角叉菜聚糖的制造和角叉菜聚糖产品的利记博彩app

专利名称：角叉菜聚糖的制造和角叉菜聚糖产品的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及角叉菜聚糖产品、制备这种角叉菜聚糖产品的方法和根据本发明含角叉菜聚糖产品的配方。
发明的背景角叉菜聚糖是包括1，3经键合型α-D-半乳糖单元和1，4位键合型α-D-半乳糖单元线性聚合物的硫酸化多糖的复杂混合物，通式为；→3α)A(1→4β)B(1→3α)A(1→4β)B(1→3α)A(1→4β)B(1→其中A和B代表来自两个不同组的半乳糖残基。
角叉菜聚糖提取自红色藻类且构成海藻的主要结构。它位于植物组织的细胞壁和细胞内基质中。市售的海藻类的角叉菜聚糖成分通常基于海藻干重在30％和80％之间。
角叉菜聚糖作为食物成分有广泛应用且在食物中起作用如乳制品、水甜点冻胶、肉制品、糖果、饮料、调味品和其它此类产品。角叉菜聚糖也用于非食物产品，如化妆品、牙膏和其它个人护理用品。典型的商业角叉菜聚糖产品的分子重量从约100,000到1,000,000道尔顿。角叉菜聚糖有在室温下形成几乎无限种类、有各种胶凝点和熔点的胶的独特能力。这些胶不需冷藏，可通过反复冻结-解冻循环变稳定。角叉菜聚糖溶液可以使微粒、胶体分散系和水/油乳剂增稠、悬浮、稳定。溶液剪切时会变稀，使它们容易泵送。静置时溶液也迅速恢复粘度和悬浮能力。根据应用于食物，存在于几个或更少百分点重量的角叉菜聚糖提供凝胶化、增稠和束缚，也协助给予食物产品适当口感。由于这些性质，角叉菜聚糖是低脂食物中特别理想的脂肪替代品。
角叉菜聚糖一般溶于温水，在其中形成粘性溶液。它不溶于大部分有机溶剂，典型地与蛋白质形成复合体。角叉菜聚糖主要类型命名为κ、ι、λ、ν和μ。这些是根据包含在角叉菜聚糖中重复半乳糖单元性质来区分的。角叉菜聚糖中聚合物链可通过酸处理水解解聚或过氧化氢处理氧化解聚而断裂。切开聚合物链后，可获得有最适宜胶凝特性和粘度的角叉菜聚糖产品。
在制取纯角叉菜聚糖的典型过程中，天然海藻首先用冷水洗以去除砂和其它可能在海藻收获后存在的颗粒。角叉菜聚糖通常在冷水洗时不溶胀，主要因为海藻中角叉菜聚糖与海藻结构成分，通常是纤维素相连。取决于海藻种类的不同，冷水洗后热水提取过程一般是提取的角叉菜聚糖用碱液在高温处理。通常，使用的碱是碱或碱土金属的氢氧化物例如NaOH、Ca(OH)2或KOH。此高温碱液改性在角叉菜聚糖的多醣半乳糖单元中形成3，6位脱水键合。碱改性后，过滤热提取物以去除不溶物，如纤维素、半纤维素和其它颗粒，加酸调节pH到9或更低。然后滤液可浓缩至约4％角叉菜聚糖用于以后的加工。提取后可选的处理步骤包括离心和漂白。纯角叉菜聚糖一般通过用KCl或如异丙醇的醇沉淀来自水溶液的提取物获得。
商业规模制备纯角叉菜聚糖的费用昂贵，因为粘度和胶凝特性限制这样的角叉菜聚糖产品可加工的速度。提取步骤后，热水流部分通常只含低浓度角叉菜聚糖，一般至多约4％。角叉菜聚糖的浓度更高时，水相流部分变得太粘稠无法有效处理。因此，水相处理流部分每单位体积获得相对较低比例的角叉菜聚糖。
正在探寻更经济的制备半精制的角叉菜聚糖和其它产品的方法作为比常规角叉菜聚糖更低成本的替代品。半精制角叉菜聚糖(SRC)产品是那些很少或没有海藻结构成分，主要是纤维素被去除掉的产品。在制备SRC过程中，盐如KCl或NaCl通常在碱改性时和碱一起加入。足够量盐的存在防止海藻结构瓦解并抑制从海藻中提取角叉菜聚糖。醇，如异丙醇，也可用于抑制高温碱改性步骤中的提取。碱改性步骤后，海藻结构仍完整，处理过的海藻混合物通常被干燥以获得SRC。若海藻是Eucheuma族一员，得到的SRC称为加工加工Eucheuma海藻(PES)。
美国专利5,502,179针对海藻起始(给料)材料与碱和角叉菜聚糖不溶的溶剂混合的过程。用水溶液洗涤该碱处理过的混合物，随后作剪切应力处理(如挤出过程或用剪切混合器)。剪切应力处理在固体成分至少25％的海藻材料上，温度在100到175℃间进行约10到200秒。剪切应力处理后的角叉菜聚糖物质可干燥并粉碎、研磨或碾磨以获得颗粒大小在0.05到0.5mm范围内的粉末。
常规角叉菜聚糖通常相对于从同样海藻中获得的SRC有一些优势。优势之一是它们一般在比SRC低的温度下开始水合，也就是它们开始溶胀和溶解。例如，来自Eucheuma spinosum的传统ι角叉菜聚糖会在室温下水合、膨胀和溶解。然而，衍生自Eucheuma spinosum的PES(直到先加热到约60℃以上)才会水合、溶胀和溶解。另一优势是因为SRC含有常规角叉菜聚糖没有的纤维素类物质和其它物质，SRC形成的胶相对于纯角叉菜聚糖的胶的透明度低。因此，SRC产品的使用限于食物产品不需清澈和可在角叉菜聚糖水合及溶解所需的高温制备的应用上。然而，对许多应用，需要有无需高温提供胶凝的SRC。SRC有可接受颜色和外观适于用在人类消费品中也很重要，例如，奶油、冰淇淋、其它乳制品和饮料以及非食品，例如，化妆品、牙膏和其它个人护理产品。
因此，需要生产水合特性提高的角叉菜聚糖产品的低成本过程，同时保持可接受的颜色和外观适用于食品中。
发明概述本发明提供制备角叉菜聚糖产品的方法，包括准备海藻固体成分少于25％重量的含角叉菜聚糖海藻材料的步骤和剪切应力处理此海藻材料。在挤出前有选择的用碱处理含角叉菜聚糖海藻材料。
在一个实施方案中，含角叉菜聚糖海藻材料的制备过程包括的步骤有用水洗涤海藻以制得洗过的海藻；用水漂洗海藻以制得漂洗过的海藻；用水或水溶液洗涤该漂洗过的海藻以制得含角叉菜聚糖海藻物质。
在另一个实施方案中，本发明的方法包括用水洗海藻；在约25℃到约65℃的温度用碱处理海藻以形成碱改性的海藻；用水漂洗碱改性的海藻；用一种盐的水溶液漂洗此碱改性的海藻；用水漂洗此碱改性的海藻形成加工过的海藻，其中加工过的海藻包含少于25％的固体；挤压此加工过的海藻形成挤压海藻；干燥挤压海藻形成角叉菜聚糖产品。
在另一实施方案中，盐水溶液浓度低于约40％。较佳的盐水溶液浓度低于约15％。更好的盐水溶液浓度在约2％和约15％之间。
本发明还包含角叉菜聚糖产品，较佳的包括至少60％重量角叉菜聚糖和至少2％重量酸不溶物质，水合在约50℃以下开始。在一个较佳实施方案中，角叉菜聚糖产品来自Eucheuma spinosum或其它含ι-角叉菜聚糖的种。在另一个较佳实施方案中，角叉菜聚糖产品进一步包括约2％到约15％重量的盐。较佳的盐是氯化钠。
本发明还包括含角叉菜聚糖产品或由前述方法生产的产品的食物和其它产品。较佳角叉菜聚糖产品包括至少60％重量角叉菜聚糖和至少2％，重量酸不溶的物质。对这样的产自Eucheuma cottonii的角叉菜聚糖产品，水合可在低至约50℃下开始。对产自Eucheuma spinosum的角叉菜聚糖产品，水合可在低至约30℃下开始。
其它产品包括含有粘合剂、湿润剂、研磨剂和水的牙膏配方，其中粘合剂是依照本发明的角叉菜聚糖产品。较佳粘合剂浓度为牙膏配方的约0.5到约1.5％重量。
本发明更包括获得含一个或更多由本发明方法生产的角叉菜聚糖制品的方法。在一个实施方案中，加热包括本发明含角叉菜聚糖产品的溶液，且至少一部分加热过的溶液用有效条件处理以转变成阻挡层物质。例如，通过将溶液投入冷却的转筒形成薄膜。含角叉菜聚糖薄膜可选择性地通过一系列滚筒加到逆向转动冲模中形成、切隔和填充不同大小的胶囊。
