CN101951789A - 稳定的营养粉 - Google Patents
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Abstract
公开了一种组合物,其包含碳水化合物;脂质,该脂质包含占总脂质为约0.25-约2.5重量%的卵磷脂;占总蛋白的约90-约99.5重量%的完整蛋白;和约0.5-约10%的至少一种水解蛋白,所述水解蛋白选自水解酪蛋白和水解乳清蛋白;其中该水解蛋白的水解度为约23%-约90%,和其中该组合物是营养粉。该营养粉提供了提高的氧化稳定性和感官性能。
Description
技术领域
本发明涉及具有提高的氧化稳定性和感官性能的营养粉。
发明背景
公知的是使用营养粉来为不同的个体提供独特的或者补充的营养。这些粉末是由最终的用户使用水或者其他含水液体重新配制来形成营养液体或者饮料的。这些粉末大部分通常包含变化量和类型的蛋白,碳水化合物,脂质,维生素和矿物质,这些成分全部主要的取决于目标用户营养的需要。
在今天市售的营养配方中,婴儿配方已经是公知的,并且通常用来在生命早期提供补充的或者独特的营养源。虽然母乳通常被公认是婴儿优异的营养源,但是许多婴儿营养配方仍然可以为那些不能哺乳或者在她们特定的情形下选择不哺乳的母亲提供了优质的替代物。这些婴儿配方典型的包含蛋白,碳水化合物,脂质,维生素,矿物质和其他营养物。
营养粉,包括婴儿配方,经常包含多种成分,该成分倾向于比其他成分更氧化敏感,例如多不饱和脂肪酸。这些脂肪酸在加工过程中需要另外的注意,来确保在最终的粉末中的多不饱和脂肪酸(例如二十二碳六烯酸和花生四烯酸)在高到约36个月的延长存储期内不会因为氧化而过度降解。
一种具有提高的氧化稳定性和感官性能的新的营养粉将会是有用的。
发明内容
本发明的一种实施方案涉及营养粉,包括粉末婴儿配方,其包含碳水化合物;脂质,该脂质包含占总脂质的约0.25-约2.5重量%的卵磷脂;占总蛋白的约90-约99.5重量%的完整蛋白;和占总蛋白的约0.5-约10重量%的至少一种选自水解酪蛋白和水解乳清蛋白的水解蛋白;其中该水解蛋白的水解度为约23%-约90%。
已经令人惊讶的发现本发明营养粉的实施方案具有提高的氧化稳定性和提高的感官性能。已经发现所选量的水解酪蛋白,乳清蛋白或者其组合,以及卵磷脂提供了协同的抗氧化效应,并因此能够配制成营养粉,来在延长的期限内降低氧化和提供更好的感官性能。
具体实施方式
本文中所述的不同的营养粉的实施方案,包括粉末婴儿配方和其他氧化敏感性营养粉,包含碳水化合物,脂质,蛋白,和选择量的卵磷脂和选自水解酪蛋白和水解乳清蛋白的至少一种水解蛋白。这些和其他必要的或者任选的营养粉成分在下文中更详细的描述。
如本文中使用的,除非另外规定,术语“脂质”表示可溶于有机溶剂中的营养粉配方的任何成分,包括脂肪,油及其组合。
如本文中使用的,除非另外规定,术语“总脂质”指的是此处的营养粉实施方案的脂质组分。
如本文中使用的,除非另外规定,术语“总蛋白”指的是此处的营养粉实施方案的蛋白组分。
如本文中使用的,除非另外规定,术语“婴儿”指的是不大于约1岁的儿童,并且包括0-约4个月大的婴儿,约4-约8个月大的婴儿,约8-约12个月大的婴儿,出生时小于2500g的低出生体重婴儿,和在小于约37周怀孕期,典型的是约26周到约34周怀孕期的早产儿。如本文中使用的,术语“儿童”和“儿童们”指的是不大于12岁的儿童,并且包括约12个月到约12岁的儿童。如本文中使用的,术语“成年人”指的是约12岁和更大的成年人。
如本文中使用的,除非另外规定,术语“营养配方”指的是为婴儿(infant),初学走路的儿童(toddler),儿童(children),成年人或者其组合设计的营养组合物,当足量提供时,其可以包含足够的蛋白,碳水化合物,脂质,维生素,矿物质,和电解质来潜在的充当单独的营养源。这些“营养配方”还可以配制来提供或者用作次要的或者辅助的营养补充,其提供蛋白,碳水化合物,脂质,维生素和矿物质中的一种或多种。
如本文中使用的,除非另外规定,术语“营养粉”指的是可流动的或者基本可流动的微粒营养配方,或者至少能够容易的用勺子或者类似的其他装置挖取的微粒营养配方,其中该组合物可以用合适的流体(典型的是水)重新配制,来形成液体营养组合物而用于期望的目标群体,例如,成年人,小儿(pediatrics)(包括婴儿,儿童,初学走路的孩子),糖尿病患者,危急护理患者,或者非人类例如家畜,宠物和野生动植物(wildlife)。
如本文中使用的,除非另外规定,术语“婴儿配方”指的是为婴儿设计的营养配方,当足量提供时,其可以包含足够的蛋白,碳水化合物,脂质,维生素,矿物质和电解质来潜在的充当单独的营养源。
如本文中使用的,除非另外规定,术语“多不饱和脂肪酸”或者“PUFA”指的是任何的多不饱和脂肪酸或者其来源,包括短链(小于约6个碳原子/链);中链(约6-约18个碳原子/链);和长链(具有至少约20个碳原子/链)的具有两个或更多个碳碳双键的脂肪酸,包括ω-3和ω-6多不饱和脂肪酸。
如本文中使用的,除非另外规定,术语“总配方固体”指的是在营养配方中全部成分的总和浓度或者总量,不包括水。
如本文中使用的,除非另外规定,全部的百分比,份数和比例是总组合物的重量为单位的。全部这样的重量在它们属于所列的成分时,是基于活性含量的,并因此不包括可能包含在市售材料中的溶剂或者副产物,除非另外规定。
如本文中使用的,数值范围目的是包括所述范围内所包含的每个数字和数字的子集,无论是否明确公开。此外,这些数值范围应当解释为提供了对于涉及到在该范围内的任何数字或者数字的子集的权利要求的支持。例如,1-10的公开内容应当解释为支持了下面的范围:2-8,3-7,5-6,1-9,3.6-4.6,3.5-9.9等等。
