ЧАСТИЦА, СОДЕРЖАЩАЯ ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ ОДНО ЛЕТУЧЕЕ ВЕЩЕСТВО, СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ, СОДЕРЖАЩАЯ ЕЕ ПИЩЕВАЯ ИЛИ КОРМОВАЯ ДОБАВКА И ПРИМЕНЕНИЕ Российский патент 2021 года по МПК A23L27/00 A23D9/00 A23K20/158 

Настоящее изобретение относится к частице или к частицам, содержащим по меньшей мере один гидрофобный матричный материал и по меньшей мере одно летучее вещество, к пищевой и/или кормовой добавке, содержащей указанную частицу, к способу ее получения, а также к использованию по меньшей мере одного летучего вещества в качестве вещества, улучшающего сыпучесть частиц.

Давно известно, что некоторые летучие вещества, такие как эфирные масла и экстракты растений, можно использовать для опосредования широкого ряда положительных эффектов для поддержания здоровья и хорошего самочувствия людей и животных при их употреблении. Натуральные эфирные масла являются смесями летучих ароматических соединений, продуцируемых растениями. Благодаря их антибактериальной, противогрибковой и/или противовирусной активности эфирные масла широко применяются в производстве пищевых и кормовых добавок. В частности, их положительные эффекты на показатели роста, микробиоту кишечника и качество жизни животных с однокамерным желудком делает эфирные масла идеальной альтернативой антибиотическим стимуляторам роста. Однако их летучие свойства затрудняют применение эфирных масел в пищевых продуктах и кормах, особенно в сухих кормовых смесях. Чтобы повысить стабильность эфирных масел при хранении, замаскировать их аромат, защитить их от взаимодействия с другими соединениями, снизить риск окисления и обеспечить контролируемое высвобождение эфирных масел, можно применить метод микрокапсулирования. Микрокапсулирование обобщает все процессы инкапсуляции, в результате которых получают частицы микронного размера не более миллиметра. В зависимости от выбранного процесса инкапсуляции активное вещество либо окружено покрытием (инкапсулирование ядро-оболочка), либо распределено внутри матрицы (матричное инкапсулирование). Одним способом достижения матричного инкапсулирования эфирных масел является распылительное охлаждение, также называемое охлаждением с распылением или приллированием. В процессе приллирования активное вещество хорошо смешивают с расплавленным носителем или матричным материалом, таким как гидрогенизированное растительное масло или воск. Затем смесь распыляют при помощи насадки или тонко распределяют на вращающимся диске и приводят в контакт с холодным воздухом, что приводит к отверждению и, таким образом, образованию микрочастиц. Жиры и воски могут принимать различные полиморфные формы, причем α-форма является наименее стабильной, а β-форма является наиболее стабильной. Кроме того, могут встречаться промежуточные β'-формы. На скорость полиморфного превращения из α- через β'- в β-форму может активно влиять присутствие добавок, таких как поверхностно-активные вещества и/или эфирные масла. Более того, различные исследования показали, что воздействие повышенных температур на жиры или воск может поддерживать такие эффекты, как полиморфное превращение и жировая миграция, которые влияют на свойства микрочастиц. В кормовой промышленности нельзя исключить воздействие на частицы, содержащие активные вещества, температур выше комнатной температуры во время транспортировки и хранения. Таким образом, разработка продуктов, которые сохраняют свои свойства без каких-либо изменений, является крайне важной.

WO 2018/059732 A1 раскрывает частицы, содержащие ядро и по меньшей мере один неконфлюэнтный слой покрытия, содержащий по меньшей мере одно летучее вещество и по меньшей мере одно гидрофобное вещество.

WO 2017/042340 A1 относится к способу получения твердых композиций, содержащих терапевтически активные или питательные экстракты растений, предпочтительно экстракт растения ацеролы.

CN 105 076 717 A относится к кормовой добавке, включающей регулятор кислотности, растительное эфирное масло и вспомогательное вещество для улучшения продуктивности животных.

CN 105 147 622 A раскрывает гранулы, полученные из антибиотического стимулятора роста олаквиндокса и вспомогательных веществ, выбранных из группы, состоящей из гидрогенизированного касторового масла, гидрогенизированного соевого масла, стеариновой кислоты, моностеарата глицерина, твердого жира, животного воска, растительного воска и твердого полиэтиленгликоля.

WO 2005/053655 A1 относится к способу образования множества отдельных частиц, которые включают лекарственное средство, способное существовать в кристаллической форме, причем эта кристаллическая форма включает летучие вещества, имеющие давление пара по меньшей мере 0,01 атм при рабочей температуре раскрываемого способа.

Одной проблемой, обычно наблюдаемой в микрочастицах, содержащих матрицу из жира или воска, является агрегация или комкование частиц во время хранения. В частности, комкование частиц может привести к образованию крупных агрегатов, которые больше нельзя использовать в качестве кормовых добавок. Для предотвращения комкования необходимо добавлять различные технологические добавки или осуществлять дальнейшую обработку частиц как можно быстрее, например, путем нанесения покрытия или добавления агентов, предотвращающих комкование, и/или текстуризаторов и/или вещества, препятствующего слеживанию и комкованию, такого как, например, диоксид кремния. Однако добавление технологических добавок требует по меньшей мере одной дополнительной стадии в процессе изготовления микрочастиц, которая приводит к разбавлению активного вещества в расчете на продукт и может повлиять на другие свойства частиц. Кроме того, обычно требуется, чтобы дальнейшая обработка частиц предпочтительно осуществлялась в течение двенадцати часов.

Поэтому настоящее изобретение направлено на порошок, состоящий из частиц, состоящих по меньшей мере из одного гидрофобного матричного материала и по меньшей мере одного летучего вещества, выбранного из эфирных масел и/или растительных экстрактов, который устойчив к комкованию и сохраняет сыпучесть с течением времени.

Эта цель была достигнута путем обеспечения частицы, содержащей по меньшей мере один гидрофобный матричный материал и по меньшей мере одно летучее вещество, при этом частица отличается тем, что частица содержит 60%-90% по массе по меньшей мере одного матричного материала, при этом по меньшей мере один матричный материал выбран из гидрогенизированных триглицеридов, предпочтительно растительных триглицеридов, предпочтительно пальмового масла, подсолнечного масла, кукурузного масла, рапсового масла, арахисового масла или соевого масла, которые являются твердыми или полутвердыми при 20°C и 1 атмосфере, тем, что частица содержит 10%-40% по массе по меньшей мере одного летучего вещества, при этом по меньшей мере одно летучее вещество выбрано из эфирных масел и/или растительных экстрактов, указанное по меньшей мере одно летучее вещество имеет давление пара при 125°C в диапазоне от 10 мм рт. ст. до 200 мм рт. ст., предпочтительно от 30 мм рт. ст. до 70 мм рт. ст., где по меньшей мере одно летучее вещество гомогенно распределено в по меньшей мере одном матричном материале, и частица имеет сферичность от 0,800 до 0,999, посредством чего частицы сохраняют сыпучесть. При обеспечении такой частицы и/или порошка, состоящего из таких частиц, к удивлению, можно избежать комкования таких частиц для сохранения сыпучести и, в частности, для поддержания постоянного уровня сыпучести без необходимости добавления одного или нескольких веществ, предотвращающих комкование. Таким образом, по меньшей мере одно летучее вещество действует как вещество, препятствующее слеживанию и комкованию. Выбирая по меньшей мере один матричный материал из группы жиров, гидрогенизированных триглицеридов и восков, которые являются твердыми или полутвердыми при 20°C и 1 атмосфере, и выбирая по меньшей мере одно летучее вещество из эфирных масел и/или растительных экстрактов, получают особенно хорошие результаты процессов микрокапсулирования. В результате получают частицы, которые сохраняют сыпучесть в течение длительного времени, например, по меньшей мере 4 месяца, и которые поддерживают постоянный уровень сыпучести в течение по меньшей мере 3,5 месяцев после 14 дней созревания частиц.

