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CN116940245A - 包含微晶纤维素的稳定剂组合物 - Google Patents

包含微晶纤维素的稳定剂组合物 Download PDF

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CN116940245A
CN116940245A CN202280010994.8A CN202280010994A CN116940245A CN 116940245 A CN116940245 A CN 116940245A CN 202280010994 A CN202280010994 A CN 202280010994A CN 116940245 A CN116940245 A CN 116940245A
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S·阿南坎比尔
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S·尤斯塔斯
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International N&H Denmark ApS
Nutrition and Biosciences USA 1 LLC
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Dupont Nutrition America
DuPont Nutrition Biosciences ApS
Nutrition and Biosciences USA 1 LLC
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Abstract

本发明涉及一种稳定剂组合物，其包含与未精炼的和未改性的红海藻粉共加工的胶体微晶纤维素，所述红海藻粉衍生自红藻门纲的红海藻。

Description

包含微晶纤维素的稳定剂组合物
技术领域
本发明涉及胶体微晶组合物以及其作为可食用产品的稳定剂的用途，该胶体微晶组合物通过组合微晶纤维素和衍生自红藻门纲的海藻的粉的共加工混合物而产生。
背景技术
微晶纤维素，也已知为并且在本文中被称作“MCC”，是水解的纤维素。MCC粉末和凝胶通常用于食品工业中以增强最终食品的特性或属性。例如，MCC已经在多种可消耗产品(诸如食品应用)中(包括在饮料中)用作粘合剂和稳定剂，用作胶凝剂、增稠剂、脂肪替代品、和/或无热量的填料，以及用作悬浮液稳定剂和/或调质剂。MCC还已经用作药物片剂中的粘合剂和崩解剂，用作液体药物配制品中的悬浮剂，并且用作工业应用、家用产品(如洗涤剂和/或漂白片剂)、农业配制品、以及个人护理产品(诸如洁齿剂和化妆品)中的粘合剂、崩解剂、和加工助剂。胶体MCC的重要的应用是稳定悬浮液，例如固体颗粒在低粘度液体中的悬浮液；以及更确切地，固体在奶中的悬浮液，例如可可颗粒在巧克力奶中的悬浮液。
为了以上提及的用途，可以通过以下方式来改性MCC：使水解的MCC聚集的微晶(呈高固体水性混合物的形式，通常称为“湿饼”)经受磨碎工艺，例如挤出，这将聚集的纤维素微晶基本上细分成更精细分离的微晶颗粒。为了防止角化，可以在磨碎之前、期间或之后但在干燥之前添加保护性水胶体。保护性水胶体将较小尺寸颗粒之间的氢键或其他吸引力全部或部分地筛除，以便提供可容易地分散的粉末。胶体MCC将典型地形成稳定的悬浮液，其几乎没有分散的固体的沉降。羧甲基纤维素是用于这些目的的常见水胶体(参见例如美国专利号3,539,365(Durand等人))，以及由FMC公司以商标名知/>出售的胶体MCC产品。已经尝试将许多其他水胶体与MCC一起进行共加工，如淀粉，在美国专利申请2011/0151097(Tuason等人)中。
消费者对使用保持其原材料的天然性并且不存在化学修饰的组分的成分以及方法来生产的食品和饮料越来越感兴趣。提供重新配制的产品或新产品的行业已经部分响应该消费方法，其中一些食品添加剂(特别是防腐剂、色素和调味剂)已经被成功消除，或用更积极认可的天然来源的可替代成分和食品添加剂所取代。
