固化麦芽糖醇的制备方法及其在食品和药品中的应用

摘要

本发明涉及固化麦芽糖醇的制备方法。该固化麦芽糖醇通过用气体扰动麦芽糖醇粉末，并将其与含有麦芽糖醇的糖浆接触来制备，其中，粉末的量≥糖浆的量。固化麦芽糖醇在焙烤产品中具有优良的性能。它还适用于其它食品如糖果，口香糖被膜以及片剂。

说明书

技术领域

本发明涉及固化麦芽糖醇的制备方法及其在饲料、食品、药品以及化妆品中的应用。

背景技术

麦芽糖醇或α-D-吡喃葡糖基-4-D-山梨醇是一种可通过麦芽糖的氢化而获得的多元醇。

已知可以通过在富含足够量这种产品并充分纯化的糖浆中，使所述麦芽糖醇结晶来制备无水结晶麦芽糖醇。

US 4,408,041涉及一种结晶方法，其中，通过在过饱和浓度下加入晶种，可以用麦芽糖醇溶液生长麦芽糖醇的无水晶体。

US 6,120,612包括一种无水结晶麦芽糖醇的连续制备方法。该方法从富含麦芽糖醇的糖浆开始，该糖浆在一浓缩步骤中加热，接着加入晶种并通过继续加热进行混合步骤，以产生糖膏；以及晶体陈化(crystal aging)步骤，其中糖膏经受分解、混合、搅拌，然后在空气中转化，其中调节温度和湿度以进行结晶。

EP 0561585涉及一种制备粉状或粒状结晶麦芽糖醇的方法，该方法包括在低于麦芽糖醇晶种熔点的温度下将麦芽糖醇晶种加入水分含量为1-15％(重量比)的麦芽糖醇水溶液中；然后连续施加剪切力。

US 5,932,015提供了一种通过加入含有结晶麦芽糖醇的晶体混合物固体粉末作为晶种来制备结晶麦芽糖醇的经济的方法。

EP 1207164以及其同族专利US 6,458,401描述了通过容器的旋转来连续混合麦芽糖醇糖浆和晶种。

EP 1300414描述了在气泡存在的情况下通过向麦芽糖醇水溶液提供剪切力来进行麦芽糖醇的结晶。

EP 0741140和EP 0816373描述了制备结晶麦芽糖醇和含有结晶麦芽糖醇的晶体混合物固体的方法。

还需要一种无需昂贵的喷雾干燥而以高产率制备固化麦芽糖醇的方法。

本发明提供了这种方法。

发明内容

本发明涉及一种用于制备固化麦芽糖醇的方法并且所述方法包括以下步骤：

a)在20℃至一个第二温度下，扰动数量A的麦芽糖醇粉末和数量B的含有麦芽糖醇的糖浆，其中选择所述第二温度使得麦芽糖醇粉末仍为固体并且其中数量A≥数量B，以获得粒状产物，

b)干燥粒状产物，

c)减小干燥的粒状产物的粒度以获得固化麦芽糖醇。

本发明还涉及一种方法，该方法进一步包括将来自步骤c)的全部或部分固化麦芽糖醇作为麦芽糖醇粉末重复利用于步骤a)中。

本发明涉及一种方法，其中在步骤a)用气体扰动麦芽糖醇的粉末。所述气体是氮气或空气，优选空气。

本发明涉及一种方法，其中在步骤b)用气体进行粒状产物的干燥，该气体的温度为20℃至一个第二温度，其中选择第二温度使得麦芽糖醇粉末仍为固体。

此外，本发明涉及一种在流化床中进行的方法。

本发明的另外的特征在于：麦芽糖醇糖浆包括40％至80％的干物质含量以及等于或大于70％的基于干物质的麦芽糖醇含量，优选基于干物质的麦芽糖醇的含量高于80％，更优选基于干物质的麦芽糖醇的含量高于90％。

本发明还涉及一种方法，其中步骤a)中的温度为从50℃至一个第二温度，其中选择该第二温度使得麦芽糖醇粉末仍为固体，优选从70℃至所述第二温度，更优选从80℃至所述第二温度。

此外，本发明涉及一种方法，其中步骤c)的固化麦芽糖醇的麦芽糖醇含量为90％w/w(重量比)至99.5％w/w(基于干物质)，优选92％w/w至97％w/w(基于干物质)，更优选94％w/w至96％w/w(基于干物质)。

