СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИИ ДЛЯ ИНКАПСУЛИРОВАНИЯ С ЦЕЛЬЮ ПРИМЕНЕНИЯ В ПИЩЕВОЙ КОМПОЗИЦИИ
METHOD OF PRODUCING AN ENCAPSULATION COMPOSITION FOR USE IN A FOOD COMPOSITION

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение в целом относится к системе и способу изготовления съедобной композиций, а более конкретно к системе и способу изготовления первого компонента, пригодного в качестве ингредиента съедобной композиции.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Стандартные способы получения одного или более активных ингредиентов для применения в качестве продукта питания включают в себя формирование экструдата с инкапсулированными в нем активными ингредиентами. Затем экструдат конвективно охлаждают до такой температуры, чтобы экструдат можно было разделить на множество кусков перед размолом в порошок. Как правило, во время формирования экструдата, инкапсулирующий ингредиент, представленный в экструдере в виде крупных гранул, расплавляют перед смешиванием с одним или более активных ингредиентов, представленных в виде порошка. Данное плавление и перемешивание требует энергии и образования тепла, которые могут создавать проблемы в областях применения, где активные ингредиенты являются теплочувствительными.
Соответственно, система и способ, пригодные для непрерывного и эффективного получения активного ингредиента для применения в продукте питания, являются желательными.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения способ изготовления, по меньшей мере, первого компонента съедобной композиции включает обеспечение в миксере частиц инкапсулирующего ингредиента со средним наибольшим размером менее 1000 микрон. Частицы активного ингредиента со средним наибольшим размером менее 1000 микрон также представлены в указанном миксере. Образована композиция указанного инкпсулирующего ингредиента и указанного активного ингредиента.
В соответствии с другим вариантом осуществления, способ получения, по меньшей мере, первого компонента съедобной композиции включает обеспечение в миксере частиц инкапсулирующего ингредиента и частиц активного ингредиента. Образована композиция указанного инкпсулирующего ингредиента и указанного активного ингредиента. Отношение среднего наибольшего размера указанных частиц инкапсулирующего средства к среднему наибольшему размеру частиц активного ингредиента составляет менее 20:1.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Приложенные чертежи, являющиеся частью настоящего документа, представляют некоторые аспекты данного изобретения и вместе с описанием объясняют принципы изобретения. В графических материалах показано следующее:
ФИГ. 1 представляет собой схематический вид экструдера, выполненного с возможностью формирования экструдата в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
ФИГ. 2 представляет собой вид в шнека экструдера из ФИГ. 1 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
ФИГ. 3 представляет собой схематическую диаграмму части системы для изготовления продукта питания; и
ФИГ. 4 представляет собой график со сравнением профиля высвобождения экструдата, сформированого согласно способу, описанному в настоящем документе, и экструдата, сформированного с использованием традиционного способа.
Подробное описание поясняет варианты осуществления настоящего изобретения, вместе с преимуществами и свойствами, в качестве примера со ссылкой на графические материалы.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
В следующем описании будут подробно описаны конкретные варианты осуществления настоящего изобретения, в которых представлены способы и системы для изготовления инкапсулирующих композиций, в частности для применения в жевательной резинке и др., например, в кондитерских изделиях.
Пищевые продукты, включенные в съедобный экструдат, масса или листы пищевых продуктов, обсуждаемые здесь, содержат любой вид пищевого продукта, включая, но не ограничиваясь, следующими: жевательная резинка (на любом этапе изготовления, включая эластомер, частично готовую основу, готовую основу жевательной резинки и готовую жевательную резинку), кондитерское изделие (которое может быть синонимом жевательной резинки и конфеты), сладкие и соленые печенья и пирожные, орехи и зерновые. Для простоты описания, в дальнейшей его части пищевой продукт будет называться жевательной резинкой. Некоторые составы жевательной резинки могут иметь неоднородную текстуру и/или многослойную структуру.
