CN102113574A - 一种婴幼儿食品用油脂组合物的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种婴幼儿食品用油脂组合物及其制备方法和用途。该油脂组合物的制备方法包括步骤：(1)将脂肪酸混合物、和/或脂肪酸乙酯混合物和鱼油混合，得到混合物1；(2)使混合物1和脂肪酶接触，进行酶法酯交换反应，得到混合物2；和(3)将混合物2进行蒸馏，除去其中的脂肪酸乙酯和脂肪酸，得到油脂组合物。本发明还公开了鱼油在制备婴幼儿食品油脂组合物中的应用。
Description
技术领域
本发明涉及婴幼儿食品领域，尤其涉及一种婴幼儿食品用油脂组合物及其制备方法和用途。
背景技术
自有人类以来，即靠哺喂母乳来养育新生儿，母乳优于任何其他婴儿食品，是生物界中最自然、最适合婴儿的食物。
母乳中脂肪含量和脂肪酸组成与婴幼儿期快速生长相适应，母乳中脂肪含量及脂肪酸组成是婴幼儿脂肪需要的黄金标准。母乳中含有约3-4.5％的脂肪，其中98％是甘油三酯。
母乳和婴幼儿配方奶粉中脂肪的含量虽然只占到总量的3-4.5％，但却为处于成长发育中的婴幼儿提供着50-60％的能量，同时对于多种维生素和矿物质的吸收起到关键的作用。人乳中的脂肪酸组成与含量随地域、人种、饮食的不同而差别很大(参见表1)，甚至哺母一天中不同时间，其乳汁中甘三酯的脂肪酸组成也不一样。但它又具有一些共同特点，如不饱和酸(主要指C18:1、C18:2和C18:3)主要分布在Sn-1，3位，40％的饱和脂肪酸分布在Sn-2位，而且棕榈酸的60-70％在Sn-2位。这种分布特点明显不同于一般的植物油(Sn-2位主要为不饱和酸)。
表1中国妇女成熟期母乳脂肪酸组成数据(单位：％)
注：数据节选自Jing Li，Yawei Fan，Zhiwu Zhang etc.Evaluating the trans Fatty Acid，CLA，PUFA and Erucic Acid Diversity in Human Milk from Five Regions in China[J]Lipids，2009，44(3)：57-271，
饮食中摄入的脂肪酸甘油三酯在人体内被脂肪酶消化吸收时，脂肪酶通常将水解甘油三酯Sn-1，Sn-3位上的脂肪酸生成游离的脂肪酸和Sn-2位甘油单酯，Sn-2位上的脂肪酸很难被脂肪酶水解。不饱和及短链的游离脂肪酸容易被人体吸收，Sn-2位的单甘酯通过淋巴系统被吸收进入血液循环。如果酶水解得到的游离脂肪酸是饱和脂肪酸棕榈酸，游离棕榈酸的熔点(63℃)高于人类体温，它在小肠的酸性环境下容易和钙、镁等矿物质发生皂化反应，形成不溶的皂化盐，就会严重降低脂肪酸的吸收率，而被排出体外，造成能量和钙的双重损失。如果棕榈酸以Sn-2位的单甘酯形式的酶解产物，就会很容易的被人体吸收，从而提高人体脂肪酸的吸收率。人乳棕榈酸酯化主要在甘油三酯分子的Sn-2位，作为Sn-2棕榈酸甘油酯能很好的吸收。
目前国内普通婴儿配方奶粉中的棕榈酸，主要来源是棕榈油，但是棕榈油中的棕榈酸大部分在Sn-1，Sn-3位，吸收不佳，游离的棕榈酸会和肠腔中的钙结合起来，产生钙皂，造成脂肪酸(能量)和钙的损失。不仅如此，钙分泌的增加和粪便硬度的增加成正比，导致婴儿便秘甚至肠梗阻。
通过几种植物油脂的混合只能达到脂肪酸组成与母乳脂肪接近，但不能达到与母乳脂肪结构(棕榈酸主要存在于Sn-2位上)相接近的水平。一项研究(CARNIELLI， Feeding Premature Newborn Infants Palmitic Acid in Anlountsand Stereoisomeric Position Similar To Th