Сыпучесть, как описано в настоящей заявке, можно определить путем определения угла естественного откоса конического накопления частиц методом определения угла естественного откоса, как описано далее. Воронку с определенным диаметром выходного отверстия подвешивают на точно определенном расстоянии над центром диска круглой формы с известным радиусом (r). Через стеклянную воронку на диск высыпают достаточное количество частиц для покрытия всей поверхности диска до тех пор, пока частицы больше не смогут скапливаться на диске и частицы не начнут скатываться через край диска, при этом частицы, насыпанные на диск, образуют коническое накопление. Измеряют высоту (h) конуса. Наконец, угол наклона α можно рассчитать как угол естественного откоса по следующей формуле:

Угол естественного откоса принимает более высокие значения с ухудшением свойств сыпучести порошка или частиц, поскольку отдельные частицы скорее имеют тенденцию оставаться друг на друге, чем падать вниз. В контексте настоящей заявки сыпучесть определяется как угол естественного откоса от 20° до 55°, определенный как описано выше. Порошок или частицы с углом естественного откоса от 20° до 55°, определенным как описано выше, считаются сыпучими. В настоящей заявке считается, что порошок и/или частицы сохраняют сыпучесть, когда угол естественного откоса указанного порошка или частиц, определенный методом угла естественного откоса, находится в диапазоне от 20° до 55° по меньшей мере через три месяца после начала процесса получения указанного порошка или частиц. В случае, если угол естественного откоса порошка или частиц невозможно определить методом определения угла естественного откоса, описанным в настоящей заявке, например из-за комкования, такой порошок и/или частицы не считаются сыпучими. Можно считать, что порошок или частицы с углом естественного откоса от 25° до 30° обладают отличной сыпучестью, тогда как порошок или частицы с углом естественного откоса от 50° до 55° могут считаться обладающими плохой сыпучестью.

В настоящем изобретении частицы поддерживают постоянный уровень сыпучести, когда диапазон угла естественного откоса, определенный через один, два, три, три с половиной и/или четыре месяца после начала процесса получения частиц, как описано выше, перекрывается с диапазоном угла естественного откоса частиц из той же производственной партии через две недели после начала их получения; где диапазон угла естественного откоса определяется как +/- 5%, предпочтительно +/- 3% от значения угла естественного откоса.

Выбирая по меньшей мере один матричный материал из группы гидрогенизированных триглицеридов, предпочтительно триглицеридов растительного происхождения, например из пальмового масла, подсолнечного масла, кукурузного масла, рапсового масла, арахисового масла или соевого масла, можно, в частности, получать частицы при температурах ниже 100°C, и, следовательно, можно предотвратить чрезмерные потери по меньшей мере одного летучего вещества. Более того, выбирая по меньшей мере один матричный материал из перечисленных выше веществ, можно добиться особенно хорошего смешивания с по меньшей мере одним летучим веществом и его однородного распределения. В конечном итоге, выбирая по меньшей мере один матричный материал из перечисленных выше веществ, можно получить твердые сферические частицы.

Превосходная гомогенизация по меньшей мере в одном матричном материале может достигаться, когда по меньшей мере одно летучее вещество, содержащееся в частице, имеет давление пара при 125°C в диапазоне от 10 мм рт. ст. до 200 мм рт. ст., предпочтительно от 30 мм рт. ст. до 70 мм рт. ст. Выбирая по меньшей мере одно летучее вещество с таким давлением пара, как указано выше, по меньшей мере одно летучее вещество может лучше всего выполнять свою желаемую функцию. Давление пара рассчитывается с использованием уравнения Антуана и констант, полученных из Yaws, C.L. & Satyro, M.A., "Chapter 1 - Vapor Pressure - Organic Compounds", в "The Yaws Handbook of Vapor Pressure (Second Edition) Antoine Coefficients", Elsevier B.V. (2015) pp 1-314, ISBN: 978-0-12-802999-2. Альтернативным источником для получения констант Антуана может быть Dykyj, J., Svoboda, J., Wilhoit, R.C., Frenkel, M. & Hall, K.R., "Chapter 2 Organic Compounds", C1 to C57 Part 2, в "Vapor Pressure and Antoine Constants for Oxygen Containing Organic Compounds", Springer Materials (2000) pp 111-205. ISBN: 978-3-540-49810-0. В случае, если различные расчеты давления пара приводят к противоречивым результатам, в настоящем изобретении предпочтительно, чтобы давление пара по меньшей мере одного летучего вещества в ядре предпочтительно находилось в диапазоне, начиная с давления пара D-лимонена (№ CAS: 5989-27-5) и заканчивая давлением пара эвгенола (№ CAS: 97-53-0), более предпочтительно находилось в диапазоне, начиная с давления пара линалоола (№ CAS: 78-70-6) и заканчивая давлением пара D-карвона (№ CAS: 2244-16-8).

Уравнение Антуана описывает связь между давлением пара и температурой для чистых соединений.

Уравнение Антуана:

где:

p - давление пара компонента, мм рт.ст.;

T - температура,°C;

A, B, C - константы Антуана для конкретных компонентов,

например: расчет давления пара D-лимонена при 125°C с

A=7,06744, B=1691,1486, C=227,441

При выборе по меньшей мере одного летучего вещества, содержащегося в частице, из эфирных масел и/или растительных экстрактов, при этом и те и другие предпочтительно получают из растения, выбранного из группы, включающей орегано, тимьян, грушанку, тмин, майоран, мяту, мяту перечную, анис, апельсин, лимон, фенхель, бадьян, имбирь, гвоздику, корицу и чеснок; или ингредиента, компонента или соединения эфирных масел или растительных экстрактов, которые также могут быть получены путем синтеза или биотехнологическим методом, предпочтительно выбранных из группы, состоящей из D-лимонена, γ-терпинена, п-цимола, 2-карена, линалоол оксида, изоментона, камфоры, линалоола, терпинен-4-ола, 2-изопропил-1-метокси-4-метилбензола, L-ментола, этиламина, α-терпинеола, β-кариофиллена, D-карвона, метилсалицилата, α-кариофиллена, лавандулил ацетата, кариофиллен оксида, эвгенола, тимола и карвакрола; частица, содержащая описанное летучее вещество, может лучше всего сохранять сыпучесть и может, в частности, использоваться в качестве ароматизатора в продуктах питания человека или животных, антибактериального, противовоспалительного, анаболического, улучшающего морфологию, улучшающего целостность кишечника, улучшающего усвояемость, модулирующего микробиоту кишечника и поддерживающего состояние здоровья кишечника вещества; в качестве усилителя перевариваемости, чтобы обеспечить улучшенную усвояемость корма и сохранение питательных веществ; профилактического и/или лечебного средства для людей или животных, страдающих такими заболеваниями, как кашель, атака паразитов, диарея, кишечный энтерит и т.д.; в качестве ароматизатора для жевательной резинки, чтобы усилить освежающие ощущения от жевательной резинки, в качестве ароматизатора для туалетных принадлежностей, чтобы иметь усиливающий ароматизирующий эффект в любых туалетных принадлежностях, таких как гель для душа, шампунь, зубная паста, дезодоранты и т.д., в качестве ароматизаторов и веществ с антибактериальной эффективностью в составах для чистки и стирки на основе жидкого и/или сухого раствора и для многих других применений. В настоящей заявке эфирные масла определяются как вещества, которые получают по меньшей мере в соответствии с одной процедурой, описанной в Европейской фармакопее, 8-е издание, приложение 8.0/2098. В настоящей заявке растительные экстракты определяются как вещества, которые получают по меньшей мере в соответствии с одной процедурой, описанной в Европейской фармакопее, 8-е издание, приложение 8.5/0765. Должно быть понятно, что все указанные в настоящей заявке эфирные масла и соединения могут быть природного, синтетического или биотехнологического происхождения.

Ниже указаны значения давления пара для выбранных летучих веществ при 125°C: D-лимонен 185,8028 мм рт. ст., γ-Терпинен 156,6294 мм рт. ст., п-Цимол 170,1698 мм рт. ст., Камфора 67,8680 мм рт. ст., Линалоол 73,1145 мм рт. ст., α-Терпинеол 36,7883 мм рт. ст., D-карвон 29,0791 мм рт.ст., Эвгенол 11,2903 мм рт.ст., Тимол 19,2101 мм рт. ст. и Карвакрол 16,2002 мм рт.ст. В случае, если различные расчеты давления пара приводят к противоречивым результатам, предпочтительно, чтобы давление пара по меньшей мере одного летучего вещества находилось в диапазоне от давления пара D-лимонена до давления пара эвгенола, предпочтительно в диапазоне от давления пара линалоола до давления пара D-карвона.

