CN106715381A - 用于用脂肪酸强化营养产品的脂肪酸组合物和方法 - Google Patents

用于用脂肪酸强化营养产品的脂肪酸组合物和方法 Download PDF

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Abstract

提供了可用于制备脂肪酸强化营养产品的脂肪酸组合物。在一个实施方案中，脂肪酸组合物包含脂肪酸组分、无机盐(其可包括磷酸盐)、维生素和任选的蛋白质源和任选的碳水化合物源。组合物可以进一步包括另外的营养物及其组合。在另一个实施方案中，脂肪酸组合物仅是经喷雾干燥的脂肪酸(即，由钠或钾脂肪酸组成)。在两个实施方案中，脂肪酸组合物不被微包封在蜡质或碳水化合物基质中，而粉末状组合物是可流动的，并且容易分散在液体中以通过在液体中搅拌或摇动粉末仅仅很短的时间就在液体中形成稳定的分散体。

Description

用于用脂肪酸强化营养产品的脂肪酸组合物和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2014年9月23日提交的标题为“用于用脂肪酸强化营养产品的脂肪酸组合物和方法”的美国专利申请号62/054,178的优先权，其通过引用并入本文。
关于联邦赞助的研发的声明
不适用
技术领域
本发明涉及制备可用于强化人类可消耗液体、半液体和半固体食物的脂肪酸组合物的方法以及涉及通过所公开的方法制备的组合物。
此外，还公开了使用所公开的组合物的方法。
背景技术
已知某些脂肪酸，特别是多不饱和脂肪酸(PUFA)的增加的饮食水平具有有益的健康效果。一些更常见的不饱和脂肪酸来源包括鱼油和海产油、真菌、微藻和卵。多不饱和脂肪酸的实例包括：花生四烯酸(ARA)、亚油酸、α-亚麻酸(ALA)、二十碳五烯酸(EPA)、二十二碳五烯酸(DPA)、二十碳四烯酸、十八碳四烯(moroctic)酸、二十一碳五烯酸和二十二碳六烯酸(DHA)。
在胎儿和幼儿(即婴儿和幼儿)中用于脑和视网膜发育的ω-3和ω-6多不饱和脂肪酸(特别是DHA和ARA)的益处的证据有充分的记录。((a)Belkind-Gerson,J.；Carreón-Rodríguez,A,；Contreras-Ochoa,C.O.；Estrada-mondaca,S.；Parra-Cabrera,M.S.Journal of Pediatric Gastroenterology and Nutrition 2008,47,S7-S9和(b)Agostoni,C.Journal of Pediatric Gastroenterology and Nutrition 2008,47,S41-S44)。二十二碳六烯酸(DHA)和花生四烯酸(ARA)是存在于人脑和视网膜的结构磷脂中的主要脂肪酸。人类母乳天然含有ω-3和ω-6脂肪酸，而给婴儿喂养母乳可能是最好的选择，婴儿配方奶粉中的补充脂肪酸已显示为与母乳中的脂肪酸一样是生物可利用的(Sala-Vila,A.等人Journal of Nutrition 2004，134 868-873)。
不饱和脂肪酸如EPA和DHA的补充多年来对食品工业特别感兴趣，因为增加不饱和脂肪酸的饮食水平对成年人的健康有有益效果的证据。在医学界已经确定，EPA和DHA都可以降低血清甘油三酯。许多临床研究还表明，甚至低剂量的这些脂肪酸延长了心血管益处，例如更好地保护免受心脏病和心律失常、降低血压、以及改善糖尿病生物化学。有越来越多的证据表明与炎症、神经变性疾病和认知发育的保护和治疗相关的额外益处。
不饱和脂肪酸如EPA、DHA和ARA可以由人体以有限的量合成。然而，这些脂肪酸的来源主要来源于膳食来源。已知富含鱼油的饮食对预防心血管疾病、慢性疾病和甚至癌症具有有益效果。尽管有这些脂肪酸的益处的证据，但是富含这些脂肪酸的来源的日消费量低。由于难以改变个体的饮食，增加脂肪酸消耗的问题的重要方法是补充。不幸的是，许多形式的脂肪酸补充剂对氧化敏感。氧化降解可导致异味的发展，特别是腐臭或鱼腥味和味道。最初，大多数酸源不含这些异味；然而，氧化在空气存在下快速发生。来自许多含脂肪酸产品的异味限制了它们掺入到更宽范围的产品中。
脂肪酸甘油三酯或乙酯(市场中常见的PUFA形式)不容易溶解或分散在水性液体(例如水、奶制品或其它饮料混合物)中。传统上，微包封已经用于将PUFA引入食品、营养保健品和药物产品中。微包封的PUFA有助于减缓氧化降解，掩盖不希望的风味和/或气味，改善基质相容性，改善分散性和增强稳定性。
PUFA的传统微包封提供了固体形式的甘油三酯或乙酯，其还有助于处理和形成食品饮料、半液体和奶制品。它还改善了甘油三酯或乙酯在食品和饮料中，特别是在液体和半液体如牛奶和奶制品中的分散和/或悬浮。尽管有这些改进，传统上微包封的PUFA在许多领域，但是具体地在半液体和奶制品领域中，在干混物的溶解度、负载和重构方面受到限制。因此，传统的微包封限制了可以整合到这些形式中的脂肪酸的含量。这种传统或有意的微包封不同于原位微包封或物质分离(segregation)，其中在干燥期间，组合物的一个组分实际上可迁移到组合物的表面，使得该组合物的一种组分实际上包封该组合物的另一组分。
传统微包封PUFA的典型负荷使用糖、淀粉、防腐剂、香料和类似成分以实现5％至20％的负荷。(Hannah，2009&Conto等人，2012)。因此，在传统微包封PUFA产品中的浓度相对于产品重量是非常低的。这意味着大部分微包封产品由添加剂如麦芽糖糊精、葡萄糖、糖衍生物、淀粉、明胶、植物胶和类似类型的成分组成。这样的制剂仅允许微包封产品中低浓度的PUFA。用于微包封脂肪酸(以甘油三酯形式)的其它材料(即，壁或壳材料)对于婴儿配方食品和功能食品特别相关，因为它们在脂肪、蛋白质和糖方面影响产品的组成。这种低浓度的PUFA必须在产品配方中考虑。这对婴儿配方奶粉是特别重要的，因为它可能是婴儿的唯一食物来源，因此需要包含适当的营养平衡。一些目前可获得的微包封PUFA制剂的组分显示在下表中。
在传统的微包封PUFA中，PUFA被选定的壳或壁材料包裹、包围或涂覆，所述壳或壁材料不形成包封产品的活性组分。如下所述，我们的脂肪酸组合物在这种传统意义上不是微包封的。也就是说，不进行将组合物的脂肪酸组分包裹在蜡质或碳水化合物基质中的微包封步骤，所述蜡质或碳水化合物基质不是组合物的活性组分。我们的组合物比传统的微包封PUFA具有几个理想的优点。如下面更全面地讨论的，我们的脂肪酸组分是可瞬时化的，并且产生具有很少或没有负荷问题的稳定的分散体。此外，我们的脂肪酸组合物具有与微包封PUFA类似的特征。由于这些属性，对于氧化降解、气味、味道和稳定性来说，脂肪酸组合物可以在许多制剂中提供优异的性能。
婴儿需要ARA和DHA(DPA也可以用于饮食)，并且成年人通常受益于EPA和DHA的饮食补充。由于在婴儿饮食中以及在幼儿和成人饮食中需要ω-3和ω-6脂肪酸，消费者对含有不饱和脂肪酸的食品和食品补充剂的需求增加，需要一种方法，其允许便于将这些有价值的脂肪酸掺入食品和饮料中，而在风味、质地、外观、保质期或营养特性方面没有不希望的变化。
发明内容
根据如本文所体现和广泛描述的公开的材料、组分、组合物和方法的目的，本发明一方面涉及脂肪酸组合物以及制备和使用这种组合物的方法。另一方面，本发明涉及制备脂肪酸(例如ω-3和ω-6脂肪酸)盐的方法。在另一方面，本发明涉及通过本文公开的方法制备的组合物。还公开了使用所公开的脂肪酸组合物的方法。
本发明描述了包含脂肪酸盐的脂肪酸组分，其以粉末形式容易地(并且几乎瞬时地)分散在液体中，例如水、奶、代乳品、奶制品、奶样制品(婴儿配方奶粉、膳食替代奶昔、早餐饮料和蛋白质奶昔等)，并且可以掺入半液体或甚至半固体食品(例如明胶、布丁、面团等)中。碱性脂肪酸组分在没有制剂的情况下容易分散；然而，脂肪酸组分也可以掺入脂肪酸组合物中以改善对于一些应用的加工，提供额外的营养物质和改善保质期。脂肪酸组分显示出乳化性质并形成稳定的悬浮液。许多不溶性盐如钙和镁脂肪酸盐可能形成难以分散在溶液中的沉淀物。我们已经发现，脂肪酸组分可以稳定这样的悬浮液并代替稳定剂例如角叉菜胶，否则在这种悬浮液中将需要稳定剂。