更详细地，本发明涉及一种方法，该方法包括以下步骤：

a)将麦芽糖醇粉末装入流化床的进料筐(fluid bed basket)，

b)设定气体入口温度、优选空气入口温度为80℃至一个第二温度、其中该第二温度选择为使得麦芽糖醇粉末仍为固体，优选90℃至95℃，

c)将干物质含量为70％的麦芽糖醇糖浆加入流化床的进料筐，

d)通过喷嘴将所述麦芽糖醇糖浆喷射到麦芽糖醇粉末上，以获得粒状产物，

e)干燥所述粒状产物以获得干燥的粒状产物，该干燥的粒状产物的水分含量低于1％，优选低于0.5％，

f)研磨所述干燥的粒状产物以获得固化麦芽糖醇，

g)将部分或全部所述固化麦芽糖醇重复利用于步骤a)，直到在步骤f)获得麦芽糖醇含量为95％至98％、优选95％至97％、更优选95.5％至96.5％的固化麦芽糖醇。

此外，本发明涉及根据上述方法可获得的固化麦芽糖醇在饲料(食料)、食品、药品或化妆品中的应用。食品是选自一组产品包括烘烤产品、糖果、片剂、口香糖、以及有被膜的可食用内核(cores)。

本发明还涉及一种烘烤产品，其包括面粉、脂肪、甜味剂，并且其特征在于甜味剂包括根据上述方法可获得的25％至100％的固化麦芽糖醇。

此外，本发明涉及片剂，这些片剂包括根据上述方法可获得的2％至100％的固化麦芽糖醇。

具体实施方式

本发明涉及一种用于制备固化麦芽糖醇的方法并且所述方法包括以下步骤：

a)在20℃至一个第二温度下，扰动数量A的麦芽糖醇粉末和数量B的含有麦芽糖醇的糖浆，其中该第二温度被选择使得麦芽糖醇粉末仍为固体并且其中数量A≥数量B，以获得粒状产物，

b)干燥粒状产物，

c)减小干燥的粒状产物的粒度以获得固化麦芽糖醇。

在方法的开始，即，最初加入粉末，步骤a)的麦芽糖醇粉末是结晶麦芽糖醇。结晶麦芽糖醇中的麦芽糖醇含量为99.7％w/w至100％w/w。

该方法的实质特点是：粉末的量≥糖浆的量。在本方法中，粉末颗粒被粒化、聚集和/或涂布以麦芽糖醇糖浆的干物质。优选地，糖浆的干物质的量约为15％至35％(基于粉末干物质)。

在气体流中扰动麦芽糖醇粉末，其中该气体是氮气和/或空气，优选空气。扰动气体的温度非常重要，并且为20℃至一个第二温度，其中该第二温度被选择使得麦芽糖醇粉末仍为固体。结晶麦芽糖醇具有约150℃的特定熔解温度(specific melting temperature)，但一旦麦芽糖醇粉末的纯度降低，熔解温度也会降低和/或不只是一个特定熔点(specific melting point)而是一个熔化范围。必须选择扰动气体的温度，使得麦芽糖醇粉末仍为固体并且不转化成液体糖浆。在具体实施方式中，该温度低于150℃，优选低于140℃，更优选低于130℃，最优选低于100℃。在另一个具体实施方式中，该温度为80℃至95℃，优选90℃至95℃。

用气体进行扰动可确保麦芽糖醇粉末的所有颗粒和麦芽糖醇糖浆具有良好的接触表面。这样，粉末颗粒和糖浆接触，糖浆的干物质被涂布、聚集和/或粒化在粉末颗粒上。

落在粉末颗粒上的液滴立即固化并释放水，而水被气体带走。气体不仅分散用于涂布、粒化和/或聚集的粉末颗粒，而且同时使粒状产物干燥。

本发明还涉及一种方法，该方法进一步包括将来自步骤c)的全部或部分固化麦芽糖醇作为麦芽糖醇粉末重复利用于步骤a)中。

本发明涉及一种方法，该方法进一步包括至少重复利用一次所述固化麦芽糖醇用于步骤a)，优选至少两次，更优选至少5次，最优选7至8次。

一旦在步骤c)获得固化麦芽糖醇，该产物就可以用作该方法的起始物质。根据固化麦芽糖醇的最终纯度(即基于干物质的麦芽糖醇的含量)，可以决定用结晶麦芽糖醇或前述方法中制备的固化麦芽糖醇来开始该方法。优选地，以固化麦芽糖醇开始该方法，并且不再需要具有结晶麦芽糖醇。

重复利用涉及全部或部分固化麦芽糖醇。它可以将固化麦芽糖醇完全重复利用到步骤a)中，以便达到固化麦芽糖醇的有效纯度(基于干物质的麦芽糖醇的含量)，也可以是部分重复利用，使得该量仍然大于引入的麦芽糖醇糖浆的量。

