CN101005769A - 用于在食用基底上打印的食品级喷墨油墨 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了包括食品级染料和食品级二醇的食品级有色液体。还提供了将食品级有色液体直接涂布在食用基底的表面上的方法，以及其表面上涂布有食品级有色液体的食用基底。在一些实施方案中，食品级有色液体包括表面张力改性剂以降低表面张力。食品级有色液体可以任选包括甘油和水。在一个实施方案中，食品级二醇占有色液体的至少约25重量％，水占有色液体的不超过约35重量％。

Description

用于在食用基底上打印的食品级喷墨油墨
背景技术
喷墨打印是一种广泛用于装饰食品表面的潜在打印应用。然而，为适用于食品，油墨配制品应该是食品级的配制品，应该与将涂布的食品表面相容，并且应该使它们具有适用于喷墨打印机的性能(例如，粘度、表面张力、耐拖尾性(smear resistance)、溶解度、干燥时间)。目前很少使用的油墨满足所有这些限制。例如，许多喷墨油墨配制品包含在被人吸收时对健康有害的化合物。其它油墨配制品具有较高含水量，导致粘度过低，不能将油墨成功地喷射到食用表面上。其它的喷墨油墨配制品不能在没有拖尾或图像渗色的情况下直接打印到食品基底上。已经用于处理后一问题的一种方案是将装饰物打印到食用纸如米纸上，然后将装饰纸施用到食品上。不幸的是，这种方法包括多个处理步骤、并且不能很好地适用于所有形状和尺寸的食品。因此，需要食品级着色配制品，它能被直接打印在各种食品表面上，并且使用喷墨打印技术而产生高质量图像。
发明内容
本发明提供用于在食用基底上打印的食品级有色液体、用于将食品级有色液体直接涂布在食用基底上的方法，和具有有色液体涂布于其上的食用基底。食品级有色液体通常从食品级染料和二醇类和任选的水和/或甘油制造。食品级有色液体具有使它们适于直接打印在各种食用基底表面上的特性。特别地，食品级有色液体可以适于用喷墨打印机打印，包括压电喷墨打印机。本文中，术语″食品级″指直至规定量的特定化合物可以被人吸收而通常不会损害健康。食品级化合物的实例包括被美国食品和药物管理局(″FDA″)″通常认为安全的″(″GRAS″)那些化合物以及被FDA核准用于人消费的食品中的着色剂。特别食品安全的化合物包括由21C.F.R.§§73、74、172、182和184核准的那些化合物。
有色液体可以含有大量食品级二醇，如1，2-丙二醇。在一些实施方案中，有色液体包括至少约10重量％(重量％)的食品级二醇。这包括有色液体含至少约25重量％的食品级二醇的实施方案，还包括有色液体含至少约40重量％的食品级二醇的实施方案。除了食品级二醇之外，有色液体可以任选地包括水、甘油或水和甘油的混合物。在一个典型的实施方案中，食品级二醇和存在的任何水或甘油占食品级有色液体的至少约90重量％。
食品级有色液体可以制备得具有低含水量。例如，在一些实施方案中，食品级有色液体可以含有不超过约35重量％的水。这包括有色液体含有不超过约20重量％的水的实施方案，还包括有色液体含有不超过约5重量％的水的实施方案。食品级有色液体可以含有或基本不含水，例如含水量不超过约1重量％。在这些组合物中，任何存在的水可以是全部或部分起因于在潮湿条件下从空气中吸收的水，和/或是作为杂质或构成有色液体的一种染料或溶剂的微量成分而引入的水。有利的是限制有色液体中存在的水量，因为高含水量会降低液体的粘度，使它们不适用于某些打印应用，如使用高喷射温度的喷墨打印应用。
尽管甘油不是必须的成分，但是甘油是有用的共溶剂，因为有色液体中所用的许多食品级染料在甘油中表现出高溶解性。通常，当存在甘油时，其占有色液体的至少约3重量％。这包括甘油占有色液体的至少约10重量％的实施方案，还包括的甘油占有色液体的至少约20重量％实施方案，还包括甘油占有色液体的至少约30重量％的实施方案。如果存在甘油，存在的甘油量将取决于各种因素，包括食品级染料在食品级二醇中溶解的程度。因此，一些有色液体可以含有相对少量的甘油(例如约2～10重量％)，其它的可以含有大量甘油(例如约30～45重量％)。在其它实施方案中，甘油处于中间量(例如约12～18重量％)。
在某些实施方案中，食品级染料包括食品级染料；甘油；至少约25重量％的1，2-丙二醇(并且通常至少约50重量％的1，2-丙二醇)；以及表面张力改性剂。在这种有色液体中，1，2-丙二醇、甘油和任何任选的水通常占有色液体的至少约90重量％。任何存在的水通常占有色液体的不超过约35重量％，更适合地不超过约10重量％。表面张力改性剂可以包括失水山梨醇酯(例如，一种或多种聚氧乙烯失水山梨醇的脂肪酸单酯)、脂肪酸如妥尔油脂肪酸的混合物、脂肪酸多元醇偏酯(例如，一种或多种聚甘油脂肪酸单酯，如八甘油单油酸酯)和/或卵磷脂(例如羟基化的卵磷脂)。
用于制造有色液体的食品级染料可以包括合成染料、天然染料或其组合。本说明书中，术语″染料″指在水中和/或在本发明的有色液体中使用的其它共溶剂中可溶解的染料，其含有大量二醇类和/或甘油。在一些实施方案中，有色液体可以基本上不含不溶物。用于本发明的着色液体中的适宜合成染料包括食品级FD&C染料，如FD&C红#3、FD&C红#40、ED&C黄#5、FD&C黄#6、FD&C蓝#1和FD&C绿#3。适合的天然染料包括姜黄根油性树脂、胭脂虫提取物、栀子花提取物和源于植物汁的天然颜色。适合的天然染料的其它具体实例包括但不限于甜菜提取物、葡萄皮提取物和含叶绿素的提取物(例如荨麻提取物、紫花苜蓿提取物和菠菜提取物)。为得到所需的色调或颜色深浅，有色液体可以包括多于一种的合成和/或天然食品级染料的混合物。在典型实施方案中，基于溶解的固体(dsb)计，有色液体含有约0.1～10重量％的食品级染料。这包括有色液体含有约0.5～7.5重量％(dsb)的食品级染料的实施方案，还包括有色液体含有约0.5～5重量％(dsb)的食品级染料的实施方案。
由于有色液体预期用于食用基底上，因此它们满意地是由高纯度食品级染料制造。例如，有色液体中用的食品级染料可以是至少约85重量％纯。即，染料可以含有不超过约15重量％的包括水份的污染物和杂质。在一些情况下，食品级染料是至少约87重量％纯。或者，可以基于严格干重分析染料纯度，在这种情况下食品级染料满意为至少约92重量％纯。在一些实施方案中，基于干重分析时，食品级染料为至少约95重量％纯。这包括当基于干重分析时食品级染料至少约98重量％纯的实施方案。
无机盐如氯化钠和硫酸钠是食品级染料如食品级FD&C染料中常见的杂质实例。不幸的是，具有高盐含量的液体可能会腐蚀打印机部件，并缩短打印机寿命。因此，通常有利的是在有色液体的制备中使用低无机盐含量或至少低氯根离子和/或硫酸根离子含量的食品级染料。在一些示例性实施方案中，有色液体含有一种或多种无机盐含量不超过约0.5重量％的合成食品级染料，更具体而言，在一些情况下氯根离子和/或硫酸根离子含量不超过约0.5重量％。这包括有色液体含有一种或多种无机盐含量或至少氯根离子和/或硫酸根离子含量不超过约0.2重量％的合成食品级染料的实施方案，满意为不超过约0.1重量％。合成食品级染料中的盐(例如氯根离子和/或硫酸根离子)杂质含量优选不超过约1000ppm。在一些实施方案中，氯化物和/或硫酸盐含量可以不超过约500ppm，在其它实施方案中，氯化物和/或硫酸盐含量可以不超过约100ppm。
除了食品级染料和二醇类及任何任选的甘油和/或水之外，食品级有色液体可以含有各种食品级添加剂，如表面张力改性剂、增稠剂、抗氧剂、防腐剂、缓冲剂和抗菌剂。这些额外的添加剂通常以少量存在，例如不超过约10重量％和满意不超过约5重量％。低级醇(即具有1～6个碳原子的醇)，例如异丙醇、乙醇、正丁醇和异丁醇或它们的混合物是可以在有色液体中以有限量存在的添加剂实例。低级醇可以用作表面张力改性剂，并且通常存在量可以不超过约10重量％。这包括低级醇存在量不超过约5重量％的实施方案，还包括低级醇存在量不超过约0.5重量％的实施方案。