Minerals bv Normal Infants[J]，American Joumd of Climcal Nutrition，1996，64：291-296，)研究了含有棕榈液油的婴儿配方奶粉对脂肪吸收和钙质吸收的影响，对比了两种不同配方，配方1：棕榈液油/大豆油为53/47。配方2：椰子油/大豆油为40/60，发现配方1的肪吸收率为90,6％±1,6％，配方2的脂肪吸收率为95,2％±1,1％。同时配方1中钙的吸收率为39,0％±8,3％，配方2中钙的吸收率为48,4±10,3％。实验得出结论：含有棕榈液油的婴儿配方奶粉表现出较低的脂肪和钙质的吸收率。Winston等(WINSTON W K，Reduced Bone Mineralzation in Infants Fed Palm0lein-Containing Formula：A Randomized，Double-Blinded ProspectiveTrial[J]Pediatrics，2003，111(5)：1017-1023，)采用添加棕榈油来作为婴儿配方奶粉中棕榈酸来源，会导致较低的脂肪和钙质吸收率，同时降低婴儿的骨矿度。而避免使用棕榈油和采用Sn-2位高棕榈酸的结构脂肪则会消除这种负面影响。Marloes等(MARLOES EJ B，The Climcal Effect of a NewInfant Formula in Term Infants with Consdpation：a Double-blind，Randomized Cross-over Trial[J]Nutrition Journal 2007，6：8)将含有母乳脂肪替代物的婴儿配方奶粉与标准奶粉(Sn-2上棕榈酸含量为11，5％进行双盲随机交叉对比试验，试验对象是患便秘症的婴儿，发现前者对婴儿硬便症状有明显改善作用。
目前婴儿食品中使用的脂肪有以下几种：
1，直接使用牛乳脂肪
以牛乳脂肪直接替代母乳脂肪，其中的甘三酯脂肪酸的组成分布与母乳存在明显的差异。牛乳中不饱和脂肪酸明显低于母乳脂肪。
2，以植物油直接调和
以植物油直接调和，脂肪酸组成可以很好地符合要求，但在甘三酯结构上与母乳脂肪不同。
3，以混合油进行随机酯交换
以混合油进行随机酯交换，可以使脂肪酸组成相似，但是Sn-2棕榈酸占总棕榈酸的比例与母乳脂肪中的比例小。
4，以酶法酯交换获得Sn-2位上富含棕榈酸的油脂
美国专利US 4876107中将棕榈油高熔点分提组分(成分为80％PPP和20％POP)与油酸以重量比3∶1混合，溶解到正己烷中，40℃下在来源于毛霉的脂肪酶作用下发生油脂重排反应。过滤去除酶，再通过蒸馏脱除正己烷，真空条件下脱臭除去游离脂肪酸，产物再与乳脂、葵花籽油、大豆油和椰子油等调配。得到母乳脂肪替代物。但此方法中使用有机溶剂不利于安全和环保。
美国专利US 5658768中将棕榈油硬脂与高油酸葵花籽油脂肪酸按重量比1∶0,75混合，在固定化NovoSP-392脂肪酶催化下反应，再通过蒸馏除去多余的脂肪酸，产物在二甘酯特异性脂肪酶Amano lipase G作用下与脂肪酸反应，减少生成物中二甘酯的含量。50％该产物与30％液体植物油、20椰子油混合后在脂肪酶Novo SP-392催化下酯交换反应，降低油脂中的三饱和甘油酯的含量。从而得到母乳脂肪替代物。该方法使用两种脂肪酶反应不利于实际操作，而且增加了成本。
欧洲专利EP 0496456中将Sn-2位高棕榈酸质量分数(＞90％)的甘三酯与卡诺拉油脂肪酸以质量比为1∶1混合，通过装有固定化脂肪酶Novo SP-392的填充柱反应。反应温度70℃，反应结束，质量分数为93％的脂肪酸转移到甘三酯中，同时产生了5％的甘二酯。多余的脂肪酸通过蒸馏除去。并经过中和去除痕量的游离脂肪酸。甘二酯则经过硅胶填充柱吸附去除。上述产物再溶解在丙酮中，-5℃低温下溶剂分提，得到的液体部分精炼后即为母乳脂肪替代物。此方法使用了高纯度的甘三酯作为原料。成本昂贵，工业化的可能性不大。
北京粮食科学研究所何川等人(何川，酶法猪油改性制人乳脂替代品的研究[J]中国油脂，2003，28(1)：41-43)以猪油为原料通过酶法酯交换获得了人乳替代品。但是此产品中一方面含有过高的胆固醇，不利于婴儿的健康，另一方面猪油原料受到某些地区宗教信仰的人群排斥。
婴儿配方食品的营养学和临床医学研究至今已有上百年的历史。最初只是简单地在牛乳中添加谷物、豆浆和蔗糖等以增加能量。进入21世纪以来，婴儿配方奶粉依然处于模仿母乳化阶段，以母乳为标准，在配方奶粉中添加乳清粉、水解蛋白、低聚糖、植物油、维生素、矿物质、牛磺酸、ARA和DHA等，营养成分尽可能接近母乳。脂肪作为婴儿配方奶粉中的重要配料，也正经历由脂肪酸组成接近到脂肪结构接近母乳，向无限趋近母乳的方向发展。
