闪光附聚甜味剂及其制备方法

发明背景

高强度甜味剂可提供具有不同味道品质的糖的甜度。而由于高强度甜 味剂比糖甜许多倍，替代糖需要少得多的甜味剂。高强度甜味剂具有广泛 的化学特征结构并因此具有不同的性质。

例如，三氯半乳蔗糖(1，6-二氯-1，6-二脱氧-β-D-呋喃果糖基-4-氯-4-脱 氧-α-D-吡喃半乳糖糖苷)是通过蔗糖选择性氯化制得的高强度甜味剂。纯 净形式的三氯半乳蔗糖是白色、结晶、不吸湿的粉末。三氯蔗糖在水、乙 醇及甲醇中高度可溶，且对溶液pH值具有可忽略的影响。

在一些应用中，期望提供具有约一半的糖热量却有同等甜度水平的甜 味剂。这样的产品可通过将蔗糖与高强度甜味剂以适当比例结合制得。然 而，特别是当消费者直接使用甜味剂加入咖啡、茶等时，甜味剂与食用糖 外观相似将很有利。因此，具有这种特征的产品将在甜味剂工业具有价值。

发明概述

一方面，本发明提供甜味剂组合物，其包含

a)大蔗糖晶体，及

b)附聚颗粒，每一附聚颗粒包含高强度甜味剂、多个小蔗糖晶体及粘 合剂。大蔗糖晶体尺寸大于400微米并占组合物的约5重量％至约50重量 ％，小蔗糖晶体尺寸小于300微米并占组合物的至少约25重量％，粘合剂 占组合物的至少约5重量％。

另一方面，本发明提供制造甜味剂组合物的方法。所述方法包括如下 步骤：通过用附聚流体处理包含小蔗糖晶体及粘合剂的混合物使该混合物 附聚，其中混合物和附聚流体中的一方或双方还包含高强度甜味剂；以及 混合大蔗糖晶体与小蔗糖晶体。大蔗糖晶体尺寸大于400微米并占组合物 的约5重量％至约50重量％，小蔗糖晶体尺寸小于300微米并占组合物的 至少约25重量％，并且粘合剂占组合物的至少约5重量％。

另一方面，本发明提供由前述方法制得的甜味剂组合物。

附图简述

图1表示根据本发明的附聚甜味剂的实例的两张照片。

发明详述

本发明公开了低热量甜味剂组合物，该组合物包含大蔗糖晶体与附聚 颗粒的混合物，所述附聚颗粒包含高强度甜味剂、小蔗糖晶体及粘合剂。 由于存在大蔗糖晶体，所述甜味剂组合物具有与普通食用糖相似的闪光外 观。然而尽管视觉相似，基于每一勺的热量值远低于(通常为约一半)食用 糖。这是通过存在降低产品堆积密度的附聚颗粒实现的。由于堆积密度降 低，每勺中的蔗糖和粘合剂的量降低，因此热量值降低。通过加入适当量 的提供可忽略(或甚至零)热量的高强度甜味剂，使组合物的甜度等值恢复 到大约食用糖(基于体积)的甜度等值。

甜味剂组合物可用于多种用途中，包括烘焙及甜化饮料例如茶等。现 将提供关于组合物、其成分及制备方法的细节。

甜味剂组合物

蔗糖典型地占组合物的至少约50重量％。为了提供具有足够闪光外观 的产品，大蔗糖晶体通常占组合物的约5重量％至约50重量％，典型地至 少约10重量％及典型地最多约25重量％。小蔗糖晶体(以附聚形式)占甜味 剂的至少约25重量％。其典型地占组合物的至少约35％。粘合剂占组合 物的至少约5重量％。其量典型为至少约20重量％，更典型为至少约30 重量％，并且在一些实施方案中至少约35重量％。粘合剂的量典型为最多 约70重量％，更典型最多约50重量％，并且在一些实施方案中最多约45 重量％。在一些实施方案中，小蔗糖晶体与大蔗糖晶体的重量比大于1:1， 并且在大多数情况下将在2:1到4:1范围内，并且特别在2.5:1到3.5:1范 围内。通常期望提供足够的大晶体以带来明显可见的闪光，以及足够的粘 合剂以提供基本上所有小晶体的附聚，但不能多到导致粘合剂或小晶体附 着到大晶体上并遮蔽其表面而降低闪光。因此，组合物的总密度(以及因而 每一勺的热量值)由于附聚小晶体的存在极大地降低，而大晶体提供闪光。

