本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2013年3月13日、申請(qǐng)?zhí)枮?01380014278.8、發(fā)明名稱為“制備嬰兒配方的方法”的申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
本發(fā)明涉及一種制備包含優(yōu)選被極性脂質(zhì)包覆的大脂質(zhì)球的含脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組分的組合物的方法和通過該方法獲得的組合物。任選地,含脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組分的組合物是噴霧干燥的。所獲得的組合物用于喂養(yǎng)嬰幼兒。
在不能母乳喂養(yǎng)或母乳喂養(yǎng)不太理想時(shí),嬰兒配方(infantformula)或后續(xù)配方(follow-onformula)可成功地用于喂養(yǎng)嬰兒。且此類配方的組成應(yīng)該盡可能地接近于母乳,這是適應(yīng)嬰兒快速生長(zhǎng)和發(fā)育的特殊營(yíng)養(yǎng)需求的首選的喂養(yǎng)嬰兒的方法。
在天然的未加工的哺乳動(dòng)物乳汁中,脂質(zhì)主要作為甘油三酯包含在平均直徑為約4μm的乳化球中。這些球被由磷脂(按總脂肪計(jì)0.2至1wt.%)、糖脂、膽固醇、酶、蛋白質(zhì)和糖蛋白組成的結(jié)構(gòu)性膜所包圍。在嬰兒或后續(xù)配方中所使用的大部分脂肪組分是植物來源的。由于更不利的脂肪酸組成(fattyacidprofile),大部分的牛乳脂的使用是不太理想的。此外,通常添加微生物、魚或蛋來源的長(zhǎng)鏈多不飽和脂肪酸以改善脂肪酸組成。
在已知的制備嬰兒或后續(xù)配方的方法中,將包含脂質(zhì)和脂溶性維生素的脂肪或脂質(zhì)相與包含蛋白質(zhì)和碳水化合物的水相充分混合,并且通過常規(guī)高壓均質(zhì)機(jī)單獨(dú)地或與高壓泵聯(lián)合使用,在高壓下對(duì)混合物進(jìn)行均質(zhì)化。因此,在均質(zhì)化過程中,脂肪相被分成較小的液滴,使其不再與水相分離,且聚集在頂部,這被稱為乳油化(creaming)。這通過迫使混合物在高壓下通過小孔而實(shí)現(xiàn)。該均質(zhì)化步驟產(chǎn)生了穩(wěn)定的水包油乳液,其包含具有0.1至0.5μm的眾數(shù)體積加權(quán)直徑的脂質(zhì)球。由于這種小的球尺寸,導(dǎo)致脂質(zhì)球的表面積增大,通常在脂肪主要為植物來源的這些組合物中存在相對(duì)少量的極性脂質(zhì)如磷脂,其不足以確保磷脂的分布對(duì)應(yīng)于未加工的脂質(zhì)球。反而,覆蓋脂質(zhì)球的蛋白質(zhì)特別是酪蛋白的量增加。
這與未加工的乳汁或生乳(rawmilk)如人乳中的脂質(zhì)球的結(jié)構(gòu)形成對(duì)比,在未加工乳或生乳如人乳中,脂質(zhì)球較大,且脂質(zhì)球被乳球膜覆蓋,所述乳球膜比上述加工過的imf(嬰兒配方奶粉)包含更大量的極性脂質(zhì)。因此,為了制備更接近于人乳的嬰兒或后續(xù)配方,期望制備較大的脂質(zhì)球。最近還發(fā)現(xiàn)具有較大的脂質(zhì)球的含植物性脂肪的營(yíng)養(yǎng)組合物對(duì)于身體組成和日后預(yù)防肥胖具有長(zhǎng)期的健康益處。wo2010/027258公開了具有較大的脂質(zhì)球的含植物性脂肪的營(yíng)養(yǎng)組合物,其是通過實(shí)施使用較低壓力的均質(zhì)化步驟產(chǎn)生的。wo2010/027259公開了在較低壓力下使用均質(zhì)化步驟具有被極性脂質(zhì)包覆的較大的脂質(zhì)球并且在均質(zhì)化之前存在較高量的極性脂質(zhì)(特別是磷脂)的營(yíng)養(yǎng)組合物。
wo2010/027258、wo2010/027259、wo2011/108918和wo2010/068105公開了營(yíng)養(yǎng)組合物的制備方法,其包含使用ultra-turraxt50分批混合器混合水相和油共混物的方法步驟。在分批混合器的混合室中存在多種混合條件,導(dǎo)致寬的脂質(zhì)液滴尺寸分布并形成部分非常大的脂質(zhì)球。此外,待混合的液相在分批混合器中經(jīng)歷較長(zhǎng)時(shí)間的變化的混合條件,從而增強(qiáng)了上面所述的產(chǎn)生寬液滴尺寸分布以及形成極小和極大的脂質(zhì)球的效果。由于非均質(zhì)混合,使分批混合器不利地具有較高的形成大和小的脂肪球的風(fēng)險(xiǎn)。
wo2005/051091涉及一種模擬人乳的脂質(zhì)相的脂質(zhì)制劑。該脂質(zhì)制劑通過在包括溫度、壓力和物理操作的合適的條件下形成基本上均勻的分散體或乳液的均質(zhì)化步驟來制備。
borel等人(jofparenteralandenteralnutrition(1994),18,534-543)公開了用于飼養(yǎng)大鼠的具有不同的液滴尺寸和組成的管飼乳液的制備方法,其中,通過用磁力棒磁力攪拌混合物并通過超聲處理進(jìn)一步精制而由脂質(zhì)相和水相來制備乳液。這樣的方法不適合大規(guī)模生產(chǎn)并導(dǎo)致球尺寸產(chǎn)生很大的變化。
因此,已知的這些方法中的大多數(shù)采用高壓混合裝置,特別是均質(zhì)器和/或高壓泵。在應(yīng)用均質(zhì)器的方法中大多需要兩個(gè)壓力步驟,從而形成資本密集型生產(chǎn)方法。另外,如果在這些特別設(shè)計(jì)成使用高壓進(jìn)行均質(zhì)化的這些均質(zhì)器中使用低壓,很難以穩(wěn)定的方式來控制操作過程,這意味著該方法需要大量的附加控制,而這既費(fèi)力又費(fèi)時(shí),并且可能導(dǎo)致不同的最終產(chǎn)品質(zhì)量。因此,商業(yè)上使用的機(jī)器是超尺寸的且具有低能量效率,這使得這些方法不太優(yōu)選用于經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)。
因此,本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供制備包含優(yōu)選被極性脂質(zhì)包覆的大脂質(zhì)球的含脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組分的組合物的方法,該方法能夠生產(chǎn)所述組合物而不具有上面提到的缺點(diǎn)。
因此,本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題還有提供含脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組分的組合物,該組合物克服了上述缺點(diǎn),特別是包含可控的、可再現(xiàn)的脂質(zhì)球尺寸。
這些技術(shù)問題通過獨(dú)立權(quán)利要求所述的方法和產(chǎn)品得到了解決。
因此,本發(fā)明特別地提供了制備含脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組分的組合物的方法,該組合物是嬰兒配方或后續(xù)配方或成長(zhǎng)奶(growingupmilk)并包含脂質(zhì)球,該方法包括以下步驟:a)提供干物質(zhì)含量為10至60wt.%(按水相的總重量計(jì))的水相,該水相包含至少一種蛋白質(zhì)組分;b)提供液體脂質(zhì)相,其包含至少一種脂質(zhì);和c)使用具有至少一個(gè)混合頭的直列混合器以5至50%(w/w)的比例混合脂質(zhì)相和水相,從而獲得包含脂質(zhì)球的含脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組分的組合物。
優(yōu)選地,直列混合器施加低剪切力。出人意料的是,發(fā)現(xiàn)通過使用直列混合器,可以生產(chǎn)所述組合物,并對(duì)脂質(zhì)液滴尺寸具有好得多的控制性和再現(xiàn)性。該方法還額外地具有如下優(yōu)點(diǎn):超尺寸的機(jī)器不是必需的,并且能量使用更有效。出人意料的是,使用直列混合器對(duì)脂質(zhì)球的性質(zhì)產(chǎn)生比使用靜態(tài)混合器明顯更好的結(jié)果。