对本文中所述的实施方案的单数特征或者界限的全部提及内容应当包括相应的复数特征或者界限,反之亦然,除非另外规定或者由提及内容的上下文明显相反地暗示。
如本文中使用的,方法或者加工步骤的全部组合可以以任何次序来进行,除非另外规定或者由提及组合的上下文明显相反地暗示。
本文中的实施方案还可以基本上没有本文中所述的任何任选的或者所选择的必要成分或者特征,前提是其余的配方仍然包含了如本文中所述的全部所需的成分或者特征。在上下文中,除非另外规定,术语“基本上没有”表示所选择的组合物包含小于功能数量的任选的或者所选择的成分,典型地小于0.1重量%,并且还包括0重量%的这样任选的或者所选择的成分。
本文中所述的实施方案可以包含,由以下组成或者基本上由以下组成:本文中所述的本发明的必要成分和界限,以及本文中所述的或者另外在营养粉配方应用中有用的任何另外的或者任选的成分,组分或者界限。
水解蛋白
本文中所述的不同的实施方案可以包含占总蛋白的约0.5-约10重量%至少一种选自水解酪蛋白和水解乳清蛋白的水解蛋白,包括占总蛋白的约0.5-约5重量%以及包括占总蛋白的约0.8-约3重量%。
术语“水解产物”或者“水解蛋白”在本文中是可交替使用的,并且除非另外规定,指的是已经水解或者分解成为更短的肽片段和/或氨基酸的蛋白。在最宽的含义中,当一或多个肽键断裂时,蛋白水解。肽键的断裂可以在制造过程中无意或者附带出现,例如,由于加热或者剪切而附带出现。对于本文中的营养粉实施方案而言,术语“水解产物”或者“水解蛋白”表示已经以目标是使肽键断裂的方式进行了加工或者处理的蛋白。有意水解可以例如通过用酶、酸、碱或者其组合来处理完整蛋白来进行。本文中所用的水解蛋白典型的是酶水解来制备的。
本文中所用的水解蛋白基本上没有完整蛋白。在上下文中,本文中的水解蛋白包含了小于1.0重量%的完整蛋白,包括小于0.5%,以及还包括0重量%的完整蛋白。同样,单个蛋白成分/商品不是完整蛋白和水解蛋白二者的来源;相反,单个蛋白成分/商品是水解蛋白或者是完整蛋白。
本文中所用的水解酪蛋白,水解乳清蛋白或者其组合具有下面的水解度:约23%-约90%,包括约27%-约80%,以及还包括约45%-约80%。水解度是通过有意的水解方法使肽键断裂的程度。
对于本发明的目的来说,蛋白源的水解度是通过三硝基苯磺酸(TNBS)方法来测量的。该TNBS方法是一种用于确定食物蛋白源的水解度的精确的和可重复的方法。将蛋白水解产物溶解/分散到热的1%的十二烷基硫酸钠中,达到浓度为0.25-2.5×10-3氨基当量/L。将样品溶液(0.25毫升)与2毫升的0.2125M磷酸钠缓冲液(pH 8.2)和2毫升的0.1%三硝基苯磺酸混合,随后在黑暗中在50℃培养60分钟。通过加入4毫升的0.100N的HCl来猝灭所述反应。然后在340nm读取吸收率(absorbance)。将1.5mM的L-亮氨酸溶液用作标准物。将所测量的亮氨酸氨基当量转换成水解度是通过用于每个具体的蛋白底物的标准曲线来进行的(Jens Adler-Nissen,J.Agr.Food Chem.第27卷第6期,1979)。
对于本发明的目的来说,蛋白水解度不同于蛋白源的氨基氮:总氮比例(AN/TN),其中氨基氮(AN)分量是通过用于测量氨基氮含量的USP滴定方法来量化的,而总氮(TN)分量是通过Tecator Kjeldahl方法来测量的。当蛋白中的肽键通过酶水解而断裂时,每个断裂的肽键释放出一个氨基基团,这导致氨基氮的增加。使用AN/TN方法,甚至非水解蛋白也将包含一些曝露的氨基基团,并因此具有大于0的AN/TN比例。
酪蛋白源自于乳。酪蛋白是牛乳中的主要蛋白(main protein),构成了牛乳中的蛋白的约80%。酪蛋白是高营养蛋白,其包含了21种氨基酸。本文中所用的水解酪蛋白的非限定性的例子包括水解的酸酪蛋白(acid casein),水解的酪酸钙,水解的酪酸镁,水解的酪酸钠,其任何的其他盐形式,及其组合。本文中所述的实施方案典型的包含了水解的酪酸钙和/或水解的酪酸钠。
乳清蛋白源自于乳清,其可以是牛乳制造奶酪的副产物。乳清蛋白是牛乳中的另外的主要蛋白(primary protein),构成了牛乳中蛋白的约20%。本文中所用的水解乳清蛋白的非限定性的例子包括水解的酸乳清蛋白分离物,水解的酸乳清蛋白浓缩物,水解乳清蛋白浓缩物,水解乳清蛋白分离物及其组合。本文中所述的实施方案典型的包含了水解乳清蛋白分离物。
适用于本文中使用的水解酪蛋白和/或水解乳清蛋白可以获自任何已知的或者其他合适的营养源。非限定性的例子包括来自DMVInternational,Delhi,New York,USA的水解酪蛋白和水解乳清蛋白;和来自Arla Food Ingredients,Skanderborgvej,Denmark的水解酪蛋白和水解乳清蛋白。
完整蛋白
本文中所述的不同的实施方案可以包含占总蛋白的约90-约99.5重量%的完整蛋白,包括占总蛋白的约95-约99.5重量%以及还包括约97-约99.2重量%。
如本文中使用的,除非另外规定,术语“完整蛋白”指的是这样的蛋白,其没有以目标是使肽键断裂的方式进行有意的加工或者处理。完整蛋白是非水解蛋白,其没有经历有意的水解,并因此具有未改变的一级结构(primary structure)(即,完整的氨基酸序列)。完整蛋白的水解度为0。同样,本文中所用的完整蛋白基本上没有水解蛋白。在上下文中,本文中所用的完整蛋白包含小于1.0重量%的水解蛋白,包括小于0.5%,以及包括0重量%的水解蛋白。
适用于本文中使用的完整蛋白可以获自任何已知的或者其他合适的营养源。合适的完整蛋白的非限定性的例子包括大豆基,乳基,酪蛋白,乳清蛋白,大米蛋白,牛肉胶原,豌豆蛋白,土豆蛋白及其组合。