组合物中高强度甜味剂的含量可显著变化，但典型地在约0.05到约 1.0重量％范围内。在本发明的一些实施方案中，将高强度甜味剂的含量调 控为使组合物具有与等体积蔗糖相等的甜度，基于蔗糖具有0.80g/cc的堆 积密度。如果三氯半乳蔗糖用作唯一的高强度甜味剂，其将典型地占甜味 剂组合物的至少约0.15重量％，并且更典型至少约0.20重量％。其将典型 占最多约0.35重量％并且更典型最多约0.30重量％。

使用本发明中方法形成的每一附聚颗粒包含附聚在一起的多个小蔗 糖颗粒、粘合剂及高强度甜味剂。由于附聚颗粒极不规则的形状，其典型 地具有相当低的堆积密度。若足够量的这种具有足够低密度的附聚颗粒与 大蔗糖晶体结合，总的净密度将大约为普通食用糖的一半。尽管不是必须， 基本上组合物中所有小蔗糖晶体典型地位于附聚颗粒中。

图1表示在40倍放大倍率观察根据本发明的附聚甜味剂的实例的两 张照片。大蔗糖晶体(多米诺颗粒(Domino Granular))在10可见，由三氯半 乳蔗糖、麦芽糖糊精及小蔗糖晶体(多米诺超细颗粒)组成的附聚物在12可 见。可以看到与构成附聚物的蔗糖及麦芽糖糊精颗粒尺寸相比，附聚物可 更大，并且具有极不规则形状。认为这些导致白色但无光泽的外观，而可 以看见大蔗糖晶体具有相当大且平的面，相对缺乏可见的吸附颗粒。据认 为这些大蔗糖晶体产生产品的闪光外观。

已公开的粒状糖堆积密度为50至65lbs/立方英尺，相当于0.80至1.04 g/cc。比较而言，本发明的甜味剂组合物典型地具有最多为0.50g/cc的堆 积密度，更典型最多0.45g/cc。堆积密度典型地将为至少0.30g/cc，更典 型至少0.35g/cc。据认为此低堆积密度是由于存在大量的附聚物而变为可 能，由图1可见，附聚物形状非常不规则因而不紧密堆积。

本发明甜味剂组合物的一个值得注意的方面是，当通过光学显微镜在 40倍放大倍率肉眼观察，即使在附聚过程开始即包含大蔗糖晶体，其典型 地保持基本没有粘合剂颗粒或小蔗糖颗粒附着在其表面。典型地，甜味剂 的大蔗糖晶体部分总表面积的至少一半没有附着的粘合剂颗粒或小蔗糖 颗粒。据信产品的闪光特性是由于相对缺乏附着在大蔗糖晶体表面的物 质，因此保留了可提供光的镜面反射的大平坦晶体表面而实现的。

根据本发明的甜味剂组合物可为任意颗粒尺寸。在一些实施方案中， 尺寸将为使得产品与普通食用糖外观相似的尺寸。在所述情况下，由筛网 测定，颗粒的平均粒子尺寸典型为100到2000μm，更典型150至1000μm。 典型地组合物的至少约95重量％可通过3000μm筛网，更典型至少约95 重量％可通过1500μm筛网。若必须可将组合物过筛以达到此结果。

蔗糖

适用于制备本发明的甜味剂组合物的蔗糖来源包括任何通常可用来 源，例如甜菜糖和甘蔗糖。其可包括白糖或红糖。至少两种尺寸范围的蔗 糖晶体的组合被用于制备甜味剂组合物。在此分别称为“大”和“小”蔗 糖晶体。大蔗糖晶体为尺寸大于400微米的蔗糖晶体。小蔗糖晶体在加入 流程中被附聚前尺寸小于300微米。在一些实施方案中，小蔗糖晶体小于 200微米，或甚至小于150微米。由这些小晶体形成的附聚物尺寸当然明 显更大，如从图1可见。