由于CMC的加工的性质，其近来以不是“清洁标签”组分为由而受到攻击，尽管管理机构仍认为其是安全的。同样地，已经进行尝试用来自多种植物来源的多糖代替CMC。然而，因为每种多糖均具有它自己独特的结构，并且难以预测它们的功能，因此已经证明这是有挑战性的。许多多糖还没有被发现对于制造分散稳定的MCC是有效的，这至少部分地是由于在磨碎期间缺少将足够的机械力转移至MCC聚集体和多糖。缓解该问题的一种尝试是使用多价盐，诸如氯化钙(参见例如7,462,232 B2，授予Tuason等人)。
因此，需要开发可用于稳定液体的胶体MCC组合物，该组合物含有消费者和管理者认为天然产品的成分，并且可以有效地磨碎而无需添加磨碎酸如盐或酸和避免CMC的存在。
发明内容
本发明的诸位发明人已经通过以下方式满足了所述需要：提供共加工的胶体组合物，可以将该组合物有效地磨碎而无需羧甲基纤维素和/或磨碎助剂如盐或酸，并且可以将其容易地分散在可消费的产品如食品、饮料、药物、工业、以及许多其他产品；包括冷的/常温的奶产品，例如巧克力奶或奶精中，而不使用螯合剂。
因此，本发明涉及一种稳定剂组合物，其包含与未精炼的和未改性的红海藻粉共加工的胶体微晶纤维素，所述红海藻粉衍生自红藻门纲的红海藻。
出人意料地发现，可能提供用未精炼的和未改性的红海藻粉制造的稳定剂组合物，与包含胶体MCC(与CMC或精炼的角叉菜胶共磨碎)的稳定剂相比，该组合物没有显著的功能性的损失，例如，减少饮料中的沉降，参见以下实例。
在另一个方面，本发明涉及一种用于制备如权利要求1-10中任一项所述的稳定剂组合物的方法，该方法包括以下步骤：
(a)将微晶纤维素湿饼与红海藻粉共混，所述红海藻粉衍生自红藻门纲的红海藻，
(b)在不存在磨碎助剂下，将步骤(a)的共混物进行共加工以形成挤出物，以及
(c)干燥并且任选地将所述挤出物研磨成粉末。
具体实施方式
定义
如在本文中使用的，“聚集的MCC”意指磨碎之前的MCC；“磨碎的MCC”意指磨碎后的MCC；并且，“胶体MCC”意指磨碎后的MCC，其中该MCC颗粒的至少19体积％的D50为约0.1微米(如通过动态光散射测量的)。
术语“磨碎助剂”意指添加至聚集的MCC组合物中帮助磨碎、特别是挤出的试剂。磨碎助剂可以典型地是盐或酸。
如在本文中使用的，术语“分散稳定性”或“分散稳定的”意指胶体的MCC颗粒本身在液体(例如水性介质)中均匀分散而无需剧烈搅拌，形成具有均匀外观，没有显著分离、颗粒的聚集或沉降的悬浮液。
如在本文中使用的，术语“悬浮稳定性”意指当胶体的MCC颗粒分散在含有除了MCC颗粒之外其他的不可溶的组分(例如可可、钙等)的液体(例如水性介质、奶等)中时，那些颗粒是有效地悬浮的，形成具有均匀外观，没有显著分离、不可溶的颗粒的聚集或沉降的稳定化的悬浮液。
术语“共加工(coprocessing)”和“共加工(coprocessed)”可互换使用，意指有效地将至少一些(如果不是全部)颗粒的尺寸减小至胶体尺寸的工艺。术语“共加工”是指将高剪切力施加到MCC和至少一种多糖的混合物。可以例如通过共挤出、研磨、或捏合获得合适的加工条件。共加工在文献中也称为“共磨碎”。
微晶纤维素
本发明利用水解的微晶纤维素。微晶纤维素(MCC)是白色、无臭、无味、相对自由流动的结晶性粉末，实际上没有有机和无机污染物。它是通过使如从纤维状植物材料作为浆获得的α纤维素经受典型地用矿物酸进行的水解降解而获得的纯化的、部分解聚的纤维素。其是高度结晶的微粒纤维素，主要由通过去除纤维素原纤维的无定形区域(或次晶区域)获得的结晶聚集体组成。MCC用于各种应用，包括食品、营养品、药物和化妆品。
任何微晶纤维素均可以用于本发明的组合物中。合适的原料包括例如木浆(如漂白的亚硫酸盐和硫酸盐浆)、玉米壳、甘蔗渣、秸秆、棉、棉短绒、亚麻、大麻、苎麻、发酵纤维素等。微晶纤维素可以通过用矿物酸、优选盐酸来处理纤维素源、优选来自纤维状植物材料的呈浆的形式的α纤维素而产生。该酸选择性地攻击纤维素聚合物链的较低有序区域，由此暴露并释放形成微晶聚集体的结晶位点，所述微晶聚集体构成微晶纤维素。然后将它们从反应混合物中分离出来并洗涤以去除降解的副产物。所得的通常含有40至75百分比水分的湿物料在本领域中被称作多个名称，包括水解纤维素、水解纤维素湿饼、平衡聚合度(level-offDP)的纤维素、微晶纤维素湿饼或简称湿饼。优选地，聚集的MCC是经酸水解的，并且为在水中25-60％wt.。
