香料香精高新企業(yè)簡介(3)——FONA

FONA國際總部位于美國伊利諾伊州日內(nèi)瓦小鎮(zhèn)的Averill路1900號，是一家以微膠囊香精而著稱的高新技術(shù)企業(yè)，該公司擁有核心技術(shù)——靜電噴霧干燥技術(shù)，解決了甜橙香精微膠囊易失真、變色和易產(chǎn)生不良風(fēng)味的問題。FONA國際為眾多食品和飲料公司生產(chǎn)香精，并通過其“香精大學(xué)”提供香精技術(shù)和其他行業(yè)相關(guān)主題的課程。2020年12月30日，F(xiàn)ONA國際被McCormick公司以7.1億美元收購。FONA國際已申請5項專利。3個最受歡迎的專利主題包括:口味；食品配料；鈣通道阻滯劑。

領(lǐng)先:技術(shù)與創(chuàng)新

增強膠囊化橙油的保質(zhì)期和風(fēng)味:使用領(lǐng)先用戶流程開發(fā)的微膠囊化處理技術(shù)的案例研究

FONA公司的微膠囊技術(shù)核心專利

研究發(fā)現(xiàn)，一種新的微膠囊處理技術(shù)可以顯著提高抗氧化能力，同時顯著增加低分子量揮發(fā)性有機化合物的保留量。這種正在申請專利的工藝(FONATech清潔風(fēng)味技術(shù)，或CFT)，使用領(lǐng)先用戶工藝開發(fā)，松散地基于當(dāng)代噴霧干燥技術(shù)。本研究的目的是確定和驗證這一新工藝技術(shù)的性能。本文的數(shù)據(jù)詳細(xì)說明了CFT微膠囊橙油與相同的油和載體系統(tǒng)的典型噴霧干燥之間的顯著差異。

CFT和傳統(tǒng)噴霧干燥微膠囊的分析包含了一系列的分析技術(shù)(即總油含量測定、表面油含量測定、水分分析、頂空分析)。本通訊將概述關(guān)于檸檬烯氧化物、l -香芹酮和香芹醇存在加速保質(zhì)期研究的結(jié)果。保質(zhì)期研究是通過以下方式進(jìn)行的。每個封裝的樣品都儲存在一個容器中，代表了微封裝產(chǎn)品倉庫常用的包裝材料。然后將有代表性的容器放置在45°C的培養(yǎng)箱中一段時間，以模擬6個月的保質(zhì)期。然后將產(chǎn)品從倉庫中取出，準(zhǔn)備進(jìn)行分析評估。

分析包括確定檸檬烯的剩余水平以及產(chǎn)生的異味成分(即檸檬烯環(huán)氧化合物、香芹酮)。這是通過溶劑萃取制備，然后在氣相色譜儀上分離完成的。定量測定利用了內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)和檢測器響應(yīng)的校正因子。結(jié)果在T-1中報道。

這些數(shù)據(jù)有力地證實了檸檬烯降解對氧化和異味增殖的還原作用。雖然分析數(shù)據(jù)顯示出檸檬烯濃度及其氧化產(chǎn)物的顯著差異，但這些差異延伸到對這種材料的感官評價。FONA的感官組對這些材料進(jìn)行了差異測試，看看在甜飲料中，CFT微膠囊和非CFT噴霧干燥是否有可感知的差異。結(jié)果表明，在99.9%的置信度下，樣品間存在顯著差異。該小組評論說，CFT處理的材料在關(guān)于天然甜橙香韻上有一個更真實的感官感受，包括保留橙色油的亮度屬性。這與未經(jīng)過CFT加工的口味形成了鮮明對比，后者表現(xiàn)出失真、缺乏亮度和不良風(fēng)味。

目前使用CFT技術(shù)的風(fēng)味家族包括柑橘，異域風(fēng)味，薄荷，水果和某些風(fēng)味應(yīng)用。這項技術(shù)的未來工作包括功能成分和熱不穩(wěn)定成分的檢測，這些成分可以從微膠囊化過程中受益。