其后的干燥步骤确保经干燥的粒状产物的水分含量低于1％，优选低于0.5％。

步骤c)中粒度的降低增加了颗粒的比表面积并增加颗粒的接触表面。当被扰动时，这改善与引入的麦芽糖醇糖浆的接触。

在具体实施方式中，本发明还涉及一种在流化床中进行的方法。

优选地，本发明涉及一种分批法，其中在步骤b)中干燥粒状产物之后获得最终产物。不需要进一步的饱和和/或结晶，并且其后的步骤c)仅增加比表面积。

本发明的特征进一步在于：麦芽糖醇糖浆包括40％至80％的干物质含量以及等于或大于70％的基于干物质的麦芽糖醇含量。

优选地，基于干物质的麦芽糖醇含量高于80％，更优选地，基于干物质的麦芽糖醇含量高于90％。干物质优选约为70％。

本发明还涉及一种方法，其中步骤a)的温度为50℃至一个第二温度，其中该第二温度被选择使得麦芽糖醇粉末仍为固体，优选从70℃至所述第二温度，更优选从80℃至所述第二温度。优选地，该方法在高于20℃的温度下进行。在典型实施例中，温度为至少90℃，更优选地低于100℃。

此外，本发明涉及一种方法，其中步骤c)的固化麦芽糖醇的麦芽糖醇含量为90％w/w至99.5％w/w(基于干物质)，优选92％w/w至97％w/w(基于干物质)，更优选94％w/w至96％w/w(基于干物质)。

本发明的具体实施方式涉及一种方法，该方法包括以下步骤：

a)将麦芽糖醇粉末装入流化床的进料筐，

b)设定气体入口温度、优选空气入口温度为80℃至一个第二温度、其中选择第二温度使得麦芽糖醇粉末仍为固体，优选90℃至95℃，

c)将干物质含量为70％的麦芽糖醇糖浆加入流化床的进料筐，

d)通过喷嘴将所述麦芽糖醇糖浆喷射到麦芽糖醇粉末上，以获得粒状产物，

e)干燥所述粒状产物以获得水分含量低于1％、优选低于0.5％的干燥的粒状产物，

f)研磨所述干燥的粒状产物以获得固化麦芽糖醇，

g)将部分或全部所述固化麦芽糖醇重复利用于步骤a)中，直到在步骤f)获得麦芽糖醇含量为95％至98％、优选95％至97％、更优选95.5％至96.5％的固化麦芽糖醇。

优选地，通过多头喷嘴喷射麦芽糖醇糖浆。

产物的干燥需要约15至40分钟并且取决于含有麦芽糖醇的糖浆的量。

研磨可以在任何类型的研磨机中进行。

本发明可以提供一种固化麦芽糖醇，其水分含量低于0.5％，麦芽糖醇含量(基于干物质)在95％至98％之间，其余为0.5-2％w/w的山梨醇、0.5-3％w/w的DP3以及0.2至0.5％w/w的DP4。在一个更具体的实施例中，根据本发明的方法制备的固化麦芽糖醇的麦芽糖醇含量(基于干物质)是95.5％至96.5％，而干物质的剩余部分由山梨醇、DP3和DP4构成。水分含量优选为0.2至0.3％。

此外，本发明涉及所述固化麦芽糖醇在饲料、食品、药品或化妆品中的应用(或用途)。

所述食品是选自一组产品包括烘烤产品、糖果、片剂、口香糖以及有被膜的可食用内核，其中固化麦芽糖醇主要用于被膜。

本发明还涉及烘烤产品，该烘烤产品包含面粉、脂肪、甜味剂，并且其特征在于甜味剂包括25％至100％(基于干物质)的所述固化麦芽糖醇。当甜味剂包含少于100％的麦芽糖醇(基于干物质)时，甜味剂的剩余部分是选自由蔗糖、葡萄糖、果糖、果糖糖浆、转化糖、多元醇、强甜味剂以及其混合物组成的组。可以用作非营养甜味剂的强甜味剂可以选自一组产品包括天冬甜素、乙酰磺胺酸盐(如乙酰磺胺酸钾)、糖精(例如，钠盐和钙盐)、环己烷氨基磺酸盐(例如，钠盐和钙盐)、三氯蔗糖、阿力甜、纽甜(neotame)、甜菊苷、甘草甜、新桔皮苷二氢查耳酮、monatin、蒙那灵、索马甜、布那珍(brazzein)、以及其混合物。

用固化麦芽糖醇制备的饼干具有可与用蔗糖制备的饼干相比的特性。实际上，在烘烤产品中，当和使用结晶麦芽糖醇相比时，固化麦芽糖醇提供更优良的特性。

此外，本发明涉及一些片剂，这些片剂包括2％至100％的所述固化麦芽糖醇，优选包括2％至99％的所述固化麦芽糖醇。这些片剂可以通过将固化麦芽糖醇压制成圆柱型而获得。在一特定的具体实施方式中，这些片剂具有大于1cm的直径和/或具有约350mg的重量。以固化麦芽糖醇和硬脂酸镁压片可以得到硬片剂。这些片剂可以用作糖果类，或者它们可以含有活性组分而用作药品。用本发明的固化麦芽糖醇和0.5％硬脂酸镁制备的片剂在35和45KN主压力之间达到最大硬度。