В соответствии с использованием в данном документе, продукт, называемый «жевательной резинкой» или «резинкой», включает без ограничения композиции в диапазоне от и включительно смешанного эластомера до готовой резинки, которая может включать смешанный эластомер в дополнение к некоторым вспомогательным средствам, маточную смесь жевательной резинки, смешанный эластомер в дополнение к некоторым последующим ингредиентам резинки, основу резинки, основу резинки в дополнение к некоторым последующим ингредиентам жевательной резинки, маточную смесь готовой резинки и готовую резинку.
Прежде чем пояснить различные системы и способы в соответствии с настоящим изобретением, полезно обсудить общую композицию нескольких типичных этапов производства жевательной резинки, в которых можно применять инкапсулирующее средство, а именно готовой резинки.
Применяемая в настоящем документе «готовая жевательная резинка» или «готовая резинка» обозначает жевательную резинку, которая готова к распространению среди потребителей. Для готовой жевательной резинки может потребоваться температурная обработка, формирование, упаковка и нанесение покрытия. Тем не менее, с точки зрения композиций, жевательная резинка сама по себе обычно является готовой. Не все готовые резинки имеют одинаковые ингредиенты или одинаковое количество отдельных ингредиентов. Путем изменения ингредиентов и их количества также можно изменять, помимо прочего, текстуры, вкусы и ощущения для того, чтобы добиться нужных характеристик для удовлетворения потребностей потребителей.
Как по существу известно, готовая резинка в целом включает в себя растворимую в воде массовую часть, не растворимую в воде основу резинки и одну или более вкусовых добавок. Растворимая в воде часть растворяется во время жевания. Основа резинки сохраняется во рту в течение всего процесса жевания. Готовая резинка должна быть определена как жевательная резинка, которая готова для потребления потребителем.
Применяемые в настоящем документе термины «основа готовой жевательной резинки» или «основа готовой резинки» касаются жевательной резинки, которая включает достаточную комбинацию ингредиентов основы резинки, которые необходимо лишь объединить с дополнительными ингредиентами резинки для получения готовой резинки. Основа готовой резинки представляет собой вязкоэластичный материал, который включает в себя, по меньшей мере, вязкий компонент, эластичный компонент и компонент смягчителя. Например, типичная основа резинки может включать в себя эластомер, по меньшей мере один наполнитель, смолу и/или пластификатор, поливинилацетат и смягчитель (такой как масло, жир или воск). Например, эластомер без добавления смягчителя не является основой готовой резинки, потому что он непригоден для использования в готовой структуре резинки из–за сложности или даже невозможности пережевывания. В одном варианте осуществления вязкость основы готовой резинки или выхода экструдата из экструдера, дополнительно описанного далее, составляет от приблизительно 75 паскаль-секунд до приблизительно 140000 паскаль-секунд.
Термины «частичная основа жевательной резинки» или «частичная основа жевательной резинки», применяемыея в данном документе, будут относиться к жевательной резинке, которая включает ингредиент основы резинки или комбинацию ингредиентов основы резинки, которые необходимо объединить с дополнительными ингредиентами резинки, а затем с неосновными ингредиентами резинки для получения готовой резинки. Частичная основа резинки включает, по меньшей мере, эластичный компонент и требует добавления, по меньшей мере, вязкого и/или смягчающего компонента с образованием готовой основы резинки.
Жевательная резника может включать большое количество ингредиентов в различных категориях. Системы и способы, обсуждаемые ниже, могут использоваться для смешивания любых известных ингредиентов, включая, помимо прочего, ингредиенты в следующих категориях: эластомеры, наполнители, эластомеры–пластификаторы (которые включают смолы), эластомеры–растворители, пластификаторы, жиры, воск, заполнители, антиоксиданты, подсластители (например, сыпучие подсластители и подсластители высокой интенсивности), сиропы или жидкости, вкусовые добавки, усилители, кислоты, эмульгаторы, красители и функциональные ингредиенты.
Нерастворимая основа резинки в ее форме основы готовой резинки включает ингредиенты, которые входят в следующие категории: эластомеры-пластификаторы (смолы и растворители), пластификаторы, жиры, масла, воск, смягчители и заполнители. Далее будет представлено описание репрезентативных ингредиентов в каждой категории. Основа для жевательной резинки может составлять 5–95% от массы готовой жевательной резинки, обычно 10–50% и чаще всего 20–30%.
