CN103120222A - β-乳清乳制品、除去中性脂质和/或富含极性脂质的乳制品、以及它们的生产方法 - Google Patents

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Abstract

通过使用近临界二氧化碳或二甲醚提取生产乳制品的方法，所述乳制品具有较低水平的中性脂质和/或较高水平的极性脂质。这些产品可被用作婴儿配方食品中的成分。还要求含有β-乳清的婴儿配方食品。“β-乳清”指从含有高于60%脂肪的乳品流中分离出来的水性乳品成分，所述乳品流经过从水包油乳液到油包水乳液的转相，β-乳清例如是在奶油油生产中产生的乳清。

Description

β-乳清乳制品、除去中性脂质和/或富含极性脂质的乳制品、以及它们的生产方法
发明领域
本发明提供乳制品和生产这些乳制品的方法。本发明的乳制品包括适合用于婴儿配方食品的产品。 
背景 
商业上可获得的婴儿配方食品通常是使用非人乳生产的。然而，人乳的营养组成在某些方面与非人乳(例如牛、绵羊、水牛或山羊)的营养组成不同。 
诸如牛、山羊或绵羊等非人全乳含有比人乳高的饱和脂肪酸部分，但在亚油酸和α-亚油酸、多不饱和脂肪酸方面不足，而亚油酸和α-亚油酸、多不饱和脂肪酸是正常婴儿生长和发育所必需的。并且，乳脂中存在的丁酸可能在婴儿中造成腐臭的呕吐。 
因此，通常使用诸如脱脂乳等低脂乳制品生产标准婴儿配方食品。使用减脂乳制品意味在婴儿配方食品中不包括乳脂中不期望的成分，但是也意味磷脂和(糖)神经鞘脂的水平显著低于它们在人乳中的水平。 
过去5-10年的研究已经显示将婴儿配方食品中磷脂和神经鞘脂的水平提高至其在人乳中的水平(特别是神经节苷脂GM3、神经节苷脂GD3、神经酰胺和神经鞘磷脂)可能使得： 
-增进肠成熟，因而减少感染的风险； 
-通过改变肠道肠内菌群并竞争性地结合抗原来预防感染； 
-预防变态反应的发生；以及 
-最佳的神经发育。 
因此，需要生产含有足够水平的期望脂质而同时又最大程度减少或除去不期望成分的婴儿配方食品。 
为完成此目标，目前使用的一种方法是向基本配方中添加含脂质提取物和其它单独成分，由此生产具有期望营养谱的婴儿配方食品。可以通过常规的提取溶剂生产所述脂质提取物(例如WO 94/18289描述了使用溶剂提取技术从含磷脂的脂肪浓缩物中提取神经节苷脂的方法)。生产这样的脂质提取物是昂贵的。此外，在能够获得其在某些管辖区域中使用的监管批准之前需要详细的毒性和安全性研究。 
完成此目的的另一方法是在婴儿配方食品中包括酪乳(buttermilk)。酪乳是在以下三个方法之一中产生的水性副产品流： 
(1)使用Fritz奶油(butter)生产或者成批奶油生产方法进行的传统奶油生产； 
(2)如图1所示的从乳油(cream)起始的传统奶油油(butter-oil)(也被称为无水乳脂或AMF)生产； 
(3)如图2所示的使用二乳清(two-sera)方法从乳油生产奶油油，其中通过混合二级脱脂(secondary skim)流和β-乳清流产生酪乳。 
含有酪乳的婴儿配方食品所含有的不期望乳脂成分的量比非人乳中的量少，但是含有比减脂乳制品高的磷脂和(糖)神经鞘脂。然而，这些期望脂质的水平没有足够高至使得酪乳用于主要为乳清成分的婴儿配方食品中以使得磷脂和(糖)神经鞘脂水平达到与人乳中相似的水平。 
已知使用二氧化碳作为溶剂的超临界提取从酪乳粉中提取中性脂质。Astaire J.C,Ward R.,German J.B.,and Jimenez-Flores R.(2003)Concentration of Polar MFGM Lipids from Buttermilk by Microfiltration and Supercritical Fluid Extraction (通过微滤和超临界流体提取从酪乳中浓缩极性MFGM脂质)J.Dairy Sci.86,2297-2307描述了使用二氧化碳作为溶剂的酪乳超临界提取以生产富含蛋白质并且提高了极性脂质水平的产品。然而，这样生产的酪乳粉的极性脂质水平还是低，最多为干粉重量的2%，因此不适合用于婴儿配方食品。 
提供合适产品的一种可能方法是在乳制品中从脂质成分中分离出蛋白质成分。 
之前已经将二甲醚(DME)用于从生蛋黄中(Yano et al美国专利第4,157,404号)和干蛋粉中(Yano et al美国专利第4,234,619号)提取脂质。 该方法使得脂质和蛋白成分部分进入各自的流中。在美国专利第4,157,404号中，Yano说明尽管可以将脂质从生蛋黄中提取出来(75%水分含量)，但蛋白质变性。在美国专利第4,234,619号中，Yano说明如果蛋黄是干燥的，那么蛋白质不变性，但是磷脂只能被部分提取。 
WO 2004/066744描述了使用近临界提取从水性乳品流中提取脂质，其中二甲醚是溶剂。WO 2004/066744还公开了超临界CO2或亚临界二甲醚均不能从乳清蛋白浓缩(WPC)乳粉中以有用收率提取脂质。然而，该文献没有公开从富含乳脂肪球膜物质的粉中提取脂质。 
使用液化二甲醚从具有高乳糖含量(其中高为粉末总质量的至少30%)的乳粉流中提取脂质的尝试尚未成功。 
因此，本发明的目的是提供改善的或者可供选择的可用于婴儿配方食品的乳制品，和/或者至少为公众提供有用的选择。 
发明的公开 
本发明涉及生产乳制品的方法，所述乳制品具有较低水平的中性脂质，或者较高水平的极性脂质，或者二者兼具。这些产品可被用作婴儿配方食品的成分。 
因此，本发明提供生产除去中性脂质的β-乳清乳制品的方法，其包括以下步骤： 
(1)提供干β-乳清；以及 
(2)对该β-乳清实施近临界二氧化碳提取处理。 