重要的是，脂肪酸组合物提供易于消化和吸收的生物可利用的游离脂肪酸，其具有良好的感官性质，并且以稳定的粉末形式提供。此外，脂肪酸组合物在水性液体如水、奶、配方奶粉和代乳品中快速且容易地分散，而不需要传统的微包封。因此，脂肪酸组合物不进行传统的微包封。
脂肪酸的来源通常作为甘油酯、酯或磷脂形式的油获得。结果，游离酸由多种脂肪酸的混合物组成。脂肪酸组分可以衍生自或从鱼或从海洋生物中分离的海产油中制备。这些脂肪酸中的一种或多种可以通过本文公开的方法转化为其相应的盐。任何鱼油、海产油或其组合可用于所公开的方法中以制备所公开的脂肪酸组分或组合物。在另一方面，脂肪酸组分可以衍生自蔬菜、植物、动物和食用油。在具体实例中，脂肪酸组分可以衍生自真菌、微藻或卵。也可以使用这些油的任何衍生物或组合。还可以加工脂肪酸组分以产生脂肪酸的特定混合物(例如，仅具有饱和脂肪酸，仅具有不饱和脂肪酸或其混合物)。预期饱和脂肪酸的量将为约10至35重量％。
脂肪酸组分的生产仅将游离脂肪酸转化成其相应的盐形式，因此脂肪酸组分也由在天然存在的甘油三酯或酯油源或原料中存在的脂肪酸盐的混合物组成。一方面，所公开的脂肪酸组分可以直接或间接由含有其脂肪酸或游离脂肪酸的原料制备。这样的方法包括例如其中脂肪酸或脂肪酸酯转化为其相应的盐的情况，或其中一种脂肪酸盐转化为另一种脂肪酸盐的情况。
感兴趣的脂肪酸(例如ARA或DHA)的百分比由原始甘油三酯或酯油中的特定脂肪酸的含量确定。在所公开的组合物中使用的油具有高浓度的脂肪酸，例如ARA、DHA、DPA和EPA，其是特别令人感兴趣的。
根据一个方面，提供了用于制备脂肪酸强化的液体产品的脂肪酸组合物。组合物可以配制成仅包括本文所述的成分，或者可以用任选的成分改性以形成许多不同的产品形式。脂肪酸组合物可以仅包含脂肪酸组分或与维生素、无机盐、蛋白质和碳水化合物源组合的脂肪酸组分。包括脂肪酸组合物的这些强化液体产品通常是通过在液体中搅拌或摇动脂肪酸组合物粉末形成的稳定的分散体。
脂肪酸组分的脂肪酸选自花生四烯酸，C20:4(n-6)(ARA)、亚油酸，C18:2(n-6)、α-亚麻酸，C18:3)(ALA)、二十碳五烯酸，C20:5(n-3)(EPA)、二十二碳五烯酸，C22:5(n-3)(DPA)、二十碳四烯酸，C20:4(n-3)、十八碳四烯酸，C18:4(n-3)、二十一碳五烯酸，C21:5(n-3)、二十二碳六烯酸，C22:6(n-3)(DHA)和其组合。合适的另外的脂肪酸来源的非限制性实例包括玉米油、椰子油、高油酸向日葵油、大豆油、中链甘油三酯(MCT)油、红花油、高油酸红花油、棕榈油、棕榈仁油、橄榄油、油酸、菜籽油及其混合物和组合。
根据脂肪酸组合物的一个方面，脂肪酸组分的脂肪酸是18个碳的链或更长的含有至少两个，优选至少四个双键的长链多不饱和脂肪酸(LCPUFA)。
根据脂肪酸组合物的一个方面，脂肪酸组分是ARA和/或DHA。特别地，脂肪酸组分可以是ARA和/或DHA的钠盐或钾盐。
根据脂肪酸组合物的一个方面，脂肪酸衍生自脂肪酸来源。脂肪酸组合物包含约24重量％至约90重量％的所需脂肪酸。
根据脂肪酸组合物的具体配方，脂肪酸组合物可以为所需脂肪酸组分的约50重量％。
脂肪酸组分包括具有选自以下的一价阳离子的脂肪酸盐：钠、钾、铵和胆碱、卵磷脂、丙氨酸、精氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸、半胱氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、鸟氨酸、脯氨酸、硒代半胱氨酸、丝氨酸、酪氨酸、组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸、缬氨酸的游离碱形式及其组合。
根据脂肪酸组合物的一个方面，脂肪酸组分是脂肪酸的钠盐或钾盐。
根据脂肪酸组合物的一个方面，脂肪酸组合物的维生素可以选自维生素C、维生素A、维生素E、维生素D、维生素K、维生素B12、胆碱、叶酸、硫胺素、核黄素、类胡萝卜素、烟酸、泛酸、生物素、生育酚的混合异构体、其盐和衍生物及其组合。在优选的实施方案中，维生素是维生素C、维生素E、它们的盐或衍生物，及其组合。
根据脂肪酸组合物的一个方面，脂肪酸组合物为约3％的维生素。根据脂肪酸组合物的一个方面，脂肪酸组合物为约1重量％的维生素。
根据脂肪酸组合物的一个方面，脂肪酸组合物的无机盐可以选自柠檬酸及其衍生物和任选地选自磷酸盐源，例如磷酸氢二钠、二磷酸四钠、磷酸三钙、磷酸氢二钾、二磷酸四钾、磷酸铵盐及其组合。
根据脂肪酸组合物的一个方面，无机盐如磷酸盐可以与脂肪酸组分一起纳入以改善流动性。所需脂肪酸与磷酸盐的比例为约0.3:1至约99:1。在一个实施方案中，所需脂肪酸与磷酸盐源的比率为约0.9:1至约10.4:1。
根据脂肪酸组合物的一个方面，除了脂肪酸组分外，脂肪酸组合物可以任选地包含蛋白质。适合用于营养产品中且与这些产品的元素相容的任何蛋白质来源适合与脂肪酸组分组合使用。合适的蛋白质来源(如果使用的话)的非限制性实例包括脱脂(skim)奶粉、全脂奶粉、无脂(nonfat)奶粉、酪蛋白、酪蛋白酸盐、大豆蛋白分离物、豌豆蛋白分离物、它们的衍生物及其组合。也可以使用其他蛋白质来源。
根据脂肪酸组合物的一个方面，脂肪酸组合物可任选地包含碳水化合物来源。适合用于营养产品中且与这些产品的元素相容的任何碳水化合物来源适合与脂肪酸组分组合使用。如果使用，合适的碳水化合物来源的非限制性实例可以包括麦芽糖糊精、糖、改性的糖、葡萄糖、改性淀粉或玉米淀粉、玉米糖浆或固体、水稻衍生的碳水化合物、各种植物衍生的碳水化合物、糖醇、人造甜味剂，及其组合。
根据脂肪酸组合物的一个方面，脂肪酸组合物可以包含按重量计约63％至约90％的脂肪酸组分；约0.5％至约3％的维生素；约0.5％至约32％的无机盐，其中约0％至约32％的无机盐包括磷酸盐；0％至约25％的蛋白质和0％至约30％的碳水化合物。
根据脂肪酸组合物的一个方面，脂肪酸组合物包含按重量计约10％至约99％的脂肪酸组分、0.5％至约50％的无机盐、0.5％至约3％的维生素、0％至约50％的碳水化合物和0％至约30％的蛋白质来源。
根据脂肪酸组合物的一个方面，脂肪酸组合物不包括奶粉，并且将脂肪酸组合物添加到液体奶、奶类食品或液体代乳品中以形成脂肪酸强化的奶类饮料。没有奶粉的情况下，脂肪酸组合物基本上不含蛋白质。
根据脂肪酸组合物的一个方面，脂肪酸组合物包括奶粉，并且可以将脂肪酸组合物添加到水中以形成脂肪酸强化的奶类饮料。在这种情况下，脂肪酸组合物可以是25重量％的奶粉。如果需要，脂肪酸组合物中奶粉的量可以改变。
根据本发明的一个方面，提供了一种脂肪酸强化的奶制品。强化的奶制品包含奶或代乳品和已经分散在奶或代乳品中并在其中形成稳定分散体的脂肪酸组合物。脂肪酸组合物是如上所述的组合物。
根据本发明的另一方面，提供了一种脂肪酸强化的婴儿配方奶粉。强化的婴儿配方奶粉包含与上述脂肪酸组合物组合(混合)的婴儿配方奶粉。
在强化的婴儿配方奶粉的一个方面，婴儿配方奶粉和脂肪酸组合物都是粉末形式。在这种情况下，将婴儿配方奶粉和脂肪酸组合物粉末加入到液体例如水中并分散在其中。
在所述强化婴儿配方奶粉的一个方面，所述脂肪酸组分以使得所述强化婴儿配方奶粉具有约2.3％(23.6g/L)至约5.0％(50.0g/L)的脂肪含量的量存在于所述婴儿配方奶粉中。在这种情况下，脂肪酸组合物为所需脂肪酸组分的约20重量％至约50重量％，并且脂肪酸组分和奶固体以约1:100至约1:1200的比例存在于强化婴儿配方奶粉中。婴儿配方奶粉和脂肪酸组合物粉末以约50:1至约600:1的比例混合。
根据脂肪酸强化的婴儿配方奶粉的另一方面，脂肪酸组分选自上述脂肪酸列表。
根据强化婴儿配方奶粉的一个方面，脂肪酸组分是ARA或DHA盐，其以与人乳汁中的ARA或DHA的量大致相等的量存在。
根据强化婴儿配方的方法的一个方面，脂肪酸组分是ARA或DHA盐。特别地，脂肪酸组分可以是Na-ARA、K-ARA、Na-DHA或K-DHA。
