脂溶性维生素混合物的稳定 乳液和干粉及其制备方法和用途 本发明涉及新颖的脂溶性维生素混合物的稳定乳液和干粉，以及它们的制备方法和它们的用途。
脂溶性维生素在人和动物的营养方面扮演重要的角色。这些脂溶性试剂通常以其纯净的形式存在，由于它们是易氧化物质，所以它们处理起来要么困难，要么根据不能处理。而且，上述试剂的精细分散体有益于达到最佳吸收率，故有最佳的生物利用率。因此这些物质经常以乳液的形式、优选以干粉的形式提供，其中上述试剂既可以纯净的形式也可作为生理耐受油溶液以细分散形式进入保护胶体中。
脂溶性维生素干粉可以根据文献公开的方法按配方制造，特别全面的描述是在R.A.Morton，Fat Soluble Vitamins，Intern.Encyelopedia ofFood and Nutrition，Volume 9，Pergamon Press 1970，134-139页。这些必需使脂溶性维生素被乳化进水保护胶体溶液，均化并随后(合适的话在涂料存在的情况下)干燥。
经常使用的保护胶体是生物聚合物。公开于专利DE-A-1123084，US2756177，US4670247和EP-A-0285682，EP-A-0565989和DE-A-4424085中，例如明胶、阿拉伯树胶、淀粉、木质素或其它部分水解大豆蛋白，和从天然资源获得的其它物质。同时，商购保护胶体的汇编见于R.A.Morton，Fat Soluble Vitamins，Intern.Encyclopedia ofFood and Nutrition，Volume 9，Pergamon Press 1970，130/131页。
当使用其组成适应于生理要求的包括脂溶性维生素混合物地干粉，且其中单独成份在一些情况下使用极大量或较小量时，通过特别严格的配制使该要求得到满足。在这种情况下，对于使用者特别重要的是，除了要求稳定性，还要确保在所有颗粒中试剂分散同样均匀。
本发明的一个目的是提供一种用于制备稳定的以精细分散形式存在的脂溶性维生素混合物的方法。而且同样提供脂溶性维生素干粉，其中除了要求的稳定性外，还要确保在所有颗粒中的试剂分散同样均匀。
术语“脂溶性维生素”以对于本发明目的来说，具体包括维生素A、D、E和/或K，相应的维生素原和维生素衍生物例如具有类似作用的维生素A、D、E或K的酯，而对于权利要求书中的术语“维生素(A、D、E、K)”则包括它们的衍生物和其混合物。
我们已经发现本发明目的是通过制备脂溶性维生素稳定乳液或稳定干粉的方法实现的，其中包括在水中分别在各种情况下乳化：
a)维生素K和
b)维生素D、维生素E和维生素A或惰性油或维生素A和惰性油的混合物的混合物，它们获得的方法是：
b1)将维生素D溶于惰性油和/或维生素A，与维生素E混合，或
b2)将维生素D加入维生素E和维生素A和/或惰性油的混合物，
对a)和b)的成份各在以下物质存在情况下进行乳化，
c)一种或多种保护胶体，
d)合适的话一种或多种糖和/或糖醇，和
e)合适的话其它添加剂，
接着混合各乳液，并合适的话在涂料存在的情况下干燥该混合物以制备出稳定的维生素干粉。
如果维生素混合物按上述文献公开的方法配制，其中首先将脂溶性维生素混合，接着乳化进水保护胶体溶液，均质并最终干燥，可观察到下列现象：
在乳化步骤之前制备的维生素K和维生素A和/或维生素E的油质混合物自然变成深红色，这种红色从使用的角度看经常是不希望得到的。
而且发现维生素E和维生素D的混合物中，维生素E含有量超过70wt％，则导致维生素D严重分解。因此，例如在99.6重量份的维生素E和0.4重量份的维生素D的混合物中测得的维生素D的活性损失约50％。
现在可以借助于本发明的方法消除稳定性的问题，并控制所需的干粉颜色。因此，基于独立的一方面维生素K的乳化，另一方面维生素A、D和/或E的混合物的乳化，能保持维生素的固有颜色。即便接着对两种制得的乳液进行混合，仍然能保存其淡黄色。