Степень сферичности частицы влияет на некоторые свойства, как физические, так и биологические, как отдельной частицы, так и порошка, состоящего из указанных частиц. Обеспечивая частицу, которая имеет сферичность от 0,850 до 0,980, можно достичь оптимального отношения площади поверхности к объему. Кроме того, считается, что за счет минимизации площади поверхности и приближения к идеально круглой и сферической трехмерной структуре можно минимизировать взаимодействия между отдельными частицами, дополнительно поддерживая таким образом устойчивость описанных в настоящей заявке частиц к комкованию и поддерживая таким образом сыпучесть, в частности, для получения постоянного уровня сыпучести. Сферичность, в контексте настоящей заявки, можно определить, например, при помощи устройства визуализации для анализа распределения частиц по размерам с использованием Camsizer X2 (Retsch GmbH, Haan, Germany) с X-Jet модулем для сухой дисперсии. Для измерения выбирают давление диспергирования 55 кПа, максимальную скорость подачи 55% и номинальную поверхностную плотность 0,7%. В качестве критерия для окончания измерения выбирают количество частиц 250000.

Размер сферической или сфероподобной частицы можно описать ее диаметром. Размер частиц, образующих порошок, может существенно влиять на применимость частиц. Особенно хорошие результаты сыпучести можно получить при использовании частиц с диаметром в диапазоне от 50 мкм до 1000 мкм, предпочтительно от 100 мкм до 400 мкм, более предпочтительно от 150 мкм до 350 мкм и даже более предпочтительно от 175 мкм до 300 мкм. Частицы, имеющие диаметр, описанный выше, имеют достаточно малый размер для их эффективного смешивания с получением жидких, пастообразных или твердых продуктов, таких как порошки или гранулы. Например, частицы можно добавлять в объединенных количествах от 0,01 г до 7 кг, или даже в бóльших количествах, на 1000 кг и/или 1000 л к профилактическим и/или лечебным средствам для людей или животных, в объединенных количествах от 0,01 г до 10 кг, или даже в бóльших количествах, на 1000 кг и/или 1000 л к ароматизаторам для питания человека или животных, или также можно добавлять в количествах от 10 г до 10 кг, или даже в бóльших количествах, на тонну для корма/сухих заменителей молока и/или на 1000 л воды/молока в корма, заменители молока, а также к воде. В то же время частицы, имеющие диаметр, описанный выше, являются достаточно большими для того, чтобы они содержали желаемое количество активного вещества(веществ). Диаметр частиц, описанных в настоящей заявке, можно определить, например, методом лазерной дифракции с использованием Beckman LS 13320 (Beckman-Coulter GmbH, Austria) с универсальным жидким модулем и пропан-2-ола (Carl Roth, Germany) в качестве диспергатора. Продолжительность измерения установлена на 15 секунд. Выбраны скорость насоса 40% и степень затемнения 15%.

Наилучшие результаты, особенно что касается сыпучести, могут быть получены, когда обеспечивается 1 кг частиц, имеющих значение D50 от 120 мкм до 280 мкм, предпочтительно от 150 мкм до 250 мкм, более предпочтительно от 200 мкм до 240 мкм. Обеспечивая частицы, имеющие значение D50, описанное выше, можно лучше всего осуществить смешивание этих частиц для получения жидких, пастообразных или твердых продуктов, таких как порошки или гранулы.

Значение D50 определяют как диаметр частицы, ниже которого 50% из множества частиц имеет меньший диаметр, и выше которого 50% из множества частиц имеет больший диаметр. Значение D50 можно определить, например, на основании данных, полученных в экспериментах методом лазерной дифракции с использованием Beckman LS 13320 (Beckman-Coulter GmbH, Austria), оснащенного универсальным жидким модулем, и пропан-2-ола (Carl Roth, Germany) в качестве диспергатора. Продолжительность измерения установлена на 15 секунд. Выбирают скорость насоса 40% и степень затемнения 15%.

Обеспечивая частицы, которые имеют диапазон распределения частиц по размерам от 0,30 до 1,40, более предпочтительно от 0,40 до 1,00, даже более предпочтительно от 0,55 до 0,80, может достигаться превосходная однородность распределения частиц в смешанном материале, таком как жидкие, пастообразные или твердые продукты, такие как порошки или гранулы. Как следствие, обеспечивая частицы с диапазоном распределения частиц по размерам, как описано выше, примерно такое же количество частиц может быть восстановлено из образца, взятого из продукта, с которым были смешаны частицы. Также, диапазон распределения частиц по размерам, как описано выше, обеспечивает однородность по размеру среди частиц, описанных в настоящей заявке, причем эта однородность по размеру способствует получению частиц, которые сохраняют сыпучесть в течение по меньшей мере 4 месяцев и которые поддерживают постоянный уровень сыпучести в течение по меньшей мере 3,5 месяцев после 14 дней созревания частиц. Диапазон распределения частиц по размерам, указанный в настоящей заявке, представляет собой ширину распределения частиц по размерам. Чем меньше диапазон распределения частиц по размерам, тем больше частицы похожи друг на друга по размеру. Диапазон распределения частиц по размерам (PDS) можно рассчитать по следующей формуле:

где значение D90 представляет собой диаметр частицы, ниже которого 90% из множества частиц имеют меньший диаметр, значение D10 представляет собой диаметр частицы, ниже которого 10% из множества частиц имеют меньший диаметр, и значение D50 определяют как диаметр частицы, ниже которого 50% из множества частиц имеют меньший диаметр и выше которого 50% из множества частиц имеют больший диаметр. Значения для D90, D10 и D50 можно определить, например, на основании данных, полученных в экспериментах методом лазерной дифракции с использованием Beckman LS 13320 (Beckman-Coulter GmbH, Austria), оснащенного универсальным жидким модулем, и пропан-2-ола (Carl Roth, Germany) в качестве диспергатора. Продолжительность измерения установлена на 15 секунд. Выбирают скорость насоса 40% и степень затемнения 15%.

Особенно хорошие результаты, что касается сыпучести и стабильности при хранении, можно получить, обеспечивая частицу, которая содержит 15%-35% по массе по меньшей мере одного летучего вещества, предпочтительно содержит 20%-35% по массе по меньшей мере одного летучего вещества. Таким образом, можно получить частицы, которые особенно устойчивы к комкованию и содержат большое количество активного вещества для применения, например, в качестве кормовой добавки.

Точное количество и соотношение компонентов, содержащихся в частице, а также точный выбор компонента(компонентов), составляющих активное вещество, определяют свойства указанной частицы, например, стабильность при хранении, сыпучесть, эффективность и т.д. Превосходные результаты достигаются при обеспечении частицы, содержащей 70% по массе гидрогенизированного подсолнечного масла и 30% по массе смеси летучих веществ, состоящей из синтетического карвакрола, масла тмина и масла орегано. К удивлению, отличная сыпучесть может сохраняться даже после по меньшей мере 3,5 месяцев хранения после созревания, когда обеспечивается частица, содержащая компоненты в соотношении, определенном выше. Более того, порошок, полученный из указанных частиц, особенно хорошо подходит для применения, например, в качестве пищевой или кормовой добавки благодаря индивидуальным и комбинированным положительным эффектам летучих веществ, перечисленных выше, а также благодаря выгодной долго сохраняющейся сыпучести этих частиц.

Из-за огромного количества недостатков, связанных с использованием антибиотических стимуляторов роста в питании, срочно необходимы альтернативные продукты и/или вещества. Стоит отметить, что многие летучие вещества, выбранные из эфирных масел и/или растительных экстрактов, например карвакрол, воспринимается большинством людей и/или сельскохозяйственных животных как неприятные или горькие - например, из-за резкого или горького вкуса и/или запаха, несмотря на давно доказанное благотворное влияние этих веществ на здоровье и хорошее самочувствие. Поэтому использование летучих веществ в качестве пищевых или кормовых добавок в чистом виде считается нецелесообразным. Кроме того, частицы, которые содержат по меньшей мере одно летучее вещество, неравномерно распределенное в по меньшей мере одном матричном материале, не могут в достаточной степени маскировать отталкивающие свойства летучих веществ, содержащихся в таких частицах, и поэтому считаются не подходящими для использования в качестве пищевых или кормовых добавок. Кроме того, чтобы обеспечить возможность смешивания, например, с пищевыми продуктами и, следовательно, пригодность в течение разумного времени после изготовления, необходим порошок, полученный из таких частиц для поддержания сыпучести.