本文所用术语“β-乳清”指从含有高于60%脂肪的乳品流中分离的水性乳品成分，该乳品流经过从水包油乳液到油包水乳液的转相。乳油是生产β-乳清的优选起始材料。例如，如图2所示在从乳油生产奶油油(也被称为无水乳脂或AMF)中产生β-乳清。 
优选地，所述干β-乳清是粉末。 
优选地，近临界二氧化碳压力为至少73.2巴并且温度为304.2至373K(超临界区)；或者二氧化碳压力高于或等于蒸气压，并且温度为273至304.1K(亚临界区)。更优选地，二氧化碳压力为至少250巴，并且温度为313至353K。 
优选地，在提取处理之前减少β-乳清的乳糖含量。优选地，通过超滤减少乳糖含量。在本发明的特别优选的实施方案中，在超滤期间通过渗滤进一步减少乳糖含量。 
优选地，在所述近临界二氧化碳步骤前将乳糖含量减少至低于或等于30%(基于干重)。更优选地，在所述近临界二氧化碳步骤前将乳糖含量减少至低于或等于25%(基于干重)。更优选地，在所述近临界二氧化碳步骤前将乳糖含量减少至低于或等于20%(基于干重)。最优选地，在所述近临界二氧化碳步骤前将乳糖含量减少至低于或等于10%(基于干重)。 
优选地，所述除去中性脂质的β-乳清乳制品富含磷脂、神经鞘脂和糖脂。优选地，所述乳制品包含约50%-70%的蛋白质(TN x 6.38)，优选包含至少60%的蛋白质(TN x 6.38)；5%-25%的磷脂和糖脂，优选15%-25%的磷脂和糖脂；以及0%-10%的中性脂质，优选约5%的中性脂质。最优选所述乳制品包含少于约5%的中性脂质。 
本发明还提供生产除去中性脂质的乳制品的方法，其包括以下步骤： 
(1)提供干的高脂低乳糖乳品起始材料； 
(2)对该起始材料实施近临界二氧化碳提取处理，并且随后将所述乳制品分离以生产富含脂质的部分和除去脂质的部分，包括步骤： 
(3)对该除去脂质的乳制品实施液态二甲醚提取处理。 
优选地，近临界二氧化碳压力为至少73.2巴并且温度为304.2至373K(超临界区)；或者二氧化碳压力高于或等于蒸气压，并且温度为273至304.1K(亚临界区)。更优选地，二氧化碳压力为至少250巴，并且温度为313至353K。 
优选地，二甲醚被液化并且被加压至至少等于提取温度下的蒸气压，并且更优选比所述蒸气压高至少10巴。优选地，所述温度为273至373K，并且更优选为293至353K。 
术语“高脂”指含有高于10%固体重量比(w/w)的脂肪，优选含有高于15%固体重量比(w/w)的脂肪，并且最优选含有高于20%固体重量比(w/w)的脂肪。 
术语“低乳糖”指乳糖含量少于或等于30%(基于干重)。更优选地，乳糖含量少于或等于25%(基于干重)。更优选地，乳糖含量少于或等于20%(基于干重)。最优选地，乳糖含量少于或等于10%(基于干重)。 
优选地，在提取处理之前减少β-乳清的乳糖含量。优选地，通过超滤减少乳糖含量。在本发明的特别优选的实施方案中，在超滤期间通过渗滤进一步减少乳糖含量。 
优选地，所述高脂低乳糖乳品起始材料是乳糖减少的β-乳清。或者，所述高脂低乳糖乳品起始材料是乳糖减少的酪乳。 
优选地，在近临界二氧化碳步骤前将所述高脂低乳糖乳品起始材料喷雾干燥。或者，在近临界二氧化碳步骤前将所述高脂低乳糖乳品起始材料冷冻干燥或真空干燥。 
富含脂质的部分优选地含有至少50%的磷脂和糖脂，并且中性脂质充分减少。更优选地，富含脂质的部分含有至少80%的磷脂和糖脂，并且基本上不含中性脂质。 
在优选实施方案中，除去脂质的部分富含乳脂肪球膜蛋白，并且基于粉末，含有65-79%(TN x 6.38)的蛋白质、8-12%的乳糖、5-11%的包括磷脂(4-9%的除去脂质的部分)在内的脂肪，更优选含有约72%的蛋白质(TN x 6.38)、9%的乳糖、8%的包括磷脂(6%的除去脂质的部分)在内的脂肪、5%的灰分和4%的水分。 
本发明还提供生产富含脂质的部分和除去脂质的部分的方法，该方法包括以下步骤： 
(1)提供高脂低乳糖乳品起始材料；以及 
(2)对该起始材料实施液态二甲醚提取处理。 
除去脂质的部分含有所有的乳脂肪球膜蛋白，并且因此，可以用于婴儿配方食品以输送与乳脂肪球膜蛋白成分更加相关的健康益处。 
优选地，二甲醚被液化并且被加压至至少等于提取温度下的蒸气压，并且更优选比所述蒸气压高至少10巴。优选地，所述温度为273至373K，并且更优选为293至353K。 
术语“高脂”指含有高于10%固体重量比(w/w)的脂肪，优选含有高于15%固体重量比(w/w)的脂肪，并且最优选含有高于20%固体重量比(w/w)的脂肪。 
术语“低乳糖”指乳糖含量少于或等于30%(基于干重)。更优选地，乳糖含量少于或等于25%(基于干重)。更优选地，乳糖含量少于或等于20%(基于干重)。最优选地，乳糖含量少于或等于10%(基于干重)。 
优选地，在提取处理之前减少β-乳清的乳糖含量。优选地，通过超滤减少乳糖含量。在本发明的特别优选的实施方案中，在超滤期间通过渗滤进一步减少乳糖含量。 
优选地，所述高脂低乳糖乳品起始材料是乳糖减少的β-乳清。或者，所述高脂低乳糖乳品起始材料是乳糖减少的酪乳。 
优选地，在液态二甲醚提取步骤前将所述高脂低乳糖乳品起始材料喷雾干燥。或者，在液态二甲醚提取步骤前将所述高脂低乳糖乳品起始材料冷冻干燥或真空干燥。 
在一实施方案中，所述富含脂质的部分含有至少40%的磷脂和糖脂。此方法并不首先使用CO2提取中性脂质，并且因为DME提取极性和中性脂质，所以DME脂质提取物会含有约与进料相同的中性脂质-磷脂比例。例如，对于含有中性脂质-磷脂比例约为1.2的进料，基于3%的水分，DME脂质提取物的组成是80%-90%的包括磷脂(35%-45%的富含脂质的部分)在内的脂肪、5%-9%的灰分、2%-5%的乳糖以及2%-3%的水分。 