无需进行大蔗糖晶体的特殊制备，但使用相对均一尺寸的大蔗糖晶体 可有助于提供更接近普通食用糖的外观。可使用本领域已知的广泛来源中 的任意可商购蔗糖颗粒，且使用前通常过筛以获得相对均一的尺寸分布。 因此大蔗糖晶体基本上为固体，且其典型地具有与普通食用糖相似的尺寸 及形状。大蔗糖晶体的典型(但非限制)尺寸分布如下：不多于约3％保留在 20目(841微米)筛网上，至少约8％(累计)保留在40目(420微米)筛网上， 并且不多于约10％通过100目(149微米)筛网。

合适的大晶体蔗糖的例子包括多米诺颗粒，由Domino Sugar Company (New York，NY)可得，其大部分保留在30目(595微米)筛网上，其余大部 分保留在40目(420微米)筛网上。

合适的小晶体蔗糖尺寸可为例如大部分通过100目(149微米)筛网， 且基本上全部通过40目(420微米)筛网。这种蔗糖可由研磨获得，或可为 任何合适的可商购材料。例如，多米诺超细颗粒糖的绝大部分符合这些要 求，且太大的材料可被筛除，或到大于400微米程度的被包括作为组合物 的大晶体蔗糖部分的一部分。

粘合剂

适用于本发明的典型粘合剂为糖类及其衍生物。适用于本发明的粘合 剂实例包括但不限于可食用糖类例如果糖、转化糖、葡萄糖、麦芽糖糊精 及其中任意的组合。其它合适粘合剂的非限定性实例包括麦芽糖、多羟基 化合物(例如糖醇，如赤藓醇和山梨糖醇)、改性食物淀粉、树胶、旋复花 粉或水解旋复花粉、玉米糖浆固体、聚葡萄糖及其这些的组合。

高强度甜味剂

本领域已知的任何高强度甜味剂可用于制备本发明的甜味剂组合物。 高强度甜味剂实例包括但不限于糖精、丁磺胺-K、环己烷氨基磺酸酯(或 盐)、甜叶菊糖、纽甜(neotame)、甜肽胺、天冬甜素及这些甜味剂的组合。 在一些实施方案中，高强度甜味剂是单独或与另一高强度甜味剂组合的三 氯半乳蔗糖。

制备甜味剂组合物的方法

现将描述制备本发明甜味剂组合物的一般方法。为清楚和简单目的， 将高强度甜味剂叙述为三氯半乳蔗糖。然而应理解该方法也适用于任何其 它高强度甜味剂。

根据本发明一些实施方案的甜味剂组合物通过如下方法制备：将蔗糖 与粘合剂(例如麦芽糖糊精)的混合物在流化床附聚器(fluid bed agglomerator)，如GPCG-1或GPCG-300间歇流化床附聚器(均可从GlattAir Techniques，Inc.of Ramsey，NJ得到)上流化，在流化床上喷射含水(或其 它)液体(此处称为“附聚流体”)以附聚小蔗糖颗粒。在一些实施方案中， 部分或全部高强度甜味剂(例如三氯半乳蔗糖)将被溶于或悬浮于附聚流体 中。做为选择，附聚流体可不含三氯半乳蔗糖，而将三氯半乳蔗糖作为干 性成分与小蔗糖晶体一起加入。在此情况下，三氯半乳蔗糖可作为单独干 性材料加入，或结合在小蔗糖晶体中或小蔗糖晶体上。或者三氯半乳蔗糖 可与粘合剂结合，如通过三氯半乳蔗糖与麦芽糖糊精的共喷雾干燥。在此 方法中，至少小蔗糖晶体在床上流化并且附聚流体施于晶体同时干燥所得 湿颗粒。