将湿饼干燥并去除水后，所得产品微晶纤维素为白色、无臭、无味、相对自由流动的粉末，不可溶于水、有机溶剂、稀碱和酸。关于微晶纤维素的描述以及其制造，参见美国专利号2,978，446。该专利描述了其作为药物赋形剂的用途，特别是作为制备压制药物片剂的粘合剂、崩解剂、助流剂和/或填料的用途。
海藻粉
如本文所论述的，该海藻粉衍生自在分类学上属于红藻门纲的海藻。此类海藻可以称为‘红海藻’。合适的海藻的实例属于由以下组成的属：卡帕藻属(Kappaphycus)、麒麟菜属(Eucheuma)、杉藻属(Gigartina)、角叉菜属(Chondrus)、银杏藻属(Iriadae)、马泽藻属(Mazzaella)、宽果藻属(Mastocarpus)、萨科藻属(Sarcothalia)、沙菜属(Hypnea)、帚叉藻属(Furcellaria)、江蓠属(Gracilaria)、石花菜属(Gelidium)、凝花菜属(Gelidiella)、鸡毛菜属(Pterocladia)、海膜属(Halymenia)和软刺藻属(Chondracanthus)。
该海藻粉衍生自红藻门纲的海藻。术语“衍生自”意指成分是从红藻门纲的海藻获得。与MCC共磨碎的海藻粉是“未精炼的”和“未改性的”，这旨在意指没有分离、纯化或化学上改性海藻中的单个组分(如角叉菜胶)。然而，最小程度地处理衍生自红藻门纲的海藻的海藻粉，以从海藻中获得它，例如该处理可以典型地包括洗涤、干燥和研磨。
在一个方面，海藻至少为以下属：麒麟菜属或卡帕藻属。如本领域技术人员将理解的，麒麟菜属最近被重新命名为卡帕藻属。因此，提及麒麟菜属可能等同于卡帕藻属。在一个方面，海藻至少为以下属：麒麟菜属。在一个方面，海藻至少为以下属：卡帕藻属。
在一个方面，海藻至少为以下种：异枝麒麟菜(Eucheuma striatum)、异枝卡帕藻(Kappaphycus striatus)(也称为异枝卡帕藻(Kappaphycus striatum))、长心麒麟菜(Eucheuma alvarezii)、长心卡帕藻(Kappaphycus alvarezii)或其组合。如上文所论述的，麒麟菜属可能等同于卡帕藻属。因此，提及异枝麒麟菜可能等同于异枝卡帕藻，并且提及长心麒麟菜可能等同于长心卡帕藻。在一个方面，海藻至少为以下种：异枝麒麟菜/异枝卡帕藻、长心麒麟菜/长心卡帕藻或其组合。在一个方面，海藻为以下种的组合：异枝麒麟菜/异枝卡帕藻和长心麒麟菜/长心卡帕藻，该组合在商业上可以称为耳突麒麟菜/耳突卡帕藻(Eucheuma/Kappaphycus cottonii)。
海藻粉从红藻门纲的红海藻获得，并且因此该粉可以称为“红海藻粉”。术语“红海藻粉”将被理解为衍生自以下的红海藻的粉状产品的描述：卡帕藻属、麒麟菜属、杉藻属、角叉菜属、银杏藻属、马泽藻属、宽果藻属、萨科藻属、沙菜属、帚叉藻属、江蓠属、石花菜属、凝花菜属、鸡毛菜属、海膜属和软刺藻属。
包含在本发明的稳定剂组合物中的海藻粉可以通过任何合适的方法来制备。因此，该海藻粉可以通过包括以下步骤的方法获得：
(a)提供红藻门纲的海藻，
(b)干燥步骤(a)的海藻，
(c)在低于9.5的pH下，任选地在盐溶液(如NaCl)的存在下，在从20℃至85℃的温度下将干燥的海藻再水化，
(d)将步骤(c)的经再水化的海藻从溶液分离；
(e)将步骤(d)的产物干燥，以及
(f)任选地研磨步骤(e)的经干燥的产物以形成食品成分。
例如，海藻粉可以通过如描述于国际专利申请号WO 2020/242859中的方法来制备。
存在于本发明的稳定剂组合物中的海藻粉可以经过处理以减少微生物的数量。因此，该海藻粉可以进行热处理或巴氏消毒以减少微生物的数量。
角叉菜胶
如以上所论述的，衍生自红藻门纲的海藻的海藻粉将含有角叉菜胶。角叉菜胶是指从红色可食用海藻提取的线性硫酸多糖家族。角叉菜胶为高分子量多糖，其由重复的半乳糖单元和3，6脱水半乳糖(3，6-AG)组成，包括硫酸化的和非硫酸化的两者。单元通过交替的α-1，3和β-1，4糖苷键来连接。角叉菜胶作为增稠剂或稳定剂广泛用于食品和其他行业。存在三个主要的角叉菜胶商业类别：κ、ι和λ角叉菜胶。