本文中的实施方案可以进一步包含游离氨基酸。但是,本文中的营养粉的实施方案典型的包含占总蛋白的小于10重量%的游离氨基酸,包括占总蛋白的约0.2-约7重量%,以及包括约0.2-约5重量%,以及包括约0.2-约2重量%。该游离氨基酸可以是加入的或者是水解蛋白中固有的,或者其组合。对于本发明的目的来说,加入的游离氨基酸(其并非水解蛋白中固有的)具有100%的水解度。合适的蛋白游离氨基酸的非限定性的例子包括色氨酸,谷酰胺(glutamine),酪氨酸,蛋氨酸,半胱氨酸,精氨酸及其组合。适用于本文中使用的非蛋白氨基酸的非限定性的例子包括肉碱和牛磺酸。在一些情况中,D-形氨基酸被认为与L-形是营养等价的,并且异构体混合物可以用来降低成本。
卵磷脂
本文中所述的不同的实施方案可以包含占总脂质的约0.25-约2.5重量%的卵磷脂,包括占总脂质的约0.25-约1.5重量%,以及包括约0.3-约0.8重量%。
卵磷脂主要是甘油磷脂(glycerol phospholipids)的混合物(例如,磷脂酰胆碱(phosphatidylcholine),磷脂酰乙醇胺(phosphatidylethanol-amine)和磷脂酰肌醇(phosphatidylinositol))。磷脂酰胆碱典型的是主要的甘油磷脂组分。卵磷脂也可以包含其他化合物例如游离脂肪酸,甘油一酸酯,甘油二酸酯,甘油三酸酯,糖脂(glycolipids),和其他含有脂质/脂肪酸的化合物。卵磷脂有时候被分类为甘油磷脂或者磷脂(phosphotide)。这类化合物具有两亲性能以及因此的乳化作用。
卵磷脂典型的是作为乳化剂加入到液体食品(包括营养液)中,以使得该液体产品保持均匀并且不分离。卵磷脂被美国食品药品管理局批准用于人类消费,具有“通常公认是安全(Generally Recognized AsSafe)”的状态。适用于本文中使用的卵磷脂的非限定性的例子包括鸡蛋卵磷脂,小麦卵磷脂,玉米卵磷脂,大豆卵磷脂,改性卵磷脂,及其组合。本文中所述的实施方案典型的包含大豆卵磷脂。
适用于本文中使用的卵磷脂可以获自任何已知的或者合适的营养源。非限定性的例子包括来自ADM Specialty Food Ingredients,Decatur,Illinois,USA的大豆卵磷脂;来自Solae,LLC,St.Louis,Missouri,USA的大豆卵磷脂;和来自American Lecithin Company,Oxford,Connecticut,USA的大豆卵磷脂。
营养物
本文中所述的营养粉实施方案可以包含足够类型和量的营养物,来满足目标用户的目标膳食需要。这些粉末配方包含如本文中所述的蛋白,碳水化合物和脂质。该配方可以进一步包含维生素,矿物质,或者其他适用于粉末营养配方中的成分。
在本文中的实施方案中的碳水化合物,蛋白和脂质的量可以根据目标用户的膳食需要以及许多其他公知的变量而广泛的变化。但是,这些成分大部分典型的是配制成本文中所述的处于下表所述范围内的营养粉。
营养物* | 第一实施方案 | 第二实施方案 | 第三实施方案 |
碳水化合物%总卡路里 | 20-85 | 30-60 | 35-55 |
脂质%总卡路里 | 5-70 | 20-60 | 25-50 |
蛋白%总卡路里 | 2-75 | 5-50 | 7-40 |
*每个数值前有术语“约”。
不同来源和类型的碳水化合物,脂质,蛋白(上述的),矿物质和维生素是已知的,并且可以用于本文中的实施方案中,前提是这样的营养物是与所选择的配方中所加入的成分相容的,对于它们的目标用途是安全的,并且不会过度的削弱产品的性能。
适用于本文中使用的碳水化合物可以是简单的或者复杂的,含有乳糖或者不含乳糖的,或者其组合,非限定性的例子包括水解的,完整的,天然的和/或化学改性的淀粉,麦芽糊精,葡萄糖聚合物,蔗糖,玉米糖浆,玉米糖浆干粉,大米或者土豆来源的碳水化合物,葡萄糖,果糖,乳糖,高果糖玉米糖浆,不可吸收的低聚糖例如低聚果糖(FOS),及其组合。
适用于本文中使用的脂质的非限定性的例子包括椰子油,大豆油,玉米油,橄榄油,红花油,高油酸红花油(high oleic safflower oil),MCT油(中等链甘油三酸酯),葵花籽油,高油酸葵花籽油,棕榈油和棕榈核油,棕榈油精,芥花籽油(canola oil),海洋生物油(marine oil),棉籽油,及其组合。
本文中所用的脂质可以包含长链多不饱和脂肪酸,其非限定性的例子包括二十二碳六烯酸,二十碳五烯酸,花生四烯酸,或者其组合。这些材料是已知的来提供对于婴儿的好处,例如促进大脑和视力发育。花生四烯酸,二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸的非限定性的来源包括海洋生物油,源于蛋的油(egg derived oil),真菌油(fungal oil),海藻油(algal oil)及其组合。
本文中的实施方案可以包含多种维生素中的任何一个,其非限定性的例子包括维生素A,维生素D,维生素E,维生素K,维生素B1,核黄素,维生素B6,维生素B12,烟酸,叶酸,泛酸,维生素H,维生素C,肌醇,胆碱,其盐和衍生物,及其组合。
本文中的实施方案可以包含多种矿物质中的任何一个,其非限定性的例子包括钙,磷,镁,铁,锌,锰,铜,碘,钠,钾,钼,氯化物,硒,铬,氯化物,其盐和衍生物及其组合。
任选的成分
本文中所述的实施方案可以进一步包含其他任选的成分,其能够改变所述组合物的物理,化学,美学或者加工特性或者当用于目标人群时能够充当另外的营养组分。许多这样任选的成分是已知的或者适用于营养粉中,包括粉末婴儿配方,并且还可以用于本文中的营养粉实施方案中,前提是这样任选的材料是与本文中所述的必要材料相容的,对于它们的目标用途来说是安全有效的,并且不会过度削弱产品的性能。