本发明具有以下优点：

-一种用于制备固化麦芽糖醇的低成本的有效方法。

-固化麦芽糖醇在饲料、食品、药品或化妆品中具有普遍的应用。

-本发明的固化麦芽糖醇能够特别用于口香糖和被膜，尤其是可食用内核的硬被膜。

-包含固化麦芽糖醇的烘烤产品具有比得上和/或优于用蔗糖或结晶麦芽糖醇制备的烘烤产品的特性。

-含有固化麦芽糖醇的片剂具有合格的硬度。

通过以下实施例说明本发明。

实施例1

将3kg结晶麦芽糖醇(C☆Maltidex CH 16385-Cerestar产品)装入流化床的可抽出筐(5kg容量)。

入口空气温度设定为88℃。

将0.9kg干物质(d.s.)的C☆Maltidex H 163K9(Cerestar产品-70％干物质的麦芽糖醇糖浆)引入进料筐。通过液压气动多头喷嘴将液体糖浆喷在粉末上。

将粒状产物干燥30分钟以达到水分含量＜0.5％。

用Retsch SK 100研磨机对产物进行研磨。

然后在流化床中将3kg所述产物作为粉末重复利用以便用C☆Maltidex H 163K9进一步粒化。

重复涂布(成粒)/干燥/研磨，直到在粒状粉末中的麦芽糖醇含量已降低ca.3.0％，达到96.3％的麦芽糖醇含量(基于干物质)。

用HPLC测量最终粉末的麦芽糖醇含量。

实施例2

固化麦芽糖醇在烘烤产品中的应用

配方：

 试验号  1  2 人造黄油  370  370 蔗糖  318  0 在实施例1中制备的固化麦芽糖醇  0  318 全乳固体  10  10 盐  14  14 水  140  140 C☆Gel 20006¹  102  102 面粉(Uno)  972  972 发酵粉  15  15

¹C☆Gel 20006＝小麦淀粉

步骤：

-将除面粉、水和发酵粉之外的所有组分在Hobart N50混合器中以中速搅拌5分钟以成膏状(或糊状)。

-加入水并混合1分钟。加入面粉，然后以中速混合2.5分钟。

-将1kg生面团压分6个步骤叠片成3.5mm厚。

-用圆形塞切割该生面团片。

-在190℃下烘烤该生面团10分钟。

在多孔板上烘烤饼干。

对生面团制备品的评价：

在膏状物制备之后测量以下项目：

  试验号  1  2  膏状物温度(℃)  24.8  24.8  比容(cm³/g)  1.44  1.47  Stevens粘度(负荷.克)速率50mm/min，  用圆锥体穿透25mm  163  141

在制备生面团之后，立即用Stevens Texture分析仪，利用圆锥体并在25mm的穿透深度进行测量，来确定生面团的粘度。

最终的生面团

  试验号  1  2  生面团温度(℃)  26.3  26.3  Stevens粘度(负荷.克)速率50mm/min，  用圆锥体穿透25mm  295  334  10片生面团的重量  75.4  74.3

固化麦芽糖醇的应用使得生面团制备品及烘烤产品具有与用蔗糖制备的产物类似的性能。

对烘烤产品的评价

  试验号  1  2  高度(mm)，以100克饼干计算  93.9  93.4  比容(cm³/g)  1.41  1.52  指示硬度，用圆锥体将10片饼干分为两部分，  Stevens Texture分析仪：力(克)  1241  1255  烘烤产品直径(mm)  47.5  47.5  水分(％)  2.4  2.2

底部结构：

用固化麦芽糖醇或蔗糖制备的饼干是类似的：即，匀称而疏松。

实施例3：

固化麦芽糖醇在片剂中的应用

来自实施例1的固化麦芽糖醇用于在Fette压片机(Perfecta1000型)制备片剂，加入0.5％硬脂酸镁(基于麦芽糖醇干燥物质的干物质)。将产物在低剪切旋转管式混合器(Twist PBI 10975)中混合3分钟，然后加到Fette压片机上。使用22号冲压器。以20,000个片剂/小时的速率对材料进行压制。这些片剂具有1.1cm的直径和350mg的重量。

通过测量作为压力函数的所制备片剂的抗拉强度(用FetteCheckmaster 3进行测量)，评价所制备片剂的性能。

抗拉强度表示材料断裂时的拉力。它可被测量为硬度(牛顿)，该硬度是压力(千牛顿主压力)的函数。

在35KN和45KN主压力之间达到最大硬度。