麥考密克以7.1億美元收購FONA International

麥考密克正在加強其在清潔和天然香料保健應(yīng)用領(lǐng)域的地位

2021年1月05日消息——全球香料和調(diào)味品生產(chǎn)商麥考密克公司收購了FONA國際公司100%的股份，F(xiàn)ONA國際是一家獨立的香料制造商，專注于食品、飲料和營養(yǎng)市場的營養(yǎng)和天然產(chǎn)品。麥考密克的清潔和天然風(fēng)味平臺的加強與FONA的主要天然產(chǎn)品組合。特別是，此次收購有望加強麥考密克在健康和性能營養(yǎng)應(yīng)用領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位。麥考密克董事長、總裁兼首席執(zhí)行官勞倫斯?庫爾茲烏斯表示:“FONA的產(chǎn)品組合與麥考密克是高度互補的，將為我們的客戶提供更加全面的產(chǎn)品，以滿足日益增長的對清潔、美味的飲食和營養(yǎng)體驗的需求?！丙溈济芸艘?.1億美元現(xiàn)金收購了該業(yè)務(wù)，并預(yù)計該交易對2021年調(diào)整后的每股收益保持中性，并在2022年實現(xiàn)增長，不包括交易和整合成本。FONA的年銷售額約為1.14億美元，預(yù)計將以中位數(shù)至高的速度增長。庫爾茲尤斯說:“這次收購加速了我們的投資組合向附加值更高、技術(shù)絕緣更強的產(chǎn)品的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移，因此預(yù)計將提高毛利率?！?/p>

攜手促進(jìn)健康

庫茲尤斯解釋說，麥考密克有通過收購創(chuàng)造價值的歷史?！拔覀兿嘈牛@是一個偉大的戰(zhàn)略契合，我們的愿景是成為領(lǐng)先的風(fēng)味公司?！蓖ㄟ^整合產(chǎn)品組合和基礎(chǔ)設(shè)施，麥考密克增加了生產(chǎn)能力，擴大了規(guī)模，并有望加快其全球口味的增長。此次收購還將增加FONA專有的封裝方法，增強麥考密克的創(chuàng)新能力和技術(shù)平臺。FONA經(jīng)驗豐富的研發(fā)團(tuán)隊還將為各種應(yīng)用帶來調(diào)味保健和性能營養(yǎng)產(chǎn)品的專業(yè)知識。FONA國際創(chuàng)始人、首席執(zhí)行官兼主席Joseph Slawek表示:“我們相信，麥考密克將通過繼續(xù)在增長計劃、能力和人員方面進(jìn)行投資，進(jìn)一步推動FONA的前進(jìn)勢頭?！薄霸邴溈济芸说耐苿酉拢現(xiàn)ONA的成功將會加速。反過來，F(xiàn)ONA將成為推進(jìn)麥考密克全球口味領(lǐng)導(dǎo)地位的關(guān)鍵驅(qū)動力。”Slawek補充道。

FONA Flavor University

建立品牌

FONA是麥考密克計劃保留的知名品牌。庫爾茲尤斯指出:“FONA在市場上非常有名，部分原因在于其強大的客戶互動平臺、優(yōu)秀的員工以及對未來的投資，這些都推動了FONA及其客戶的增長。”他斷言:“FONA將成為麥考密克風(fēng)味平臺在美洲加速發(fā)展的基石?！蓖ㄟ^此次收購，麥考密克的定位是擴大客戶基礎(chǔ)，通過交叉銷售深化現(xiàn)有客戶關(guān)系，并在推動創(chuàng)新的同時開拓新客戶。

風(fēng)味包埋：科學(xué)與藝術(shù)的融合

多種包埋工藝可用于傳遞和控制風(fēng)味在食品系統(tǒng)中的釋放。以下是它們的工作原理。

風(fēng)味包埋是用于以標(biāo)準(zhǔn)化、功能性形式傳遞液體風(fēng)味的各種過程的總稱。包埋香精的好處有很多:將液體香精轉(zhuǎn)換為容易使用的粉末，保護(hù)特定的香精或關(guān)鍵的香精成分不受變化，在成品中保留更多的風(fēng)味，提供視覺上獨特的香味顆粒，在某些情況下，在產(chǎn)品應(yīng)用程序中提供受控釋放功能。

特定包埋策略的選擇、開發(fā)和實現(xiàn)對最終用戶來說通常是盲盒。包埋商使用的技術(shù)策略在很大程度上是基于包埋商之前的經(jīng)驗、技術(shù)深度、專有知識、工藝系統(tǒng)的可用性和可擴展性，以及匹配最佳系統(tǒng)的能力。

只有幾篇好的學(xué)術(shù)文章(Risch and Reineccius, 1988;Ho等人，1995;Gibbs et al.， 1999)，沒有現(xiàn)成的“技術(shù)寶典”來詳細(xì)說明每個包埋系統(tǒng)的關(guān)鍵優(yōu)點(和缺點)。專利文獻(xiàn)仍然是關(guān)于特定包埋技術(shù)、配方和工藝的技術(shù)披露的唯一最佳信息來源。