根据本发明的另一方面，提供了用脂肪酸组分强化婴儿配方奶粉的方法。该方法包括以足以提供对应于存在于人母乳汁中的所选脂肪酸的量的选定脂肪酸含量的量向婴儿配方奶粉中加入脂肪酸组合物。该方法包括将脂肪酸组合物与婴儿配方奶粉混合，例如通过搅拌或摇动少于1分钟，由此形成脂肪酸组合物在婴儿配方奶粉中的稳定分散体。脂肪酸组合物是如上所述的脂肪酸组合物。
根据本发明的另一方面，提供了为人类提供补充脂肪酸的方法。该方法包括给需要补充脂肪酸的人施用通过搅拌或摇动容易分散在液体中的脂肪酸组合物。脂肪酸组合物是如上所述的组合物。该方法可以包括提供基本上不含甘油三酯的粉末形式的脂肪酸组合物，然后将脂肪酸组合物粉末加入到液体中并与脂肪酸组合物一起搅拌或摇动该液体以形成稳定的分散体。根据所述方法的一个方面，并且其中人是婴儿、幼儿、儿童、青少年或成人，所述液体可以是奶或代乳品。在人类是婴儿或幼儿的情况下，代乳品可以是婴儿、幼儿或儿童配方奶粉。根据该方法的另一方面，脂肪酸组合物可以作为粉末提供，并且脂肪酸组合物粉末可以与奶粉或奶替代粉末一起添加到液体中。在这种情况下，液体优选为水。奶粉可以是脱脂奶粉和/或全脂奶粉。奶替代粉末可以是例如婴儿、幼儿或儿童配方奶粉粉末。
根据本发明的另一方面，提供了用脂肪酸组分强化奶或代乳品的方法，其包括将如上所述的脂肪酸组合物与奶或代乳品组合，并通过搅拌或摇动将脂肪酸组合物分散在液体。奶或代乳品可以液体或粉末形式提供。如果所述奶或代乳品作为粉末提供，则所述液体是水，并且所述方法包括将所述奶粉或奶替代粉末和所述脂肪酸组合物粉末添加到水中，并且在水中搅拌或摇动所述粉末以形成分散体。奶/奶替代粉末和脂肪酸组合物粉末可以同时加入到液体中。在这种情况下，可以在将各种粉末加入到液体中之前将粉末组合在一起。
根据本发明的另一方面，提供了可以快速且容易地分散在液体中的脂肪酸补充剂。脂肪酸补充剂包含脂肪酸组分，其在人消耗时在人胃中解离并且存在于在液体中形成稳定分散体的脂肪酸组合物中。脂肪酸补充剂基本上不含甘油三酯。脂肪酸组合物是如上所述的脂肪酸组合物。
根据本发明的另一方面，公开了为人类提供补充脂肪酸的方法。所述方法包括向需要补充脂肪酸的人施用含有基本上不含甘油三酯的脂肪酸组合物的分散体，所述脂肪酸组合物包含在人胃中解离以容易被人类消化道吸收获得的脂肪酸组分。脂肪酸组合物是如上所述的脂肪酸组合物。
具体实施方式
以下详细描述通过示例而非限制的方式说明了所要求保护的发明。该描述将清楚地使本领域技术人员能够制造和使用所要求保护的发明，并且描述要求保护的发明的若干实施方案、修改、变化、替代和用途，包括我们目前认为什么是实施要求保护的发明的最佳模式。另外，应当理解，要求保护的本发明在其应用中不限于下面描述中阐述的构造的细节和部件的布置。要求保护的发明能够具有其他实施方案并且能够以各种方式实践或执行。此外，应当理解，本文中使用的措辞和术语是为了描述的目的，并且不应被认为是限制性的。
我们已经开发了一种脂肪酸组合物，其易于分散在液体中，例如水、配方奶粉、奶、奶制品和奶状产品(例如代乳品))以形成稳定的分散体，而不需要传统的脂肪酸的微包封。该组合物是脂肪酸(例如ω-3或ω-6脂肪酸)的自由流动的盐的混合物，其迅速分散在水性介质中并且能够在奶或奶类食品组合物中重建。干燥的粉末在液体中形成稳定的分散体。
术语“营养产品”或“营养组合物”或“营养制剂”可互换使用，指液体和固体，包括半液体和半固体。半液体的实例是凝胶、水包油乳液和奶昔(shake)。半固体的实例是乳膏、明胶和面团。固体可以是可以重构以形成适于人类消耗的营养液的粉末。
除非另有说明，本文所用的术语“营养粉末”是指自由流动或可铲泡形式的营养产品，其可在享用前用水、奶、奶状液体或其它液体重构。这包括喷雾干燥的、干混合的和干共混的粉末。
除非另有说明，本文所用的术语“营养液体”是指即用型液体形式的营养产品、浓缩形式以及通过在使用前重构本文公开的粉末而制备的营养液体。
除非另有说明，本文所用的术语“脂肪酸组分”是指游离脂肪酸或脂肪酸盐。
产品形式
本文公开的含脂肪酸的营养产品和相关方法可以以任何已知或合适的口服形式配制和施用。
脂肪酸组合物可以配制成粉末，并且可以作为粉末提供给消费者，然后可以将其加入到液体中。或者，可将粉末提供给制造商，然后将粉末加入到配方奶粉、奶、奶制品和奶状制品(包括代乳品)中以提供脂肪酸强化的液体产品。或者，脂肪酸组合物可与例如奶粉组合以产生脂肪酸强化的奶粉。然后将该脂肪酸强化的奶粉与水混合以形成脂肪酸强化的奶饮料。营养产品(即粉状脂肪酸组合物或包含脂肪酸组合物的商业食品或饮料)在包装和然后在20-25℃下储存后商业上可稳定至少3个月，包括6至24个月，包括12至18个月。加速稳定性(即保质期)研究表明脂肪酸组合物将可稳定36个月，甚至长达48个月。
在一个实施方案中，脂肪酸组合物包含与维生素、无机盐、蛋白质和碳水化合物组合的所需脂肪酸组分。在另一个实施方案中，脂肪酸组合物包括与维生素和无机盐组合的脂肪酸组分。该实施方案不包括蛋白质或碳水化合物。因此，蛋白质和碳水化合物可以被认为是脂肪酸组合物的任选组分，并且这些组分中的任一种或两种可以从脂肪酸组合物中省去。在另一个实施方案中，脂肪酸组合物仅包含喷雾干燥的脂肪酸盐(即，不包括维生素、无机盐、蛋白质和碳水化合物)。
优选的脂肪酸是单独或组合的ARA、DHA和任何ω-3或ω-6脂肪酸。富含ω-3的脂肪酸可以选自主要是α-亚麻酸(C18:3，n-3)、二十碳四烯酸(C20:4，n-3)、十八碳四烯酸(C18:4，n-3)、二十碳五烯酸(EPA)(C20:5，n-3)、二十一碳五烯酸(C21:5，n-3)、二十二碳五烯酸(C22:5，n-3)和二十二碳六烯酸C22:6，n-3)及其组合。ω-6脂肪酸可以选自亚油酸18:2(n-6)、二十碳三烯酸20:3(n-6)、花生四烯酸20:4(n-6)及其组合。根据的一个实施方案，脂肪酸组分选自18个碳的链或更长的含有至少两个，优选至少四个双键的长链多不饱和脂肪酸(LCPUFA)。
脂肪酸来自包含富含ARA、EPA、DHA、ω-3脂肪酸和/或ω-6脂肪酸的脂肪酸的复杂混合物的来源(例如，真菌油、藻油或鱼油)。脂肪酸源不仅仅由一种酸组成；即，脂肪酸来源不是例如纯DHA，而是不同脂肪酸的复杂混合物。脂肪酸的另一个来源可以是真菌油，例如由被孢霉属(Mortierella)的种类产生的真菌油，并且特别是例如由M.alpina产生的真菌油。M.alpina有利地产生ARA，其浓度量对于掺入具有类似于人母乳中的ARA浓度的婴儿配方奶粉中是实用的。因此，其中脂肪酸来源是M.alpina的脂肪酸组分可用于产生ARA盐强化的婴儿配方奶粉。合适的另外的脂肪酸来源包括玉米油、椰子油、高油酸向日葵油、大豆油、中链甘油三酯(MCT)油、红花油、高油酸红花油、棕榈油、棕榈仁油、橄榄油、油酸、菜籽油及其混合物和组合。
组合物实施例
根据本发明的一个方面，干燥的脂肪酸组合物包含游离脂肪酸盐(如上所述得到的)的混合物，其可与无机盐、维生素和任选的蛋白质和碳水化合物组合配制。无机盐可以是柠檬酸钠或柠檬酸钾或磷酸钠或磷酸钾。
维生素：
脂肪酸组合物中的维生素可以包括合适的来源，例如维生素C、维生素A、维生素E、维生素D、维生素K、维生素B12、胆碱、叶酸、硫胺素、核黄素、类胡萝卜素、烟酸、泛酸、生物素、生育酚的混合异构体、所述维生素的盐和衍生物，及其组合。如果需要，也可以包括其他维生素。为了提供储存稳定的脂肪酸组合物，可能需要低水平的维生素C和维生素E衍生物。合理的期望是，将需要最大约3％的抗坏血酸盐，并且需要小于1％的水平的生育酚。
蛋白质：
脂肪酸组合物或脂肪酸强化的营养产品可任选地包含蛋白质。合适的蛋白质源的实例包括脱脂奶粉、全脂奶粉、无脂奶粉、酪蛋白、酪蛋白酸盐(例如酪蛋白酸钠、钾或钙)、大豆、豌豆和乳清蛋白。蛋白质例如酪蛋白和乳清具有乳化性质，并且还能够通过清除自由基中间体和螯合促氧化剂(pro-oxidant)金属来抑制脂质氧化，从而增加氧化稳定性。这两种蛋白质通常被认为是安全的(GRAS)。