Растворимая в воде часть готовой резинки в этом описании будет упоминаться как последующие ингредиенты (поскольку ее добавляют после изготовления основы готовой резинки); она может включать в себя последующие ингредиенты резинки, подпадающие под следующие категории: смягчители, объемные подсластители, высокоинтенсивные подсластители, ароматизаторы, кислоты, дополнительные наполнители, функциональные ингредиенты и их комбинации. Смягчители добавляются в жевательную резинку для улучшения разжевываемости и вкусовых качеств. Смягчители, которые также называются пластификаторами, пластифицирующие вещества или эмульгаторы обычно составляют 0,5–15% от веса готовой резинки. Объемные подсластители составляют 5-95% по весу готовой резинки, чаще 20–80% и чаще всего 30–60%. Также могут присутствовать подсластители высокой интенсивности, и они часто используются с подсластителями без сахара. Обычно высокоинтенсивные подсластители составляют 0,001-5% по весу готовой резинки, предпочтительно 0,01-3% по весу готовой резинки. Обычно подсластители высокой интенсивности по меньшей мере в 20 раз слаще сахарозы.
Вкусовая добавка должна присутствовать в жевательной резинке в количестве 0,1–15% по весу готовой резинки, предпочтительно 0,2-5% по весу готовой резинки, наиболее предпочтительно 0,5-3% по весу готовой резинки. Натуральные и искусственные вкусовые добавки могут использоваться в любых комбинациях. Кислоты обычно составляют 0,001–5% от веса готовой резинки. Дополнительные ингредиенты, такие как красители, функциональные ингредиенты и дополнительные вкусовые добавки, также могут применяться в резинке.
Обращаясь теперь к графическим материалам, во время формирования жевательной резинки или другого пищевого продукта, первый компонент можно смешать с одним или несколькими другими ингредиентами, например, в системе изготовления жевательной резинки, например, с получением готового продукта резинки. Первый компонент может включать композицию, содержащую как «активный ингредиент», так и «инкапсулирующий ингредиент», причем активный ингредиент окружен или инкапсулируется инкапсулирующим ингредиентом. В некоторых вариантах осуществления активный ингредиент может быть относительно чувствительным к средам с высокой энергией смешения (таких как тепловые и сдвиговые усилия, которые могут быть связаны с некоторыми типами смешивания). Любые активные ингредиенты, обычно применяемые в пищевых продуктах, таких как без ограничения высокоактивные подсластители (в том числе натуральные подсластители и синтетические подсластители), пищевые кислоты и различные ингредиенты (в том числе модификаторы текстуры, красители, соли, ингредиенты для ухода за полостью рта и другие ингредиенты), входят в объем настоящего раскрытия. В образовании первого компонента также предусматриваются любые инкапсулирующие ингредиенты, обычно используемые в пищевых продуктах, таких как без ограничения полимер или смола. Инкапсулирующие ингредиенты могут, но не должны быть нерастворимы в воде.