用于香料包埋的制造工藝，通常默認(rèn)成為以名稱描述，包括噴霧干燥、熔體擠壓、熔體注射(“硬膜”工藝)、噴霧冷卻(脂質(zhì)包埋)、脂質(zhì)包覆、脂質(zhì)體形成、復(fù)合凝聚、吸收(噴涂)、吸附、絡(luò)合和共結(jié)晶。雖然已經(jīng)評價了大量的方法和過程，但只有少數(shù)最終用于商業(yè)系統(tǒng)。表1列出了許多這種風(fēng)味包埋技術(shù)、它們的相對商業(yè)用途以及每種技術(shù)的關(guān)鍵物理狀態(tài)。

關(guān)鍵參數(shù)

在評估任何風(fēng)味包埋系統(tǒng)的關(guān)鍵參數(shù)時，必須考慮風(fēng)味和物質(zhì)狀態(tài)的作用，而不是獨立地，而是作為一個互動的、集成的系統(tǒng)，與過程相結(jié)合。

風(fēng)味物質(zhì)

液體風(fēng)味物質(zhì)，包埋過程的起點，是一個關(guān)鍵的變量，但它往往是被忽略的對象。香料由數(shù)十到數(shù)百種芳香的揮發(fā)性有機化合物組成，其中一些可在十億分之一范圍內(nèi)檢測到。香精成分的微小變化都能被最靈敏的分析設(shè)備——人類嗅覺系統(tǒng)——探測到。香精來源可以是復(fù)合香精(天然或人工)、香精、香油、精油、香精提取物、反應(yīng)香精或這些不同香精類型的組合。活性香精的主要成分通常是標(biāo)準(zhǔn)化的，以特定的強度與助溶劑共同組成。

助溶劑的選擇也會極大地影響后續(xù)操作。丙二醇和乙醇是親水溶劑，用于水果香精，水果香精由低分子量酯、醛和醇組成，而分餾椰子油或中鏈甘油三酯用于疏水香精。包埋專家認(rèn)識到一些香料化學(xué)品，例如，如果乳劑是膠囊化過程中的中間體，則二乙?；?黃油味)、丁酸乙酯(水果味)和丁酸(奶酪味)會分成水相和脂相。

任何生成包埋風(fēng)味的過程都必須滿足特定的要求。首先，很明顯，是在保持原有風(fēng)味的同時高產(chǎn)出原料。此外，工藝經(jīng)濟學(xué)不得大大增加產(chǎn)品的最終成本超過可比的競爭產(chǎn)品。包埋材料的物理性能根據(jù)顆粒大小、自由流動和不結(jié)塊的特性以及玻璃態(tài)的形成(在適用的情況下)進(jìn)行優(yōu)化。只有在新開發(fā)的技術(shù)首次使用時才考慮商業(yè)化問題。其他影響因素包括監(jiān)管約束、成分的可獲得性、使用新的獨特成分、成分功能一致性以及使用溶劑或化學(xué)試劑。

玻璃態(tài)

表1中列出的前三種包埋系統(tǒng)占商業(yè)包埋風(fēng)味劑的90-95%；這些包埋的風(fēng)味劑被發(fā)現(xiàn)均首選玻璃態(tài)。玻璃態(tài)在食品系統(tǒng)中的作用已成為食品工業(yè)日益重要的主題。Levine和Slade(1988、1991)以及Levine(2002)的開創(chuàng)性工作表明，玻璃態(tài)是粉末穩(wěn)定性、風(fēng)味包埋和食品質(zhì)地等多種特性的關(guān)鍵物理化學(xué)基礎(chǔ)。

埃利奧特(1994)對玻璃態(tài)的定義如下:“玻璃態(tài)(或同義詞，玻璃)材料是一種非晶固體，表現(xiàn)出玻璃化過渡的狀態(tài)。(因此，根據(jù)這個定義，所有的玻璃都是非晶的，但并不是所有的非晶固體都一定是玻璃的。)玻璃化轉(zhuǎn)變(作為溫度的函數(shù))要么通過廣泛的熱力學(xué)性質(zhì)(如體積或熵)的斜率變化，要么等價地作為導(dǎo)數(shù)的不連續(xù)(如比熱或熱膨脹率)?！?/p>