除去脂的部分富含乳脂肪球膜蛋白，并且基于粉末，含有60-80%的蛋白质(TN x 6.38)、6-12%的乳糖、5-11%的包括磷脂(5-9%的除去脂质的部分)在内的脂肪，优选含有约73%的蛋白质(TN x 6.38)、9%的乳糖、8%的包括磷脂(7%的除去脂质的部分)在内的脂肪、5%的灰分和3%的水分。 
从样品中的总氮(TN)乘以因子6.38计算出本说明书所述产品中的蛋白质水平。 
本发明还提供通过本发明方法生产的产品，以及含有这些产品的组合物和婴儿配方食品。 
本文所用术语“婴儿配方食品”包括为0-12个月婴儿设计的配方食品、为6-12个月婴儿设计的配方食品(后继配方食品)以及为学步儿童和低龄儿童设计的配方食品(1-7岁，成长乳品/乳粉)。 
优选地，本发明提供婴儿配方食品，其包含： 
(a)30-60%的乳糖 
(b)15-35%的植物油 
(c)0-40%的脱脂乳粉 
(d)0-40%的乳清蛋白浓缩物 
(e)1-50%的通过本发明方法生产的产品。 
更优选地，本发明提供婴儿配方食品，其包含： 
(a)40-60%的乳糖 
(b)20-30%的植物油 
(c)10-15%的脱脂乳粉 
(d)6-8%的80%乳清蛋白浓缩物(WPC80) 
(e)1-5%的通过本发明方法生产的产品。 
所述婴儿配方食品还可以含有2%-4%的至少一种以下成分： 
(a)维生素预混合物 
(b)矿物质预混合物 
(c)卵磷脂 
(d)抗氧化剂 
(e)稳定剂 
(f)核苷酸。 
在优选实施方案中，可以配制这些婴儿配方食品以提供2700至3000kJ/L。 
本发明还提供包含β-乳清作为成分的婴儿配方食品。 
优选地，所述婴儿配方食品包含： 
(a)30-60%的乳糖 
(b)15-35%的植物油 
(c)0-40%的脱脂乳粉 
(d)0-40%的乳清蛋白浓缩物 
(e)1-50%的β-乳清粉。 
更优选地，所述婴儿配方食品包含： 
(a)40-60%的乳糖 
(b)20-30%的植物油 
(c)10-15%的脱脂乳粉 
(d)6-8%的80%乳清蛋白浓缩物(WPC80) 
(e)1-10%的β-乳清粉。 
最优选地，所述婴儿配方食品包含： 
(a)40-60%的乳糖 
(b)20-30%的植物油 
(c)10-15%的脱脂乳粉 
(d)6-8%的80%乳清蛋白浓缩物(WPC80) 
(e)2-5%的β-乳清。 
婴儿配方食品还可以含有2%-4%的至少一种以下成分： 
(a)维生素预混合物 
(b)矿物质预混合物 
(c)卵磷脂 
(d)抗氧化剂 
(e)稳定剂 
(f)核苷酸 
在优选实施方案中，可以配制这些婴儿配方食品以提供2700至3000kJ/L。 
本发明还提供包含以从β-乳清获得的部分作为成分的婴儿配方食品，该β-乳清富含极性脂质或除去中性脂质或既富含极性脂质又除去中性脂质。 
优选地，所述婴儿配方食品包含： 
(a)30-60%的乳糖 
(b)15-35%的植物油 
(c)0-40%的脱脂乳粉 
(d)0-40%的乳清蛋白浓缩物 
(e)1-50%的从富含极性脂质或除去中性脂质或既富含极性脂又除去中性脂质的β-乳清获得的部分。 
更优选地，所述婴儿配方食品包含： 
(a)40-60%的乳糖 
(b)20-30%的植物油 
(c)10-15%的脱脂乳粉 
(d)6-8%的80%乳清蛋白浓缩物(WPC80) 
(e)1-5%的从富含极性脂质或除去中性脂质或既富含极性脂质又除去中性脂质的β-乳清中获得的部分。 
所述婴儿配方食品还可以含有2%-4%的至少一种以下成分： 
(a)维生素预混合物 
(b)矿物质预混合物 
(c)卵磷脂 
(d)抗氧化剂 
(e)稳定剂 
(f)核苷酸 
在优选实施方案中，可以配制这些婴儿配方食品以提供2700至3000kJ/L。 
可以给予本发明的产品、组合物和婴儿配方食品以提供健康益处。 
例如，预期以下健康益处： 
-增进肠成熟 
-减少感染的风险； 
-改变肠道肠内菌群并竞争性地结合抗原 
-预防感染 
-预防变态反应的发生 
-最优化神经发育 
-治疗皮肤病学的疾病状态 
-最优化免疫系统发育 
-保持最佳免疫功能 
-预防或治疗结肠癌。 
发明人发现β-乳清中的磷脂和神经节苷脂水平使其适合用于婴儿配方食品的强化。发明人还发现可以加工高脂低乳糖的乳品(包括低乳糖β-乳清)以减少其中性脂质水平，或增加其极性脂质水平，或既减少其中性脂质水平又增加其极性脂质水平，因此产生更加适合于婴儿配方食品强化的产品。 
本发明描述的方法使用不残留有毒残留物的加工和提取技术，因此无需进一步处理所述最终乳品。 
此外，使用超滤和二氧化碳作为溶剂的近临界提取意味该产品的使用更易于获得监管批准，因为与使用诸如丙酮和乙醇等常规溶剂相比，在产品中存在最少限度的或者不存在溶剂残留。其它常规溶剂广泛地使蛋白质变性，使得这些溶剂不适于生产用于婴儿配方食品应用的乳制品。 
本文所用的术语“乳品”指含有或涉及乳及其制品。其包括由人、牛、水牛和山羊产生的乳，但不限于这些动物。 
每一种物质都有其自身的“临界”点，在临界点上该物质的液态和气态成为相同的状态。在高于但接近物质的临界点时，物质为具有液体和气体的性质的流体状态。所述流体具有与液体相似的密度和与气体相似的粘度和扩散度。本文所用的术语“超临界”是指高于物质临界点的压力-温度区域。本文所用的术语“亚临界”是指等于或大于液体的蒸气压、但低于临界温度的压力-温度区域。本文所用的术语“近临界”包括了“超临界”和“亚临界”区域，是指接近临界点的压力和温度。 
附图的简要说明 
图1显示从乳油生产奶油油的传统方法以及在此方法中酪乳产生的示意图。 
图2显示从乳油生产奶油油的方法以及在此方法中β-乳清产生的示意图。 
实施例
以下实施例进一步说明了本发明的实践。 
实施例1：乳清蛋白浓缩粉的提取 
此实施例显示从具有高浓度乳清蛋白的粉中提取脂质导致脂质的收率非常低。用近临界溶剂二氧化碳、丙烷和二甲醚(DME)对乳清蛋白浓缩粉进行提取，该乳清蛋白浓缩粉含有80.26%重量比的蛋白质、6.83%重量比的脂质和3.67%的水分。表1给出溶剂、压力、温度、所用固体的质量、所用溶剂的质量和提取物固体和脂质的收率。 