Следовательно, еще одной целью изобретения является обеспечение пищевой и/или кормовой добавки, состоящей из частиц, которые содержат 60%-90% по массе по меньшей мере одного матричного материала, выбранного из группы жиров, гидрогенизированных триглицеридов и восков, которые являются твердыми или полутвердыми при 20°C и 1 атмосфере; и которые содержат 10%-40% по массе по меньшей мере одного летучего вещества, выбранного из эфирных масел и/или растительных экстрактов, которые гомогенно распределены в по меньшей мере одном матричном материале; и необязательно состоящей из по меньшей мере одного дополнительного компонента, выбранного из витаминов, микроэлементов, белков и/или микроорганизмов. Обеспечивая пищевую или кормовую добавку, состоящую из частиц, содержащих 60%-90% по массе по меньшей мере одного гидрофобного матричного материала и 10%-40% по массе по меньшей мере одного летучего вещества, и необязательно по меньшей мере одного дополнительного компонента, неожиданно было обнаружено, что сыпучесть указанной пищевой или кормовой добавки может сохраняться с течением времени. Обеспечивая пищевую и/или кормовую добавку, описанную выше, неожиданно оказалось возможным замаскировать неприятный вкус и/или запах по меньшей мере одного летучего вещества, содержащегося в пищевой и/или кормовой добавке. Поэтому пищевая и/или кормовая добавка, описанная выше, особенно хорошо подходит для добавления в пищу и/или корм. Кроме того, выбирая по меньшей мере один матричный материал из группы жиров, гидрогенизированных триглицеридов и восков, которые являются твердыми или полутвердыми при 20°C и 1 атмосфере, и выбирая по меньшей мере одно летучее вещество из эфирных масел и/или растительных экстрактов, получают особенно хорошие результаты в процессе микрокапсулирования, что приводит к получению частиц, которые особенно хорошо сохраняют сыпучесть и, таким образом, лучше всего подходят в качестве пищевой или кормовой добавки для введения эфирных масел в качестве активных веществ.

Частицы, состоящие из компонентов, выбранных из группы жиров, гидрогенизированных триглицеридов и восков, и летучих веществ, таких как эфирные масла, подвержены событиям полиморфного преобразования и дополнительным внешним воздействиям. Помимо других свойств частиц, на свойства сыпучести влияют, например, такие события полиморфного преобразования. Для эффективного и воспроизводимого промышленного применения требуется способ получения, который подходит для получения частиц, которые устойчивы к событиям, влияющим на их свойства сыпучести, и которые способны поддерживать сыпучесть и предпочтительно поддерживать постоянный уровень сыпучести.

Поэтому настоящее изобретение также направлено на способ получения частицы или частиц, состоящих по меньшей мере из одного летучего вещества, включающий стадии

(i) образование расплава по меньшей мере одного матричного материала, выбранного из группы жиров, гидрогенизированных триглицеридов и восков, которые являются твердыми или полутвердыми при 20°C и 1 атмосфере,

(ii) формирование жидкого препарата по меньшей мере одного летучего вещества, выбранного из эфирных масел и/или растительных экстрактов,

(iii) введение жидкого препарата по меньшей мере одного летучего вещества, выбранного из эфирных масел и/или растительных экстрактов, в расплав и образование, таким образом, расплавленной смеси,

(iv) образование дискретных частиц путем тонкого диспергирования расплавленной смеси,

(v) охлаждение дискретных частиц и

(vi) созревание частиц в течение по меньшей мере 14 дней,

посредством чего частицы поддерживают постоянный уровень сыпучести.

Неожиданно было обнаружено, что осуществление стадии созревания (или созревание) частиц необходимо для получения частиц, описанных выше, которые сохраняют сыпучесть в течение по меньшей мере 3,5 месяцев хранения после созревания, и при этом частицы сохраняют постоянный уровень сыпучести в течение по меньшей мере этого периода времени. Только после осуществления стадии созревания можно получить частицы, которые способны поддерживать постоянный уровень сыпучести. Должно быть понятно, что стадия созревания, таким образом, требуется для изменения структуры поверхности частиц, что приводит к желаемому свойству постоянной сыпучести. Обеспечивая способ получения частиц, поддерживающих постоянный уровень сыпучести, указанные частицы, таким образом, особенно хорошо подходят для смешивания с целевым веществом, например кормом, высоко воспроизводимым образом. Постоянный уровень сыпучести дает возможность для сравнимого и воспроизводимого смешивания частиц сразу после завершения стадии (vi) описанного выше способа, а также через один, два, три, три с половиной, четыре и т.д. месяца после начала осуществления описанного выше способа. Созревание в соответствии со стадией (vi) осуществляют путем хранения частиц при контролируемой температуре, давлении и относительной влажности, при этом

(i) температура находится в диапазоне от 15°C до 45°C, предпочтительно от 20°C до 40°C, более предпочтительно от 25°C до 37°C, даже более предпочтительно от 25°C до 30°C,

(ii) давление находится в диапазоне от 0,7 атм до 1,3 атм, предпочтительно от 0,9 атм до 1,1 атм, и

(iii) относительная влажность находится в диапазоне от 30% до 80%, предпочтительно от 40% до 70%, более предпочтительно от 40% до 60%.

Созревание или процесс созревания, в контексте настоящей заявки, определяется как подвергание промежуточных частиц, полученных после стадии (v) описанного выше способа, в течение максимум шести часов, предпочтительно в течение максимум трех часов после стадии (v) описанного выше способа, воздействию температуры в диапазоне от 15°C до 45°C, предпочтительно от 20°C до 40°C, более предпочтительно от 25°C до 37°C, даже более предпочтительно от 25°C до 30°C; давления в диапазоне от 0,7 атм до 1,3 атм, предпочтительно от 0,9 атм до 1,1 атм; и относительной влажности в диапазоне от 30% до 80%, предпочтительно от 40% до 70%, более предпочтительно от 40% до 60%; в герметичном контейнере, сосуде или хранилище, предпочтительно в герметичном контейнере из алюминиевой фольги, ламинированной клеящим веществом; в течение одного месяца, желательно в течение двух недель. Считается, что частицы обладают или поддерживают постоянный уровень сыпучести, когда диапазон угла естественного откоса, определенный через один, два, три и/или четыре месяца после начала процесса получения, перекрывается с диапазоном угла естественного откоса указанных частиц после стадии (vi) описанного выше способа, т.е. после созревания; где диапазон угла естественного откоса определяется как +/- 5%, предпочтительно +/- 3% от значения угла естественного откоса. Например, после созревания угол естественного откоса частиц, полученных как описано выше, определен как равный 38,1°. 3% от 38,1° составляет 1,1°, что приводит к диапазону от 37,0° до 39,2°. Через четыре месяца после начала процесса получения частиц угол естественного откоса тех же самых частиц определен как равный 39,1°. 3% от 39,1° составляет 1,2°, что приводит к диапазону от 37,9° до 40,3°. Поскольку диапазон угла естественного откоса после созревания составляет от 37,0° до 39,2°, а диапазон угла естественного откоса через четыре месяца после начала процесса получения составляет от 37,9° до 40,3°, два диапазона перекрываются, и считается, что эти частицы демонстрируют постоянный уровень сыпучести.

Когда созревание осуществляли при температуре, давлении и/или относительной влажности вне указанных пределов, частицы не могли достичь постоянного уровня сыпучести или частицы группировались вместе и образовывали более крупные агрегаты или комки. И то и другое является большим недостатком, так как параметры способа дальнейшей обработки частиц придется корректировать в соответствии с разной сыпучестью. Когда сыпучесть остается стабильной, частицы можно подвергать дальнейшей обработке с использованием тех же параметров способа, независимо от того, будут ли частицы обрабатываться дополнительно через 14 дней после их изготовления, то есть сразу после периода созревания, или через 4 месяца после начала изготовления. Дальнейшая обработка может представлять собой, например, смешивание частиц с ингредиентами корма или кормовыми добавками, а также гранулирование или инкапсуляцию частиц.

Обеспечивая способ получения частицы или частиц, состоящих из по меньшей мере одного летучего вещества, как описано выше, отличающийся тем, что стадии (iv) "образование дискретных частиц путем тонкого диспергирования расплавленной смеси" - (v) "охлаждение дискретных частиц" осуществляют с использованием методов матричного инкапсулирования, предпочтительно методов распылительного охлаждения, можно получить частицы, которые имеют превосходное распределение по меньшей мере одного летучего вещества в по меньшей мере одном матричном материале и, таким образом, обладают особенно благоприятными характеристиками сыпучести, и особенно хорошо подходят для добавления к веществу, предпочтительно к пище или корму. Применимые методы распылительного охлаждения подробно описаны, например, в Gouin, S. (2004) "Microencapsulation: industrial appraisal of existing technologies and trends". Trends Food Sci. Technol. 15, 330-347 и в WO 99/61145 "Method and apparatus for forming an encapsulated product matrix". Используя такой метод, можно получить частицы, содержащие до 40% по массе летучего вещества.