要生成以碳水化合物為基礎(chǔ)的玻璃態(tài)，原始材料必須首先被置于中間各向同性狀態(tài)(通過溶于水或融化)，并迅速冷卻/干燥，以產(chǎn)生低水分的固體。玻璃態(tài)是過程和最終組成的反映。

玻璃態(tài)和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度最容易用熱分析方法測定。差熱容ΔCp可以很容易地通過差示掃描量熱法(DSC)或調(diào)制差示掃描量熱法(MDSC)得到ΔCp，單位為焦耳/(g-°K)。玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg一般是指非晶固體從玻璃化非晶狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橄鹉z非晶狀態(tài)的中間點的溫度。

水溶性風(fēng)味成分可以在碳水化合物玻璃態(tài)中溶解。復(fù)雜的親脂味分子以液滴形式分散在玻璃基質(zhì)中被包埋。這些液滴可以繼續(xù)表現(xiàn)出原始脂質(zhì)風(fēng)味的反應(yīng)性(酯化、異構(gòu)化、氧化等)，但玻璃基質(zhì)的擴散屏障特性保護(hù)它們免受額外的氧化。

包埋系統(tǒng)

包埋系統(tǒng)有六種主要類型:

1、噴霧干燥

該工藝(圖1)仍然是微膠囊領(lǐng)域的主導(dǎo)工藝技術(shù)。工程工藝和各種烘干機配置的基礎(chǔ)知識可以在馬斯特斯(1979)中找到。這個過程從形成水載相開始。香精，在大多數(shù)情況下是脂類共溶劑中的油溶性香精，在水載體相中乳化，并由霧化頭送入干燥室的熱風(fēng)靜壓室，顆粒立即被加熱。在液滴表面形成的薄膜阻礙了香味分子的擴散，同時允許水分子迅速擴散并遷移到液滴表面和蒸發(fā)。通過控制進(jìn)風(fēng)溫度、乳化液進(jìn)料量和蒸發(fā)冷卻，液滴溫度不應(yīng)超過100°C。干燥的顆粒以某種方式被去除，以防止它們過熱和“灼熱”。一般情況下，噴霧干燥得到的香精包覆顆粒的粒徑為10-150微米。

理想的噴霧干燥載體的要求包括溶解度高，在35-45%的溶液固體范圍內(nèi)的粘度有限，乳化性能，良好的干燥性能，無吸濕性，淡味，無反應(yīng)性，和低成本。改性淀粉，也被稱為OSA淀粉(辛烯基琥珀酸酐取代淀粉)，被廣泛使用。

第一代淀粉是通過在酸酐上噴灑，然后在加熱室中酯化和糊化淀粉粒制備而成。結(jié)果得到了一種棕褐色、改性、糊化的淀粉，具有優(yōu)良的乳化性能和良好的溶解粘度。一個不良的性質(zhì)是存在一個可嗅聞的“紙板”不良風(fēng)味。

第二代OSA淀粉正在取代原來的OSA淀粉。這些新淀粉利用酸或酶將淀粉分解成可溶的低聚物，然后衍生。這些新產(chǎn)品是白色的，非常淡而無味，它們保持了同等良好的乳化和干燥性能。

OSA淀粉相對便宜，但它們都有一個主要缺點:與之相關(guān)的正辛烯基琥珀酸基團(tuán)酸性很強，在乳液中產(chǎn)生的pH值約為3.0。根據(jù)淀粉制造商的工藝或通過隨后的琥珀酰酯基團(tuán)的自水解，可以在乳液中遇到大于0.1%的游離正辛烯基琥珀酸酯相當(dāng)?shù)乃?。這種酸性和游離酸導(dǎo)致一些風(fēng)味分子可能發(fā)生不必要的酸催化變化，如環(huán)化、水解、異構(gòu)化和酯化反應(yīng)。

另一種標(biāo)準(zhǔn)的噴霧干燥載體是阿拉伯樹膠。這種親水膠體具有優(yōu)良的乳化性能、高溶解性和低溶液粘度，干燥后的粉末具有抗結(jié)塊性。阿拉伯膠的成膜特性極大地幫助許多吸濕材料的干燥。這種滲出膠的供應(yīng)早先是靠游牧民族人工采集的。中非的區(qū)域政治和最近的禁運極大地影響了價格和供應(yīng)?，F(xiàn)在商業(yè)的金合歡樹“農(nóng)場”已經(jīng)成為主要的來源，一定程度上穩(wěn)定了供應(yīng)和價格。