表1：使用不同溶剂提取WPC的脂质收率 
Figure BDA00001978896200111
脂质收率非常低，并且提高提取温度并没有将提取收率提高至期望的水平。 
实施例2：使用超临界CO2提取标准乳糖β-乳清粉 
此实施例显示从具有标准乳糖含量的β-乳清粉提取中性脂质是可能的，但是收率显著低于乳糖含量已经被减少的粉。最终粉末的蛋白质和总磷脂含量低。使用超临界CO2在300巴和313K下提取了具有以下组成的β-乳清粉：第1批，总蛋白质29.4%，乳糖42.5%，总脂肪19.7%，水分3.1%和灰分6%；第2批，总蛋白质31.7%，乳糖44.6%，总脂肪20.6%，水分2.3%和灰分6.1%。总脂肪由中性脂质、磷脂、神经节苷脂、神经酰胺和脑苷脂组成，例如乳糖酰神经酰胺。表2显示脂肪提取结果和提取 物中磷脂的质量。只有中性脂质被超临界CO2提取，因为其它类型的脂肪，特别是磷脂，不溶于此溶剂。 
表2：使用CO2提取标准乳糖β-乳清粉的脂质收率 
提取后粉末的组成是：第1批，总蛋白质32.0%，乳糖47.9%，总脂肪13.6%，水分3.8%和灰分3%；第2批，总蛋白质34.2%，乳糖44.2%，总脂肪11.3%，水分3.5%和灰分6.3%。 
来自第2批的粉末被用来测试乳清蛋白变性。假设酪蛋白未变性。取得粉末的代表性样品，并且与水混合产生含有3%乳清蛋白的溶液。在pH 4.6用盐酸沉淀酪蛋白，并且通过离心分离从溶液中除去。通过反相色谱确定剩余可溶乳清蛋白的组成。可溶乳清蛋白从进料中的13.43g/100g蛋白减少至提取的粉末中的8.39g/100g蛋白。天然(未变性)β-乳球蛋白有非常大的下降。蛋白质变性使得该粉末不如实施例3中描述的那些产品适合于婴儿配方食品。 
实施例3：使用超临界CO2提取低乳糖β-乳清粉 
此实施例显示从低乳糖β-乳清粉中提取收率超过90%的中性脂质是可能的。通过超滤将β-乳清的乳糖含量减少至体积浓度因子为8。最终粉末的蛋白质和总磷脂含量高。使用超临界CO2在300巴和313K提取了具有以下组成的低乳糖β-乳清粉：第3批，总蛋白质48.3%，乳糖14.4％，总脂肪30.1%，水分3.0%和灰分4.8%；第4批，总蛋白质52.0%，乳糖7.8%，总脂肪31.9%，水分2.7%和灰分4.8%。表3显示脂肪提取结果和提取物中磷脂的质量。只有中性脂质被超临界CO2提取，因为其它类型的脂肪，特别是磷脂，不溶于此溶剂。 
表3：使用CO2提取低乳糖β-乳清粉的脂质收率 
Figure BDA00001978896200131
提取后粉末的组成是：第3批，总蛋白质57.3%，乳糖15.1%，总脂肪18.7%，总磷脂14.4%，水分4.1%和灰分5.7%；第4批，总蛋白质61.6%，乳糖10.1%，总脂肪21.9%，总磷脂16.8%，水分4.5%和灰分5.6%。使用超临界CO2提取的第3批和第4批还具有提高的神经节苷脂水平，为约0.7%质量比。残留粉末中总脂肪与磷脂和神经节苷脂含量之间的剩余差异主要由神经酰胺和脑苷脂组成，特别是乳糖酰神经酰胺。 
来自第3批(低乳糖)和第4批(极低乳糖)的粉末被用来测试蛋白变性，以确保其适合用于按照实施例2的婴儿配方食品。对于第3批，可溶乳清蛋白从进料中的12.20g/100g蛋白增加至提取粉末中的13.57g/100g蛋白；并且对于第4批，从进料中的12.44g/100g蛋白增加至提取粉末中12.94g/100g蛋白。蛋白质未变性，以及提取的低乳糖粉末中的高蛋白质和磷脂含量使得它们非常适合于婴儿配方食品。 
实施例4：使用超临界CO2以及随后的近临界二甲醚提取标准和低乳糖β-乳清粉 
此实施例显示只有当粉中的乳糖含量减少时，才可能从事先用超临界CO2提取过的β-乳清粉中以高收率提取磷脂；并且二甲醚提取温度影响提取收率。此实施例还显示有可能通过控制提取温度来控制提取后粉末中的最终磷脂的含量。分别使用12.236、13.828和5.117kg二甲醚在40巴和293K下再次提取在实施例2和3中生产的部分脱脂粉末第2(标准乳糖含量，进料质量4318.7g)、第3(低乳糖含量，进料质量2952.6g)和第4(极低乳糖含量，进料质量2668.2g)批；并且然后分别使用13.037、 10.962和6.965kg二甲醚在40巴和323K下再次提取。提取收率的结果列于表4中。 
表4：在超临界CO2提取后使用二甲醚提取标准和低乳糖β-乳清粉获得的磷脂和总脂质收率 
Figure BDA00001978896200141
总脂质提取物还含有显著水平的神经节苷脂，第4批在293K下为2.5%重量比；并且第4批在323K下为1%重量比。在二甲醚提取后，相对于进料，所有粉末的蛋白质含量均增加。在CO2和二甲醚提取后，粉末的组成是：第2批，总蛋白质34.6%，乳糖47.1％，总脂肪8.9%，总磷脂6.3%，水分2.7%和灰分6.7%；第3批，总蛋白质64.4%，乳糖17.9%，总脂肪8.4%，总磷脂5.7%，水分3.6%和灰分5.4%；第4批，总蛋白质73.2%，乳糖8.7%，总脂肪7.6%，水分4.3和灰分5.1%。所有粉末均含有显著水平的神经节苷脂，为约0.4%质量比。残留粉末中总脂肪与磷脂和神经节苷脂含量之间的剩余差异主要由神经酰胺和脑苷脂组成，特别是乳糖酰神经酰胺。 
按照实施例2，测试超临界CO2和二甲醚提取后的第2(标准乳糖含量)、第3(低乳糖)和第4(极低乳糖)批粉末的蛋白质变性。对于第2批，可溶乳清蛋白从13.43g/100g蛋白减少至DME提取的粉末中的8.00g/100g蛋白。对于第3批，可溶乳清蛋白从进料中的12.20g/100g蛋白增加至提取粉末中15.23g/100g蛋白；并且对于第4批，从进料中的12.44g/100g蛋白增加至提取粉末中的16.98g/100g蛋白。蛋白质未变性，以及提取的低乳糖粉中的高蛋白质和磷脂含量使得它们非常适合于婴儿配 方食品。使用二甲醚的提取具有提高表观乳清蛋白溶解度的意想不到作用，从进料中除去乳糖最初减小了表观乳清蛋白溶解度。 