附图的概述

图1显示随不同水分水平变化的Brabender线图。
发明详述本发明涉及剪切应力从加工过的海藻制备含角叉菜聚糖产品的过程。代表海藻种类包括来自Eucheuma、Gigartina和Irideae族。较佳种类包括Eucheumaspinosum、Eucheuma cottonii和Gigartina radula。
加工过的海藻可通过用碱处理海藻获得，如需要的话接着中和。天然海藻的碱改性是选择性的且可在盐如NaCl或KCl存在的情况下用碱如NaOH、KOH或Ca(OH)2进行。随后水漂洗改性过的海藻可得到盐。如在此所用，术语“盐”指当金属置换酸的氢原子时获得的反应产物。在本发明中，盐可用在水溶液的形式中。如果盐用于漂洗，使用与碱改性过程中用的同样的盐较佳。使用钠盐而不是钾盐，通常最终的剪切应力产物水溶性提高。
在剪切应力处理前得到的含角叉菜聚糖进料进行干燥，或半干燥或潮湿且固体成分少于25％。如在此所用，术语“固体成分”是总重量和海藻材料混合物中湿度或水含量的重量之差。挤压前海藻材料的水含量包括可能结合于海藻材料的水(作为水合水)，或加入海藻材料的水。
在一些情况下，例如，在得到干燥的含角叉菜聚糖进料时，通常需要加水到干燥的海藻材料以在挤压前恢复水分。
观察到当海藻材料进料流固体成分为25％或更高时剪切应力处理通常导致物质不可接受的颜色变暗。含角叉菜聚糖产品的颜色一般对于最终使用者很重要。最终使用者制备人类消费品时，例如，通常选择不暗于米色的SRC产品，便宜的，颜色更深的产品常用于颜色不如此重要的产品。
与超过25％固体的进料流观察到的区别，尽管未充分理解，也许是由于水对于进料流受剪切应力时产生的热的作用。水会把挤压中产生的热从海藻材料中散逸出去，减少热使原料中糖熔化变焦的程度，焦糖化使最终产物变深。因此，当有更多的水分散热时，生成颜色更淡的产物。
剪切应力处理中产生的颜色变化可用人眼或合适测量装置监控。依照本发明的较佳实施方案，剪切应力处理中颜色变深用Macbeth ColorEye 3000色度计和颗粒大小特征为至少99％粉通过100目筛的干粉测量相当于小于约4.0L*单位。
为维持角叉菜聚糖产品和含此类产品的配方颜色及外观统一，含角叉菜聚糖海藻材料应作为较稀的进料流流入挤压机。这样的稀释进料流通常带来更美观的最终产物(认为是海藻中角叉菜聚糖最佳水合的结果)。另外，水一般在流入挤压机前不必从含角叉菜聚糖的海藻产物中去除，使制备角叉菜聚糖产品的过程更经济因为海藻在这样的条件下剪切更有效。湿加工的海藻可以碎片的形式，约2cm到5cm较佳。
挤出是剪切应力处理较方便的方法。不同设计的挤出设备可用于挤出湿加工的海藻。挤压机的实施例包括，但不限于，双螺杆挤压机如Clextrall ModelBC45(Clextral有限公司，坦帕，佛罗里达)和Werner-Pfliederer Model ZSK-30(Werner-Pfliederer公司，拉姆齐，新泽西)。选择合适的设备和挤出条件就以下描述的实施例来说对擅长此方面的人是简单的。
在本发明的一个实施方案中，使用Clextrall Model BC45双螺杆挤压机。此挤压机有8个桶，每个内径为50mm且长度为200mm。螺杆长1600mm，中心-距为45mm。湿加工的海藻可通过失重双螺杆加料器流入第一个桶顶部开口。用泵把更多的水加入到第一个桶调节固体成分。其余桶装配感应加热旋管和水循环以控制温度。也可提供排气选择使蒸汽排出，装在第七个桶较佳。
在本发明的另一个实施方案中，把含角叉菜聚糖原料加到一个与一台双螺杆挤压机相连的单螺杆挤压机中。单螺杆挤压机可以是，例如，Wenger Model X-85，双螺杆挤压机可以是，例如，Wenger Model TX-57(都可从Wenger制造有限公司购买，Sabetha，堪萨斯)。通常，单螺杆挤压机出口与双螺杆挤压机入口相连，例如，用一根隔热的柔韧的导管。
尽管不是想要限制，认为在单螺杆挤压机流入双螺杆挤压机的挤压机系统中，单螺杆挤压机产生的热为更高剪切应力的双螺杆挤压机准备含角叉菜聚糖的海藻材料。此热量认为是使海藻原料中的角叉菜聚糖予水化或开始溶解。其它产生此热的方法可用于热准备含角叉菜聚糖的海藻材料，例如，高剪切混合器和/或高固体混合器。
加入挤压机的湿加工过的海藻的固体成分一般小于25％重量。加工过的海藻的固体成分可，例如，约24％。在一个实施方案中，含角叉菜聚糖的海藻材料或加工过的海藻包括约23％固体。在另一个实施方案中，加工过的海藻包括约22％固体。在此外的一个实施方案中，加工过的海藻包括约21％固体。在其它一实施方案中，加工过的海藻包括约20％固体。在还有一个实施方案中，加工过的海藻包括约18％固体。在又一实施方案中，加工过的海藻包括约16％固体。在一较佳实施方案中，含角叉菜聚糖的海藻材料的固体成分在约10％到约20％重量之间。在另一较佳实施方案中，含角叉菜聚糖的海藻材料的固体成分在约13％到约17％重量之间。
挤压机螺杆外形设计成可提供足以破坏海藻纤维素结构水平的剪切。典型的螺杆包括5个由输送元件、混合块组成的高剪切区，倒转元件用于其中3个高剪切区。输送元件沿着挤压机传输加工过的海藻。倒转元件增加在发生剪切的混合块中的停留时间。第一、二和七桶仅含输送元件。一螺丝帽确保口模板离挤压机出口，留下相对较小空气间隙。空气间隙可调节以达到合适剪切所需的足够背压。例如，Clextral Model BC45，使用1.75mm的空气间隙。在此，口模板有3个孔，每个孔直径6mm。
为提供合适剪切，螺杆速度至少需要约200rpm。螺杆速度至少约500rpm较佳，至少约600rpm更佳。
挤出温度可调节以获得最佳和有效挤出。提高的挤出温度可协助破坏海藻结构，从而从海藻结构成分中释放角叉菜聚糖。
较佳的是，挤压机内部条件可使所谓“蒸汽喷发”发生。蒸汽喷发是由于挤压机内部蒸汽压力，从挤压机模头中迅速释放物质。特别是，在足够高温度和压力下操作挤压机，蒸汽在挤压机中加压，结果含角叉菜聚糖的海藻材料通过挤压机出口模头迅速释放到大气压力。留在被挤压了的物质中的蒸汽被认为在模头口型扩张，导致放出物质形态发生变化。通常，放出物质从固体挤出线料变成分得很细、高度膨胀、开放结构的颗粒。这样的颗粒相对于无蒸汽喷发时形成的颗粒表面积增大。
在促进蒸汽喷发条件下操作挤压机有几个优点。一个优点是粒状含角叉菜聚糖的海藻材料增大的表面积使产品冷却更快。热的产品常常彼此粘住，而冷的产品通常不粘。因此，当产品表面积增大物质处理得到改进。“蒸汽喷发”颗粒增大的表面积也使颗粒干燥更快且水合更快。