碳水化合物
脂肪酸组合物可任选地包含碳水化合物源。适合用于营养产品中且与这些产品的元素相容的任何碳水化合物来源适合与脂肪酸组分组合使用。如果使用，合适的碳水化合物来源的非限制性实例包括麦芽糖糊精、糖、改性的糖、改性淀粉或玉米淀粉、葡萄糖、玉米糖浆或固体、水稻衍生的碳水化合物、麸糠衍生的碳水化合物、各种植物衍生的碳水化合物、糖醇、人造甜味剂，及其组合。
无机盐：
组合物的无机盐可以包括柠檬酸及其盐和衍生物和磷酸盐源，例如磷酸氢二钠、二磷酸四钠、磷酸三钙、磷酸氢二钾、二磷酸四钾、磷酸铵盐及其组合。也可以使用其它无机盐。
其它任选成分
脂肪酸组合物除了脂肪酸组分之外可任选地包含其它成分。这样的任选成分可以改变组合物的物理、化学、美观或加工性质。这些成分是已知的或适合用于营养产品中，并且可以用于本文所述的脂肪酸组合物中。这些成分对于口服是安全的，并且与营养产品的成分相容。如果使用，这种任选成分的非限制性实例包括防腐剂、抗氧化剂、乳化剂、流动剂、缓冲剂、调味剂、增稠剂、另外的营养素及其组合。防腐剂可以例如包括丁基化羟基甲苯(BHT)。抗氧化剂可以例如包括棕榈酸抗坏血酸基酯。乳化剂可以例如包括大豆卵磷脂。流动剂可以例如包括磷酸三钙或硅酸盐。缓冲剂可以例如包括碳酸钙。
脂肪酸粉末的优选组合物包含脂肪酸的钠(Na)盐、无机盐、维生素、蛋白质源和碳水化合物源。或者，可以使用脂肪酸的钾(K)盐代替钠(Na)脂肪酸组分(或与其组合)。无机盐可以是磷酸盐。如果使用脂肪酸的钠盐和钾盐的混合物，则磷酸盐可以是磷酸钠、磷酸钙和磷酸钾的组合。游离脂肪酸组分可以包括其它一价阳离子，例如钠、钾、铵和游离碱形式的胆碱、卵磷脂、丙氨酸、精氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸、半胱氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、鸟氨酸、脯氨酸、硒代半胱氨酸、丝氨酸、酪氨酸、组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸、缬氨酸及其组合。然而，不管脂肪酸组分的一价阳离子，磷酸盐将是钾、钠、钙和/或铵的磷酸盐或其组合。
存在于最终粉末产物中的脂肪酸组分的浓度基于起始甘油三酯油中特定脂肪酸的浓度而变化。市售的甘油三酯油从约30％“EPA+DHA”含量变化至高于90％纯的EPA或DHA，其也可为甘油三酯形式。
下表I显示了粉末组合物中各种化合物的重量百分比。
表I
制造方法
脂肪酸组分或组合物可以通过任何已知的或其他有效的制造技术制备。脂肪酸组分或组合物可以由本领域技术人员基于本文公开的信息制备。脂肪酸组分也可以购买(或在别处制备)。
制备脂肪酸组分的方法最初包括使甘油三酯或酯皂化以形成游离脂肪酸。然后可将游离脂肪酸转化为脂肪酸盐。
皂化然后转化
将甘油三酯或酯皂化成游离脂肪酸以本领域公知的方式进行。因此，无需描述进行皂化的方式。
将游离脂肪酸转化为相应的脂肪酸盐
在一种方法中，脂肪酸组分可以通过在惰性气氛下用碱金属氢氧化物将游离脂肪酸转化成相应的盐来制备。然后将所得乳液喷雾干燥，得到粉末状的脂肪酸组分。合适的碱金属氢氧化物的实例包括氢氧化钠或氢氧化钾。
在另一种方法中，可以使用碱金属氢氧化物将游离脂肪酸转化为脂肪酸盐。脂肪酸盐可以与本文所述的成分混合以形成脂肪酸组合物。脂肪酸组合物可以干燥或置于用于喷雾干燥的水性悬浮液中。
所公开的方法可以在惰性气氛下，例如在氮气或氩气下进行。
脂肪酸和碱金属氢氧化物源可以通过本领域已知的任何方法混合，并且可以机械或手动，并使用任何所需的混合设备或技术来完成。
混合可以在各种温度下进行。温度取决于脂肪酸的特定来源、碱金属氢氧化物的特性和其它因素，例如所用原料的量。合适温度的非限制性实例包括约10℃至约100℃，优选约15℃至约100℃，尤其是约20℃至约80℃。可以在本文公开的任何温度范围下进行反应混合物的预热。加热和/或预热可以在约10分钟至约90分钟的时间段内进行。
粉末状脂肪酸组合物可以通过喷雾干燥方法或通过干混方法形成。这样的方法和用于进行这种方法的设备是公知的，并且不需要在本文中描述。
根据喷雾干燥方法的一个方面，制备包含脂肪酸组分和蛋白质、碳水化合物、无机盐(其可以任选包括磷酸盐)和维生素的水性浆液或液体。然后将该浆液/液体喷雾干燥以产生喷雾干燥的粉末。如上所述，可以在没有蛋白质或碳水化合物的情况下形成粉末。已经观察到，在包含酪蛋白酸盐的组合物中，酪蛋白酸盐优先存在于脂肪酸盐的表面，使得酪蛋白酸盐围绕脂肪酸盐组分。酪蛋白酸盐相对于脂肪酸盐的迁移被称为原位微包封或物质分离。在组合物颗粒的表面上具有酪蛋白酸盐被认为有助于脂肪酸组合物粉末的流动性和稳定性。预期其它化合物如大豆蛋白分离物、豌豆蛋白分离物和水解蛋白质也可以增强流动性和稳定性。虽然这导致脂肪酸组分的原位微包封，但是这种原位微包封不同于甘油三酯的有意或传统的微包封，如背景技术部分中所讨论的。因此，我们的粉末被认为不是微包封的。
当将传统上微包封的PUFA(如上文背景技术中所讨论的)与我们的脂肪酸组合物进行比较时，几个期望的优点有利于我们的脂肪酸组合物。脂肪酸组合物是可即溶化的(即，其快速且容易地分散在液体中)，并产生具有很少或没有负荷问题的稳定的分散体。脂肪酸组分具有与微包封PUFA类似的脂肪酸特征。由于这些属性，脂肪酸组合物可以在许多制剂中为氧化降解、气味、味道和稳定性提供优异的性能。
组合物实施例
下表IIA-IIE总结了17种不同脂肪酸组合物的组分的重量百分比。
表IIA
表IIB
表IIC
实施例1-7的脂肪酸组合物在干燥时都相对自由流动。当与奶混合时，它们通过搅拌或摇动快速分散(即在几秒钟内)。也可使用将粉末搅拌到液体中以使粉末分散在液体中的任何其它所需的方法。奶/粉末混合物保持被分散至少几个小时(在该点监测停止)。因此，用粉末组合物形成的强化液体饮料都被认为是高度稳定的；即，组合物保持分散在液体中。组合物实施例8-10与实施例1和3-7的不同之处在于它们不包括蛋白质和碳水化合物。它们也很快地分散在液体中，并且在液体中保持长时间分散。因此，实施例8-10的组合物也被认为是稳定的。
表IID
表IIE
实施例11、12、13和17证明使用米糠可以改善溶解速率。实施例11-14和16-17使用更高的抗坏血酸钠水平，并且可以预期具有比其它组合物更大的稳定性。
仅含脂肪酸组分的组合物实施例
还制备了两个实施例，如下表IIF所示，仅包含喷雾干燥的脂肪酸组分。也就是说，组合物是100％脂肪酸盐，并且没有与脂肪酸组分混合的蛋白质、维生素、碳水化合物或无机盐。通过喷雾干燥脂肪酸组合物形成脂肪酸组合物的粉末形式。
表IIF
从实施例18和19，我们确定喷雾干燥的脂肪酸组合物仅包含快速和容易地分散在液体中的Na-ARA、Na-DHA、K-ARA或K-DHA。
在上述实施例1-19中，每个实施例的脂肪酸组合物未被微包封。也就是说，尽管一些组合物可能已经表现出原位微包封，但没有一种组合物暴露于微包封步骤，其将组合物包封在蜡状或碳水化合物基质中，如同传统的(有意的)微包封发生的那样。
下表III列出了在广泛分类时粉末组合物的各种成分的百分比。如上所述，目前可获得的微包封脂肪酸补充剂仅含有10-15重量％的PUFA。如下表III所示，我们的脂肪酸组合物包含约24重量％至约42重量％范围的所需脂肪酸。这表示相对于目前可获得的产品，可用脂肪酸显著增加。粉末中脂肪酸的重量百分比的这种增加意味着，与使用目前可获得的10-15重量％PUFA产品相比，递送相同量的脂肪酸需要更少的我们的粉末。
例如，假设婴儿配方奶粉制造商通过干混制备一批婴儿配方奶粉，指定添加100kg当前可用的“Cargill 15％ARA粉末”，相同的制造商选择使用我们的“37％ARA-钠组合物“(上述实施例11)将需要仅加入约40kg，表示实现相同负荷所需的脂肪酸组合物的量减少约60％。另一个好处是，由于我们的制剂中ARA或DHA的较高浓度，在制剂中存在低得多的其它赋形剂。这简化了配制者配制单一营养来源产品(如婴儿配方奶粉)的任务，并且明显增加了限定配制的灵活性。