麥芽糊精是溫和、廉價、高可溶性、低粘度的載體。這些通過水解淀粉制備的低聚物不具有乳化性能，更可能與OSA淀粉或阿拉伯膠一起使用，作為降低成本的稀釋劑。

其他被描述為授權(quán)專利的噴霧干燥載體的食品聚合物包括牛奶蛋白、落葉松膠(阿拉伯半乳聚糖)、水解明膠和改性纖維素，每一種都有有限的用途。

所有的食品聚合物載體都可以干燥成玻璃態(tài)。然而，為了改善噴霧干燥產(chǎn)品的玻璃態(tài)特性，建議添加低分子量的碳水化合物，如糖、玉米糖漿固體和多元醇，占總載體配方的10-35%。這種結(jié)合會影響分子的堆積，從而增加粒子密度，提高玻璃態(tài)的“玻璃化度”。

噴霧干燥包埋香料成功地應(yīng)用于許多食品混合物，如調(diào)味料，和消費品，如蛋糕，餅干和布丁混合物。然而，在某些產(chǎn)品系統(tǒng)中，噴霧干燥的膠囊風(fēng)味可能會導(dǎo)致?lián)p失。例如，在將混合茶放入茶袋之前，可以將噴霧干燥風(fēng)味添加到混合茶中。在這種環(huán)境下，微米大小的香味顆粒會隨著時間的推移最終穿過紙屏障，在使用前從茶包中消失。

熔融擠壓

熔融擠出工藝(圖2)利用同向旋轉(zhuǎn)的雙螺桿擠出機熔化碳水化合物載體，最終通過模具在壓力下排出，形成不同尺寸的薄片狀、繩索狀或螺紋狀。為了優(yōu)化運行條件和產(chǎn)品性能，需要使用特定的螺桿配置和對系統(tǒng)的其他專有修改(Zasypkin和Porzio, 2004)?？焖倮鋮s的擠出物質(zhì)到玻璃態(tài)允許過程是連續(xù)的，因為玻璃基質(zhì)是輸送，研磨，篩選，并包裝的最適合的形式。在擠出機的進(jìn)料區(qū)添加少量的增塑劑水，必須與降低Tg的效果相平衡，以確保產(chǎn)品的最終Tg為>30°C。包埋香精可以在擠出機的進(jìn)料口添加，也可以使用專門的泵系統(tǒng)將香精添加到最后區(qū)域的熔融物中。一些熔融擠壓包埋風(fēng)味系統(tǒng)是麥考密克(McCormick)公司的FlavorCellTM (Popplewell等人,1995)和IFF的Caplock?。最近大多數(shù)熔化擠壓載體成分專利由McCormick & Co.持有(Black et al.， 1998;Fulger和Popplewell, 1997,1998,1999;Popplewell等人，2002;Porzio和Popplewell, 1997, 1999, 2000, 2001, 2002, 2003)。

熔融擠壓玻璃態(tài)包埋產(chǎn)品的特殊優(yōu)勢是能夠提供更大的視覺沖擊的產(chǎn)品風(fēng)味顆粒。例如，有色和調(diào)味顆粒已被用于硬糖果和個人護(hù)理片(Popplewell et al.， 1995)。此外，較大的香味顆?？梢跃徛芙?，在特定的烘焙混合物、面糊和油炸半成品中顯示出一些保護(hù)和控制釋放的特性。在較大顆粒中使用特定的、分子量較高的食品聚合物在選定的產(chǎn)品應(yīng)用中具有延長風(fēng)味保護(hù)的特性(并表現(xiàn)出一些控釋)。

熔體注射

這個過程，通常被稱為“Durarome”過程后的產(chǎn)品的商標(biāo)名稱，包括制作糖漿(或糖-玉米糖漿-固體糖漿)和煮沸大量的剩余的水。將香精油加入熱融化的糖中，關(guān)閉壓力容器，采用高剪切混合使香精油乳化。該容器被加壓，熱糖乳液通過細(xì)孔排出到冷卻的溶劑浴中。溶劑，幾乎完全是異丙醇，同時冷卻和使糖鏈脫水。從冷卻浴中過濾玻璃態(tài)棒狀物后，必須除去游離溶劑并去除殘留溶劑。該產(chǎn)品為不含表面油的細(xì)螺紋狀外觀。當(dāng)柑橘油被包埋時，這種特性尤為重要。表面油檸檬素(柑橘油中的主要萜烯)氧化為環(huán)氧檸檬素是非常迅速的，可以導(dǎo)致產(chǎn)生一個明顯的令人不可接受的味道。