根据本发明可以防止在大量维生素E存在的情况下维生素D活性大大降低，它是通过首先将维生素D溶于维生素A和/或惰性油中，接着将维生素E加入得到的溶液中，其中相对于维生素E的重量份，维生素A和/或惰性油具有的重量份至少25％，优选超过50％，特别优选超过100％。在另一种用于稳定维生素D的不同的方法中，维生素E的浓度首先用至少25％wt，优选超过50％wt的维生素A和/或惰性油，“稀释”减小接着将维生素D加入这种混合物中。
对于某种应用，例如，对于染色食品或药品，上述红色维生素混合物的稳定组成是有利的。这种类型的产品的获得是通过本发明的方法完成的，其中包括在水中乳化以下物质的混合物：
a)维生素D、维生素E和维生素K、和维生素A或惰性油或者是维生素A和惰性油的混合物，其获得是通过：
a1)将维生素D溶于惰性油和/或维生素A，并与维生素E和维生素K混合，或
a2)将维生素D加入维生素E和维生素K和维生素A和/或惰性油的混合物中，
乳化是在以下物质存在情况下进行：
c)一种或多种保护胶体，
d)合适的话一种或多种糖和/或糖醇和
e)合适的话其它添加剂，
且合适的话在涂料存在的条件下，干燥该乳液以制备稳定的维生素干粉。
而这种制备方案，通过步骤a1)或a2)也能确保维生素D的稳定性，在乳化之前混合维生素E与维生素K，生产出其色彩能表征随后得到的乳液和干燥后得到的干粉的深红色油。
在根据本发明的两种不同方法中使用的脂溶性维生素混合物的组成是5-90％wt的维生素A和/或惰性油，5-90％wt的维生素E，0.01-1％wt的维生素D和0.1-10％wt的维生素k，对于各组分其百分重量数据相加之和是100％。
上述方法的一个具体实施方案是维生素混合物含25-70％wt的维生素A和/或惰性油、30-70％wt的维生素E，0.05-0.4％wt的维生素D和2-8％wt的维生素k，对于各组分其百分重量数据相加之和是100％。
由于根据本发明的上述两种方法；产生出脂溶性维生素A、D、E和K的混合物和脂溶性维生素D、E和K的混合物的稳定的乳液和干粉，对下述三元组合物，即维生素A、D、K，维生素A、E、K和维生素A、D、E，解决其稳定性问题也是本发明的目的。
通过下述用于制备稳定的维生素乳液和干粉的方法，已经实现了本发明目的，其中包括：
1)对维生素A、D和K的三元组合物，在水中分别乳化：
a)维生素K和
b)维生素D和维生素A的混合物，
对a)和b)成份各在以下物质存在情况下进行乳化
c)一种或多种保护胶体，
d)合适的话一种或多种糖和/或糖醇和
e)合适的话其它添加剂，
接着混合各乳液，且合适的话在涂料存在情况下，干燥该混合物以制备出稳定的维生素干粉。
2)对于维生素A、D和K的三元组合物，在水中乳化：
a)维生素A、维生素K和维生素D混合物，乳化在以下物质存在条件下进行：
c)一种或多种保护胶体，
d)合适的话一种或多种糖和/或糖醇和
e)合适的话其它添加剂
且合适的话在涂料存在的条件下，干燥该乳液以制备出稳定的维生素干粉。
3)对于维生素A、E和K的三元组合物，在水中分别乳化：
a)维生素K和
b)维生素A和维生素E的混合物，
对a)和b)的成份各在以下物质存在情况下进行乳化：
c)一种或多种保护胶体，
d)合适的话一种或多种糖和/或糖醇和
e)合适的话其它添加剂，
接着混合各乳液，且合适的话在涂料存在的条件下，干燥该混合物以制备出稳定的维生素干粉。
4)对于维生素A、E和K的三元组合物，在水中乳化：
a)维生素A、维生素E和维生素K的混合物，乳化在以下物质存在条件下进行：
c)一种或多种保护胶体，
d)合适的话一种或多种糖和/或糖醇和
e)合适的话其它添加剂，
且合适的话在涂料存在条件下，干燥该乳液以制备出稳定的维生素干粉。
