CN107529808A - 用于制备婴幼儿配方奶粉的两步乳化工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种制备包含大脂质球的含脂质和蛋白质组分的组合物的两步乳化工艺,所述大脂质球优选被极性脂质包覆,以及涉及由此获得的组合物。可选地,将含脂质和蛋白质组分的组合物喷雾干燥。获得的组合物用于喂养婴幼儿。

Description

用于制备婴幼儿配方奶粉的两步乳化工艺
描述
本发明涉及一种含脂质和蛋白质组分的组合物的制备工艺,包括:大脂质球优选被极性脂质包覆,以及涉及由此获得的组合物。可选地,将所述含脂质和蛋白质组分的组合物干燥,优选喷雾干燥或带式干燥。所获得的组合物用于喂养婴幼儿。
在母乳喂养不可能或不太理想的情况下,婴幼儿配方奶粉或后续配方奶粉被成功地用于喂养婴幼儿。然而,这些配方的组成应尽可能接近母乳,这是适应快速成长和发育的婴幼儿特殊营养需求的喂养婴儿的优选方法。
在天然未加工的哺乳动物乳中,脂质主要作为甘油三酸酯包含在平均直径为约4μm的乳化球中。这些球被由磷脂(总脂肪的0.2-1wt.%)、糖脂、胆固醇、酶、蛋白质和糖蛋白组成的结构膜所包围。用于婴幼儿配方奶粉或后续配方奶粉的大部分脂肪组分是植物来源的。由于较为不佳的脂肪酸组成,大部分牛乳脂肪的使用不太理想。此外,通常加入微生物,鱼或蛋来源的长链多不饱和脂肪酸以改善脂肪酸组成。
在已知的用于制备婴幼儿配方奶粉或后续配方奶粉的方法中,将包含脂质和脂溶性维生素的脂肪或脂质相与包含蛋白质和碳水化合物的水相充分混合,并且单独通过常规高压均质机或与高压泵组合,将混合物在高压下均质。因此,在均质期间,脂肪相被分成较小的液滴,使得其不再与水相分离并聚集在顶部,这被称为乳化(creaming)。这是通过迫使混合物在高压下穿过小孔来实现的。该均质步骤产生稳定的水包油乳液,其包含模体积加权直径在0.1-0.5μm的脂质球。由于这种小的球尺寸导致脂质球的表面积的增大,通常,在脂肪主要为植物来源的这些组合物中存在相对少量的极性脂质,例如磷脂,不足以确保磷脂的分布对应于未加工的脂质球。相反,覆盖脂质球的蛋白质的量增加,特别是酪蛋白。
这与在未加工乳或生乳,例如人乳,中的脂质球结构相反,在未加工乳或生乳中脂质球较大,并且脂质球被包含量比上述经加工的IMF(婴幼儿配方奶粉)高的极性脂质的乳球膜包覆。因此,为了制备更接近于人乳的婴幼儿配方奶粉或后续配方奶粉,想要制备较大的脂质球。近来发现具有较大脂质球的植物脂肪的营养组合物对于身体组成和后期预防肥胖具有长期的健康益处。WO2010/027258公开了通过使用较低压力的均质步骤制备具有较大脂质球的植物脂肪的营养组合物。WO2010/027259公开了具有较大脂质球的营养组合物,使用较低压力和均质前存在的较高量的极性脂质,特别是磷脂,的均质步骤包覆极性脂质。
WO2010/027258、WO2010/027259、WO2011/108918和WO2010/068105公开了营养组合物的制备方法,其包括使用Ultra-Turrax T50分批混合器将水相与油混合物混合的处理步骤。在分批混合器的混合室中,存在非均相混合条件,导致宽脂质液滴尺寸分布并形成部分非常大的脂质球。此外,待混合的液相在分批混合器中滞留一段时间以改变混合条件,从而增强产生宽液滴尺寸分布并形成极小和极大的脂质球的上述已指出的效果。由于非均质混合,分批混合器具有较高风险形成大和小脂肪球的坏处。
WO2005/051091涉及一种模拟人乳脂质相的脂质制剂。所述脂质制剂通过在包括在合适温度、压力和物理操作条件下,形成基本均匀的分散体或乳液的均质步骤制得。
Borel等(J of Parenteral and Enteral Nutrition(1994),18,534-543)公开了用于饲养大鼠的具有不同液滴尺寸和组成的管饲乳液制剂,其中来自脂质和水相的乳液通过用磁力棒磁力搅拌混合物并通过超声处理进一步精制制得的乳液来制备。这种方法不适于较大规模,并且会使球尺寸产生很大变化。
因此,这些已知方法中的大多数采用高压混合装置,特别是均质机和/或高压泵。在采用均质机的工艺中,大多需要两个压力步骤,形成资本密集型生产工艺。此外,如果在这些特别设计成高压进行均质的均质机中使用低压,则难以稳定控制操作过程,这意味着该方法需要大量费力耗时的附加控制,并且可能导致最终产品品质的变化。因此,商业上使用的机器是超大尺寸的并且能量效率低。这使得这些方法对经济生产来说并不优选。
WO2013/135738和WO2013/135739公开了制备适合喂养婴幼儿的婴幼儿配方奶粉的方法。其中公开的方法采用将脂质相与水相混合以获得包含脂质球的含脂质和蛋白质组分的组合物的步骤,其中在混合过程,尤其在整个过程,中仅施加低剪切力。这些低剪切力,特别是在混合过程中使用的,对于提供具有所需粒径分布的脂质球是足够和必需的。两篇文献都公开了在所述混合步骤之后,可以进行雾化步骤,以便将混合的乳液喷雾干燥。在所述喷雾干燥步骤期间,应使用相同水平的剪切力和至多在混合步骤期间施加的剪切力,以便基本上不改变通过混合步骤获得的脂质球的粒径分布。因此,在这些方法中,基本上仅进行一个粒径确定均质步骤。相应地,在所述一步均质工艺中进行混合步骤之后,需要对所述混合后的步骤进行仔细处理,以确保脂质球体基本上保持其尺寸,不会分解成不期望的粒径。因此,虽然所述工艺对于工艺本身和获得的产物均提供了优势性能,但想要所得球的特定脂质球尺寸分布的更可控生产。
因此,本发明所要解决的技术问题是提供一种包含大脂质球的含脂质和蛋白质组分的组合物的制备工艺,所述大脂质球优选被极性脂质包覆,该方法能够避免上述缺点生产所述组合物,特别是能够实现具有所需尺寸分布的脂质球的可重复和可控生产。
这些技术问题根据独立权利要求的方法和组合物来解决。
因此,本发明特别提供了一种含脂质和蛋白质组分的组合物的制备方法,其优选是婴幼儿配方奶粉或后续配方奶粉或成长乳并且包含脂质球,其包括以下步骤:a)提供一具有含量为5-75wt.-%,优选10-60wt.%(各自基于水相的总重量)干物质的水相,其包含至少一蛋白质组分,b)提供一液体脂质相,其包含至少一脂质,c)所述脂质相与所述水相以3-50%(w/w)的比例均质,进行第一均质步骤,以获得包含脂质球的第一含脂质和蛋白质组分的组合物,其中至少10vol.-%的脂质球的直径>12μm和/或其中所述脂质球的体积加权模直径为5-25μm,和d)用雾化器均质步骤c)获得的所述第一含脂质和蛋白质组分的组合物,进行第二均质步骤,其中步骤c)获得的脂质球粒径降低,以获得一包含脂质球的第二含脂质和蛋白质组分的组合物,其中小于10vol.-%的脂质球的直径>12μm和/或其中所述脂质球的体积加权模直径为2.5-7μm。
因此,本发明涉及一种含脂质和蛋白质组分的组合物的制备工艺,其优选是婴幼儿配方奶粉或后续配方奶粉或成长乳,其包含脂质球,其包括以下步骤:
a)提供一具有含量为5-75wt.-%,优选10-60wt.%(各自基于水相的总重量)干物质的水相,其包含至少一蛋白质组分,
b)提供一液体脂质相,其包含至少一脂质,和
c)将所述脂质相与所述水相以3-50%(w/w)的比例均质,进行第一均质步骤,以获得包含脂质球的第一含脂质和蛋白质组分的组合物,其中至少10vol.-%、至少15vol.-%、至少20vol.-%,优选至少30vol.-%的脂质球的直径>12μm和/或其中所述脂质球的体积加权模直径为5-25μm,