Например, активные ингредиенты могут включать без ограничения подсластители и пищевые кислоты. Применяемые подсластители могут быть выбраны из широкого спектра материалов, в том числе водорастворимых подсластителей, водорастворимых искусственных подсластителей, водорастворимых подсластителей, полученных из встречающихся в природе водорастворимых подсластителей, подсластителей на основе дипептидов и подсластителей на основе белка, включая их смеси. Не ограничиваясь конкретными подсластителями, типичные категории и примеры включают: (а) водорастворимые подслащивающие средства, такие как дигидрохалконы, монеллин, стевиозиды, глицирризин, сахариновые соли, то есть натриевые или кальциевые соли сахарина, цикламатные соли, соли ацесульфама, такие как натриевая, аммониевая или кальциевая соль 3,4-дигидро -6-метил-1,2,3-оксатиазин-4-он-2,2-диоксида, калиевую соль 3,4-дигидро-6-метил-1,2,3-оксатизин-4-он-2,2-диоксида (ацесульфама-K), свободная кислотная форма сахарина и монатина; (b) подсластители на основе дипептида, такие как подсластители, полученные из L-аспарагиновой кислоты, такие как метиловый эфир L-аспартил-L-фенилаланина (аспартам) и L-альфасартил-N- (2,2,4,4-тетраметил-3- тиатанил) -D-аланинамида (Alitame), метиловые эфиры L-аспартил-L-фенилглицерина и L-аспартил-L-2,5-дигидрофенилглицина, L-аспартил-2,5-дигидро-L-фенилаланин; -L-аспартил-L-(L-циклогексен)-аланин, неотам или адвантам; (c) водорастворимые подсластители, полученные из встречающихся в природе водорастворимых подсластителей, таких как Reb-A, хлорированные производные обычного сахара (сахарозы), например, производные хлородезоксахара, такие как производные хлородезоксисахарозы или хлородеоксигалактосахарозы, известные, например, обозначение продукта Sucralose; примеры производных хлордезоксисахарозы и хлордезоксигалактосахарозы включают, но не ограничиваются следующими: 1-хлор-1'-дезоксисахарозу; 4-хлор-4-дезокси-альфа-D-галактопиранозил-альфа-D-фруктофуранозид или 4-хлор-4-дезоксигалактосахарозу; 4-хлор-4-дезокси-альфа-D-галактопиранозил-1-хлор-l-дезокси-бета-D-фруктофуранозид, или 4,1'-дихлор-4,1'-дидезоксигалактосахарозу; 1',6'-дихлор1',6'-дидеоксисахарозу; 4-хлор-4-деокси-альфа-D-галактопиранозил-1,6-дихлор-l,6-дидеокси-бета-D-фруктофуранозид или 4,1',6'-трихлор-4,1',6'-тридеоксигалактосахарозу; 4,6-дихлор-4,6-дидезокси-альфа-D-галактопиранозил-6-хлор-6-дезокси-бета-D-фруктофуранозид или 4,6,6'-трихлор-4,6,6'-тридезоксигалактосахарозу; 6,1',6'-трихлор-6,1',6'-тридезоксисахарозу; 4,6-дихлор-4,6-дидезокси-альфа-D-галактопиранозил-1,6-дихлор-l,6-дидезокси-бета-D-фруктофуранозид или 4,6,1',6'-тетрахлор-4,6,1',6'-тетрадезоксигалактосахарозу; 4,6,1',6'-тетрадезоксисахарозу или их смеси; или (d) другие подсластители на основе белков, такие как thaumaoccous danielli (тауматин I и II) и талин. К пищевым кислотам могут относиться лимонная кислота, яблочная кислота, фумаровая кислота, винная кислота, молочная кислота и адипиновая кислота.
Инкапсуляция активного ингредиента приведет к защите активного ингредиента от растворения в результате контакта с водой или слюной, тем самым продлевая относительный срок жизни активного ингредиента в готовом продукте резинки. Кроме того, инкапсуляция активного ингредиента может также приводить к защите активного ингредиента в течение оставшейся части процесса производства. Поскольку компоненты пищевого продукта для инкапсулирования могут быть чувствительными к температуре, смешиванию, экструдированию или другим факторам, то инкапсуляция позволяет эффективно управлять и защищать эти чувствительные компоненты во время производства. Защита активного ингредиента, как указано выше, достигается путем смешивания активного ингредиента(-ов) с инкапсулирующим ингредиентом(-ами). Действительно, композиция, по меньшей мере, одного инкапсулированного активного ингредиента, как определено в данном документе, включает активный ингредиент(-ы), такой как описано выше, смешанный для производства или экструзии с инкапсулирующим ингредиентом(-ами), таким как тот, который обсуждается непосредственно ниже.
Примеры инкапсулирующих материалов / ингредиентов включают полимеры или смолы, причем характеристики ингредиента полимера или смолы контролируют профиль высвобождения и защиту активного ингредиента, который должен быть инкапсулирован. В некоторых вариантах осуществления инкапсулирующий материал может представлять собой поливинилацетат, полиэтилен, сшитый поливинилпирролидон, полиметилметакрилат, полилактидокислоту, полигидроксиалканоаты, этилцеллюлозу, поливинилацетатфталат, сложные эфиры полиэтиленгликоля, метакриловой кислоты-со-метилметакрилат, сополимер поливинилацетата и винилового спирта или любой другой ингредиент, подходящий для инкапсуляции матрицы полимерного типа.