5)对于维生素A、D和E的三元混合物，在水中对以下物质的混合物进行乳化：
a)维生素D，维生素E和维生素A或惰性油或维生素A和惰性油的混合物，其获得是通过：
a1)将维生素D溶于惰性油和/或维生素A，并与维生素E混合，或
a2)将维生素D加入维生素E和维生素A和/或惰性油的混合物中，
乳化是在以下物质存在条件下进行：
c)一种或多种保护胶体，
d)合适的话一种或多种糖和/或糖醇和
e)合适的话其它添加剂，
且合适的话在涂料存在条件下，干燥该乳液以制备出稳定的维生素干粉。
根据本发明的方法1)和方法2)使用的脂溶性维生素混合物其组成是70-98％wt的维生素A，0.01-1％wt的维生素D和2-30％wt的维生素K。
在方法3)和4)中使用的脂溶性维生素混合物具有下述组成：5-90％wt的维生素A，5-90％wt的维生素E和0.1-10％wt的维生素K。
根据本发明的方法5)使用的维生素混合物其组成是5-90％wt的维生素A和/或惰性油，5-90％wt的维生素E和0.01-1％的维生素D，对于上述各组分其百分重量数据相加的和是100％。
用于制备脂溶性维生素的乳液和干粉的上述详细描述的所有五种不同的方法，其通过确定包括由维生素A、D、E和K组成的三元组合物，致使能产生稳定的产品，通过根据本发明具体的乳化方法，其色彩可调成所需的颜色。
当进行根据本发明的方法时，第一个步骤是对脂溶性维生素进行混合，在维生素组合是A、D、E、K；D、E、K的情况下，使用A、D、E和D和E，首先在升温条件下，例如约40℃至80℃，优选50℃至70℃制备维生素D在维生素A和/或惰性油中的溶液。剩余的维生素接着加入这个溶液，将其在50℃至70℃条件下乳化进水保护胶体溶液。
但是也可以在上述温度下先将维生素E和维生素A、维生素K和/或惰性油混合，以使降低维生素E的浓度，并在这时才将维生素D加入该混合物并将其乳化进水保护胶体溶液。
在当维生素K存在时，该维生素乳液的红色是不希望得到的情况下，宜在上述条件下分别对维生素K，和维生素A、E和/或D以及合适的话惰性油的混合物进行乳化，随后混合这些乳液。
在均质和将乳液粘度通过水适当稀释调节成50-300cp，优选70-150cp后，以常规方式把乳液转化成粉状产品，例如通过喷雾干燥或通过喷雾冷却或通过使用惰性涂料在喷雾塔内喷雾乳液，收集喷涂过的颗粒，并在流化床上干燥。
根据本发明制得的稳定的维生素干粉含3-40％wt的维生素A、维生素D、维生素E和/或维生素K和/或惰性油的混合物，5-40％wt的保护胶体，0-30％wt的糖和/或糖醇，0-70％wt的涂料和合适的话0-25％wt的其它添加剂，各组分百分重量数据之和是100％。
术语“惰性油”意指生理可接受的油，例如芝麻油、玉米油、棉籽油、豆油或花生油，和中等链长度的植物脂肪酸酯。
使用的保护胶体的例子是明胶、鱼明胶、淀粉、糊精、植物蛋白、果胶、阿拉伯树胶、酪蛋白、酪蛋白酸盐或它们的混合物，优选使用明胶、阿拉伯树胶、植物蛋白和/或变性淀粉。但是，聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、甲基纤维素、羧甲基纤维素，羟丙基纤维素和藻酸盐也可以被想到作为优选的保护胶体。对于进一步的细节，参考R.A.Morton，Fat Soluble Vitamins，Infern.Encyclopedia of Food andNutrition，Volume 9，Pergamon Press 1970，128-131页。为了增强最终产品的机械稳定性，向胶体加入增塑剂是有益的，例如加入糖或糖醇，如蔗糖、葡萄糖、果糖、乳糖、转化糖、山梨醇、甘露醇、麦芽糖糊精或甘油。根据本发明方法优选的方案，使用蔗糖、乳糖和/或麦芽糖糊精。