实施例5：使用二甲醚提取标准和低乳糖粉末 
此实施例显示当使用二甲醚作为溶剂并且不事先用超临界CO2提取所述粉末时，只有当减少粉末的乳糖含量时，才可能从β-乳清获得高收率的中性脂质和磷脂；并且二甲醚提取温度影响提取收率。此实施例还显示有可能通过控制提取温度来控制提取后粉末中的最终磷脂含量。分别使用13.426、12.666和13.938kg二甲醚在40巴和273293K下提取具有实施例2中给出组成的第2批(标准乳糖含量，进料质量4245.6g)，以及具有实施例3中给出组成的第3批(低乳糖含量，进料质量3407.5g)和第4批(极低乳糖含量，进料质量3204.4g)；然后使用15.727、11.673和11.123kg二甲醚在40巴和323K下再次提取。表5中显示提取收率的结果。 
表5：使用二甲醚在293K和323K下提取标准和低乳糖粉获得的磷脂和总脂质收率 
Figure BDA00001978896200151
在二甲醚提取后，相对于进料，所有粉末的蛋白质含量均增加。在二甲醚提取后，粉末的组成是：第2批，总蛋白质34.8%，乳糖44.2%，总脂肪16.3%，磷脂8.3%，水分2.3%和灰分6.2%；第3批，总蛋白质65.1%，乳糖15.3%，总脂肪8.3%，磷脂6.7%，水分2.2%和灰分5.3%；第4批，总蛋白质73.3%，乳糖8.8%，总脂肪8.3%，总磷脂6.8%，水分 2.6和灰分5.2%。对于第3批和第4批，总脂肪与磷脂含量之间的差异主要由神经节苷脂、神经酰胺和脑苷脂组成。 
按照实施例2，测试二甲醚提取后的第2(标准乳糖含量)、第3(低乳糖)和第4(极低乳糖)批粉末的蛋白质变性。对于第1批，可溶乳清蛋白从13.43g/100g蛋白增加至14.38g/100g；对于第3批，从进料中的12.20g/100g蛋白增加至提取粉末中的15.47g/100g蛋白；并且对于第4批，从进料中的12.20g/100g蛋白增加至提取粉末中的15.55g/100g蛋白。蛋白质未变性，以及DME提取的低乳糖粉末中的高蛋白质含量使得它们适合广泛的食品应用，特别是在运动营养中。使用二甲醚的提取具有提高表观乳清蛋白溶解度的意想不到作用，从进料中除去乳糖最初减小表观乳清蛋白溶解度。当单独使用二甲醚作为提取溶剂时，对于具有高乳糖含量的粉末(第2批)，总脂质和磷脂的提取收率非常低。该中性脂质的高含量使得该粉末不那么适合于婴儿配方食品。 
实施例6：选定乳制品中的磷脂和神经节苷脂水平 
人乳的磷脂含量通常为200-400 mg/L(Jensen RG(1989)Textbook of Gastroenterology and Nutrition in Infancy(婴儿期肠胃病学和营养的教科书),2nd Edition,E.Lebenthal(Ed),Raven Press Ltd,New York,157-208)。 
根据Harzer G,Haug M,Dieterich I & Gentner PR(1983)Changing patterns of human milk lipids in the course of the lactation and during the day(哺乳期间和白天期间人乳脂质的变化模式).American Journal of Clinical Nutrition,37,612-621,产后36天人乳的磷脂组成是磷脂酰胆碱(PC)24.9%，磷脂酰乙醇胺(PE)27.7%，磷脂酰丝氨酸(PS)9.3％，磷脂酰肌醇(PI)5.4%和神经鞘磷脂(SM)32.4%。 
表6显示以下产物的磷脂含量： 
-β-乳清粉(产物A)， 
-低乳糖β-乳清粉(产物B)， 
-除去中性脂质的β-乳清粉(产物C)，以及 
-DME提取后产物C的脂质提取物(产物D)和残留粉末(产物E)。 
这些产物源自牛乳。 
产物A(β-乳清粉)是使用图2中所示方法生产的。产物B(低乳糖β-乳清粉)是通过产品A的超滤生产的。产物C是使用实施例3中所述方法生产的。产物D和E是使用实施例4中所述第4批的方法生产的，除了在55°C进行单一阶段的DME提取。 
通过改进的 
Figure BDA00001978896200171
方法测定总脂质含量，其中真空蒸发脂质提取物并且相对于烘箱干燥使用冷冻干燥(低温干燥最大程度地减少烘箱干燥期间由于脂质提取物中存在氨造成的磷脂水解)。通过将改进的 
Figure BDA00001978896200172
脂肪提取物中的磷含量乘以25.5计算总磷脂含量(参考McDowell AKR(1958)Phospholipids in New Zealand dairy products(新西兰乳制品中的磷脂).Journal of Dairy Research,25,192-202.)。 
通过31P NMR测定单个的磷脂。 