这样任选的成分的非限定性的例子包括防腐剂,另外的抗氧化剂,乳化剂,缓冲剂,着色剂,风味剂,维生素,矿物质,核苷酸和核苷,益生菌(probiotics),益生素(prebiotics),乳铁蛋白(lactoferrin)和相关的衍生物,增稠剂和稳定剂等等。
婴儿配方实施方案
本文中的营养粉实施方案可以包含按照相关的导引用于目标消费者或者消费群的营养物,其一个例子是Infant Formula Act,21 U.S.C.Section 350(a)。
该婴儿配方可以包括这些实施方案,其包含下表所述的碳水化合物,脂质和蛋白浓度。
婴儿配方主要营养物*
*全部数值前有术语“约”。
本文中的营养粉包括这些实施方案,其包含每100千卡配方的一种或多种下面的成分:维生素A(约250-约1250IU),维生素D(约40-约150IU),维生素K(至少约4mcg),维生素E(至少约0.3IU),维生素C(至少约8mg),维生素B1(至少约8mcg),维生素B12(至少约0.15mcg),烟酸(至少约250mcg),叶酸(至少约4mcg),泛酸(至少约300mcg),维生素H(至少约1.5mcg),胆碱(至少约7mg)和肌醇(至少约4mg)。
本文中的营养粉包括这些实施方案,其包含每100千卡配方的一种或多种下面的成分:钙(至少约50mg),磷(至少约25mg),镁(至少约6mg),铁(至少约0.15mg),碘(至少约5mcg),锌(至少约0.5mg),铜(至少约60mcg),锰(至少约5mcg),钠(约20-约60mg),钾(约80-约200mg),和氯化物(约55-约150mg)。
产品形式
本文中的实施方案典型的是处于可流动的或者基本可流动的微粒组合物的形式,或者至少是能够容易的用勺子或者其他类似的装置挖取和度量的微粒组合物,其中该组合物可以由目标用户用合适的含水流体(典型的是水)重新配制,来形成液体营养组合物,用于该目标用户的即时口服或者肠道使用。在上下文中,“即时(immediate)”使用意味着约48小时内,包括约24小时内,也包括刚刚配制之后。该实施方案包括喷射干燥的,聚集的,干混的或者其他已知的或者有效的微粒形式。产生适于一次服用的体积所需的营养粉的量可以变化。
本文中的实施方案可以包装和密封于单次或者多次使用的容器中,然后在环境条件下存储高到约36个月,包括约12-约24个月。对于多次使用容器来说,这些包装可以打开,然后盖上来由最终用户反复使用,前提是盖上的包装然后在环境条件下存储(例如避免极端温度),并且将内容物在约1个月左右的时间内使用。
制造方法
该营养粉实施方案可以通过任何的已知的或者有效的、适于制造和配制营养粉的技术来制备,其的变化可以取决于变量例如所选择的成分组合,包装和容器选择等等。这样的技术和变化描述在营养学领域或者是营养学领域的技术人员公知的。
该营养粉实施方案,包括下文所述的示例性配方,因此可以通过多种已知的或者其他有效配方或者制造方法中的任一种来制造。这些方法典型地包括初始形成含有下面成分的含水浆体:碳水化合物,蛋白,脂质,稳定剂或者其他配方助剂,维生素,矿物质或者其组合。将该浆体乳化,巴氏灭菌(pasteurized),均化和冷却。在进一步的加工之前,之中或者之后,可以将不同的其他溶液,混合物或者其他材料加入到所形成的乳液中。所形成的混合物然后加热和干燥成为粉末形式,这可以通过喷雾干燥或者其他在粉末基质中形成固体微粒的加热处理方法来完成。其他必要的或者任选的材料也可以通过干混,聚集或者其他方式将被添加的材料合并到正在形成的或者刚刚形成的固体微粒而被添加到该配方中。
用于制造营养配方的其他合适的方法描述在例如US专利6,365,218(Borschel,等人),US专利6,589,576(Borschel,等人)和US专利6,306,908(Carlson,等人)中,这些公开内容引入本文中作为参考。
实施例
下面的实施例进一步描述和证实了在本发明范围内的具体实施方案。该实施例仅仅是作为说明性的目的而给出的,并且不解释为对本发明的限制,因为其的许多变化是可能的,而不脱离本发明的主旨和范围。除非另外规定,全部示例性的量是基于组合物总重量的重量百分比。
将每种示例性配方提供给人来提供每日的营养。每种组合物包含如本文中所述的水解酪蛋白,水解乳清蛋白,及其组合,和卵磷脂,其中每种组合物具有提高的氧化稳定性和提高的感官性能。
实施例1-4
这些实施例说明了本发明的婴儿营养粉实施方案,包括使用和制造配方的方法。每个批次的成分在下表中列出。
该示例性配方可以如下来制备:制造至少两个单独的浆体,将其稍后共混在一起,热处理,规格化,二次热处理,蒸发除水和然后喷雾干燥。
开始时,碳水化合物-矿物质浆体是如下来制备的:将碳水化合物(即,乳糖)在约60-71℃溶解在水中,随后加入氯化镁,氯化钾,柠檬酸钾,氯化胆碱和氯化钠。将所形成的浆体保持在约49-60℃和适度搅拌下,直到它稍后与其他准备好的浆体进行共混。
油包蛋白浆体是如下来制备的:将高油酸葵花籽油,大豆油和椰子油在约49-60℃进行合并,随后加入抗坏血酸棕榈酸酯,混合的维生素E,大豆卵磷脂,油溶性维生素预混物,乳清蛋白浓缩物,酪蛋白水解产物和/或乳清水解产物,和碳酸钙。将所形成的油浆体保持在约38-49℃和适度搅拌下,直到它稍后与其他准备好的浆体进行共混。
将水,碳水化合物-矿物质浆体和油包蛋白浆体在足够的搅拌下进行合并。用氢氧化钾调节所形成的共混物的pH。将该共混物在适度搅拌下保持在约49-60℃。在pH调节之后和加工之前,加入ARA和DHA油。