*实施例中的维生素包括抗坏血酸钠是“维生素”。百分比反映了抗坏血酸钠的Na含量的校正(乘以0.89)。
下表IVA-D列出了粉末组合物1-19的成分(基于重量百分比)。
表IVA
表IVB
表IVC
表IVD
具有脂肪酸组合物的强化营养饮料产品的实例：
制备脂肪酸组合物的测试溶液用于味道和感官评价。这些测试样品溶液包含在作为介质的水中的复原奶固体，以及脂肪酸组合物。针对不含脂肪酸组合物的空白来评价测试溶液。
乳脂浓度可以在12g/L(约1％乳脂)至26g/L(约2.5％乳脂)的范围内，目标为约24g/L(约2.4％乳脂)。婴儿配方饮料的精确脂肪含量以及精确的脂肪酸含量严格由国家食品标准法典规范。使用全脂奶粉(WMP)和脱脂奶粉(SMP)的混合物实现所需的脂肪浓度。
通过使用上述实施例编号8、13、14和16的组合物将奶粉混合物和脂肪酸组合物加入到水中来制备脂肪酸强化婴儿配方奶粉的实施例。用手剧烈摇动固体的浆料直到分散。溶解时间通常在45秒的范围内。在下面的饮料制备实施例1和2中使用的配制的Na-ARA和Na-DHA粉末在“剧烈摇动”步骤后无例外地完全分散。
在下面“饮料实施例3”中所述的“DHA强化早餐饮料”的制备中，将冷脱脂奶添加到制造商推荐的干早餐饮料粉末和DHA钠组合物中。
饮料制备实施例1：婴儿配方奶粉用ARA和DHA强化，按照食品安全指南规定的比例：
在同一溶液中使用具有和不具有Na-ARA组分的Na-DHA组合物制备脂肪酸强化奶
(使用如下粗斜体的重量)
饮料制备实施例2：仅含ARA的潜在婴儿配方奶粉强化的实例：
含有和不含乳化剂的钠ARA组合物制备脂肪酸强化奶
(使用如下粗斜体的重量)
饮料实施例3：早餐饮料用DHA强化，旨在提供如全球EPA和DHA omega-3s(GOED)组织确定的DHA的推荐每日配额(RDA)的25％。
制备用Na-DHA组合物强化的基于脱脂奶的香草早餐饮料为DHA提供25％的RDA：
早餐混合说明，从袋标签：
空的“香草饮料混合粉末”包装到大玻璃瓶(glass)。
向玻璃瓶中的粉末中加入指定量的“Na-DHA组合物”。
加入1杯冷无脂奶。
搅拌溶解至均匀。
下表中列出了通过在水中混合所选择的组合物制成的强化液体的表格。
使用具有和不具有Na-ARA组分的Na-DHA组合物制备脂肪酸强化奶
制备用Na-DHA组合物强化的基于脱脂奶的香草早餐饮料为DHA提供25％的RDA
下表显示在掺入40重量％Na-ARA脂肪酸组合物(实施例11)之前和之后的市售奶类饮料的计算量的蛋白质、脂肪和碳水化合物。进行计算使得每个婴儿配方奶粉或饮料将基于饮料或婴儿配方奶粉粉末的脂肪含量用1重量％的花生四烯酸(ARA)强化。每种饮料的初始重量为100g。
结果表明即时分散
与在现有技术中使用的传统微包封的甘油三酯(其实例在背景部分中注明)相比，使用上述钠和钾盐组合物有显著的益处。我们的脂肪酸盐组合物的有益性质主要源于所含的钠和钾脂肪酸盐的较高的水溶性和乳化性。现有技术的微包封甘油三酯缺乏这些有吸引力的性质。
所公开的钠和钾脂肪酸盐组合物具有通过搅拌或摇动非常短的时间(即，小于1分钟，优选小于约30秒)而基本上瞬时可溶解或可分散在水中的非常理想的性质。该性质是在使用前必须重构为可饮用形式的干燥粉末的先决条件。通常脂肪酸组合物粉末的重构作用发生在简单的水中或奶类饮料中。在使用前需要这种重构的典型饮料特别包括粉状婴儿配方奶粉、早餐饮料粉末和膳食替代饮料粉末。
此外，从这些盐的乳化能力明显看出，它们的显著的水溶性赋予它们在水性介质中以稳定的盐分散体或水包油乳液的形式分散甚至更多的脂肪酸盐或甘油三酯物质的能力。
因此，我们的脂肪酸组合物提供18个碳的链或更长的长链多不饱和脂肪酸的一价盐(LCPUFA)，其用作用于强化的递送系统。
使用营养重要的ω-3和ω-6强化水或奶类营养饮料。脂肪酸的分散度令人惊讶地超过了脂肪酸在液体中的预期分散。这对于具有四个或更多个双键的PUFA是正确的。
在制备的1-2天内进行干燥粉末的溶解时间的分析。将干燥的粉末粗粉碎；然而，未测量粒度。
对于溶解时间分析，将13mg干燥粉末与10g去离子水在密封小瓶中在25℃下混合。然后用手摇动小瓶。溶解时间是最后可见颗粒完全溶解所需的时间。
在溶解时，干燥的粉末通常产生透明至轻微模糊的无色溶液。溶液保持稳定许多小时，即没有颗粒从溶液中沉淀出来。
为了比较，制备没有任何添加剂的花生四烯酸钠(ARA)组分和二十二碳六烯酸钠(DHA)组分(即实施例18和19)，并测量溶解时间。与其它制剂一致的纯花生四烯酸(ARA)钠组分(粉末实施例18)和二十二碳六烯酸(DHA)钠组分(粉末实施例19)很容易被分散。下表比较结果。
当与纯的花生四烯酸钠(ARA)组分相比时，向制剂中加入磷酸盐通常降低溶解时间。
钠脂肪酸的总％ 磷酸盐％ 溶解时间
粉末实施例18 100 0 ～1min
粉末实施例11 89 6 47.9秒
粉末实施例12 85 10 33.2秒
粉末实施例13 76 20 22.7秒
以下实施例(钠ARA)说明了随着制剂的变化的溶解速率。
钠DHA粉末的以下实施例说明了随着制剂的变化的溶解速率。
使用脂肪酸盐增强共盐的分散性
当将脂肪酸组合物混合在含有低浓度的钙离子的液体中时，据信脂肪酸组分(Na-ARA、Na-DHA等)与钙离子反应(其存在于液体奶或在奶粉中)以产生脂肪酸和磷酸盐的钙共盐，例如在美国专利号8,178,707和8,378,131所述，其通过引用并入本文。
据信，组合物的简单脂肪酸盐增强了脂肪酸组合物的即溶性。如下面的实施例所示，美国专利8178707和8378131中公开的共盐不在液体中乳化。然而，当共盐与简单脂肪酸盐组合时，整个组合物(共盐和简单脂肪酸盐)在液体中乳化或分散。
使用PUFA的K盐来乳化8,178,707和8,378,131专利中的“磷酸钙-PUFA共盐”的工作实施例：
向配备有Teflon桨式搅拌器、N2入口和用于加热和冷却的夹套的1-L反应烧瓶中加入：500-mL脱气的去离子水
使用夹套中的加热介质，加热至40℃。接下来加入9.30g混合的“富含ARA的游离脂肪酸”。在快速搅拌下，加入足量的45％KOH(水溶液)以溶解游离脂肪酸，导致最终pH为10.0-10.8。这需要约3.7g的45％KOH。
在单独的容器中，组成0.96g K2HPO4在150-mL脱气的去离子水中的溶液。
混合两种溶液。然后，在剧烈搅拌下向混合物中滴加总计6.00g的21.6％CaCl2溶液。
加入CaCl2溶液完成后，用另外的200mL脱气的去离子水稀释。然后在高剪切搅拌下搅拌足够的时间以完全乳化。在高剪切搅拌期间可以加入另外的甘油三酯油(20-25g)以形成稳定的水包油乳液。
结果：仅使用不含PUFA酸的K盐的“磷酸钙-PUFA共盐”的类似实验产生可过滤固体的浆料，而不是上述获得的水包油乳液/分散体。可过滤的固体是“磷酸钙-PUFA共盐”。
使用PUFA的K盐来乳化8,178,707和8,378,131专利中的“磷酸钙-PUFA共盐”与“简单PUFA钙盐”一道的工作实施例：
向配备有Teflon桨式搅拌器、N2入口和用于加热和冷却的夹套的1-L反应烧瓶中加入：150-mL脱气的去离子水
使用夹套中的加热介质，加热至40℃。接下来加入23.5g混合的“富含ARA的游离脂肪酸”。在快速搅拌下，加入0.92g 45％KOH(水溶液)以部分溶解游离脂肪酸。
然后加入3.10g Ca(OH)2。充分搅拌1-2分钟。
在单独的容器中，组成2.78g K2HPO4在150-mL脱气的去离子水中的溶液。
通过将含脂肪酸的混合物加入到K2HPO4溶液中，将两种溶液充分混合。
在40℃-50℃下剧烈搅拌两种合并的溶液2-3小时，直到pH稳定。然后在高剪切搅拌下搅拌足够的时间以完全乳化。在高剪切搅拌期间可以加入另外的甘油三酯油(20-25g)以形成稳定的水包油乳液。
结果：仅使用不含PUFA酸的K盐的“磷酸钙-PUFA共盐”和“简单的PUFA钙盐”的类似实验产生可过滤固体的浆料，而不是上述获得的水包油乳液/分散体。可过滤的固体是“磷酸钙-PUFA共盐”和“简单PUFA钙盐”。
