[发明专利]微晶纤维素和羧甲基纤维素的稳定剂组合物、制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及水性介质中用作稳定剂和分散剂的微晶纤维素：羧甲基纤维素组合物，以及其生产方法。

发明背景

微晶纤维素也称作MCC或纤维素凝胶，常用于食品工业以提升最终食物产品的特质或属性。例如，其在包括饮料在内的食品应用中用作粘合剂和稳定剂，以及用作稳定剂。其还用作药物片剂中的粘合剂和崩解剂，用作液体药物制剂中的悬浮剂，以及用作工业应用、日用品如去垢剂和/或漂白剂、农业制剂、和个人护理产品如牙膏和化妆品中的粘合剂、崩解剂、和加工助剂。

微晶纤维素通过用矿物酸优选盐酸(酸水解)处理纤维素源来生成，所述纤维素源优选纤维植物材料纸浆形式的α纤维素。所述酸选择性攻击所述纤维素聚合物链中不太有序的区域，从而使结晶位点暴露并游离，其形成构成微晶纤维素的微晶聚合物。这些随后从反应混合物中分离，洗涤去除己降解的副产物。所得湿团块一般含40％-60％水分，在本领域中有数个名称，包括‘水解纤维素’、‘水解纤维素湿饼’、‘趋平DP纤维素’、‘微晶纤维素湿饼’、或简单的‘湿饼’。

生成MCC的经典方法是纯化纤维素的酸水解，由O.A.Battista(美国专利2,978,446；3,023，104和3，146，168)率先提出。为了降低成本并同时维持或改善MCC品质，提出了多个替代性方法。其中包括蒸汽爆发(美国专利5,769,934；Ha等)、反应挤出(美国专利6,228,213；Hanna等)、一步水解及漂白(世界专利公布WO01/0244；Schaible等)、和半结晶纤维素及水反应液的部分水解，所述水解在用氧气和/或二氧化碳加压并于100-200℃运作的反应器中(美国专利5，543,511；Bergfeld等)。

微晶纤维素和/或水解纤维素湿饼己就多种用途改性。在食品中，其用作胶凝剂、增稠剂、脂肪替代品和/或无热量填料，用作悬浮稳定剂和/或调质剂。其还用作药物和美容洗液及乳膏的乳液稳定剂和悬浮剂。通过使微晶纤维素或湿饼受到强研磨力(高剪切力)而针对所述用途进行改进，由此微晶基本被细分产生细粒。然而，由于粒度减小，单独颗粒往往在干燥后团聚或角质化。在研磨期间或之后但在干燥之前，可以添加保护胶体(如羧甲基纤维素(CMC))。所述保护胶体全部或部分中和了小尺寸颗粒之间的氢键或其他键合力。胶态微晶纤维素如羧甲基纤维素包被的微晶纤维素描述于美国专利3539365(Durand等)。此添加剂还有助于所述材料在干燥后的再分散。所得材料常称为研磨微晶纤维素或胶态微晶纤维素。

在水中分散时，胶态微晶纤维素形成白色、不透明的触变凝胶，微晶纤维素粒子尺寸小于1微米。FMC公司(FMC Corporation，美国宾夕法尼亚州费城)生产并销售各种等级的该产品，所述产品包括同时处理的微晶纤维素和羧甲基纤维素钠，商品名为和等。

然而，仍需要获得某一胶态微晶纤维素组合物，所述组合物具有提高的胶凝强度、增加的稳定性和其他所需流变特性用于多种应用，特别是食品。

发明内容

本发明涉及制备稳定剂组合物的方法，所述方法包括：

a)混合微晶纤维素湿饼与第一羧甲基纤维素，所述第一羧甲基纤维素的DS为0.45-0.85，用量为总组合物重量的5％-25％；

b)挤出步骤a)的产物；

c)i)混合且随后将第二羧甲基纤维素挤入步骤b)的产物，所述第二羧甲基纤维素的DS为0.9-1.5，用量为总组合物重量的2％-20％，

或

ii)制备水分散体，所述水分散体包含步骤b)的微晶纤维素：羧甲基纤维素挤出物和DS为0.9-1.5的第二羧甲基纤维素，其中DS为0.9-1.5的第二羧甲基纤维素以2％-20％总组合物重量存在；和

d)干燥步骤c)的产物。

步骤c)的第二羧甲基纤维素优选以4％-8％总组合物重量存在。第一羧甲基纤维素优选DS为约0.7的羧甲基纤维素钠且第二羧甲基纤维素优选DS为约1.2的羧甲基纤维素钠。干燥步骤可采用喷雾干燥、流化床干燥、急骤干燥、或散装干燥(bulk drying)。

其他实施方式涵盖包含所公开方法生产的稳定剂组合物的食品。另一个实施方式涵盖包含适用于药物产品、营养食品、保健产品、化妆品、个人护理产品、消费品、农产品、或化学制剂的稳定剂组合物的工业悬浮液。