CN112020568A - 用于喷雾干燥岩藻糖基乳糖溶液的方法及相关产品组合物 - Google Patents

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Abstract

本说明书涉及通过喷雾干燥由FL溶液制备干燥的岩藻糖基乳糖(FL)的方法。本说明书还涉及例如通过本说明书中公开的方法获得的具有高堆积密度的粉末形式的FL，以及包含所述FL的益生元，益生菌和食品。

Description

用于喷雾干燥岩藻糖基乳糖溶液的方法及相关产品组合物
相关专利申请的交叉引用
本说明书要求美国临时专利申请号62/632,153(2018年2月19日提交)和62/648,428(2018年3月27日提交)；以及欧洲专利申请号EP18164250.5(2018年3月27日提交)的优先权。上述每个专利申请的全文通过引用结合到本说明书中。
领域
本说明书涉及通过喷雾干燥从岩藻糖基乳糖(FL)溶液制备干燥的岩藻糖基乳糖的方法。本说明书还涉及具有高堆积密度的粉末形式的FL，例如通过本说明书中公开的方法获得的，并且涉及包含FL的益生元，益生菌和食品。
背景
糖是人乳的主要组分。尽管二糖乳糖在这些糖中占主导地位，但是人乳中还含有超150种结构更复杂的被称为人乳寡糖(HMOs)的糖。乳糖作为婴儿的能量来源，而HMOs通常是不易消化的但提供多种其他生理益处。例如，各种HMOs促进有益肠道微生物的发展(“益生元”效应)，阻止病原体粘附到肠上皮表面并调节先天免疫系统；并被认为在大脑发育和神经元活动中起作用。
最丰富的HMO是2’-岩藻糖基乳糖(2’-FL)，它由在半乳糖单元的2’-位岩藻糖基化的乳糖组成。人乳中也存在3-岩藻糖基乳糖(3-FL)，其中乳糖在葡萄糖单元的3-位岩藻糖基化。与乳制品动物产生的寡糖不同，大多数人乳寡糖都是岩藻糖基化的。
已经开发了用于工业规模生产HMOs的技术，主要用于婴儿配方产品中。例如，某些HMOs(例如2’-FL和3-FL)是由培养的微生物例如重组大肠杆菌(E.coli)合成的，然后通过一系列纯化步骤从培养物产生的生物分子培养液中分离出来。纯化2’-FL或3-FL的最后阶段通常包括一个或多个步骤，该步骤用于干燥溶液中的寡糖以除去尽可能多的溶剂，从而产生便于储存和运输的粉末。在糖领域中已经报道了多种干燥技术，包括例如喷雾干燥；流化床干燥；闪速干燥；在鼓式、锥形或球形干燥器中干燥；用内部研磨机干燥；真空干燥；以及上述两种或多种的组合。
特别是在喷雾干燥中，溶液被分散成液滴，并在喷雾干燥器的室内暴露于热气体(在2’-FL和3-FL的情况下通常为空气)中。液滴的大表面积使溶剂迅速蒸发，留下固体粉末颗粒。从室中排出湿空气并收集粉末。
致密粉末通常比密度较小的粉末更能有效的储存和运输。粉末的密度通常表示为“松散堆积密度(loose bulk density)”和“振实堆积密度(tapped bulk density)，松散堆积密度是当将粉末倾倒入给定体积时适合于该给定体积的粉末的重量，而“振实堆积密度”是将粉末通过定义数量的标准化的“轻拍(taps)”压实到给定体积后适合于该给定体积的粉末的重量。
需要具有高堆积密度的FL粉末，并且，据此，需要一种获得该粉末的方法，以提高粉末的储存、运输和处理的效率，从而降低生产商，零售商，并最终是消费者的成本。
概述
本说明书一般性地提供通过喷雾干燥制备岩藻糖基乳糖(FL)的方法，以及具有高堆积密度的FL粉末。
本说明书部分提供了制备干燥的FL，尤其是干燥的2’-FL或3-FL的方法。该方法包括：
提供在水性介质中包含2’-FL和/或3-FL的FL溶液，
将FL溶液进料到喷雾干燥器中，和
使用喷雾干燥器喷雾干燥FL溶液。
在此，FL溶液不包含有机溶剂或包含少于1％(重量)的有机溶剂。在一些实施方案中，在喷雾干燥之前，FL溶液的白利糖度值为约8至约75％白利糖度。在一些实施方案中，在喷雾干燥之前，FL溶液的温度为约2至约70℃。在一些实施方案中，喷雾干燥器是并流喷雾干燥器。在一些实施方案中，喷雾干燥器是逆流喷雾干燥器。在一些实施方案中，喷雾干燥器附接到外部流化床。在一些实施方案中，喷雾干燥器包括雾化轮，转盘，高压喷嘴或双流体喷嘴。在一些实施方案中，喷雾干燥器包含雾化轮。在一些实施方案中，雾化轮以约10,000至约28,000rpm的速度操作。在一些实施方案中，喷雾干燥器使用的是入口温度为约120至约280℃的空气。在一些实施方案中，喷雾干燥器的空气出口温度为约80至约110℃。
本说明书还部分提供了根据本说明书制备的干燥的FL(特别是干燥的2’-FL或3-FL)。
本说明书还部分提供了粉末形式的FL，其中FL为2’-FL或3-FL。在某些实施方案中，2’-FL或3-FL粉末表现出：
约500至约700g/L的松散堆积密度，
约600至约850g/L的100x振实堆积密度，
约600至约900g/L的625x振实堆积密度和/或
约650至约900g/L的1250x振实堆积密度。
在一些实施方案中，FL粉末的水分含量为小于约9.0％(重量)的水。在一些实施方案中，FL粉末的水分含量为约3.0至约5.0％(重量)的水。在一些实施方案中，FL粉末的水分含量为小于约2.3％(重量)的水。