d)用雾化器将步骤c)获得的所述第一含脂质和蛋白质组分的组合物均质,进行第二均质步骤,其中步骤c)获得的脂质球粒径(particle size)降低,以获得包含脂质球的第二含脂质和蛋白质组分的组合物,其中小于10vol.-%,优选小于7vol.-%,优选小于6vol.-%,优选小于5vol.-%的脂质球的直径>12μm和/或其中所述脂质球的体积加权模直径为2.5-7μm。
在本发明一优选实施方案中,进行第二均质步骤d)期间或之后,特别是紧随其后,进行干燥步骤,优选喷雾干燥步骤或带式干燥步骤。因此,在此优选实施方案中,当在第二均质步骤d)期间或之后进行干燥步骤时,有助于获得干燥的,优选喷雾干燥的或带式干燥的,包含脂质球的含脂质和蛋白质组分的组合物。
优选地,所述第二均质步骤,即步骤d),为喷雾干燥步骤。
在本发明一特别优选的实施方案中,所述步骤c)获得的脂质球的体积加权模直径为5-25μm,优选为6-18μm,优选为7-15μm,其包含至少10vol.-%,优选至少15vol.-%,优选至少20vol.-%的直径>12μm的脂质球,以及步骤d)获得的脂质球的体积加权模直径优选为2.5-7μm,优选为2.5-6.0μm,优选为3.0-6.0μm,其包含小于10vol.-%,优选小于7vol.-%,优选小于6vol.-%,优选小于5vol.-%直径>12μm的脂质球。
在本发明一特别优选实施方案中,步骤c)获得的脂质球的体积加权模直径为5-25μm,优选为6-18μm,优选为7-15μm,优选为10-13μm,以及步骤d)获得的脂质球的体积加权模直径优选为2.5-7μm,优选为2.5-6.0μm,优选为3.0-6.0μm。
本发明工艺在其工艺步骤c)中提供的脂质球显著大于在步骤d)之后期望获得的脂质球,这意味着比待制的组合物中所需的大。根据本发明,与在随后的第二均质步骤中获得的那些相比,本发明工艺在第一均质步骤c)中制得包含较大脂质球的第一含脂质和蛋白质组分的组合物,其中步骤c)制得的所述第一含脂质和蛋白质组分的组合物已进行雾化处理步骤。因此,第二均质步骤d)显著改变第一含脂质和蛋白质组分的组合物的粒径分布,特别是降低脂质球的粒径。有利地,在本发明的步骤d)中,步骤c)获得的脂质球的尺寸分解至较小且因此达到期望尺寸的脂质球。因此,所述包含脂质球的第二含脂质和蛋白质组分的组合物是通过本发明工艺制备得到的理想的含脂质和蛋白质组分的组合物,并用作婴幼儿配方奶粉或后续配方奶粉或成长乳。
本发明能够使总固体含量较高的液相均质化,并且在一优选实施方案中,在工艺步骤d)期间喷雾干燥。这大大增加了烘干机的效能。
根据本发明,所述液相和所述水相或含有它们的预混合物在工艺步骤c)中以非常温和及可控的方式均质,从而获得粒径大于,尤其稍大于,最终通过整个方法制得的组合物中理想粒径的脂质球。在第二均质步骤,即步骤d)中,将在第一均质步骤中制得的乳液雾化形成乳液滴的喷雾,由此降低脂质球尺寸,从而制得最终期望的脂质球粒径分布。因此,所述第二均质步骤用作确定和控制粒径分布的最后步骤。所述第二均质步骤优选地可作为喷雾干燥步骤进行,以提供包含脂质球的干燥固化粉末。喷雾干燥后,脂质球尺寸是固定的,并且以干粉形式稳定存在。
在一优选实施方案中,所述第二均质步骤,即步骤d),之后可以进行干燥工艺,例如带式干燥。
因此,使用雾化器的第二均质步骤为第一含脂质和蛋白质组分的组合物提供足够高的压力以获得所需的雾化效果,特别是获得适于喷雾干燥器的稳定操作并满足所需的粉末特性的喷雾液滴尺寸分布。另一方面,压力必须低,以便达到足够大的脂质球满足所需性能。
因此,本发明提供一两步均质化方法,其使用提供具有特定尺寸分布的脂质球的第一低剪切均质步骤,以及使用雾化器来提供包含脂质球的第一含脂质和蛋白质组分的组合物的脂质球尺寸可控分解的第二低剪切均质步骤,其中在两个均质步骤和本发明整个工艺中,对组合物施加低剪切以提供具有所需的较大液滴脂质球,并且其中在两个均质步骤,即混合和雾化中,粒径分布被改变,即从步骤a)和b)提供的组分到步骤c)获得的特定尺寸分布,以及从步骤c)获得的脂质球特定尺寸分布到步骤d)获得的脂质球特定尺寸分布。
特别优选地,在本制备方法整个工艺期间,从水相和脂质相的混合开始,使用较低的剪切力。本发明工艺的特点在于有非常好的可控性和重复性。优选地,从脂质相进入水相的时候已经避免了可能在混合前或期间产生的高剪切力。本发明教导,特别是本发明工艺,能制得脂质球的体积加权模直径更接近天然人乳脂质球的直径,如果需要,其可以被极性脂质膜包覆,从而进一步像天然乳脂质球。因此,根据本发明的工艺可获得的,优选获得的组合物,在脂质球的尺寸和结构方面,更像人乳。因此,本发明工艺优选并且较佳不涉及高压和/或高能量输入均质装置,特别是不使用超声处理或(两步)均质机,而是使用混合器,例如在线混合器,静态搅拌机或膜乳化。这对于目前这种工艺中常规使用均质机于施加高剪切力,例如传统均质机中产生50-150巴的压力,来说是有优势的。而静态或在线混合器,例如本发明工艺中使用的,仅施加低剪切力。
动态高压通常用于食品工业,有时也被称为高压阀均质。在本发明一优选实施方案中,本发明工艺不使用动态高压均质机或动态高压均质步骤。在本发明一优选实施方案中,本发明工艺不使用动态高压一步均质机或动态高压一步均质工艺。在本发明一优选实施方案中,本发明方法不使用动态高压两步均质机或动态高压两步均质工艺。
本发明中,在本发明一优选实施方案中,脂质球直径>12μm,具有直径为12-1000μm,优选12-500μm,最优选12-100μm的脂质球。
在一优选实施方案中,本发明涉及上述工艺,其中小于7vol.-%,优选小于5vol.-%,最优选小于3vol.-%的步骤c)获得的脂质球的直径为1-2μm。
在一优选实施方案中,本发明涉及上述工艺,其中步骤c)获得的脂质球的体积加权模直径(volume-weighted mode diameter)为5-25μm,优选6-18μm,优选7-15μm。
在一优选实施方案中,本发明涉及上述方法,其中小于20vol.-%,优选小于15vol.-%,优选小于10vol.-%的步骤c)获得的脂质球的直径为3-6μm。
在一优选实施方案中,本发明涉及上述方法,其中至少35vol.-%,优选至少40vol.-%,优选至少50vol.-%,最优选至少60vol.-%的步骤c)获得的脂质球的直径至少为5μm。
优选地,步骤c)制得的第一组合物的脂质球中小于50vol.-%,优选小于45vol.-%,优选小于40vol.-%的脂质球的直径为2-12μm。
在一优选实施方案中,本发明涉及上述方法,其中至少7vol.-%,优选至少10vol.-%,最优选至少15vol.-%的步骤d)获得的脂质球的直径为1-2μm。
在一优选实施方案中,本发明涉及上述方法,其中步骤d)获得的脂质球的体积加权模直径为2.5-7.0μm,优选2.5-6.0μm,优选3.0-6.0μm。
在一优选实施方案中,本发明涉及上述方法,其中至少15vol.-%,优选至少20vol.-%,优选至少21vol.-%的步骤d)获得的脂质球的直径为3-6μm。