Pan XL & Izumi T(2000)Variation of the ganglioside compositions of human milk,cow's milk and infant formulas (人乳、牛乳和婴儿配方食品中神经节苷脂组成的变化).Early Human Development,57,25-31显示神经节苷脂GD3和神经节苷脂GM3占人乳中总神经节苷脂的60%，并且如通过脂结合唾液酸(LBSA)含量所测定的，婴儿配方食品的总神经节苷脂含量显著低于其在人乳中的含量。根据哺乳阶段，神经节苷脂GD3和神经节苷脂GM3在人乳中的含量之和为10-16mg/L(Nakano et al.,2001 Sialic acid in human milk:Composition and functions (人乳中的唾液酸：组成和功能).Acta Paediatrica Taiwanica,42,11-17)。表6显示产物A、产物B、产物C、产物D和产物E的神经节苷脂GD3和神经节苷脂GM3的含量。如下计算神经节苷脂GD3和神经节苷脂GM3的水平：将样品溶解在氯仿/甲醇/水6:3:0.45中并且过滤。然后通过强阴离子交换固相提取将神经节苷脂分成GM3和GD3部分，并且通过Svennerholm的Resorcinol方法计量唾液酸(Svennerholm,L.1957.Quantitative estimation of sialic acids.II.A colorimetric resorcinol-hydrochloric acid method (唾液酸的定量估计II.一种比色的间苯二酚－盐酸方法).Biochim.Biophys.Acta.24:604-611)。然后使用唾液酸水平计算GM3和GD3的浓度。 
表6：产物A-E的极性脂质组成 
 成分(%w/w)   A   B   C   D   E
 总脂质   20.6   33.9   20.9   86.1   6.3
 总磷脂   9.7   15.1   17.5   66.6   5.2
 磷脂酰胆碱   2.61   4.1   4.9   13.3   1.7
 磷脂酰乙醇胺   2.71   4.2   4.8   22.0   1.0
 磷脂酰丝氨酸   0.81   1.3   1.7   8.2   0.36
 磷脂酰肌醇   0.61   1.0   1.2   6.1   0.35
 神经鞘磷脂   2.71   4.2   4.4   15.1   1.8
 神经节苷脂GD3   0.36   0.582   0.663   2.09   0.28
 神经节苷脂GM3   0.04   0.062   0.053   0.34   0.0
1从LLBSP的测量值估计的。 
2从标准β-乳清粉末的平均值估计的。 
3估计的。这些是另一BPC60样品的结果。 
实施例7：含有选定乳制品的婴儿配方食品 
表7显示为了将液态(RTF)婴儿配方食品(IF)的“总”神经节苷脂(神经节苷脂GD3和神经节苷脂GM3)含量提高至16mg/L，需要向婴儿配方食品中加入的每一产物(A、B、C、D和E)的基于粉末的百分比。 
假设这些成分在标准婴儿配方食品中的基线水平是0%，婴儿配方食品被复原至13%总固体，并且RTF IF的密度是1.0kg/L。 
表7显示的β-乳清产物加入速率还将婴儿配方食品的单个磷脂含量提高至高于其在人乳中的水平，唯一的例外是产物E，其中加入的PE和PS水平略低于其在人乳中的水平(这些成分在标准婴儿配方食品中的基本水平可能会补偿这些不足量)。注意可以使用产物D代替大豆卵磷脂，大豆卵磷脂通常被用于方便化婴儿配方食品，使得它们更容易复原。 
表7：13%总固体的RTF IF中极性脂质成分的加入水平 
4指Jensen(1989)报道的范围。根据此平均值和Harzer et al.(1983)报道的百分比计算单个磷脂。 
5总脂质和磷脂之间的差异被估计为中性脂质。然而，这是高估，因为其包括糖脂(例如神经酰胺、神经节苷脂)。为了观测中性脂质的加入量，RTFIF的脂肪ANZFA范围是21600-45000mg/kg，即加入的中性脂质对IF的平衡脂肪酸谱的影响很小，特别是对于产物C、D和E。 
实施例8：婴儿配方食品 
液态中总固体＝13.0% 
乳清-酪蛋白比例＝64:40(乳清蛋白为总蛋白质的至少60%) 
蛋白质目标6＝14g/L 
脂肪目标6,7＝35.4-37.6g/L 
碳水化合物目标6＝72.1-72.9g/L 
6基于Similac Advance with Iron和Enfamil LIPIL with Iron的水平，注意Enfamil LIPIL with Iron的水平被报道为g/100cal(相对于g/100g)，因此假定此产物的RTF能量含量为2800kJ/L。 
7分别为Similac和Enfamil产物的估计水平。 
这些目标水平达到婴儿配方食品的ANZFA能量要求(2700-3000kJ/L)。蛋白质、碳水化合物和脂肪水平的总量与13%总固体目标之间的差异被假定为维生素和矿物质预混合物、抗氧化剂、卵磷脂(用来方便化最终婴儿配方食品)以及可能有核苷酸/核苷。这些成分通常占粉末婴儿配方食品的约3%。 
用于制备婴儿配方食品的油混合物通常包括植物油的混合物，以便达到与人乳相近的脂肪酸谱。通常用于婴儿配方食品的植物油是高油酸棕榈油精、高油酸向日葵油、高油酸红花油、椰油和豆油。此外，许多高档品牌还含有鱼/微藻和真菌油分别作为二十二碳六烯酸和花生四烯酸的来源。 
婴儿配方食品1(使用β-乳清粉－产物A)： 
营养配方包含： 
a.约46.54%的乳糖 
b.约26.92%的油混合物(包含45%的高油酸棕榈油精、20%的豆油、20%的椰油和15%的或者高油酸红花油或者高油酸向日葵油) 
c.约13.85%的脱脂乳粉(SMP) 
d.约6.54%的ALACEN 392(80%蛋白乳清蛋白浓缩物) 
e.约3.15%的β-乳清粉(产物A) 
f.约3.00%的维生素和矿物质预混合物、卵磷脂、抗氧化剂/稳定剂、任选成分，例如核苷酸 
婴儿配方食品2(使用低乳糖β-乳清粉－产物B)： 
营养配方包含： 
a.约47.69%的乳糖 
b.约26.92%的油混合物 
c.约13.85%的SMP 
d.约6.54%的ALACEN 392 