这三个品种在其硫酸化程度上不同。κ角叉菜胶每个二糖具有一个硫酸基团，ι角叉菜胶每个二糖具有两个硫酸基团，并且λ角叉菜胶每个二糖具有三个硫酸基团。当用于食品产品时，当角叉菜胶作为“经加工的麒麟菜属海藻”存在时具有EU添加剂E编号E407或E407a。
为了获得具有有利特性的稳定剂组合物，通常优选的是红海藻粉衍生自红藻门纲的海藻种，其有丰富的κ-角叉菜胶和低的ι-角叉菜胶。κ角叉菜胶在钾离子存在的情况下形成坚固、硬性的凝胶，并且与乳蛋白反应。它主要来源于长心卡帕藻/耳突卡帕藻。在红海藻粉中，κ-角叉菜胶可以与一种或多种其他角叉菜胶一起存在，尤其是与少量的ι-角叉菜胶一起存在，或者如果红海藻粉源于紫叶杉藻(Gigartina atropurpurea)种或者杉藻属的其他种的海藻，它可以是κ-角叉菜胶和ι-角叉菜胶的共聚物，例如，如描述于EP 1628643 B1中的κ-2-角叉菜胶。
在一个方面，红海藻粉含有基于该红海藻粉的干重的25-75wt.％的量的κ-角叉菜胶。在另一个方面，红海藻粉含有基于食品成分的总重量的40至70wt.％的量的κ角叉菜胶。另一方面，红海藻粉中的ι-角叉菜胶的含量优选为基于该红海藻粉的干重小于10wt.％。
在一方面，在将红海藻粉与MCC共磨碎之前，存在于红海藻粉中的κ-角叉菜胶的重均分子量是900至2000kDa。优选地，在与MCC共磨碎之前，存在于红海藻粉中的κ-角叉菜胶的重均分子量是1000至1500kDa。
加工方法
在不存在磨碎助剂下，将水解的MCC和红海藻粉典型地共加工以形成共加工的组合物，其中MCC颗粒至少部分地被一种或多种红海藻粉的组分(尤其是κ-角叉菜胶)涂覆。加工方法是常见的，并且是本领域熟知的(参见例如美国专利申请2013/0090391和美国专利US 9828493，其通过援引并入本文)。该方法包括制备具有约25％wt.至60％wt.固体的聚集体微晶纤维素。该组合物典型地包含重量比在70∶30与90∶10之间、优选在80∶20与85∶15之间的MCC和红海藻粉。
在一个实施例中，当在Brookfield RV粘度计(转子#3)上在20rpm下并且在20℃下，作为在去离子水中2.6重量％的分散体测量时，共加工的稳定剂组合物具有50-1000mPa.s的初始粘度。在一个实施例中，当在Brookfield RV粘度计(转子#3)上在20rpm下并且在20℃下，作为在去离子水中2.6重量％的分散体测量时，该共加工的组合物具有150-5000mPa.s的24小时粘度。
磨碎可以通过例如挤出或用可以提供有效剪切力的其他机械装置来完成，该其他机械装置包括例如精制机、行星式混合机、胶体磨、打浆磨、捏合机和研磨机。然而，随着颗粒尺寸减小，单个颗粒在干燥时趋于团聚或角化，这是不希望的结果，因为其阻碍了单个颗粒的分散。
可以将挤出物干燥或分散在水中以形成浆料。可以将该浆料均化并干燥，优选喷雾干燥。在干燥之前，可以将附加量的红海藻粉与挤出物湿共混。附加的红海藻粉的量可以在挤出物和附加的海藻粉的总重量的2％-20％的范围内。可替代地，在干燥和研磨后，可以将附加量的红海藻粉与挤出物干共混。除了喷雾干燥之外的干燥工艺包括例如流化床干燥、滚筒干燥、本体干燥、和急骤干燥。可以将由喷雾干燥形成的干燥颗粒在所需的水性介质或溶液中重构以形成本文所述的组合物、可食用食品、药物应用和工业应用。
可以通过测量经过磨碎的MCC和海藻粉的混合物的粘度，与没有经过磨碎的MCC和海藻粉的混合物的粘度进行比较来评估磨碎的有效性。在磨碎期间，强的机械剪切力不仅会分解聚集的MCC颗粒，而且还引入混合作用，以便将海藻粉组分如κ-角叉菜胶分子散布在减小的MCC颗粒周围。此外，将MCC颗粒与海藻粉之间的水分子挤出以使MCC颗粒和海藻粉组分紧密接触。最终，MCC颗粒表面的某些部分被迫通过分子相互作用力(例如氢键)与κ-角叉菜胶链的某些链段结合。以此种方式，MCC颗粒充当κ-角叉菜胶网络的节点，像κ-角叉菜胶交联一样，导致MCC颗粒和海藻粉的混合物的粘度增加。
应用
本发明的稳定剂组合物可以用于多种适合的食品，药物，营养品和工业应用，包括化妆品、个人护理产品、消费品、农产品、或化学配制品中以及油漆、聚合物配制品中。