在一优选实施方案中,至少15vol.-%和最多27vol.-%,优选至少20vol.-%和最多26vol.-%,优选至少21vol.-%和最多25vol.-%,优选至少22vol.-%和最多24vol.-%的步骤d)获得的脂质球的直径为3-6μm。
在一优选实施方案中,本发明涉及上述方法,其中小于35vol.-%,优选小于30vol.-%,优选小于25vol.-%,优选小于22vol.-%的步骤d)获得的脂质球的直径至少为5μm。
本发明一优选实施方案中,至少14vol.-%,优选至少15vol.-%的步骤d)获得的脂质球的直径至少为5μm。
本发明一优选实施方案中,小于35vol.-%和至少12vol.-%,优选小于30vol.-%和至少14vol.-%,优选小于28vol.-%和至少15vol.-%,优选小于22vol.-%和至少14vol.-%的步骤d)获得的脂质球的直径至少为5μm。
本发明一优选实施方案中,步骤d)获得的第二组合物的脂质球中小于61vol.-%,优选小于60vol.-%,优选小于55vol.-%,优选小于51vol.-%,优选小于50vol.-%的脂质球的直径为2-12μm。
在一优选实施方案中,本发明涉及一种工艺,其中步骤c)获得的包含脂质球的所述第一含脂质和蛋白质组分的组合物,包含至少10vol.-%的直径>12μm的脂质球,所述脂质球的体积加权模直径为5-25μm,包含小于7vol.-%的直径为1-2μm的脂质球,包含小于20vol.-%的直径为3-6μm的脂质球和包含至少35vol.-%的直径至少为5μm的脂质球,以及其中步骤d)获得的包含脂质球的所述第二含脂质和蛋白质组分的组合物,包含小于10vol.-%的直径>12μm的脂质球,所述脂质球的体积加权模直径为2.5-7.0μm,包含至少7vol.-%的直径为1-2μm的脂质球,包含至少15vol.-%的直径为3-6μm的脂质球和包含小于35vol.-%的直径至少为5的脂质球。
在一优选实施方案中,本发明涉及上述方法,其中步骤c)获得的直径为1-2μm的脂质球的vol.-%在步骤d)中增加至少5%,优选至少10%,优选至少15%(每个百分点),以获得包含脂质球的所述第二含脂质和蛋白质组分的组合物。
在一优选实施方案中,本发明涉及上述方法,其中步骤c)获得的直径>12μm的脂质球的vol.-%在步骤d)中降低至少5%,优选至少10%,优选至少15%,或优选至少20%(每个百分点),以获得包含脂质球的所述第二含脂质和蛋白质组分的组合物。
在一优选实施方案中,本发明涉及上述方法,其中步骤c)获得的脂质球的体积加权模直径在步骤d)中降低至少2μm,优选至少4μm,或优选至少6μm,以获得包含脂质球的所述第二脂质和蛋白质组分的组合物。
在一优选实施方案中,本发明涉及上述方法,其中步骤c)获得的直径为3-6μm的脂质球的vol.-%在步骤d)增加至少5%,优选至少10%,或优选至少12%(每个百分点),以获得包含脂质球的所述第二含脂质和蛋白质组分的组合物。
在一优选实施方案中,本发明涉及上述方法,其中步骤c)获得的体积至少为5μm的脂质球的vol.-%降低至少25%,优选至少30%,优选至少35%,或优选至少45%(每个百分点),以获得包含脂质球的所述第二含脂质和蛋白质组分的组合物。
本发明中,术语“本发明工艺”较佳地包括处理步骤a)、b)、c)、d),并且如果应用,在处理步骤a)和b)之后和在进行步骤c)之前,可选包括预混合步骤,并且如果应用,在进行步骤d)过程中,可选包括喷雾干燥步骤。
优选地,本发明工艺由处理步骤a)、b)、c)和d)组成。最优选地,本发明工艺由步骤a)、步骤b)、将液体脂质相和水相预混合、步骤c)和步骤d)组成。优选地,本发明工艺由步骤a)、步骤b)、将液体脂质相和水相预混合、步骤c)和喷雾干燥步骤d)组成。
在另一实施方案中,本发明工艺包括,特别由a)、b)、c)、d)以及随后的带式干燥步骤组成。在另一实施方案中,本发明工艺包括,特别由步骤a)、步骤b)、将液体脂质相和水相预混合、步骤c)、步骤d)以及随后的带式干燥步骤组成。
本发明工艺,需要在步骤a)中提供具有含量为5-75wt.-%,优选10-60wt.%,优选15-55wt.%,更优选20-50wt.%,甚至更优选25-50wt.%,优选25-45wt.%,最优选30-50wt.%(各自基于水相总质量)干物质的水相,其包含至少一蛋白质组分。
进一步优选提供具有含量为30-60wt.%,优选35-50wt.%,更优选40-50wt.%干物质的水相。
本发明中,术语“蛋白质组分”通常指蛋白质类物质,其包括蛋白质、肽、游离氨基酸,还包括包含蛋白质、肽和/或游离氨基酸的组合物,即蛋白质来源。
蛋白质来源,即蛋白质成分,优选以满足婴幼儿必需氨基酸含量的最低要求并能确保成长需要的方式进行选择。因此,优选基于牛乳蛋白如乳清蛋白、酪蛋白及其混合物的蛋白质成分和基于大豆、马铃薯或豌豆的蛋白质。在使用乳清蛋白的情况中,蛋白质成分优选基于酸乳清或甜乳清、乳清蛋白分离物或其混合物,并且可以包括α-乳清蛋白和β-乳球蛋白。
在一优选实施方案中,所述水相还包含至少一选自可消化的碳水化合物、不可消化的碳水化合物、维生素,特别是水溶性维生素、微量元素和矿物质中的一种或多种的其他组分,优选根据国际婴儿配方奶粉指南。
为了制备水相,以下也称“复合水相”(“compounding of the aqueous phase”),至少一蛋白质成分和上述可选的其他组分,在水相特别是水性介质,优选水中复合。为此,至少一蛋白质成分以及所有其他可选组分可以处于干燥状态或以溶液或悬浮液存在。
因此,用于提供步骤的所述水相可以通过将所述至少一蛋白质成分和可选的其他成分以所需干物质含量在水相中,优选水中,复合制得。在含有至少一蛋白质成分和可选的其他成分的水相可获得具有低于40wt.%的较低干物质含量的情况下,例如25wt.%,优选在本发明步骤a)之前,优选通过蒸发器浓缩,优选蒸发所述水相,以得到所需干物质含量。
在一优选实施方案中,该蒸发步骤在可选的高热处理(HHT)之后进行。优选的蒸发步骤可以在水相上,或者在另一实施方式中,在水相和脂质相的混合物上进行,优选在均质后进行。
优选地,在将水相中所有必需成分复合后,将水相的pH调节至6.0-8.0,更优选至6.5-7.5。
可选地,水相通过适当的方法过滤以防止异物,例如杂质或病原体,进入该工艺。
可选地,水相首先通过预热步骤进行巴氏杀菌或热处理,其中将水相加热至60-100℃,优选至70-90℃,更优选至85℃,保持时间为1秒-6分钟,更优选为10秒-6分钟,甚至更优选为30秒-6分钟。这使水相预消毒。
在一个优选实施方案中,优选在加热后,水相优选进行高热处理(HHT),其中将其加热至超过100℃,优选120-130℃,最优选至124℃。该温度优选保持1-4秒,更优选保持2秒。
或者,可以应用其他合适的巴氏灭菌或消毒方法。几种巴氏灭菌或消毒方法是本领域已知的,并且在商业上可行。
优选地,在可选进行的浓缩步骤前,优选蒸发步骤之前进行所述HHT。
在本发明一优选实施方案中,所述HHT仅在水相上进行。在那之后加入脂质相,使水相和脂质相混合和均质。在本发明另一实施方案中,所述HHT在水相和脂质相的混合物上进行。该实施方案允许定制所获得的油混合物。
在水相复合期间,所用的剪切力不是关键。因此,可以使用高剪切力来复合水相。