不希望受到理論束縛,本發(fā)明所獲得的優(yōu)點(diǎn)可能是由于相較于標(biāo)準(zhǔn)均質(zhì)化方法,組合物的脂質(zhì)液滴或球在生產(chǎn)過程中受到更低的剪切力。直列混合器通常施加低剪切力。通常,應(yīng)用直列混合器(甚至是在高速使用時(shí))施加比常規(guī)均質(zhì)化更低的剪切力。雖然此類直列混合器有時(shí)被稱為“高剪切直列混合器”,應(yīng)用此類直列混合器對(duì)脂質(zhì)球施加的剪切力仍比常規(guī)均質(zhì)化低。對(duì)于本發(fā)明,這仍然被視為施加低剪切力。
特別地且優(yōu)選地,在本發(fā)明生產(chǎn)方法的過程中,從使用具有至少一個(gè)混合頭的直列混合器混合水相和脂質(zhì)相開始施加較低的剪切力。本發(fā)明方法的特征在于非常良好的控制性和再現(xiàn)性。優(yōu)選地,從將脂質(zhì)相進(jìn)料至水相時(shí)起,就已經(jīng)避免了高剪切力,其可能發(fā)生于混合之前或混合過程中。本發(fā)明的教導(dǎo),尤其是本發(fā)明方法,因而導(dǎo)致產(chǎn)生體積加權(quán)眾數(shù)直徑更接近于天然人乳脂質(zhì)球的直徑的脂質(zhì)球,該脂質(zhì)球在需要時(shí)可被極性脂質(zhì)膜包覆,使得其更類似于天然乳汁的脂質(zhì)球。通過本發(fā)明的方法可獲得的、優(yōu)選獲得的組合物因而在脂質(zhì)球尺寸和結(jié)構(gòu)方面更類似于人乳。因此,通過使用本發(fā)明的方法,應(yīng)用直列混合器,無需(兩步)均質(zhì)化,即可獲得具有改善性質(zhì)的乳液,優(yōu)選具有大脂質(zhì)球的穩(wěn)定的水包油乳液,實(shí)現(xiàn)更經(jīng)濟(jì)地且更方便地生產(chǎn)以及提供改進(jìn)的營(yíng)養(yǎng)組合物。因此,本發(fā)明方法優(yōu)選地且有利地不涉及高壓和/或高能輸入均質(zhì)化裝置,特別是不使用超聲處理或(兩步)均質(zhì)器,而是使用具有至少一個(gè)混合頭的中速或高速直列混合器。在這個(gè)程度上這是有利的,因?yàn)橥ǔS糜诖祟惙椒ǖ木|(zhì)器施加高剪切力,而直列混合器,如在本發(fā)明方法中所使用的直列混合器,甚至是在中速至高速運(yùn)行時(shí)也只施加低剪切力。
動(dòng)態(tài)高壓通常用于食品工業(yè),其有時(shí)也被稱為高壓閥均質(zhì)化。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中,本發(fā)明方法不使用動(dòng)態(tài)高壓均質(zhì)器或動(dòng)態(tài)高壓均質(zhì)化步驟。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中,本發(fā)明方法不使用動(dòng)態(tài)高壓一步均質(zhì)器或動(dòng)態(tài)高壓一步均質(zhì)化方法。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中,本發(fā)明方法不使用動(dòng)態(tài)高壓兩步均質(zhì)器或動(dòng)態(tài)高壓兩步均質(zhì)化方法。
本發(fā)明的方法預(yù)見或要求在步驟a)中提供干物質(zhì)含量為10至60wt.%,優(yōu)選15至55wt.%、更優(yōu)選20至50wt.%、甚至更優(yōu)選25至50wt.%、優(yōu)選25至45wt.%、最優(yōu)選30至50wt%(均按水相的總重量計(jì))的水相,其包含至少一種蛋白質(zhì)組分。
進(jìn)一步優(yōu)選提供干物質(zhì)含量為30至60wt.%、優(yōu)選35至50wt.%、更優(yōu)選40至50wt.%的水相。
在本發(fā)明的情況中,術(shù)語“蛋白質(zhì)組分(proteincomponent)”概括而言是指蛋白質(zhì)類物質(zhì),其包括蛋白質(zhì)、肽、游離氨基酸,還包括包含蛋白質(zhì)、肽和/或游離氨基酸的組合物,即是蛋白質(zhì)的來源。
蛋白質(zhì)的來源,即是指蛋白質(zhì)組分,優(yōu)選以如下方式進(jìn)行選擇:滿足嬰兒對(duì)必需氨基酸含量的最低要求并確保令人滿意的生長(zhǎng)。因此,優(yōu)選基于牛乳蛋白質(zhì)的蛋白質(zhì)組分如乳清蛋白、酪蛋白及其混合物,以及基于大豆、馬鈴薯或豌豆的蛋白質(zhì)。在使用乳清蛋白的情況中,蛋白質(zhì)組分優(yōu)選是基于酸乳清或甜乳清、乳清分離蛋白或它們的混合物,其可以包括α-乳白蛋白和β-乳球蛋白。
最優(yōu)選地,蛋白質(zhì)(特別是水相中所包含的蛋白質(zhì)組分)的來源選自脫脂奶(skimmilk)、脫脂奶粉(skimmilkpowder)、乳清(whey)、乳清粉(wheypowder)、乳清蛋白(wheyprotein)、乳清分離蛋白(wheyproteinisolate)、乳清蛋白水解物(wheyproteinhydrolysate)、酪蛋白、酪蛋白水解物和大豆蛋白(soyprotein)。更優(yōu)選地,使用酪蛋白和乳清蛋白的混合物,甚至更優(yōu)選重量比在5至0.2之間、更優(yōu)選為2和0.5的酪蛋白和乳清蛋白,即是指酪蛋白與乳清蛋白的重量比為5:1至1:5,特別是2:1和1:2。按干重計(jì),水相優(yōu)選包含至少3wt.%、優(yōu)選至少8wt.%的蛋白質(zhì)。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中,優(yōu)選根據(jù)嬰兒配方的國(guó)際指導(dǎo),水相還包含至少一種另外的組分,其選自可消化性碳水化合物、非消化性碳水化合物、維生素(特別是水溶性維生素)、微量元素和礦物質(zhì)。
優(yōu)選的可消化性碳水化合物組分是乳糖、葡萄糖、蔗糖、果糖、半乳糖、麥芽糖、淀粉和麥芽糖糊精。乳糖是人乳中存在的主要的可消化性碳水化合物。因此,水相優(yōu)選包含乳糖。水相優(yōu)選包含可消化性碳水化合物,其中至少35wt.%、更優(yōu)選至少50wt.%、更優(yōu)選至少75wt.%、甚至更優(yōu)選至少90wt.%、最優(yōu)選至少95wt.%的可消化性碳水化合物是乳糖(均按可消化性碳水化合物的干重計(jì))。按干重計(jì),水相優(yōu)選包含至少25wt.%的乳糖,優(yōu)選至少40wt.%的乳糖。
優(yōu)選地,水相還包含非消化性寡糖,優(yōu)選聚合度(dp)為2至250、更優(yōu)選為3至60的那些非消化性寡糖。非消化性寡糖優(yōu)選選自低聚果糖,如菊粉;低聚半乳糖,如反式低聚半乳糖或β-低聚半乳糖;以及糖醛酸寡糖。
按干重計(jì),水相優(yōu)選包含0.25wt.%至20wt.%、更優(yōu)選0.5wt.%至10wt.%、甚至更優(yōu)選1.5wt.%至7.5wt.%的至少一種非消化性寡糖。
為了制備水相(在下文中也被稱為“水相的混合(compoundingoftheaqueousphase)”),將至少一種蛋白質(zhì)組分和上述任選的另外的組分在水相(特別是水性介質(zhì),優(yōu)選為水)中混合。這種情況下,至少一種蛋白質(zhì)組分以及所有其它任選的組分可以是干燥狀態(tài)或呈現(xiàn)為溶液或懸浮液。
因此,可以通過在水相(優(yōu)選為水)中按期望的干物質(zhì)含量混合至少一種蛋白質(zhì)組分與任選的另外的組分來制備所述提供步驟中的所述水相。如果得到的包含至少一種蛋白質(zhì)組分和任選的另外的組分的水相具有低于40wt.%(如25.%)的較低的干物質(zhì)含量,在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中,可以預(yù)見在本發(fā)明方法的步驟a)之前,優(yōu)選通過使用蒸發(fā)器,濃縮(優(yōu)選蒸發(fā))所述水相,以產(chǎn)生所需要的干物質(zhì)含量。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中,在任選的高熱處理(hht)之后進(jìn)行該蒸發(fā)步驟??梢詫?duì)水相進(jìn)行優(yōu)選的蒸發(fā)步驟,或在一個(gè)可選的實(shí)施方式中優(yōu)選在均質(zhì)化后對(duì)水相和脂質(zhì)相的混合物進(jìn)行優(yōu)選的蒸發(fā)步驟。