本说明书还部分提供了根据本说明书制备的FL(特别是2’-FL或3-FL)，其用于预防和/或治疗疾病。
本说明书部分提供了一种包含根据本说明书制备的FL(特别是2’-FL或3-FL)的益生元产品。
本说明书还部分提供了制备益生元产品的方法。该方法包括：
根据本说明书制备干燥的FL(特别是2’-FL或3-FL)，和
将干燥的FL与一种或多种益生元成分混合。
本说明书还部分提供了制备益生元产品的方法。该方法包括将本说明书中描述的FL粉末与一种或多种益生元成分混合。
本说明书部分提供了一种包含根据本说明书制备的FL(特别是2’-FL或3-FL)的益生菌产品。
本说明书还部分提供了制备益生菌产品的方法。该方法包括：
根据本说明书制备干燥的FL(特别是2’-FL或3-FL)，和
将干燥的FL与一种或多种益生菌成分混合。
本说明书还部分提供了制备益生菌产品的方法。该方法包括将本说明书中描述的FL粉末与一种或多种益生菌成分混合。
本说明书还部分提供了一种制备食品的方法。该方法包括：
根据本说明书制备干燥的FL(特别是干燥的2’-FL或3-FL粉末)，和
将干燥的FL与一种或多种食品成分混合。
本说明书还部分提供了制备食品的方法。该方法包括将本说明书中描述的FL粉末与一种或多种食品成分混合。
本说明书还部分提供了包含根据本说明书制备的FL(特别是2’-FL或3-FL)的食品。
在一些上述实施方案中，食品包括婴儿配方食品。
通过阅读本说明书，本说明书的教导的进一步益处对于本领域的技术人员将是显而易见的。
附图说明
图1显示了通过实施例1中所述的喷雾干燥方法制备的2’-FL粉末。
图2显示了在40℃下将28克通过实施例1中所述的喷雾干燥方法制备的2’-FL粉末溶于180mL的水中而得到的溶液。
图3显示了将通过实施例7中所述的喷雾干燥方法制备的3-FL粉末溶于水中而得到的溶液。
详细说明
该详细说明旨在使本领域的其他技术人员熟悉申请人的发明，其原理及其实际应用，以便本领域的其他技术人员可以以多种形式适应和应用申请人的发明，因为它们可能最适合满足特定用途的要求。尽管指示了某些实施方案，但是该详细说明及其特定的实施例仅旨在用于说明的目的。因此，本说明书不限于所描述的实施方案，并且可以进行各种修改。
本说明书提供了用于制备干燥的岩藻糖基乳糖(FL)的方法。一般地，该方法包括将在水溶性介质中包含2’-FL和/或3-FL的FL溶液进料到喷雾干燥器中，并使用喷雾干燥器喷雾干燥FL溶液。
岩藻糖基乳糖
岩藻糖基乳糖(FL)的化学结构由岩藻糖基化乳糖即与岩藻糖单糖单元连接的乳糖二糖组成。乳糖由通过β1-4糖苷键连接的α-或β-葡萄糖亚单元和β-半乳糖亚单元组成。乳糖和岩藻糖的结构如下所示。
Figure BDA0002726375020000051
在2’-FL中，岩藻糖与半乳糖的2’-碳相连。在3-FL中，岩藻糖与葡萄糖的3-碳相连。2’-FL和3-FL的结构如下所示。
2’-岩藻糖基乳糖
Figure BDA0002726375020000052
3-岩藻糖基乳糖
Figure BDA0002726375020000061
在室温和室压下，2’-FL和3-FL通常是白色至象牙色的可溶于水的固体。
FL溶液
“FL溶液”包含溶解在水性介质中的FL。水性介质是包含水的溶剂。在一些实施方案中，水性介质是纯水。在其他实施方案中，介质包含具有痕量的一种或多种有机溶剂的水。在一些这样的实施方案中，介质包含少于1％(重量)的有机溶剂。在一些实施方案中，介质包含少于0.1％(重量)的有机溶剂。在一些实施方案中，介质包含少于0.01％(重量)的有机溶剂。在一些实施方案中，介质包含少于0.001％(重量)的有机溶剂。在一些实施方案中，介质包含少于0.0001％(重量)的有机溶剂。
在一些实施方案中，在喷雾干燥之前通过将从较早的纯化过程中获得的FL晶体溶解在纯水中来制备FL溶液。在一些这样的实施方案中，FL溶液不包含有机溶剂。在其他实施方案中，FL溶液包含痕量的一种或多种有机溶剂。在一些这样的实施方案中，FL溶液包含少于1％(重量)的有机溶剂。在一些实施方案中，FL溶液包含少于0.1％(重量)的有机溶剂。在一些实施方案中，FL溶液包含少于0.01％(重量)的有机溶剂。在一些实施方案中，FL溶液包含少于0.001％(重量)的有机溶剂。在一些实施方案中，FL溶液包含少于0.0001％(重量)的有机溶剂。
在一些实施方案中，在喷雾干燥之前，FL溶液的白利糖度值为约8至约75％白利糖度。在一些实施方案中，在喷雾干燥之前，FL溶液的白利糖度值为约30至约65％白利糖度。在一些实施方案中，在喷雾干燥之前，FL溶液的白利糖度值为约50至约60％白利糖度。在一些实施方案中，在喷雾干燥之前，FL溶液的白利糖度值为约50％白利糖度。
“白利糖度值”表示水溶液中的糖含量。白利糖度值可以表示为百分比(％白利糖度)或“度白利糖度”(°白利糖度)。本说明书中使用％白利糖度。严格地，白利糖度值是纯水溶液中蔗糖的重量百分比，且因此不适用于包含其他溶质和/或溶剂的溶液。但是，白利糖度值易于测量，且因此在本领域中通常应用于除纯蔗糖溶液以外的糖溶液中糖含量的近似值。
用于测量白利糖度值的技术是本领域众所周知的。糖在水溶液中的溶解会改变溶液的折射率。因此，可以使用适当校准的折射仪来测量溶液的白利糖度值。或者，可以测量溶液的密度并将其转换成白利糖度值。数字密度计可以自动执行此测量和转换，也可以使用液体密度计或比重瓶。