药物应用中的一些实例包括用于药品的液体悬浮剂和/或乳液；用于药品递送的鼻腔喷雾剂，其中，胶体MCC提供增加的停留和生物利用度；药物应用中的控释剂；以及可重构粉末，它们是含有药品的干粉末混合物，可以通过加水并且手动摇动制成悬浮液；局部药品应用，以及各种用于医疗用途的泡沫、乳膏、洗剂，包括用于口腔护理的组合物，诸如牙膏、漱口水等。
营养品应用中的一些实例包括用于各种营养成分和膳食补充剂的递送体系。工业应用中的实例包括各种悬浮液、增稠剂，它们可用于个人护理应用的泡沫、乳膏、洗剂和防晒品中；悬浮剂，它们可与陶瓷中的颜料和填料一起使用，或用于着色剂、光学增亮剂、化妆品和诸如牙膏、漱口水等产品中的口腔护理；材料，诸如陶瓷；用于包括杀虫剂在内的农药的递送体系；除草剂、杀真菌剂和其他农产品，以及油漆和各种化学或聚合物悬浮液的递送。一个特定的实例是含有氧化剂或漂白剂的工业洗涤液，它们需要强且稳定的悬浮体系。
特别地，本发明的稳定剂组合物可用于多种多样的食品，包括乳液、饮料、酱料、汤、糖浆、调味品、薄膜、乳制和非乳制奶和奶精、冷冻甜点、培养食品(cultured food)、烘焙馅料、和烘焙奶油，其中该稳定剂组合物满足了消费者对于天然食品成分的偏好。它还可用于调味剂和着色剂的递送。可食用食品可另外包含各种可食用材料和添加剂，包括蛋白质、水果或蔬菜汁、水果或蔬菜浆、水果味物质、或其任何组合。
这些食品还可包括其他可食用成分，例如，矿物盐、蛋白质源、酸化剂、甜味剂、缓冲剂、pH调节剂、稳定盐、或其组合。本领域技术人员将认识到，还可以添加任何数量的其他可食用组分，例如，另外的调味剂、着色剂、防腐剂、pH缓冲剂、营养补充剂、加工助剂等。另外的可食用成分可以是可溶的或不可溶的，并且如果不可溶的话，可以悬浮在食品中。组合物的常规调整完全在本领域技术人员的能力范围内，并且在本发明的范围和意图内。这些可食用食品可以是干混产品(速溶酱汁、肉汁、汤、速溶可可饮料等)、低pH乳制体系(酸性稀奶油/酸奶、酸奶饮料、稳定冷冻酸奶等)、烘焙食品、和作为非水性食品体系和低水分食品体系中的膨松剂。
适用于掺入稳定剂组合物的可食用食品的蛋白质包括食品蛋白质和氨基酸，它们可以对哺乳动物、鸟类、爬行动物和鱼类有益。食品蛋白质包括动物或植物蛋白质以及其级分或衍生物。动物衍生的蛋白质包括奶和奶衍生的产品，诸如浓奶油、淡奶油、全奶(wholemilk)、低脂奶、脱脂奶、强化奶(包括蛋白质强化奶)、加工奶和奶产品(包括过热和/或浓缩的)、增甜或不增甜皮奶(skin milk)或全奶、干奶粉(包括全奶粉和非脂肪干奶(NonfatDry Milk)(NFDM)、酪蛋白和酪蛋白酸盐、乳清和乳清衍生的产品(诸如乳清浓缩物、脱乳糖乳清、去矿物质乳清、乳清蛋白分离物)。也可以使用蛋和蛋衍生的蛋白质。植物衍生的蛋白质包括坚果和坚果衍生的蛋自质、高粱、豆类和豆类衍生的蛋白质(诸如大豆和大豆衍生的产品，诸如未处理的新鲜大豆、流体大豆、大豆浓缩物、大豆分离物、大豆粉)和大米蛋白质、以及其所有形式和级分。食品蛋白质可以任何可用形式使用，包括液体、浓缩的或粉末状。然而，当使用粉末状蛋白质源时，可能希望在与稳定剂组合物和汁共混之前将该蛋白质源预水化，以增加所得饮料的稳定性。当蛋白质与水果或蔬菜汁结合添加时，使用的量将取决于所希望的最终结果。
还应注意，该食品/饮料组合物可通过任何数量的方法进行热处理来加工。这些方法可包括但不限于低温长时间(LTLT)、高温短时间(HTST)、超高温(UHT)和延长保质期(ESL)工艺。这些饮料组合物也可以通过旋转蒸馏或静态蒸馏加工进行蒸馏加工。一些组合物(诸如添加汁的或天然的或人工风味的软饮料)也可以进行冷加工。这些工艺中的许多也可以包括均化或其他高剪切/高压缩方法。还可以存在共干燥的组合物，其可以干混形式制备，并且然后根据需要方便地重构以用于消费。所得饮料组合物可以被冷藏并且储存商业上可接受的时间段。在替代方案中，所得饮料可以在室温下储存，其条件是它们在无菌条件下填充。
所描述的组合物可充当适用于饮料工业的稳定剂。在干燥成粉末形式后，该组合物可以与水溶液混合以形成胶体混合物，在一些实施例中，该胶体混合物可以长时间段保持其胶体特性。一些可食用食品是饮料、蛋白质和营养饮料，矿物强化饮料，乳制品基饮料和非乳制品基饮料，包括但不限于经热处理(例如通过巴氏杀菌、超巴氏杀菌、或蒸煮工艺)的那些。