優(yōu)選地,在水相中混合所有所需的組分之后,將水相的ph調(diào)整為6.0至8.0,更優(yōu)選為6.5至7.5。
任選地,通過適當(dāng)?shù)姆绞竭^濾水相,以防止異物例如雜質(zhì)或病原體進(jìn)入到方法中。
任選地,首先通過預(yù)熱步驟對(duì)水相進(jìn)行巴氏消毒或熱處理,其中將水相加熱至60至100℃,優(yōu)選加熱至70至90℃,更優(yōu)選加熱至85℃,保持時(shí)間為1秒至6分鐘,更優(yōu)選為10秒至6分鐘,甚至更優(yōu)選為30秒至6分鐘。這使水相預(yù)滅菌。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中,優(yōu)選在加熱之后,優(yōu)選對(duì)水相進(jìn)行高熱處理(hht),其中將其加熱到超過100℃的溫度,優(yōu)選120至130℃,最優(yōu)選到124℃。優(yōu)選使該溫度保持1至4秒,更優(yōu)選保持2秒。
可選地,也可施用其它合適的巴氏消毒或滅菌方法。幾種巴氏消毒和滅菌方法是本領(lǐng)域已知的,且都是商業(yè)上可行的。
優(yōu)選地,在任選進(jìn)行的濃縮步驟(優(yōu)選蒸發(fā)步驟)之前,進(jìn)行hht。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中,單獨(dú)對(duì)水相進(jìn)行hht。然后加入脂質(zhì)相,使水相和脂質(zhì)相混合并均質(zhì)化。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式中,對(duì)水相和脂質(zhì)相的混合物進(jìn)行hht。該實(shí)施方式允許定制獲得的油混合物。
在水相的混合過程中,應(yīng)用的剪切力并不是關(guān)鍵的。因此,可使用高剪切力混合水相。
在本發(fā)明的方法的步驟b)中,優(yōu)選提供液體脂質(zhì)相,其包含至少一種脂質(zhì),優(yōu)選至少一種植物性脂質(zhì)。植物性脂質(zhì)的存在有利地實(shí)現(xiàn)了最佳的脂肪酸組成(即高的(多)不飽和脂肪酸)和/或更接近于人乳脂肪。單獨(dú)使用來自牛乳或其它家養(yǎng)哺乳動(dòng)物的脂質(zhì)在任何情況下均不能提供最佳的脂肪酸組成。特別是已知這種欠佳的脂肪酸組成如大量的飽和脂肪酸會(huì)導(dǎo)致肥胖增長(zhǎng)。
優(yōu)選地,脂質(zhì)相中所包含的至少一種脂質(zhì)(優(yōu)選植物性脂質(zhì))選自亞麻籽油(linseedoil)、亞麻仁油(flaxseedoil)、菜子油(rapeseedoil)(如菜籽油(colzaoil)、低芥酸菜籽油(lowerucicacidrapeseedoil)和介花油(canolaoil))、鼠尾草油、紫蘇油、馬齒莧油、越橘油、沙棘油、大麻油、葵花油、高油酸葵花油、紅花油、高油酸紅花油、橄欖油、黑醋栗種子油、藍(lán)薊油、椰子油、棕櫚油和棕櫚仁油。優(yōu)選地,脂肪的一部分(即是指脂質(zhì))是乳脂(milkfat),更優(yōu)選為無水乳脂和/或乳脂肪(butteroil)。本發(fā)明中使用的市售的脂質(zhì)(優(yōu)選植物性脂質(zhì))優(yōu)選是連續(xù)的油相形式。通過本發(fā)明方法獲得的組合物在為液體形式時(shí),例如作為即食型液體(ready-to-feedliquid)或者如果是噴霧干燥的,用水重新配制(reconstituted)的,優(yōu)選每100ml中包含2.1至6.5g脂質(zhì),優(yōu)選植物性脂質(zhì),更優(yōu)選每100ml中包含3.0至4.0g脂質(zhì)。
按干重計(jì),通過本發(fā)明方法獲得的組合物優(yōu)選包含10至50wt.%、更優(yōu)選12.5至45wt.%、優(yōu)選12.5至40wt.%、甚至更優(yōu)選19至30wt.%的脂質(zhì),優(yōu)選植物性脂質(zhì)。
優(yōu)選地,脂質(zhì)相包含按總脂質(zhì)計(jì)50至100wt.%的植物性脂質(zhì),更優(yōu)選70至100wt.%、甚至更優(yōu)選75至97wt.%的植物性脂質(zhì)。優(yōu)選地,脂質(zhì)相包含按總脂質(zhì)計(jì)至少75wt.%、更優(yōu)選至少85wt.%的甘油三酯。
優(yōu)選地,優(yōu)選根據(jù)嬰兒配方的國(guó)際指導(dǎo),脂質(zhì)相還包含另外的組分如脂溶性維生素。
根據(jù)本發(fā)明,優(yōu)選脂質(zhì)相在方法過程中所使用的溫度下是液體。然而,如果脂質(zhì)相是固體,由于其組成,優(yōu)選將其加熱到高于脂質(zhì)相中所包含的至少一種脂質(zhì)(優(yōu)選植物性脂質(zhì))的熔化溫度。在本發(fā)明的一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方式中,將脂質(zhì)相加熱到高于其熔點(diǎn)的溫度,優(yōu)選加熱至40至80℃、優(yōu)選50至70℃、更優(yōu)選55至60℃的溫度,從而得到液體脂質(zhì)相。最優(yōu)選地,將脂質(zhì)相加熱到至少40℃、優(yōu)選至少45℃、更優(yōu)選至少50℃、最優(yōu)選至少55℃的溫度。
如果需要的話,在進(jìn)行下個(gè)步驟(優(yōu)選步驟c))之前,優(yōu)選通過適當(dāng)?shù)倪^濾裝置對(duì)脂質(zhì)相進(jìn)行過濾,以防止異物例如雜質(zhì)或病原體進(jìn)入生產(chǎn)過程。
天然人乳的脂質(zhì)或脂肪球包含球膜,該球膜含有極性脂質(zhì),特別是磷脂。因此,期望提供一種包含脂質(zhì)球的嬰兒配方,所述脂質(zhì)球包含極性脂質(zhì)(特別是磷脂)膜或包覆層。因此,在本發(fā)明方法的一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方式中,水相、脂質(zhì)相、或水相與脂質(zhì)相包含極性脂質(zhì)(優(yōu)選磷脂),特別是包含添加的極性脂質(zhì)(優(yōu)選磷脂)。如果極性脂質(zhì)(特別是磷脂)是相對(duì)純的,優(yōu)選不含有顯著數(shù)量的其它組分,優(yōu)選是純的,如大豆卵磷脂,優(yōu)選將其添加到脂質(zhì)相。如果極性脂質(zhì)(特別是磷脂)是不純的,優(yōu)選是相對(duì)不純的,且因此包含顯著數(shù)量的不溶于脂肪或脂質(zhì)相的其它組分,如當(dāng)其存在于酪乳乳清粉末(buttermilkserumpowder)中時(shí),優(yōu)選將其添加到水相中。最優(yōu)選地,極性脂質(zhì)(特別是磷脂)被包含在水相中。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中,極性脂質(zhì)已經(jīng)被包含在根據(jù)本發(fā)明的待使用的脂質(zhì)相中。在更進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式中,將極性脂質(zhì)加入到本發(fā)明方法的步驟a)或b)中所提供的水相或脂質(zhì)相或這兩相中。在更進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式中,極性脂質(zhì)也可以在方法的步驟c)中在混合脂質(zhì)相和水相的過程中被添加。
如果極性脂質(zhì)存在于水相(水相是優(yōu)選的)或脂質(zhì)相或這兩相中,脂質(zhì)球優(yōu)選被極性脂質(zhì)包覆。
“包覆(coated)”或“包覆層(coating)”是指脂質(zhì)球的外表面層包含極性脂質(zhì),而這些極性脂質(zhì)幾乎不存在于脂質(zhì)球的核中。極性脂質(zhì)作為脂質(zhì)球的包覆層或外層存在,類似于人乳的脂質(zhì)球的結(jié)構(gòu)。極性脂質(zhì)具有兩親性質(zhì),包括甘油磷脂、鞘糖脂、鞘磷脂和膽固醇。更優(yōu)選地,極性脂質(zhì)包含磷脂,其是指甘油磷脂和鞘磷脂的總和。本發(fā)明的極性脂質(zhì)是指甘油磷脂、鞘糖脂、鞘磷脂和膽固醇的總和。最優(yōu)選的是甘油磷脂。甘油磷脂是由在骨架甘油部分的碳-1和碳-2上的羥基基團(tuán)處酯化的脂肪酸和通過酯鍵連接于甘油的碳-3的帶負(fù)電荷的磷酸基團(tuán),以及任選的連接于磷酸基團(tuán)的以下基團(tuán)形成的一類脂質(zhì):膽堿基團(tuán),此時(shí)其是指磷脂酰膽堿(pc);絲氨酸基團(tuán),此時(shí)其是指磷脂酰絲氨酸(ps);乙醇胺基團(tuán),此時(shí)其是指磷脂酰乙醇胺(pe);肌醇基團(tuán),此時(shí)其是指磷脂酰肌醇(pi);或甘油基團(tuán),此時(shí)其是指磷脂酰甘油(pg)。溶血磷脂是具有一個(gè)脂肪?;湹囊活惲字?。優(yōu)選地,極性脂質(zhì)含有pc、ps、pi和/或pe,更優(yōu)選至少含有pc。