在一些实施方案中，FL溶液包含2’-FL。在一些实施方案中，FL溶液不包含3-FL。在一些实施方案中，FL溶液不包含除2’-FL以外的岩藻糖基乳糖。
在一些实施方案中，FL溶液包含3-FL。在一些实施方案中，FL溶液不包含2’-FL。在一些实施方案中，FL溶液不包含除3-FL以外的岩藻糖基乳糖。
在一些实施方案中，FL溶液包含2’-FL和3-FL。
在一些实施方案中，在喷雾干燥之前，FL溶液的温度为约2至约70℃。在一些实施方案中，在喷雾干燥之前，FL溶液的温度为约30至约60℃。在一些实施方案中，在喷雾干燥之前，FL溶液的温度为约2至约30℃。在一些实施方案中，在喷雾干燥之前，FL溶液的温度为约30℃。在一些实施方案中，在喷雾干燥之前，FL溶液的温度为约20℃。在一些实施方案中，在喷雾干燥之前，FL溶液的温度为约2至约5℃。在一些实施方案中，将FL溶液加热或冷却至所需温度。例如，在一些实施方案中，FL溶液在通过无菌过滤器(例如0.2μm无菌过滤器)之前在例如60℃下进行巴氏灭菌，然后收集到一个或多个储罐中。根据在储罐中的保留时间，巴氏灭菌的FL溶液可能会自然冷却(例如，到约30至约60℃的温度)。可替代地，储罐可以包括加热和/或冷却套以将FL溶液的温度维持或调节在期望的温度，和/或可以使用单独的热交换器加热或冷却FL溶液以到达期望的温度。
在一些实施方案中，在将FL溶液进料到喷雾干燥器中时(在其即将在喷雾干燥器中分散成液滴之前)，FL溶液的温度为约2至约70℃。在一些实施方案中，在FL溶液即将在喷雾干燥器中分散成液滴之前，其温度为约30至约60℃。在一些实施方案中，在将FL溶液进料到喷雾干燥器中时，其温度为约2至约30℃。在一些实施方案中，在FL溶液即将在喷雾干燥器中分散成液滴之前，其温度为约30℃。在一些实施方案中，在FL溶液即将在喷雾干燥器中分散成液滴之前，其温度为约20℃。在一些实施方案中，在FL溶液即将在喷雾干燥器中分散成液滴之前，其温度为约2至约5℃。
喷雾干燥
喷雾干燥是用于干燥包含溶解或分散的固体的液体的工业方法。液体被分散成液滴并暴露于热气流中。液滴的总表面积大，意味着液体蒸发非常快，留下形成粉末的干燥固体颗粒。
喷雾干燥在喷雾干燥器的干燥室内进行。各种市售的喷雾干燥器可能是合适的，诸如，例如，GEA Niro Production小型喷雾干燥器(体积＝1.24m3)(Soeborg，丹麦)；GEANiro P 6.3喷雾干燥器(体积＝2.4m3)(Soeborg，丹麦)；以及SPX Anhydro CSD 70型喷雾干燥器(体积＝～43m3)(Soeborg，丹麦)。
术语“喷雾干燥前”是指液体分散成液滴之前的过程中的任何点。
用于干燥液体的热气体通常通过风扇泵送通过干燥室。在一些实施方案中，用于干燥FL溶液的气体是空气。在一些这样的实施方案中，在进入干燥室之前，通过使用预过滤器和高效颗粒空气(HEPA)过滤器的逐步过滤来对空气进行灭菌。通常，更快的风扇速度提供更多的干燥能量并导致干燥的产品的水分含量较低。当使用例如旋风分离器时，较快的风扇速度也倾向于有助于实现更大程度的颗粒分离。
在进入干燥室之前，通常通过例如空气蒸汽加热器，电加热元件，热油，直接气体燃烧器或前述的两种或更多种的组合将空气加热至期望的温度。“空气入口温度”指的是当空气进入干燥室时空气的温度。在一些实施方案中，空气入口温度为约120至约280℃。在一些实施方案中，空气入口温度为约120至约210℃。在一些实施方案中，空气入口温度为约130至约190℃。在一些实施方案中，空气入口温度为约180℃。在一些实施方案中，空气入口温度为约135至约160℃。
加热后，空气被泵送到通常在干燥室顶部的有效空气分配器，该空气分配器以正确的模式将空气分配到干燥室中。
空气物料通过速率通常取决于各种因素和最终干燥的产品的期望特征。例如，当使用雾化轮实现雾化时，较大的空气物料通过量通常会增加最终粉末产品的水分含量和堆积密度，减少在干燥器中的停留时间，减少喷雾干燥的颗粒的热负荷，减少产品的变色和/或减少与喷雾干燥有关的生产成本。对于双流体喷嘴的雾化，较大的空气物料通过速率通常会从喷嘴产生较小的液滴，从而导致粒度分布，堆积密度和水分含量降低。
空气中的水分通常等同于较小的蒸气吸收能力。空气中的水分还会导致最终干燥的产品的湿度和粘性。在一些实施方案中，为了补偿空气湿度，增加空气出口温度。在一些实施方案中，空气在进料到干燥室之前被除湿。在一些实施方案中，空气在被加热之前被除湿。
待干燥的液体(即FL溶液)可以使用例如泵进料到喷雾干燥器中。在一些实施方案中，在进入干燥室之前，通过过滤对液体进行灭菌，所述过滤通过例如在线0.2μm滤筒式过滤元件进行。
溶液的进料速度通常取决于各种因素和最终干燥的产品的期望特征。通常，较快的进料速度往往会增加干燥的产品的水分含量并增加产品的粘性(特别是对于吸湿性产品)。较快的溶液进料速度也可能导致更大的雾化液滴尺寸，因为更多的液体被雾化了。在一些实施方案中，当使用较快的溶液进料速度时，也使用增高的空气出口温度。
喷雾干燥器包括雾化装置(即将液体分解成液滴的机构)。当液体进入干燥室时，液体通过雾化装置。在一些实施方案中，喷雾干燥器包括雾化轮，转盘，高压喷嘴或双流体喷嘴。高速旋转的雾化轮或转盘的离心力在液体进入轮或盘时将液体抛出。高压喷嘴通过迫使液体在高压下通过孔口来产生喷雾。双流体喷嘴通过使液体与压缩气体接触来产生喷雾。