(C).使用PUFA的Na盐来乳化8,178,707和8,378,131专利中的“磷酸钙-PUFA共盐”的工作实施例：
向配备有Teflon桨式搅拌器、N2入口和用于加热和冷却的夹套的1-L反应烧瓶中加入：500-mL脱气的去离子水
使用夹套中的加热介质，加热至40℃。接下来加入9.30g混合的“富含ARA的游离脂肪酸”。在快速搅拌下，加入足量的50％NaOH(水溶液)以溶解游离脂肪酸，导致最终pH为10.0-10.8。这需要约2.4g的50％NaOH。
在单独的容器中，组成0.96g K2HPO4在150-mL脱气的去离子水中的溶液。
混合两种溶液。然后，在剧烈搅拌下向混合物中滴加总计6.00g的21.6％CaCl2溶液。
加入CaCl2溶液完成后，用另外的200mL脱气的去离子水稀释。然后在高剪切搅拌下搅拌足够的时间以完全乳化。在高剪切搅拌期间可以加入另外的甘油三酯油(20-25g)以形成稳定的水包油乳液。
结果：仅使用不含PUFA酸的Na盐的“磷酸钙-PUFA共盐”的类似实验产生可过滤固体的浆料，而不是上述获得的水包油乳液/分散体。可过滤的固体是“磷酸钙-PUFA共盐”。
结论:由长链PUFA(LCPUFA)盐证明的增强的分散性可以用于分散和乳化在JostChemical Co.的美国专利号8,178,707和6,213,513中公开的共-盐。由此获得的脂肪酸浓度水平可以超过原本预期的水平。
分散性试验表明，粉末形式的喷雾干燥的脂肪酸(例如喷雾干燥的ARA和DHA的钠和钾盐)分散而不需要组合物中的附加组分。因此，在这种情况下，脂肪酸组合物仅包含脂肪酸盐。
生物利用性
与目前可获得的微包封甘油三酯相比，脂肪酸组合物具有更高的脂肪酸生物利用性，如上所述。通常，当脂肪或脂质团被吞咽时，它们必须在胆汁盐和其它两亲分子的帮助下被分解和乳化以形成小乳液液滴。这充分增加了表面积，使得水溶性脂肪酶可以开始水解来自甘油三酯的脂肪酸。在两种婴儿配方产品(无论是否用我们上述组合物或甘油三酯源制成)的情况下，由于粉末颗粒已经很小，这种水解可以相对快速地开始。(Parada Ji,Aguilera JM.Food microstructure affects the bioavailability of severalnutrients.J Food Sci.2007Mar；72(2):R21-32.)当混合物从胃移动到十二指肠时，酶浓度被胰脂肪酶显著增加，并且水解速率增加。
在用甘油三酯源制备的配方奶粉中，酶促过程从甘油三酯中裂解脂肪酸，仅完整保留甘油单酯，其进入胶束并悬浮在溶液中。由于ARA和所添加的脂肪中的其它长链脂肪酸分子和甘油单酯不溶于水，因此发生微团形成(Handbook of Chemistry and Physics，第84版2003-2004CRC Press，第7-6页)，并且仅通过它们掺入胶束中而溶解。由于ARA甘油酯是脂肪和胃介质的微量组分，胶束组合物本身主要由内源胆汁盐、磷脂、胆固醇、维生素和其它脂肪酸组成。
在用上述组合物制备的配方奶粉的情况下，消化过程类似，只有一个例外。来自钠盐的脂肪酸一旦从粉末颗粒释放，立即通过强的胃酸重建成游离酸。例如：ARA阴离子的氢化是：ArA-+H+→[ARA0]或ARA，并且高酸浓度驱使反应向右。酸:碱反应的速率仅涉及质子传递并且众所周知是极快的(10-12秒的数量级)。((a)RP.Bell,(1959)13:168-182。简单的酸碱反应速率。Q.Rev.Chem.Soc.,1959,13,169-182，和(b)EF Caldin(2001)“TheMechanisms of Fast Reactions in Solution”,第11页，表1.2Distributed by JosPress 5795G Burke Center Parkway,Burke VA.22015)。水中的分子扩散常数约为10-6s/cm2。使用爱因斯坦扩散公式，单个分子聚集成直径为10nm的胶束的最快可能时间为τ＝λ2/6D。因此，所述速率比释放的脂肪酸随后聚集成胶束的速度快得多，这可能需要几微秒或更长时间。因为从其盐形成未电离的脂肪酸是如此之快，所以只要存在足够的酸，该反应就不会影响整个消化过程。
甘油三酯代谢所需的关键酶是脂肪酶，其大多数是由胰腺分泌的。出生时，这种酶没有完全表达，直到六个月大的时候才达到完全发育。在中期，虽然有补偿机制，可用的脂肪酶的量是甘油三酯水解的限制因素。(Koldovsky O.(1998)Digestive-AbsorptionFunctions in Fetuses,,Infants and children.，第128章第1404页in“Fetal andNeonatal Physiology”第2版第2卷，RA Polin and WW Fox,W.B SaundersCo.Philadelphia)一旦脂肪酸的钠盐转化成游离酸，它们不需要水解，因此对于我们的脂肪酸组合物不存在这种限制。因此，预期脂肪酸组合物将在胃中分解，使得脂肪酸组分在胃中变得生物可利用。
稳定性
一般来说，ω-脂肪酸对氧的高灵敏度与其分子结构和物理状态有关。多不饱和脂肪酸(PUFA)如二十碳五烯酸(EPA)、二十二碳六烯酸(DHA)和花生四烯酸(ARA)在顺式构型中含有多于两个双键。随着PUFA中双键的数目增加，脂肪酸变得更易于氧化降解。物理状态(即，液体或固体)决定氧在整个物质中的扩散速率。氧通过液体的扩散比通过固体基质的扩散更快。因此，氧饱和在液体中比在固体中发生得更快，允许氧化更快速地发生。((a)HsuH,Trusovs S,Popova T.,Preparation of Fatty Acids in Solid Form.；(b)U.S.PatentNo.8,203,013(June 19,2012))。为此，通常认为固体比液体对氧化更稳定。
在金属化的和低密度聚乙烯(LDPE)储存袋中的实时条件和加速条件下，将脂肪酸组合物实施例2和9(其都含有Na-ARA盐)置于稳定性研究中。通过测量脂肪酸组合物的氧化降解水平来测定组合物的稳定性。对于实时条件，将粉末组合物贮存在25℃和60％相对湿度下并且对于加速条件，将粉末组合物贮存在40℃和75％相对湿度下。这些条件由国际关于人用药物注册技术要求的协调会议制定的Q1A指南(以下称为ICH Q1A)指定。使用GC分析、过氧化物值和在选择的时间间隔的茴香胺值进行氧化降解的测量。实时储存条件和加速储存条件均运行13个月。根据ICH Q1A，在加速条件下13个月模拟4年的储存。来自研究的数据列于表VA中。
下面的数据表示从对两种花生四烯酸钠盐制剂(组合物实施例2和9，如上所述)进行的稳定性研究收集的数据。使用两种包装形式：(1)金属化袋，其是优选的包装材料，和(2)用作正面对照的低密度聚乙烯(LDPE)袋。研究了“长期室温”和“加速条件”，长期室温研究的结果列于下表VA和VB中，加速研究的结果列于下表VIA和VIB。
长期实时研究
在实时稳定性研究中，粉末实施例2(由70％PUFA(43.1％ARA)、20％磷酸氢二钠、5％Maltrin QD M550(麦芽糖糊精，得自Grain Processing Corporationof Muscatine，lowa)、3％抗坏血酸盐、2％柠檬酸三钠组成)和粉末实施例9(包含75％PUFA(43.1％ARA)、20％磷酸氢二钠、3％抗坏血酸钠、2％柠檬酸三钠)贮存在25℃(实质上室温下)和60％相对湿度下。结果列于表VA和VB中。结果显示，尽管存储在LDPE袋中的样品的氧化大于存储在金属化袋中的样品的氧化，脂肪酸组合物在12个月内氧化很少。这是由于LDPE袋相对于金属化袋较大的透气性。
表VA
长期实时状况
表VB
长期实时状况
加速研究