極性脂質(zhì)優(yōu)選還包含鞘糖脂。本發(fā)明中的術(shù)語鞘糖脂具體是指具有氨基醇鞘氨醇的糖脂。鞘氨醇骨架經(jīng)o鍵連接于帶電荷的首基(headgroup)如乙醇胺、絲氨酸或膽堿骨架。該骨架還經(jīng)酰胺鍵連接于脂肪酰基基團(tuán)。鞘糖脂是在1-羥基位上以β-糖苷鍵連接有一個(gè)或多個(gè)糖殘基的神經(jīng)酰胺。優(yōu)選地,極性脂質(zhì)還含有神經(jīng)節(jié)苷脂,更優(yōu)選選自gm3和gd3中的至少一種神經(jīng)節(jié)苷脂。gm3是具有下式的神經(jīng)節(jié)苷脂:aneu5ac(2-3)bdgalp(1-4)bdglcp(1-1)cer,而gd3是具有下式的神經(jīng)節(jié)苷脂:aneu5ac(2-8)aneu5ac(2-3)bdgalp(1-4)bdglcp(1-1)cer,其中aneu5ac是5-乙?;?α-神經(jīng)氨酸,bdgalp是β-d-吡喃半乳糖,bdglcp是β-d-吡喃葡萄糖,cer是神經(jīng)酰胺。
極性脂質(zhì)優(yōu)選還包含鞘磷脂。鞘磷脂具有酯化至神經(jīng)酰胺的1-羥基基團(tuán)的磷酰膽堿或磷酰乙醇胺分子。其被歸為磷脂和鞘脂,但不歸為甘油磷脂,也不歸為鞘糖脂。鞘脂在本發(fā)明中被定義為鞘磷脂和鞘糖脂的總和。磷脂在本發(fā)明中優(yōu)選被定義為鞘磷脂和甘油磷脂的總和。優(yōu)選地,磷脂來源于乳脂質(zhì)。優(yōu)選地,磷脂:鞘糖脂的重量比是2:1至10:1,更優(yōu)選是2:1至5:1。
極性脂質(zhì)優(yōu)選還包含磷脂。優(yōu)選地,組合物包含按總脂質(zhì)計(jì)0.5至20wt.%的磷脂,更優(yōu)選按總脂質(zhì)計(jì)0.5至10wt.%、更優(yōu)選1至10wt.%、甚至更優(yōu)選2至10wt.%、甚至更優(yōu)選3至8wt.%的磷脂。優(yōu)選地,組合物包含按總脂質(zhì)計(jì)0.1至10wt.%的鞘糖脂,更優(yōu)選0.5至5wt.%,甚至更優(yōu)選2至4wt%。優(yōu)選地,組合物包含按總脂質(zhì)計(jì)0.5至10wt.%的(鞘糖脂加磷脂),更優(yōu)選按總脂質(zhì)計(jì)1.0至10wt.%的(鞘糖脂加磷脂)。組合物優(yōu)選還包含膽固醇。組合物優(yōu)選包含按總脂質(zhì)計(jì)至少0.005wt.%的膽固醇,更優(yōu)選至少0.02wt.%,更優(yōu)選至少0.05wt.%,甚至更優(yōu)選至少0.1wt.%。優(yōu)選地,膽固醇的量不超過按總脂質(zhì)計(jì)的10wt.%,更優(yōu)選不超過總脂質(zhì)的5wt.%,甚至更優(yōu)選不超過總脂質(zhì)的1wt.%。優(yōu)選地,組合物包含按總脂質(zhì)計(jì)0.6至25wt.%的極性脂質(zhì),其中極性脂質(zhì)是磷脂、鞘糖脂和膽固醇的總和,更優(yōu)選按總脂質(zhì)計(jì)0.6至12wt.%、更優(yōu)選1至10wt.%、甚至更優(yōu)選2至10wt.%、甚至更優(yōu)選3.0至10wt.%的極性脂質(zhì),其中極性脂質(zhì)是磷脂、鞘糖脂和膽固醇的總和。
用于提供磷脂、鞘糖脂和/或膽固醇的優(yōu)選來源是卵脂質(zhì)(egglipid)、乳脂、酪乳脂肪(buttermilkfat)和黃油乳清脂肪(butterserumfat),如β乳清脂肪。磷脂特別是pc的優(yōu)選來源是大豆卵磷脂和/或葵花卵磷脂。組合物優(yōu)選包含來源于乳汁的磷脂。優(yōu)選地,組合物包含來源于乳汁的磷脂和鞘糖脂。優(yōu)選地,膽固醇也是從乳汁中獲得的。優(yōu)選地,極性脂質(zhì)來源于乳汁。來源于乳汁的極性脂質(zhì)包括從乳脂質(zhì)、奶油脂質(zhì)(creamlipid)、黃油乳清脂質(zhì)(butterserumlipid)(β乳清脂質(zhì))、乳清脂質(zhì)(wheylipid)、干酪脂質(zhì)(cheeselipid)和/或酪乳脂質(zhì)分離的極性脂質(zhì)。酪乳脂質(zhì)通常是在制造酪乳的過程中獲得的。黃油乳清脂質(zhì)或β乳清脂質(zhì)通常是在由黃油制造無水乳脂的過程中獲得的。優(yōu)選地,從乳酪(milkcream)中獲得磷脂、鞘糖脂和/或膽固醇。組合物優(yōu)選包含來自牛、母馬(mares)、綿羊、山羊、水牛、馬(horse)和駱駝的乳汁的磷脂、鞘糖脂和/或膽固醇。最優(yōu)選使用從牛乳中分離的脂質(zhì)提取物。使用來自乳脂的極性脂質(zhì)有利地包含來自乳脂肪球膜的極性脂質(zhì),這更接近于人乳中的情況。源自脂肪乳的極性脂質(zhì)有利地在日后生活中比其它來源的極性脂質(zhì)更大程度地降低體脂量。
優(yōu)選地,在本發(fā)明方法的混合步驟c)之后,極性脂質(zhì)位于脂質(zhì)球的表面上,即是指作為包覆層或外層。這也有利地導(dǎo)致更穩(wěn)定的脂質(zhì)球。確定極性脂質(zhì)是否位于脂質(zhì)球的表面上的一種合適方法是激光掃描顯微鏡法。
因此,共同使用來源于家養(yǎng)動(dòng)物乳汁的極性脂質(zhì)和來源于植物性脂質(zhì)的甘油三酯,能夠制造更類似于人乳的被包覆層包覆的脂質(zhì)球,同時(shí)提供了最佳的脂肪酸組成。乳極性脂質(zhì)的合適市售來源是corman,salibraofglanbia的baef、sm2、sm3和sm4粉以及來自aria的lacprodanmfgm-io或pl20。優(yōu)選地,該來源的乳極性脂質(zhì)包含按總脂質(zhì)計(jì)至少4wt.%的磷脂,更優(yōu)選按總脂質(zhì)計(jì)7至75wt.%、最優(yōu)選按總脂質(zhì)計(jì)20至70wt.%的磷脂。優(yōu)選地,磷脂與蛋白質(zhì)的重量比大于0.10,更優(yōu)選大于0.20,甚至更優(yōu)選大于0.3。優(yōu)選至少25wt.%、更優(yōu)選至少40wt.%、最優(yōu)選至少75wt.%的極性脂質(zhì)來源于乳極性脂質(zhì)。
因此,在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中,采用本發(fā)明方法生產(chǎn)的組合物包含極性脂質(zhì),如磷脂、糖脂、鞘磷脂和膽固醇、甘油單酯、甘油二酯、甘油三酯和游離脂肪酸。
通過本發(fā)明方法生產(chǎn)的脂質(zhì)球優(yōu)選包含核且優(yōu)選包含包覆層,其中,核包含脂質(zhì),優(yōu)選植物性脂質(zhì)。優(yōu)選地,核包含至少90wt.%的甘油三酯,更優(yōu)選由甘油三酯組成。包覆層優(yōu)選包含極性脂質(zhì),特別是磷脂,其中并非包含在組合物中的所有極性脂質(zhì)都需要包含在包覆層中。優(yōu)選地,組合物中存在的至少50wt.%、更優(yōu)選至少70wt.%、甚至更優(yōu)選至少85wt.%、最優(yōu)選大于95wt.%的極性脂質(zhì)(特別是磷脂)被包含在脂質(zhì)球的包覆層中。而且,并非在組合物中存在的所有脂質(zhì)(優(yōu)選植物性脂質(zhì))必需被包含在脂質(zhì)球的核中。優(yōu)選地,至少50wt.%、更優(yōu)選至少70wt.%、甚至更優(yōu)選至少85wt.%、甚至更優(yōu)選至少95wt.%、最優(yōu)選大于98wt.%的包含在組合物中的脂質(zhì)(優(yōu)選植物性脂質(zhì))被包含在脂質(zhì)球的核中。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中,可以預(yù)見或要求,將在混合步驟c)之前或過程中將步驟b)中所提供的液體脂質(zhì)相進(jìn)料至步驟a)中所提供的水相中。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中,采用低壓,優(yōu)選至多10bar(巴),更優(yōu)選至多8bar,將液體脂質(zhì)相進(jìn)料至水相中。