因此，本领域迫切需要提供一种成本低廉、环保、并且不受社会文化制约的制备类似于母乳中的油脂的方法，及由该方法所得到的油脂组合物。
发明内容
本发明旨在提供一种同母乳中的油脂组成高度接近的油脂组合物的制备方法。
在本发明的第一方面，提供了一种婴幼儿食品用油脂组合物的制备方法，所述的方法包括步骤：
(1)将脂肪酸混合物、和/或脂肪酸乙酯混合物和鱼油混合，得到混合物1；
(2)使混合物1和脂肪酶接触，进行酶法酯交换反应，得到混合物2；和
(3)将混合物2进行蒸馏，除去其中的脂肪酸乙酯和脂肪酸，得到婴幼儿食品用油脂组合物。
在另一优选例中，混合物1中脂肪酸混合物、和/或脂肪酸乙酯混合物同鱼油的混合比例为2-6∶1。
在另一优选例中，所述鱼油为淡水鱼油，更佳地为鲶鱼油。
在另一优选例中，所述的脂肪酸或脂肪酸乙酯来自大豆油、椰子油、低芥酸菜籽油、棕榈仁油、葵花籽油、玉米油、红花籽油、和/或棕榈油。
在另一优选例中，所述的脂肪酶是1，3特异性脂肪酶。
在另一优选例中，所述酶法酯交换反应在50-60℃进行。
在另一优选例中，所述的蒸馏包括减压蒸馏，和分子蒸馏。
在本发明的第二方面，还提供了一种鱼油在制备婴幼儿食品用油脂组合物中的应用。较佳地，所述的鱼油为淡水鱼油；更佳地，所述的淡水鱼油是鲶鱼油。
据此，本发明提供了一种成本低廉、环保、并且不受社会文化制约的制备类似于母乳中的油脂的方法，及由该方法所得到的油脂组合物。
具体实施方式
发明人经过广泛而深入的研究，意外地发现使用来自淡水鱼的鱼油，经过酶法酯交换可以得到同母乳中的油脂脂肪结构非常相似的产品，该产品可用作婴幼儿配方奶粉中的油脂组成。
具体地，本发明提供的婴幼儿食品(优选配方奶粉)用油脂组合物的制备方法是将脂肪酸或脂肪酸酯在脂肪酶的作用下与淡水鱼油进行酯交换而得到。详细步骤如下：
(1)将脂肪酸混合物、和/或脂肪酸乙酯混合物和淡水鱼油混合，得到混合物1；
(2)使混合物1和脂肪酶接触，进行酶法酯交换反应，得到混合物2；和
(3)将混合物2进行蒸馏和除臭，除去其中的脂肪酸乙酯和脂肪酸，得到本发明提供的油脂组合物。
所述的淡水鱼油优选鲶鱼油，更佳地是精制鲶鱼油。
鲶鱼油与脂肪酸混合物和/或脂肪酸乙酯混合物按1∶2至1∶6的比例混合，得到混合物1。脂肪酸或脂肪酸酯可来自大豆油、椰子油、低芥酸菜籽油、棕榈仁油、葵花籽油、玉米油、红花籽油和棕榈油等植物油。
混合物1和脂肪酶的接触包括两者的混合，或是将混合物1通过固定化的脂肪酶填充床，通过的速度是130-170g/h，较佳地为140-160g/h；混合物1通过固定化的脂肪酶填充床时，混合物1和脂肪酶的温度为50-60℃。本发明脂肪酶优先1，3特异性脂肪酶，所述脂肪酶是基于脂肪酶D(米根霉(Rhizopusoryzae)，来自日本天野酶株氏会社(Amano Enzyme Inc，))、或者是米黑根毛霉(Rhizomucor miehei)(来自丹麦诺维信)的Lipozyme RM IM固定化脂肪酶。
在本发明的一个优选例中，本发明提供的油脂组合物的制备方法包括下述步骤：
(a)鲶鱼油与脂肪酸混合物和/或脂肪酸乙酯混合物按1∶2至1∶6的比例混合，干燥后得到混合物1；所述的脂肪酸或脂肪酸酯可来自下述的一种或一种以上的植物油：大豆油、椰子油、低芥酸菜籽油、棕榈仁油、葵花籽油、玉米油、红花籽油、和棕榈油；
(b)将混合物1以130-170g/h(较佳地为140-160g/h)通过固定化的脂肪酶填充床，混合物1和脂肪酶的温度为50-60℃，进行酶法酯交换反应，得到混合物2；所述脂肪酶是基于脂肪酶D(米根霉(Rhizopus oryzae)，来自日本天野酶株氏会社(Amano Enzyme Inc，))、或者是米黑根毛霉(Rhizomucormiehei)(来自丹麦诺维信)的Lipozyme RM IM固定化脂肪酶；和
(c)将混合物2进行蒸馏和除臭，除去其中的脂肪酸乙酯和脂肪酸，得到本发明提供的油脂组合物。