其它可以添加进来以增强上述试剂氧化降解稳定性的添加剂是稳定剂，例如叔丁基羟基甲苯、叔丁基羟基茴香醚、抗坏血酸或乙氧喹(ethoxyquins)。它们优选与维生素，合适时与添加进来的乳化剂一起乳化进水保护胶体溶液。可以使用的乳化剂的例子是抗坏血酸基(ascorbyl)棕榈酸酯，脂肪酸聚甘油酯、脱水山梨糖醇脂肪酸酯、丙二醇脂肪酸酯或卵磷脂。
术语涂料指的是诸如淀粉和/或淀粉衍生物和硅石和/或硅石衍生物的化合物，借助它们的帮助，维生素干粉具有物理稳定性。优选食品领域的涂料是淀粉或淀粉衍生物，特别是玉米或大米淀粉。
根据本发明的产品既可以作为食品和药品的添加剂也可以作为家畜营养的添加剂。在某种情况下，直接使用制得的乳液本身，而不用将它们转化成干粉也是合适的。
下述实施例对本发明方法进行详细解释。
实施例1：
a)维生素混合物的制备：
1.7g(4×107IU/g)的维生素D3通过在65℃搅拌下溶于500g(1.7×106IU/g)的预热的维生素A棕榈酸酯，并接着在65℃下将500g(1100IU/g)的d，1-α-生育酚和45g的维生素K1加入。
b)乳液的制备：
2kg的阿拉伯树胶和2kg的蔗糖在65℃下溶于置于乳化容器的9kg蒸馏水中。搅拌30分钟后，加入维生素混合物，并将该混合物均质2小时。接着，该乳液用水稀释直至粘度是约100cp，且用淀粉包封，在喷雾塔内干燥。
获得了具有下述维生素含量的棕黄色维生素干粉：
维生素A棕榈酸酯： 91000IU/g
维生素D3： 7090IU/g
维生素K1： 0.41％
d，1-α-生育酚： 4.88％
实施例2
a)维生素混合物的制备
1.7g(4×107IU/g)的维生素D3通过在65℃搅拌下溶于500g(1100IU/g)的d，1-α-生育酚，并接着在65℃将500g(1.7×106IU/g)的维生素A棕榈酸酯加入。
b)乳液的制备
2kg的阿拉伯树胶和2kg的蔗糖在65℃下溶于置于乳化容器的9kg蒸馏水中。搅拌30分钟后，将500g溶液转移至1L反应器中，与45g维生素K1一起均质，剩余的保护胶体溶液与由a)得到的维生素混合物一起混合，并均质约2小时。上述两种乳液在一单独的乳化容器中缓慢混合，用水稀释直至粘度约为100cp，并用淀粉包封，在喷雾塔内干燥。
获得了具有下述维生素含量的淡黄色维生素干粉：
维生素A棕榈酸酯： 72000IU/g
维生素D3： 3340IU/g
维生素K1： 0.44％
d，1-α-生育酚： 4.17％
维生素D3的含量降至约50％的原始用量
实施例3
a)维生素混合物的制备
1.7g(4×107IU/g)的维生素D3通过在65℃搅拌下溶于500g(1.7×106IU/g)的维生素A棕榈酸酯，并接着将500g(1100IU/g)的d，1-α-生育酚加入。
b)乳液的制备
2kg的阿拉伯树胶和2kg的蔗糖在65℃下溶于置于乳化容器的9kg蒸馏水中。搅拌30分钟后，将500g该溶液转移至1L反应器中，与45g的维生素K1一起均质。剩余的保护胶体溶液与由a)得到的维生素混合物一起混合，并均质约2小时。上述两种乳液在一单独的乳化容器中缓慢混合，用水稀释至粘度约100cp，且用淀粉包封，在喷雾塔内干燥。
该淡黄色维生素干粉具有下述维生素含量：
维生素A棕榈酸酯： 103000IU/g
维生素D3： 7540IU/g
维生素K1： 0.49％
d，1-α-生育酚： 4.68％
实施例4
a)维生素混合物的制备
1.7g(4×107IU/g)的维生素D3通过在65℃搅拌下溶于65g的分馏椰子油中，并接着在65℃下将500g(1.7×106IU/g)的维生素A棕榈酸酯和500g(1100IU/g)的d，1-α-生育酚的混合物加入。
b)乳液的制备