В настоящее время в качестве технологических добавок в существующем уровне техники используют в основном твердые улучшающие сыпучесть вещества. Твердые улучшающие сыпучесть вещества, такие как диоксид кремния, добавляют к частицам после их изготовления для предотвращения агрегации и кластеризации частиц и для поддержания их сыпучести. Добавление этих твердых веществ для улучшения сыпучести, особенно диоксида кремния, может вызывать некоторые технические проблемы во время обработки, как уже описано выше, но это также может быть опасным из-за образования пыли. Оператор может вдохнуть мелкую пыль, особенно пыль диоксида кремния, что приведет к повреждению легких. Помимо этого, пыль, особенно пыль диоксида кремния, также может привести к взрывам пыли.

Для преодоления указанных проблем твердых улучшающих сыпучесть веществ, таких как диоксид кремния, настоящее изобретение направлено на обеспечение альтернатив.

Следовательно, изобретение направлено на использование по меньшей мере одного летучего вещества в качестве вещества, повышающего сыпучесть частиц, где

частицы содержат

(i) по меньшей мере один гидрофобный матричный материал и

(ii) по меньшей мере одно летучее вещество в качестве улучшающего сыпучесть вещества,

И где отдельная частица содержит 60%-90% по массе по меньшей мере одного матричного материала,

по меньшей мере один матричный материал выбран из гидрогенизированных триглицеридов, предпочтительно триглицеридов растительного происхождения, предпочтительно из пальмового масла, подсолнечного масла, кукурузного масла, рапсового масла, арахисового масла или соевого масла и из восков, предпочтительно канделильского воска или карнаубского воска, которые являются твердыми или полутвердыми при 20°C и 1 атмосфере,

частица содержит 10%-40% по массе по меньшей мере одного летучего вещества,

по меньшей мере одно летучее вещество выбрано из эфирных масел и/или растительных экстрактов,

по меньшей мере одно летучее вещество имеет давление пара при 125°C в диапазоне от 10 мм рт. ст. до 200 мм рт. ст., и

по меньшей мере одно летучее вещество гомогенно распределено в по меньшей мере одном матричном материале,

посредством чего частицы сохраняют сыпучесть и предпочтительно сохраняют постоянный уровень сыпучести.

При использовании летучего вещества в качестве улучшающего сыпучесть вещества, как описано в настоящей заявке, использование твердых улучшающих сыпучесть веществ больше не требуется. Следовательно, можно избежать вышеуказанных проблем, вызываемых твердыми веществами, улучшающими сыпучесть, такими как диоксид кремния.

Следует отметить, что при использовании в настоящей заявке, формы единственного числа "a", "an" и "the" включают ссылки на множественное число, и наоборот, если контекст явно не указывает иное. Таким образом, например, ссылка на "частицу" или "способ" включает одну или несколько таких частиц или способов, соответственно, и ссылка на "способ" включает эквивалентные стадии и способы, которые могут быть изменены или заменены, как известно специалистам в данной области. Аналогичным образом, например, ссылки на "частицы", "способы" или "летучие вещества" включают "частицу", "способ" или "летучее вещество", соответственно.

Если не указано иное, термин "по меньшей мере" предшествующий серии элементов, следует понимать как относящийся к каждому элементу в серии. Специалистам в данной области будут понятны, или смогут установить, используя не более чем рутинное экспериментирование, многие эквиваленты конкретных вариантов осуществления изобретения, описанных в настоящей заявке. Подразумевается, что такие эквиваленты входят в объем настоящего изобретения.

Термин "около" или "приблизительно" в контексте настоящей заявки означает в пределах 20%, предпочтительно в пределах 10% и более предпочтительно в пределах 5% от заданного значения или диапазона. Он также включает конкретное число, например, "около 20" включает число 20.

Термин "более чем" включает конкретное число. Например, "более чем 20" означает ≥20.

Для дальнейшего пояснения всех аспектов изобретения изобретение описано ниже при помощи чертежей и примеров. В которых:

Фиг. 1A показывает эффект изменения количества эфирного масла (EO) как содержания летучего вещества в частицах, состоящих из гидрофобного матричного материала и по меньшей мере одного летучего вещества, при хранении при 25°C.

Фиг. 1B показывает эффект изменения количества эфирного масла (EO) как содержания летучего вещества в частицах, состоящих из гидрофобного матричного материала и по меньшей мере одного летучего вещества, при хранении при 37°C.

Фиг. 2 показывает сравнение частиц, содержащих гидрофобный матричный материал и 15,0% по массе эфирного масла (EO) в качестве летучего вещества и 0%, 5%, 10% по массе гидрофобного диоксида кремния.

Фиг. 3 показывает эффект гидрогенизированного соевого масла или гидрогенизированного рапсового масла в качестве гидрофобного матричного материала при хранении при 25°C.

ПРИМЕРЫ

Пример 1

Способ получения частиц, содержащих по меньшей мере одно летучее вещество, в лабораторных испытаниях.

(i) Образование расплава матричного материала:

гидрогенизированное подсолнечное масло (HSO; № CAS: 69002-71-1; ADM Sio; VGB5ST; температура плавления: 33°C-70°C) расплавляли в сосуде из нержавеющей стали при температуре плавления 85°C. 700 г HSO вливали в стеклянный флакон объемом 2 л. Стеклянный флакон, содержащий HSO, перемешивали на магнитной мешалке и температуру поддерживали при 85°C.

(ii) Формирование жидкого препарата из летучих веществ:

44% по массе синтетического карвакрола (№ CAS: 499-75-2), 47% по массе масла тмина (№ CAS: 8000-42-8) и 9% по массе масла орегано (№ CAS: 862374-92-3) смешивали в стеклянном флаконе при приблизительно 25°C с образованием 300 г смеси жидких летучих веществ.

(iii) Введение жидкого препарата летучих веществ в расплав и, таким образом, образование расплавленной смеси:

300 г смеси летучих веществ со стадии (ii) добавляли к расплаву в 2-л стеклянном флаконе со стадии (i) с образованием расплавленной смеси HSO и смеси летучих веществ. Добавление летучих веществ привело к снижению температуры расплавленной смеси примерно до 60°C. Конечный расплав содержал 70% по массе гидрогенизированного подсолнечного масла (№ CAS: 69002-71-1) и 30% по массе летучих веществ.

(iv) Формирование дискретных частиц путем тонкого диспергирования расплавленной смеси:

расплавленную смесь повторно нагревали до 80°C и прокачивали через шланг к распылительной секции вращающегося диска (скорость потока расплавленной смеси: 5,7 л/час). Вращающийся диск представлял собой горизонтально ориентированный диск с мелкими бороздками на поверхности. Расплавленная смесь, текущая по поверхности вращающегося диска, образовывала мелкие капли при стекании с края диска. Вращение вращающегося диска (3275 об/мин) заставляло расплавленную смесь покидать диск в виде мелких капель. Вращающийся диск был вмонтирован в башню приллирования, которая представляла собой кубовидную камеру со следующими размерами: длина(L) × ширина(W) × высота(H) = 90 × 70 × 200 см, в которой был установлен вращающийся диск.

(v) Охлаждение мелких капель - формирование дискретных частиц:

охлаждение осуществляли путем поддержания температуры в башне приллирования вокруг вращающегося диска при максимальном значении 30°C, т.е. при температуре, при которой мелкие капли затвердевают автоматически. Когда частицы достигали дна башни приллирования, капли отверждались и образовывался порошок, состоящий из охлажденных дискретных частиц.

(vi) Созревание частиц:

150 г порошка, полученного после охлаждения, помещали в саше, изготовленные из ламинированной клеем алюминиевой фольги (размеры саше: W × H=15,8 × 23,0 см). Без применения вакуума саше запечатывали термосваркой. Запечатанные пакетики, содержащие порошок, переносили в инкубатор (инкубатор BD 240, Binder Inc.) для созревания при 25°C, 1 атм, относительной влажности 40%-60%, в течение двух недель.

