CN110269103B

CN110269103B - 一种乳脂肪球及其制备方法

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Publication number: CN110269103B
Application number: CN201910653927.8A
Authority: CN
Inventors: 王兴国; 韦伟; 翁加玉; 陈嫣; 李靖雯; 刘威; 崔箫; 赵自宽; 金青哲; 张晖; 王小三
Original assignee: Jiangnan University
Current assignee: Jiangnan University
Priority date: 2019-07-19
Filing date: 2019-07-19
Publication date: 2022-11-11
Anticipated expiration: 2039-07-19
Also published as: WO2021012755A1; CN110269103A

Abstract

本发明涉及一种乳脂肪球及其制备方法，适用于婴儿配方食品中，属于油脂技术领域，所述脂肪球具有内外两层结构，其中内层为球状油滴，由多个纳米微球包覆球状油滴表面形成外层，纳米微球为被蛋白质和磷脂包裹的油脂。该乳脂肪球与母乳中乳脂肪球的粒径分布更为相似，具有3‑5μm的平均粒径利于婴幼儿对油脂的消化吸收，对婴幼儿成长发育具有益处；同时本发明所提供的乳脂肪球特殊的结构设置，有效的解决了大粒径乳液不稳定的难题。

Description

一种乳脂肪球及其制备方法

技术领域

本发明涉一种乳脂肪球及其制备方法，适用于婴儿配方食品中，属于油脂技术领域。

背景技术

人乳是一种天然的水包油型乳状液，其中为婴幼儿生长发育提供膳食能量的脂肪在水相(乳清相)中并非完全均匀的分散，而是以一种特殊的形态稳定存在，即人乳脂肪球(Human milk fat globules，HMFG)。乳中的TAG(约占总脂肪的98％)分散在乳液中，外面由磷脂、胆固醇等极性酯组成的膜包裹，使得乳状液呈现球形，故称乳脂肪球。人乳成熟乳中HMGF的平均粒径峰约为3-5μm，每毫升乳中约有1.5×10¹⁰个脂肪球，为消化酶提供了充足的可接触面积(2m²/g fat)，由于脂质消化基本上是界面过程，脂肪球的大小和结构在乳脂消化过程中起关键作用。

现代化的加工方式严重地破坏了乳脂肪球结构，如巴氏杀菌、高压均质、喷雾干燥等，其中影响比较大的是高压均质和喷雾干燥，加工后的乳中脂肪球的粒径会显著减小(平均粒径约250～700nm之间)，远小于人乳的粒径，脂肪球膜结构遭到破坏从而改变了油脂与脂肪酶的相互作用。

婴幼儿配方奶粉由于在制作过程中不可避免地会改变乳液粒子间的静电力和空间阻力，从而破坏脂肪球的结构并造成其粒径的变化，故目前配方奶粉脂肪球均为亚微米级。但亚微米乳与微米级脂肪球在肠道内消化速率存在差异，可能会对婴幼儿肥胖产生影响。脂肪球这种特殊的物理结构会影响婴儿胃肠道中乳脂的消化和吸收，加工过程破坏了脂肪球的结构，在体内消化分解的过程中产生一系列的反应，改变体内胃肠脂肪分解率，可能是造成食用配方乳粉的婴儿肥胖高发的原因之一。首先，加工过程破坏了胃脂酶与脂肪球膜的作用位点，改变了消化过程；其次，较小粒径的脂肪球在婴儿体内的消化速率较快，会更快的形成血脂浓度峰；再次，乳粉中的油脂不具备HMFG的调节乳脂消化速率的功能，较小粒径的HMFG富含中短碳链脂肪球，消化速率较快，而较大粒径的HMFG富含长链脂肪酸，在体内消化速率较慢。

因此，针对目前配方奶粉在脂肪组成上大多通过多种植物油配方来模拟母乳脂肪含量及脂肪酸组成，而乳脂肪球粒径和膜结构与母乳存在明显差别的现状，制备一种与母乳脂肪球粒径及膜结构更接近的大脂肪球以用于婴儿配方奶粉、较大婴儿配方奶粉、幼儿配方奶粉、以及婴幼儿配方食品等的生产中，对于婴幼儿的生产发育及预防肥胖具有长期益处。对配方奶粉进一步模拟母乳，提高喂养效果具有重要意义。

发明内容

为了解决目前存在的问题，本发明提供了一种乳脂肪球，所述脂肪球具有内外两层结构，其中内层为球状油滴，由多个纳米微球包覆球状油滴表面形成外层，纳米微球为被蛋白质和磷脂包裹的油脂。