通过以上的方法得到的本发明的油脂组合物的脂肪酸组成及Sn-2位棕榈酸占总棕榈酸的比例与母乳比较接近；其脂肪酸组成中C8:0的含量占总脂肪酸的0-3％，优选0-1％，更优选0.1-0.5％；C10:0含量占总脂肪酸的0-5％，优选0-2％，更优选0.2-0.6％；C12:0含量占总脂肪酸的0-10％，优选4-7％，更优选4.0-5.5％；C14:0含量占总脂肪酸的0-10％，优选2-7％，更优选3.0-5.0％；C16:0含量占总脂肪酸的10-30％，优选18-25％，更优选19.0-24.5％；C18:0含量占总脂肪酸的0-10％，优选3-7％，更优选4.0-6.0％；C18:1含量占总脂肪酸的10-50％，优选25-40％，更优选35-40％；C18:2含量占总脂肪酸的10-35％，优选16-24％，更优选22-24％；C18:3含量占总脂肪酸的0-10％，优选2-4％，更优选2.5-3.5％。其Sn-2位棕榈酸占总棕榈酸的比例大于60％，优选62-80％，更优选64-75％。
本发明提到的上述特征，或实施例提到的特征可以任意组合。本案说明书所揭示的所有特征可与任何组合物形式并用，说明书中所揭示的各个特征，可以任何可提供相同、均等或相似目的的替代性特征取代。因此除有特别说明，所揭示的特征仅为均等或相似特征的一般性例子。
本发明的主要优点在于：
1、本发明的油脂组合物具有一种脂肪酸组成及Sn-2位棕榈酸占总棕榈酸的比例与母乳比较接近的组合物。
2、本发明一方面开辟了淡水鱼油的新用途，另一方面能带动淡水鱼的综合加工提高副产物的价值。
3、降低了婴儿配方奶粉专用油脂的成本，因为精制鲶鱼油价格比普通棕榈油便宜。
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。除非另外说明，否则所有的百分数、比率、比例、或份数按重量计。
本发明中的重量体积百分比中的单位是本领域技术人员所熟知的，例如是指在100毫升的溶液中溶质的重量。
除非另行定义，文中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。文中所述的较佳实施方法与材料仅作示范之用。
本发明实施例中所使用的精制鲶鱼油(市售鲶鱼参考王琴，成坚，司徒海欣.淡水鱼鱼油的加工及其异味去除仲[J]恺农业技术学院学报，2004(4)：39-43的方法实验室制作而成。)
本发明实施例中的产物中脂肪酸组成的测定方法为AOCS Celb-89。
本发明实施例中的产物中Sn-2位棕榈酸的测定方法为AOCS Ch 3-91。
实施例1
油脂组合物I(油脂产物I)
将精制鲶鱼油1份和2，5份混合植物油脂肪酸乙酯(其中大豆油脂肪酸乙酯、低芥酸菜籽油脂肪酸乙酯和椰子油脂肪酸乙酯分别为3份、1份和1份)混合后在110℃减压的条件下脱水干燥。然后将干燥后的混合物以150g/h的流速通过装有100g Lipozyme RM IM脂肪酶的填充床进行酶法酯交换反应，其中混合物的温度和脂肪酶的温度均为55℃。反应后的产物通过减压蒸馏和脱臭的方式除去产物中的脂肪酸乙酯和脂肪酸。最终得到脂肪酸组成及Sn-2位棕榈酸占总棕榈酸的比例与母乳比较接近的油脂产物I。结果见表2。
实施例2
油脂组合物II(油脂产物II)
酶法酯交换反应按实施例1。酯交换后的混合物通过分子蒸馏的方式除去产物中的脂肪酸乙酯和脂肪酸。最终得到脂肪酸组成及Sn-2位棕榈酸占总棕榈酸的比例与母乳比较接近的油脂产物II。结果见表2。
实施例3
油脂组合物III(油脂产物III)
将精制鲶鱼油1份和4份混合植物油脂肪酸乙酯(其中大豆油脂肪酸乙酯、低芥酸菜籽油脂肪酸乙酯和椰子油脂肪酸乙酯分别为3份、1份和1份)混合后在110℃减压的条件下脱水干燥。然后将干燥后的混合物以150g/h的流速通过装有100g Lipozyme RM IM脂肪酶的填充床进行酶法酯交换反应，其中混合物的温度和脂肪酶的温度均为55℃。酶法酯交换后的混合物通过分子蒸馏的方式除去产物中的脂肪酸乙酯和脂肪酸。最终得到脂肪酸组成及Sn-2位棕榈酸占总棕榈酸的比例与母乳比较接近的油脂产物III。结果见表2。
实施例4
油脂组合物IV(油脂产物IV)