将所形成的共混物加热到约71-77℃,通过单阶段均化器乳化到最大为约300psig,然后加热到约82-88℃,保持约5秒。将该加热的共混物通过闪蒸冷却器,降温到约77-82℃,然后通过板式冷却器进一步降温到约71-77℃。该冷却的共混物然后在约2400-2600/400-600psig下均化,在约74-85℃保持约16秒,然后冷却到2-7℃。取样用于微生物和分析测试。混合物在搅拌下保持在约2-7℃。
分别制备水溶性维生素(WSV)溶液和抗坏血酸溶液,并加入到所加工共混的浆体中。该维生素溶液是在搅拌下将下面的成分加入到水中来制备的:柠檬酸钾,硫酸亚铁,WSV预混物,L-肉碱,核黄素,和核苷酸-胆碱预混物。抗坏血酸溶液是通过将氢氧化钾和抗坏血酸加入到足量的水中来溶解该成分而制备的。然后用氢氧化钾将该抗坏血酸溶液的pH调节为约5-9。
该共混物的pH可以用氢氧化钾调节到约6.65-6.85的pH范围,来达到最佳的产品稳定性。该规格化的共混物然后接受第二次热处理。将该共混物加热到约66-82℃,然后进一步加热到约118-124℃保持约5秒。该加热的共混物然后通过闪蒸冷却器降温到约71-82℃。在热处理之后,将该共混物蒸发至密度为约1.15-1.17g/mL。
将该蒸发的共混物通过喷雾干燥机,在最终的粉末中目标含水量是约2.5%。该最终的粉末然后用水聚集作为粘合剂溶液。该完成的产品然后包装到合适的容器中。
研究1
进行该研究来评价该含有卵磷脂,水解酪蛋白及其组合的油共混物的抗氧化能力。批次变化在下面描述于研究1结果表中。
氧化稳定性指数(OSI)
氧化稳定性指数(OSI)是一种确定油抗氧化能力的方法。将油样品暴露于热和恒流的空气。当克服了油的抗氧化能力时,氧化产物(挥发性有机酸)的产生会快速增加。将该有机酸溶解在含有去离子水的收集管中。该有机酸提高了通过电极所测量的水的导电率。产生一个图,计算每种样品的OSI值,其与样品抗过度氧化的时间量(小时)有关。5g油样品是使用OSI仪器(Omnion Inc.,Rockland,Mass.,U.S.A.)在约130℃和对应于4.5psi(40Kpa)的空气流量时进行分析的。每种样品包含基础油共混物,其包含基于该基础油共混物重量的约40%的高油酸红花油,30%的大豆油,28%的椰子油,0.37%的混合的维生素E,0.026%的抗坏血酸棕榈酸酯,0.13%的油溶性维生素预混物,0.38%的DHA油和1.0%的ARA油。将水解酪蛋白,卵磷脂及其组合加入到基础油共混物中。彻底搅拌该油样品来确保在分析之前样品的均匀。将样品测试两次。整个研究是在分开的日子重复的,目的是产生第1天和第2天的结果,其汇总在下表中。
样品 | 天数 | 卵磷脂 | *水解的酪蛋白(DH57) | OSI结果1 | OSI结果2 | 平均OSI结果 | 预期的**OSI结果 |
A | 1 | - | - | 1.55 | 3.65 | 2.60 | - |
B | 1 | 1.0% | 0.99% | 16.70 | 12.25 | 14.48 | 7.4 |
C | 1 | 0.4% | 0.99% | 11.80 | 9.65 | 10.73 | 6.4 |
D | 1 | 1.0% | 0.49% | - | 10.40 | 10.4 | 6.5 |
E | 1 | 0.4% | 0.49% | 6.85 | - | 6.85 | 5.5 |
F | 1 | - | 0.99% | 4.10 | 3.95 | 4.03 | - |
G | 1 | 1.0% | - | 3.15 | 3.60 | 3.38 | - |
H | 1 | - | 0.49% | 3.10 | 3.15 | 3.13 | - |
I | 1 | 0.4% | - | 2.45 | 2.30 | 2.38 | - |
A | 2 | - | - | 2.30 | 2.35 | 2.33 | - |
B | 2 | 1.0% | 0.99% | 23.80 | 18.00 | 20.9 | 10.8 |
C | 2 | 0.4% | 0.99% | 20.45 | 21.15 | 20.8 | 8.7 |
D | 2 | 1.0% | 0.49% | 15.60 | 10.50 | 13.05 | 9.9 |
E | 2 | 0.4% | 0.49% | 10.85 | 13.10 | 11.98 | 7.8 |
F | 2 | 1.0% | - | 5.50 | 6.20 | 5.85 | - |
G | 2 | - | 0.99% | 4.70 | 5.15 | 4.93 | - |
H | 2 | - | 0.49% | 3.55 | 4.55 | 4.05 | - |
I | 2 | 0.4% | - | 3.70 | 3.85 | 3.78 | - |
%表示作为总OSI样品重量百分比的成分的量。
*计算在总OSI样品中的蛋白的重量百分比,来同化(assimilate)向营养粉的油共混物中加入占营养粉总蛋白的1重量%或者2重量%的水解蛋白。
**“预期的OSI结果”代表了在油共混物样品中的每种单个组分(即,卵磷脂和水解酪蛋白)的“平均OSI结果”的总和,例如,第1天的包含1.0%的卵磷脂和0.99%的水解酪蛋白的油共混物样品(样品B)的预期OSI结果是7.4,其是下面二者的平均OSI结果的总和:1)包含1.0%的卵磷脂的第1天的油共混物样品(样品G)(3.38);和2)包含0.99%水解酪蛋白的第1天的油共混物样品(样品F)(4.03)。
如上面的数据表所示,卵磷脂和水解酪蛋白在上述条件下表现出协同的抗氧化效果。令人惊讶的,包含卵磷脂以及水解酪蛋白的样品(样品B,C,D和E)在保护抗氧化方面比预想的更有效,因为卵磷脂和水解酪蛋白的组合提供了比卵磷脂和水解酪蛋白单独所提供的保护量的总和更大的抗氧化保护。例如,在第2天所预期的包含0.40%的卵磷脂和0.99%的水解酪蛋白的油共混物(样品C)的结果是8.7;但是,实际的平均OSI结果是20.8。令人惊讶的,该实际的平均OSI结果是预期结果的两倍多,所述的预期结果是包含0.40%卵磷脂的油共混物(样品I)和包含0.99%水解酪蛋白的油共混物(样品G)的总和。