加入附聚器的蔗糖晶体可在附聚开始前包含大晶体蔗糖组分和小晶 体蔗糖组分，或可稍后在附聚过程中或之后，即干燥共混时加入大晶体组 分。在后一种情况下，基本上所有三氯半乳蔗糖将在附聚颗粒中/上，而基 本上没有在大蔗糖颗粒上。在这种情况下，当然可能会有三氯半乳蔗糖由 于处理过程中的成尘现象(dust formation)作为小的尘状颗粒松散地附着到 大蔗糖晶体上，但在大蔗糖晶体上将不会有三氯半乳蔗糖的表面覆层。然 而，即使在大蔗糖晶体从开始即为附聚混合物的一部分的情况下，三氯半 乳蔗糖的大部分最终将在包含小蔗糖晶体和粘合剂的附聚颗粒中/上。大多 数情况下，三氯半乳蔗糖的至少约75重量％将停留在那里。

附聚流体的仅有成分典型为溶剂(通常为水)和任选地三氯半乳蔗糖。 在三氯半乳蔗糖被包含在附聚流体的情况下，尽管可用任意浓度，溶解的 三氯半乳蔗糖的量将典型为约1重量％至10重量％，更典型约3重量％至 约6重量％。

通常应保持附聚过程中的低温以保护三氯半乳蔗糖不化学分解。 GPCG-1或-300流化床单元可在正常流化床附聚模式下运行(顶喷射或底 喷射)。

附聚过程可为间歇或连续，且可用不同种类可商购设备制备产品。在 一些实施方案中，使用连续移动床流化床，实例型号为Glatt GFG 20型。 尽管并非关键，附聚过程典型在40℃至50℃之间的温度下运行。除了如 上所述流化床方法，其它适合设备的非限定实例包括Littleford混合器和盘 状附聚器。

前述方法的其它变型也有可能，且成分的加入顺序对本发明甜味剂组 合物的制备通常不是关键。在一些实施方案中，制备涉及用麦芽糖糊精及 三氯半乳蔗糖对超细颗粒糖附聚及随后干燥混合大粒蔗糖与附聚颗粒以 制备有光泽的产品。甜味剂组合物还可通过以下方法制备：用麦芽糖糊精 与三氯半乳蔗糖附聚研磨的(粉末状的)糖，随后干燥混合大蔗糖晶体以制 备有光泽的最终产物。对本领域的技术人员上述方法的其它变型将很明 显，并也在本发明的范围内。

实施例

一般程序

颗粒尺寸测量使用筛测定。根据所需产品颗粒尺寸选择不同 筛号。筛网置于盘上以收集细微粉末。粒子尺寸台(particle size table)的上 端固定在筛网组上并开始操作。10分钟后，将筛网移走并称量以确定在指 定筛网上产品的百分比。将结果记录为筛网上装载总重量的百分比。

水分测定在Sartorius水分天平上进行。首先，将称量盘配衡并将约2 克物质均匀分布到天平盘上。然后将样品加热到100℃。10分钟后，测定 干燥失重并显示基于初始重量的水分百分比。结果记录为原态样品的百分 比。

松散堆积密度测量使用本领域熟知的典型漏斗-杯(funnel and cup)方 法进行。将样品杯配衡，并向进料斗中加入三氯半乳蔗糖样品至满。将配 衡的样品杯放在进料斗下并将进料斗放空至样品杯中。使用长刀片刮板将 多余样品刮出样品杯顶部。注意不要摇动或轻拍样品杯以最小化堆积。称 量装满的样品杯以测定产品的松散堆积密度。结果记录为克每立方厘米。 实施例1-闪光附聚甜味剂的制备及性质

使用GPCG-300间歇流化床附聚器(Glatt Air Techniques，Inc.of Ramsey，NJ)生产几批甜味剂组合物。在每批开始向流化床中加入如下材 料：

67.5kg超细颗粒糖(多米诺超细)

60kg麦芽糖糊精(Star-Dri 1015A，Tate&Lyle，Decatur，IL)

22.5kg颗粒糖(多米诺颗粒)