将精制鲶鱼油1份和3份混合植物油脂肪酸乙酯(其中大豆油脂肪酸乙酯、低芥酸菜籽油脂肪酸乙酯和棕榈仁油脂肪酸乙酯分别为4份、1份和1份)混合后在110℃减压的条件下脱水干燥。然后将干燥后的混合物以150g/h的流速通过装有100g Lipozyme RM IM脂肪酶的填充床进行酶法酯交换反应，其中混合物的温度和脂肪酶的温度均为55℃。酶法酯交换后的混合物通过分子蒸馏的方式除去产物中的脂肪酸乙酯和脂肪酸。最终得到脂肪酸组成及Sn-2位棕榈酸占总棕榈酸的比例与母乳比较接近的油脂产物IV。结果见表2。
表2实施例1-4油脂产物I-IV中脂肪酸组成(单位：％)
| 脂肪酸组成 | 油脂产物I | 油脂产物II | 油脂产物III | 油脂产物IV |
| C8:0 | 0.2 | 0.1 | 0.3 | 0.2 |
| C10:0 | 0.4 | 0.2 | 0.3 | 0.2 |
| C12:0 | 4.5 | 4.0 | 5.1 | 4.7 |
| C14:0 | 3.6 | 3.3 | 3.9 | 4.6 |
| C16:0 | 24.1 | 23 | 19.1 | 20.3 |
| C18:0 | 5.2 | 4.8 | 5.9 | 5.6 |
| C18:1 | 36.3 | 37.0 | 38.4 | 36.9 |
| C18:2 | 22.1 | 23.7 | 23.1 | 23.8 |
| C18:3 | 2.6 | 3.2 | 3.5 | 3.0 |
| Sn-2位棕榈酸占总棕榈酸的比例 | 64.2 | 71.5 | 72.6 | 70.1 |
注：Sn-2位棕榈酸占总棕榈酸的比例＝Sn-2位棕榈酸脂肪酸含量×100％/(3×总棕榈酸含量)
实施例5
将油脂产物III50g，面粉100g，糖粉35g，泡打粉1.5g，鸡蛋15g和脱脂奶粉10g原料按照常规饼干制作方法制作饼干。此饼干含有与母乳脂肪接近的油脂成分有利于婴儿对钙离子的吸收和骨密度的增加。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的实质技术内容范围，本发明的实质技术内容是广义地定义于申请的权利要求范围中，任何他人完成的技术实体或方法，若是与申请的权利要求范围所定义的完全相同，也或是一种等效的变更，均将被视为涵盖于该权利要求范围之中。
Claims (10)
1.一种婴幼儿食品用油脂组合物的制备方法，其特征在于，所述的方法包括步骤：
(1)将脂肪酸混合物、和/或脂肪酸乙酯混合物和鱼油混合，得到混合物1；
(2)使混合物1和脂肪酶接触，进行酶法酯交换反应，得到混合物2；
(3)将混合物2进行蒸馏，除去其中的脂肪酸乙酯和脂肪酸，得到如权利要求1或2任一所述的油脂组合物。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，混合物1中脂肪酸混合物、和/或脂肪酸乙酯混合物同鱼油的混合比例为2-6∶1。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述鱼油为淡水鱼油，优选鲶鱼油。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的脂肪酸或脂肪酸乙酯来自大豆油、椰子油、低芥酸菜籽油、棕榈仁油、葵花籽油、玉米油、红花籽油、和/或棕榈油。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的脂肪酶是1，3特异性脂肪酶。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述酶法酯交换反应在50-60℃进行。
7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的蒸馏包括减压蒸馏，和分子蒸馏。
8.鱼油在制备婴幼儿食品用油脂组合物中的应用。
9.如权利要求8所述的应用，其特征在于，所述的鱼油为淡水鱼油。
10.如权利要求9所述的应用，其特征在于，所述的淡水鱼油是鲶鱼油。
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