在以上饮料产品中使用的本发明稳定剂的典型浓度可以为总产品的范围0.05至约3.5％wt.，并且在一些情况下为总产品的0.2至2.0％wt.。
特别地，本发明的组合物也良好地适合于稳定饮料，特别是乳制奶饮料或植物蛋白饮料，或作为乳制或非乳制奶精中的稳定剂。对于这些应用，本发明的稳定剂组合物可以以该饮料或奶精的0.1-0.5重量％的量存在、优选以该饮料或奶精的0.20-0.35重量％的量存在。
实例
与红海藻粉共磨碎的胶体MCC的制备
用于以下实例中的MCC湿饼是通过预水解的硬木浆(SulfatateTM，从雷欧尼尔公司(Rayonier Inc.)可获得)的酸水解获得的。用于磨碎的湿饼如下通过将聚集的MCC(处于43.05％wt.总固体)和精炼的Na-ι角叉菜胶、衍生自刺麒麟菜(E.spinosum)的红海藻粉、衍生自耳突麒麟菜(E.cottonii)的红海藻粉或羧甲纤维素混合来制备：
在Hobart A120混合机(型号ML 38904)上的12夸脱的碗中混合所有成分。首先将湿饼装载于Hobart混合机碗中。然后组装打浆器/桨叶，以在最低设置下旋转。将其他成分(如碳酸钠)也添加至混合机中。打浆器/桨叶旋转速度逐渐增加到最高设定，直到获得视觉上均匀的混合物。这典型地进行3-5分钟。然后，将相应的水胶体在Hobart混合机碗中混合3-5分钟。之后，将混合物进料到挤出机中并进行多次加工。通过在附接的安培数表上读取扭矩来监测挤出性能；测量挤出物的温度；并且，观察挤出物的质地。安培数表读数越高、挤出物越热、并且挤出物越坚固，表明共磨碎越有效。可通过测量在去离子水中浆化的湿饼混合物的粘度，并通过用显微镜研究浆料中MCC晶体的分散而对挤出物进行简单检查。最终，通过在去离子水中浆化、然后干燥，将示例性挤出物干燥成粉末形式。
样品分散体的制备和粘度测量
用于初始粘度和24小时粘度测量的样品分散体是在Waring商业公司(WaringCommercial)的700G Waring共混器(型号WF2212112)(其中玻璃碗大小为4杯)中制备的。通过自耦变压器调节旋转叶片的速度。将每个分散体样品大小设置为600g。在大约30伏下将样品引入去离子水涡旋的中心。装载样品后，将盖子放在碗上。预混合进行约15秒。然后将自耦变压器的电压增加至115伏持续2分钟。使用Brookfield RV粘度计(转子#3)在20rpm下并且在20℃下迅速测量制备的分散体的粘度。此粘度测量值被称为初始粘度。在初始粘度测量之后，将分散体在封闭的广口瓶中在无干扰的情况下在工作台上放置24小时，并且然后再次测量粘度。
样品分散体的动态流变测量
对于动态流变测量，将样品分散体制备为具有基于该分散体的总重量2.6wt.-％的固体含量。动态模量(弹性/储能模量，G’以及损耗/粘性模量，G”)在配备有UTC温度控制器和MARS II控制单元的HAAKE MARS II流变仪上确定。测量是在两个平行板上进行的，两个板由60mm不绣钢固定板和作为转子的35mm不锈钢板(PP35Ti)组成。测量的温度是20℃，并且将板之间的间隙尺寸设置为1.0mm。将Tanδ确定为损耗模量(G”)与储能模量(G’)之间的比率。在1.0Hz下进行0.1％至100％应变的应变测试，其中平衡时间为5min。
HTST(高温短时间)风味奶评估。
使用本发明的样品和上述对比实例3制造巴氏消毒的风味巧克力奶。风味奶配制品由11.5wt％全脂奶粉、7.5wt％糖、0.9wt％可可粉、0.35wt％的稳定剂和补足100％的水组成。程序如下：
将糖、可可粉和本发明/对比实例的共加工MCC干共混。
将预共混的干成分添加到复原奶(预水化5分钟的全脂奶粉)中，并且用螺旋桨混合机以中等剪切混合30min；
将混合物预加热至85℃持续15秒；
在200巴的总压力(50巴第二阶段，以及150巴第一阶段)下进行下游均化；
然后将巧克力奶立即冷却至＜20℃，并在干净的填充罩(fill hood)中填充在无菌Nalgene瓶中。
在冷藏温度(4℃)下储存两周之后评估样品。测量和/或表征了粘度、pH、相分离、流动特性、絮凝水平和粉化水平。
UHT(超高温)香草风味咖啡奶精评估