本发明工艺步骤b)中,优选提供液体脂质相,其包含至少一脂质,优选至少一植物脂质。植物脂质的存在有利于实现最佳的脂肪酸组成,高(多)不饱和脂肪酸和/或更接近人乳脂肪。仅使用源自牛乳或其他家养哺乳动物的脂质,在任何情况下都无法提供最佳的脂肪酸组成。特别地,已知这种不太理想的脂肪酸组成,例如大量饱和脂肪酸,导致肥胖增加以及必需脂肪酸含量过低。
优选部分脂肪,即脂质,是乳脂,更优选无水乳脂和/或黄油。用于本发明的市售脂质,优选植物脂质,优选为连续油相的形式。通过本发明工艺获得的组合物优选包含2.1-6.5g脂质/100mL,更优选3.0-4.0g/100mL,当其为液体形式时,例如作为即用型液体或,如果经喷雾干燥,用水重新配置。
基于干重,通过本发明工艺获得的组合物优选包含10-50wt.%,更优选12.5-45wt.%,优选12.5-40wt.%,甚至更优选19-30wt.%的脂质。
优选地,脂质相包含基于总脂质30-100wt.%的植物脂质,更优选50-100wt.%。优选地,脂质相包含基于总脂质至少75wt.%,更优选至少85wt.%的甘油三酯。
优选地,脂质相包含其他成分,如脂溶性维生素,优选根据国际婴幼儿配方奶粉指南。
本发明中,较佳地,在所述工艺使用的温度下脂质相为液体。然而,由于其组成,如果所述脂质相是固体,优选将其加热至脂质相中所含至少一脂质的熔融温度以上,优选植物脂质。在本发明一特别优选实施方案中,将脂质相加热至其熔融温度以上,优选至40-80℃,优选50-70℃,更优选55-60℃,从而产生液体脂质相。最优选地,将脂质相加热到至少40℃,优选至少45℃,更优选至少50℃,最优选至少55℃。
如果需要,脂质相优选在下一步骤(优选步骤c))之前通过适当的过滤装置过滤,以防止异物,例如杂质或病原体,进入生产过程。
天然人乳中的脂质或脂肪球包含球状膜,其包含极性脂质,特别是磷脂。因此,期望提供一种包含脂质球的婴幼儿配方奶粉,所述脂质球包含极性脂质膜或包衣,特别是磷脂。因此,在本发明一特别优选的实施方案中,水相、脂质相或水相和脂质相包含极性脂质,优选磷脂,特别是包含添加的极性脂质,优选磷脂。如果极性脂质,特别是磷脂相对纯,优选不含显著量的其他成分,优选纯的,如大豆卵磷脂,它们优选加入到脂质相中。在极性脂质,特别是磷脂是不纯的情况下,优选相对不纯的,因此含有显著量其他不能溶于脂肪或脂质相的成分,例如当它们存在于黄油乳清粉中时,优选将它们加入到水相中。最优选的是,极性脂质,特别是磷脂包含在水相中。
在本发明一优选实施方案中,极性脂质已经包含在本发明使用的脂质相中。
在进一步优选的实施方案中,将极性脂质加入到本发明工艺步骤a)或b)提供的水相或脂质相或两相中。在一进一步优选实施方案中,在工艺步骤c)脂质相和水相混合期间,也可以加入极性脂质。
如果极性脂质存在于水相(优选),或脂质相或两相中,则脂质球优选被极性脂质包覆。
“被包覆”或“包覆”是指脂质球的外表面包含极性脂质,而这些极性脂质实质上不在脂质球核中。作为脂质球的包覆或外层的极性脂质的存在类似于人乳脂质球的结构。
极性脂质优选还包含磷脂。优选地,所述组合物包含基于总脂质0.5-20wt.%的磷脂,更优选基于总脂质0.5-10wt.%,更优选1-10wt.%,甚至更优选2-10wt.%,甚至更优选3-8wt.%的磷脂。
提供磷脂的较佳来源为蛋脂质、乳脂、酪乳脂肪和酪乳清脂肪,例如β乳清脂肪。磷脂一较佳的来源,尤其磷脂酰胆碱(PC),为大豆卵磷脂和/或葵花籽卵磷脂。所述组合物较佳地包括源自乳的磷脂。较佳地,所述组合物包括磷脂和源自乳的糖脂。
优选地,所述极性脂质位于所述脂质球的表面,这意味着在本发明工艺混合步骤c)之后作为包覆或外层。这有助于产生更稳定的乳液,当乳液含有大脂质球时,这尤其重要。确定所述极性脂质是否位于所述脂质球表面的合适方法是激光扫描显微镜。
因此,同时使用来自家养动物乳的极性脂质和源自植物脂质的甘油三酯,能够制备具有更类似于人乳的被包覆的脂质球,同时提供最佳的脂肪酸组成。乳极性脂质球的合适市售来源为Corman的BAEF、SM2、SM3和SM4粉末,Glanbia的Salibra,以及来自Aria的LacProdan MFGM-1O或PL20。优选至少25wt.%,更优选至少40wt.%,最优选至少75wt.%的极性脂质来源于乳极性脂质。
通过本发明工艺制得的脂质球优选包含核,和优选包覆层,其中所述核包含脂质,优选植物脂质。优选地,所述核包含至少90wt.%的甘油三酯,更优选由甘油三酯组成。所述包覆层优选包含极性脂质,特别是磷脂,其中并非包含在组合物中的所有极性脂质都需要包含在包覆层中。优选地,存在于所述组合物中至少50wt.%、优选至少70wt.%,甚至更优选至少85wt.%,最优选大于95wt.%的极性脂质,特别是磷脂,包含在脂质球的包覆层中。此外,并非组合物中存在的所有脂质,优选植物脂质,都必须包含在所述脂质球核中。优选地,包含在所述组合物中至少50wt.%,更优选至少70wt.%,甚至更优选至少85wt.%,甚至更优选至少95wt.%,最优选大于98wt.%的脂质,优选植物脂质,包含在脂质球核中。
在一优选实施方案中,本发明涉及上述方法,其中在混合步骤c)之前,将步骤b)提供的液体脂质相和步骤a)提供的水相预混合。因此,在混合步骤c)之前,需要将步骤b)提供的液体脂质相和步骤a)提供的水相预混合。这种预混步骤目的在于提供一预乳液。所述预混合步骤优选在本文所定义的低剪切力下进行。优选地,这种预混合步骤在预混合器中进行,例如分批混合器,特别是螺旋桨混合器。在一进一步优选实施方案中,预混合发生于不使用预混合器将脂质相注入水相期间。优选地,这使用计量泵来实现。特别地,所述计量泵将脂质相注入或进料到水相中,以使水相中产生湍流,这带来两相的预混合得到粗乳液。优选地,所述计量泵使用低压,特别地,所述压力低于随后均质步骤c)使用的压降。
有利地,预混合确保水相和液体脂质相都以正确的量进料到静态混合器、在线混合器、转子定子机、空化器或膜乳化系统。由于所得脂滴仍然过大,因此在预混合期间不会形成稳定的乳液。
在一优选实施方案中,所述水相、所述液体脂质相或最优选两相在预混合步骤之前加热至40℃-90℃,优选50℃-80℃,优选至70℃。
在本发明一优选实施方案中,将所述液体脂质相以低压,优选至多10巴,更优选至多8巴进料到所述水相中。
在一优选实施方案中,本发明涉及上述方法,其中所述第一均质步骤c)用静态混合器、在线混合器、转子定子机,空化器或通过膜乳化进行。在一优选实施方案中,所述膜乳化可以作为旋转膜乳化进行。
根据本发明,进行第一均质步骤c),优选通过静态混合器、在线混合器、转子定子机、空化器或通过膜乳化进行,使得步骤c)得到的脂质球获得本发明的粒径分布。根据本发明,所述第一均质步骤之后获得所述脂质球的特定粒径分布是必要的,其中所述脂质球显著大于本发明工艺后续步骤d)最终制得的脂质球。因此,这些步骤c)中获得的较大脂质球随后使用雾化器进行第二均质步骤,以可控方式分解脂质球尺寸并获得和生产所需尺寸的脂质球。在一最优选实施方案中,紧随第二均质步骤之后或同时进行干燥步骤,优选干燥步骤是喷雾干燥步骤。在另一实施方案中,所述干燥步骤可以是带式干燥步骤。所述干燥步骤,优选喷雾干燥或带式干燥步骤,固定所获得球的尺寸。
在本发明一特别好和优选实施方案中,在工艺步骤c)中需要使用静态混合器、在线混合器、转子定子机、空化器或膜乳化,其施加低剪切力。