在一些实施方案中，喷雾干燥器包括雾化轮。雾化轮的期望转速通常取决于各种其他工艺参数和最终干燥的产品的期望特征。例如，雾化器速度的变化通常可以用作控制最终干燥的产品中的水分含量，堆积密度和粒度分布的方式。通常，相对于使用较快速度生产的产品，较慢的雾化器速度会导致产品具有较高的水分含量，较大的堆积密度和较大的粒度分布。较快的雾化器速度通常会在雾化云中产生较细的液滴。通常，较细的液滴比不够细的液滴干燥更快，并且相对于以较慢的雾化器速度生产的产物，所得的产物具有较小的粒度分布。较小的颗粒可能更难分离，最终转化为较少的产品回收率百分比，例如当使用旋风分离器时。用较快的雾化器速度制成的颗粒通常在颗粒内部和颗粒之间都将有更多的残留空气和空隙。通常可以使用较快的雾化器速度来提高进料速度速率和/或干燥器的空气物料通过量，同时仍生产出水分含量最少的产品。对于具有高粘度，固体含量或白利糖度值的进料，更快的雾化器速度可能特别有用。较慢的雾化器速度对于具有低固体含量或白利糖度值的进料溶液特别有用。较慢的雾化器速度通常可用于获得干燥的产品的即时性能，例如溶解度，完全分散性和润湿性。
对于高压雾化，通常可以改变压力以控制最终干燥的产品中的水分含量，堆积密度和粒度分布。通常，增加压力所产生的效果类似于增加雾化轮速度所产生的效果。
对于双流体喷嘴雾化，通常可以改变喷嘴尺寸，以控制最终干燥的产品中的水分含量，堆积密度和粒度分布。通常，减小喷嘴尺寸所产生的效果类似于增加雾化轮速度所产生的效果。
在一些实施方案中，雾化轮以约10,000至约28,000rpm的旋转速度操作。在一些实施方案中，雾化轮以约10,000至约15,000rpm的速度操作。在一些实施方案中，雾化轮以约10,000rpm的速度操作。在一些实施方案中，雾化轮以约12,300rpm的速度操作。在一些实施方案中，雾化轮以约14,000rpm的速度操作。在一些实施方案中，雾化轮以约20,000至约26,000rpm的速度操作。在一些实施方案中，雾化轮以约25,500rpm的速度操作。在一些实施方案中，雾化器具有约52至约147米/秒的圆周速度。在一些实施方案中，雾化器直径为约120mm，雾化器速度为约25,500rpm，并且圆周速度为约160米/秒。
在一些实施方案中，通过改变一种或多种工艺条件来改善FL产品的溶解度。在一些实施方案中，例如，喷雾干燥以使期望的FL产物最小化暴露于升高的温度的方式进行。在一些实施方案中，干燥器内的保留时间被最小化。在一些实施方案中，使用高空气物料通过量。在一些实施方案中，在喷雾干燥之前不加热FL进料溶液，或者在喷雾干燥之前使用最小温度(例如，不大于60℃)和/或最小加热时间加热FL进料溶液。在一些实施方案中，低雾化器速度被用于获得较大的粒度分布。在一些实施方案中，使用前述的组合。
在一些实施方案中，喷雾干燥器是并流喷雾干燥器。在一些实施方案中，喷雾干燥器是逆流喷雾干燥器。在并流喷雾干燥器中，空气沿与液体相同的方向吹入干燥室。相反，在逆流喷雾干燥器中，空气和液体以相反的方向进入干燥室。
在一些实施方案中，空气和液体均从顶部进入干燥室。雾化的液体接触热空气并蒸发。将干燥的粉末和含水分的空气从干燥室的底部排放到旋风分离器中，干燥的粉末与空气在此分离。空气从喷雾干燥器排放到大气中。从旋风分离器收集干燥的粉末。
“空气出口温度”是指空气离开喷雾干燥器时的温度。在一些实施方案中，空气出口温度为约80至约110℃。在一些实施方案中，空气出口温度为约100至约110℃。在一些实施方案中，空气出口温度为约104℃。
通常，进料溶液中较高的固体含量或白利糖度值意味着在喷雾干燥过程中要蒸发的液体较少。这继而通常允许使用较低的空气出口温度，并趋于导致增加的堆积密度，粒度分布，分离效率(在例如旋风分离器中)，和更高的总生产率。
在一些实施方案中，喷雾干燥器附接到外部流化床。从流化床上的旋风分离器收集干燥的粉末，并进行第二轮干燥。在一些实施方案中，当需要附聚的产品时，流化床提供了能导致小颗粒结块在一起的潮湿的环境，从而产生了具有更大粒度的干燥的粉末。这种粉末的粉尘较少且流动更容易，使得它们更易于处理。在一些这样的实施方案中，通过例如双流体喷嘴添加水以产生附聚。
FL粉末
本说明书提供了通过本说明书中公开的方法制备的FL。
在一些实施方案中，FL产物包含2’-FL。在一些实施方案中，FL产物不包含3-FL。在一些实施方案中，FL产物不包含除2’-FL以外的岩藻糖基乳糖。
在一些实施方案中，FL产物包含3-FL。在一些实施方案中，FL产物不包含2’-FL。在一些实施方案中，FL产物不包含除3-FL以外的岩藻糖基乳糖。
在一些实施方案中，FL产物包括2’-FL和3-FL。
本说明书还提供了粉末形式的FL，其中FL是2’-FL或3-FL，其松散堆积密度为约500至约700g/L，100x振实堆积密度为约600至约850g/L，625x振实堆积密度为约600至约900g/L和/或1250x振实堆积密度为约650至约1000g/L。