有色液体满意为具有使它们适于在各种类型打印机，包括利用压电打印头的喷墨打印机中使用的打印油墨的性能。粘度是可以对有色液体进行控制以制造适于喷墨打印的液体的一种性能。通常优选在进行打印的喷射温度下有色液体的粘度为约8～14厘泊(cps)。在一些实施方案中，所需喷射温度下有色液体粘度为8～14cps。通常喷射温度为室温约25℃到至少约80℃或更高的高温。通常高喷射温度为约50～70℃。例如，有色液体在60℃的喷射温度下的粘度为约8～14cps。或者，有色液体在25℃的喷射温度下的粘度为约8～14cps。
本发明的有色液体优选但不必须表现出牛顿粘度，即，粘度不随剪切速率变化而变化。特别地，当在选自20～70℃(例如，60℃)的温度范围进行测量时，随着剪切速率从约15增至45rpm，有色液体可以表现出不超过约2cps的布氏粘度变化。在一些实施方案中，当在选自20～70℃(例如，60℃)的温度范围进行测量时，随着剪切速率从约15增至45rpm，有色液体表现出不超过约1cps的布氏粘度变化，在其它的实施方案中，有色液体表现出不超过约0.5cps的布氏粘度变化。
有色液体通常在25℃下的表面张力为约20～60达因/厘米(cm)。这包括有色液体在25℃下的表面张力为约25～50达因/厘米的实施方案。通过使用表面张力改性剂可以降低有色液体的表面张力。在有色液体使用的合适的表面张力改性剂包括但不限于：失水山梨醇酯(例如聚氧乙烯失水山梨醇酯)、脂肪酸(例如妥尔油脂肪酸)、脂肪酸的混合物、脂肪酸的酯(例如脂肪酸的聚甘油酯)和卵磷脂。使用这些表面张力改性剂，可以制备在25℃下表面张力不超过约40达因/厘米、更适合地不超过约38达因/厘米、优选在25℃下不超过约35达因/厘米的食品级有色液体。通常，有色液体可以含有不超过约10重量％的表面张力改性剂，优选不超过约5重量％的表面张力改性剂。例如，有色液体可以包括约0.05～约3重量％的失水山梨醇酯，例如，聚氧乙烯失水山梨醇酯，如聚氧乙烯失水山梨醇单棕榈酸酯和/或聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯。在其它实施方案中，有色液体可以包括约1～约5重量％的脂肪酸的混合物，例如妥尔油脂肪酸，如油酸和亚油酸的混合物。在其它实施方案中，有色液体可以包括约0.1～约3重量％的聚甘油(例如，八甘油)的脂肪酸单酯，如八甘油单油酸酯。
用于本发明的有色液体中的其它适合的表面张力改性剂包括卵磷脂，特别是已被脱油并被改性以增强水溶解度的卵磷脂(即，具有较高HLB值的卵磷脂)。适合的卵磷脂的实例包括羟基化的卵磷脂(例如，羟基化的大豆卵磷脂)、酶改性的卵磷脂(例如，酶改性的大豆卵磷脂)和乙酰化的、羟基化的卵磷脂。有色液体的实施方案可以包括约0.1～约3重量％的改性卵磷脂，如HLB值至少约9的卵磷脂，例如约0.3～约2重量％的羟基化的大豆卵磷脂。
为防止喷墨打印机喷嘴堵塞，有利的是提供具有较小粒子含量的有色液体。粒子含量可以表征为液体的淤积密度指数(SDI)。SDI值提供一种对粒子含量的量度，它与膜堵塞速度与液体中的颗粒物的量有关。SDI值可以测量如下：将相等体积的待测液体的两等分试样相继倒进过滤器中，并测量每一个等分试样通过过滤器所需要的时间。利用第一等分试样通过过滤器所用时间与第二等分试样通过过滤器所用时间的比提供SDI。较高的SDI值表明液体具有较低的粒子含量。在过滤器上未积聚并因此粒子含量极低的液体SDI值为1。所提供食品级有色液体包括但不限于SDI为至少约0.5的液体。在某些实施方案中，有色液体SDI至少约0.75。这包括有色液体SDI至少约0.9的实施方案。
除非另有所指，对于给定的液体样品，可以在制备样品后的任意时间测量样品的SDI值，不需要在测量之前设置任何特定的处理条件。在一些情况下，参见以下的实施例1，通过加热测试SDI值。本文中，根据实施例1所述的过程在将样品在至少70℃的温度下加热老化至少11天后测量加热测试SDI值。
食品级有色液体可以具有相对较低的比重。在典型实施方案中，食品级有色液体的比重不超过1.15。这包括有色液体的比重不超过1.13的实施方案，还包括有色液体的比重不超过1.10的实施方案。
在制备后，可以使用常规打印设备如喷墨打印机将本发明的有色液体直接打印在各种食用基底的表面上。其上打印液体的表面优选是多孔的，以促使表面吸收染料。适合的食用基底包括但不限于脆饼、口香糖、饼干、谷类食物、玉米面薄饼、甜燕麦谷条(granola bar)、年糕、小甜饼、馅饼皮、华夫饼、包括休闲蛋糕的蛋糕、棉花糖、蜜饯、意大利面食和各种面包产品，如烤面包、小圆面包、百吉饼和玉米粉圆饼。
具体实施方式
本发明提供食品级有色液体。所述食品级有色液体含有至少一种食品级染料和食品级二醇如1，2-丙二醇，并被用于直接在各种食用基底的表面上打印。本文中，″食品级″指直至规定量的特定化合物都可以被人吸收，而通常不会损害健康。因此，为满足″食品级″有色液体的标准，有色液体在被人吸收时应该不含或基本不含通常对健康有害的化合物。当因污染而存在例如痕量的这种化合物时，那些化合物的存在量应低于损害健康的量。
食品级有色液体能很好地适用于各种喷墨压电打印头。打印头制造商的实例包括Spectra、Xaar、Hitachi和Pico Jet。
还可以提供其上涂布了有色液体的食用基底。可以打印食品级有色液体的食用基底的实例包括但不限于脆饼、口香糖、饼干、谷类食物、玉米面薄饼、甜燕麦谷条、年糕、小甜饼、馅饼皮、华夫饼、包括休闲蛋糕的蛋糕、棉花糖、蜜饯、意大利面食和各种面包产品如烤面包、小圆面包、百吉饼、和玉米粉圆饼。这种其上涂布食品级有色液体的食用基底的表面优选是多孔表面，从而促进表面吸收食品级有色液体和加速干燥。本文中，术语″多孔表面″意指包括具有足够孔隙度以允许食品级有色液体至少部分被吸收的任何表面。食品级有色液体还可以被涂布到非多孔食用表面上，然而，向这种表面涂布有色液体需要在涂布有色液体后进行干燥步骤。
食品级二醇被用作溶剂，并可以占有色液体的大部分。例如，食品级二醇可以占有色液体的至少约25重量％。这包括食品级二醇占有色液体的至少约40重量％的实施方案，还包括食品级二醇占有色液体的至少约70重量％的实施方案，还包括食品级二醇占有色液体的至少约85重量％的实施方案。任选地，甘油、水或甘油和水的混合物可以与食品级二醇一起用作共溶剂。然而，在许多有色液体中，可以限制有色液体中存在的水量，以得到较高粘度。对于一些应用而言，较高粘度是有利的，因为其可以使有色液体适于在高喷射温度下进行喷墨打印。
因为具有相对较低的挥发性，甘油是一种良好的共溶剂选择，并且它的存在有助于溶解一些食品级染料。同样，甘油有助于防止食品级染料从溶液中固化、在喷嘴上结壳和堵塞喷嘴。当甘油用作共溶剂时，其通常存在量至少约3重量％。这包括甘油的存在量至少10重量％的实施方案，还包括甘油存在量至少约20重量％的实施方案，还包括甘油存在量至少30重量％的实施方案，甚至还包括甘油存在量至少约45重量％的实施方案。在一个示例性实施方案中，所述食品级有色液体含有至少约70重量％的1，2-丙二醇、甘油或它们的混合物。在另一个示例性实施方案中，所述食品级有色液体含有约25～95重量％的1，2-丙二醇、约3～40重量％的甘油和不超过约35重量％的水。
用于制造有色液体的食品级染料可以是合成染料、天然染料或合成和天然染料的混合物。食品级染料可以包括在1，2-丙二醇、甘油、水或它们的混合物的至少一种中溶解的任何染料。在一些实施方案中，优选的是食品级有色液体不含不溶的着色剂如颜料或色淀。适合的染料实例包括但不限于合成染料，如FD&C染料(如FD&C红#3、FD&C红#40、ED&C黄#5、FD&C黄#6、FD&C蓝#1和/或FD&C绿#3)。
适合的天然染料的实例包括但不限于姜黄根油性树脂、包括胭脂虫红酸的胭脂虫提取物、栀子花提取物、甜菜提取物和源于植物汁的其它天然颜色，以及含叶绿素的提取物，如荨麻提取物、紫花苜蓿提取物和菠菜提取物。花色素苷是另一类可用于有色液体中的食品级染料。花色素苷可以源于各种植物来源，包括果汁、接骨木、红醋栗、花楸果、植物汁、黑胡萝卜、红球甘蓝、葡萄和葡萄皮及甘薯。尽管食品级有色液体中所用的食品级染料的相对量可以随所需颜色、颜色深浅和强度而变化，但食品级有色液体通常含有约0.1～10重量％(dsb)的食品级染料。这包括有色液体含有约0.5～7.5重量％(dsb)的食品级染料的实施方案，还包括有色液体含有约0.5～5重量％(dsb)的食品级染料的实施方案。
