CN111328882A - 一种仿人乳脂肪球结构乳液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种仿人乳脂肪球结构乳液及其制备方法。所述乳液主要由脂质、乳脂肪球膜磷脂(MFGM)和超纯水组成，各组分质量百分比为：脂质5‑30％、超纯水65‑94.5％、MFGM0.5‑6％；所述脂质包括1，3‑二油酸2‑棕榈酸甘油三酯(OPO结构脂)、椰子油、豆油和亚麻籽油。本发明以OPO结构脂与混合植物油为芯材，MFGM为乳化剂，脂肪酸的组成和乳液表面结构更接近母乳。另外，通过高速剪切结合超声乳化法制备乳液，平均粒径与母乳脂肪酸球高度相似。本发明可作为婴儿配方奶粉的配料，改善配方奶粉喂养时容易发生的上火、便秘等情况，并降低成年后肥胖风险。
Description
技术领域
本发明属于食品技术领域，特别是涉及一种仿人乳脂肪球结构乳液及其制备方法。
背景技术
奶粉“母乳化”是婴儿配方奶粉的目标，已从早年的母乳“成分模拟”、“宏观母乳化”发展到了如今的“功能模拟”、“微观母乳化”。最具代表性的是婴儿配方奶粉中的脂质，从最初简单的脂质组成母乳化，发展到近年的甘油三酯(TAG)分子结构母乳化。结构脂1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯(OPO结构脂)通过酶法脂交换技术模拟母乳脂质分子结构，使sn-2位点上棕榈酸比例高达40％以上，更接近母乳水平，添加入婴儿配方奶粉，使脂肪分子结构发生改变，弥补了传统婴儿奶粉与母乳在TAG分子结构上的差异，大大提高婴儿胃肠道对sn-2位点上棕榈酸的吸收率，从而有效的提高婴儿对于脂肪酸(能量)和钙等矿物质的吸收和利用，减少营养成分流失。虽然OPO结构脂在婴儿配方奶粉中的应用使TAG分子结构进一步实现“母乳化”，但在脂肪酸组成、乳脂肪球膜结构以及粒径大小方面与母乳仍有较大差距。
据研究，脂肪酸组成影响婴儿对钙、脂肪和能量的吸收。母乳脂肪酸主要由油酸(30％)、棕榈酸(20％)、亚油酸(15％)、肉豆蔻酸(7％)、硬脂酸(6％)以及中链脂肪酸(C8-C12)组成。其中，二十二碳六烯酸(DHA)和二十碳五烯酸(EPA)对婴儿视网膜和神经系统的发育发挥至关重要的作用。由于植物油来源广泛多样，植物油中脂肪酸成分的多样性可供配方奶粉选用不同的油源组合，使其尽可能接近母乳中的脂肪酸成分。椰子油中的中链脂肪酸和肉豆蔻酸的含量较高，豆油中含有丰富的亚油酸、油酸和棕榈酸，亚麻籽油以亚麻酸、油酸和亚油酸为主，其中的α-亚麻酸在体内可转化为DHA和EPA。因此，本发明选用商业化植物油椰子油、豆油和亚麻籽油为原料，依据母乳主要脂肪酸和具有生理功能的脂肪酸的类型和水平进行组合模拟，使本发明在脂肪酸组成上进一步实现“母乳化”。
母乳中的脂质主要以大小不同的脂肪球(MFG)存在，其粒径分布在0.2-10μm，平均直径约4-5μm。MFG以TAG为核心，外面包被具有三层生物膜结构的乳脂肪球膜(MFGM)，起到乳化剂的作用，可防止脂滴聚结和内源性脂肪酶的水解。MFGM虽然占比不足母乳总脂质的1％，却有着特殊的生理功能，如抑菌杀菌、促进脂质消化吸收、降低血胆固醇、促进新生儿肠道发育等，已被认定为一种兼具营养和药用价值的保健品，其在婴儿配方奶粉中的添加也是当前国际上关注的热点。据资料显示，早期饮食中只有同时具备大粒径和乳磷脂包被的乳脂肪球才能防止后期高脂饮食作用下的脂肪蓄积。然而，婴儿配方奶粉的生产过程使MFG的平均直径相较母乳MFG明显减小(0.3-1.0μm)；同时，脱脂工艺致使MFGM大量流失，蛋白质(酪蛋白为主)取代了MFGM成为主要稳定剂。由此可见，婴儿配方奶粉乳脂肪球在粒径大小和油水界面结构上都与天然母乳相去甚远，这将为婴儿未来的脂质代谢和营养健康状况埋下隐患。为铲除这一隐患，本发明以MFGM为乳化剂，优化乳液乳化条件，控制乳液粒径在3-5μm范围内，实现乳脂肪球在粒径大小和界面结构上的“母乳化”。
目前，通常采用高压均质技术制备婴儿配方乳液，如McSweeney等人采用均质法制备不同脂肪含量的婴儿配方乳液，研究pH值对乳蛋白成分稳定的婴儿配方乳液热聚合的影响；Seamus等人以卵磷脂和单甘油酯为乳化剂通过高压均质法制备婴儿配方乳液，研究不同乳化剂对婴儿配方乳液热稳定性的影响。
中国专利申请CN110122595公开了一种人乳脂代替组合物，通过对甘油三酷sn-2位的脂肪酸组成浓度与比例进行设置，改善婴幼儿脂质吸收，促进矿物离子的吸收，提高功能性脂肪酸的生物利用率。