Как обсуждалось выше, может быть желательным инкапсулирование определенных ингредиентов или компонентов, используемых в фармацевтических препаратах или пищевых продуктах, таких как, например, жевательная резинка. Такие композиции, описанные в данном документе, включают, по меньшей мере, один активный ингредиент или компонент, который должен быть защищен и высвобожден в определенном профиле высвобождения, и, по меньшей мере, один дополнительный инкапсулирующий ингредиент, например, такой как без ограничения полимер или смола.
Как правило, инкапсуляция активного ингредиента (например, ароматизатора, подсластителя и т. д.) приведет к задержке высвобождения преобладающего количества активного ингредиента во время потребления пищевого продукта, такого как структура резинки, которая включает инкапсулированный активный ингредиент. Исходное высвобождение активного ингредиента из инкапсулирующего материала первого компонента, например, когда первый компонент используется в качестве ингредиента в смоле, позволяет переваривать часть активного ингредиента. Такое исходное высвобождение обычно происходит в ответ на активатор высвобождения, например, путем разрыва частиц капсулированного активного ингредиента из-за жевания или растворения инкапсулированных ингредиентов слюной или растворителями в пищеварительном тракте. Тем не менее, в фармацевтических применениях может быть получен химический катализатор, такой как желудочная кислота, для разрушения инкапсулирующего материала и раскрытия содержащегося в нем активного ингредиента.
В одном варианте осуществления первый компонент формируется путем подачи инкапсулирующего ингредиента и активного ингредиента в экструдер. Тем не менее, другие устройства, подходящие для формирования инкапсулирующей композиции, такие как, например, смеситель периодического действия, также входят в объем раскрытия. Со ссылкой на фиг. на фиг. 1 показан пример экструдера 20. Экструдер 20 представляет собой двухшнековый экструдер, содержащий по существу полый цилиндр 22, внутри которого установлены первый шнек 24а и второй шнек 24b. Тем не менее, другие типы экструдеров, такие как экструдеры с планетарными валиками и одношнековые экструдеры, например, находятся в пределах объема изобретения.
Как показано, каждый из первого и второго шнеков 24a, 24b обычно проходит от входного или подающего конца 26 до выпускного или экструзионного конца 28 цилиндра 22 и включает в себя центральную продольную ось A, B, соответственно.
Обращаясь теперь к шнекам 24а, 24b более подробно, в одном варианте осуществления диаметр каждого шнека 24а, 24b может оставаться постоянным по его длине. Однако, поскольку различные части экструдера 20 могут быть сконфигурированы для выполнения различных функций, например, смешивания и плавления, каждый шнек 24а, 24b может иметь различную конфигурацию в разных положениях по длине экструдера 20. Например, первая часть 30 шнеков 24a, 24b, расположенная вблизи подающего конца 26 экструдера 20, может иметь первую конфигурацию, а центральная часть 32 шнеков 24a, 24b ниже по потоку может иметь вторую конфигурацию. Первая часть 30 может быть выполнена с возможностью смешивания ингредиентов в соответствующей части цилиндра 22, а центральная часть 32 может быть сконфигурирована прежде всего для расплавления ингредиентов в центральной части цилиндра 22 экструдера. Шнеки 24а, 24b включают в себя соответствующие или взаимозацепляющие канавки или винты 34. Такие винты 34 способствуют эффективному перемещению и смешиванию первого ингредиента, протекающего через экструдер 20, с пространством 35, оставшимся для того, чтобы первый ингредиент протекал между винтами 34 шнеков 24a, 24b. Винты 34 могут иметь любую желательную конфигурацию, включая без ограничения, например, разность расстояния или промежутков между соседними винтами, формой винта и длиной винта.