用于制造有色液体的食品级染料优选是高纯度食品级染料。在一些情况下，食品级染料可以具有至少85重量％的纯度，其中染料中存在的任何水都归为杂质。这包括食品级染料是至少87重量％纯的实施方案。当严格基于干重分析染料纯度时，食品级染料优选纯度为至少92重量％。这包括当基于干重分析时食品级染料纯度为至少约95重量％的实施方案，还包括食品级染料纯度为至少约98重量％的实施方案。包括多种FD&C染料的市售食品级染料中常见杂质可以包括矿物，如钙，金属如铁，盐如氯化钠和硫酸钠，以及少量水。通常在食品级染料中矿物和金属的杂质含量不超过约50ppm。然而，在一些情况下，这些成分的杂质含量可以更少。例如，在一些食品级染料中，钙的杂质含量可以不超过约10ppm，优选不超过约5ppm。相似地，在许多适合的食品级染料中，铁的杂质含量可以不超过约10ppm，优选不超过约4ppm。水通常在食品级染料中作为杂质的存在量不超过约5重量％。这包括水在食品级染料中作为杂质存在的量不超过约2重量％的实施方案，还包括水作为杂质存的量不超过约1重量％的实施方案。
一些无机盐是特别不希望的杂质，因为这些盐会腐蚀包括打印头的打印机部件，从而降低用于涂布染料的打印机的寿命。因此，对于某些应用而言，有利的是减小食品级染料中无机盐杂质的含量。当使用食品级染料的混合物时，如果至少一种食品级染料，特别是至少一种FD&C食品级染料具有低无机盐含量(染料中的总固体含量百分比)，那么就可以实现无机盐含量和腐蚀性的降低。在这种实施方案中，优选任何食品级染料具有低盐含量，其量不超过约1重量％或不超过约0.6重量％。在一些含有食品级染料混合物的有色液体中，混合物中的所有食品级染料都具有低的无机盐含量。在一些实施方案中，其中所提供的食品级有色液体由无机盐杂质含量不超过约0.5重量％的一种或多种合成食品级染料制得。这包括一种或多种合成食品级染料的无机盐含量不超过约0.2重量％的实施方案，还包括一种或多种合成食品级染料的无机盐含量不超过约0.1重量％的实施方案。或者，在一些情况下，一种或多种合成染料中的无机盐杂质含量不超过约1,000ppm。在其它情况下，一种或多种合成食品级染料中的无机盐杂质含量可以不超过约500ppm，在其它情况下，一种或多种合成染料中的无机盐杂质含量可以不超过约100ppm。在包括合成染料如FD&C食品级染料的市售染料中的两种常见腐蚀性无机盐是通常为氯化钠形式的氯化物，以及通常硫酸钠形式的硫酸盐。在一些情况下，只要染料中的氯化物和/或硫酸盐含量保持较低，那么有色液体可以包括较高含量的较少腐蚀的盐。上述对于氯化物和硫酸盐含量的杂质限度具体指有色液体中的氯根离子和/或硫酸根离子含量。下表1所示为可用于制造食品级有色液体的两种高纯度、低盐食品级染料的示例性配方。表1所示两种染料都从Sensient Colors Inc.，St.Louis，Missouri得到。
     表1.低无机盐食品级染料
低盐FD&C 黄   低盐FD&C 蓝1
  钙 5ppm   --
  铁 4ppm   --
  水 --   3.6重量％
  NaCl 25ppm   2ppm
  Na2SO4 51ppm   34ppm
  染料 95重量％   95重量％
除了食品级染料和二醇类及任何任选的甘油和/或水共溶剂之外，食品级有色液体还可以含有其它食品级添加剂，如表面张力改性剂、增稠剂、抗氧化剂、防腐剂、缓冲剂和抗菌剂。这些额外的添加剂通常仅以少量存在。例如，额外的食品级添加剂可能以不超过约10重量％的量存在。这包括食品级添加剂存在量不超过约5重量％的实施方案，还包括食品级添加剂存在量不超过约3重量％的实施方案。所述添加剂可以包括异丙醇、乙醇或它们的混合物作为表面张力改性剂。在典型实施方案中，有色液体可以含有不超过约10重量％的异丙醇、乙醇或它们的混合物，更通常约1～5重量％。有色液体可以含有不超过约3重量％的低级醇，在一些实施方案中，有色液体可以基本不含低级醇如异丙醇，即含有不超过约0.5重量％的低级醇。在食品级有色液体中可以包括羟苯甲酯、羟苯丙酯或它们的混合物作为防腐剂。对于一些应用而言，优选排除某些添加剂。例如，根据本公开内容，一些食品级有色液体可以不含或基本不含一种或多种下述添加剂：二醇醚类、多元醇单醚、脲、四烷基铵阳离子(例如四甲基铵阳离子)、烷醇铵化合物(例如，单乙醇铵化合物、二乙基铵化合物或三乙醇铵阳离子)、阳离子酰胺化合物(例如质子化的甲酰胺)、二氧化硅、癸二酰氯(sebacyl chloride)、粘结剂和成膜剂。如果有色液体含有不超过约0.5重量％的额外的食品级添加剂，那么食品级有色液体就是″基本不含额外的食品级添加剂。在一些情况下，食品级有色液体含有不超过约0.2重量％的给定添加剂。在其它情况下，食品级有色液体含有不超过约0.1重量％的给定添加剂。例如，优选具有含不超过约0.05重量％的粘结剂和/或成膜剂的食品级有色液体，如聚合物、阿拉伯胶、水胶体、黄原胶、蜡、藻酸盐和多糖。
对于喷墨打印应用，通常优选在进行打印的喷射温度下有色液体其粘度为约8～14厘泊(cps)。这包括在所需喷射温度下有色液体粘度为8～12cps的实施方案。一些喷墨打印机被设计成在环境温度(即约25℃)下操作。其它喷墨打印机被设计成在高打印头温度下操作。例如，喷墨打印机可以在约50～70℃的喷射温度下操作。因此，优选控制有色液体的配方，包括食品级二醇与甘油的比和存在的水量，用来为预期喷射温度提供适合的粘度。例如，有色液体可以被调节到在60℃的喷射温度下粘度为约8～14cps。然而，这些有色液体的粘度在环境温度下明显较高。例如，所述有色液体在25℃下的粘度为约35～65cps。或者，有色液体可以被调节到在25℃的喷射温度下粘度为约8～14cps。
已经发现，表现出牛顿粘度的有色液体在食用基底上打印油墨时发挥良好。因此，在一些实施方案中，有色液体具有牛顿粘度。具体而言，当在60℃下剪切速率从约15增至45rpm时，有色液体可以表现出不超过约2cps的布氏粘度变化。在一些实施方案中，当在60℃下剪切速率从约15增至45rpm时，有色液体表现出不超过约1cps的布氏粘度变化，在其它实施方案中，有色液体表现出不超过约0.5cps的布氏粘度变化。
有色液体的表面张力可以在相当宽的范围内变化，只要其适于能够通过喷墨打印头喷射有色液体，并在食用基底的表面上打印。在一些实施方案中，有色液体在25℃下的表面张力为约20～60达因/厘米。这包括有色液体在25℃下表面张力为35～50达因/厘米的实施方案。
在一些情况下，在有色液体中可以包括表面张力改性剂以降低其表面张力。失水山梨醇酯是可以用在有色液体中的表面张力改性剂种类的实例。适合的失水山梨醇酯包括聚氧乙烯失水山梨醇酯。食品级聚氧乙烯失水山梨醇酯是以商品名Tween市售的。这些包括Tween 80(聚氧乙烯失水山梨醇单油酸酯)；Tween 65(聚氧乙烯失水山梨醇三硬脂酸酯)；Tween 60(聚氧乙烯失水山梨醇单硬脂酸酯)；Tween 40(聚氧乙烯失水山梨醇单棕榈酸酯)；和Tween 20(聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯)。脂肪酸如妥尔油脂肪酸和脂肪酸的混合物也可以用作食品级有色液体中的表面张力改性剂。Acintol(也称作Sylfat FA-1)是一种可以从Arizona Chemical(Panama City，FL)得到的适合的表面张力改性剂脂肪酸混合物的实例。Acintol是约40-45重量％的油酸和40-45重量％的亚油酸(共轭和非共轭的)的混合物。脂肪酸酯类，如脂肪酸聚甘油酯是可以加到有色液体中的另一组表面张力改性剂。Santone 8-1-0是一种八甘油单油酸酯(从LodersCroklaan，Netherlands得到)，并适于用作表面张力改性剂的食品级聚甘油酯的一个实例。
用于本发明的有色液体中的其它适合的表面张力改性剂包括卵磷脂，特别是已被脱油并被改性以增强水溶解性的卵磷脂(即，具有相对较高HLB值的卵磷脂)。适合的卵磷脂的实例包括羟基化的卵磷脂(例如，羟基化的大豆卵磷脂)，酶改性的卵磷脂(例如，酶改性的大豆卵磷脂)和乙酰化的、羟基化的卵磷脂。有色液体的实施方案可以包括约0.1～约3重量％的改性卵磷脂，如HLB值至少约9的卵磷脂，例如约0.3～约2重量％的羟基化的大豆卵磷脂。可以用于所提供的有色液体中的市售卵磷脂材料的一个实例以商品名Yelkin 1018(ADM，Decatur，IL)出售。