在一种实施例中，所述内层的球状油滴为一种或多种油脂，所述外层的纳米微球中的蛋白质包括乳清蛋白、酪蛋白、乳铁蛋白和免疫球蛋白，所述外层的纳米微球中的油脂为混合甘油三酯，优选地，所述乳清蛋白和酪蛋白的比例为3:2。

在一种实施例中，所述内层球状油滴的平均粒径范围为3-5μm，外层纳米微球的平均粒径范围为200-300nm。

在一种实施例中，所述乳脂肪球的粒径分布范围为0.5-20μm。

在一种实施例中，所述外层纳米微球中蛋白质质量分数为50-80％，优选地为69-76％。

本发明的另一个目的在于提供一种乳脂肪球的制备方法，所述方法包括如下两个步骤：

步骤1，将脂肪球膜材料溶解于水中并进行均质过程得到纳米乳；

步骤2，将上述纳米乳与油脂混合并进行均质过程得到乳脂肪球。

本专利所述的均质过程约定为使混合体系中的分散物微粒化、均匀化的处理过程，这种处理同时起降低分散物尺度和提高分散物分布均匀性的作用。

在一种实施例中，所述步骤1中的均质过程为900rpm条件下磁力搅拌20-30min后，在10000-20000rpm剪切2min，所得溶液在300-800bar条件下均质，循环1～3次。

在一种实施例中，所述步骤2中的均质过程为9000rpm磁力搅拌30min，10000rpm高速剪切30s，30-100bar的低压均质循环1～3次。

在一种实施例中，所述步骤1中脂肪球膜的浓度为1～10wt％；优选地，所述步骤1中脂肪球膜的浓度为2～4wt％；所述步骤2中纳米乳与油脂的质量比为5:2～1:1；优选地，所述步骤2中纳米乳与油脂的质量比为5:3～5:4。

在一种实施例中，步骤2所述油脂为一种或多种大豆油、椰子油、葵花籽油。

在一种实施例中，所述溶解的方法包括磁力搅拌和剪切，步骤1中的均质所得纳米乳平均粒径为200-300nm，步骤2中均质所得的脂肪球粒平均径为3-5μm。

步骤1，将蛋白质、乳糖、甘油三酯、磷脂溶解于水中并进行均质得到纳米乳；

步骤2，将上述纳米乳与油脂混合并进行均质得到所述乳脂肪球。

在一种实施方式中，所述方法包括如下两个步骤：

步骤1，将2-4份含蛋白质、乳糖、甘油三酯和磷脂溶解于100份水中并经过搅拌、剪切均质后得到纳米乳；

步骤2，将上述100份纳米乳与60-80份油脂混合并进行均质得到所述乳脂肪球；其中所述油脂包括一种或多种大豆油、椰子油、棕榈仁油、菜籽油、葵花籽油、棕榈油、玉米油、鱼油、藻油、微生物发酵油脂、结构脂质。

所述结构脂质是经化学或者酶法改变甘油骨架上脂肪酸组成和(或)位置分布、具特定分子结构的三酰基甘油，即特定的脂肪酸残基位于特定的位置。通常所说的结构脂质是将短碳链脂肪酸、中碳链脂肪酸中的一种或者两种，与长碳链脂肪酸一起与甘油结合所形成的新型脂质。

本发明的优点和效果：

本发明所提供的乳脂肪球的粒径与母乳中乳脂肪球的粒径分布更为相似，具有3-5μm的大粒径利于婴幼儿对油脂的消化吸收，对婴幼儿成长发育具有益处；同时本发明所提供的乳脂肪球特殊的结构设置，有效的解决了大粒径乳液不稳定的难题。并且，该乳脂肪球可以广泛应用于婴幼儿食品。

本发明所提供的乳脂肪球的制备方法，技术方案简单，经济，安全，适合工业生产。

附图说明

图1为新鲜母乳、高压均质母乳、婴儿配方乳和实施例1所制备的乳脂肪球体外消化过程在胃相(A)及肠相(B)中的脂解程度

图2为新鲜母乳与实施例1所得高压均质母乳乳脂肪球体外消化过程胃相(A、B)与肠相(A’、B’)中的粒径分布(G0、G30、G60、G90、G120分别指胃相消化为0min、30min、60min、90min、120min；I30、I60、I90、I120分别指肠相消化30min、60min、90min、120min)