在本发明的另一个实施方案中，含角叉菜聚糖的海藻原料可与水状胶体和/或其它添加剂掺合或共处理以通过降低成本或扩大应用来增强功能和/或降低成本。例如，如果角叉菜聚糖产品打算用于牙膏，含角叉菜聚糖原料(如加工过的海藻或洗过的海藻)可与食品级纤维素性的物质如纤维素，微晶纤维素(MCC)和/或化学改性纤维素如羧甲基纤维素(CMC)、甲基纤维素(MC)、羟乙基纤维素(HEC)、羟丙基纤维素(HPC)和羟丙基甲基纤维素(HPMC)，以及与湿润剂、缓冲剂、表面活性剂、乳化剂、螯合剂、其它漂白剂或染色剂、除臭剂和类似物质混合或共处理。类似地，加工过的Euchema cottonii、加工过的Euchema spinosum和Euchema湿海藻原料可与以下一个或更多掺合或共处理(i)纤维素、MCC和/或化学改性纤维素；(ii)其它海藻提取物如红藻胶、琼脂和包括它们的盐和/或化学改性衍生物的藻酸盐，例如丙二醇藻酸盐；(iii)天然橡树胶和橡胶树分泌液，如阿拉伯树胶和剌梧桐树胶，多甘露聚糖如剌槐豆胶、瓜尔胶和konjac，植物提取物如果胶和酰胺化果胶；(iv)生物合成树胶如黄原胶、胶凝剂和右旋糖苷；(v)蛋白质如明胶和甲壳质；(vi)合成水状胶体如聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、羧乙烯聚合物(例如Carbopol产品)、甲基乙烯基醚/顺丁烯二酐聚合物(例如Gantrez AN产品)和环氧乙烷聚合物(例如Polyox产品)；(vii)淀粉、改性淀粉、糊精、葡萄糖、糖、表面活性剂、乳化剂和盐；和/或其它添加剂，例如微网状蛋白、微晶淀粉和类似物。添加剂可选择以提供在本发明含角叉菜聚糖的产品和食物和其它使用含角叉菜聚糖产物的产品中需要的增强的功能包括分散、水合、溶解性和其它特性。这样的添加剂，功能和特性已知，例如，如美国专利号5,502,179在5列21行以及下列等所描述。添加剂可在剪切操作前、中或之后引入或加入来自剪切后的含角叉菜聚糖产品。添加剂也可与含角叉菜聚糖海藻原料在剪切操作前或作为一部分共处理，或可与来自剪切后的含角叉菜聚糖产品共处理。“共处理”或类似术语，如在此所使用的，意味形成与简单掺合物或搅拌物对比的复合物，例如，如美国专利号5,441,753在5列32行以及下列等所描述的。
湿加工过的海藻物料通过速率可以不同。例如，当使用1,75mm气隙的Clextral Model BC45时，湿加工过的海藻物料通过速率通常从约40磅每小时最高到约200磅每小时。一般，对特殊的挤压机，随着物料通过速率提高，挤压机内加工过的海藻停留时间减少。如，对Clextral挤压机，物料通过速率约为每小时80磅的湿加工过的海藻停留时间约50秒。挤出的加工过的海藻溶解性一般在较低物料通过速率时更好，大概因为挤压机内加工过的海藻停留时间增加。停留时间增加使混合块内剪切更多。相应的，如果停留时间也增加，在更高温度下可获得溶解度提高的湿加工过的海藻。停留时间增加可通过增大挤压机长度或提高倒转元件数目达到。同样在高物料通过速率下桶更充满，进一步增强于混合块内的剪切。
来自Euchema spinosum挤压过的加工过的海藻的冷溶解温度受产品盐含量影响。通常，对较低温度溶解性，较佳的盐是NaCl。有效盐浓度一般少于约25％重量，少于约15％重量较佳。盐浓度在约2％到15％重量之间更佳。所需盐浓度可通过用水或盐水溶液在挤出前漂洗加工过的海藻材料获得。来自Euchema spinosum海藻的加工过的海藻，盐浓度约25％，通常最高溶胀温度约92℃。取决于本发明方法使用的挤出条件和盐浓度，最高溶胀温度可低至约10℃到约70℃。例如，挤压氯化钠浓度约10％的加工过的Euchema spinosum海藻材料使最高溶胀温度低到约25℃。
本发明的角叉菜聚糖产品包括角叉菜聚糖和酸不溶物质，更好的是水合起始温度在约50℃以下。本发明的角叉菜聚糖产品更佳的是包括至少70％重量角叉菜聚糖和至少2％酸不溶物质。在本发明的一个实施方案中，水合起始在35℃以下。在另一个实施方案中，水合起始在25℃以下。在一较佳实施方案中，本发明的角叉菜聚糖产品来自提供ι角叉菜聚糖的Euchema spinosum。酸不溶物质包括海藻的结构成分，主要是纤维素性的物质。
本发明的角叉菜聚糖产品通常包含最高约20％重量水，约10％重量较适宜。在一较佳实施方案中，角叉菜聚糖产品进一步包括约2％到约20％重量的盐，氯化钠较好。角叉菜聚糖产品包括约2％到约5％盐更佳。
本发明的角叉菜聚糖产品颗粒大小在约50微米到约200微米范围内较佳。所需颗粒大小取决于特别的应用。例如，一些应用，如肉类需要非常精确的颗粒大小以使角叉菜聚糖产品可通过注射针，因此，一般使用平均颗粒大小在此范围下限的产品。在另一些应用中，例如牙膏，角叉菜聚糖产品颗粒大小没有如此重要，因此一般使用平均颗粒大小在此范围上限的产品。
依照本发明角叉菜聚糖产品的水合起始点由测量其水溶液粘度决定，用Brabender粘度计较佳。用Brabender粘度计测量，水合起始点是作为时间和温度函数测绘溶液粘度的曲线的斜率发生变化时的点。使用Brabender粘度计测量水合起始点，准备测试溶液。测试溶液由角叉菜聚糖产品在水中组成较佳，例如混合10.0g产品在490.0g去离子水中。Brabender粘度计的杯速度设为75rpm。测试溶液由针对角叉菜聚糖产品的代表特殊产品应用的配方组成更佳。例如，可使用以下配方山梨糖醇/甘油牙膏酏剂-8.0g样品、2.0g糖精钠、2.5g焦磷酸四钠、11.0g一磷酸钠、170.0g山梨糖醇、100.0g甘油、220.0g去离子水。
甘油牙膏酏剂-8.8g样品、2.2g糖精钠、2.8g焦磷酸四钠、8.4g一磷酸钠、242.0g甘油、236.0g去离子水。
肉盐水-7.5g样品、7.5g三聚磷酸钠、33.8g葡萄糖、22.5g氯化钠、429.0g去离子水。
软磨擦酏剂-4.9g样品、1.2g石膏粉、12.2g丙二醇、482.0g去离子水。
一旦测试溶液准备好，Brabender粘度计作温度线图以确定水合起始。上述配方较佳温度线图如下 注意所有Brabender粘度计分布在75rpm进行。
本发明的角叉菜聚糖产品表现出提高的形成凝胶特性。例如，当依据本发明方法准备的2％SRC溶液加热至约50℃并在之后形成凝胶，胶的断裂强度约为100到约250g。比较起来，2％加工过的海藻溶液加热至50℃没有形成凝胶且当加热到72℃时，仅形成断裂强度约为90g的脆弱凝胶。与此比较，在120℃ Clextral挤压机中制备的2％角叉菜聚糖产品溶液，产量每小时80磅且盐浓度约为10％NaCl，加热至50℃，形成断裂强度约为150g的凝胶。
本发明的角叉菜聚糖产品更有多种应用。这样的应用包括人类消费品例如肉类、色拉调味料、酱油，乳制品例如奶油、冰淇淋和营养及药物胶囊，还有非食品工业产品例如牙膏、化妆品、油漆、油钻井液体和飞机除冰液体。发现在任何这些产品应用中，可制备成最终产品，其中纯角叉菜聚糖提取物可广泛用依照本发明的角叉菜聚糖产品代替。
例如，本发明的角叉菜聚糖产品可作为牙膏配方粘合剂使用。本发明的牙膏配方包括粘合剂、湿润剂、研磨剂和水，其中粘合剂是角叉菜聚糖产品。较佳粘合剂浓度是小于牙膏配方的约1.5％重量。
此外，依照本发明的角叉菜聚糖产品可用于(单独或与其它成分如填充物、可塑剂和/或粘合剂)形成薄膜和其它类型阻挡层物质。依照本发明的阻挡层物质是分离两种或更多感兴趣物质的材料，例如，控制和/或限制它们相互作用的程度。依照本发明阻挡层物质的实施例包括薄膜、胶囊和珠，如凝胶微珠和类似物。
依照本发明的含角叉菜聚糖薄膜可通过在底物上沉积一层或更多含角叉菜聚糖层形成。这样的薄膜可，例如，以片或网的形式，并能同时或随后应用或粘附于底物。依照本发明的含角叉菜聚糖薄膜以及其它类型阻挡层物质可用于围绕和保护不同物质如营养物、抗氧化剂、防腐剂及类似物。将会意识到，依照本发明的含角叉菜聚糖阻挡层物质质可放置在多种其它类型物质之上或下形成多层结构。