卵磷脂材料可以以多种形式得到，并且已经观察到了各种常见天然形式的卵磷脂材料。在商业实践中，如大豆卵磷脂材料的产品主要包括3或4种可能形式，并通常以未分馏的混合物出售。不同来源的卵磷脂材料可以由不同混合物构成。可以通过化学和/或酶处理对这些混合物的性能进行改性，以根据最终预期用途的需要改变亲水-疏水平衡。这种改性的一个实例是用氧进行氧化，最终形成在甘油二酯部分的脂质侧链上含有羟基的卵磷脂。这样降低了卵磷脂的疏水性，并增大了分子的总极性。
可以用作表面张力改性剂的表面活性剂可以用它们的疏水-亲脂平衡(HLB)值表征。HLB值大致与表面活性剂在水中的溶解度相关，更溶于水的材料通常具有更高的HLB值。用于本发明的喷墨油墨中的适合卵磷脂通常包括不超过约5重量％的油，其HLB值为至少约9，或更优选至少约10。
在一个实施方案中，本发明的有色液体配制品中所用的卵磷脂材料经常以具有高极性、高水溶解度和相对较高的HLB(例如，HLB至少约7，更适合地HLB至少约9)为特征。这种材料的实例包括羟基化的卵磷脂材料、乙酰化的卵磷脂材料等。以下表15所示为多种市售卵磷脂材料的HLB值。具有这些特性的卵磷脂材料可以通过包括一种或多种已知的改性卵磷脂材料的方法(例如，物理、化学、酶、辐射等)的工艺制造。物理改性指共混或共挤出不同特性的卵磷脂材料，以提供所需特性。可以在光敏剂和氧或其它氛围的存在下，使用高能电离辐射如钴-60γ射线、X-射线和电子束或UV辐射下的暴露来制造其特征是较高极性和/或较高水溶解度的改性卵磷脂材料。例如，卵磷脂材料可以是羟基化的大豆卵磷脂材料。
表15.选择的市售卵磷脂的HLB值
     卵磷脂材料      HLB值
    未改性的卵磷脂     4-6
    乙酰化的卵磷脂     7-8
    酶改性的卵磷脂     8-9
    羟基化的卵磷脂     10-12
使用这些表面张力改性剂，可以制备在25℃下表面张力小于约40达因/厘米的食品级有色液体。这包括在25℃下有色液体表面张力不超过约38达因/厘米的实施方案，还包括在25℃下有色液体表面张力不超过约35达因/厘米的实施方案，还包括在25℃下有色液体表面张力不超过约32达因/厘米的实施方案。
优选将少量表面张力改性剂加到食品级有色液体中。例如，在所提供的一些食品级有色液体中，表面张力改性剂占有色液体的不超过约10重量％。这包括表面张力改性剂占有色液体的不超过约5重量％的实施方案，还包括表面张力改性剂占有色液体的不超过约2重量％的实施方案，还包括表面张力改性剂占有色液体的不超过约1重量％的实施方案。例如，所提供的一些食品级有色液体可以含有约0.05～5重量％的表面张力改性剂。
在一些情况下，含有表面张力改性剂的食品级有色液体可以含有不超过约10重量％的水，优选不超过约5重量％的水。
食品级有色液体优选具有相对较低的粒子含量。同样，一些有色液体是可以通过0.2μm过滤器过滤的一种或多种食品级染料的溶液。粒子含量水平的一种量度可以是有色液体的淤积密度指数，其优选接近于1。所提供的食品级有色液体包括但不限于SDI为至少约0.5的液体。在某些实施方案中有色液体的SDI为至少约0.75。这包括有色液体的SDI至少约0.9的实施方案，还包括有色液体的SDI至少约0.95的实施方案。
在一些应用中，低比重可以是有利的。在典型的实施方案中，食品级有色液体的比重不超过1.13。这包括有色液体的比重不超过1.10(例如，约1.00～1.10)的实施方案。
食品级有色液体的pH值不是关键的，然而，有利的是提供表观pH为至少4、优选为至少5的有色液体，以防止有色液体腐蚀打印机部件。通常，有色液体包括但不限于表观pH为约4～9的那些。这包括表观pH为约5～8的有色液体。表观pH值可以从任何适合的市售pH计直接读取。尽管这些表观pH值既不能被解释成氢离子电势的指数，也不能用于平衡计算，但是它们是可以再现的，并可用于定量目的。
以下的示例性实施方案用于进一步阐明食品级有色液体。这些实施方案不应被解释成限制所公开的有色液体的范围。
提供了一种食品级有色液体，其含有食品级染料、约25重量％的可以是1，2-丙二醇的食品级二醇、任选的甘油和任选的水。在这种有色液体中，食品级二醇和任何任选的甘油和水占有色液体的至少约90重量％，存在的任何水占有色液体的不超过约35重量％。
上述有色液体可以被各种额外的成分、性能和范围限度所进一步定义，以提供多种食品级有色液体的不同实施方案。以下更详细地说明这些实施方案的几个。在上述有色液体的一个实施方案中，食品级二醇占有色液体的至少约40重量％。当存在甘油时，有色液体可以含有至少约3重量％的甘油。在需要限制水存在量的应用中，水可以占有色液体的不超过约20重量％。在其它配方中，水可以占有色液体的更小比例。例如，任何存在的水可以占有色液体的不超过约1重量％。上述有色液体的具体实施方案可以含有约0.5～7.5重量％的食品级染料。有色液体中的食品级染料可以是FD&C红#3、FD&C红#40、FD&C黄#5、FD&C黄#6、FD&C蓝#1或它们的混合物。有色液体可以包括一种或多种无机盐含量不超过约0.5重量％的合成食品级染料。有色液体还可以含有食品级天然染料，用于代替一种或多种合成染料或与其混合。有色液体可以具有一种或多种以下的性能：在60℃下的粘度为约8～14cps，在25℃下的表面张力为约20～60达因/厘米，比重为不超过约1.13，淤积密度指数为至少约0.5，和在60℃下剪切速率为约15～45rpm下布氏粘度变化不超过2cps。
提供了一种食品级有色液体，其含有约0.1～10重量％的食品级染料、约25～95重量％的1，2-丙二醇、约1～50重量％的甘油和不超过约35重量％的水。这种有色液体在60℃下的粘度为约8～14cps。
提供了一种食品级有色液体，其含有食品级染料、食品级二醇、任选的甘油和任选的水。在这种有色液体中，食品级二醇和任何任选的甘油及水占有色液体的至少约90重量％，任何存在的水占有色液体的不超过约35重量％。这种有色液体的特征是在60℃下剪切速率为约15～45rpm下布氏粘度的变化不超过2cps。在一个实施方案中，有色液体含有至少约25重量％的1，2-丙二醇作为食品级二醇。所述有色液体在25℃下的表面张力为约35～50达因/厘米，和/或在25℃下粘度为约35～65cps。
提供了一种食品级有色液体，其含有食品级染料和至少约25重量％的1，2-丙二醇。有色液体中的食品级染料的无机盐含量不超过约0.5重量％。食品级有色液体可以任选地包括甘油。在一些实施方案中，有色液体含有至少约70重量％的1，2-丙二醇、甘油或它们的混合物。有色液体在25℃下的粘度为约35～65cps 。
提供了一种食品级有色液体，包括食品级染料和至少约70重量％的1，2-丙二醇、甘油或它们的混合物。在25℃下这种有色液体的粘度为约35～65cps。有色液体中的1，2-丙二醇量可以是主要的。例如，有色液体可以含有至少约40重量％的1，2-丙二醇。这包括有色液体含有至少约85重量％的1，2-丙二醇的实施方案。在有色液体中甘油可以存在的量为约2～10重量％。或者，甘油可以存在的量约35～45重量％。有色液体还可以包括异丙醇、乙醇或它们的混合物。羟苯甲酯、羟苯丙酯或它们的混合物也可以存在于有色液体中。在需要低含水量的应用中，有色液体可以含有不超过约20重量％的水。这包括有色液体含有不超过约1重量％的水的实施方案。有色液体可以含有一种或多种以下的合成食品级染料，FD&C红#3、FD&C红#40、FD&C黄#5、FD&C黄#6或FD&C蓝#1。在有色液体含有一种或多种合成食品级染料的实施方案中，那些染料中的一种或多种的无机盐含量不超过约0.5重量％。这包括其中至少一种合成食品级染料的氯化物含量(按氯化钠计)不超过约1000ppm和硫酸盐含量(按硫酸钠计)不超过约1000ppm的实施力案。有色液体还可以含有天然食品级染料。天然染料可以包括一种或多种以下染料：姜黄根油性树脂、胭脂虫提取物、栀子花黄、栀子花蓝或甜菜粉末。有色液体可以具有一种或多种以下性能：在60℃下的粘度为约8～14cps，在25℃下的表面张力为约35～50达因/厘米，淤积密度指数为至少约0.5，比重为不超过约1.13，或比重为不超过约1.10。