图3婴儿配方乳与实施例1所得乳脂肪球乳液体外模拟消化过程胃相(A、B)与肠相(A’、B’)中的粒径分布(G0、G30、G60、G90、G120分别指胃相消化为0min、30min、60min、90min、120min；I30、I60、I90、I120分别指肠相消化30min、60min、90min、120min)

图4新鲜母乳在体外模拟消化过程中微观形态的变化(G0、G30、G60、G90、G120分别指胃相消化为0min、30min、60min、90min、120min；I30、I60、I90、I120分别指肠相消化30min、60min、90min、120min，A组为Nile Red染色甘油三酯，B组为Rh-DOPE染色磷脂)

图5婴儿配方乳在体外模拟消化过程中微观形态的变化(G0、G30、G60、G90、G120分别指胃相消化为0min、30min、60min、90min、120min；I30、I60、I90、I120分别指肠相消化30min、60min、90min、120min，A组为Nile Red染色甘油三酯，B组为Rh-DOPE染色磷脂)

图6实施例1中所得乳脂肪球乳液体外模拟消化过程中微观形态的变化(G0、G30、G60、G90、G120分别指胃相消化为0min、30min、60min、90min、120min；I30、I60、I90、I120分别指肠相消化30min、60min、90min、120min，A组为Nile Red染色甘油三酯，B组为Rh-DOPE染色磷脂)

图7实施例1中所得乳脂肪球乳液在4℃条件下的储藏时间对粒径的影响(0d、3d、7d、15d、30d分别表示储存时间为0天、3天、7天、15天、30天)

具体实施方式

实施例1：

乳脂肪球乳液的制备：将某品牌乳脂球膜MFGM溶解于常温水中，在9000rpm条件下磁力搅拌20min形成2％的溶液，将溶液在18000rpm速度下剪切2min，之后使用高压均质机对溶液进行均质，均质压力为300bar，循环次数为3，制得纳米乳；以此纳米乳为乳化剂，与大豆油进行混合，其中纳米乳与油脂的质量比为5:4，9000rpm磁力搅拌30min，10000rpm高速剪切1min，30-40bar的低压均质一循环。

高压均质母乳制备：取100mL新鲜母乳，使用均质机高压均质，均质条件为300bar，1循环。

婴儿配方乳的制备：取某品牌添加乳脂肪球膜的婴儿配方乳粉15g加入100mL 37℃-40℃的温开水中搅拌均匀。

粒径测量：利用S3500型激光粒度分析仪测定新鲜母乳、高压均质母乳、婴儿配方乳粉、乳脂肪球的粒径分布及上述样品在体外消化样本的粒径分布。选用湿法模式测定，样品分析参数设定为球形，折射系数1.460。在0.2mL样本中依次加入0.2mL EDTA/NaOH(35mM，pH＝7.0)缓冲液与0.2mL SDS溶液(1％)来裂解酪蛋白胶束与防止脂肪球之间的聚集，上述溶液混合后进行测定。每个样品测定重复3次以上取平均值。

共聚焦测量：样本的制备：取上述样品200μL，0.1mg/mL Nile Red染料与样本以1:10(v/v)混合；1mg/mL Rh-DOPE荧光探针与样本以1:40(v/v)混合，均避光染色30min以上，取8μL样本于载玻片上，20μL的琼脂糖(0.5％w/v，45℃)固定，盖上盖玻片。

CLSM参数：Nile Red荧光探针于488nm处，Ar⁺激光器激发，发射光接收范围500-600nm，Rh-DOPE荧光探针于552nm处，He-Ne激光器激发，发射光接收范围565-615nm，利用×40物镜进行观测。

体外消化：婴儿体外模拟消化装置主要由控制系统、胃及小肠模拟装置、蠕动泵、消化系统、清洗系统、水浴槽及摇床等构成。分别对新鲜母乳、配方乳粉、实施例1所得乳脂肪球进行体外模拟消化，并在0、30、60、90、120min分别从胃相和肠相中取样进一步分析。

结果说明：(1)新鲜母乳的最终脂解程度高于婴儿配方乳，与高压均质母乳在肠相中的脂解程度趋势较为一致，婴儿配方乳粉与实施例1所得乳脂肪球最终的水解程度差异较小。(如图1所示)