依照本发明的角叉菜聚糖胶囊可以是硬或软凝胶胶囊并也能用于释放成品剂量形式的活性成分，例如，用于摄食或局部应用的药物化合物。这种胶囊也可用于在生产最终产品的关键阶段的过程中传递成分。能用依照本发明的角叉菜聚糖产品制造的软凝胶胶囊的实施例可在美国专利号6,214,376和国际出版号WO01/03677 A1找到，两者都在此列入参考文献。当本发明的角叉菜聚糖产品用于硬凝胶胶囊应用，含角叉菜聚糖胶囊壁的质地可通过成分选择控制，如擅长此方面的人所意识到的。在生产过程中传递成分的凝胶珠，例如固定化酶用于非水酶催化反应，在美国专利号6,268,191和5,662,840中描述，两者都在此列入参考文献。
依照本发明生产的角叉菜聚糖可用于多种生产过程以形成释放系统，例如上述含角叉菜聚糖胶囊和凝胶珠。这种释放系统以制造，如用把前面已生产的、挠性的含角叉菜聚糖条结起来，在液体成分外面流延均匀的含角叉菜聚糖的涂层(双喷咀方法)或作为液体喷射含角叉菜聚糖系统然后开始形成薄膜/壁。擅长此方面的人知道的许多其它用于胶囊/薄膜/阻挡层物质形成方法包括在本发明的范围内。
依照本发明的阻碍物可结合着色剂、食用香料和挥发性化合物用于香味释放、掩蔽或中和。通常包括这种附加的物质以修饰给使用者的剂量形式的总体表现。附加物质与本发明的角叉菜聚糖产品的比例也能用于控制/改性完成的薄膜、阻挡层物质、胶囊、珠或囊片的结构完整性、特性和功能。例如，可获得不同的分解速度，转而允许定时释放不同成分。可用于改性角叉菜聚糖结构的附加物质的实施例是淀粉(天然、改性的和/或控制的减少分子量、微晶和类似物)，多羟基化合物，水状胶体，蛋白质(天然、多肽、氨基酸、酶和其组合)，多种来源、大小和微晶的纤维素性物质，糖(单和多聚)以及类似物。
下面的实施例阐明本发明且不限制同类。在说明书和权力要求书中，除非特别说明，所有部分和百分比是根据重量，所有温度是以摄氏度，所有压力以毫米汞柱。
实施例比较实施例1-3含水量对原料挤出的影响材料实施例1-3使用的主要原料是湿的、碱改性的cottonii海藻。材料做成食品级标准，包括(1)在加工前从海藻中去除塑料带(2)漂白海藻以去除颜色。获得两组水分含量不同的原料，一组水分约85％而另一组水分约77％湿度。此外，水分含量约27％的洗过、剁碎和干燥的cottonii也使用。依照本发明的加工用约86％、约79％和约74％水分含量的原料进行，通过掺合这三种cottonii原料得到。使用小型螺条混合器(估计约8-10ft3容量)把这三种cottonii原料和所需额外的水混在一起。材料混合10-15分钟以平衡。
挤出系统使用的挤出系统如下·进料器/进料速率-AccuRate牌装置从AccuRate，Whitewater，威斯康星商业购买，校准到使用77％水分的材料，速度54千克/小时；·单螺杆挤压机-Wenger X-20在500rpm，出口温度95-100℃操作；·双螺杆挤压机-Wenger TX-52在454rpm，出口温度120-180℃操作；·双螺杆出口口模板单个4mm直径孔；·双螺杆出口压力手工调节口模节流阀以维持最大出口压力和桶填充度(停留时间)。
实施例1挤出高水分含量原料处理挤压机条件稳定且TX-52出口条件易于维持。
水分含量原料湿度百分含量的最终测量用湿度平衡如Denver工具IR200或Mettler LJ16或者空气烘箱方法确定。典型的空气烘箱方法是在约60℃过夜干燥样品并用基于干湿材料重量之差的简单计算确定水分百分含量。这两种方法观察到有少许不同。如下表所示，由于区别和标准偏差很小，所有后续讨论将以平均数据为基础。
原料水分含量％

Brabender水合线图水分含量约86％的原料水合速度在Brabender粘度曲线仪E上用美国专利5,502,179描述的特殊测试方法确定，例如，专利中第4列，第17-23行所描述的。结果如图1所示。作为原料函数的任一水合峰温度没有显著变化。水分含量约86％的原料观察到148-160BU的最大粘度(图1)。
Brabender水合峰

BU＝Brabender仪上最大所得粘度单位实施例2低水分含量原料处理进行试验比较用水分含量小于依据本发明使用水分含量的原料获得的结果。这三种Cottonii原料间未观察到显著的处理区别。对所有三种产品挤压机条件稳定且TX-52出口条件易于维持。较低水分原料在出口产生干燥产品。较低水分原料在双螺杆出口温度提高。
水分含量原料中水分％最终测量显示IR200和空气烘箱方法间有少许区别。由于区别和标准偏差很小，所有后续讨论将以平均数据为基础。
原料水分含量％

Brabender水合线图水分含量约79％和74％的原料产品水合速度在Brabender粘度曲线仪E上用美国专利5,502,179描述的特殊测试方法确定，例如，专利中第4列，第17-23行所描述的。显然水合表现没有显著变化。作为原料函数的任一水合峰温度没有明显变化。然而，最大粘度随着原料水分下降而下降表明由于本发明过程的高剪切效果粘度降低。水分含量约86％的原料观察到最大粘度为148-160BU，水分含量约79％和74％原料观察到最大粘度分别为102-104BU和52-68BU(图1)。官能度的减少表明本发明的过程配置最佳处理原料水分含量大于80％。
Brabender水合峰

BU＝Brabender仪上最大所得粘度单位实施例3原料水分含量对颜色的作用粉末颜色用Macbeth ColorEye 3000色度计在碾磨到99.5％通过100目(150微米)的材料上测量。粉末颜色以L*单位报道；L*越低粉末越暗。通常产品指标L*大于74-75。作为原料水分含量函数的产品粉末颜色观察到显著变化。原料水分含量从约85％减少至约80％时观察到产品颜色明显变暗。如下表所示，原料水分含量约86％使产品L*(粉末颜色)为79.5。粉末颜色是消费者接受角叉菜聚糖产品用于食品重要的审美性质；浅颜色产品较佳。11/2-2L*单位的变化足以被未受训练的眼睛注意到。有见识的最终用户可察觉L*更小的变化。

实施例4浸过碱的角叉菜属原料也用于测试高剪切挤出系统对不同海藻的作用。此角叉菜属原料由以下方法制造(1)在淡水中洗海藻；(2)剁碎海藻至需要大小；(3)在60℃空气烘箱中干燥；(4)通过喷射0.2N NaOH溶液调节湿度含量至约30％。角叉菜属原料水分含量用水调节到约29.9％(测量)。在调节水分前(装运时)测量的水分含量为为22％。料太大无法均匀加入AccuRate，因此使用一台Fitz粉碎机剁碎材料到约1/4-1/2”片。用小型螺条混合器(估计约8-10ft3容量)制备原料；材料混合10-15分钟以平衡。角叉菜属材料水分含量约29.94％(实际湿度％)。实际湿度％用Denver仪IR200，测量水分平衡设在150℃。
挤出系统使用的挤出系统如下·加料器/加料速率-AccuRate牌装置从AccuRate，Whitewater，威斯康星商业购买，校准到使用77％水分材料的54千克/小时；·单螺杆挤压机-Wenger X-20在500rpm，出口温度95-100℃操作；·双螺杆挤压机-Wenger TX-52在454rpm，出口温度120-180℃操作；·双螺杆出口口模板-单个4mm直径孔；·双螺杆出口压力手工调节口模节流阀以维持最大出口压力和桶填充度(停留时间)。