提供了一种将食用色料涂布至食用基底的表面上的方法：通过将上述食品级有色液体中的任一种直接喷墨打印在食用基底的表面上。喷墨打印可以在一定的喷射温度范围内进行。例如，喷墨打印可以在约25～75℃的喷射温度下进行。这种包括在约50～约70℃的喷射温度进行喷墨打印的打印方法。一种或多种压电打印头可用于打印过程中。
还提供了一种食用基底，其具有涂布至其一个或多个表面上的上述食品级有色液体中的任一种。
实施例
在以下实施例中提供了本发明的食品级有色液体的示例性实施方案。以下实施例用于阐明本发明的食品级有色液体和将所述有色液体涂布至食用基底的方法，并有助于所属技术人员制造和使用它们。这些实施例不得以任何方式限制本发明的范围。
仪器和测量
以下实施例1～5提供各种食品级有色液体的实施例。所述液体的配方(重量百分比)和几种物理特性列于表2-8中。表中列出的物理特性按下述测量。粘度测量值使用由Brookfield Engineering Laboratories，Inc.，Middleboro，MA制造的带有ULA锭子的Brookfield可编程LVDV II+数字计算粘度计和Brookfield DV III流变仪型号V3.3LV得到。表面张力测量使用DuNuoy环张力计法进行。DuNuoy环张力计(Fisher型号20手动DuNuoy环张力计或CSC型号70535)可以从FisherScientific或CSC Scientific Co.，Fairfax，Va得到，或从诸如Cole Palmer或VWR等公司得到。吸光率使用Perkin Ehmer Lambda 2 UV/可见光谱仪得到测量。比重用符合ASTM方法的重量/加仑杯测量。重量/加仑杯在77.0(25℃)下容纳8.321克水。在将带有Orion 91-55电极的Orion型号420A电子pH计用适当缓冲液校准，并将电极浸在有色液体中之后，从该仪器直接读取表观pH值。
使用用于水SDI的ASTM D4189-82改进方案得到SDI测量值。SDI测试是涉及膜堵塞速度与液体中的粒子量关系的方法。在表中称作″加热测试SDI″的改进方案中，将不锈钢过滤漏斗(25mm，50ml漏斗容量)置于250ml过滤烧瓶上，其上装有真空装置和真空计。将Pall Versapor25mm、0.45μm膜滤片置于过滤漏斗中，用几滴待测试的液体预润湿。真空压力设置到23英寸汞柱。将待测试的液体在70℃下加热老化11天。加热老化对于测定有色液体的SDI不是必须的。SDI可以基本上在有色液体制备后立即进行测量。在这些实验中，加热老化有色液体，以测试液体的保存期。老化过程之后的高SDI指数表示没有形成大量粒子，并表示液体具有长的保存期。
加热老化后，将20ml加热老化的待测试液体倒进过滤漏斗中，使用秒表(分辨率为百分之一秒)测量液体通过过滤器所需的时间。时间记为″T1″。然后将160ml等分试样的加热老化的待测试液体倒进过滤漏斗中，并使其通过过滤器。尽管不需要记录第二等分试样通过过滤器所需的时间，但将其记为″T2″。接下来，将第二20ml等分试样的加热老化的待测试液体倒进过滤漏斗中，并用秒表测量液体通过过滤器所需的时间。该时间记为″T3″。然后通过用T1除以T3计算SDI。
实施例1-非水食品级有色液体的制备
本实施例描述一种从食品级FD&C染料、1，2-丙二醇和甘油制备非水食品级有色液体的方法。这些配制品的3种示例性配方和颜色示于表2中。有色液体制备如下：在50℃下在核准用于食品的容器中将1，2-丙二醇、甘油、羟苯甲酯和羟苯丙酯混合在一起约20分钟。然后在混合的同时加入FD&C染料，关闭加热器，并继续混合约1小时。接下来加入异丙醇，再继续混合10分钟，将混合物冷却到环境温度。然后用0.2μm过滤器过滤得到的有色液体。
                       表2.非水食品级有色液体配制品
   样品A     样品B    样品C
   颜色    蓝(青)     洋红    黄
   1，2-丙二醇    92.33     89.49    89.93
   羟苯甲酯    0.05     0.05    0.05
   羟苯丙酯    0.02     0.02    0.02
   甘油    4.00     6.00    6.00
   FD&C蓝1    1.60     0.008
   FD&C红3     2.30
   FD&C红40     0.130
   FD&C黄5    2.30
   异丙醇    2.00     2.00    2.00
   表面张力(达因/厘米)    39.6     39.1    38.4
   粘度(厘泊)    54.2     53.5    58.2
   加热测试SDI    0.96     0.99    0.998
   表观pH    4.89     8.48    6.86
   吸光率    0.569(@629nm)     0.613(@526nm)    0.569(@427nm)
   比重    1.0493     1.0638    1.0638
表2-4和表6-8中列出的每种FD&C染料均从Sensient Colors，Inc.，St.Louis，Missouri得到。
实施例2-低含水量食品级有色液体的制备
本实施例描述一种从食品级FD&C染料、1，2-丙二醇和甘油制备低含水量食品级有色液体的方法。这些配制品的7种示例性配方和颜色示于表3和表4中。根据上面实施例1所述的过程制备有色液体，除了在初始混合步骤中加入存在的水和任何氢氧化钠。
                    表3.低含水量的食品级有色液体配制品
    样品D     样品E    样品F     样品G
    颜色     红     黄    绿     蓝
    1，2-丙二醇     41.685     43.933    41.94     41.85
    甘油     38.00     38.00    38.00     38.00
    去离子水     16.00     14.00    16.00     16.00
    1N NaOH    0.060
    FD&C 蓝1     0.015     0.025    0.80     1.60
    FD&C 红3     1.00     0.55
    FD&C 红40     1.30     0.042
    FD&C 黄5     2.00    1.20
    异丙醇     2.00     2.00    2.00     2.00
    表面张力(达因/厘米)     44.8     43.8    44.1     45.1
    粘度(厘泊)     40.0     46.6    40.3     41.4
    加热测试 SDI     0.99     0.83    0.88     0.90
    表观pH     7.58     6.89    6.65     6.03
    吸光率     0.824(@525nm)     0.529(@426nm)    0.675(@629nm)0.357(@412nm)     0.665(@629nm)
    比重     1.13     ---    1.123     1.1263
                        表4.低含水量的食品级有色液体配制品
   样品H     样品I     样品J
    颜色    黑     黑     棕
    1，2-丙二醇    42.88     43.55     42.54
    羟苯甲酯    0.05     0.05
    羟苯丙酯    0.02     0.02
    甘油    38.00     38.00     40.00
    去离子水    14.00     14.00     13.00