(2)制备所得乳脂肪球的内层球状油滴的平均粒径范围为3.85μm，外层纳米微球的平均粒径为228nm。在消化过程中，新鲜母乳粒径大致在1-20μm区间范围内呈单峰正态分布，而高压均质母乳粒径分布范围为0.02-8.00μm。实施例1所得脂肪球粒径主要分布于0.5-20μm间，更类似于新鲜母乳的粒径分布，而婴儿配方乳粉的粒径主要分布在0.02-30μm区间，更类似于均质过后的母乳。(如图2、图3所示)

(3)新鲜母乳在整个胃相消化期间，人乳脂肪球(HMFGs)没有发生明显的聚集成团现象且乳脂球膜(MFGM)仍呈球状存在。而婴儿配方乳粉在胃相中存在脂滴间相互融合的现象，在最初的奶粉液滴中少见有包裹成膜的形态。实施例1所得乳脂肪球中在初始时即观察到了存在磷脂包裹脂滴的类似HMFGs结构，较市场上标准的婴儿配方奶粉其在消化过程中脂质形态的变化更接近于新鲜母乳。(如图4、图5、图6所示)

实施例2：

乳脂肪球乳液制备：将MFGM溶解于常温水中，在9000rpm条件下磁力搅拌20min形成2％的溶液，将溶液在18000rpm速度下剪切2min，之后使用高压均质机对溶液进行均质，均质压力为300bar，循环次数为3，制得纳米乳；以此纳米乳为乳化剂，与大豆油进行混合，其中纳米乳与油脂的质量比为5:4，9000rpm磁力搅拌30min，10000rpm高速剪切1min，30-40bar的低压均质一循环。

稳定性实验：将此乳液放于4℃做储存实验，并分别于0d、3d、7d、15d、30d测其粒径分布。

小鼠喂养实验：选用健康成年雄性小鼠24只，隔夜禁食后內眦静脉采血，生化管收集血液，并将其随机分为两组，实验组和对照组分别以实施例2制备所得的乳脂肪球乳液和婴儿配方乳按8kcal/kg灌胃后，120分钟內眦静脉取血，生化管收集血液，检测血清甘油三酯、胆固醇、游离脂肪酸(free fatty acids，FFA)含量。

结果表明：

(1)乳脂肪球乳液在储存期间粒径分布具有相似性，本方法所制得的乳脂肪球乳液确实具有较高的稳定性。(如图7所示)

(2)以实施例2所得的乳脂肪球乳液和婴儿配方乳灌胃的两组大鼠灌胃前后及组别之间胆固醇差异无统计学意义；两组大鼠灌胃前后FFA、甘油三酯均有显著增高，同时灌胃120min后乳脂肪球乳液组大鼠血清FFA、甘油三酯浓度均显著低于婴儿配方乳组，这可能会对婴幼儿预防肥胖有长期益处(如表1所示)

表1大鼠空腹胆固醇、甘油三酯、游离脂肪酸的变化(mean±sd)

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种乳脂肪球，其特征在于，所述脂肪球具有内外两层结构，其中内层为球状油滴，由多个纳米微球包覆球状油滴表面形成外层，纳米微球为被蛋白质和磷脂包裹的油脂；

所述内层球状油滴的平均粒径范围为3-5μm，外层纳米微球的平均粒径范围为200-300nm；

所述外层的纳米微球中的蛋白质包括乳清蛋白、酪蛋白、乳铁蛋白和免疫球蛋白，所述乳清蛋白和酪蛋白的比例为3:2，

所述乳脂肪球的粒径分布范围为0.5-20μm。

2.根据权利要求1所述的一种乳脂肪球，其特征在于，所述内层的球状油滴为一种或多种油脂，所述外层的纳米微球中的油脂为混合甘油三酯。

3.根据权利要求1或2所述的一种乳脂肪球，其特征在于，所述外层纳米微球中蛋白质质量分数为50～80％。

4.根据权利要求1或2所述的一种乳脂肪球，其特征在于，所述外层纳米微球中蛋白质质量分数为60-76％。

5.如权利要求1所述的一种乳脂肪球的制备方法，其特征在于，所述方法如下：

将乳脂球膜MFGM溶解于常温水中，在9000rpm条件下磁力搅拌20min形成2％的溶液，将溶液在18000rpm速度下剪切2min，之后使用高压均质机对溶液进行均质，均质压力为300bar，循环次数为3，制得纳米乳；以此纳米乳为乳化剂，与大豆油进行混合，其中纳米乳与油脂的质量比为5:4，9000rpm磁力搅拌30min，10000rpm高速剪切1min，30-40bar的低压均质一循环；

所述乳脂球膜MFGM为蛋白质、乳糖、甘油三酯和磷脂。