本發(fā)明以有利的方式預(yù)見或要求,在方法步驟c)中使用具有至少一個(gè)混合頭、特別是具有一個(gè)、兩個(gè)、三個(gè)或更多個(gè)混合頭、優(yōu)選具有兩個(gè)混合頭的直列混合器,優(yōu)選所述混合頭施加低剪切力。在一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方式中,還可以預(yù)見在涉及步驟b)提供的液體脂質(zhì)相的方法步驟中也使用相同的剪切力(優(yōu)選低剪切力),即在低剪切力下處理所述提供的液體脂質(zhì)相,特別是在混合之前或過程中,在低剪切力下將步驟b)中所提供的液體脂質(zhì)相進(jìn)料至水相中。其結(jié)果是,步驟b)中所提供的液體脂質(zhì)相在本發(fā)明方法中在其處理過程中優(yōu)選從未受到較高的剪切力。
本發(fā)明的方法的步驟c)預(yù)見或要求脂質(zhì)相與水相混合。優(yōu)選地,以脂質(zhì)與水相的比例為5至50%(w/w)、優(yōu)選為10至40%(w/w),更優(yōu)選為15至30%(w/w)進(jìn)行混合。在本發(fā)明的情況中,例如5至50%的比例是指從5份脂質(zhì):95份水相至50份脂質(zhì):50份水相的比例。
在本發(fā)明的情況中,術(shù)語“直列混合器(inlinemixer)”是指一種混合器,該混合器包括殼體、入口、出口和至少一個(gè)包含至少一個(gè)定子和至少一個(gè)轉(zhuǎn)子的混合頭,其中,按下述方式配置并形成殼體:迫使基本上所有(優(yōu)選所有)的待混合的流體通過該至少一個(gè)混合頭。
為了促進(jìn)混合,使用具有一個(gè)或多個(gè)混合頭的中速或高速直列混合器。直列混合器將一種液相(即本發(fā)明的液體脂質(zhì)相)分散到與其通常是不混溶的主連續(xù)相(即本發(fā)明的水相)中,以便制備水包油乳液。因此,對(duì)于本發(fā)明方法的混合步驟,優(yōu)選使用直列混合器來形成包含脂質(zhì)球的乳液,優(yōu)選穩(wěn)定的乳液。優(yōu)選地,在形成大的脂質(zhì)球的條件下在水相中乳化脂質(zhì)相。優(yōu)選地,所使用的直列混合器由轉(zhuǎn)子、一組轉(zhuǎn)子或旋轉(zhuǎn)盤和同等數(shù)量的被稱為定子的固定盤組成,其中每對(duì)轉(zhuǎn)子或旋轉(zhuǎn)盤和定子被稱為混合頭。位于轉(zhuǎn)子盤和定子盤上的多行桿或銷,在待混合的溶液流動(dòng)通過的混合頭中形成快速改變的速度差。優(yōu)選地,在將脂質(zhì)相加入或注入到水相中之后不久,進(jìn)入直列混合器。在本發(fā)明的方法中,優(yōu)選從此時(shí)之后,避免高剪切力。
一般地,在直列混合器中,通過迫使流體通過的混合頭的旋轉(zhuǎn)銷和固定銷來產(chǎn)生剪切力,這是指流體經(jīng)受了一個(gè)旋轉(zhuǎn)銷的速度,然后在固定銷處幾乎無速度。根據(jù)各個(gè)盤上的銷的行數(shù),此過程可以被重復(fù)數(shù)次。本發(fā)明中優(yōu)選使用的直列混合器使用通常由電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)盤或高速轉(zhuǎn)子、或一系列這樣的直列轉(zhuǎn)子(也稱為混合頭),以產(chǎn)生流動(dòng)和剪切,優(yōu)選低剪切。低剪切是指比常規(guī)均質(zhì)化過程中施加的剪切更低的剪切。流體在轉(zhuǎn)子的外直徑的速率或端速比在轉(zhuǎn)子的中心的速率高,從而產(chǎn)生剪切。在本發(fā)明優(yōu)選使用的直列混合器中,轉(zhuǎn)子-定子陣列或混合頭被包含在一端有入口且另一端有出口的殼體內(nèi)。這樣的殼體也可以包含多于一個(gè)的混合頭。根據(jù)具體的直列混合器的型號(hào),流體從盤的外部流向內(nèi)部或從盤的內(nèi)部流向外部。大多數(shù)情況下,待混合的組分以連續(xù)流穿過轉(zhuǎn)子-定子陣列,整個(gè)充當(dāng)離心泵送裝置。可選地,可以將泵葉添加到混合器軸上。因此,直列混合器提供了更加可控的混合環(huán)境,并優(yōu)選在本發(fā)明方法中使用,從而作為連續(xù)生產(chǎn)方法的一部分,優(yōu)選形成更經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)方法。
優(yōu)選地,在本發(fā)明的方法中使用中速或高速直列混合器,特別是高速直列混合器。
在本發(fā)明的方法中,優(yōu)選避免高剪切力。因此,優(yōu)選在整個(gè)方法過程中,優(yōu)選至少從脂肪注入時(shí)往后,即是指在將液體脂質(zhì)相進(jìn)料至水相的步驟的過程中和之后,例如在混合步驟c)之前或過程中,使用相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)均質(zhì)化更低的剪切力。
在本發(fā)明方法的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中,因而在4000至15000rpm,優(yōu)選6500至12000rpm下使用直列混合器。依據(jù)混合器設(shè)計(jì)和盤的直徑,速度可以更低。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中,直列混合器以20至50m/s、優(yōu)選30至50m/s、更優(yōu)選41至44m/s的端速攪拌混合物。在本發(fā)明的一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方式中,該速度為至少25m/s,優(yōu)選為25至60m/s。
然而,這兩個(gè)參數(shù)在很大程度上依賴于所使用的直列混合器(特別是混合頭)的類型和型號(hào)以及尺寸(轉(zhuǎn)子和定子的直徑),但可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員來確定。例如對(duì)于較大的直列混合器需要較低的rpm。因此,相應(yīng)地調(diào)節(jié)所施加的剪切力以獲得優(yōu)選的大脂質(zhì)球。有利地且優(yōu)選地,直列混合器施加切向剪切而不是拉伸剪切。由于本發(fā)明方法優(yōu)選應(yīng)用優(yōu)選的低切向剪切,所得到的脂質(zhì)球比標(biāo)準(zhǔn)嬰兒配方中的大。
一般地,使用均質(zhì)化在水相中乳化脂質(zhì)相,以減少脂肪酸的乳油化和氧化。在標(biāo)準(zhǔn)嬰兒配方中,生產(chǎn)相當(dāng)小的球?qū)е路浅7€(wěn)定的乳液。由于本發(fā)明方法的目的在于生產(chǎn)較大的脂質(zhì)球,這可能導(dǎo)致不太穩(wěn)定的乳液和更快的脂肪酸氧化。但發(fā)現(xiàn),通過本發(fā)明方法生產(chǎn)的組合物在24h內(nèi)并未發(fā)生過多的乳油化,并且在儲(chǔ)存18個(gè)月之后測(cè)量脂肪酸氧化時(shí),發(fā)現(xiàn)氧化是可接受的。出人意料的是,這甚至非常類似于對(duì)標(biāo)準(zhǔn)嬰兒配方所觀察到的,盡管游離脂肪的量增加了。甚至發(fā)現(xiàn)存在一點(diǎn)點(diǎn)的乳油化是有利的,這是因?yàn)槠淠M了母乳喂養(yǎng)期間的情形。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中,在本發(fā)明方法的步驟c)中脂質(zhì)相與水相在混合頭中混合的混合時(shí)間或滯留時(shí)間是0.05至10秒,優(yōu)選0.08至10秒,優(yōu)選0.3至10秒,優(yōu)選0.5至9秒,特別是0.7至8秒,特別是1至7秒,優(yōu)選2至6秒,最優(yōu)選3至5秒。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中,在步驟c)中,于至多10bar,優(yōu)選低于10bar,優(yōu)選至多8bar,優(yōu)選低于8bar,更優(yōu)選至多7bar,優(yōu)選低于7bar的壓力下,獲得含脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組分的組合物。