    1N NaOH    0.05     0.05
    FD&C黄6    0.35     0.28
    FD&C蓝1    0.96     0.77     0.18
    FD&C红40    1.69     1.35     1.28
    FD&C黄5     0.93
   异丙醇    2.00     2.00     2.00
   表面张力(达因/厘米)    45.0     44.5     44.0
   粘度(厘泊)    47.1     47.2     51.9
   加热测试 SDI    0.81     0.85     0.62
   表观pH    6.74     6.95     6.19
   吸光率    0.790(@629nm)0.590(@504nm)0.246(@409nm)     0.610(@629nm)0.436(@504nm)0.191(@409nm)     0.295(@629nm)0.717(@494nm)0.569(@426nm)
   比重    1.1259     1.127     1.1287
实施例3-从天然染料制备食品级有色液体
本实施例描述一种用于从食品级天然染料、1，2-丙二醇和甘油来制备有色液体的方法。这些配制品的4种示例性配方和颜色示于表5中。根据上面实施例1所述过程制备有色液体，除了在初始混合步骤中加入任何存在的水和在第二混合步骤中加入天然染料而不是FD&C染料。
                   表5.从天然染料制备食品级有色液体配制品
  样品K     样品L     样品M     样品N
    颜色   红     黄     黄     蓝
    1，2-丙二醇   59.5     39.7     42.0     24.0
    甘油   6.00     6.0     6.0     4.0
    去离子水     50.0     50.0
    胭脂虫红酸(7.5％)液体a   32.5
    栀子花黄b     2.0
    姜黄根液体c     50.0
    栀子花蓝d     20.0
    异丙醇   2.00     2.00     2.00     2.00
    表面张力(达因/厘米)   41.7     46.3     37.1     46.4
    粘度(厘泊)   18.4     5.92     38.0     13.1
    表观pH   7.42     3.96     4.67     5.62
    吸光率   0.718(@556nm)0.694(@527nm)     0.394(@438nm)     0.368(@425nm)     0.929(@596nm)
    比重   1.064     1.054     1.035     1.113
a.从Sensient Colors，Inc.得到的天然食品染料，在丙二醇中含有7.5重量％的胭脂虫红。
b.从Sensient Colors，Inc.得到的天然食品染料。
c.从Sensient Colors，Inc.得到的天然食品染料，含有7.7重量％的乙醇、90.8重量％的丙二醇和1.5重量％的油性树脂姜黄根，姜黄根本身含有48-50重量％的姜黄色素，其余为香料和橡胶组分。
d.从Sensient Colors，Inc.得到的天然食品染料。
实施例4-低无机盐含量的食品级有色液体的制备
本实施例描述了一种从低盐食品级FD&C染料、1，2-丙二醇和甘油制备低无机盐含量食品级有色液体的方法。这些配制品的3种示例性配方和颜色示于表6中。根据上面实施例1所述过程制备有色液体。
                     表6.低无机盐含量的有色液体配制品
   样品O    样品P    样品Q
   颜色    黄    蓝(青)    蓝(蓝)
   1，2-丙二醇    91.80    92.33    91.78
   甘油    4.00    4.00    4.00
   羟苯甲酯    0.05    0.05
   羟苯丙酯    0.02    0.02
   低盐FD&C蓝1e    1.60    1.60
   FD&C红3    0.55
   低盐FD&C黄5f    2.20
   异丙醇    2.00    2.00    2.00
   表面张力(达因/厘米)    39.6    39.2    39.4
   粘度(厘泊)    53.9    49.5    50.4
   加热测试SDI    --    0.51    0.82
   表观pH    7.84    5.53    7.75
   吸光率    0.593(@428nm)    0.973(@629nm)    0.677(@629nm)0.168(@526nm)
   比重    1.0505    1.0493    1.0529
e.这种低盐蓝染料的配方示于上面表1中。
f.这种低盐黄染料的配方示于上面表1中。
实施例5-低粘度食品级有色液体的制备
本实施例描述了一种从食品级FD&C染料、1，2-丙二醇和甘油制备低粘度食品级有色液体的方法。这些配制品的3种示例性配方和颜色示于表7和表8中。有色液体制备如下：在40℃下将1，2-丙二醇、甘油、水和多库酯钠混合在一起约20分钟。然后在混合下加入FD&C染料，关闭加热器，继续混合约1小时。将混合物冷却到环境温度。然后用0.2μm过滤器过滤得到的有色液体。
               表7.低粘度食品级的有色液体配制品
  样品R    样品S   样品T
   颜色   青    青   青
   1，2-丙二醇   50.0    49.3   70.0
   去离子水   41.9    33.0   23.9
   甘油   5.0    14.0   3.0
   1％多库酯钠   1.5    0   1.5
   1.0N NaOH   0    0.10   0
   FD&C蓝1   1.6    1.6   1.6
   异丙醇   0    2.0   0
   表面张力(达因/厘米)   48.0    44.0   44.4
   粘度(厘泊)   7.62    11.4   14.8
   SDI    0.92
   表观pH   5.51    5.76   5.24
   吸光率   --    0.665(@629nm)
   比重   --    1.071
                     表8.低粘度食品级有色液体配制品
   样品U    样品V     样品W
  颜色    洋红    黄     黑
  1，2-丙二醇    49.609    49.23     47.83
  羟苯甲酯    0.05    0.05     0.05
  羟苯丙酯    0.02    0.02     0.02
  甘油    14.0    14.0     14.0
  去离子水    32.0    32.5     33.0
  FD&C蓝    0.008     0.96
  FD&C红3    2.30
  FD&C红40    0.013    1.69
  FD&C黄5    2.20
  FD&C黄6    0.35
  异丙醇    2.0    2.0    2.0
  表面张力(达因/厘米)    44.5    44.2    44.6
  粘度(厘泊)    11.5    12.0    11.8
  pH    8.43    6.44    7.48
  吸光率    0.633(@526nm)    0.547(@425nm)    0.408(@629nm)
  比重    1.083    1.076    1.0818
  加热测试SDI
实施例6-将食品级有色液体涂布至食用基底