e.约1.92%的低乳糖β-乳清粉(产物B) 
f.约3.08%的维生素和矿物质预混合物、卵磷脂、抗氧化剂/稳定剂、任选成分，例如核苷酸 
婴儿配方食品3(使用产物C)： 
营养配方包含： 
a.约47.69%的乳糖 
b.约26.92%的油混合物 
c.约13.85%的SMP 
d.约6.54%的ALACEN 392 
e.约1.73%的产物C 
f.约3.27%的维生素和矿物质预混合物、卵磷脂、抗氧化剂/稳定 
剂、任选成分，例如核苷酸 
婴儿配方食品4(使用产物D)： 
营养配方包含： 
a.约46.54%的乳糖 
b.约26.92%的油混合物 
c.约16.15%的SMP 
d.约6.77%的ALACEN 392 
e.约0.51%的产物D 
f.约3.11%的维生素和矿物质预混合物、卵磷脂、抗氧化剂/稳定剂、任选成分，例如核苷酸 
婴儿配方食品4(使用产物E)： 
营养配方包含： 
a.约50.77%的乳糖 
b.约26.92%的油混合物 
c.约8.23%的SMP 
d.约6.00%的ALACEN 392 
e.约4.40%的产品E 
f.约3.68%的维生素和矿物质预混合物、卵磷脂、抗氧化剂/稳定剂、任选成分，例如核苷酸 
以上实施例是本发明实践的说明。本领域技术人员应当理解可以对本发明做许多变化和修改。例如，提取的温度和压力可以变化，以及起始材料的蛋白质和乳糖含量。 
并且，应当理解本发明的乳制品还可以被用于为顾客提供皮肤病学的或一般营养益处的产品，包括运动营养和老年人的食品。 
本说明书中所用术语“包含(comprising)”指“至少部分由......组成(consisting at leastin part of)”，也就是说，当解释本发明书中包含该术语的叙述时，在每一叙述中以该术语起始的特征都必须存在，但是其它特征也可以存在。 

Claims (60)

1.生产除去中性脂质的β-乳清乳制品的方法，其包括以下步骤：
(1)提供干β-乳清；及
(2)对所述β-乳清实施近临界二氧化碳提取处理。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述近临界二氧化碳的压力为至少73.2巴并且温度为304.2至373K。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述二氧化碳的压力高于或等于蒸气压，并且温度为273至304.1K。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述二氧化碳的压力为至少250巴，并且温度为313至353K。
5.如权利要求1-4中任一权利要求所述的方法，其中在所述提取处理之前减少所述β-乳清的乳糖含量。
6.如权利要求5所述的方法，其中通过超滤减少所述乳糖含量。
7.如权利要求6所述的方法，其中通过超滤期间的渗滤进一步减少所述乳糖含量。
8.如权利要求5-7中任一权利要求所述的方法，其中在所述近临界二氧化碳步骤之前将所述β-乳清的乳糖含量减少至低于或等于30%(基于干重)。
9.如权利要求8所述的方法，其中在所述近临界二氧化碳步骤之前将所述β-乳清的乳糖含量减少至低于或等于25%(基于干重)。
10.如权利要求9所述的方法，其中在所述近临界二氧化碳步骤之前将所述β-乳清的乳糖含量减少至低于或等于20%(基于干重)。
11.如权利要求10所述的方法，其中在所述近临界二氧化碳步骤之前将所述β-乳清的乳糖含量减少至低于或等于10%(基于干重)。
12.如权利要求1-11中任一权利要求所述的方法，其中所述除去中性脂质的β-乳清乳制品富含磷脂、神经鞘脂类和糖脂。
13.如权利要求12所述的方法，其中所述除去中性脂质的β-乳清乳制品包含约：
(a)50-70%的蛋白质(TN x 6.38)，
(b)5-25%的磷脂和糖脂，以及
(c)0-10%的中性脂质。
14.如权利要求13所述的方法，其中所述除去中性脂质的β-乳清乳制品包含：
(a)至少60%的蛋白质(TN x 6.38)，
(b)15-25%的磷脂和糖脂，以及
(c)约5%的中性脂质。
15.如权利要求13所述的方法，其中所述除去中性脂质的β-乳清乳制品包含少于约5%的中性脂质。
16.生产除去中性脂质的乳制品的方法，其包括以下步骤：
(1)提供干的高脂低乳糖乳品起始材料；
(2)对所述起始材料实施近临界二氧化碳提取处理；及
随后将所述乳制品分离以生产富含脂质的部分和除去脂质的部分，包含步骤：
(3)对该除去脂质的乳制品实施液态二甲醚提取处理。
17.如权利要求16所述的方法，其中所述近临界二氧化碳的压力为至少73.2巴并且温度为304.2至373K。
18.如权利要求16所述的方法，其中所述二氧化碳的压力高于或等于蒸气压并且温度为273至304.1K。
19.如权利要求16所述的方法，其中所述二氧化碳的压力为至少250巴并且温度为313至353K。
20.如权利要求16-19中任一权利要求所述的方法，其中所述二甲醚被液化并加压至至少等于所述提取温度下的蒸气压。
21.如权利要求20所述的方法，其中所述液体二甲醚的压力至少比所述蒸气压高10巴。
22.如权利要求16-21中任一权利要求所述的方法，其中所述二甲醚的温度为273至373K。
23.如权利要求16-22中任一权利要求所述的方法，其中所述二甲醚的温度为293至353K。
24.如权利要求16-23中任一权利要求所述的方法，其中所述高脂低乳糖乳品起始材料含有高于10%、15%或20%固体重量比的脂肪。
25.如权利要求16-24中任一权利要求所述的方法，其中所述高脂低乳糖乳品起始材料的乳糖含量为低于或等于30%、25%、20%或10%(基于干重)。
26.如权利要求16-25中任一权利要求所述的方法，其中在所述提取处理之前减少所述高脂低乳糖乳品起始材料的乳糖含量。