“堆积密度”是指给定体积中的粒状固体(例如粉末)的颗粒的重量，且以克/升(g/L)表示。粒状固体的颗粒占据的总体积取决于颗粒本身的尺寸以及颗粒之间的空间的体积。颗粒之间和内部残留的空气也会影响堆积密度。因此，由具有大的颗粒间空间的大的多孔颗粒组成的粒状固体将具有比由紧密地压紧在一起的小的无孔颗粒组成的粒状固体更低的堆积密度。堆积密度可以两种形式表达：“松散堆积密度”和“振实堆积密度”。
松散堆积密度(本领域中也称为“自由沉降”或“倾倒”堆积密度)是指粒状固体的重量除以其体积，其中粒状固体已被允许自行沉降到该体积中(例如倾倒入容器中的粉末)。
通过轻拍容器并使颗粒更紧密地沉降在一起，可以实现容器内粒状固体的更紧密的压实，从而减小体积而重量保持不变。因此，轻拍增加了堆积密度。振实堆积密度(在本领域中也被称为“夯实”堆积密度)是粒状固体的重量除以其体积，其中粒状固体已经被轻拍精确的次数并被允许沉降到该体积中。粒状固体的轻拍次数通常是在陈述振实堆积密度的时候。例如，“100x振实堆积密度”是指已被轻拍100次后粒状固体的堆积密度。
用于测量堆积密度的技术是本领域众所周知的。松散堆积密度可以使用量筒和称量器来测量：将粒状固体倾倒入量筒中，然后测量粒状固体的重量和体积；重量除以体积得到松散堆积密度。振实堆积密度可以使用相同的技术进行测量，另外还需要在测量重量和体积之前轻拍量筒一定次数。轻拍的自动化确保了单次轻拍的数量、时间和压力是准确且一致的。自动化轻拍设备很容易获得，例如来自J.Englesmann AG的JoltingStampfvolumeter(STAV 203)。
在一些实施方案中，FL具有约600至约700g/L的松散堆积密度。在一些实施方案中，FL具有约693g/L的松散堆积密度。在一些实施方案中，FL具有约500至约600g/L的松散堆积密度。在一些实施方案中，FL具有约582g/L的松散堆积密度。
在一些实施方案中，FL具有约750至约850g/L的100x振实堆积密度。在一些实施方案中，FL具有约814g/L的100x振实堆积密度。在一些实施方案中，FL具有约600至约700g/L的100x振实堆积密度。在一些实施方案中，FL具有约699g/L的100x振实堆积密度。
在一些实施方案中，FL具有约750至约900g/L的625x振实堆积密度。在一些实施方案中，FL具有约833g/L的625x振实堆积密度。在一些实施方案中，FL具有约700至约800g/L的625x振实堆积密度。在一些实施方案中，FL具有约771g/L的625x振实堆积密度。
在一些实施方案中，FL具有约850至约900g/L的1250x振实堆积密度。在一些实施方案中，FL具有约854g/L的1250x振实堆积密度。在一些实施方案中，FL具有约750至约800g/L的1250x振实堆积密度。在一些实施方案中，FL具有约782g/L的1250x振实堆积密度。
在一些实施方案中，FL具有约600至约700g/L的松散堆积密度，约750至约850g/L的100x振实堆积密度，约750至约900g/L的625x振实堆积密度和/或约850至约900g/L的1250x振实堆积密度。在一些实施方案中，FL具有约693g/L的松散堆积密度，约814g/L的100x振实堆积密度，约833g/L的625x振实堆积密度和/或约854g/L的1250x振实堆积密度。在一些实施方案中，FL具有约500至约600g/L的松散堆积密度，约600至约700g/L的100x振实堆积密度，约700至约800g/L的625x振实堆积密度和/或约750至约800g/L的1250x振实堆积密度。在一些实施方案中，FL具有约582g/L的松散堆积密度，约699g/L的100x振实堆积密度，约771g/L的625x振实堆积密度和/或约782g/L的1250x振实堆积密度。
在一些实施方案中，FL具有小于9％(重量)水的水分含量。在一些实施方案中，FL具有不大于5％(重量)水的水分含量。在一些实施方案中，操作喷雾干燥器以达到约3.0至5.0％(重量)的水分含量。在一些实施方案中，FL具有小于5％(重量)水的水分含量。在一些实施方案中，FL具有小于约2.3％(重量)水的水分含量。在一些这样的实施方案中，FL具有约1.80至约2.25％(重量)水的水分含量。在一些实施方案中，FL具有约2.12至约2.21％(重量)水的水分含量。在一些实施方案中，FL具有约2.0至约2.1％(重量)水的水分含量。
用于测量物质的水分含量的技术是本领域众所周知的。实例包括卡尔-费歇尔(Karl-Fischer)滴定法，其中样品吸收的卡尔-费歇尔溶液量指示样品中的水量，以及重量法，其中样品被干燥并定期测量由于溶剂蒸发引起的重量损失。
在一些实施方案中，FL溶液包含2’-FL，其具有的白利糖度值为47.48％白利糖度并且在喷雾干燥之前其温度为约30℃，喷雾干燥使用入口温度为135℃且出口温度为104℃的空气，且喷雾干燥器是包括一个以25,136rpm操作的雾化轮的并流喷雾干燥器。制备的FL为粉末形式的2’-FL，其具有的松散堆积密度为601g/L，100x振实堆积密度为772g/L，625x振实堆积密度为832g/L和水分含量为2.12-2.21％(重量)的水。