在一特别优选实施方案中,需要另外使用剪切力,例如在步骤c)中应用,优选低剪切力,还在与步骤b)的提供液体脂质相的相关工艺步骤中,即在低剪切力下处理所述提供的液体脂质相,特别是在混合之前或期间,在低剪切力下将步骤b)提供的液体脂质相进料到水相中。
本发明工艺步骤c)需要将所述脂质相和所述水相混合。优选地,以3-50%(w/w),优选5-40%(w/w),更优选10-30%(w/w),优选3-25%(w/w),优选4-20%(w/w)的脂:水相的比例进行混合。
在步骤c)之前应用预混合步骤的情况下,以3-50%(w/w),优选5-40%(w/w),更优选10-30%(w/w),优选3-25%(w/w),优选4-20%(w/w)的脂:水相的比例进行混合。
本发明中,X-Y%(w/w)A:B的比例是指从X份A:(100-X)份B至Y份A:(100-Y)份B的比例。例如5-50%是指5份脂质:95份水相至50份脂质:50份水相。
在一特别优选实施方案中,在步骤c)和d)中待均质的含脂质和蛋白质组分的组合物特别是混合物的总固体含量具有含量为30-65wt.%的干物质,优选为40-60wt.%,更优选为50-60wt.%,特别是51-60wt.-%,优选为52-60wt.-%。混合期间的温度,即本发明步骤c),优选为40℃-90℃,优选为50℃-80℃,优选为60℃-80℃,最优选为70℃。
本发明中,术语“静态混合器”是指用于混合,特别是连续地混合,至少两种流体材料的装置,特别是水相和液体脂质相,特别是指包括壳体、入口、出口和至少一非移动混合器元件的混合器,其中所述壳体以迫使基本上所有流体,优选所有流体,沿着至少一非移动混合器元件进行混合的方式构造和形成。所述壳体和至少一混合器元件设计成允许流体流过通过非移动混合元件混合通的混合器。
在本发明一优选实施方案中,所述转子定子机的叶片端速为1-30m/s,优选为5-20m/s,优选为7-15m/s,优选使用1.5mm以下,优选1mm以下的狭缝宽度。
因此,本发明优选地需要使用静态混合器,其以达到期望的粒径分布进行配置和操作,特别是在混合步骤c)期间获得0.5-30巴,优选1-15巴,优选2-12巴,优选2-10巴,优选2-5巴,优选3-5巴的压降。所述压降是测量在静态混合器壳体的入口处和静态混合器壳体的出口处确定的压力差。技术人员可以容易确定静态混合器的结构和设置,例如混合元件的长度和直径,以实现所需的压降。
本发明中,所述静态混合器的结构优选地由壳体的尺寸和形状以及其中包含的至少一混合器元件的尺寸和形状决定。本发明中,与所述静态混合器一起使用的操作条件优选是在静态混合器的入口施加的压力,所述组合物流经静态混合器的流量和速度。
在一优选实施方案中,静态混合器以1.5-8L/min,优选2-7L/min,优选2-6L/min,优选5-7L/min,优选4-6L/min的流量运行。
在一优选实施例中,静态混合器以0.3-2.5m/s,优选0.5-2m/s,优选0.5-1.5m/s的速度运行。
在本发明一优选实施方案中,所述脂质相与本发明工艺步骤c)中的水相混合,优选在直径为2-10,优选3-7,优选4mm流量为1.5L/min-8L/min,优选为2.0L/min-7L/min,最优选为5L/min-7L/min或4-6L/min的圆柱形静态混合器中。
优选地,使用所述流量的静态混合器具有直径为2-10,优选3-7,优选4mm,以及长度为80-150,优选为90-110,特别是100mm的壳体。
在一优选实施方案中,所述静态混合器中组合物流速为5-40m/s,优选10-30m/s,优选10至20m/s。
在本发明一优选实施方案中,所述静态混合器入口处施加的压力为2-30巴,优选2-20巴,优选2-15巴,优选2-12巴,优选2-10巴,优选2-8巴。
因此,最优选地,所述压降等于在静态混合器入口处施加的压力,而在静态混合器的出口处没有压力。然而,在另一实施方案中,施加在静态混合器的入口处的压力大于压降,所以在静态混合器出口处存在例如5巴,优选3巴的压力。
优选在本发明中使用的静态混合器优选地具有圆柱形,例如管状的,特别是管状或筒状的壳体或正方形的壳体。优选地,壳体是管状的,其意味着呈圆柱形。所述壳体,优选地是管状的壳体,优选具有3-10,优选3-8,优选4mm的直径。所述壳体包括用于输送进料流体的至少一入口,优选地一个或两个入口。在所述壳体内放置至少一混合器元件,优选至少四个混合器元件,例如挡板或一系列挡板。
优选地,所述静态混合器具有至少4个,优选至少5个,优选至少6个混合器元件。最优选地,静态混合器具有6-20,优选7-18,最优选8-16个混合器元件。
在本发明一优选实施方案中,所述至少一个混合器元件的长度为3-5mm,特别是4mm。
优选地,所述静态混合器的壳体的长度为80-150,优选为90-110,优选为100mm。
在本发明一优选实施方案中,所述壳体,特别是管状的壳体的直径为3-10,优选3-8,优选4mm,以及长度为80-150,优选为90-110,优选为100mm。
在本发明一优选实施方案中,所述静态混合器不包括任何移动元件,特别是无转子和旋转元件。
在本发明一优选实施方案中,所述至少一混合器元件是螺旋形的。因此,这种静态混合器是螺旋静态混合器。在另一优选实施例中,所述至少一混合器元件是板状的。因此,这种静态混合器是板式静态混合器。优选地,所述至少一混合器元件能够同时产生分流和径向混合模式。
因此,为了便于本发明混合,优选可以使用静态混合器。所述静态混合器将一液相,即本发明的液体脂质相,分散到一主要的连续相,即本发明的水相中,通常它们不混溶以制备水包油乳液。因此,对于本发明工艺的混合步骤,优选使用静态混合器来产生包含脂质球的乳液,优选稳定的乳液。优选地,在产生大脂质球的条件下,所述脂质相在所述水相中乳化。
优选地,在进入所述静态混合器前不久,将所述脂质相加入或注入所述水相中。优选地,从该点开始并包括它,本发明工艺中要避免高剪切力。
本发明中,术语“在线混合器”可以指混合器,其包括壳体、入口、出口以及至少一包括至少一定子和至少一转子的混合头,其中,所述壳体以迫使基本上所有,优选所有待混合流体通过所述至少一混合头的方式配置和形成。使用一个或多个混合头以有助于中速或高速在线混合器混合。在线混合器将一液相,即本发明的液体脂质相,分散到一主要连续相,即本发明的水相中,通常与其不混溶以制备水包油乳液。因此,对于本发明工艺的混合步骤,优选地使用在线混合器来产生包含脂质球的乳液,优选稳定的乳液。优选地,在产生大脂质球的条件下,所述脂质相在所述水相中乳化。优选地,所使用的在线混合器由转子、一组转子或旋转盘以及相同数量的称为定子的固定盘组成,其中每对转子或旋转盘和定子称为混合头。位于转子和定子盘上的一排排的杆或销在待混合的溶液流经的混合头中产生快速变化的速度差。优选地,在进入在线混合器之前不久将脂质相加入或注入水相中。从此时起,优选地,在本发明工艺中要避免高剪切力。