Каждый шнек 24a, 24b включает в себя вал, имеющий множество элементов, установленных на нем в определенной конфигурации для достижения желаемой работы экструдера. Элементы могут быть выбраны из элементов питания, распределительных элементов, насосных элементов и дисперсионных элементов. В одном варианте осуществления, по меньшей мере, один из шнеков 24а, 24b внутри экструдера 20 включает в себя один или несколько дисперсионных элементов, выполненных с возможностью обеспечения более агрессивного уровня смешивания, чем шнеки 24а, 24b, обычно используемые при производстве пищевых продуктов. Пример такого шнека показан на фиг. 2. Включение, по меньшей мере, одного шнека, имеющего конфигурацию, как описано в данном документе, обеспечивает более эффективное смешивание ингредиентов в экструдере 20, что приводит к их более однородной смеси.
Обращаясь снова к фиг. 1, экструдер 20 включает в себя, по меньшей мере, одну точку входа 36 для ингредиентов, поступающих в экструдер 20, таких как точка входа, расположенная рядом с подающим концом 26, или точка входа, расположенная ниже по потоку от подающего конца 26 цилиндра 22. Положение каждой из этих точек входа 36 выбирается в зависимости от выбранного применения, добавляемого ингредиента и формы добавляемого ингредиента. В точках входа 36 могут использоваться различные типы входных отверстий 38 для подачи ингредиента во внутренний объем экструдера 20. В одном варианте осуществления впускное отверстие 38 для подачи представляет собой бункер / питатель, приводимый в действие гравитацией. В качестве альтернативы, входное отверстие 38 для подачи может быть входом для боковой подачи, выполненным с возможностью обеспечения подачи ингредиента сбоку к стороне экструдера 20.
Точка 40 экструзии, расположенная на выходе из экструзионного конца 28 цилиндра 22, включает в себя отверстие, через которое композиция, текущая через экструдер 20, в конечном итоге будет экструдирована. Примечательно, что нижний по потоку конец шнеков 24a, 24b обычно расположен вблизи точки 40 экструзии экструдера 20. Действительно, нижний конец шнеков 24а, 24b может заканчиваться так, что его концы расположены вровень с точкой 40 экструзии. Как известно в данной области, точка 40 экструзии гидравлически соединена с экструзионной матрицей 42, установленной на экструзионном конце 28 цилиндра 22. Экструзионная головка 42 выполнена с возможностью выдавливания первого компонента в одну или несколько желательных форм, например, в виде жгута или сплошного прямоугольного листа. В одном варианте осуществления насос расплава или шестеренчатый насос может быть расположен между экструзионным концом 28 цилиндра 22 и последующей экструзионной головкой 42. В таких случаях насос расплава получает неформованную массу капсулированной композиции из экструдера 20 через точку 40 экструзии и перемещает капсулированную композицию в экструзионную головку 42, где она экструдируется в желаемую форму.
Кроме того, экструдер 20 может включать в себя эффективное регулирование температуры для первого ингредиента, смешанного в нем и экструдированного из него. В одном варианте осуществления экструдер 20 включает в себя систему 44 регулирования температуры, такую как без ограничения охлаждающая рубашка и/или нагревательная рубашка 46, расположенная по окружности вокруг части цилиндра 22. Экструдер 20, проиллюстрированный и описанный в данном документе, предназначен в качестве примера, и другие известные экструдеры 20, такие как, например, экструдеры с планетарными валиками, находятся в пределах объема изобретения.
По меньшей мере, один двигатель 50 функционально соединен со шнеками 24 экструдера 20 и выполнен с возможностью вращения шнеков 24 вокруг их соответствующих продольных осей A, B. Шнеки 24 могут быть сконфигурированы для совместного вращения или, в качестве альтернативы, могут быть выполнены с возможностью противодействия вращению. После ввода ингредиентов в экструдер 20 вращение шнеков 24a, 24b создает направленный поток ингредиентов по направлению к экструзионному концу 28 экструдера 20. Когда ингредиенты удаляются от подающего конца 26 экструдера 20, вращающиеся шнеки 24а, 24b смешивают ингредиенты в потоке посредством движения потока через пространства 35, определенные между винтами 34 вращающихся шнеков 24а, 24b. Когда ингредиенты транспортируются и смешиваются, ингредиенты образуют первый компонент. Экструдат 12 первого компонента вытесняется из экструдера 20 в желаемой форме, дополняющей экструдер 42.