处理角叉菜聚糖提取过程中，X-20螺杆元件为最大剪切配置，因此，不能传送高固体水平角叉菜属料通过挤压机。在X-20近末端形成非常致密、固体材料塞，且堵塞所有流动。此塞子说明来自挤压机热-力学能输入引起的焦化和来自角叉菜聚糖分解的自催化酸水解。绕过单螺杆挤压机，原料直接流入TX-52。尽管双螺杆挤压机能传送原料，机器出来的产品被焦化了(出口温度高达180℃)。螺杆速度和桶温度都分别减少到170RPM和100-130℃，最后的一个桶有冷却水以使焦化减到最少。然而，推测挤出条件仍太剧烈以致不能完全防止角叉菜聚糖的降解。
Brabender水合线图Brabender水合线图证实角叉菜属料含有的角叉菜聚糖在挤出中破坏。尽管角叉菜属原料显示产生典型的Brabender粘度峰，被挤出的角叉菜属料完全丧失粘度。没有进行进一步测试。
这些结果说明本发明的过程是高剪切过程仅适用于高水分含量的给料。过程的模式表明高水分水平有助于(1)更低的原料密度；(2)在单螺杆挤压机中角叉菜聚糖部分水合；(3)在螺杆-给料接触界面润滑作用增大；(4)热能吸收增加；(5)使角叉菜聚糖降解减到最少的温度条件。似乎需要所有这些因素以使运行过程成功。
如实施例1-3所证明，Cottonii产品来自湿度在75-85％间原料以及在不变的加工条件下挤出的一般很类似。然而，由两个重要的官能度区别。首先，产品粘度随着原料水分含量下降到80％以下发生明显降低。较低产品粘度通常不被接受用于作为增稠剂的SRC。其次，产品粉末颜色随着原料水分含量下降到80％以下显著变暗。对于在颜色必须维持在几乎无色或白色的食品中使用的SRC，较暗的粉末颜色不被接受。
此外，高固体原料，例如30％水分的角叉菜属，一般不适合用于本发明的过程。高剪切挤出条件在原料中没有水的合适润滑作用情况下太剧烈。在低水分原料中，海藻中的角叉菜聚糖在此过程中完全降解。
实施例5用单和双螺杆挤压机挤出碱处理的Eucheuma cottonii原料起始材料1.通过标准PES处理对Eucheuma cottonii原料改性并排水。
2.在冷水中洗涤改性过的Eucheuma cottonii原料30分钟并排水。重复。
3.在0.17％Ca(Ocl)2中漂白30分钟并排水。
4.在冷水中洗30分钟并排水。
起始材料的湿度含量为86-87％。KCl含量为0.5-3.0％。cottonii在漂白前剁碎成1/2”片。
预制糊剁碎的cottonii用Accu-rate加料器计量加到Wenger X-85单螺杆挤压机中。用蒸汽经8个单独的头循环控制单螺杆温度以使材料出口温度达到95℃。处理过的cottonii在单螺杆中加热并混合以破坏海藻结构直到海藻糊光滑。随后海藻通过制成封闭传递系统的1.5”直径管送到双螺杆挤压机。
挤出在预制糊之后，处理过的cottonii料流入八桶Wenger TX-57共旋转、交叉、双螺杆挤压机。用于此样品的高剪切螺杆构型属于Wenger专有。温度控制分成5个区。最后4个桶区用蒸汽加热。
挤出出口在双螺杆出口4mm的1孔口模前的一个阀门控制背压以确保挤出的加工过的cottonii料蒸汽喷发出机器。挤出的cottonii出挤压机时类似面包屑。
样品样品离开挤压机时用气动运输机转移到收集箱。产品滚翻并冷却以防止粘在一起。然后在Wenger系列VII三级带式干燥器中干燥。
过程设置和读数Accu-rate 进料器 进料速度 147千克/小时单螺杆出口温度 95℃螺杆速度 600rpm停留时间 1分钟电动机负载 22％全负荷双螺杆桶温度区(℃) 46，125，129，140，140出口温度 116℃螺杆速度 605rpm出口速度 147千克/小时停留时间 1.5分钟电动机负载 6％全负荷测试干燥样品碾磨到至少95％通过100目用于测试。表1列出挤出的cottonii与起始材料相比的一般性质测试，显示在挤出中未发生角叉菜聚糖降解。表2显示2％在水中Brabender线图中挤出的ottonii相对起始材料溶解性的提高。表3说明在肉盐水酏剂Brabender线图中挤出的cottonii相对起始材料溶解性的提高。
表1一般性质测试测试加工过的PES cottonii起始材料挤出的PEScottonii水分含量(％)86-87 85.96粘度(cP)85 91pH 9.00-9.60 9.03KCl(％) 0.5-3.02.80筛分(通过100目的％) 90-100 ＞95表2Brabender分析-溶解性测试-2％在水中加工过的PES cottonii起始材挤出的PES cottonii料开始溶胀 C68 48BU 2 3第一次峰C无峰52BU 无峰89第二次峰C77 65BU 12 35最后82℃保持BU 8 29表3Brabender分析-溶解性测试-肉盐水酏剂加工过的PES cottonii起始材料挤出的PES cottonii开始溶胀 C71 66BU 19 2第一次峰C无峰68
BU无峰19第二次峰(71℃) BU35 17最后71℃保持BU35 15实施例6用双螺杆挤压机挤出碱处理过的Eucheuma cottonii原料起始材料加工过的cottonii起始材料通过把Eucheuma cottonii海藻经标准PES处理、剁碎PES cottonii到1/2英寸片、干燥然后研磨到100目筛来制备。
挤出粉碎了的加工过的cottonii从料斗加一台十二12桶Werner-PfleidererZSK-30共旋转、交叉、双螺杆挤压机。总的长/径比为37。把水和加工过的cottonii加到进料段产生80％水分的混合物。用于此样品的高剪切螺杆构型属于Werner-Pfleiderer专有。在桶4到10中通过电加热和水冷却控制加热和冷却。
挤出出口没有口模放在螺杆出口上。出料外观呈弹性、磨碎、均匀的小片。
样品样品在盘中摊开冷却，然后在60℃烘箱中干燥过夜。
加工设置和读数加料器加料速度 9千克/小时双螺杆桶温度(℃)25，82，90，90，89，89，90，90，90，90出口温度 90℃螺杆速度 500rpm出口速度 9千克/小时测试干燥样品碾磨到91％通过100目用于测试。表4列出挤出的加工过的cottonii与起始材料相比的一般性质测试，显示在挤出中未发生角叉菜聚糖降解。表5说明2％在水中Brabender线图中挤出的加工过的cottonii相对起始材料溶解性的提高。
表4一般性质测试测试加工过的PES cottonii起始材料.挤出PES cottonii水分含量(％) 6 未测量粘度(cP) 160 55101凝胶(gms断裂力) 491 435KCl(％) 1.5 1.4
筛分(通过100目的％) 90-100 91表5Brabender分析-溶解性测试-2％在水中加工过的PES cottonii起始材料挤出PES cottonii开始溶胀 C5956BU 1212第一次峰 C无峰 59BU 无峰 24第二次峰 C7875BU 6028在82℃ BU 5927实施例7用单和双螺杆挤压机挤出碱处理过的Eucheuma soinosumi原料起始材料PES spinosum起始材料通过Eucheuma spinosum海藻经以下过程制备1.海藻在25％NaCl中浸1小时并排水。
2.在7.9％NaCl、2.86％NaOH中改性2小时并排水。
3.在9％NaCl中洗30分钟并排水。
4.在0.25％NaOCl中漂白30分钟并排水。
5.在6％NaCl中洗30分钟并排水。