В качестве альтернативы смеси летучих веществ, описанной в Примере 1, можно использовать следующие смеси летучих веществ:

(a): 30% по массе эфирного масла апельсина; 70% эфирного масла аниса;

(b): 13% по массе масла орегано; 58% по массе масла тимьяна; 29% по массе масла тмина;

(c): 51% по массе масла мяты перечной; 10% по массе масла майорана; 16% по массе масла гвоздики; 23% по массе масла бадьяна;

(d): 67% по массе масла мяты; 2% масла грушанки; 22% по массе L-карвона; 9% по массе метилсалицилата;

(e): 100% по массе масла орегано;

(f): 100% по массе масла имбиря;

(g): 45% по массе масла из коры коричного дерева; 9% по массе транс-коричного альдегида; 18% по массе масла гвоздики; 6% по массе эвгенола; 2% по массе β-кариофиллена; 20% по массе масла апельсина;

(h): 17% по массе карвакрола; 78% по массе тимола; 5% по массе D-карвона;

(i): 17% по массе масла чеснока; 80% по массе масла фенхеля; 3% по массе транс-анетола;

(j): 41% по массе масла мяты перечной; 34% по массе масла гвоздики; 25% по массе тимола; или

(k): 100% по массе карвакрола.

Пример 2

Определение сыпучести методом угла естественного откоса.

Стеклянную воронку с диаметром выходного отверстия 8 мм подвешивали на высоте 15 см над центром круглого диска с известным радиусом (r). Через стеклянную воронку на диск высыпали достаточное количество частиц для покрытия всей поверхности диска до тех пор, пока частицы не перестанут скапливаться на диске и не начнут скатываться с края диска, в результате чего частицы, насыпанные на диск, образовывали коническое накопление. Для получения конического накопления требовалось около 100 г частиц. Измеряли высоту (h) конического накопления. В результате, угол наклона α можно рассчитать как угол естественного откоса (AoR) с применением следующей формулы:

В случае, если было определено, что образец порошка имеет угол естественного откоса от 20° до 55°, порошок считался сыпучим и, таким образом, обладал сыпучестью. Порошок и/или частицы считались сохраняющими сыпучесть, когда угол естественного откоса указанного порошка или частиц, определенный методом угла естественного откоса, находился в диапазоне от 20° до 55° по меньшей мере через три месяца после начала процесса получения указанного порошка или частиц. В случае, если угол естественного откоса порошка или частиц нельзя было определить методом угла естественного откоса, как описано в настоящей заявке, например, из-за комкования, такой порошок и/или частицы не считались сыпучими.

Постоянный уровень сыпучести, как описано в настоящей заявке, определяется как диапазон угла естественного откоса, определенный через один, два, три и/или четыре месяца после начала процесса получения, который перекрывается с диапазоном угла естественного откоса после созревания, как описано в настоящей заявке; где диапазон угла естественного откоса определяют как +/- 5%, предпочтительно +/- 3% от значения угла естественного откоса.

Пример 3

Получение частиц, состоящих из различных количеств матричного материала и летучих веществ, и определение их сыпучести.

Частицы в основном получали, как описано в Примере 1, с использованием различных количеств HSO в качестве матричного материала и смеси летучих веществ, как описано в Примере 1. Получали первую партию частиц, где частицы состояли из 92,5% по массе HSO и 7,5% по массе смеси летучих веществ, как описано в Примере 1. Получали вторую партию частиц, где частицы состояли из 85% по массе HSO и из 15% смеси летучих веществ, как описано в Примере 1. Получали третью партию частиц, где частицы состояли из 70% по массе HSO и 30% смеси летучих веществ, как описано в Примере 1. Композиции трех партий представлены в Таблице 1.

Таблица 1
Композиция частиц, состоящих из различных количеств матричного материала, т.е. гидрогенизированного подсолнечного масла (HSO), и смеси летучих веществ (VSM). Количества показаны в процентах от общей массы частиц или общей массы расплавленной смеси. Партия
# HSO
%масс. VSM
%масс. 1 92,5 7,5 2 85,0 15,0 3 70,0 30,0

После созревания порошки из всех трех партий хранили в течение 3,5 месяцев, т.е. до четырех месяцев после начала процесса получения. Хранение осуществляли либо при 25°C, либо при 37°C. Применяя метод угла естественного откоса, как подробно описано в Примере 2, сыпучесть образцов из всех трех партий определяли периодически в течение периода времени от начала процесса получения до четырех месяцев после этого. Сыпучесть определяли до созревания, после созревания, через один, два, три и четыре месяца после начала процесса получения. Полученные кривые показаны на Фиг. 1A и 1B. Фиг. 1A показывает эффект различных количеств эфирного масла (EO) в качестве летучего вещества в частицах на сыпучесть при хранении при 25°C. Процесс получения частиц начинали в момент времени 0. Созревание частиц осуществляли в течение двух недель, как описано в Примере 1. Затем частицы хранили в течение 3,5 месяцев при 25°C. +/- 3% диапазоны определенных углов естественного откоса показаны как планки "погрешности". Как указано, кривая угла естественного откоса частиц, содержащих 30,0% по массе EO, показана сплошной линией, кривая частиц, содержащих 15,0% по массе EO, показана штриховой линией, кривая частиц, содержащих 7,5% по массе EO, показана пунктирной линией. По прошествии одного месяца образование агрегатов частиц, содержащих 7,5% по массе EO, препятствовало определению угла естественного откоса, поэтому этот не поддающийся определению (n-d) угол естественного откоса представлен здесь как падение на y-оси до "n-d". Фиг. 1B показывает эффект различных количеств эфирного масла (EO) в качестве летучего вещества в частицах на сыпучесть при хранении при 37°C. Процесс получения частиц начинали в момент времени 0. Созревание частиц осуществляли в течение двух недель, как описано в Примере 1. Затем частицы хранили в течение 3,5 месяцев при 37°C. +/- 3% диапазоны определенных углов естественного откоса показаны как планки "погрешности". Как указано, кривая угла естественного откоса частиц, содержащих 30,0% по массе EO, показана сплошной линией, кривая частиц, содержащих 15,0% по массе EO, показана штриховой линией, кривая частиц, содержащих 7,5% по массе EO, показана пунктирной линией. По прошествии одного месяца образование агрегатов частиц, содержащих 7,5% по массе EO, препятствовало определению угла естественного откоса, поэтому этот не поддающийся определению (n-d) угол естественного откоса представлен здесь как падение на y-оси до "n-d".

Определенные углы естественного откоса (AoRs) и соответствующие диапазоны +/- 3% приведены в Таблице 2.

Таблица 2 До созревания После
14 дней созревания 1
месяц 2
месяца 3
месяца 4
месяца 25°C: 7,5%масс. VSM -3%° 25,8 AoR° 26,6 n-d n-d n-d n-d +3%° 27,4 25°C: 15,0%масс. VSM -3%° 22,5 25,3 25,8 25,7 25,5 25,2 AoR° 23,2 26,1 26,6 26,5 26,3 26,0 +3%° 23,9 26,9 27,4 27,2 27,1 26,8 25°C: 30,0%масс. VSM -3%° 33,2 37,0 37,9 37,9 38,8 37,9 AoR° 34,2 38,1 39,1 39,1 40,0 39,1 +3%° 35,2 39,2 40,3 40,3 41,2 40,3 37°C: 7,5%масс. VSM -3%° 25,8 AoR° 26,6 n-d n-d n-d n-d +3%° 27,4 37°C: 15,0%масс. VSM -3%° 22,4 25,7 26,1 26,1 26,1 25,8 AoR° 23,1 26,5 26,9 26,9 26,9 26,6 +3%° 23,8 27,3 27,7 27,7 27,7 27,4 37°C: 30,0%масс. VSM -3%° 33,2 36,8 38,8 37,9 37,2 38,4 AoR° 34,2 37,9 40,0 39,1 38,4 39,6 +3%° 35,2 39,0 41,2 40,3 39,6 40,8 В случае комкования угол естественного откоса (AoR) не определялся (n-d)

Как очевидно из Фиг. 1A и 1B, а также данных, представленных в Таблице 2, частицы, содержащие 7,5% по массе смеси летучих веществ, не сохраняли сыпучесть, тогда как частицы, содержащие 15% или 30% по массе смеси летучих веществ, сохраняли сыпучесть. Более того, до созревания частицы не сохраняли постоянный уровень сыпучести, как определено в настоящей заявке, тогда как частицы, содержащие 15% или 30% по массе смеси летучих веществ, которые были подвергнуты созреванию, действительно сохраняли постоянный уровень сыпучести. Результаты, полученные при хранении при 25°C или при 37°C были сопоставимы, что указывает на независимость наблюдаемых явлений от температур, по крайней мере, в этом диапазоне.