2kg的阿拉伯树胶和2kg的蔗糖在65℃下溶于置于乳化容器的9kg蒸馏水中。搅拌30分钟后，将500g溶液转移至1L反应器中，与45g维生素K1一起均质。剩余的保护胶体溶液与由a)得到的维生素混合物一起混合，并均质约2小时。上述两种乳液在一单独的乳化容器中缓慢混合，用水稀释直至粘度约100cp，并用淀粉包封，在喷雾塔内干燥。
该淡黄色维生素干粉具有下述维生素含量：
维生素A棕榈酸酯： 71600IU/g
维生素D3： 5850IU/g
维生素K1： 0.36％
d，1-α-生育酚： 3.96％
实施例5
a)维生素混合物的制备：
1.2g(4×107IU/g)的维生素D3通过在65℃搅拌下溶于350g(1.7×106IU/g)的维生素A棕榈酸酯，并接着加入350g(1100IU/g)的d，1-α-生育酚。
b)乳液的制备
1.4kg的用辛烯基琥珀酸钠改性的淀粉和1.4kg的蔗糖在65℃下溶于置于乳化容器的6.3kg的蒸馏水中。搅拌30分钟后，将500g溶液转移至1L反应器中，与33g的维生素K1一起均质。剩余的保护胶体溶液与由a)得到的维生素混合物一起混合，并均质约2小时。上述两种乳液在一单独的乳化容器中缓慢混合，用水稀释直至粘度约100cp，并用淀粉包封，在喷雾塔内干燥。
该淡黄色维生素干粉具有下述维生素含量：
维生素A棕榈酸酯： 85300IU/g
维生素D3： 7080IU/g
维生素K1： 0.44％
d，1-α-生育酚： 4.78％
实施例6
a)维生素混合物的制备
2.6g(4×107IU/g)的维生素D3通过在65℃搅拌下溶于750g(1.7×106IU/g)的预热维生素A棕榈酸酯中，并接着在65℃将750g(1100IU/g)的d，1-α-生育酚加入。
b)乳液的制备
2kg的酪朊酸钠和4kg的蔗糖在65℃下溶于置于乳化容器的7kg蒸馏水中。搅拌30分钟后，将500g溶液转移至1L反应器中，与68g的维生素K1一起均质。剩余的保护胶体溶液与由a)得到的维生素混合物一起混合，并均质约2小时。上述两种乳液在一单独的乳化容器中缓慢混合，用水稀释至粘度约100cp，并用淀粉包封，在喷雾塔内干燥。
该淡黄色维生素干粉具有下述维生素含量：
维生素A棕榈酸酯： 86500IU/g
维生素D3： 6950IU/g
维生素K1： 0.47％
d，1-α-生育酚： 4.8％
实施例7
维生素混合物的制备
1.7g(4.0×107IU/g)的维生素D3通过在65℃搅拌下溶于500g(1100IU/g)的d，1-α-生育酚，并接着在65℃将500g(1.7×106IU/g)的维生素A棕榈酸酯加入。该混合物接着冷却至4℃，并在该温度下贮藏2周。4天和10天之后，测定混合物中维生素的含量。
4天：
计算值 测定值
维生素A棕榈酸酯 850000IU/g 848000IU/g
维生素D3 66000IU/g 33500IU/g
d，1-α-生育酚 49.9％ 50.0％
10天：
计算值 测定值
维生素D3： 66000IU/g 33500IU/g
实施例8
使用列于表1的维生素D3(4×107IU/g)或溶于分馏椰子油的维生素D3的溶液与多种用量的d，1-α-生育酚(1100 IU/g)在65℃搅拌下混合。在制备结束之后，马上分析该混合物样品的维生素D含量。剩余的一半维生素混合物在所有情况下于65℃贮藏24小时，另一半在5℃下贮藏24小时。这两半接着进行维生素D3含量的测定。
表1 实 施 例 维生素D [mg] 椰子油 [g] 维生素E [g]维生素D含量(5min，65℃) [％of th.]维生素D含量(24h，65℃) [％of th.] 维生素D含量 (24h，5℃) [％of th.] 1 52.9 14.90 69 2 61 2 52.3 3.68 10.90 89 50 90 3 51.1 7.28 7.30 93 87 93 4 54.9 10.99 3.68 94 86 90