通常,在线混合器中,通过迫使流体通过的混合头的旋转或固定销来产生剪切力,这意味着流体经历一个旋转销的速度,然后在固定销处几乎无速度。根据每个盘上的销排数,此过程可以重复多次。本发明优选使用的在线混合器使用的旋转盘或高速转子或一系列这样的在线转子,也称为混合头,通常由电动机驱动,来产生流动和剪切,优选低剪切。低剪切是指比常规均质中施加的剪切力更低的剪切力。流体在所述转子外直径的速度或叶片端速比在转子中心的速度高,从而产生剪切。本发明优选使用的在线混合器中,转子-定子阵列或混合头被包含在一端具有入口,另一端具有出口的壳体中。这种壳体也可以包含多个混合头。根据具体的在线混合器型号,流体从盘的外部流到盘的内部或反之。大多数情况下,待混合的成分以连续流穿过转子-定子阵列,其整体作为离心泵送装置。或者,泵叶片可以添加到混合器轴上。因此,在线混合器提供了更加可控的混合环境和其可以作为连续生产方法的一部分优选地用于本发明工艺,优选地获得更经济的生产工艺。
优选地,本发明工艺中使用中速或高速在线混合器,特别是高速在线混合器。
在本发明工艺中,优选避免高剪切力。因此,在整个工艺中优选使用相对于标准均质更低的剪切力,较佳地至少从脂肪注入时开始并包括该时刻,这意味着在将液体脂质相进料到水相的步骤期间或之后,例如在混合步骤c)之前或期间。
通常,均质是用于在水相中乳化脂质相以减少脂肪酸的乳化和氧化。在标准婴幼儿配方奶粉中,产生相当小的球,得到非常稳定的乳液。由于本发明工艺旨在生产较大的脂质球,这可能导致较不稳定的乳液。甚至发现有一点点乳化的存在是有利的,因为它类似哺乳期间的情况。
本发明方法一特别优选实施方案中,将步骤c)获得的含脂质和蛋白质组分的组合物再加热至75-85℃,优选78-80℃以进一步降低,优选完全消除病原菌。较佳地,在此阶段的再加热也导致粘度的降低。
对于使用雾化器的第二均质步骤,所使用的操作雾化器的工艺条件,获得了本发明所需的脂质球粒径的降低,特别是提供本发明步骤d)获得的所需的脂质球粒径分布。
本发明中,雾化器是将大量液体分解成小液滴形成喷雾的设备。
在一优选实施方案中,本发明涉及上述方法,其中步骤d)用于雾化的雾化器,特别是用于喷雾干燥的雾化器是气动雾化器或旋转雾化器。
本发明中,气动雾化器是指内部和外部二或双或多个流体雾化器,其中至少一流体是气体,另一流体是液体,并且其中气体提供雾化液体所需的主要能量。
在一优选实施方案中,可以使用气动雾化器,其可以是喷吹雾化器,这意味着内部混合二流体雾化器,预吹风式喷雾器,其也是内部混合二流体雾化器,平面射流式喷气喷雾器,其是外部混合二流体雾化器,或泡腾雾化器,其是特殊的内部混合二流体雾化器。此外,可以使用空气辅助雾化器,即使用内部和外部二流体雾化器的雾化器。
在一优选实施方案中,本发明涉及上述方法,其中所述气动雾化器是二流体雾化器。在本发明另一实施方案中,所述气动雾化器也可以是多流体雾化器。在本发明一优选实施方案中,所述第二均质步骤d)作为喷雾干燥步骤进行,以获得经喷雾干燥的包含脂质球的含脂质和蛋白质组分的组合物。
本发明中,术语“喷雾干燥”是指将进料从流体状态转化为干燥的颗粒形式,特别是通过将进料喷射到热干燥介质中。喷雾干燥包括将液体进料雾化成细小液滴的步骤,将这些液滴与加热的气流混合,使液体蒸发并离开干燥的固体,并可选地将干燥的产物与待收集的气流分离。
本发明中,术语“带式干燥”是指将湿进料从流体状态转变为干燥的微粒形式的方法,特别是通过将进料送入皮带,优选穿孔带,其带进料穿过干燥区域,优选地干燥分成若干部分。在干燥区域,干燥气体穿过湿进料和/或在湿料上方干燥。
优选地,所述液体进料可以是溶液、浆料、乳液、凝胶或糊料,并且必须能够被雾化。该方法优选地涉及将高分散液体和足够体积的热气体,特别是空气混合在一起,以实现雾化获得的液滴的蒸发和干燥。优选地,空气提供蒸发的热量并将干燥的产品输送到收集器。
本发明中,旋转雾化器(也称为轮或盘式雾化器)是使用高速旋转轮的能量将大量液体分成液滴的雾化器。优选地,将进料引入轮的中心,流过表面到周边,当其离开轮时分解成液滴。
一旦液体被雾化,将其与加热的气体紧密接触,以使蒸发从干燥腔室内所有液滴的表面均匀地发生。所述加热的气体优选通过空气分散器引入到腔室中,这确保气体均匀地流入腔室的所有部分。
本发明雾化器,优选低剪切雾化器在一优选实施方案中是旋转雾化器,也称为轮雾化器,或气动雾化器,优选二流体雾化器,这两者都优选地将低剪切力施加到待喷雾干燥的含脂质和蛋白质组分的组合物上。
优选地,第二均质步骤使用雾化器,优选低剪切雾化器,其使用泵,优选低压泵来控制步骤c)获得的组合物到雾化器的进料,优选喷雾干燥器。优选地,使用容积式泵来控制混合物到雾化器的进料,优选喷雾干燥器。容积式泵通过捕获固定量的流体,然后将被捕获的体积的流体移动到排放管中,使流体移动。
如果二流体雾化器用于第二均质步骤,优选喷雾干燥,则二流体雾化器的使用压力至多为10巴,优选至多8巴。
优选地,本发明涉及上述方法,优选如果使用二流体雾化器,用于喷雾干燥的空气和液体的压力至多为10巴,优选至多8巴。
二流体雾化器(2F雾化器)市售可得。所述雾化器可配备外部混合盖或内部混合盖。内部2F雾化器具有较低能量需求的优点。内部和外部2F雾化器产生不同的喷射角度,并且这将取决于所用干燥器的设计,优选2F雾化器类型。这对于本领域技术人员是容易推断的。
在一优选实施方案中,优选内部或外部混合雾化器。
用于二流体雾化器的压力可根据使用的具体模型而变化,但是可以由技术人员基于在混合步骤中制得的脂质球降低至本发明粒径的条件相应地确定,然而同时,不将其经受比所需更高的剪切力。
在一优选实施方案中,在经加工的组合物上施加低力量(优选剪切力)条件下进行所述工艺步骤c),即所述脂质相和所述水相混合,以及所述工艺步骤d),即雾化,优选喷雾干燥。
较佳的二流体雾化器优选具有特别高的喷涂能力,这对于经济生产是有利的。此外,二流体雾化器的优选使用允许在喷雾干燥期间施加低得多的压力,其优选导致施加到脂质球上的剪切力降低。在本领域已知的喷雾干燥方法中,使用高达200-300巴的压力。在本发明方法一优选实施方案中,用于雾化,优选喷雾干燥,的压力至多10巴,优选低于10巴,优选至多9巴,优选低于9巴,更优选至多8巴,优选低于8巴。
在本发明一优选实施方案中,旋转雾化器用于雾化,优选喷雾干燥。优选地,所述旋转雾化器以减小步骤c)获得的球的粒径并达到所得组合物所需的粒径分布的方式配置和操作。
本发明中,所述旋转雾化器的结构优选地由轮直径决定。
本发明中,与旋转雾化器一起使用的操作条件优选为轮的叶片端速,轮的转速和引入喷雾干燥器的空气的入口温度。
特别地,本发明优选使用轮直径为100-250mm,优选为100-150mm,更优选为120mm的旋转雾化器。在本发明另一优选实施例中,所述旋转雾化器运行的轮的叶片端速为50-120m/s,优选为60-100m/s,更优选为65-95m/s,最优选从70到90m/s。
在本发明一优选实施方案中,所述旋转雾化器中使用的旋转速度(以下也称为轮速)为10000-15000rpm(每分钟转数),优选为11000-14000,优选为11000或14000rpm。
上述旋转雾化器的轮直径,叶片端速和轮速的参数是互连的,这意味着如果一个改变,则另外两个也将改变。本发明中,叶片端速是最优选的参数。
在本发明另一优选实施方案中,所述雾化器,优选喷雾干燥器中使用的入口温度为150-230℃,优选为160-220℃,优选为170-210℃。