在一些实施方案中，FL溶液包含2’-FL，其具有的白利糖度值为50.3％白利糖度并且在喷雾干燥之前其温度为小于35℃，喷雾干燥使用入口温度为180℃且出口温度为102℃的空气，且喷雾干燥器是包括一个以12,300rpm操作的雾化轮的并流喷雾干燥器。制备的FL为粉末形式的2’-FL，其具有的松散堆积密度为693g/L，100x振实堆积密度为814g/L，625x振实堆积密度为833g/L和1250x振实堆积密度为854g/L。
在一些实施方案中，FL溶液包含3-FL，其具有的白利糖度值为53.9％白利糖度并且在喷雾干燥之前其温度为小于5℃，喷雾干燥使用入口温度为180℃且出口温度为104℃的空气，且喷雾干燥器是包括一个以25,500rpm操作的雾化轮的并流喷雾干燥器。制备的FL是粉末形式的3-FL，其具有的松散堆积密度为507g/L，100x振实堆积密度为625g/L，625x振实堆积密度为686g/L，1250x振实堆积密度为707g/L和水分含量为2.0-2.1％(重量)的水。
在一些实施方案中，FL溶液包含3-FL，其具有的白利糖度值为51.9％白利糖度并且在喷雾干燥之前其温度为约20℃，喷雾干燥使用入口温度为180℃且出口温度为103℃的空气，且喷雾干燥器是包括一个以25,500rpm操作的雾化轮的并流喷雾干燥器。制备的FL是粉末形式的3-FL，其具有的松散堆积密度为582g/L，100x振实堆积密度为699g/L，625x振实堆积密度为771g/L和1250x振实堆积密度为782g/L。
在一些实施方案中，通过本说明书中公开的方法制备FL。
本说明书另外提供了如本说明书中公开的用于预防和/或治疗疾病的FL。
包含干燥的FL的产品
本说明书提供了包含本说明书中公开的FL的益生元产品。“益生元”是一种促进有益于宿主的微生物生长，且特别是胃肠道中的微生物生长的物质。在一些实施方案中，益生元产品包含多种益生元，包括在本说明书中公开的FL，以促进多种有益微生物的生长。
本说明书还提供了制备益生元产品的方法，所述方法包括进行本说明书中公开的方法；获得干燥的FL；并将所述干燥的FL与一种或多种益生元产品成分混合。合适的益生元产品成分是本领域已知的。在一些实施方案中，所述益生元产品包含其他益生元分子，例如其他HMOs和多种植物多糖，例如菊糖，果胶，β-葡聚糖和木寡糖。在一些实施方案中，益生元产品成分包含其他糖，例如乳糖，葡萄糖和半乳糖；增稠剂，例如阿拉伯胶；和酸度调节剂，例如柠檬酸三钠。
本说明书进一步提供了包含本说明书中公开的FL的益生菌产品。“益生菌”产品通常是一种膳食补充剂，其含有代替或增加胃肠道微生物群的活微生物，从而使接受者受益。
本说明书提供了制备益生菌产品的方法，所述方法包括进行本说明书中公开的方法；获得干燥的FL；并将所述干燥的FL与一种或多种益生菌产品成分混合。合适的益生菌产品成分是本领域已知的。至少一种益生菌产品成分是活微生物(其就是“益生菌”本身)。在一些实施方案中，多种益生菌产品成分是不同的活微生物。这样的微生物的实例包括乳杆菌属物种(Lactobacillus species)，例如嗜酸乳杆菌(L.acidophilus)和保加利亚乳杆菌(L.bulgaricus)，双歧杆菌属物种(Bifidobacterium species)，例如动物双歧杆菌(B.animalis)和长双歧杆菌(B.longum)，以及布拉氏酵母菌(Saccharomyces boulardii)。其他益生菌成分包括水，脱脂牛奶，微生物生长的底物例如蔗糖，葡萄糖和/或其他HMOs，以及调味剂。
本说明书还提供了包含本说明书中公开的FL的食品。在一些实施方案中，食品是婴儿配方食品。婴儿配方食品是一种可以完全或部分替代人母乳喂养婴儿的人造食品。在一些实施方案中，婴儿配方食品以粉末形式出售，并准备通过与水混合而用于奶瓶或杯子喂养婴儿。婴儿配方食品的分子组成以及因此的营养成分组成通常设计为与人母乳大致相同。因此，本说明书中公开的FL包括在婴儿配方食品中，以提供与HMOs在人母乳中提供的营养益处相似的营养益处。
本说明书还提供了一种制备食品的方法，所述方法包括进行本说明书中公开的方法；获得干燥的FL；并将所述干燥的FL与一种或多种食品成分混合。在一些实施方案中，食品是婴儿配方食品。用于与干燥的FL混合的合适的食品成分包括婴儿配方食品成分。婴儿配方食品成分是本领域已知的并包括乳糖，植物油例如棕榈油，菜籽油，椰子油和/或向日葵油，鱼油，乳化剂例如大豆卵磷脂，乳清，酪蛋白，其他HMOs，维生素例如维生素A，B6，B12，C和D，以及矿物质例如柠檬酸钾，柠檬酸钙，氯化镁，氯化钠，柠檬酸钠和磷酸钙。
实施例
以下实施例仅是说明性的，而不以任何方式限制本说明书。
实施例1
将溶于水中的2’-FL的溶液喷雾干燥以获得粉末形式的2’-FL。2’-FL溶液具有表1所示的特征。
表1
Figure BDA0002726375020000171
Figure BDA0002726375020000181
配备雾化轮的SPX Anhydro CSD 70型(体积＝～43m3)并流喷雾干燥器被用于喷雾干燥2’-FL溶液。将2’-FL溶液以79kg/h的初始速度进料到喷雾干燥器，在最初的3小时喷雾干燥过程中速率增加到115kg/h。喷雾干燥器的设置如表2所示。
表2
参数 值
雾化器速度 25,136rpm
空气入口流量 3,000m<sup>3</sup>/h
空气入口温度 135℃
空气出口温度 104℃
干燥过程持续457分钟。