在本發(fā)明方法的一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方式中,將在步驟c)中獲得的含脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組分的組合物再加熱到75至85℃,優(yōu)選78至80℃,以進(jìn)一步降低(優(yōu)選完全消除)致病菌。有利的是,在該階段再加熱還導(dǎo)致粘度減小。優(yōu)選地,采用本發(fā)明的方法生產(chǎn)的組合物的脂質(zhì)球(也稱為脂質(zhì)液滴),具有至少1μm、優(yōu)選至少2μm、更優(yōu)選至少3μm、最優(yōu)選至少3.5μm、甚至更優(yōu)選約4μm的體積加權(quán)眾數(shù)直徑。優(yōu)選地,體積加權(quán)眾數(shù)直徑應(yīng)小于20μm,優(yōu)選小于10μm,更優(yōu)選小于7μm。特別是,采用本發(fā)明的方法生產(chǎn)的組合物的脂質(zhì)球具有1至20μm、優(yōu)選1至10μm、優(yōu)選2至8μm、更優(yōu)選3至8μm、最優(yōu)選4至7μm的體積加權(quán)眾數(shù)直徑。術(shù)語“體積加權(quán)眾數(shù)直徑(volume-weightedmodediameter)”是指基于總脂質(zhì)的體積出現(xiàn)最多的直徑,或者是指在x軸為直徑、y軸為以%表示的體積的圖示中的峰值所表示的直徑。
有利的是,在本發(fā)明方法的步驟c)中獲得的包含大脂質(zhì)球的含脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組分的組合物由于再加熱達(dá)到較高的溫度而具有較低的表觀動(dòng)態(tài)粘度,其為30至80cp之間。與常規(guī)方法相比粘度降低了約5cp。有利的是,粘度的這種降低又導(dǎo)致了在任選的噴霧干燥步驟的過程中能力增加。
在本發(fā)明的一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方式中,在本發(fā)明方法的步驟c)之后獲得的含脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組分的組合物用作嬰兒配方,優(yōu)選即食型液體嬰兒配方、后續(xù)配方或成長(zhǎng)奶。
在一個(gè)更特別優(yōu)選的實(shí)施方式中,在本發(fā)明方法的步驟c)中獲得的含脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組分的組合物是用霧化系統(tǒng)噴霧干燥的,優(yōu)選為低剪切霧化系統(tǒng),優(yōu)選為使用雙流體噴嘴的霧化系統(tǒng),以便獲得噴霧干燥的包含脂質(zhì)球的含脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組分的組合物。
在一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方式中,待霧化的含脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組分的組合物(特別是混合物)的總固體含量具有30至65wt.%、優(yōu)選40至60wt.%、更優(yōu)選50至60wt.%的干物質(zhì)含量。
使用雙流體噴嘴相對(duì)于輪式霧化器具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。
在本發(fā)明的方法的步驟c)之后獲得的含脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組分的組合物包含大的脂質(zhì)球,且該組合物有利地且優(yōu)選地具有較低的表觀動(dòng)態(tài)粘度,其優(yōu)選在任選的隨后的噴霧干燥步驟中能實(shí)現(xiàn)更高的總固體含量,這在經(jīng)濟(jì)上是高度有益的。
同時(shí),當(dāng)在本發(fā)明的方法中實(shí)施噴霧干燥時(shí),可以在噴霧干燥過程中達(dá)到較高的陰燃溫度,特別是190℃至210℃的陰燃溫度,優(yōu)選195℃至200℃的陰燃溫度,這優(yōu)選且有益地允許在噴霧干燥過程中使用較高的溫度,使得噴霧干燥器的能力增加。在現(xiàn)有技術(shù)的方法中,通常達(dá)到約185℃的陰燃溫度。
因此,優(yōu)選且有利地,對(duì)于在本發(fā)明的方法步驟c)中獲得的含脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組分的組合物,陰燃溫度較高,使得在噴霧干燥過程中能夠達(dá)到較高的溫度,這在經(jīng)濟(jì)上是一個(gè)優(yōu)勢(shì)。不希望受到理論的束縛,較高的陰燃溫度可能是由于大的脂質(zhì)球的表面積減少。
在本發(fā)明的情況下,術(shù)語“陰燃溫度(smoulderingtemperature)”是指該產(chǎn)品開始放熱反應(yīng)即是指達(dá)到一定量的能量時(shí)的溫度。這通常發(fā)生于產(chǎn)品的結(jié)塊處,結(jié)塊使結(jié)塊的核隔絕并使得溫度上升。這需要一定的初始溫度和一定的時(shí)間來開始。當(dāng)反應(yīng)開始時(shí),粉末狀產(chǎn)物開始自燃,且溫度越高,反應(yīng)進(jìn)展越快。因此,從安全性的角度來看,存在可以干燥粉末的最高溫度。在較高的溫度下干燥具有形成著火源可能導(dǎo)致干燥器爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。因此,陰燃溫度是指自燃溫度,該溫度依具體粉末而不同并取決于若干變量。本發(fā)明方法有利地實(shí)現(xiàn)了較高的陰燃溫度,即是指使粉末存在自燃風(fēng)險(xiǎn)的溫度高于已知方法中的溫度。
優(yōu)選地,使用霧化步驟(優(yōu)選低剪切霧化步驟)的噴霧干燥步驟使用泵,優(yōu)選低壓泵,來控制步驟c)中獲得的組合物到噴霧干燥器的進(jìn)料。優(yōu)選地,所述泵至多使用由步驟c)的直列混合器施加的剪切力。因此,優(yōu)選在隨后的噴霧干燥步驟,特別是進(jìn)料步驟,特別是泵送步驟中對(duì)脂質(zhì)球施加的剪切力,不超過混合過程中所受到的剪切力。優(yōu)選地,使用正排量泵來控制混合物到噴霧干燥器的進(jìn)料。正排量泵通過捕獲固定量的流體,然后將捕獲的流體體積排到排放管中,而使流體移動(dòng)。
如果使用雙流體噴嘴(下文中也被稱為雙流體噴槍)進(jìn)行噴霧干燥,壓力優(yōu)選盡可能低且不污染噴霧干燥器,污染噴霧干燥器將導(dǎo)致不必要的清潔。優(yōu)選地,雙流體噴嘴使用的壓力為至多10bar,優(yōu)選為至多8bar,更優(yōu)選為1.5至5bar,最優(yōu)選為2.5至4bar。
雙流體噴嘴(2f噴嘴)是市售的。噴嘴可配備有外部混合帽或內(nèi)部混合帽。內(nèi)部2f噴嘴的優(yōu)點(diǎn)在于具有略微較低的能量需求。內(nèi)部和外部2f噴嘴產(chǎn)生不同的噴射角度,這取決于所使用的干燥器的設(shè)計(jì),其中2f噴嘴類型是優(yōu)選的。這對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是很容易推導(dǎo)出來的。
雙流體噴嘴所使用的壓力可根據(jù)所使用的具體模式而不同,但可以相應(yīng)地由本領(lǐng)域技術(shù)人員在如下條件下確定:使在混合步驟中生產(chǎn)的脂質(zhì)球不受到比在混合過程中受到的剪切力更高的剪切力。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中,方法步驟c)(即是指混合脂質(zhì)相和水相)和噴霧干燥是在對(duì)處理的組合物施加低力(優(yōu)選剪切力)的條件下進(jìn)行的。