在本发明一优选实施例中,所述雾化器,特别是旋转雾化器,叶片端速为65-95m/s,优选为70-90m/s,所述雾化器,优选喷雾干燥器的入口温度为150-230℃,优选为160-220℃,优选为170-210℃。在本发明一进一步优选实施方案中,所述雾化器的叶片端速为65-95m/s,优选为70-90m/s,所述雾化器,优选喷雾干燥器的入口温度为193℃。在本发明一进一步优选实施方案中,所述雾化器的叶片端速为65-95m/s,优选为70-90m/s,所述雾化器的入口温度,优选为喷雾干燥器为175℃。
用气动喷嘴,优选二流体喷嘴,喷射的气体优选为压缩空气。优选地,用于干燥的气体优选为过滤的大气。气/液流量比(kg/kg)优选为1:1-1:19,优选1:1-1:9,特别是1:2。
进一步优选,干燥气体的入口温度至少为150℃,优选至少160℃,优选至少170℃,优选150-230℃,优选160-220℃,优选170-210℃。
优选地,本发明喷雾干燥之后获得的经喷雾干燥的含脂质和蛋白质组分的组合物,为喷雾干燥粉末,优选可以填充在适当的容器中。因此,本发明的组合物在一实施方案中为固体形式,优选经喷雾干燥形式,优选粉末化形式。
在一优选实施方案中,干燥步骤之后,特别是带式干燥步骤,获得的干燥的含脂质和蛋白质组分的组合物,其优选可以填充在适当的容器中。因此,本发明的组合物在一实施方案中为固体形式,优选经带式干燥的形式,优选粉末化形式。
在一特别优选实施方案中,在填充到容器中之前,已经以干燥形式存在的其他组分,例如一些矿物质,维生素和不可消化的低聚糖干混到干燥的,优选经带式干燥或喷雾干燥的,含脂质和蛋白质组分的组合物中。
然而,本发明干燥的,优选喷雾干燥的或带式干燥的,组合物也可以是液体形式,优选在水性介质中重新配置获得的干燥的,优选喷雾干燥的或带式干燥的形式后。
较佳地,在可选的干燥步骤,特别是喷雾干燥或带式干燥之后,特别是在水介质中随后重新配置后,还保留较大的脂质球,其优选地被极性脂质膜包覆,并因此更类似于天然人乳脂质球的直径和组成。因此,在用水重新配置时,通过本发明工艺制备的经干燥,优选经喷雾干燥或带式干燥的组合物仍显示出这些特征。
如果本文指定的添加到水相或脂质相中的成分对本发明工艺的任何步骤期间使用的温度或条件敏感,则它们也可以在工艺中稍后的时间点添加,如混合之后和可选的干燥之前,优选喷雾干燥或甚至在喷雾干燥之后。
本发明还涉及根据本发明工艺获得的含脂质和蛋白质组分的组合物,特别是根据本发明步骤d)获得的脂质球的粒径分布限定的。
因此,本发明提供了一种包含脂质球的含脂质和蛋白质的组合物,优选可获得的,最优选根据本发明工艺,特别是在步骤d)中获得的,该组合物a)包含小于10vol.-%的直径>12μm的脂质球和/或特征在于体积加权模直径为2.5-7.0μm的脂质球,和b)包含至少15vol.-%的直径为3-6μm的脂质球和c)包含至少7vol.-%的直径为1-2μm的脂质球。
本发明一优选实施方案中,提供了一种包含脂质球的含脂质和蛋白质的组合物,优选可获得的,最优选地根据本发明工艺,特别是在步骤d)中获得的,该组合物a)优选包含0-4vol.-%直径>12μm的脂质球和/或特征在于体积加权模直径为2.5-6.0μm的脂质球,和b)包含20-60vol.-%的具有直径为3-6μm的脂质球,以及c)包含至少10vol.-%的直径为1-2μm的脂质球。
在一优选实施方案中,本发明提供了一种包含脂质球的含脂质和蛋白质组分的组合物,优选可获得的,最优选地根据本发明工艺,特别是在步骤d)中获得的,该组合物a)包含小于10vol.-%直径>12μm的脂质球和/或特征在于体积加权模直径为2.5-7的脂质球,和b)包含至少7vol.-%的直径为1-2μm的脂质球,以及c)包含至少15vol.-%的直径为3-6μm的脂质球,以及d)包含小于35vol.-%的直径至少为5的脂质球。
优选地,通过根据本发明工艺获得的含脂质和蛋白质组分的组合物是营养组合物或药物组合物,优选婴幼儿配方奶粉或后续配方奶粉或成长乳。因此,优选地,所述组合物是液体或适于用含水溶液重,优选水,新配置后制备液体组合物的粉末。优选地,干燥的组合物,优选喷雾干燥或带式干燥的,本发明的组合物在消耗前优选用水重新配置。这将确保乳液的稳定性,尽管由于本发明组合物的大脂质球可能发生一点点乳化。少量的乳化是有益的,因为这也非常类似于母乳喂养的条件。
因此,根据本发明获得的含脂质和蛋白质组分的组合物优选施用于至多36个月,优选至多18个月,更优选至多12个月,甚至更优选至多6个月的年龄的人类受试者。特别地,通过本发明工艺获得的组合物适合并且用于为年龄至多为36个月的人类受试者提供每日营养需求,特别是年龄至多为24个月的婴幼儿,甚至更优选为年龄最多为18个月的婴幼儿,最优选年龄最多为12个月的婴幼儿。因此,含脂质和蛋白质组分的组合物或经喷雾干燥的含脂质和蛋白质组分的组合物用于喂养人类受试者。有利地,发现施用含有大脂质球,优选用极性脂质包覆,的组合物预防或降低肥胖的风险并改善身体组成,即在日后生活中增加瘦体质,减少脂肪量。
在可选的干燥步骤之后,优选喷雾干燥或带式干燥,本发明的组合物适宜地为粉末形式,其可优选用水重新配置以形成液体。在一优选实施方案中,可以预见的是将水性介质,优选水,添加到干燥的组合物中,优选经喷雾干燥或带式干燥获得的组合物,以获得液体或半液体重新配置的干燥组合物,优选经喷雾干燥或带式干燥的本发明组合物。因此,本发明还涉及一种液体或半液体重新配置组合物,其包含所述干燥组合物,优选经喷雾干燥或带式干燥的组合物,其根据本发明工艺在水性介质中喷雾干燥或带式干燥后获得。当干燥的组合物,优选经喷雾干燥或带式干燥的组合物为液体形式时,每天施用的优选体积为约80-2500mL,更优选约450-1000mL。这些量对于含液体脂质和蛋白质组分的组合物也是优选的。
在本发明一进一步优选实施方案中,本发明固体干燥组合物,优选经喷雾干燥或带式干燥的组合物或液体重新配置的干燥组合物,优选经喷雾干燥或带式干燥的组合物以及含液体脂质和蛋白质组分的组合物可以补充至少一种其他物质,特别是药学上或营养上有效的物质,以便获得药物或营养组合物,其包含本发明干燥组合物,优选经喷雾干燥或带式干燥的,重新配置的或液体组合物。
术语“体积加权模直径”(或基于体积的模直径)涉及基于总脂质体积出现最多的直径,或图形表示中的峰值,其在x-轴的直径以及在y轴以%表示的体积。
本发明中,如果不另外说明,术语脂质球的“体积-%(vol.-%)”是指具有特定直径或直径范围的特定脂质球群的体积相对于组合物中所有脂质球的总体积百分比。
在本文件及其权利要求中,动词“包含”及其变化形式以其非限制意义使用,意指包含该单词后面的项目,但不排除未具体提及的项目。另外,通过不定冠词“一”或“一个/种”提到一个元素也不排除存在多于一个元素的可能性,除非文中清楚地要求存在唯一的一个元素。因此,不定冠词“一”或“一个/种”通常意味着“至少一个/种”。
本发明进一步优选实施方案是从属权利要求的主题。
通过以下实施例和附图进一步描述本发明。
该图显示:
图示出了本发明工艺的流程图,其也在实施例中描述,其中comp.是组分的缩写,实线框代表水相,粗线框表脂质相,双线框代表混合物,即两相乳液。
实施例
本发明的工艺(A):
制备一种婴幼儿配方奶粉粉末,其包含每千克最终产品约4600kcal、约210g脂质、约525g易消化碳水化合物,约39g不消化低聚糖和约150g蛋白质。使用乳清蛋白浓缩物、脱脂奶粉、乳糖、植物油混合物(脂肪)和不消化的低聚糖制备组合物。还使用本领域已知的维生素、矿物质、微量元素。