Свойства инкапсулированной композиции во многом определяются входом механической энергии (SME) в материалы во время работы экструдера 20. Взаимодействие между активным и инкапсулирующим ингредиентами, положение подачи, конструкция шнека и другие рабочие переменные фиксируются в параметре SME и поэтому могут использоваться для управления процессом экструзии и свойствами капсулирующей композиции, сформированной в экструдере 20. В одном варианте осуществления SME увеличивается при работе экструдера 20 при пониженной температуре ствола по сравнению с обычными рабочими температурами, например, приблизительно 20°С. Однако следует понимать, что SME может быть увеличено путем изменения других рабочих параметров экструдера 20. Для улучшения диспергирования активного ингредиента внутри инкапсулирующего ингредиента и, следовательно, замедления высвобождения инкапсулированного активного ингредиента с течением времени при воздействии растворяющего средства удельная механическая энергия, вводимая в материал, увеличивается по сравнению с обычным процессом экструзии.
Со ссылкой на фиг. 3, экструдат, выходящий из экструдера 20 или другого устройства, может быть дополнительно обработан перед добавлением в качестве ингредиента в пищевой продукт. В одном варианте осуществления после охлаждения экструдат подается в измельчительный аппарат 60 или другое подобное устройство, выполненное с возможностью измельчения экструдата в порошок, содержащий частицы желаемого размера. Время пребывания экструдата внутри фрезерного станка 60 может быть любым подходящим периодом времени, необходимым для достижения желаемого размера частиц. Из измельчительного аппарата 60 измельченный первый компонент затем может быть подан в смесительную машину (не показана) из системы изготовления пищевого продукта, где первый компонент используется в качестве ингредиента съедобной композиции, как известно в данной области.
Во время процесса инкапсуляции один или несколько активных ингредиентов подаются в экструдер 20 из источника активного ингредиента, и один или несколько инкапсулирующих ингредиентов добавляют в экструдер 20 из инкапсулирующего ингредиента. В качестве альтернативы, активные и инкапсулирующие ингредиенты могут поступать в экструдер 20 из общего источника во входное отверстие для подачи активного ингредиента 38 и входное отверстие 38 для подачи инкапсулирующего ингредиента, соответственно. В одном варианте осуществления активные и инкапсулирующие ингредиенты могут быть смешаны перед подачей в экструдер 20 через одно входное отверстие 38. Активные ингредиенты и инкапсулирующие ингредиенты могут быть расположены в одной и той же точке входа 36 или в разных точках входа 36 экструдера 20, что позволяет варьировать длительность смешивания активных и инкапсулирующих ингредиентов. Активные и инкапсулирующие ингредиенты могут быть добавлены в форме гранул или сырья, таких как без ограничения порошковые или хлопьевидные материалы.
В одном варианте осуществления инкапсулирующий ингредиент смешивают с активным ингредиентом до того, как произойдет любое плавление инкапсулирующего ингредиента. Плавление инкапсулирующего ингредиента происходит, когда инкапсулирующий ингредиент переходит из порошкообразной формы в текучую массу, имеющую измеримую вязкость.Инкапсулирующие и активные ингредиенты могут быть смешаны внутри части экструдера 20, такого как первый цилиндр, расположенный выше по потоку от части экструдера 20, например, где плавление происходит или, в качестве альтернативы, может быть смешано вместе перед подачей в экструдер 20. Кроме того, как инкапсулирующий ингредиент, так и активный ингредиент могут быть снабжены аналогичной исходной формой ингредиента, такой как частицы. Кроме того, частицы инкапсулирующего ингредиента и частицы активного ингредиента, используемые для образования первого компонента, могут быть ближе по размеру, чем в обычных сортах. Например, отношение среднего наибольшего размера частиц инкапсулирующего ингредиента к среднему наибольшему размеру частиц активного ингредиента меньше или равно приблизительно 20:1. Для достижения этого уменьшенного соотношения размер частиц инкапсулирующего ингредиента, подаваемого в экструдер 20, может быть уменьшен. В одном варианте осуществления частицы инкапсулирующего ингредиента имеют средний наибольший размер менее 1000 мкм, например, менее 700 мкм. Частицы активного ингредиента аналогичным образом имеют средний наибольший размер менее 1000 мкм. Это уменьшение размера частиц инкапсулирующего ингредиента может происходить путем измельчения, размола или другой подходящей формы разрушения частиц инкапсулирующего ингредиента перед подачей инкапсулирующего ингредиента в экструдер 20.