盡管所有關(guān)于熔體注射的工藝和載體成分的專利都已經(jīng)過期，并且處于公共領(lǐng)域，現(xiàn)在只有一兩個風(fēng)味公司使用這個工藝。該技術(shù)的主要問題是需要較大的啟動資金成本，處理溶劑的環(huán)境和安全問題，糖基質(zhì)的吸水性，以及批量處理的效率低下。然而，這些微膠囊風(fēng)味劑在速溶飲料混合物中的早期成功確立了該產(chǎn)品的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，它仍然是一項具有商業(yè)價值的項目。

復(fù)合凝聚

這種包埋系統(tǒng)是基于兩種相互作用的水溶性聚合物溶液的可控逐步析出，從而在脂滴周圍形成混合聚合物凝聚膜。它在20世紀(jì)50年代由國家收銀機公司開發(fā)，是無碳復(fù)印紙的基礎(chǔ)。由于許多水溶性香精和界面活性香精成分可以抑制脂-水界面的凝聚潤濕和包覆動力學(xué)，因此在食品工業(yè)中的應(yīng)用會受到限制。

成功的凝聚過程需要仔細(xì)控制和調(diào)整pH值、溫度和聚合物濃度。食品法規(guī)限制戊二醛作為阿拉伯膠-明膠凝聚對的交聯(lián)劑的使用(FDA, 2003)。采用轉(zhuǎn)氨酶交聯(lián)蛋白質(zhì)組分的一種新的非化學(xué)方法可能為食品加工工業(yè)的使用開辟了新的選擇。目前，只有一家主要香精廠家生產(chǎn)復(fù)合凝聚膠囊香精產(chǎn)品。

脂質(zhì)包埋

目前，商業(yè)化的脂質(zhì)膠囊化材料有三種形式。在第一種方法中，制備一個熔融的脂質(zhì)風(fēng)味系統(tǒng)，霧化成細(xì)小的液滴進(jìn)入一個冷卻的大氣室，固化，并作為細(xì)小的顆粒回收。這種脂質(zhì)包封過程被稱為“噴霧冷卻”，在這里為什么選用脂質(zhì)是可以被理解的。另一種方法是將風(fēng)味溶解在熔融的脂質(zhì)中，并將其凝固在冷卻鼓表面。得到的固體是較大的片狀。這兩個過程都依賴于選擇合適的脂肪和油脂，以在室溫下生成首選的甘油三酯多形態(tài)形式的固體，并具有所需的熔解特性。

另一個過程需要用脂質(zhì)涂層來保護(hù)固體食物。顆粒如結(jié)晶酸、鹽、礦物質(zhì)或維生素被包裹以確保免受潮濕或在特定溫度下的熱釋放。這些固體顆粒涂有最低水平的熔融脂質(zhì)，以確保機械穩(wěn)定，連續(xù)覆蓋。涂覆過程很可能在流化床系統(tǒng)中完成。

β-環(huán)糊精絡(luò)合

特定風(fēng)味分子與β-環(huán)糊精(一種7元環(huán)葡聚糖低聚物，也被稱為Schardinger糊精)形成的1:1晶體分子復(fù)合物(圖3)是基于大小形狀的分子相互作用。β-環(huán)糊精分子可以想象為具有疏水內(nèi)腔的甜甜圈狀分子。該環(huán)具有適當(dāng)?shù)某叽?，以形成一個復(fù)雜的特定有機味道分子。香味劑具有線性的幾何形狀和合適的分子尺寸，可以裝入腔內(nèi)，形成分子復(fù)合物，從而改變香味劑的整體溶解度，促進(jìn)溶液結(jié)晶。這個綜合體被形容為“甜甜圈里的手指”。

關(guān)鍵的分子幾何要求可以導(dǎo)致從構(gòu)成香油或提取物的復(fù)雜混合物的選擇性絡(luò)合。環(huán)糊精和香精分子的分子量確定了香精復(fù)合物中香精組分的重量上限為10-11%。復(fù)合物的制備需要加熱水溶液以增加β-環(huán)糊精的溶解度，然后加入和混合香料，保持和冷卻形成復(fù)合物，然后過濾和干燥。