中国专利申请CN109430428公开了一种OPO结构脂纳米乳液的制备方法，通过将含有亲油乳化剂的OPO结构脂和含有亲水乳化剂的去离子水混合均质得到纳米乳液，以提高物理稳定性和生物利用率。
然而，以上专利或制备方法较为复杂、能耗大，或仅针对脂质组成进行模拟，亦或仅考虑乳液的稳定性和利用率，与真实的母乳脂肪球在脂肪酸组成和表面结构、粒径等方面存在较大差异，不能实现最大程度的脂质“母乳化”。
仿人乳脂肪球结构乳液不仅从脂肪酸组成、脂肪球膜的结构对母乳脂肪球进行模拟，还从对脂质吸收有较大影响的脂肪球粒径等多方面进行控制，实现了对母乳脂肪球最大程度的模拟，可应用于婴儿配方奶粉以改善奶粉喂养造成的诸多问题。另外，在制备方法上采用操作简单、绿色节能的高速剪切结合超声乳化法制备更仿人乳脂肪球结构乳液，便于工业化的应用与生产。
发明内容
本发明的目的在于提供一种仿人乳脂肪球结构乳液及其制备方法。本发明仿人乳脂肪球结构乳液，实现对母乳脂肪球在脂肪酸组成、脂肪球膜结构以及脂肪球粒径三个方面最大程度的模拟，可应用于婴儿配方奶粉以改善奶粉喂养造成的诸多问题，具有较好的实际使用价值。
为了达到上述目的，本发明采取以下技术方案：
一种仿人乳脂肪球结构乳液，其特征在于，所述乳液主要由脂质、乳脂肪球膜磷脂(MFGM)和超纯水组成，各组分质量百分比为：脂质5-30％、超纯水65-94.5％、MFGM0.5-6％；所述脂质包括1，3-二油酸2-棕榈酸甘油三酯(OPO结构脂)、椰子油、豆油和亚麻籽油，脂质各组分质量百分比为：OPO结构脂10-30％、椰子油20-40％、豆油10-30％、亚麻籽油10-30％。
进一步地，所述乳液各组分质量百分比优选为：脂质10-25％、超纯水72-89％、MFGM1-5％。
进一步地，乳液的粒径为3-5μm。
本发明还提供了上述仿人乳脂肪球结构乳液的制备方法，包括如下步骤：
(1)油相制备：将OPO结构脂、椰子油、豆油、亚麻籽油混合，加热，搅拌至各组分融化混合均匀；
(2)水相制备：将MFGM加入超纯水中，加热并搅拌至MFGM完全溶解；
(3)高速剪切：将步骤(1)制得的油相与步骤(2)制得的水相混合，用高速剪切机剪切得到粗乳液；
(4)超声：将步骤(3)制得的粗乳液超声处理，得到所述仿人乳脂肪球结构乳液；
优选地，步骤(1)中加热温度为40-50℃。
优选地，步骤(2)中加热温度为40-50℃
优选地，步骤(3)中高速剪切机的剪切速率为15000-25000rpm，剪切时间为1-3min。
优选地，步骤(4)中超声时间为60-180s，超声的工作时间为2-4s，间歇时间为1-3s，功率为180-450W。
本发明采用MFGM为乳化剂以OPO结构脂和混合植物油为油相制备了一种仿人乳脂肪球结构乳液。本发明具有以下技术特点：
1)本发明通过OPO结构脂与混合植物油的配合，采用MFGM为乳化剂，形成的乳液体系脂肪球粒径约为3-5μm，从脂肪酸组成、脂肪球膜表面结构以及乳液粒径上最大程度模仿母乳；
2)本发明采用高速剪切结合超声的制备方法，操作绿色便捷，制备的乳液体系均匀、粒径可控，便于工业化的应用。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图；
图2是具体实施方式中实施例1-2制备得到的仿人乳脂肪球结构乳液的粒径分布示意图。
图3是具体实施方式中实施例1-2制备得到的仿人乳脂肪球结构乳液的微观结构示意图。
具体实施方式
以下具体实施例是对本发明提供的方法与技术方案的进一步说明，但不应理解成对本发明的限制。
本发明公开了一种仿人乳脂肪球结构乳液，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明所述仿人乳脂肪球结构乳液已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。
一种仿人乳脂肪球结构乳液，所述乳液主要由脂质、乳脂肪球膜磷脂(MFGM)和超纯水组成，其中脂质包括1，3-二油酸2-棕榈酸甘油三酯(OPO结构脂)和混合植物油(椰子油、豆油和亚麻籽油)。所述乳液各组分质量百分比：脂质：5-30％；超纯水：65-94.5％；MFGM：0.5-6％。
如图1所示，是本发明一种仿人乳脂肪球结构乳液的制备方法流程图，主要包括如下步骤：
(1)油相制备：将OPO结构脂、椰子油、豆油、亚麻籽油混合，加热，搅拌至各组分融化混合均匀；