優(yōu)選的雙流體噴嘴優(yōu)選具有特別高的噴射能力,這對(duì)于經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)是有利的。此外,優(yōu)選使用的雙流體噴嘴允許在噴霧干燥過程中施加低得多的壓力,這優(yōu)選導(dǎo)致施加到脂質(zhì)球上的剪切力減小。在本領(lǐng)域已知的噴霧干燥方法中使用高達(dá)200至300bar的壓力。在本發(fā)明方法的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中,噴霧干燥所用的壓力為至多10bar,優(yōu)選低于10bar,優(yōu)選為至多9bar,優(yōu)選低于9bar,更優(yōu)選為至多8bar,優(yōu)選低于8bar,優(yōu)選為至多5bar,優(yōu)選低于5bar,優(yōu)選為至多4bar,優(yōu)選低于4bar,優(yōu)選為至多3.5bar,優(yōu)選低于3.5bar,優(yōu)選為1.5至5bar,最優(yōu)選為2.5至4bar,優(yōu)選為2.7至3.5bar,特別是3bar。
用于噴霧的氣體優(yōu)選為壓縮空氣。優(yōu)選地,用于干燥的氣體優(yōu)選是過濾的大氣空氣。氣體/液體流量比(kg/kg)優(yōu)選在1:1至1:4之間,優(yōu)選為1:1至1:3,特別是1:2。
進(jìn)一步優(yōu)選地,步驟d)中的干燥氣體的入口溫度為至少160℃,優(yōu)選為至少180℃,優(yōu)選為至少190℃,更優(yōu)選為195℃。
優(yōu)選地,在本發(fā)明的噴霧干燥后獲得的噴霧干燥的含脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組分的組合物為噴霧干燥的粉末,其優(yōu)選可以被填充于適當(dāng)?shù)娜萜髦?。因此,在一個(gè)實(shí)施方式中,本發(fā)明組合物是固體形式,優(yōu)選是噴霧干燥的形式,優(yōu)選是粉末形式。
在一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方式中,在將噴霧干燥的含脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組分的組合物填充到容器中之前,將已經(jīng)以干形式存在的另外的組分,如某些礦物質(zhì)、維生素和非消化性寡糖干混合至該噴霧干燥的含脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組分的組合物中。
然而,本發(fā)明的噴霧干燥的組合物也可以是液體形式,優(yōu)選在將獲得的噴霧干燥形式在水性介質(zhì)中重新配制之后是液體形式。
有利的是,優(yōu)選被極性脂質(zhì)膜包覆并因此更類似于天然人乳的脂質(zhì)球的直徑和組成的較大的脂質(zhì)球在任選的噴霧干燥之后,特別是在隨后的在水性介質(zhì)中重新配制之后仍被保留。因此,在用水重新配制后,通過本發(fā)明方法制備的噴霧干燥的組合物仍然顯示出這些特征。
如果本文中指定的待添加到水相或脂質(zhì)相的成分對(duì)本發(fā)明的方法的任意步驟中所使用的溫度或條件敏感,則其也可以在方法中較后的時(shí)間點(diǎn)被添加,如在混合之后和在任選的噴霧干燥之前,或者甚至在噴霧干燥之后。
本發(fā)明還涉及根據(jù)本發(fā)明的方法可獲得的(優(yōu)選制備的)含脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組分的組合物,其為液體,包含體積加權(quán)眾數(shù)直徑為至少1μm、優(yōu)選為至少2μm、更優(yōu)選為至少3μm、甚至更優(yōu)選為至少3.5μm、最優(yōu)選為約4μm的脂質(zhì)球。優(yōu)選地,體積加權(quán)眾數(shù)直徑應(yīng)小于20μm,優(yōu)選小于10μm,更優(yōu)選小于7μm。特別地,采用本發(fā)明的方法生產(chǎn)的組合物的噴霧干燥的脂質(zhì)球具有1至20μm、優(yōu)選1至10μm、優(yōu)選2至8μm、更優(yōu)選3至8μm、最優(yōu)選4至7μm的體積加權(quán)眾數(shù)直徑。
本發(fā)明還涉及根據(jù)本發(fā)明的方法可獲得的(優(yōu)選制備的)噴霧干燥的含脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組分的組合物,該組合物包含體積加權(quán)眾數(shù)直徑為至少1μm、優(yōu)選為至少2μm、更優(yōu)選為至少3μm、甚至更優(yōu)選為至少3.5μm、最優(yōu)選為約4μm的脂質(zhì)球。優(yōu)選地,體積加權(quán)眾數(shù)直徑應(yīng)小于20μm,優(yōu)選小于10μm,更優(yōu)選小于7μm。特別地,采用本發(fā)明的方法生產(chǎn)的組合物的脂質(zhì)球具有1至20μm,優(yōu)選1至10μm,優(yōu)選2至8μm,更優(yōu)選3至8μm,最優(yōu)選4至7μm的體積加權(quán)眾數(shù)直徑。根據(jù)本發(fā)明方法獲得的組合物表現(xiàn)出改善的粉末性能和改善的均勻性。進(jìn)一步地,本發(fā)明組合物的脂肪含量和粒徑分布是充分可控的。發(fā)現(xiàn),通過本發(fā)明方法獲得的粉末狀組合物具有良好的貨架期穩(wěn)定性。該粉末在用水重新配制時(shí)具有極好的潤(rùn)濕性和可溶性,這些性質(zhì)在與具有較小的脂質(zhì)球的標(biāo)準(zhǔn)配方的粉末相比時(shí)得到了改善。
優(yōu)選地,由本發(fā)明的方法制備的在混合后獲得的含脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組分的組合物或在任選的噴霧干燥后獲得的噴霧干燥的含脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組分的組合物是營(yíng)養(yǎng)組合物或藥物組合物,優(yōu)選是嬰兒配方或后續(xù)配方或成長(zhǎng)奶。因此,優(yōu)選地,組合物是液體或適合于在用水溶液(優(yōu)選水)重新配制后制成液體組合物的粉末。有利地,脂質(zhì)球的尺寸和具有極性脂質(zhì)的包覆層(如果存在)在任選的噴霧干燥和隨后的重新配制之后保持相同。優(yōu)選地,本發(fā)明的噴霧干燥的組合物在即將被消耗之前是重新配制的,優(yōu)選用水重新配制。這將確保乳液的穩(wěn)定性,盡管由于本發(fā)明組合物的大脂質(zhì)球會(huì)發(fā)生一點(diǎn)點(diǎn)乳油化。少量的乳油化是有益的,因?yàn)檫@也非常類似于母乳喂養(yǎng)的情況。
因此,本發(fā)明的含脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組分的組合物或噴霧干燥的含脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組分的組合物優(yōu)選被施用于年齡為至多36個(gè)月、優(yōu)選為至多18個(gè)月、更優(yōu)選為至多12個(gè)月、甚至更優(yōu)選為至多6個(gè)月的人類受試者。特別地,通過本發(fā)明方法獲得的組合物適合且準(zhǔn)備好為年齡為至多36個(gè)月的人類受試者,特別是年齡為至多24個(gè)月的嬰兒,甚至更優(yōu)選年齡為至多18個(gè)月的嬰兒,最優(yōu)選年齡為至多12個(gè)月的嬰兒提供每日營(yíng)養(yǎng)需求。因此,使用含脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組分的組合物或噴霧干燥的含脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組分的組合物喂養(yǎng)人類受試者。有利地,發(fā)現(xiàn)施用含有優(yōu)選被極性脂質(zhì)包覆的大脂質(zhì)球的組合物在日后生活中預(yù)防肥胖或減少肥胖的風(fēng)險(xiǎn),并改善身體組成,即增加瘦體質(zhì)并減少脂肪量。
任選的噴霧干燥之后,本發(fā)明的組合物適合是粉末形式,其優(yōu)選可以用水重新配制以形成液體。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中,可以預(yù)見,添加水性介質(zhì)(優(yōu)選水)到獲得的噴霧干燥的組合物中,以獲得液體或半液體重新配制的本發(fā)明的噴霧干燥的組合物。因此,本發(fā)明還涉及一種液體或半液體重新配制的組合物,其包含在水性介質(zhì)中的根據(jù)本發(fā)明方法在噴霧干燥之后獲得的噴霧干燥的組合物。當(dāng)噴霧干燥的組合物是液體形式時(shí),每天所施用的優(yōu)選體積是在約80至2500ml的范圍內(nèi),更優(yōu)選每天約450至1000ml。這些量對(duì)于液體的含脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組分的組合物也是優(yōu)選的。