27.如权利要求26所述的方法，其中通过超滤减少所述乳糖含量。
28.如权利要求16-27中任一权利要求所述的方法，其中所述高脂低乳糖乳品起始材料是乳糖减少的β-乳清或乳糖减少的酪乳。
29.如权利要求16-28中任一权利要求所述的方法，其中在所述近临界二氧化碳步骤之前喷雾干燥、冷冻干燥或真空干燥所述高脂低乳糖乳品起始材料。
30.如权利要求16-29中任一权利要求所述的方法，其中所述富含脂质的部分含有至少50%的磷脂和糖脂，并且中性脂质充分减少，或者含有至少80%的磷脂和糖脂，并且基本上不含有中性脂质。
31.如权利要求16-29中任一权利要求所述的方法，其中所述除去脂质的部分富含乳脂肪球膜蛋白，并且基于粉末，含有：
(a)65-79%的蛋白质(TN x 6.38)，
(b)8-12%的乳糖，
(c)5-11%的包括磷脂(4-9%的除去脂质的部分)在内的脂肪。
32.生产富含脂质的部分和除去脂质的部分的方法，其包括以下步骤：
(1)提供水分含量低于10%的高脂低乳糖乳品起始材料；及
(2)对所述起始材料实施液态二甲醚提取处理。
33.如权利要求32所述的方法，其中所述二甲醚被液化并加压至至少等于所述提取温度下的蒸气压。
34.如权利要求33所述的方法，其中所述液体二甲醚的压力至少比所述蒸气压高10巴。
35.如权利要求32-34中任一权利要求所述的方法，其中所述二甲醚的温度为273至373K。
36.如权利要求32-35中任一权利要求所述的方法，其中所述二甲醚的温度为293至353K。
37.如权利要求32-36中任一权利要求所述的方法，其中所述高脂低乳糖乳品起始材料含有高于10%、15%或20%固体重量比的脂肪。
38.如权利要求32-37中任一权利要求所述的方法，其中所述高脂低乳糖乳品起始材料的乳糖含量为低于或等于30%、25%、20%或10%(基于干重)。
39.如权利要求32-38中任一权利要求所述的方法，其中在所述提取处理之前减少所述高脂低乳糖乳品起始材料的乳糖含量。
40.如权利要求39所述的方法，其中通过超滤减少所述乳糖含量。
41.如权利要求32-40中任一权利要求所述的方法，其中所述高脂低乳糖乳品起始材料是乳糖减少的β-乳清或乳糖减少的酪乳。
42.如权利要求32-41中任一权利要求所述的方法，其中在所述液态二甲醚提取步骤之前喷雾干燥、冷冻干燥或真空干燥所述高脂低乳糖乳品起始材料。
43.如权利要求32-42中任一权利要求所述的方法，其中所述富含脂质的部分含有至少40%的磷脂和糖脂。
44.如权利要求32-42中任一权利要求所述的方法，其中所述富含脂质的部分含有：
(a)80-90%的包括磷脂(35-45%的富含脂质的部分)在内的脂肪，
(b)5-9%的灰分，
(c)2-5%的乳糖，以及
(d)2-3%的水分。
45.如权利要求32-44中任一权利要求所述的方法，其中所述除去脂质的部分富含乳脂球膜蛋白，并且基于粉末，含有：
(a)60-80%的蛋白质(TN x 6.38)，
(b)6-12%的乳糖，以及
(c)5-11%的包括磷脂(5-9%的除去脂质的部分)在内的脂肪。
46.通过权利要求1-45中任一权利要求所述方法生产的产品。
47.富含磷脂和糖脂的除去中性脂质的β-乳清乳制品，其包含约
(a)50-70%的蛋白质(TN x 6.38)，
(b)5-25%的磷脂和糖脂，以及
(c)0-10%的中性脂质。
48.除去脂质的乳制品，其富含乳脂球膜蛋白，并且基于粉末，含有：
(a)65-79%的蛋白质(TN x 6.38)，
(b)8-12%的乳糖，以及
(c)5-11%的包括磷脂(4-9%的除去脂质的部分)在内的脂肪。
49.除去脂质的乳制品，其富含乳脂球膜蛋白，并且基于粉末，含有：
(a)60-80%的蛋白质(TN x 6.38)，
(b)6-12%的乳糖，以及
(c)5-11%的包括磷脂(5-9%的除去脂质的部分)在内的脂肪。
50.富含脂质的乳制品，其含有至少50%的磷脂和糖脂，并且中性脂质充分减少。
51.富含脂质的乳制品，其含有至少80%的磷脂和糖脂，并且基本上不含有中性脂质。
52.富含脂质的乳制品，其含有至少40%的磷脂和糖脂。
53.富含脂质的乳制品，其含有
(a)80-90%的包括35-45%的磷脂在内的脂肪，
(b)5-9%的灰分，
(c)2-5%的乳糖，以及
(d)2-3%的水分。
54.除去脂质的乳制品，其富含乳脂球膜蛋白，并且基于粉末，含有：
(a)60-80%的蛋白质(TN x 6.38)，
(b)6-12%的乳糖，以及
(c)5-11%的包括磷脂(5-9%的除去脂质的部分)在内的脂肪。
55.包含权利要求46-54中任一权利要求所述产品的组合物。
56.包含权利要求46-54中任一权利要求所述产品的婴儿配方食品。
57.如权利要求56所述的婴儿配方食品，其包含
(a)30-60%的乳糖
(b)15-35%的植物油
(c)0-40%的脱脂乳粉
(d)0-40%的乳清蛋白浓缩物
(e)1-50%的权利要求46-54中任一权利要求所述的产品。
58.如权利要求57所述的婴儿配方食品，其包含
(a)40-60%的乳糖
(b)20-30%的植物油
(c)10-15%的脱脂乳粉
(d)6-8%的乳清蛋白浓缩物(WPC80)
(e)1-5%的权利要求46-54中任一权利要求所述的产品。
59.如权利要求56-58中任一权利要求所述的婴儿配方食品，其还包含2-4%的至少一种下列成分：
(a)维生素预混合物
(b)矿物质预混合物
(c)卵磷脂
(d)抗氧化剂
(e)稳定剂
(f)核苷酸。
60.如权利要求56-59中任一权利要求所述的婴儿配方食品，其中所述婴儿配方食品提供2700至3000kJ/L。
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