获得的干燥的2’-FL粉末(如图1所示)具有表3所示的特征。
表3
参数 值
总量 340.1kg
产品收率 90.5％
松散堆积密度 601g/L
100x振实堆积密度 772g/L
625x振实堆积密度 832g/L
水分含量(以重量计) 2.12-2.21％
使用Jolting Stampf Volumeter(STAV 203,J.Engelsmann AG)，250mL量筒和工业称量器测量70g粉末的堆积密度。使用卡尔-费歇尔滴定法测量粉末的水分含量。将28g的2’-FL粉末在40℃下溶于180mL水中以制备出无黑点或不溶性产物的无色溶液(如图2所示)。溶液的pH在24℃下为5.91。
实施例2-6
实施例1中所述的过程再进行五次。对于这些实施例中的每一个，表4中都列出了2-FL溶液和干燥的2’-FL产品的特征，以及喷雾干燥器的设置。
表4
Figure BDA0002726375020000191
实施例7
将溶于水中的3-FL溶液喷雾干燥以获得粉末形式的3-FL。3-FL溶液具有表5所示的特征。
表5
Figure BDA0002726375020000192
Figure BDA0002726375020000201
配备有雾化轮的GEA Niro Production Minor(体积＝1.24m3)并流喷雾干燥器用于喷雾干燥3-FL溶液。将3-FL溶液以5-15kg/h，且更具体地大约6kg/h的速度进料到喷雾干燥器中。喷雾干燥器的设置如表6所示。
表6
参数 值
雾化器速度 25,500rpm
空气入口流量 360kg/h
空气入口温度 180℃
空气出口温度 104℃
干燥过程持续532分钟。
获得的干燥的3-FL粉末具有表7所示的特征。
表7
参数 值
总量 23kg
产物收率 89.3％
松散堆积密度 507g/L
100x振实堆积密度 625g/L
625x振实堆积密度 686g/L
1250x振实堆积密度 707g/L
水分含量(以重量计) 2.0-2.1％
使用Jolting Stampf Volumeter(STAV 203,J.Engelsmann AG)，250mL量筒和工业称量器测量70g粉末的堆积密度。使用卡尔-费歇尔滴定法测量粉末的水分含量。将3-FL粉末样品溶解在水中，得到没有黑点或不溶性产物的无色溶液(如图3所示)。
实施例8-10
实施例7中描述的方法再进行三次。对于这些实施例中的每一个，表8均列出来了3-FL溶液和干燥后的3-FL产品的特征，以及喷雾干燥器的设置。
表8
Figure BDA0002726375020000211
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词语“包含(comprise)”，“包含(comprises)”和“包含(comprising)”被解释为包括在内，而不是排除在外。该解释旨在与提交本文件时这些词语根据美国专利法给出的解释相同。
除非上下文另有指示，否则单数形式“一(a)”和“一(an)”旨在包括复数对象。因此，例如，除非上下文另有指示，否则提及“赋形剂”并不排除存在多种赋形剂。

Claims (54)

1.用于制备干燥的岩藻糖基乳糖的方法，其中：
所述方法包括：
提供在水性介质中包含2’-岩藻糖基乳糖和/或3-岩藻糖基乳糖的岩藻糖基乳糖溶液，
将所述岩藻糖基乳糖溶液进料到喷雾干燥器中，和
使用所述喷雾干燥器喷雾干燥所述岩藻糖基乳糖溶液；并且
所述岩藻糖基乳糖溶液不包含有机溶剂或包含少于1％(重量)的有机溶剂。
2.根据权利要求1的方法，其中所述岩藻糖基乳糖溶液包含2’-岩藻糖基乳糖。
3.根据权利要求2的方法，其中所述岩藻糖基乳糖溶液不包含任何3-岩藻糖基乳糖。
4.根据权利要求2的方法，其中所述岩藻糖基乳糖溶液不包含除2’-岩藻糖基乳糖以外的岩藻糖基乳糖。
5.根据权利要求1或2的方法，其中所述岩藻糖基乳糖溶液包含3-岩藻糖基乳糖。
6.根据权利要求5的方法，其中所述岩藻糖基乳糖溶液不包含任何2’-岩藻糖基乳糖。
7.根据权利要求5的方法，其中所述岩藻糖基乳糖溶液不包含除3-岩藻糖基乳糖以外的岩藻糖基乳糖。
8.根据前述权利要求中任一项的方法，其中所述岩藻糖基乳糖溶液包含少于0.001％(重量)的有机溶剂。
9.根据前述权利要求中任一项的方法，其中所述岩藻糖基乳糖溶液不包含有机溶剂。
10.根据前述权利要求中任一项的方法，其中所述岩藻糖基乳糖溶液在喷雾干燥之前的白利糖度值为约8至约75％白利糖度。
11.根据权利要求10的方法，其中所述岩藻糖基乳糖溶液在喷雾干燥之前的白利糖度值为约30至约65％白利糖度。
12.根据权利要求10的方法，其中所述岩藻糖基乳糖溶液在喷雾干燥之前的白利糖度值为约50至约60％白利糖度。
13.根据前述权利要求中任一项的方法，其中在即将在喷雾干燥器中分散成液滴之前，所述岩藻糖基乳糖溶液的温度为约2至约70℃。
14.根据权利要求13的方法，其中在即将在喷雾干燥器中分散成液滴之前，所述岩藻糖基乳糖溶液的温度为约30至约60℃。
15.根据权利要求13的方法，其中在即将在喷雾干燥器中分散成液滴之前，所述岩藻糖基乳糖溶液的温度为约2至约30℃。
16.根据前述权利要求中任一项的方法，其中所述喷雾干燥器是并流喷雾干燥器。