Условия во время созревания имели важное значение для получения частиц, которые имеют постоянный уровень сыпучести при последующем хранении по меньшей мере в течение 3,5 месяцев. Когда созревание осуществляли при температуре ниже 15°C и выше 45°C, частицы не могли достичь постоянного уровня сыпучести или частицы группировались вместе и образовывали более крупные агрегаты или комки. То же самое происходило, когда созревание осуществляли при давлении ниже 0,7 атм и выше 1,3 атм, а также при относительной влажности ниже 30% и выше 80%.

Пример 4

Определение эффекта добавленного диоксида кремния на сыпучесть частиц, содержащих по меньшей мере одно летучее вещество.

Для сравнения частиц, содержащих 60%-90% по массе гидрогенизированного подсолнечного масла (HSO) в качестве матричного материала и 10%-40% по массе смеси летучих веществ (VSM), описанных в настоящей заявке, с частицами, содержащими диоксид кремния, смесь летучих веществ и матричный материал, получали три партии частиц в соответствии с композициями, описанными в Таблице 3.

Для включения диоксида кремния способ получения частиц, описанный в Примере 1, адаптировали в соответствии с желаемыми композициями, как описано в Таблице 3. Для получения частиц, содержащих 5,0% по массе диоксида кремния, добавляли 50 г гидрофобного диоксида кремния (Sipernat^® D 17; № CAS: 68611-44-9) в качестве текстуризатора или вещества, препятствующего слеживанию и комкованию, к 800 г расплавленного HSO при перемешивании на магнитной мешалке при 85°C, после стадии (i) "Образование расплава матричного материала". Когда диоксид кремния полностью диспергировался, добавляли 150 г смеси летучих веществ, как описано в Примере 1. Для получения частиц, содержащих 10,0% по массе диоксида кремния, добавляли 100 г гидрофобного диоксида кремния к 750 г расплавленного HSO, соответственно.

Таблица 3 Партия
# HSO
%масс. VSM
%масс. Диоксид кремния
%масс. 1 85,0 15,0 0,0 2 80,0 15,0 5,0 3 75,0 15,0 10,0

После созревания порошки из всех трех партий хранили в течение 3,5 месяцев, т.е. до четырех месяцев после начала процесса получения. Хранение осуществляли при 25°C.

Применяя метод угла естественного откоса, как подробно описано в Примере 2, сыпучесть образцов из всех трех партий определяли периодически в течение периода времени от начала процесса получения до четырех месяцев после этого. Сыпучесть определяли до созревания, после созревания, через один, два, три и четыре месяца после начала процесса получения. Полученные кривые показаны на Фиг. 2. Показано сравнение частиц, содержащих 15,0% по массе эфирного масла (EO) и содержащих 0%, 5% или 10% по массе гидрофобного диоксида кремния. Процесс получения частиц начинали в момент времени 0. Созревание частиц осуществляли в течение первых двух недель. Затем частицы хранили в течение 3,5 месяцев при 25°C. +/- 3% диапазоны определенных углов естественного откоса показаны как планки "погрешности". Как показано, кривая угла естественного откоса частиц, содержащих 15,0% по массе EO, но без диоксида кремния, показана сплошной линией, кривая частиц, содержащих 15,0% по массе EO плюс 5% по массе диоксида кремния, показана штриховой линией, кривая частиц, содержащих 15,0% по массе EO плюс 10% диоксида кремния, показана пунктирной линией. Через два месяца частицы, содержащие 5% или 10% по массе диоксида кремния, образовывали агрегаты, препятствующие определению угла естественного откоса, поэтому этот не поддающийся определению (n-d) угол естественного откоса представлен здесь как падение на y-оси до "n-d".

Частицы, содержащие 15% по массе смеси летучих веществ, но без диоксида кремния, оставались сыпучими в течение всего исследуемого периода и сохраняли сыпучесть, а также постоянный уровень сыпучести после созревания. Напротив, частицы, содержащие 5% или 10% по массе диоксида кремния в дополнение к 15% по массе смеси летучих веществ, к удивлению, показали образование агрегатов и, таким образом, не оставались сыпучими.

Пример 5

Определение свойств частиц.

Для дальнейшего описания частиц, полученных, как описано в Примере 1, были определены следующие значения: сферичность, диаметр, D10, D50, D90 и диапазон распределения частиц по размерам.

Сферичность полученных частиц определяли при помощи устройства визуализации для анализа распределения частиц по размерам с использованием Camsizer X2 (Retsch GmbH, Germany) с X-Jet модулем для сухой дисперсии. Для измерения было выбрано давление диспергирования 55 кПа, максимальный коэффициент подачи 55% и номинальная поверхностная плотность 0,7%. В качестве критерия для окончания измерения было выбрано количество частиц 250000.

Диаметр и значения для D10, D50 и D90 определяли методом лазерной дифракции с использованием Beckman LS 13320 (Beckman-Coulter GmbH, Austria) с универсальным жидким модулем и пропан-2-ола (Carl Roth, Germany) в качестве диспергатора. Продолжительность измерения устанавливали на 15 секунд. Были выбраны скорость насоса 40% и степень затемнения 15%. Для расчета диапазона распределения частиц по размерам (PDS) использовали следующую формулу:

где значение D90 представляет собой диаметр частицы, ниже которого 90% из множества частиц имеют меньший диаметр, значение D10 представляет собой диаметр частицы, ниже которого 10% из множества частиц имеют меньший диаметр, и значение D50 определяют как диаметр частицы, ниже которого 50% из множества частиц имеют меньший диаметр и выше которого 50% из множества частиц имеют больший диаметр.

В Таблице 4 показаны иллюстративные данные трех независимых полученных партий (A, B, C).

Таблица 4 Партия Сферичность D10
мкм D50
мкм D90
мкм PDS A 0,972 159 236 310 0,64 B 0,935 155 232 310 0,67 C 0,906 159 237 347 0,79

Диапазон распределения частиц по размерам (PDS) рассчитывали как PDS = (D90-D10)/D50.

Пример 6

Определение эффекта различных матричных материалов на сыпучесть.

Частицы в основном получали, как описано в Примере 1, с использованием либо гидрогенизированного соевого масла, либо гидрогенизированного рапсового масла в качестве матричного материала и с использованием смеси летучих веществ, как описано в Примере 1. Показатели сыпучести различных партий частиц определяли методом угла естественного откоса, как описано в Примере 2. Полученные кривые показаны на Фиг. 3. Частицы, содержащие либо гидрогенизированное соевое масло, либо гидрогенизированное рапсовое масло в качестве гидрофобного матричного материала, в основном демонстрируют такую же сыпучесть, как частицы, содержащие гидрогенизированное подсолнечное масло в качестве гидрофобного матричного материала. По существу идентичные результаты наблюдались, когда частицы хранили при 37°C или когда частицы состояли из 30% смеси летучих веществ, 10% гидрогенизированного соевого масла или рапсового масла плюс 60% гидрогенизированного подсолнечного масла, или когда частицы состояли из 30% смеси летучих веществ, 35% гидрогенизированного соевого масла или рапсового масла плюс 35% гидрогенизированного подсолнечного масла.