研究2
进行该研究来评价粉末化的营养配方的抗氧化能力,该配方包含卵磷脂,水解酪蛋白,水解乳清蛋白及其组合。
配方是根据下面的方法来评价氧化稳定性的。这些方法包括过氧化物值(PV),感官评价,用NMR(OSI-NMR)分析的氧化稳定性指数,和挥发性有机化合物(VOC)评价。
研究中的营养粉配方类似于市售的Advance粉末(Abbott Nutrition,Abbott Laboratories子公司,Columbus,Ohio,USA),除了该样品粉末被改变成为包括下表的水解酪蛋白,水解乳清蛋白,卵磷脂及其组合。
用于制备每种测试样品的基本配方包含约(每100千卡):2.07g蛋白(非脱脂奶粉,乳清蛋白浓缩物),5.4g脂肪(高油酸红花油,大豆油,椰子油,花生四烯酸,二十二碳六烯酸),10.8g碳水化合物(乳糖),矿物质(钙78mg,磷42mg,镁6mg,钠24mg,钾105mg,氯化物65mg,铁1.8mg,锌0.75mg,铜0.09mg,碘0.006mg,锰5μg,硒1.8μg),和维生素(维生素A 300 IU,维生素D 60 IU,维生素E 1.5 IU,维生素K18μg,维生素C 9mg,维生素B1 0.100mg,核黄素0.150mg,维生素B6为0.060mg,烟酸1050mg,维生素B12为0.25μg,叶酸15μg,泛酸0.450mg,维生素H 4.4μg,胆碱16mg,纤维醇4.7mg)。
制备
每种营养粉研究配方是分批加工的,并且在中试装置设备中喷雾干燥。为了制备该研究配方,如下来制备一种基础油共混物:将高油酸葵花籽油,大豆油和椰子油在约49-60℃合并,随后加入油溶性维生素,抗坏血酸棕榈酸酯(374ppm)和混合维生素E(375ppm)。将该基础油共混物分成几部分,并将选择量的卵磷脂加入到每个部分中,来组成不同的变量。将该油共混物在搅拌和约49-60℃的温度加入到处于搅拌下的浆体中,该浆体含有水,乳糖,脱脂干乳,和完整乳清蛋白浓缩物。基于该研究配方,将水解酪蛋白,水解乳清蛋白及其组合加入到所形成的浆体中。所形成的共混物是高温短时(HTST)加工和均化的,具有约33%的固体。将该共混物用维生素和矿物质进行规格化,并且蒸发到约52%的固含量。所形成的产物然后超高温(UHT)加工,然后供给到喷雾干燥机中。将该粉末干燥到占该粉末约2-3重量%的含水量。
将该喷雾干燥的粉末包装到带有约0.5英寸(1.27厘米)的顶部空间的罐子中,并且填充重量是约350-约390g。在正常的大气条件下将盖子密封到该罐子上,无需改变顶部空间。
制造之后一周,将配制的样品的密封罐子放在约37℃到约43℃的高温存储。培养2周之后,打开罐子,取出样品用于测试。在取样之间,该罐子是用塑料的市售罐盖密封的,并且重新置于高温存储下。在5周的高温存储之后,取出样品进行测试。
过氧化物值
过氧化物是脂质氧化的主要产物,并且测量它们的形成可以用来评价营养粉的抗氧化能力。该过氧化物值方法是基于国际乳业协会(International Dairy Foundation)(IDF)的用于测量过氧化物值的方法(IDF标准74A:1991,国际乳业协会,1991年6月),其是通过利用脂质/脂肪酸氢过氧化物将Fe II向Fe III氧化来测量过氧化物含量的。FeIII和试剂硫氰酸盐(thiocyanate)络合形成红色络合物,其是在500nm分光测量的。然后使用一系列的Fe III标准溶液和线性回归来测量Fe III的浓度。
在5周的高温存储之后评价每种营养粉配方。该配方首先在水中重新配制。在加入甲醇之后,用异辛烷萃取出该重新配制的产品中的脂质系统,然后加入水进行相分离。在离心分离之后,将定量的透明异辛烷萃取物的等分部分进行干燥,然后在酸性条件下与70体积%氯仿/30体积%甲醇溶剂混合物,硫氰酸铵和氯化亚铁进行混合。该萃取的脂质然后通过前述的IDF测试方法进行分析,其结果汇总在下表中。
如上面的数据表所示,在研究条件下,含有卵磷脂和水解酪蛋白的营养粉(样品B)或者含有卵磷脂和水解乳清蛋白的营养粉(样品C)在抗过氧化物形成方面和因此的氧化方面比含有卵磷脂和不含水解蛋白的营养粉(样品A和B)更有效。含有卵磷脂和水解乳清蛋白的营养粉(样品C)在抗过氧化物形成方面是最有效的。
感官评价
感官评价方法提供了通过感官检测在油氧化过程中所产生的化合物的异味和气味来对氧化稳定性进行评价。感官评价还提供了对于营养粉整体感官性能的评价。在高温存储2和5周之后,由受过训练的感官小组人员对每种营养粉配方进行评价。评价该营养粉,然后按照下面两个表中所述的5点等级打分。
等级 | 氧化 | 感官氧化评价等级 |
0 | 无 | 没有感知到氧化的气味 |
1 | 非常轻微 | 产品具有阈值到非常轻微强度的氧化气味 |
2 | 轻微 | 产品具有轻微的氧化气味 |
3 | 中等 | 产品具有中等至以上强度的氧化气味,但是没有感知到“污浊”的气味 |
4 | 大(腐臭) | 产品具有阈值或以上强度的“污浊”气味,还可以具有处于任何强度的氧化气味 |
5 | 极其严重(腐臭) | 产品具有中等或以上强度的“污浊”气味,还可以具有处于任何强度的氧化气味 |
等级 | 感官鱼腥味评价等级 |
0 | 无鱼腥味 |
1 | 非常轻微的鱼腥味(无降解) |
2 | 轻微的鱼腥味(无降解) |
3 | 中等或以上强度轻微鱼腥味(无降解) |