17.根据前述权利要求中任一项的方法，其中所述喷雾干燥器附接到外部流化床。
18.根据前述权利要求中任一项的方法，其中所述喷雾干燥器包括雾化轮，转盘，高压喷嘴或双流体喷嘴。
19.根据前述权利要求中任一项的方法，其中所述喷雾干燥器包括雾化轮。
20.根据权利要求19的方法，其中所述雾化轮以约10,000至约28,000rpm的旋转速度操作。
21.根据权利要求19的方法，其中所述雾化轮以约10,000至约15,000rpm的旋转速度操作。
22.根据权利要求19的方法，其中所述雾化轮以约20,000至约26,000rpm的旋转速度操作。
23.根据前述权利要求中任一项的方法，其中所述喷雾干燥使用空气入口温度为120至280℃的空气。
24.根据权利要求23的方法，其中所述空气入口温度为120至210℃。
25.根据权利要求23的方法，其中所述空气入口温度为约130至约190℃。
26.根据权利要求23的方法，其中所述空气入口温度为约135至约160℃。
27.根据前述权利要求中任一项的方法，其中所述喷雾干燥使用空气出口温度为约80至约110℃的空气。
28.根据权利要求27的方法，其中所述空气出口温度为约100至约110℃。
29.岩藻糖基乳糖组合物，其中所述岩藻糖基乳糖组合物通过根据前述权利要求中任一项的方法制备。
30.岩藻糖基乳糖粉末，其中：
所述岩藻糖基乳糖粉末包括喷雾干燥的2’-岩藻糖基乳糖或3-岩藻糖基乳糖，并且
所述岩藻糖基乳糖粉末表现出：
约500至约700g/L的松散堆积密度，
约600至约850g/L的100x振实堆积密度，
约600至约900g/L的625x振实堆积密度，和/或
约650至约900g/L的1250x振实堆积密度。
31.根据权利要求30的岩藻糖基乳糖粉末，其中所述岩藻糖基乳糖粉末表现出：
约600至约700g/L的松散堆积密度，
约750至约850g/L的100x振实堆积密度，
约750至约850g/L的625x振实堆积密度，和/或
约850至约900g/L的1250x振实堆积密度。
32.根据权利要求30的岩藻糖基乳糖粉末，其中所述岩藻糖基乳糖粉末表现出：
约500至约600g/L的松散堆积密度，
约600至约700g/L的100x振实堆积密度，
约700至约800g/L的625x振实堆积密度，和/或
约750至约800g/L的1250x振实堆积密度。
33.根据权利要求30-32中任一项的岩藻糖基乳糖粉末，其中所述岩藻糖基乳糖粉末的水分含量为小于9％(重量)的水。
34.根据权利要求33的岩藻糖基乳糖粉末，其中所述岩藻糖基乳糖粉末的水分含量为不大于5％(重量)的水。
35.根据权利要求34的岩藻糖基乳糖粉末，其中所述岩藻糖基乳糖粉末的水分含量为约3.0至5.0％(重量)的水。
36.根据权利要求34的岩藻糖基乳糖粉末，其中所述岩藻糖基乳糖粉末的水分含量为小于约2.3％(重量)的水。
37.根据权利要求30-36中任一项的岩藻糖基乳糖粉末，其中所述岩藻糖基乳糖粉末通过根据权利要求1-28中任一项的方法制备。
38.根据权利要求30-37中任一项的岩藻糖基乳糖粉末，其用于预防和/或治疗疾病。
39.根据权利要求30-38中任一项的岩藻糖基乳糖粉末，其中所述岩藻糖基乳糖粉末包含2’-岩藻糖基乳糖。
40.根据权利要求39的岩藻糖基乳糖粉末，其中所述岩藻糖基乳糖粉末不包含任何3-岩藻糖基乳糖。
41.根据权利要求39的岩藻糖基乳糖粉末，其中所述岩藻糖基乳糖粉末不包含除2’-岩藻糖基乳糖以外的岩藻糖基乳糖。
42.根据权利要求30-39中任一项的岩藻糖基乳糖粉末，其中所述岩藻糖基乳糖粉末包含3-岩藻糖基乳糖。
43.根据权利要求42的岩藻糖基乳糖粉末，其中所述岩藻糖基乳糖粉末不包含任何2’-岩藻糖基乳糖。
44.根据权利要求42的岩藻糖基乳糖粉末，其中所述岩藻糖基乳糖粉末不包含除3-岩藻糖基乳糖以外的岩藻糖基乳糖。
45.用于制备益生元产品的方法，其中所述方法包括：
通过根据权利要求1-28中任一项的方法制备干燥的岩藻糖基乳糖，和
将所述干燥的岩藻糖基乳糖与益生元产品成分混合。
46.用于制备益生元产品的方法，其中所述方法包括将根据权利要求30-44中任一项的岩藻糖基乳糖粉末与益生元产品成分混合。
47.益生元产品，其中所述益生元产品通过根据权利要求45或46的方法制备。
48.用于制备益生菌产品的方法，其中该方法包括：
通过根据权利要求1-28中任一项的方法制备干燥的岩藻糖基乳糖，和
将所述干燥的岩藻糖基乳糖与益生菌产品成分混合。
49.用于制备益生菌产品的方法，其中所述方法包括将根据权利要求30-44中任一项的岩藻糖基乳糖粉末与益生菌产品成分混合。
50.益生菌产品，其中所述益生菌产品通过根据权利要求48或49的方法制备。
51.用于制备食品的方法，其中所述方法包括：
通过根据权利要求1-28中任一项的方法制备干燥的岩藻糖基乳糖，和
将所述干燥的岩藻糖基乳糖与食品成分混合。
52.用于制备食品的方法，其中所述方法包括将根据权利要求30-44中任一项的岩藻糖基乳糖粉末与食品成分混合。
53.食品，其中所述食品通过根据权利要求51或52的方法制备。
54.根据权利要求53的食品，其中所述食品是婴儿配方食品。
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