将由8kg水和0.33kg三氯半乳蔗糖组成的附聚流体加入使用如下设 置的流化床附聚器：

喷射间隔＝30秒

入口空气温度＝70-85℃(目标75℃)

雾化空气压力＝1.7-2.3(目标2.0)

空气体积＝1700-2400cfm(目标200)

喷射速率＝600-1000g/min(目标800)

晃动持续时间＝5秒

喷嘴位置＝#1

端口＝1.2mm x 3头

表1总结了几批在相同条件下进行的测试的结果。

表1

  批# PD050478 PD050479 PD050480 PD050481 PD050482 筛网 20 7.3 8.3 8.2 7.4 7.6 30 22.6 23.2 24.3 25 23 40 29.7 29.3 31.1 31.6 30 60 27.2 26 27 26.3 27 100 9.3 8.8 8 7.5 8.7 盘 3.7 4.5 1.5 2.1 3.7 总计 99.8 100.1 100 99.9 100 BDg/cc 0.39 0.38 0.37 0.37 0.4 BD lbs/ft3 24.35 23.73 23.1 23.1 24.98 水分 2.10％ 1.88％ 2.20％ 2.30％ 2.70％ 筛上料 0 0 0 0 0 净收率 148.20kg 148.90kg 150.30kg 149.60kg 149.80kg

表1(续)

  批# PD050483 PD050484 PD050485 PD050486 筛网 20 4.9 7.1 5.2 8.4 30 19.8 22.7 19.5 23.5 40 31.3 31 30.4 30.3 60 30.5 28.1 31.2 26.9 100 10.5 8.8 10.6 8.9 盘    3.1 2.3 3.1 2.3 总计 100.4 100 100 100.3 BDg/cc 0.38 0.39 0.41 0.37 BD lbs/ft3 23.73 24.35 25.6 23.1 水分 2.60％ 2.20％ 1.81％ 2.50％ 筛上料 0 0 0 0 净收率 147.95kg 149.50kg 147.65kg 150.25kg

所有情况下，由于存在大颗粒蔗糖晶体，产品具有与普通食用糖相似的闪 光外观。

实施例2

组织感官小组以主官评定根据本发明使用如实施例1所述的相同设备 和条件制得的两批附聚甜味剂的“闪光度”。一批使用与实施例1相同的 配方制备，但全部蔗糖用料使用多米诺超细颗粒糖(即用其作为小晶体蔗糖 组分并用其取代多米诺颗粒)。所得产品在下表中标示为“多米诺超细颗 粒”。另一样品使用Redpath砂糖(颗粒大小大于400微米的相对粗粒的糖， 从Tate & Lyle得到)仅代替多米诺颗粒组分，并在表中标示为“Redpath砂 糖”。参加者还被要求选出他们认为看起来最像食用糖的样品。所述批次 的测试在两种不同光照条件下进行。在第一个测试中参加者只在室内照明 下观察样品，而在第二个测试中参加者在相同室内照明并外加闪光灯照明 下观察样品。10人小组测试结果如下所示。

测试1-室内照明

  闪光度 多米诺超细颗粒 0 Redpath砂糖 10 更像食用糖 多米诺超细颗粒 4 Redpath砂糖 6

测试2-室内照明加闪光灯

  闪光度 多米诺超细颗粒 1 Redpath砂糖 9 更像食用糖 多米诺超细颗粒 3 Redpath砂糖 7

综合结果

  闪光度 多米诺超细颗粒 1 PD060400-Redpath砂糖 19 更像食用糖 多米诺超细颗粒 7 Redpath砂糖 13

如从小组测试结果中可见，结合了小和大两种蔗糖晶体的附聚甜味剂 被认为比只使用了小晶体尺寸蔗糖的甜味剂更像食用糖，并具有明显更高 的闪光度。

尽管本发明在此针对特定实施方案进行了阐明和描述，但并不意在将 后附权利要求限于所述细节。而预期本领域技术人员可对所述细节进行不 同修改，这些修改仍在要求保护的主题的实质和范围内并意在将权利要求 作出相应解释。