在本發(fā)明的一個(gè)進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式中,本發(fā)明的固體噴霧干燥的組合物或液體重新配制的噴霧干燥的組合物和液體的含脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組分的組合物可以補(bǔ)充至少一種另外的物質(zhì),特別是藥學(xué)上或營(yíng)養(yǎng)上有效的物質(zhì),以便獲得包含本發(fā)明的噴霧干燥的、重新配制的或液體的組合物的藥物組合物或營(yíng)養(yǎng)組合物。
為了滿足嬰兒的卡路里需求,當(dāng)在需要時(shí)用水性介質(zhì)重新配制時(shí),組合物優(yōu)選包含50至200kcal/100ml液體,更優(yōu)選60至90kcal/100ml液體,甚至更優(yōu)選60至75kcal/100ml液體。這種卡路里密度保證了水和卡路里消耗之間的最佳比例。本發(fā)明組合物的重量克分子滲透濃度(osmolality)優(yōu)選介于150和420mosmol/l之間,更優(yōu)選為260至320mosmol/l。低重量克分子滲透濃度的目的是減少胃腸應(yīng)力。優(yōu)選地,在液體形式中,在brookfield粘度計(jì)中于20℃、100s-1的剪切速率下測(cè)量,組合物具有至多35mpa.s、更優(yōu)選至多6mpa.s的粘度。優(yōu)選地,蛋白質(zhì)組分提供總卡路里的5至15%、更優(yōu)選6至12%。更優(yōu)選地,組合物中存在按卡路里計(jì)至多9%的蛋白質(zhì),更優(yōu)選地,組合物包含按總卡路里計(jì)7.2至8.0%之間、甚至更優(yōu)選按總卡路里計(jì)7.3至7.7%之間的蛋白質(zhì)。低蛋白質(zhì)濃度有利地確保了較低的胰島素反應(yīng),從而防止嬰兒的脂肪細(xì)胞增殖。人乳比牛乳包含按總卡路里計(jì)更低量的蛋白質(zhì)。按干重計(jì),組合物優(yōu)選包含少于12wt.%、更優(yōu)選在9.6至12wt.%之間、甚至更優(yōu)選10至11wt.%的蛋白質(zhì)?;诩词承鸵后w組合物或重新配制的噴霧干燥的組合物,二者均優(yōu)選包含每100ml低于1.5g、更優(yōu)選1.2至1.5g之間、甚至更優(yōu)選1.25至1.35g之間的蛋白質(zhì)。組合物中的蛋白質(zhì)濃度是通過蛋白質(zhì)、肽和游離氨基酸的總和來確定的。
可消化性碳水化合物組分優(yōu)選提供組合物總卡路里的30至80%。優(yōu)選地,可消化性碳水化合物提供總卡路里的40至60%。當(dāng)為液體形式時(shí),例如作為即食型組合物或重新配制的噴霧干燥的組合物時(shí),組合物優(yōu)選每100ml包含3.0至30g的可消化性碳水化合物,更優(yōu)選每100ml包含6.0至20g、甚至更優(yōu)選7.0至10.0g的可消化性碳水化合物。按干重計(jì),本發(fā)明的噴霧干燥的組合物優(yōu)選包含20至80wt.%、更優(yōu)選40至65wt.%的可消化性碳水化合物。
在本文件及其權(quán)利要求書中,動(dòng)詞“包含(tocomprise)”及其變化形式用于以其非限制性含義表示包括該詞之后的項(xiàng)目,但也不排除未具體提及的項(xiàng)目。此外,由不定冠詞“一個(gè)”或“一種”所提及的元素并不排除存在多于一種元素的可能性,除非上下文明確規(guī)定有且僅有一種所述元素。因此,不定冠詞“一個(gè)”或“一種”通常表示“至少一種”。
本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式是從屬權(quán)利要求的主題。
本發(fā)明通過下述實(shí)施例和附圖進(jìn)行進(jìn)一步描述。
附圖說明:
圖1示出了本發(fā)明的方法的流程圖,其中comp.是組分的縮寫,實(shí)線框表示水相,雙線框表示脂質(zhì)相,粗線框表示混合物,即兩相的乳液,
圖2示出了本發(fā)明的可選方法的流程圖,其中comp.是組分的縮寫,實(shí)線框表示水相,雙線框表示脂質(zhì)相,粗線框表示混合物,即兩相的乳液,
圖3示出了標(biāo)準(zhǔn)嬰兒配方、本發(fā)明的嬰兒配方和人乳樣品的粒徑分布,以及
圖4示出了在生產(chǎn)過程中取出的本發(fā)明的嬰兒配方的粒徑分布。
實(shí)施例1:
制備為粉末的嬰兒配方,其包含每kg最終產(chǎn)品中約4800kcal、約247g脂質(zhì)、約540g可消化性碳水化合物、約41g非消化性寡糖和約97g蛋白質(zhì)。使用富含乳磷脂(milkphospholipids)的酪乳乳清粉、植物油混合物(脂肪)、脫礦物質(zhì)的乳清粉(蛋白質(zhì))、乳糖和非消化性寡糖來制備組合物。還使用本領(lǐng)域已知的維生素、礦物質(zhì)、微量元素。
酪乳乳清粉的量為使得最終組合物中存在按總脂質(zhì)計(jì)1.62wt.%的磷脂。
用本領(lǐng)域已知的方法制備包含酪乳粉、蛋白質(zhì)和可消化性碳水化合物和其它組分(除脂肪和脂溶性維生素外)的水相,并進(jìn)行熱處理以防止細(xì)菌污染,即通過本領(lǐng)域已知的超高溫(uht)處理進(jìn)行熱處理,在此之后實(shí)施蒸發(fā)步驟。在蒸發(fā)步驟之后,水相的干物質(zhì)含量是在30至48wt.%之間。將混合物加熱至50℃。
用本領(lǐng)域已知的方法制備脂肪相。將植物油混合物也加熱至50℃,并通過注入和離心增壓泵按15至30的w/w比例將其加入到水相。脂肪相和水相的混合物的總固體含量為40至60wt%之間。
將水相和脂肪相進(jìn)料至包含一個(gè)混合頭的直列混合器(ystralz80)中。直列混合器的轉(zhuǎn)子定子設(shè)計(jì)具有3行齒。以20至50m/s的端速(產(chǎn)生50000至100000/s的剪切速率)混合水相和脂肪相,以便使脂質(zhì)相乳化到水相中,隨后使用正排量泵(莫諾泵(monopump))用約8bar的壓力將其泵入到加熱器中。
隨后,將水包油混合物通過濃縮加熱器進(jìn)料至噴霧干燥器中,該噴霧干燥器由在直列混合器下游使用的泵驅(qū)動(dòng)(圖2)。
采用使用雙流體噴嘴的低剪切霧化系統(tǒng)(schlick,0/2-0/5系列)霧化乳液,其中噴霧干燥所使用的壓力為低于8bar,且采用入口溫度為195℃的干燥氣體進(jìn)行干燥。
在用水重新配制之后,最終粉末中的脂質(zhì)球的尺寸用mastersizer2000(malverninstruments,malvernuk)進(jìn)行測(cè)量。體積眾數(shù)直徑(體積加權(quán)眾數(shù)直徑)是4.3μm。按脂質(zhì)體積計(jì)約60%的脂質(zhì)球具有2至12μm之間的直徑。
圖3示出了各種嬰兒配方的粒徑分布。用水將粉末重新配制為即食型液體。示出了標(biāo)準(zhǔn)嬰兒配方nutrilon1(眾數(shù)直徑(體積加權(quán)眾數(shù)直徑)是0.4μm),采用本發(fā)明方法生產(chǎn)的嬰兒配方(眾數(shù)直徑(體積加權(quán)眾數(shù)直徑)是3.6μm)和人乳樣品(眾數(shù)直徑(體積加權(quán)眾數(shù)直徑)是4.1μm)。
圖4示出了在應(yīng)用本發(fā)明方法生產(chǎn)的過程中獲得的各種嬰兒配方樣品的粒徑分布。在生產(chǎn)過程中,取出7種不同的樣品進(jìn)行粒徑分布分析。體積眾數(shù)(體積加權(quán)眾數(shù)直徑)是4.3μm(s.d.0.2μm)。該圖清楚地展示了本發(fā)明方法的可控性。
實(shí)施例2:采用具有內(nèi)部混合室的噴嘴進(jìn)行霧化。
使用與實(shí)施例1類似的組合物。用具有內(nèi)部混合室的2f噴嘴(lechervariojet)進(jìn)行霧化。施用于霧化的壓力在4至8bar之間。霧化步驟之后的結(jié)果顯示,獲得的脂質(zhì)球略小于上述實(shí)施例中的脂質(zhì)球,其具有約2μm的體積眾數(shù)(體積加權(quán)眾數(shù)直徑)。粒徑分布模式非常相似。