水相的制备方法为本领域已知,其包含蛋白质、可消化的碳水化合物和其他成分,除脂肪和脂溶性维生素外。水相的干物质含量为40-60wt.%。将水相在85℃下巴氏杀菌6分钟。
脂肪相的制备方法为本领域已知。将植物油混合物加热至60℃,并以15-20的w/w比例加入水相中,并与台风螺旋桨混合器预混合。脂肪和水相混合物的总固体含量为40-60wt.%。
将预乳液进料到叶片端速为7-15m/s,狭缝宽度小于1mm的定子转子机(IKA)中。在第一次乳化步骤之后,收集产物并在3-4巴气压下使用气动雾化器(2F)第二次乳化。
对照方法(B):
在对照实验(命名B)中,除了叶片端速高于30m/s之外,使用与上述本发明工艺(A)完全相同的材料和工艺参数。
下表示出了根据本发明(A)的两步乳化方法获得的脂质球的粒径分布分析,其由此采用第一脂质球粒径测定混合步骤和第二脂质球粒径确定雾化步骤和对照(B)。
(μm=微米;v%=体积%)
A:本发明的两步均质方法,
B:对照一步均质方法
显然,本发明工艺在第二均质步骤期间显著改变了第一含蛋白质和脂质组分的组合物的粒径分布,特别是增加了较小脂质球的量并降低脂质球的尺寸,同时在对照方法中雾化步骤对粒径分布具有不太显著的影响。
在可选的实施方案中,通过第二均质后获得的组合物,即乳化步骤可以被干燥,特别是喷雾干燥或带式干燥。

Claims (28)

1.一种含脂质和蛋白质组分的组合物的制备工艺,其为婴幼儿配方奶粉或后续配方奶粉或成长乳且其包含脂质球,其包括以下步骤:
a)提供一具有含量为5-75wt.%(基于水相的总重量)干物质的水相,其包含至少一蛋白质组分,
b)提供一液体脂质相,其包含至少一脂质,以及
c)将所述脂质相与所述水相以3-50%(w/w)的比例均质,进行第一均质步骤,以获得包含脂质球的第一含脂质和蛋白质组分的组合物,其中至少10vol.-%的脂质球的直径>12μm和/或其中所述脂质球的体积加权模直径为5-25μm,
d)用雾化器将步骤c)获得的所述第一含脂质和蛋白质组分的组合物通过均质进行第二均质步骤,其中步骤c)获得的脂质球粒径降低,以获得包含脂质球的第二含脂质和蛋白质组分的组合物,其中小于10vol.-%脂质球的直径>12μm和/或其中所述脂质球的体积加权模直径为2.5-7μm。
2.根据权利要求1所述的工艺,其中步骤c)获得的脂质球的体积加权模直径为5-25μm,以及其中至少10vol.-%的脂质球的直径>12μm。
3.根据权利要求1或2任一项所述的工艺,其中至少20vol.-%的步骤c)获得的脂质球的直径为3-6μm。
4.根据前述任一项权利要求所述的工艺,其中至少35vol.-%的步骤c)获得的脂质球的直径至少为5μm。
5.根据前述任一项权利要求所述的工艺,其中小于7vol.-%的步骤c)获得的脂质球的直径为1-2μm。
6.根据前述任一项权利要求所述的工艺,其中步骤d)获得的脂质球的体积加权模直径为2.5-7μm,以及其中至少10vol.-%的脂质球的直径>12μm。
7.根据前述任一项权利要求所述的工艺,其中至少15vol.-%的步骤d)获得的脂质球的直径为3-6μm。
8.根据前述任一项权利要求所述的工艺,其中小于35vol.-%的步骤d)获得的脂质球的直径至少为5μm。
9.根据前述任一项权利要求所述的工艺,其中至少7vol.-%步骤d)获得的脂质球的直径为1-2μm。
10.根据前述任一项权利要求所述的工艺,其中步骤c)获得的包含脂质球的所述第一含脂质和蛋白质组分的组合物,其包含至少10vol.-%的直径>12μm的脂质球,所述脂质球的体积加权模直径为5-25μm,包含小于7vol.-%直径为1-2μm的脂质球,包含小于20vol.-%直径为3-6的脂质球和至少35vol.-%直径至少为5μm的脂质球,以及其中步骤d)获得的含脂质球的所述第二含脂质和蛋白质组分的组合物,其包含小于10vol.-%的直径>12μm的脂质球,所述脂质球的体积加权模直径为2.5-7μm,包含至少7vol.-%直径为1-2μm的脂质球,以及包含至少20vol.-%直径为3-6的脂质球和小于35vol.-%直径至少为5的脂质球。
11.根据前述任一项权利要求所述的工艺,其中步骤c)获得的直径为1-2μm的脂质球的vol.-%在步骤d)中增加至少5%(百分点),以获得包含脂质球的所述第二含脂质和蛋白质组分的组合物。
12.根据前述任一项权利要求所述的工艺,其中步骤c)获得的直径>12μm的脂质球的vol.-%在步骤d)中降低至少5%(百分点),以获得包含脂质球的所述第二含脂质和蛋白质组分的组合物。
13.根据前述任一项权利要求所述的工艺,其中步骤c)获得的脂质球的体积加权模直径在步骤d)中降低至少2μm,以获得包含脂质球的所述第二含脂质和蛋白质组分的组合物。
14.根据前述任一项权利要求所述的工艺,其中步骤c)获得的直径为3-6μm的脂质球的vol.-%在步骤d)中增加至少5%(百分点),以获得包含脂质球的所述第二含脂质和蛋白质组分的组合物。
15.根据前述任一项权利要求所述的工艺,其中步骤c)获得的体积至少为5μm的脂质球的vol.-%降低至少25%(百分点),以获得包含脂质球的所述第二含脂质和蛋白质组分的组合物。
16.根据前述任一项权利要求所述的工艺,其中在混合步骤c)之前,将步骤b)中提供的液体脂质相和步骤a)中提供的水相预混合。
17.根据前述任一项权利要求所述的工艺,其中所述第一均质步骤c)用静态混合器、在线混合器、转子定子机,空化器或通过膜乳化进行。
18.根据前述任一项权利要求所述的工艺,其中所述雾化器是气动雾化器或旋转雾化器。
19.根据权利要求15所述工艺,其中所述气动雾化器为二流体雾化器。
20.根据前述任一项权利要求所述工艺,其中紧随在第二均质步骤之后或同时进行干燥步骤。
21.根据前述任一项权利要求所述工艺,其中所述第二均质步骤d)作为喷雾干燥步骤进行,以获得经喷雾干燥的包含脂质球的含脂质和蛋白质组分的组合物。
22.根据前述任一项权利要求所述工艺,其中所述蛋白质组分选自脱脂乳、乳清、乳清蛋白、乳清蛋白分离物、乳清蛋白水解物、酪蛋白、酪蛋白水解物和大豆蛋白中的一种或多种。
23.根据前述任一项权利要求所述工艺,其中所述水相包含至少一选自可消化的碳水化合物,优选乳糖、不可消化的碳水化合物、维生素和矿物质中的一种或多种的其他组分。
24.根据前述任一项权利要求所述工艺,其中所述水相具有含量为30-50wt.-%的干物质(基于水相总重量)。
25.根据前述任一项权利要求所述工艺,其中在步骤a)之后和步骤c)之前,将所述水相消毒或巴氏灭菌。
26.根据前述任一项权利要求所述工艺,其中所述水相、所述脂质相、或所述水相和所述脂质相包含极性脂质,特别是0.5-20wt.%(基于所述组合物的总脂质)的磷脂。
27.一种含脂质和蛋白质组分的组合物,其根据权利要求1-26任一项所述工艺获得。
28.一种包含脂质球的含脂质和蛋白质的组合物,该组合物a)包含小于10vol.-%直径>12μm的脂质球和/或特征在于脂质球的体积加权模直径为2.5-7μm,以及b)包含至少7vol.-%直径为1-2μm的脂质球和c)包含至少15vol.-%直径为3-6μm的脂质球,和d)包含小于35vol.-%直径至少为5的脂质球。
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