Изобретение относится к пищевой промышленности. Устойчивая к комкованию и сохраняющая сыпучесть частица для использования в добавках, содержащая: (i) по меньшей мере один гидрофобный матричный материал и (ii) по меньшей мере одно летучее вещество. Частица содержит 60%-90% по массе по меньшей мере одного матричного материала, который выбирают из гидрогенизированных триглицеридов, которые являются твердыми или полутвердыми при 20°C и 1 атмосфере, частица содержит 10%-40% по массе по меньшей мере одного летучего вещества, которое выбирают из эфирных масел и/или растительных экстрактов, летучее вещество имеет давление пара при 125°C в диапазоне от 10 мм рт. ст. до 200 мм рт. ст., предпочтительно от 30 мм рт. ст. до 70 мм рт. ст., летучее вещество гомогенно распределено в по меньшей мере одном матричном материале, и частица имеет сферичность от 0,800 до 0,999, благодаря чему частицы сохраняют сыпучесть. Пищевая добавка, содержащая вышеописанную одну частицу. Кормовая добавка, содержащая вышеописанную одну частицу. Способ получения частиц, включающий стадии: (i) образования расплава по меньшей мере одного матричного материала, выбранного из группы жиров, гидрогенизированных триглицеридов и восков, которые являются твердыми или полутвердыми при 20°C и 1 атмосфере, (ii) формирования жидкого препарата по меньшей мере одного летучего вещества, выбранного из эфирных масел и/или растительных экстрактов, (iii) введения жидкого препарата по меньшей мере одного летучего вещества, выбранного из эфирных масел и/или растительных экстрактов, в расплав и образование, таким образом, расплавленной смеси, (iv) образования дискретных частиц путем тонкого диспергирования расплавленной смеси, (v) охлаждения дискретных частиц и (vi) созревания частиц в течение по меньшей мере 14 дней, благодаря чему частицы сохраняют постоянный уровень сыпучести. Применение по меньшей мере одного летучего вещества в качестве вещества, улучшающего сыпучесть частиц. Изобретение позволяет получить композицию, устойчивую к комкованию, которая сохраняет сыпучесть с течением времени. 5 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил., 4 табл., 6 пр.

1. Устойчивая к комкованию и сохраняющая сыпучесть частица для использования в добавках, содержащая

(i) по меньшей мере один гидрофобный матричный материал и

(ii) по меньшей мере одно летучее вещество,

отличающаяся тем, что

отдельная частица содержит 60%-90% по массе по меньшей мере одного матричного материала, при этом

по меньшей мере один матричный материал выбирают из гидрогенизированных триглицеридов, которые являются твердыми или полутвердыми при 20°C и 1 атмосфере,

отдельная частица содержит 10%-40% по массе по меньшей мере одного летучего вещества, при этом

по меньшей мере одно летучее вещество выбирают из эфирных масел и/или растительных экстрактов,

по меньшей мере одно летучее вещество имеет давление пара при 125°C в диапазоне от 10 мм рт. ст. до 200 мм рт. ст., предпочтительно от 30 мм рт. ст. до 70 мм рт. ст.,

по меньшей мере одно летучее вещество гомогенно распределено в по меньшей мере одном матричном материале, и

частица имеет сферичность от 0,800 до 0,999,

благодаря чему частицы сохраняют сыпучесть.

2. Частица по п. 1, отличающаяся тем, что гидрогенизированные триглицериды выбирают из растительных триглицеридов, предпочтительно пальмового масла, подсолнечного масла, кукурузного масла, рапсового масла, арахисового масла или соевого масла.

3. Частица по п. 1, отличающаяся тем, что эфирные масла и/или растительные экстракты предпочтительно получены из растения, выбранного из группы орегано, тимьяна, тмина, майорана, мяты, мяты перечной, аниса, апельсина, лимона, фенхеля, бадьяна, имбиря, гвоздики, корицы, грушанки и чеснока; или из ингредиента или соединения эфирных масел или растительных экстрактов, предпочтительно выбранного из группы транс-анетола, D-лимонена, γ-терпинена, п-цимола, 2-карена, линалоол оксида, изоментона, камфоры, линалоола, терпинен-4-ола, 2-изопропил-1-метокси-4-метилбензола, L-ментола, этиламина, α-терпинеола, β-кариофиллена, D-карвона, метилсалицилата, α-кариофиллена, лавандулил ацетата, кариофиллен оксида, эвгенола, тимола и карвакрола.

4. Частица по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что частица имеет сферичность от 0,850 до 0,980.

5. Частица по любому из пп. 1-4, отличающаяся тем, что частица имеет диаметр в диапазоне от 50 мкм до 1000 мкм, предпочтительно от 100 мкм до 400 мкм, более предпочтительно от 150 мкм до 350 мкм и даже более предпочтительно от 175 мкм до 300 мкм.

6. Частица по любому из пп. 1-5, отличающаяся тем, что 1 кг частиц имеет значение D50 от 120 мкм до 280 мкм, предпочтительно от 150 мкм до 250 мкм, более предпочтительно от 200 мкм до 240 мкм.

7. Частица по любому из пп. 1-6, отличающаяся тем, что 1 кг частиц имеет диапазон распределения частиц по размерам от 0,30 до 1,40, более предпочтительно от 0,40 до 1,00, даже более предпочтительно от 0,55 до 0,80.

8. Частица по любому из пп. 1-7, отличающаяся тем, что частица содержит 12%-35% по массе по меньшей мере одного летучего вещества, предпочтительно содержит 15%-30% по массе по меньшей мере одного летучего вещества.

9. Частица по любому из пп. 1-8, отличающаяся тем, что частица содержит 70% по массе гидрогенизированного подсолнечного масла и 30% по массе смеси летучих веществ, состоящей из синтетического карвакрола, масла тмина и масла орегано.

10. Пищевая добавка, отличающаяся тем, что добавка содержит

(i) по меньшей мере одну частицу по одному из пп. 1-3.

11. Пищевая добавка по п.10, содержащая по меньшей мере один дополнительный компонент, выбранный из витаминов, микроэлементов, белков, ферментов и микроорганизмов.

12. Кормовая добавка, отличающаяся тем, что добавка содержит

(i) по меньшей мере одну частицу по одному из пп. 1-3.

13. Кормовая добавка по п.12, содержащая по меньшей мере один дополнительный компонент, выбранный из витаминов, микроэлементов, белков, ферментов и микроорганизмов.

14. Способ получения частиц по одному из пп. 1-3, включающий стадии

(i) образования расплава по меньшей мере одного матричного материала, выбранного из группы жиров, гидрогенизированных триглицеридов и восков, которые являются твердыми или полутвердыми при 20°C и 1 атмосфере,

(ii) формирования жидкого препарата по меньшей мере одного летучего вещества, выбранного из эфирных масел и/или растительных экстрактов,

(iii) введения жидкого препарата по меньшей мере одного летучего вещества, выбранного из эфирных масел и/или растительных экстрактов, в расплав и образование, таким образом, расплавленной смеси,

(iv) образования дискретных частиц путем тонкого диспергирования расплавленной смеси,

(v) охлаждения дискретных частиц и

(vi) созревания частиц в течение по меньшей мере 14 дней,

благодаря чему частицы сохраняют постоянный уровень сыпучести.

15. Способ по п. 14, отличающийся тем, что стадии (iv)-(v) осуществляют с использованием методов матричного инкапсулирования, предпочтительно методов распылительного охлаждения.

16. Способ по п. 14 или 15, отличающийся тем, что созревание в соответствии со стадией (vi) осуществляют путем хранения частиц при контролируемой температуре, давлении и относительной влажности, при этом

(i) температура находится в диапазоне от 15°C до 45°C, предпочтительно от 20°C до 40°C, более предпочтительно от 25°C до 37°C, даже более предпочтительно от 25°C до 30°C,

(ii) давление находится в диапазоне от 0,7 атм до 1,3 атм, предпочтительно от 0,9 атм до 1,1 атм, и

(iii) относительная влажность находится в диапазоне от 30% до 80%, предпочтительно от 40% до 70%, более предпочтительно от 40% до 60%.

17. Применение по меньшей мере одного летучего вещества в качестве вещества, улучшающего сыпучесть частиц, где частицы содержат

(i) по меньшей мере один гидрофобный матричный материал и

(ii) по меньшей мере одно летучее вещество в качестве вещества, улучшающего сыпучесть,

и где отдельная частица содержит 60%-90% по массе по меньшей мере одного матричного материала,

по меньшей мере один матричный материал выбран из гидрогенизированных триглицеридов, предпочтительно растительных триглицеридов, предпочтительно пальмового масла, подсолнечного масла, кукурузного масла, рапсового масла, арахисового масла или соевого масла, которые являются твердыми или полутвердыми при 20°C и 1 атмосфере,

частица содержит 10%-40% по массе по меньшей мере одного летучего вещества,

по меньшей мере одно летучее вещество выбрано из эфирных масел и/или растительных экстрактов,

по меньшей мере одно летучее вещество имеет давление пара при 125°C в диапазоне от 10 мм рт. ст. до 200 мм рт. ст., и

по меньшей мере одно летучее вещество гомогенно распределено в по меньшей мере одном матричном материале, благодаря чему частицы сохраняют сыпучесть.