通过市售打印设备、使用由压电打印头制造商如Spectra、Xaar、Hitachi和PicoJet制造的打印头可以打印这种有色液体。例如，当喷射样品P时，打印头设置到60℃。可用于喷射这些液体的打印头的一个实例是Spectra制造的NovaQ喷射组件256/80AQ。油墨以包括但不限于1kHz～20kHz的频率成功地喷射。基于打印头的设计和油墨成分(配方)，可以达到40kHz的频率喷射油墨。对于最高分辨率，满意的基底间隙为1mm。可以喷射各种形状和厚度的基底，如小甜饼、脆饼、面包、棉花糖和其它食用品。
实施例7-含失水山梨醇酯表面张力改性剂的低表面张力食品级有色液体的制备
本实施例描述了一种从低氯化物食品级FD&C染料、1，2-丙二醇、甘油、聚氧乙烯失水山梨醇单油酸酯的表面张力改性剂Tween80、聚氧乙烯失水山梨醇三硬脂酸酯的Tween65以及聚氧乙烯失水山梨醇单硬脂酸酯Tween60来制备食品级有色液体的方法。食品级有色液体的配方示于表9中。在40℃下在核准食品用的容器中将1，2-丙二醇、甘油、Tween和去离子水混合在一起约10分钟。在40℃下约30分钟内在混合下加入FD&C染料。然后用0.2μm过滤器过滤得到的混合物。接下来加入异丙醇，再继续混合10分钟。
               表9.低表面张力的食品级有色液体配制品
 样品X(对照)     样品Y     样品Z     样品AA
    颜色  蓝(青)     蓝(青)     蓝(青)     蓝(青)
    1，2-丙二醇  66.4     66.3     66.3     66.3
    甘油  5     5     5     5
    Tween80     0.1
    Tween65     0.1
    Tween60     0.1
    去离子水  25     25     25     25
    FD&C蓝(低Cl-，表1)  1.60     1.60     1.60     1.60
    异丙醇  2.00     2.00     2.00     2.00
   表面张力(达因/厘米)25℃  43.2     31     42.5     37
实施例8-含有脂肪酸表面张力改性剂的低表面张力食品级有色液体的制备
本实施例描述了一种从低氯化物食品级FD&C染料、1，2-丙二醇、甘油和SylfatFA-1、油酸和亚油酸的脂肪酸混合物构成的表面张力改性剂来制备食品级有色液体的方法。食品级有色液体的配方示于表10中。在40℃下在核准食品用的容器中将1，2-丙二醇、甘油、去离子水和NaOH混合在一起约10分钟。在40℃下约1小时内在混合下加入FD&C染料。然后用0.2μm的过滤器过滤得到的混合物。最后，将SylfatFA-1加到混合物中。
    表10.低表面张力的食品级有色液体配制品
    样品BB     样品CC
   颜色     蓝(青)     蓝(青)
   1，2-丙二醇     90.06     87.75
   甘油     3.9     3.8
   NaOH     0.03     0.03
   去离子水     1.95     1.90
   FD&C蓝(低Cl-，表1)     1.56     1.52
   SylfatFA-1     2.5     5.0
   表面张力(达因/厘米)25℃     36.4     36.4
实施例9-含有聚甘油酯表面张力改性剂的低表面张力食品级有色液体的制备
本实施例描述了一种从低氯化物食品级FD&C染料、1，2-丙二醇、甘油和Santone8-1-0、八甘油单油酸酯表面张力改性剂来制备食品级有色液体的方法。食品级有色液体的配方示于表11中。在40℃下在核准食品用的容器中将1，2-丙二醇、甘油、去离子水和NaOH混合在一起约10分钟。在40℃、混合下约1小时内加入FD&C染料。然后用0.2μm过滤器过滤得到的混合物。最后，将Santone8-1-0加到混合物中。
    表11.低表面张力的食品级有色液体配制品
    样品DD     样品EE
   颜色     蓝(青)     蓝(青)
   1，2-丙二醇     91.9     92.27
   甘油     3.98     4
   NaOH     0.03     0.03
   去离子水     2     2
   FD&C蓝1(低Cl-，表1)     1.59     1.6
   Santone8-1-0     0.5     0.1
   表面张力(达因/厘米)25℃     35.8     36.4
实施例10-含有失水山梨醇酯表面张力改性剂的低表面张力、低含水量食品级有 色液体的制备
本实施例描述了一种从低氯化物食品级FD&C染料、1，2-丙二醇、甘油和聚氧乙烯失水山梨醇单油酸酯表面张力改性剂Tween80来制备食品级有色液体的方法。食品级有色液体的配方示于表12中。在40℃下在核准食品用的容器中将1，2-丙二醇、甘油、去离子水和NaOH混合在一起约10分钟。在40℃、混合下约1小时内加入FD&C染料。然后用0.2μm过滤器过滤得到的混合物。最后，将Tween80加到混合物中。
                 表12.低表面张力的食品级有色液体配制品
    样品FF     样品GG     样品HH     样品II
   颜色     蓝(青)     蓝(青)     蓝(青)     蓝(青)
   1，2-丙二醇     92.27     91.9     91.45     87.75
   甘油     4     3.98     3.96     3.8
   NaOH     0.03     0.03     0.03     0.03
   去离子水     2     2     1.98     1.90
   FD&C蓝1(低Cl-，表1)     1.6     1.59     1.58     1.52
   Tween80     0.1     0.5     1.0     5.0
   表面张力(达因/厘米，25℃)     41     39.6     39.2     38.5
实施例11-含有失水山梨醇酯表面张力改性剂的低表面张力、低含水量的食品级 有色液体
本实施例描述了一种从低氯化物食品级FD&C染料、1，2-丙二醇、甘油、聚氧乙烯失水山梨醇单硬脂酸酯表面张力改性剂Tween60、和聚氧乙烯失水山梨醇三硬脂酸酯表面张力改性剂Tween65来制备食品级有色液体的方法。食品级有色液体的配方示于表13中。在40℃下在核准食品用的容器中将1，2-丙二醇、甘油、去离子水和NaOH混合在一起约10分钟。在40℃、混合下约1小时内加入FD&C染料。然后用0.2μm过滤器过滤得到的混合物。接下来加入异丙醇并继续混合。最后，将Tween加到混合物中。
    表13.低表面张力的食品级有色液体配制品
    样品JJ     样品KK
   颜色     蓝(青)     蓝(青)
   1，2-丙二醇     89.47     89.47
   甘油     3.96     3.96
   NaOH     0.03     0.03
   去离子水     1.98     1.98
   FD&C蓝1(低Cl-，表1)     1.58     1.58
   异丙醇     1.98     1.98
   Tween60     1.0
   Tween65     1.0
   表面张力(达因/厘米)25℃     37.5     39.1
实施例12-含有卵磷脂表面张力改性剂的低表面张力、低含水量食品级有色液体 的制备
本实施例描述了一种从低氯化物食品级FD&C染料、1，2-丙二醇、甘油和Yelkin1018、羟基化的卵磷脂表面张力改性剂来制备食品级有色液体的方法。食品级有色液体的配方示于表14中。在40℃下在核准食品用的容器中将1，2-丙二醇、甘油、去离子水和NaOH混合在一起约10分钟。在40℃、混合下约1小时内加入FD&C染料。然后用0.2μm过滤器过滤得到的混合物。接下来加入异丙醇并继续混合。最后将Yelkin1018加到混合物中。
   表14.低表面张力的食品级有色液体配制品
    样品LL    样品MM
   颜色     蓝(青)    蓝(青)