Уменьшение размера частиц инкапсулирующего ингредиента и смешение инкапсулирующих и активных ингредиентов перед началом любого плавления инкапсулирующего материала приводит к неожиданному результату улучшения эффективности капсулирования инкапсулирующей композиции. Например, как показано на фиг. 4, инкапсулирующая композиция, как описано здесь, с первым активным ингредиентом, таким как Ace-K, например, имеет профиль высвобождения, так что количество, меньшее или равное примерно 30% указанного активного ингредиента растворяется через 3 минуты. Тем не менее, инкапсулированный первый активный ингредиент, имеющий тот же состав, но образующийся обычными способами смешивания активного ингредиента в расплавленный инкапсулирующий ингредиент, имеет профиль высвобождения более 50% после того же периода времени. Следовательно, когда инкапсулирующая композиция, образованная путем смешивания инкапсулирующих и активных ингредиентов перед расплавлением инкапсулирующего материала, подвергается воздействию растворяющего средства, количество растворения, которое происходит в течение первой минуты, составляет менее половины количества активного вещества, растворенного из идентичной инкапсулирующей композиции, образованной обычным способом. Начальное смешивание инкапсулирующих и активных ингредиентов приводит к лучшему диспергированию активного ингредиента внутри инкапсулирующего ингредиента перед размягчением инкапсулирующего ингредиента.
Все ссылки, включая публикации, патентные заявки и патенты, процитированные здесь, включены сюда посредством ссылки в той же степени, как если бы каждый ссылочный документ был отдельно указан как включенный в качестве ссылки и был изложен в полном объеме в настоящем документе.
Использование в оригинале патента артиклей «а», «an» и «the» и аналогичных отсылок в контексте описания изобретения (особенно в контексте представленной ниже формулы изобретения) включает использование как единственного, так и множественного числа, если в настоящем документе не указано иное или если это явно не противоречит контексту. Термины «содержащий», «имеющий», «включающий в себя» и «охватывающий» следует понимать в свободном толковании (т. е. они означают «включающий в себя, без ограничений»), если не указано иное. Указания диапазонов значений в данном документе предназначены как более короткий способ без указания по отдельности каждой конкретной величины в составе диапазона, если в документе не указано иное, и каждое отдельное значение включено в описание, как если бы оно было отдельно и конкретно указано здесь. Все описанные в настоящем документе способы могут выполняться в любом подходящем порядке, если в настоящем документе не указано иное или если это явно не противоречит контексту. Использование любого и всех примеров или используемые обороты (например, «такой как») в данном описании, предназначены только для лучшего освещения изобретения и не накладывает ограничений на объем изобретения, если не заявлено иное. Никакую формулировку, используемую в описании, не следует толковать как формулировку, называющую любой незаявленный элемент существенным для практического осуществления изобретения.
В настоящем документе описаны примеры осуществления настоящего изобретения, включая наилучший способ осуществления изобретения, известный авторам изобретения. Специалисты в данной области могут ознакомиться с вариациями этих вариантов осуществления при прочтении приведенного выше описания. Авторы изобретения предполагают, что специалисты будут использовать такие вариации в зависимости от обстоятельств, и авторы изобретения ожидают, что изобретение будет реализовано на практике иным образом, чем описано в настоящем документе. Соответственно, настоящее изобретение включает в себя все модификации и эквиваленты объекта изобретения, изложенного в прилагаемой формуле изобретения, согласно действующему законодательству. Более того, изобретение охватывает любую комбинацию описанных выше элементов во всех возможных вариациях, если в настоящем документе не указано иное или если это явно не противоречит контексту.