在加速稳定性研究中，粉末实施例2(由70％PUFA(43.1％ARA)、20％磷酸氢二钠、5％Maltrin QD M550、3％抗坏血酸盐、2％柠檬酸三钠组成)和粉末实施例9(包含75％PUFA(43.1％ARA)、20％磷酸氢二钠、3％抗坏血酸钠、2％柠檬酸三钠)贮存在40℃和75％相对湿度下。结果列于下表VA和VB中。如同实时/室温研究那样，尽管存储在LDPE袋中的样品的氧化大于存储在金属化袋中的样品的氧化，脂肪酸组合物在13个月内氧化很少。13个月的加速研究通常被认为对应于在室温下大约4年(48个月)的实时储存。因此，预期脂肪酸组合物在至少36个月，以及长达48个月(并且可能更长)长期保持稳定。
表VIA
加速研究
表VIB
加速研究
在进一步的研究中，将固体粉末脂肪酸组合物的稳定性与含有甘油三酯的液态PUFA进行比较。预期含PUFA的甘油三酯(Tg)液体将表现出比类似的固体PUFA-Na盐更快的氧化降解。
为了测试该假设，在对这些液体和固体样品进行的稳定性实验上收集实验数据。在比较试验中，将液体甘油三酯鱼油的氧化与组合物实施例2和9的固体花生四烯酸钠盐制剂的氧化进行比较。
该实验将具有约30％的PUFA浓度(EPA+DHA含量)的液体鱼油与具有非常相似的30％PUFA浓度的组合物2和9的固体花生四烯酸钠盐制剂进行比较。通过将PUFA浓度标准化为制剂中PUFA盐的水平，即(.75)X(40)＝30％，发现PUFA钠盐制剂中的PUFA浓度。剩余的配制的钠盐产物由磷酸氢二钠、柠檬酸钠和抗坏血酸钠组成。
试验期在40℃和75％相对湿度的加速条件下运行一个月。在一个月期间结束时，使用来自美国药典的常用分析方法，即“过氧化值”和“茴香胺值”测量氧化度。这两个测定的复合物用于表示“TOTOX值”，也是来自美国药典的常用氧化度量。TOTOX值越低，发生的氧化程度越低。
结果列于下表VII和VIII中。表VII包括包装在金属化袋中的样品的结果。这些袋子基本上没有O2转移速率或水分转移速率。表VIII示出了包含在低密度聚乙烯(LDPE)袋中的样品的结果。这个袋子是一个正面对照，允许一些O2和水蒸汽透入样品。
表VII
样品在金属化袋中运行1个月在加速条件(40℃，75％相对湿度)下
表VIII
样品在LDPE袋中运行1个月在加速条件(40℃，75％相对湿度)下
从LDPE袋中的样品测量的TOTOX值的大差异表明固体/粉末脂肪酸组合物以比液体甘油三酯显著更低的速率降解。金属化和LDPE袋的结果之间的差异表明袋的类型可能对样品的氧化具有影响。如所示，来自包装在金属化袋中的样品的结果清楚地表明，如果将固体的花生四烯酸钠盐存储和包装在这些袋中，则不发生氧化降解。
表VIII中的结果强烈且清楚地表明与液体甘油三酯相比，固态的花生四烯酸钠盐制剂有优异的氧化稳定性。
从上述研究中可以得出以下结论：
·在优选的金属化袋包装中，在长达12个月的时间段的长期和室温条件下以及长达13个月的时间段的加速条件下观察到可接受的结果；
·包装形式显然很重要。似乎恰当的包装可以在所研究的条件和时间下保证PUFA盐的稳定性
·虽然包装是重要的，但更重要的是注意到PUFA的盐形式相对于甘油三酯形式具有明显的氧化稳定性优点。
从上述结果可以看出，所述组合物显示出优异的长期稳定性(即保质期)。尽管长期稳定性研究仅监测两种组合物12个月，但预期该组合物可长达18个月甚至长达36个月是稳定的。测试进一步预测稳定性长达48个月。
鉴于上述，将看到，我们已经开发了一种脂肪酸组合物，其易于生产并且不需要如目前可用的粉末组合物所需的那样进行微包封。脂肪酸组合物通过简单的摇动或搅拌快速和容易地溶解在液体中，以形成稳定至少几个小时的分散体。
由于可以在不脱离本发明范围的情况下对上述结构进行各种改变，因此旨在将上述说明书中所包含的或附图中所示的所有内容解释为说明性的而不是限制性的。

Claims (65)

1.一种用于制备脂肪酸强化营养产品的脂肪酸组合物，所述脂肪酸组合物为粉末形式，其包含：脂肪酸组分、任选的至少一种维生素、任选的无机盐、任选的蛋白质源和任选的碳水化合物源；其中所述脂肪酸组合物未被微包封在蜡质或碳水化合物基质中，并且其中所述脂肪酸组合物通过以实现脂肪酸组合物粉末在液体中混合的任何有效方式搅拌、摇动或以其他方式搅拌少于一分钟而在所述液体中形成稳定的分散体。
2.根据权利要求1所述的脂肪酸组合物，其中如果脂肪酸组合物是100％脂肪酸盐，所述脂肪酸盐是喷雾干燥的脂肪酸盐。
3.根据权利要求1或2所述的脂肪酸组合物，其中脂肪酸组分是花生四烯酸(ARA)、二十碳五烯酸(EPA)、二十二碳五烯酸(DPA)、二十碳四烯酸、二十一碳五烯酸、二十二碳六烯酸(DHA)及它们的组合。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的脂肪酸组合物，其中所述脂肪酸组分是ARA盐或DHA盐。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的脂肪酸组合物，其中所述脂肪酸组分是脂肪酸的钠盐或钾盐。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的脂肪酸组合物，其中所述脂肪酸组分是18个碳或更长的长链多不饱和脂肪酸(LCPUFA)。
7.根据权利要求6所述的脂肪酸组合物，其中LCPUFA含有至少四个双键。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的脂肪酸组合物，其中所述脂肪酸组分在人胃中解离以易于在人消化道内吸收可利用。
9.根据权利要求1-6中任一项所述的脂肪酸组合物，其中脂肪酸组分包括一个或多个一价阳离子，其中适合纳入所述组合物中的一价阳离子包括钠、钾、铵和胆碱、卵磷脂、丙氨酸、精氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸、半胱氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、鸟氨酸、脯氨酸、硒代半胱氨酸、丝氨酸、酪氨酸、组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸、缬氨酸的游离碱形式，及它们的组合。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的脂肪酸组合物，其中所述脂肪酸组合物基本上不含甘油三酯。
11.根据权利要求1和3-10中任一项所述的脂肪酸组合物，其中所述至少一种维生素选自维生素C、维生素E、维生素A、维生素D、维生素K、维生素B12、胆碱、叶酸、硫胺素、核黄素、类胡萝卜素、烟酸、泛酸、生物素、生育酚的混合异构体、它们的盐及衍生物，及其组合。
12.根据权利要求11所述的脂肪酸组合物，其中所述至少一种维生素包括维生素C、维生素E、它们的盐和衍生物，及其组合。
13.根据权利要求11所述的脂肪酸组合物，其中所述维生素源是抗坏血酸盐。
14.根据权利要求1和3-13中任一项所述的脂肪酸组合物，其中所述无机盐选自柠檬酸、柠檬酸衍生物、磷酸盐及它们的组合。
15.根据权利要求14所述的脂肪酸组合物，其中磷酸盐选自磷酸氢二钠、二磷酸四钠、磷酸三钙、磷酸氢二钾、二磷酸四钾、磷酸铵盐及它们的组合。
16.根据权利要求1和3-15中任一项所述的脂肪酸组合物，其中所述组合物包括蛋白质源，所述蛋白质源选自脱脂奶粉、全脂奶粉、无脂奶粉、酪蛋白酸盐、乳清、大豆蛋白分离物、豌豆蛋白分离物、它们的衍生物，及其组合。
17.根据权利要求14所述的脂肪酸组合物，其中所述酪蛋白酸盐选自酪蛋白及其盐及它们的组合。
18.根据权利要求17所述的脂肪酸组合物，其中酪蛋白酸盐选自酪蛋白酸钠、酪蛋白酸钙、酪蛋白酸钾及它们的组合。
19.根据权利要求1和3-18中任一项所述的脂肪酸组合物，其中组合物包括碳水化合物源，所述碳水化合物源选自麦芽糖糊精、糖、改性糖、淀粉、改性淀粉、葡萄糖、它们的衍生物，及其组合。
20.根据权利要求1和3-19中任一项所述的脂肪酸组合物，其中所述脂肪酸组合物包含约24重量％至约98重量％的脂肪酸组分；约1重量％至约4重量％的维生素，约1重量％至约40重量％的无机盐，0重量％至约40重量％的蛋白质和约0重量％至约70重量％的碳水化合物。