異硫氰酸烯丙基，在芥末油、芥末和新鮮辣根中發(fā)現(xiàn)的熱原理，是β-環(huán)糊精包封的理想風(fēng)味分子。它是一種低分子量的線性分子，在室溫下液態(tài)表現(xiàn)出顯著的揮發(fā)性和化學(xué)反應(yīng)性。分子可以發(fā)生顯著的變化，包括異構(gòu)化、氧化和聚合在整齊(純液體)狀態(tài)。(它也是一種強效催淚劑，可歸類為化學(xué)戰(zhàn)劑)。烯丙基異硫氰酸酯- β-環(huán)糊精復(fù)合物的形成產(chǎn)生一種穩(wěn)定的結(jié)晶粉末，只在有水分的情況下釋放異硫氰酸酯。最近，γ-環(huán)糊精已經(jīng)自我認(rèn)證為普遍認(rèn)可的安全物質(zhì)(GRAS)，而α-環(huán)糊精也計劃在不久的將來進(jìn)行認(rèn)證(Reusher, 2003)。

控制釋放和風(fēng)味傳遞

與包埋風(fēng)味有關(guān)的受控釋放一詞有多種解釋，因為有不同的應(yīng)用。在一個簡單的例子中，一種用于調(diào)味料的噴霧干燥調(diào)味品(涂在零食上)被食用時，會顯示出受控釋放。在更復(fù)雜的食品系統(tǒng)中，受控釋放可以是指在烘焙過程中釋放，而不是消費者在最初準(zhǔn)備蛋糕粉時釋放。在更復(fù)雜的產(chǎn)品使用中，受控釋放可能意味著速溶咖啡產(chǎn)品中極易揮發(fā)的味道在容器的多次開口中反復(fù)釋放(Zeller et al.， 1987)。

在極端情況下，風(fēng)味公司可能偶爾會從麥片制造商那里收到一種膠囊風(fēng)味，可以添加到麥片基底中，在麥片加工過程中保留風(fēng)味，然后通過碗中的牛奶釋放出來。如果產(chǎn)品是膨化谷物，被包埋的風(fēng)味必須經(jīng)過谷物烹飪/擠壓(水分、機械和熱壓力)、制粒(加熱、干燥)和噴丸(嚴(yán)重加熱、蒸汽)等步驟。顯然，這種控制釋放的程度超出了香料行業(yè)目前的能力。更實際的做法是讓制造商在整個過程的最后添加香精。膠囊風(fēng)味的傳遞和受控釋放總是由食品的制備和最終狀態(tài)所涉及的環(huán)境決定的。

未來機會

對新型風(fēng)味傳遞工具、改進(jìn)的口感產(chǎn)品和更劃算技術(shù)的需求將繼續(xù)挑戰(zhàn)大型風(fēng)味公司和專業(yè)包埋公司。由制藥行業(yè)開發(fā)的大量復(fù)雜的控釋技術(shù)不太可能輕易地轉(zhuǎn)移到食品行業(yè)。這兩個工業(yè)在管制和功能要求以及成本效益經(jīng)濟學(xué)方面的關(guān)鍵差異將使技術(shù)轉(zhuǎn)讓保持在最低限度。

食品工業(yè)必須利用材料科學(xué)、高分子科學(xué)、物理化學(xué)(相圖、吸附動力學(xué)、界面和膠體化學(xué)、玻璃態(tài))、感官、風(fēng)味化學(xué)(分離、表征、合成、化合和反應(yīng)風(fēng)味)和工藝工程等領(lǐng)域日益成熟的技術(shù)作為新的包埋機會的起點。這些機會可能包括諸如聯(lián)用技術(shù)、多路徑系統(tǒng)、納米技術(shù)以及香味增強技術(shù)與香味包埋系統(tǒng)的融合等新方法。

聯(lián)用技術(shù)是兩種包埋技術(shù)的結(jié)合，以增強各自的優(yōu)勢。這些聯(lián)用體系可能包括噴霧干燥-熔體擠出、噴霧干燥-脂質(zhì)體、復(fù)合凝聚-噴霧干燥、脂肪包覆-擠出、噴霧冷凍-油包水微乳液、熔體擠出- β-環(huán)糊精、絡(luò)合物等。

使用聯(lián)用技術(shù)的一個關(guān)鍵是雙重處理所需的收益與成本的問題。作業(yè)成本法(ABC)，財務(wù)控制代理人的新信仰，傾向于反對這些更新的包埋系統(tǒng)。

一個有趣的混合包埋技術(shù)的例子是發(fā)現(xiàn)了凝聚-噴霧干燥系統(tǒng)。圖4顯示了該過程中的中間體-多相乳液，包括香油、富含聚合物的凝聚相和第二不相混溶的水相無聚合物相。整個分散體系加入額外的載體溶質(zhì)，然后噴霧干燥。