(2)水相制备：将MFGM加入超纯水中，加热并搅拌至MFGM完全溶解；
(3)高速剪切：将步骤(1)制得的油相与步骤(2)制得的水相混合，用高速剪切机剪切得到粗乳液；
(4)超声：将步骤(3)制得的粗乳液超声处理，得到所述仿人乳脂肪球结构乳液；
(5)将步骤(4)得到的仿人乳脂肪球结构乳液进行储存、检验。
下面结合实施例，进一步阐述本发明。
实施例1：
(1)油相制备：将2.47g OPO结构脂、2.70g椰子油、2.47g豆油和2.47g亚麻籽油混合，40℃加热，搅拌至各组分融化混合均匀；
(2)水相制备：将3g MFGM加入97g超纯水中，加热至40℃并搅拌至MFGM完全溶解；
(3)高速剪切：将步骤(1)制得的油相与步骤(2)制得的水相以1:9质量比混合，用高速剪切机以20,000rpm剪切2min得到粗乳液；
(4)超声：将步骤(3)制得的粗乳液用270W功率超声处理120s，得到所述仿人乳脂肪球结构乳液；
将得到的仿人乳脂肪球结构乳液进行储存、检验。通过平均粒径和zeta电位检测，所得仿人乳脂肪球结构乳液粒度D(4,3)为4.15±0.67μm，zeta电位为-8.39±2.55mV，粒径分布如图2所示。与已知文献报道的母乳粒径分布在0.2-10μm，平均直径约4μm，十分接近。
实施例2：
(1)油相制备：将2.35g OPO结构脂、4.70g椰子油、2.35g豆油和2.35g亚麻籽油混合，40℃加热，搅拌至各组分融化混合均匀；
(2)水相制备：将5g MFGM加入95g超纯水中，加热至40℃并搅拌至MFGM完全溶解；
(3)高速剪切：将步骤(1)制得的油相与步骤(2)制得的水相以1:8.5质量比混合，用高速剪切机以15,000rpm剪切2min得到粗乳液；
(4)超声：将步骤(3)制得的粗乳液用270W功率超声处理90s，得到所述仿人乳脂肪球结构乳液；
将得到的仿人乳脂肪球结构乳液进行储存、检验。通过平均粒径和zeta电位检测，所得仿人乳脂肪球结构乳液粒度D(4,3)为4.23±0.71μm，zeta电位为-9.87±0.45mV，粒径分布如图3所示。与已知文献报道的母乳粒径分布在0.2-10μm，平均直径约4μm，十分接近。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种仿人乳脂肪球结构乳液，其特征在于，所述乳液主要由脂质、乳脂肪球膜磷脂(MFGM)和超纯水组成，各组分质量百分比为：脂质5-30％、超纯水65-94.5％、MFGM0.5-6％；所述脂质包括1，3-二油酸2-棕榈酸甘油三酯(OPO结构脂)、椰子油、豆油和亚麻籽油，脂质各组分质量百分比为：OPO结构脂10-30％、椰子油20-40％、豆油10-30％、亚麻籽油10-30％。
2.根据权利要求1所述的一种仿人乳脂肪球结构乳液，其特征在于，所述乳液各组分质量百分比为：脂质10-25％、超纯水72-89％、MFGM1-5％。
3.根据权利要求2所述的一种仿人乳脂肪球结构乳液，其特征在于，乳液的粒径为3-5μm。
4.一种权利要求1-3中任一项所述的仿人乳脂肪球结构乳液的制备方法，包括如下步骤：
(1)油相制备：将OPO结构脂、椰子油、豆油、亚麻籽油混合，加热，搅拌至各组分融化混合均匀；
(2)水相制备：将MFGM加入超纯水中，加热并搅拌至MFGM完全溶解；
(3)高速剪切：将步骤(1)制得的油相与步骤(2)制得的水相混合，用高速剪切机剪切得到粗乳液；
(4)超声：将步骤(3)制得的粗乳液超声处理，得到所述仿人乳脂肪球结构乳液；
(5)将步骤(4)得到的仿人乳脂肪球结构乳液进行储存、检验。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)加热温度为40-50℃。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)加热温度为40-50℃。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)高速剪切机剪切速度为15000-25000rpm，处理时间为1-3min。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)超声时间为60-180s，超声的工作时间为2-4s，间歇时间为1-3s，功率为180-450W。
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