21.根据权利要求1和3-20中任一项所述的脂肪酸组合物，其中所述脂肪酸组合物包含约20重量％至约50重量％的所需脂肪酸。
22.根据权利要求1和3-21中任一项所述的脂肪酸组合物，其中所需脂肪酸与磷酸盐源的比例为约0.3:1至约99:1。
23.根据权利要求1和3-22中任一项所述的脂肪酸组合物，其中所需脂肪酸与磷酸盐源的比例为约0.9:1至约10.4:1。
24.根据权利要求1和3-23中任一项所述的脂肪酸组合物，其中所述脂肪酸组合物包含约10％至约98％重量的脂肪酸组分，约1％至约50％重量的无机盐，约1％至约4％重量的维生素，0％至约70％重量的碳水化合物和约0％至约40％重量的蛋白质。
25.根据权利要求24所述的脂肪酸组合物，其中所述组合物为约30重量％的所需脂肪酸组分。
26.根据权利要求24所述的脂肪酸组合物，其中所述组合物为约10重量％的无机盐。
27.根据权利要求24所述的脂肪酸组合物，其中所述组合物为约5重量％的碳水化合物。
28.根据权利要求24所述的脂肪酸组合物，其中所述组合物为约20重量％的蛋白质。
29.根据权利要求24所述的脂肪酸组合物，其中所述组合物为约3重量％至约4重量％的维生素。
30.根据权利要求1和3至29中任一项所述的脂肪酸组合物，其中所述组合物不包括奶粉；其中所述脂肪酸组合物被添加到液体奶、奶类食品或液体代乳品中以形成脂肪酸强化的奶类饮料。
31.根据权利要求1和3-30中任一项所述的脂肪酸组合物，其中所述脂肪酸组合物包含奶粉或代乳品粉末；所述奶粉或代乳品粉末是蛋白质源，其中所述脂肪酸组合物被加入到水中以形成脂肪酸强化的奶类或代乳品类的饮料。
32.根据权利要求31所述的脂肪酸组合物，其中所述脂肪酸组合物为约25重量％的奶粉或代乳品粉末。
33.一种用于制备脂肪酸强化的营养产品的脂肪酸组合物；所述脂肪酸组合物为粉末形式的脂肪酸组合物，其包含以重量计：约10％至约100％的脂肪酸组分、0％至约4％的维生素、0％至约50％的无机盐、任选的蛋白质源和0％至约70％的碳水化合物和0％至约40％的蛋白质；其中所述脂肪酸组合物不是微包封的，并且其中所述脂肪酸组合物通过以实现脂肪酸组合物粉末在液体中混合的任何有效方式搅拌、摇动或以其它方式搅拌少于1分钟而在所述液体中形成稳定的分散体；其中如果所述脂肪酸组合物包含100重量％的脂肪酸组分，则所述脂肪酸组分包含喷雾干燥的脂肪酸盐。
34.一种脂肪酸强化的奶制品，其包含奶或代乳品和根据权利要求1-33中任一项所述的脂肪酸组合物，所述脂肪酸组合物已经加入到奶或代乳品中并且其通过搅拌或摇动将在其中形成稳定的分散体。
35.根据权利要求34所述的脂肪酸强化的奶制品，其中所述强化的奶制品含有甘油三酯，并且所述甘油三酯分散在所述奶制品中。
36.根据权利要求34所述的脂肪酸组分强化的奶制品，其中所述代乳品是婴儿配方。
37.根据权利要求34所述的脂肪酸组合物，其中所述强化的奶制品为约10重量％至约25重量％的奶粉或代乳品粉末。
38.一种脂肪酸强化婴儿配方奶粉，包含婴儿配方奶粉和根据权利要求1-33中任一项所述的脂肪酸组合物。
39.根据权利要求38所述的脂肪酸强化的奶制品，其中所述强化的婴儿配方奶粉含有甘油三酯，并且所述甘油三酯分散在液体中。
40.根据权利要求38所述的脂肪酸强化婴儿配方奶粉，其中婴儿配方奶粉和脂肪酸组合物均为粉末形式。
41.根据权利要求38所述的脂肪酸强化婴儿配方奶粉，其中强化奶制品的脂肪含量为约2％至约5％。
42.根据权利要求38所述的脂肪酸组分强化的婴儿配方奶粉，其中所述脂肪酸组分在所述强化的婴儿配方奶粉中的存在量使得所述强化的婴儿配方奶粉具有约2％至约5％的脂肪含量；所述干燥的脂肪酸组合物为约20重量％至约50重量％的所需脂肪酸组分。
43.根据权利要求38所述的脂肪酸组分强化的婴儿配方奶粉，其中强化的婴儿配方奶粉具有约1:100至约1:1200的脂肪酸组分与奶固体之比。
44.根据权利要求38所述的脂肪酸组分强化的婴儿配方奶粉，其中所述婴儿配方奶粉粉末和脂肪酸组合物粉末以约50:1至约600:1的比例混合。
45.根据权利要求38所述的脂肪酸组分强化的婴儿配方奶粉，其中所述脂肪酸组分是ARA或DHA盐；所述ARA或DHA盐以与人乳汁中的ARA或DHA的量大致相等的量存在。
46.一种用脂肪酸组分强化婴儿配方奶粉的方法，所述方法包括将根据权利要求1-33中任一项所述的粉末脂肪酸组合物以足够提供所需脂肪酸的量加入到婴儿配方奶粉中，使得强化婴儿配方奶粉的脂肪酸含量对应于人母乳中存在的所需脂肪酸的量；并以实现婴儿配方奶粉与脂肪酸组合物混合的任何有效方式搅拌、摇动或以其它方式搅动小于1分钟，由此形成脂肪酸组合物在婴儿配方奶粉中的稳定分散体。
47.一种向人提供补充脂肪酸的方法，包括在通过以实现混合的有效方式搅拌、摇动或其它搅拌将所述脂肪酸组合物分散在液体中之后，向需要补充脂肪酸的人给予根据权利要求1-33中任一项所述的粉末状脂肪酸组合物。
48.根据权利要求47所述的方法，其中所述方法包括将所述脂肪酸组合物粉末加入到液体中并搅拌、摇动或搅拌所述液体与所述脂肪酸组合物以形成所述脂肪酸组合物在所述液体中的稳定分散体。
49.根据权利要求47所述的方法，其中所述液体是奶或代乳品。
50.根据权利要求49所述的方法，其中所述代乳品是婴儿配方奶粉。
51.根据权利要求47所述的方法，其中将所述脂肪酸组合物和奶粉或代乳品粉末加入到液体中；然后将脂肪酸粉末和奶粉或代乳品粉末一起混合到液体中。
52.根据权利要求51所述的方法，其中液体是水。
53.根据权利要求51所述的方法，其中所述代乳品粉末是婴儿配方奶粉粉末。
54.一种用脂肪酸组分强化奶或代乳品的方法，包括将权利要求1-33中任一项所述的脂肪酸组合物与奶或代乳品组合，并通过以实现混合的任何有效方式搅拌、摇动或搅动将所述脂肪酸组合物分散在液体中。
55.根据权利要求54所述的方法，其中所述奶或代乳品是液体奶或代乳品，使得所述液体是奶或代乳品。
56.根据权利要求54所述的方法，其中所述奶或代乳品是奶粉或代乳品粉末，并且其中所述液体是水；所述方法包括将所述奶粉或代乳品粉末和所述脂肪酸粉末加入到所述水中。
57.根据权利要求54所述的方法，其中所述奶粉或代乳品粉末和所述脂肪酸组合物同时加入到所述液体中。
58.提供人补充脂肪酸的方法，包括向需要补充脂肪酸的人给予含有权利要求1-33中任一项的脂肪酸组合物的分散体。
59.根据权利要求58所述的方法，包括将包含所述脂肪酸组分的脂肪酸组合物与液体混合的步骤。
60.一种脂肪酸组分强化的婴儿配方奶粉组合物，其包含具有奶固体的婴儿配方奶粉和权利要求1-33中任一项的脂肪酸组合物；所述脂肪酸组分以使得所述强化婴儿配方奶粉具有约2％至约5％的脂肪含量的量存在；所述脂肪酸组合物为所需脂肪酸组分的约20重量％至约50重量％；并且其中所述强化婴儿配方奶粉具有约1:100至约1:1200的脂肪酸组分与奶固体之比。
61.一种生产营养补充剂的方法，所述营养补充剂包含权利要求1-33中任一项所述的脂肪酸组合物，所述方法包括：
制备含有所述脂肪酸组合物的水性混合物；和
喷雾干燥所述混合物以形成所述脂肪酸组合物的粉末；
由此，脂肪酸组合物粉末容易分散在液体中，以在液体中形成稳定的悬浮液。
62.根据权利要求61所述的方法，其中所述脂肪酸组合物还包括维生素源、无机盐、任选的蛋白质源、任选的碳水化合物源和任选的另外的营养物，及它们的组合，该方法包括：
(1)在脂肪酸组分已经喷雾干燥后将所选择的成分与所述脂肪酸组分干混；或者
(2)在水性混合物中包括选择的成分并将脂肪酸组分和成分一起喷雾干燥。
63.根据权利要求61所述的方法，包括通过用碱金属氢氧化物皂化甘油三酯或脂肪酸酯来制备脂肪酸组分。
64.根据权利要求63所述的方法，其中所述皂化步骤在惰性气氛下进行。
65.根据权利要求64所述的方法，其中所述碱金属氢氧化物选自氢氧化钠和氢氧化钾及它们的组合。
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