如下配制测试的咖啡奶精：33重量％的糖的奶精、10％葵花籽油、1％酪蛋白钠、0.2％香草精、0.23％柠檬酸盐和磷酸盐缓冲体系、0.6％单甘油酯和二甘油酯、0.35％的本发明的稳定剂组合物、和补足100％的水。对比测试是用包含商业的胶体MCC(含有CMC加角叉菜胶(0.21％+0.015％))和共加工的胶体MCC(含有CMC加角叉菜胶(0.35％+0.015％))的稳定剂组合物进行的。测试方法如下所述：
将稳定剂样品与糖和盐一起干共混。
I.将干共混物添加到预热至80℃的水中。
II.添加葵花籽油和乳化剂，并用Silverson混合机在4000rpm下混合3min。将混合物冷却至60℃，并且将pH调节至6.7+/-0.05。
III.将混合物在140℃下UHT处理6秒。
IV.在75℃下在180/30巴下进行下游均化。
V.然后将巧克力奶精立即冷却至＜20℃，并在干净的填充罩中填充在无菌Nalgene瓶中。
对比实例1
将MCC/精炼的Na-ι角叉菜胶＝80/20在双螺杆挤出机中进行共加工。获得了差的共磨碎，这通过挤出物的光滑质地、低安培数读数(2.8)和挤出物的低温(34.2℃)证实。在若干次通过后，没有实现共磨碎有效性的改善。由于品质差停止使用该样品。
对比实例2
将MCC/刺麒麟菜粉＝80/20在双螺杆挤出机中进行共加工。观察到高安培数读数(5.2)、挤出物的高温(76.1℃)并且没有光滑情况的证据。将同一挤出物在环境去离子水中以5％进行浆化，并且然后喷雾干燥。将干燥的粉末样品在去离子水中以2.6％进行浆化。然而，分散体是不稳定的，并且存在立即的相分离(水在顶部并且海藻颗粒在底部)。没有进行粘度测量。由于功能性差停止使用该样品。
对比实例3
将MCC/CMC＝85/15在双螺杆挤出机中进行共加工。该参考样品记录了2.7的安培数读数和35.9的温度。将同一挤出物在环境去离子水中以5％进行浆化，并且然后喷雾干燥。将干燥的粉末样品在去离子水中以2.6％进行浆化。初始粘度是430mPa.s，并且24小时粘度是1690mPa.s。获得了95.32％的胶体含量。弹性模量(G’)是3.9Pa。
对比实例4
含有CMC的传统的商业胶体MCC(CL611)。
对比实例5
仅含有CMC的同类最佳的胶体MCC(以商品名)。
实例1
将MCC/耳突麒麟菜粉＝85/15在双螺杆挤出机中进行共加工。安培数是4.4，并且挤出物的温度是64.93℃。将同一挤出物在环境去离子水中以5％进行浆化，并且然后喷雾干燥。将干燥的粉末样品在去离子水中以2.6％进行浆化。初始粘度是250mPa.s，并且24小时粘度是470mPa.s。获得了13.27％的胶体含量。
实例2
将MCC/耳突麒麟菜粉＝85/15在双螺杆挤出机中进行共加工。安培数是4.4，并且挤出物的温度是64.93℃。将同一挤出物在环境去离子水中以5％进行浆化、均化并且然后喷雾干燥。将干燥的粉末样品在去离子水中以2.6％进行浆化。初始粘度是200mPa.s，并且24小时粘度是240mPa.s。获得了12.51％的胶体含量。
实例3
将MCC/耳突麒麟菜粉＝80/20在双螺杆挤出机中进行共加工。安培数是5.2，并且挤出物的温度是63.6℃。将同一挤出物在环境去离子水中以5％进行浆化，并且然后喷雾干燥。将干燥的粉末样品在去离子水中以2.6％进行浆化。初始粘度是78mPa.s，并且24小时粘度是1700mPa.s。获得了17.63％的胶体含量。弹性模量(G’)是16.23Pa。
表1汇总了用对比实例3和本发明的样品1-3的HTST巧克力低脂奶的评估结果。
表1：在4℃下储存2周之后的HTST巧克力奶的评估结果。
表1的结果示出了与对比实例3相比本发明的样品1的可接受的功能性。本发明的样品3具有饮料可接受的粘度，并且没有凝胶化。然而，对比样品3示出了高粘度和不可接受的凝胶化，这种情况可能有助于将饮料描述为浓的。因此，本发明的样品3示出了优异的性能。
表2汇总了用对比实例3-5以及本发明的样品2和3的UHT咖啡奶精的评估结果。
表2：由本发明的样品和对比样品稳定的香草风味咖啡奶精的1个月的评估结果。将样品储存在4℃下。
CGN：角叉菜胶
本发明的样品2在物理稳定性上与对比实例5(描述为该类型应用的‘同类最佳’的胶体MCC的产品)最类似，但是具有如预期的较高粘度。在开发的样品规模上，与本发明的样品相比，对比实例3经历了显著的相分离。如预期，本发明的样品3的粘度与对比实例3相匹配。因此，表2示出了本发明的样品与‘同类最佳’稳定剂相比的可比较的性能，并且比传统的胶体MCC稳定剂优异的性能。