6.在冷水中洗并排水。
PES spinosum起始材料的水分含量为78-82％。NaCl含量为11-15％。spinosum在漂白前剁碎成1/2”片。
预制糊剁碎的PES spinosum用Accu-rate加料器计量加到Wenger X-85单螺杆挤压机中。用蒸汽经8个单独的头循环和蒸汽喷射控制单螺杆温度以使材料出口温度达到100℃。PES spinosum在单螺杆中加热并混合以破坏海藻结构并成糊直到海藻糊光滑。随后材料通过制成封闭传递系统的1.5”直径管送到双螺杆挤压机。
挤出随着PES spinosum从单螺杆出来，它被加入一台八桶Wenger TX-57共旋转、交叉、双螺杆挤压机。用于此样品的高剪切螺杆构型属于Wenger专有。温度控制分成5个区。最后4个桶区用蒸汽加热。
挤出出口在双螺杆出口4mm的1孔口模前的一个阀控制背压以确保挤出的PES spinosum料蒸汽喷发出机器。挤出的spinosum出挤压机时类似面包屑。
样品样品离开挤压机时用气动运输机转移到收集箱。产品滚翻并冷却以防止粘在一起。然后在Wenger系列VII三级式干燥器中干燥。
过程设置和读数Accu-rate加料器 加料速度144千克/小时单螺杆 出口温度100℃螺杆速度600rpm电动机负载 17％全负荷双螺杆 桶温度区(℃)48，124，128，138，136出口温度107℃螺杆速度600rpm出口速度144千克/小时电动机负载 5％全负荷测试干燥样品碾磨到至少95％通过100目用于测试。表6列出挤出的PESspinosum与起始材料相比的一般性质测试，显示在挤出中未发生角叉菜聚糖降解。表7说明2％在水中Brabender线图中挤出的PES spinosum相对起始材料溶解性的高。
表6一般性质测试测试加工过的PES spinosum起始材料挤出的PES spinosum水分含量(％)78-8281粘度(cP)30 38pH 8.30-8.908.73NaCl(％)11-1511.72筛分(通过100目的％) 90-100 ＞95
表7Brabender分析-溶解性测试-2％在水中加工过的PES spinosum起始材料挤出的PESspinosum在25℃保持开始 BU无峰 184结束BU无峰 177加热峰C 65无峰BU26无峰最后82℃保持BU2626实施例8用单和双螺杆挤压机挤出洗过的、无碱处理过的Eucheuma spinosumi原料起始材料洗过的spinosum起始材料通过Eucheuma spinosum海藻经以下方式制备1.在冷水中浸30分钟并排水。
2.在冷1.5％NaCl中浸并排水。
3.在Wilmes压榨机中压出多余水。
洗过的spinosum起始材料的水分含量为85-86％。NaCl含量为8％。洗过的spinosum在漂白前剁碎成1/2”片。
预制糊剁碎、洗过的spinosum用Accu-rate加料器半量加到Wenger X-20单螺杆挤压机中。用蒸汽经8个单独的头循环控制单螺杆温度以使材料出口温度达到95℃。洗过的spinosum在单螺杆中加热并混合以破坏海藻结构并部分成糊。预成糊的洗过的spinosum较光滑，但有一些残余海藻小片。随后材料通过1.5”直径隔热管送到双螺杆挤压机。
挤出随着洗过的spinosum糊从单螺杆出来，它被加入一台八桶Wenger TX-52共旋转、交叉、双螺杆挤压机。用于此样品的高剪切螺杆构型属于Wenger专有。挤压机桶4到6用循环热油加热且蒸汽注入桶3和4。
挤出出口在双螺杆挤压机出口4mm的3孔口模前的一个阀控制背压以确保挤出的、洗过的spinosum料蒸汽喷发出机器。挤出的、洗过的spinosum出来时是湿颗粒和粘糊的混合物。
样品在收集挤出的、洗过的spinosum材料时小心以确保样品不粘在一起。样品在60℃烘箱干燥过夜前推在盘中冷却。
过程设置和读数Accu-rate加料器加料速度33千克/小时单螺杆 出口温度96℃螺杆速度100rpm电动机负载 11％全负荷双螺杆 桶温度(℃) 73，73，95，119，119，120，120，120出口温度135℃螺杆速度472rpm出口速度33千克/小时电动机负载 9％全负荷测试干燥样品碾磨到91％通过100目用于测试。表8列出挤出的、洗过的spinosum与起始材料相比的一般性质测试，显示在挤出中未发生角叉菜聚糖降解。表9显示在65℃山梨糖醇/甘油牙膏酏剂Brabender线图中挤出的、洗过的spinosum相对起始材料溶解性的提高。表10说明在71℃甘油牙膏酏剂Brabender线图中挤出的、洗过的spinosum相对起始材料溶解性提高。
表8一般性质测试测试洗过的spinosum起始材料挤出的洗过的spinosum水分含量(％)85-8685.9粘度(cP)50-6041pH 7.5-8.5 7.8NaCl(％)6-10 6.2筛分(通过100目％) 90-100 91表9Brabender分析-溶解性测试-65％山梨糖醇/甘油牙膏酏剂洗过的spinosum起始材料挤出的洗过的spinosum开始溶胀 C 62 44BU30 45最后65℃保持BU44 122冷却 C 25 25BU540850表10
Brabender分析-溶解性测试-71％甘油牙膏酏剂洗过的spinosum起始材料挤出的洗过的spinosum开始溶胀 C 6637BU2340最后71℃保持BU8189冷却 C 2637BU695 651实施例9用双螺杆挤压机挤出碱处理过的Eucheuma spinosumi原料起始材料PES spinosum起始材料通过Eucheuma spinosum海藻经以下过程制备1.45℃在1.0M NaOH、3.1M NaCl中改性6小时并排水。
2.改性后两次冷、30分钟5％NaCl漂洗。
3.第一次漂洗中和pH。
4.在挤出前试验中此样品另外浸30分钟冷水。
PES spinosum起始材料的水分含量为83％。PES spinosum剁碎成1/2”片。
挤出剁碎的PES spinosum从定容积料器计量加到一台九桶Clextral BC-45共旋转、交叉、双螺杆挤压机。用于此样品的高剪切螺杆构型属于Clextral专有。最后8桶加热和冷却通过感应线圈和冷却水控制。
挤出出口出口温度在3mm的3孔冷却口模板前测量。挤出的PES spinosum出来时是不透明、粘的、可涂开的三股料。
样品样品在带上传送约15秒以在盘中收集前冷却。粘的材料即使冷却时往往会连在一起，因此在60℃烘箱干燥过夜前它必须手工破裂成更小小片。
过程设置和读数Accu-rate加料器 加料速度54千克/小时双螺杆桶温度(℃) 25，128，189，175，140，142，124，99，79出口温度81℃螺杆速度550rpm出口速度54千克/小时停留时间2.0分钟电动机负载 11amps
测试干燥样品碾磨到94％通过100目用于测试。表11列出挤出的PESspinosum与起始材料相比的一般性质测试，显示在挤出中未发生角叉菜聚糖降解。表12说明在2％在水中Brabender线图中挤出的PES spinosum相对起始材料溶解性提高。