   1，2-丙二醇     90.27    89.90
   甘油     4    3.98
   NaOH     0.03    0.03
   去离子水     2    2
   FD&C蓝1(低Cl-，表1)     1.6    1.59
   异丙醇     2    2
   Yelkin1018     0.1    0.5
   表面张力(达因/厘米)25℃     39.5    33.2
已经参考具体和示例性的实施方案说明了本发明。然而，应该理解在本发明的精神和范围内可以作出许多修改和变化。

Claims (55)

1.一种食品级有色液体，其包括食品级染料；甘油；至少约25重量％的1，2-丙二醇；和选自以下组中的表面张力改性剂：失水山梨醇酯、脂肪酸、脂肪酸的多元醇酯、卵磷脂及它们的混合物；
其中所述1，2-丙二醇、甘油和任何任选的水占所述有色液体的至少约90重量％，任何存在的水占所述有色液体的不超过约35重量％。
2.权利要求1的食品级有色液体，其中所述食品级有色液体在25℃下的表面张力为不超过约38达因/厘米。
3.权利要求1的食品级有色液体，其中所述食品级有色液体在25℃下的表面张力为约25～35达因/厘米。
4.权利要求3的食品级有色液体，其中所述食品级有色液体在25℃下的表面张力为不超过约32达因/厘米。
5.权利要求1的食品级有色液体，其中所述表面张力改性剂包括聚氧乙烯失水山梨醇酯。
6.权利要求5的食品级有色液体，其中所述聚氧乙烯失水山梨醇酯包括聚氧乙烯失水山梨醇单油酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇单棕榈酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯或它们的混合物。
7.权利要求1的食品级有色液体，其中所述表面张力改性剂包括脂肪酸聚甘油酯。
8.权利要求1的食品级有色液体，其中所述脂肪酸聚甘油酯包括聚甘油脂肪酸单酯。
9.权利要求8的食品级有色液体，其中所述聚甘油脂肪酸单酯包括八甘油单油酸酯。
10.权利要求1的食品级有色液体，其中所述表面张力改性剂包括油酸、亚油酸或它们的混合物。
11.权利要求1的食品级有色液体，其包括至少约2重量％的甘油。
12.权利要求1的食品级有色液体，其包括至少约70重量％的1，2-丙二醇。
13.权利要求1的食品级有色液体，其包括约0.1～10重量％的食品级染料。
14.权利要求1的食品级有色液体，其中所述有色液体包括不超过约10重量％的水。
15.权利要求1的食品级有色液体，其中所述有色液体在60℃下的粘度为约5～15cps。
16.权利要求1的食品级有色液体，其中所述有色液体的淤积密度指数为至少0.75。
17.权利要求1的食品级有色液体，其中所述食品级染料的无机盐含量为不超过约0.1重量％。
18.权利要求1的食品级有色液体，其中所述食品级染料的氯根离子含量为不超过约500ppm。
19.权利要求1的食品级有色液体，其中所述食品级染料的硫酸根离子含量为不超过约500ppm。
20.一种食品级有色液体，其包括食品级染料、约25～95重量％的1，2-丙二醇、约1～50重量％的甘油、约0.01～5重量％的选自以下组中的表面张力改性剂：失水山梨醇酯、脂肪酸、脂肪酸的混合物和脂肪酸的酯，以及不超过约10重量％的水；其中所述有色液体在25℃下的表面张力为不超过约38达因/厘米。
21.一种食品级有色液体，其包括食品级染料；食品级二醇；甘油；和选自以下组中的表面张力改性剂：失水山梨醇酯、脂肪酸、脂肪酸的多元醇酯及它们的混合物；
其中所述食品级二醇、甘油和任何任选的水占所述有色液体的至少约90重量％；任何存在的水占所述有色液体的不超过约10重量％；并且其中所述有色液体在25℃下的表面张力为不超过约38达因/厘米。
22.一种食品级有色液体，其包括食品级染料；至少约50重量％的1，2-丙二醇；以及选自以下组中的表面张力改性剂：失水山梨醇酯、脂肪酸、脂肪酸的混合物和脂肪酸的酯；其中所述食品级染料的无机盐含量为不超过约0.1重量％。
23.权利要求22的食品级有色液体，其包括至少约70重量％的1，2-丙二醇、甘油或它们的混合物。
24.权利要求22的食品级有色液体，其中所述有色液体在25℃下的表面张力为不超过约40达因/厘米。
25.一种食品级有色液体，其包括食品级染料；选自以下组中的表面张力改性剂：失水山梨醇酯、脂肪酸、脂肪酸的混合物和脂肪酸的酯，以及至少约70重量％的1，2-丙二醇、甘油或它们的混合物。
26.权利要求25的食品级有色液体，其中所述有色液体在25℃下的表面张力为不超过约38达因/厘米。
27.权利要求25的食品级有色液体，其包括至少约85重量％的1，2-丙二醇。
28.权利要求25的食品级有色液体，其包括约2～10重量％的甘油。
29.权利要求25的食品级有色液体，其包括不超过约10重量％的水。
30.权利要求25的食品级有色液体，其中所述食品级染料的无机盐含量为不超过约0.1重量％。
31.权利要求25的食品级有色液体，其中所述食品级染料的氯根离子含量为不超过约500ppm。
32.权利要求25的食品级有色液体，其中所述食品级染料的硫酸根离子含量为不超过约500ppm。
33.权利要求25的食品级有色液体，其中所述有色液体在60℃下的粘度为约5～15cps。
34.一种将食用着色剂涂布在食用基底表面上的方法，其包括将权利要求1的食品级有色液体直接喷墨打印在所述表面上。
35.权利要求34的方法，其中所述表面是多孔表面。
36.权利要求34的方法，其中所述食品级有色液体在60℃下的粘度为约8～15cps。
37.权利要求34的方法，其中所述喷墨打印在约50～75℃的喷射温度下进行。
38.一种将食用着色剂涂布在食用基底表面上的方法，其包括将权利要求20的食品级有色液体直接喷墨打印在所述表面上。
39.一种食用基底，其至少一个表面上涂布有权利要求1的食品级有色液体。
40.权利要求39的食用基底，其中所述食用基底选自以下组中：脆饼、口香糖、饼干、谷类食物、玉米面薄饼、甜燕麦谷条、年糕、小甜饼、馅饼皮、华夫饼、蛋糕、棉花糖、蜜饯、意大利面食和面包产品。
41.一种食品级有色液体，其包括食品级染料；选自以下组中的表面张力改性剂：失水山梨醇酯、脂肪酸、脂肪酸的多元醇单酯、卵磷脂及它们的混合物；以及至少约70重量％的1，2-丙二醇、甘油或它们的混合物。
42.权利要求41的食品级有色液体，其中所述表面张力改性剂包括HLB为至少约9的卵磷脂。
43.权利要求41的食品级有色液体，其中所述卵磷脂包括羟基化的卵磷脂。
44.权利要求41的食品级有色液体，其中所述卵磷脂包括约0.1～约3重量％的羟基化的大豆卵磷脂。
45.权利要求41的食品级有色液体，其中所述有色液体在25℃下的表面张力为不超过约35达因/厘米。
46.权利要求41的食品级有色液体，其中所述表面张力改性剂包括聚甘油脂肪酸单酯。
47.权利要求46的食品级有色液体，其中所述聚甘油脂肪酸单酯包括八甘油单油酸酯。
48.权利要求46的食品级有色液体，其包括至少约70重量％的1，2-丙二醇。
49.权利要求46的食品级有色液体，其中所述食品级有色液体在25℃下的表面张力为不超过约38达因/厘米。
50.权利要求46的食品级有色液体，其中所述有色液体的淤积密度指数为至少0.75，在60°下的粘度为约5～15cps。
51.权利要求46的食品级有色液体，其中所述有色液体在25℃下的粘度为约35～65cps。
52.权利要求41的食品级有色液体，其包括约0.05～2.0重量％的表面张力改性剂；以及至少约70重量％的1，2-丙二醇。
53.权利要求52的食品级有色液体，其中所述表面张力改性剂包括聚甘油脂肪酸单酯。
54.权利要求53的食品级有色液体，其中所述聚甘油脂肪酸单酯包括八甘油单油酸酯。
55.权利要求53的食品级有色液体，其中所述食品级有色液体在25℃下的表面张力为不超过约38达因/厘米；淤积密度指数为至少0.75；pH为约5～8；和在25℃下的粘度为约35～65cps。
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