在本发明中，我们已经开发了没有CMC和磨碎助剂的胶体MCC产品。与含有MCC和CMC的稳定剂相比，本披露的稳定剂能够优异地稳定乳制饮料。尽管与CMC或精炼的角叉菜胶相比，使用了未精炼的红海藻粉，还是观察到这些出乎意料的发现。

Claims (19)

1.一种稳定剂组合物，其包含与未精炼的和未改性的红海藻粉共加工的胶体微晶纤维素，所述红海藻粉衍生自红藻门纲的红海藻。
2.如权利要求1所述的稳定剂组合物，其中，所述红海藻粉衍生自红藻门纲的红海藻，所述红海藻有丰富的κ-角叉菜胶和低的ι-角叉菜胶。
3.如权利要求2所述的稳定剂组合物，其中，所述红海藻粉包含按所述红海藻粉的干重计25-70wt％的量的κ-角叉菜胶。
4.如权利要求3所述的稳定剂组合物，其中，所述红海藻粉包含按所述红海藻粉的干重计40％-70％的量的κ-角叉菜胶。
5.如权利要求2-4中任一项所述的稳定剂组合物，其中，所述红海藻粉包含按所述海藻粉的干重计的小于10％的ι-角叉菜胶。
6.如权利要求2-5中任一项所述的稳定剂组合物，其中，所述红海藻粉衍生自红藻门属卡帕藻属(Kappaphycus)、麒麟菜属(Eucheuma)、杉藻属(Gigartina)、角叉菜属(Chondrus)、银杏藻属(Iriadae)、马泽藻属(Mazzaella)、宽果藻属(Mastocarpus)、萨科藻属(Sarcothalia)、沙菜属(Hypnea)、帚叉藻属(Furcellaria)、江蓠属(GraciLaria)、石花菜属(Gelidium)、凝花菜属(Gelidiella)、鸡毛菜属(Pterocladia)、海膜属(Halymenia)或软刺藻属(Chondracanthus)，优选以下种：异枝麒麟菜/异枝卡帕藻(Euchema striatum/Kappaphycus striatus)、长心麒麟菜/长心卡帕藻(Euchema alvarezii/Kappaphycusalvarezii)、或其组合如耳突麒麟菜/耳突卡帕藻(Eucheuma/Kappaphycus cottonii)。
7.如权利要求1-6中任一项所述的稳定剂组合物，其中，胶体微晶纤维素与红海藻粉的重量比在70∶30与90∶10之间、优选在80∶20与85∶15之间。
8.如权利要求7所述的稳定剂组合物，其中，非共加工的红海藻粉中的所述κ-角叉菜胶具有900至2000kDa、优选1000至1500kDa的重均分子量。
9.如权利要求1-8中任一项所述的稳定剂组合物，其在Brookfield RV粘度计上，以转子#3在20rpm下并且在20℃下，作为在去离子水中2.6重量％的分散体测量时具有50-1000mPa.s的初始粘度。
10.如权利要求1-9中任一项所述的稳定剂组合物，其在Brookfield RV粘度计上，以转子#3在20rpm下并且在20℃下，作为在去离子水中2.6重量％的分散体测量时具有150-5000mPa.s的24小时粘度。
11.一种用于制备如权利要求1-10中任一项所述的稳定剂组合物的方法，所述方法包括以下步骤：
(d)将微晶纤维素湿饼与红海藻粉共混，所述红海藻粉衍生自红藻门纲的红海藻，
(e)在不存在磨碎助剂下，将步骤(a)的共混物进行共加工以形成挤出物，以及
(f)干燥并且任选地将所述挤出物研磨成粉末。
12.如权利要求11所述的方法，其中，在步骤(c)中干燥之前，均化步骤(b)的所述挤出物。
13.如权利要求11所述的方法，其中，将附加量的红海藻粉与步骤(b)的所述挤出物在步骤(c)中的干燥之前共混，或者与步骤(c)的干燥并研磨的挤出物共混。
14.一种可食用产品，其包含如权利要求1-10中任一项所述的稳定剂组合物。
15.如权利要求13所述的可食用产品，其是饮料产品。
16.如权利要求15所述的可食用产品，其是乳制奶饮料或植物蛋白饮料。
17.如权利要求14所述的可食用产品，其是乳制或非乳制奶精。
18.如权利要求14-17中任一项所述的可食用产品，其包含0.1-0.50重量％的所述稳定剂组合物。
19.如权利要求18所述的可食用产品，其包含0.20-0.35重量％的所述稳定剂组合物。
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