表11一般性质测试测试PES spinosum起始材料挤出的PES spinosum水分含量(％)8382.5粘度(cP)2832pH 9.90 9.10NaCl(％)未测量7.47筛分(通过100目的％) 90-10097表12Brabender分析-溶解性测试-2％在水中PES spinosum起始材料挤出的压PES spinosum在25℃保持开始 BU8 35结束BU9 122第一个峰 C 3030BU9 65第二个峰C 6060BU2727最后82℃保持BU5913实施例10和11实施例10和11说明了本发明的角叉菜聚糖产品可用作为牙膏的配方成分。特别是，本发明的牙膏配方根据角叉菜聚糖产品作为牙膏中角叉菜聚糖粘合剂的功效来评估。在牙膏配方中角叉菜聚糖粘合剂的功效由测量牙膏配方强度、稳定性和质地确定。传统测量强度、稳定性和质地的方法是使用古巴评级系统，其中牙膏线料在古巴架上受压挤。链在大小一级一级增加的横木间保持悬挂的能力决定牙膏1到12等级。测量通常需要9周时间。更确切的，1天、1周、3周、6周和9周后在贮存温度约25℃和50℃进行测量，以确定牙膏强度、稳定性、质地和“热震荡”程度。热震荡定义为牙膏贮存在50℃时的强度变化(增加或减少)。变化超过3个古巴等级认为是不理想的。古巴试验的缺点是牙膏必须准备且测量需9周时间以确定特殊角叉菜聚糖样品性质。
依据本发明的牙膏配方使用Brabender粘度曲线仪测试检查角叉菜聚糖溶解性，其中牙膏“酏剂”用于检测存在其它牙膏成分时角叉菜聚糖溶解性。牙膏“酏剂”配方含一般牙膏配方同样比例的成分，除了“酏剂”缺少填充剂、发泡剂和香油。Brabender温度线图通常集中于角叉菜聚糖溶解性条件。Brabender牙膏“酏剂”测试被确定可极好预测本发明的角叉菜聚糖产品在牙膏配方中表现。Brabender测试在本发明中使用的优点，相对于传统古巴等级系统，是Brabender测试做功能性质确定所需时间从9周减少到几小时。
在下列实施例中，牙膏“酏剂”在存在牙膏成分时用Brabender粘度曲线仪分析以检测角叉菜聚糖溶解性。牙膏酏剂配方含一般牙膏系统同样比例的成分，除了酏剂配方没有填充剂、泡沫剂和香油。Brabender温度线图通常集中于角叉菜聚糖溶解性条件以了解角叉菜聚糖在特殊应用加工条件下的溶解能力。为在这讨论工作使用而发展的Brabender牙膏酏剂配方和温度线图已设计用于跟踪集中在牙膏加工条件的牙膏系统中角叉菜聚糖产品溶解性。
实施例10牙膏酏剂在此例中，牙膏酏剂测试在过程温度65℃和71℃都进行。
牙膏古巴等级测量准备好的牙膏的强度。热震荡程度由牙膏强度在50℃下贮存3天后的变化决定。Brabender牙膏酏剂测试提供关于制造牙膏过程额外的信息何时溶解发生(在什么时间和温度)，水合是否完全，加工中粘度贡献和粘度对最终产品的贡献，表13和14比较牙膏酏剂溶解曲线在保持比实际牙膏贮存中古巴等级变化高的温度时的斜率和粘度。
表13比较在过程温度65℃时洗过的spinosum、挤出的洗过的spinosum和牙膏提取混合物。65℃时所有3种样品有正斜率表明没有一种是完全溶解的。比较洗过的spinosum和挤出的洗的过spinosum显示两者斜率有少许不同，但挤出且洗过的spinosum在古巴等级中有显著提高，说明提高来自挤出。比较挤出且洗过的spinosum和牙膏提取混合物显示类似的1天、25℃牙膏古巴等级，尽管加工粘度有很大不同。这两种样品斜率区别很大，解释为热振荡的差异。提取物的斜率为28.8BU/分钟，表现出增加4个古巴单位，从5到9；然而斜率为2.0BU/分钟的挤出且洗过的spinosum，表现出增加2个古巴单位，从6到8。尽管增加2个古巴单位认为是可接受的，增加4个古巴单位则不能接受。
表14在过程温度71℃下同样比较3种样品。挤出且洗过的spinosum和牙膏提取物负的斜率表明它们在此更高过程温度下完全溶解。更高的古巴等级也反映这点，这三种样品没有热振荡。
Brabender酏剂测试结果也提供关于加工粘度不同的信息，而古巴等级没有。尽管挤出且洗过的spinosum在古巴单位和高的最终冷却粘度上比较接近牙膏提取物，挤出且洗过的spinosum的加工粘度低很多，如Brabender酏剂测试结果所示。在此例中，低加工粘度在一般牙膏制备中是优势。
表13牙膏酏剂溶解性分布与牙膏古巴等级比较，65℃下加工开始结束结束在65℃ 1天 2天65℃65℃25℃曲线斜率 古巴， 古巴，(BU)(BU)(BU)(BU/分钟)25℃ 50℃洗过的29 44 538 1.0 33spinosum挤出的、洗过92 122 837 2.0 68spinosum牙膏提取混合物293 725 121628.8 59表14牙膏酏剂溶解性分布与牙膏古巴等级比较，71℃下加工开始结束结束在71℃ 1天 2天71℃71℃25℃曲线斜率 古巴， 古巴，(BU)(BU)(BU)(BU/分钟)25℃ 50℃洗过的47 71 850*1.6 12 12spinosum挤出的、洗过的101 89 850*-0.8 11 12spinosum牙膏提取混合物850 740 1416-7.3 66*从曲线外推实施例11甘油/山梨糖醇白垩牙膏两种挤出的、洗过的spinosum样品(EWS-1和EWS-2)在65℃加工温度在便宜的甘油/山梨糖醇白垩牙膏中测试。结果很好且显示没有热振荡。表15比较两种牙膏的古巴等级。
表15牙膏在白垩为基础牙膏中表现1天古巴，25℃ 2天古巴，50℃EWS-165EWS-276结果(来自实施例10和11)(1)使用模仿牙膏的牙膏酏剂是获得不仅最终产品稳定剂表现的信息，而且在关于牙膏加工中表现的重要信息的方法。
(2)牙膏热振荡发生在保持较高温度加工过程中，与溶解度曲线倾斜度增加或正斜率直接成比例。
(3)容易观察到，在两个不同温度加工样品的不同产品性能并用酏剂Brabender线图提供的溶解度信息来解释。
(4)加工粘度不与最终牙膏强度直接成比例。
(5)Brabender牙膏酏剂测试极好地预测在实际牙膏中角叉菜聚糖性能。它能使做功能性质确定所需时间从几周或几天减少到几小时。
(6)牙膏加工酏剂Brabenders测试有助于决定任何牙膏系统加工温度限制和范围。
分析(基于实施例10和11)两个区域的Brabender溶解度线图有助于预测特殊划膏样品的性能(1)保持较高温度15分钟保持较高温度时溶解度曲线中的粘度和粘度对时间(斜率)变化是潜在牙膏热振荡的强指示。斜率越陡，热振荡可能越大。斜率越平，热振荡的机会越少。
(2)最终冷却到25℃加工酏剂最终冷却粘度表明角叉菜聚糖样品潜在粘度对牙膏的贡献。最终冷却粘度不同于加工粘度。
权利要求
1.一种方法，其特征在于，它包括将固体含量少于25％重量的含角叉菜聚糖的海藻材料进行剪切应力处理以提供含角叉菜聚糖产品。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述海藻材料是含有5％-20％重量的固体成分从的水合混合物，且当用Brabender粘度计测量2％重量的固体水溶液时，所述含角叉菜聚糖的产品在50℃以下开始水合。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述海藻材料是含有5％-20％重量的固体成分从的水合混合物，且当用Brabender粘度计测量2％重量的固体水溶液时，所述含角叉菜聚糖的产品在30℃以下开始水合。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述含角叉菜聚糖的海藻材料在剪切应力处理前用碱处理。