多路徑工藝是通過單獨加工選定的組件來優(yōu)化噴霧干燥香料的備選方案。在正常情況下，為包埋提供完整形式的風(fēng)味。在復(fù)合香料的特定情況下，可將高揮發(fā)性成分分離并使用選擇性匹配的載體噴霧干燥。例如，新鮮的蔥、蔬菜和水果口味中含有大量添加的揮發(fā)性前調(diào)，乙醛。噴霧干燥可以將這種被隔離的乙醛更適合應(yīng)用于非乳化，中性，高溶解性的固體水溶性載體中，在噴霧干燥后產(chǎn)生最佳的玻璃態(tài)形式。許多系統(tǒng)已經(jīng)針對這個目標(biāo)(Porzio, 2003)進(jìn)行了嘗試。這種揮發(fā)性和具有潛在爆炸性的化學(xué)蒸汽確實會引起過程安全問題。成功地將乙醛封裝成玻璃狀態(tài)后，可以將固體形式的乙醛添加回原始的，改性包埋香精，以匹配最終香精配方中的等效百分比。

納米顆粒技術(shù)是亞微米級顆粒獨特特性的總稱。在風(fēng)味傳遞中，這些顆?？梢酝ㄟ^液化高熔點的脂肪，在乳劑中形成適當(dāng)?shù)膩單⒚状笮〉闹危⒗鋮s脂相來凝固脂納米顆粒。

最近，Shefer和Shefer(2003)描述了納米顆粒在風(fēng)味膠囊中的應(yīng)用。然而，納米技術(shù)可能有另一個未來，以“納米”顆粒的形式作為一種新型吸附劑包埋基質(zhì)。根據(jù)開爾文方程，揮發(fā)性成分的毛細(xì)管冷凝是隨著香精汽相在毛細(xì)孔隙中形成分壓降低的冷凝狀態(tài)而發(fā)生的。通過制備具有適當(dāng)孔徑的高多孔碳水化合物聚合物，最終可能完全降低關(guān)鍵風(fēng)味、極易揮發(fā)的前調(diào)，如二甲基硫化物(熟玉米味)或乙醛(水果味)的部分蒸汽壓，并在室溫下通過毛細(xì)管冷凝使其穩(wěn)定。Buttery等人(1999)對這種方法進(jìn)行了一次有趣的實踐。

可與標(biāo)準(zhǔn)包埋技術(shù)結(jié)合的風(fēng)味增強技術(shù)將是另一種“開箱式”的包埋和風(fēng)味傳遞的方法。與味道感知有關(guān)的細(xì)胞神經(jīng)受體和分子信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路現(xiàn)在可能會被新發(fā)現(xiàn)和已知的增味劑激活和放大。因此，在生理上，味道會被認(rèn)為更強烈。

今天，關(guān)于芳香氣味(和香味揮發(fā)物)生理感知的正統(tǒng)觀念正在受到挑戰(zhàn)。Turin(1996)提出了一個新的理論，嗅覺受體不是對氣味分子的形狀做出反應(yīng)，而是對它們的振動做出反應(yīng)。非彈性電子隧穿現(xiàn)象則提出了生物轉(zhuǎn)導(dǎo)機制。Turin的理論解釋了與嗅覺有關(guān)的一些不相關(guān)的問題，包括同位素效應(yīng)、鋅在嗅覺受體和嗅覺缺失中的作用、香芹酮對映體之謎、B-H(硼烷)鍵與S-H(巰基)具有相同氣味特征的預(yù)測，以及對二茂鐵(雙環(huán)戊二烯基鐵)和二茂鎳(雙環(huán)戊二烯基鎳)具有相同形狀和大小并包裹不同金屬離子的正確預(yù)測具有明顯不同的氣味特征。他的最終結(jié)論是，嗅覺就像色覺和聽覺一樣，是一種光譜感。伯爾(2002)講述了Turin在研究、開發(fā)、測試，然后試圖發(fā)表他的理論的過程，以及香水行業(yè)對該理論的抵制。

香料包埋領(lǐng)域?qū)⒗^續(xù)需要更復(fù)雜的理解香料與物質(zhì)的相互作用，以追求新的遞送技術(shù)。最后，芳香香料成分的物理化學(xué)性質(zhì)決定了技術(shù)選擇、包埋工藝以及包埋商在制造新的風(fēng)味傳遞系統(tǒng)時的自由度。