4 | 非常轻微到轻微的降解鱼味 |
5 | 中等或以上轻微降解鱼味 |
指定给每种感官评价的文字描述符(descriptors)与脂质氧化不直接相关,但是与消费者的接受度密切有关。
该感官结果汇总在下表中。
如上面的数据表所示,在5周的测试期内,含有卵磷脂和不含水解蛋白的营养粉(样品A和D)显现出鱼腥味和加速的氧化异味形成。相反,包含卵磷脂和水解酪蛋白的营养粉(样品B)或者包含卵磷脂和水解乳清蛋白的营养粉(样品C)在37℃的高温不显现出鱼腥味或者氧化异味,在43℃不表现出鱼腥味,和在43℃表现出延迟的氧化异味。
该感官数据与上述的过氧化物值数据是一致的,并且表现出如本文中所述的卵磷脂和水解酪蛋白的混合物或者卵磷脂和水解乳清蛋白的混合物能够在上述条件下比单独的卵磷脂更好的保护粉末化营养产品。
通过核磁共振(NMR)测量的氧化稳定性指数(OSI)(OSI-NMR)
氧化稳定性指数(OSl-NMR)是一种测量营养粉抗氧化能力的方法。该OSI-NMR测试方法类似于Hiroaki Saito和Kunisuke Nakamura所发表的工作(Nippon Suisan Gakkaishi,第55卷(9),1663,(1989)),除了将Folch萃取方法修改为从营养配方基质中萃取含有脂质和脂肪酸的结构。
脂质萃取:为了萃取脂质,将每种粉末样品进行混合来使得样品的不均匀性最小。将约100mg的每种样品(在2%的偏差内)称重到玻璃螺纹盖离心分离管中。将1毫升等分部分的甲醇-d4移液到每个管中,然后涡流化1分钟。接着,加入2毫升氯仿-d。将该小瓶然后涡流化30秒。将该溶液室温保持约90分钟,然后在3000G冷离心分离10分钟。然后通过0.2毫米PTFE注射过滤器过滤上清液。
将该萃取的脂质然后经由前述OSI-NMR测试方法进行分析。用于积分的NMR光谱区域是1.1-2.6ppm(脂肪族)和2.7-2.9ppm(二烯丙基)来产生脂肪族/二烯丙基比例。
在高温存储5周之后对每个营养粉配方进行评价,其结果汇总在下表中。
如上面的数据表所示,含有卵磷脂和水解酪蛋白的营养粉(样品B)或者含有卵磷脂和水解乳清蛋白的营养粉(样品C)在研究条件下具有比含有卵磷脂和不含水解蛋白的营养粉(样品A和B)更低的脂肪族/二烯丙基比例,并因此在防止氧化方面是更有效的。与上面的过氧化物值结果一致,含有卵磷脂和水解乳清蛋白的营养粉(样品C)在抗氧化方面是最有效的。
挥发性有机化合物(VOC)评价
挥发性有机化合物(VOC)是脂质氧化的副产物,并且测量它们的形成可以用来评价脂质氧化。该VOC方法包括通过加热的顶部空间(HS)来取样挥发性有机化合物(VOC),特别是己醛,和通过气相色谱-质谱(GC-MS)分析所收集的组分。
在2和5周的高温存储之后评价每种营养粉配方。将配方在水中重新配制,并且在涡流下搅拌5分钟。然后使用玻璃移液管将1g该重新配制的样品放入20毫升琥珀色的顶部空间小瓶中,其包含4毫升实验室用水和2g的氯化钠。该样品然后用总共250毫微克的内部标准物(氯苯-d5)峰化,用聚四氟乙烯(PTFE)内衬的硅隔膜密封,并且涡流化30秒。样品然后通过HS GC-MS分析进行分析。该HS GC-MS分析是使用下面的装置和参数来进行的。
装置
顶部空间:EST Markelov HS9000,EST Analytical
503 Commercial Drive,Fairfield,Ohio 45014
阱: Supelco Vocarb 3000,Supelco
595 North Harrison Road,Bellefonte,Pennsylvania 16823
界面: Agilent Volatiles Interface with EPC,Agilent Technologies
2850 Centerville Road,Wilmington,Delaware 19808
GC-MS: Agilent 6890N GC-Agilent 5975C MSD,Agilent Technologies
2850 Centerville Road,Wilmington,Delaware 19808
软件: ChemStation Revision E,NIST05 Mass Spectral Database
Agilent Technologies,2850 Centerville Road,Wilmington,DE,
19808
色谱柱:HP-VOC 30m×0.20mm×1.12μm,Agilent Technologies
2850 Centerville Road,Wilmington,Delaware 19808
条件
HS条件:气体:氦气
·模式:吸附剂阱(2N)
·样品平衡:60℃,30分钟
·混合:高速旋转
·取样:在阱上以40毫升/min的吹扫小瓶内容物1分钟
·干燥净化:在30℃以40毫升/min 3分钟
·解吸附:在260℃进行1分钟
·阀式炉:130℃
·转移线:150℃
GC条件:气体:氦气
·界面:150℃
·模式:分裂
·分裂比例:40∶1
·分裂流量:40毫升/min
·色谱柱流量:1.0毫升/min
·线速度:36cm/s
·炉子:以6℃/min的速度从30℃(10分钟)到200℃(保持7分钟)
MS条件:转移线:200℃
·源:230℃
·模式:全扫描
·扫描范围:35-400u。
在该HS GC-MS分析中所探测的化合物(例如己醛)是使用标准质谱数据库国家协会(National Institute of Standards Mass Spectral Database)来鉴定的。使用所探测的化合物的面积(总离子数)和内部标准物(ISTD)的面积(总离子数)根据下面的等式来计算浓度:
如上面的数据表所示,在研究条件下,与含有卵磷脂和不含水解蛋白的营养粉(样品A和D)相比,从含有卵磷脂和水解酪蛋白的营养粉(样品B)或者含有卵磷脂和水解乳清蛋白的营养粉(样品C)中释放出了较少的己醛(即,VOC化合物)。再一次的,含有卵磷脂和水解乳清蛋白的营养粉(样品C)在抗氧化方面是最有效的。
该VOC数据与上述的过氧化物值,感官和OSI-NMR数据是一致的,并且显示出如本文中所述的卵磷脂和水解酪蛋白的混合物以及尤其是卵磷脂和水解乳清蛋白的混合物能够比在上述条件下单独的卵磷脂更好的保护粉末化的营养产品。
如上面的用于研究2的数据表所示,卵磷脂与水解酪蛋白或者水解乳清蛋白相结合提供了在营养粉基质中大于预期的抗氧化效果,这与研究1的OSI结果是一致的,其证实了上文所述的卵磷脂和水解酪蛋白在油共混物基质中的协同作用。
总结
从所述研究所收集的数据表明如本文中所述的卵磷脂与水解酪蛋白或者水解乳清蛋白的组合提供了在营养粉基质中协同的抗氧化效果。如本文中所述的水解酪蛋白和卵磷脂,或者水解乳清蛋白和卵磷脂的组合对于保护营养粉防止氧化和对于提供在延长的时间内更好的感官性能是非常有效的。
该结果是令人惊讶的,因为卵磷脂,水解酪蛋白和水解乳清蛋白不是常规的营养粉抗氧化剂。卵磷脂虽然通常已知的是具有抗氧化性能,但是它典型的不是作为抗氧化剂加入到营养粉中。卵磷脂更典型的是加入到营养液体中;但是,卵磷脂是因为它作为乳化剂而非抗氧化剂的功能而加入到营养液中的。此外,水解酪蛋白和/或水解乳清蛋白典型的被加入到营养粉中来提高耐蛋白性,而非作为抗氧化剂。数据是特别令人惊讶的,因为不仅是卵磷脂,水解酪蛋白,和水解乳清蛋白是非-常规营养粉抗氧化剂;而且引入注意的是卵磷脂与水解乳清蛋白或者水解酪蛋白的组合在营养粉基质中提供了协同的抗氧化剂效果。
Claims (23)
1.一种组合物,其包含:
(a)碳水化合物;
(b)脂质,其包含占总脂质的约0.25-约2.5重量%的卵磷脂;
(c)占总蛋白的约90-约99.5重量%的完整蛋白;和
(d)占总蛋白的约0.5-约10重量%的选自下面的至少一种水解蛋白:水解酪蛋白和水解乳清蛋白;
其中该水解蛋白的水解度是约23%-约90%,和其中该组合物是营养粉。
2.权利要求1的组合物,其中该水解蛋白的水解度是约27%-约80%。
3.权利要求1的组合物,其中该水解蛋白的水解度是约45%-约80%。
4.权利要求1的组合物,其中该组合物包含占总脂质的约0.25-约1.0重量%的卵磷脂。
5.权利要求1的组合物,其中该组合物包含占总蛋白的约0.5-约5重量%的水解蛋白。
6.权利要求1的组合物,其中该水解蛋白包含水解酪蛋白。
7.权利要求1的组合物,其中该水解蛋白包含水解乳清蛋白。
8.一种组合物,其包含:
(a)碳水化合物;
(b)脂质,其包含占总脂质的约0.25-约2.5重量%的卵磷脂;
(c)占总蛋白的约90-约99.5重量%的完整蛋白;和
(d)占总蛋白的约0.5-约10重量%的选自下面的至少一种水解蛋白:水解酪蛋白和水解乳清蛋白;
其中该水解蛋白的水解度是约23%-约90%,和其中该组合物是婴儿配方营养粉。
9.权利要求8的组合物,其中该水解蛋白的水解度是约27%-约80%。
10.权利要求8的组合物,其中该水解蛋白的水解度是约45%-约80%。
11.权利要求8的组合物,其中该组合物包含每100千卡为约3-约8g的脂质,约1-约6g的蛋白,和约8-约16g的碳水化合物。
12.权利要求8的组合物,其中该脂质包含长链多不饱和脂肪酸。
13.权利要求12的组合物,其中该多不饱和脂肪酸包含二十二碳六烯酸,二十碳五烯酸,花生四烯酸或者其组合。
14.权利要求8的组合物,其中该水解蛋白包含水解酪蛋白。
15.权利要求8的组合物,其中该水解蛋白包含水解乳清蛋白。
16.一种组合物,其包含:
(a)碳水化合物;
(b)脂质,其包含占总脂质的约0.25-约1.5重量%的卵磷脂;
(c)占总蛋白的约95-约99.5重量%的完整蛋白;和
(d)占总蛋白的约0.5-约5重量%的选自下面的至少一种水解蛋白:水解酪蛋白和水解乳清蛋白;
其中该水解蛋白的水解度是约23%-约90%,和其中该组合物是婴儿配方营养粉。
17.权利要求16的组合物,其中该水解蛋白的水解度是约27%-约80%。
18.权利要求16的组合物,其中该水解蛋白的水解度是约45%-约80%。
19.权利要求16的组合物,其中该组合物包含每100千卡为约3-约8g的脂质,约1-约6g的蛋白,和约8-约16g的碳水化合物。
20.权利要求16的组合物,其中该脂质包含长链多不饱和脂肪酸。
21.权利要求20的组合物,其中该多不饱和脂肪酸包含二十二碳六烯酸,二十碳五烯酸,花生四烯酸或者其组合。
22.权利要求16的组合物,其中该水解蛋白包含水解酪蛋白。
23.权利要求16的组合物,其中该水解蛋白包含水解乳清蛋白。
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Murage | Increasing the consumption of essential long chain fatty acids through fortification of yoghurt with Omega-3 pufa from Nile perch oil |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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PB01 | Publication | ||
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