5.如权利要求1所述的方法，其中，所述含角叉菜聚糖的海藻材料是用包括以下步骤的过程制备的用水洗涤海藻以形成洗过的海藻；用碱处理洗过的海藻以形成碱处理过的海藻；用水漂洗碱处理过的海藻以形成漂洗过的海藻；以及用水溶液洗漂洗过的海藻。
6.如权利要求5所述的方法，其中，在25℃-95℃下用碱处理所述洗过的海藻。
7.如权利要求1所述的方法，其中，所述含角叉菜聚糖海藻材料与至少1种选自纤维素性的物质、化学改性纤维素、海藻提取物、天然树胶、生物合成树胶、蛋白质、合成水状胶体、淀粉、改性淀粉、糊精、葡萄糖、糖、表面活性剂、乳化剂和盐的化合物一起加工处理。
8.如权利要求1所述的方法，其中，所述含角叉菜聚糖海藻材料与至少1种选自纤维素性的物质、化学改性纤维素、海藻提取物、天然树胶、生物合成树胶、蛋白、合成水状胶体、淀粉、改性淀粉、糊精、葡萄糖、糖、表面活性剂、乳化剂和盐的化合物混合。
9.如权利要求1所述的方法，其中，所述含角叉菜聚糖海藻材料包括碱处理过的海藻和水溶液。
10.如权利要求9所述的方法，其中，所述海藻是Eucheuma spinosum或其混合物。
11.如权利要求2所述的方法，其中，所述海藻材料来自Eucheuma cottonii。
12.如权利要求3所述的方法，其中，所述海藻材料来自Eucheuma spinosum。
13.如权利要求9所述的方法，其中，所述水溶液包括水和盐。
14.如权利要求13所述的方法，其中，所述盐是氯化钾、氯化钠或它们的混合物。
15.如权利要求1所述的方法，其中，所述含角叉菜聚糖海藻材料含有10-20％重量的固体成分。
16.如权利要求1所述的方法，其中，所述含角叉菜聚糖海藻材料含有13-17％重量的固体成分。
17.如权利要求1所述的方法，其中，所述含角叉菜聚糖产品包括半精制角叉菜聚糖。
18.如权利要求17所述的方法，其中，当用Brabender粘度计测量2％重量的固体水溶液时，所述半精制角叉菜聚糖在50℃以下开始水合。
19.如权利要求17所述的方法，其中，当用Brabender粘度计测量2％重量的固体水溶液时，所述半精制角叉菜聚糖在50℃以下开始水合。
20.如权利要求17所述的方法，其中，所述含角叉菜聚糖海藻材料和半精制角叉菜聚糖具有用Macbeth ColorEye 3000色度计测量小于4.0L*单位差异的颜色，并含有干粉，此干粉的粒度以至少99％的粉末可通过100目筛为特征。
21.如权利要求17所述的方法，其中，所述半精制角叉菜聚糖包括至少65％重量的角叉菜聚糖和至少2％重量的酸不溶的物质。
22.如权利要求1所述的方法，其中，所述剪切应力处理包括挤出含角叉菜聚糖海藻材料。
23.如权利要求22所述的方法，其中，所述挤出用双螺杆挤压机进行。
24.如权利要求23所述的方法，其中，所述挤压机在至少500rpm和至少90℃下操作。
25.如权利要求22所述的方法，其中，所述挤出通过单螺杆出机给双螺杆挤压机进料来进行。
26.如权利要求22所述的方法，其中，所述挤出含角叉菜聚糖海藻材料包括通过挤压机口模迅速释放蒸汽和加压的材料。
27.如权利要求26所述的方法，其中，所述含角叉菜聚糖海藻材料从挤压机口模释放后成粒状。
28.如权利要求27所述的方法，其中，所述颗粒的表面积比没有通过挤压机口模迅速释放的含角叉菜聚糖海藻材料的颗粒表面积大。
29.如权利要求1所述的方法，它还包括干燥含角叉菜聚糖产品。
30.如权利要求29所述的方法，它还包括研磨干燥的含角叉菜聚糖产品。
31.权利要求1所述方法的产品。
32.权利要求29所述方法的产品。
33.权利要求30所述方法的产品。
34.如权利要求33所述的产品，当用Brabender粘度计测量2％重量的固体水溶液时，它在50℃以下开始水合。
35.如权利要求33所述的产品，它具有用Macbeth ColorEye 3000色度计测量大于74L*单位的颜色，并含有干粉，此干粉的粒度以至少99％的粉末可通过100目筛为特征。
36.如权利要求33所述的产品，它包括1％-2％重量的盐。
37.一种含有粘合剂、湿润剂、研磨剂和水的牙膏配方，其特征在于，所述粘合剂含有如权利要求32所述的产品。
38.如权利要求37所述的牙膏配方，其中，所述粘合剂含有小于1.5％重量的牙膏配方。
39.一种含有至少65％重量的角叉菜聚糖和至少2％重量的酸不溶物质的半精制的角叉菜聚糖产品，其特征在于，当用Brabender粘度计测量2％重量的固体水溶液时，所述角叉菜聚糖产品在50℃以下开始水合。
40.如权利要求39所述的半精制角叉菜聚糖产品，当用Brabender粘度计测量2％重量的固体水溶液时，它在30℃以下开始水合。
41.如权利要求39的半精制角叉菜聚糖产品，它来自Eucheuma cottonii。
42.如权利要求40的半精制角叉菜聚糖产品，它来自Eucheuma spinosum。
43.如权利要求39的半精制角叉菜聚糖产品，它还包括1％到2％重量的盐。
44.如权利要求7的方法，其中，所述含角叉菜聚糖海藻材料与添加剂共处理，其中所述添加剂在剪切应力处理前加入。
45.如权利要求7的方法，其中，所述含角叉菜聚糖海藻材料与添加剂共处理，其中所述添加剂在剪切应力处理中加入。
46.如权利要求7的方法，其中，所述含角叉菜聚糖海藻材料与添加剂共处理，其中所述添加剂在剪切应力处理后加入。
47.如权利要求8的方法，其中，所述含角叉菜聚糖海藻材料与添加剂混合，其中所述添加剂在剪切应力处理前加入。
48.如权利要求8的方法，其中，所述含角叉菜聚糖海藻材料与添加剂混合，其中所述添加剂在剪切应力处理中加入。
49.如权利要求8的方法，其中，所述含角叉菜聚糖海藻材料与添加剂混合，其中所述添加剂在剪切应力处理后加入。
50.如权利要求47所述半精制的角叉菜聚糖产品。
51.如权利要求48所述半精制的角叉菜聚糖产品。
52.如权利要求49所述半精制的角叉菜聚糖产品。
53.一种方法，其特征在于，它包括将固体含量小于25％重量的含角叉菜聚糖海藻材料进行剪切应力处理以提供含角叉菜聚糖产品；提供包括含角叉菜聚糖产品的溶液；使该溶液在有效条件下把溶液转化到阻挡层物质中。
54.如权利要求53所述的方法，其中，所述溶液是水。
55.如权利要求53所述的方法，它包括在沉积至少一部分溶液在底物上之前加热含有角叉菜聚糖产品的溶液。
56.如权利要求53所述的方法，其中，所述上述阻挡层物质是薄膜、珠或胶囊。
57.一种含有角叉菜聚糖材料的胶囊，所述角叉菜聚糖材料是用剪切应力处理固体成分小于25％重量的含角叉菜聚糖海藻材料制备的。
全文摘要
本发明的方法从固体成分少于25％重量加工过的海藻中制备角叉菜聚糖产品，使用剪切应力处理。角叉菜聚糖产品包括至少60％重量角叉菜聚糖和至少2％重量酸不溶物质。本发明的角叉菜聚糖产品可作为如乳制品、肉和甜点冻胶的食品成分及如牙膏配方、化妆品、油漆、薄膜和释放胶囊的非食品成分。
文档编号C08B37/00GK1714103SQ01820516
公开日2005年12月28日 申请日期2001年12月10日 优先权日2000年12月13日
发明者A·G·蔡, L·K·S·莱德维茨, R·科佩斯基, M·G·林奇, W·R·布莱克莫尔, P·J·赖利 申请人:Fmc有限公司