CN112512483A - 营养和药用组合物的蛋白质包封 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了微囊化组合物，其任选地为水包油乳液，所述微囊化组合物包含任选地为甘油三酯形式的一种或多种长链多不饱和脂肪酸(LCPUFA)，其中包封剂包含一种或多种低分子量蛋白质。在特定的实施方案中，组合物具有约1％的表面游离脂肪含量。还提供了用于保护一种或多种LCPUFA或一种或多种包含一种或多种LCPUFA的油免受氧化降解的方法，所述方法包括用包含一种或多种低分子量蛋白质的包封剂包封所述LCPUFA或油。

Description

营养和药用组合物的蛋白质包封
技术领域
本发明广义上涉及包含含有长链多不饱和脂肪酸(LCPUFA)的油的包封的组合物，其适于营养和药物应用，并且涉及保护包封的组合物中的含LCPUFA的油免受氧化和氧化降解的方法。
背景技术
众所周知，长链多不饱和脂肪酸(LCPUFA)是人类饮食中的重要营养成分，许多人无法摄取足够量的这些必需脂肪酸，尤其是ω-3脂肪酸，如二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)。大量研究发现，ω-3脂肪酸对心脏、大脑和眼睛的健康具有重要作用。例如，最近的研究表明，EPA和DHA可能具有降低运动过程中的心率和耗氧量的功能，因此有助于增强运动员的身体表现和心理表现(People et al.，Journal of CardiovascularPharmacology，2008，52:540-547)。由于它们的至关重要的营养作用，包含ω-3脂肪酸的组合物就营养补充和作为药剂而言都是重要的。
因此，将ω-3脂肪酸(例如鱼油、海藻油和某些植物种子油)掺入食品中以促进公共健康的趋势正在增长。然而，由于这些脂肪酸在暴露于氧气、高温或光照下(这在食品生产和储存过程中很常见)易于氧化或降解，因此，要成功地用ω-3脂肪酸强化产品、维持ω-3脂肪酸的稳定性和活性是一项挑战。ω-3脂肪酸的氧化和/或降解会产生不良的氧化分解产物，可能会对制剂的感官特性或生理特性产生不利影响。
通过微囊化技术可以将生物活性化合物包埋在物理保护性壳材料中，该技术已经成功用于保护ω-3脂肪酸免受氧化和降解。喷雾干燥是生产微囊粉末最广泛使用的技术。通常，喷雾干燥的微囊粉末包含富含ω-3的油，载油量约为30重量％，并且表面游离脂肪含量约为1重量％。由于美拉德(Maillard)反应产物(MRP)的卓越功能特性，已生产出载油量高达48±2％且同时保持表面游离脂肪含量约为1重量％的含ω-3油微囊粉末。
尽管如此，仍需要开发能够改善富含ω-3的油的氧化稳定性的包封和递送系统。
发明内容
本发明基于发明人的出乎意料的发现：即通过使用包含一种或多种低分子量蛋白质的包封剂或包含低分子量蛋白质级分(fraction)的乳化剂，可以改善包含富含ω-3的油的组合物和乳液的氧化稳定性。
本发明的第一方面提供了包含一种或多种长链多不饱和脂肪酸(LCPUFA)的微囊化组合物，其中包封剂包含一种或多种低分子量蛋白。
在一个实施方案中，所述一种或多种蛋白质的分子量小于约50kDa、小于约40kDa、小于约30kDa或小于约20kDa。蛋白质可以为蛋白质级分的形式，任选地来自天然来源。在一个示例性的实施方案中，蛋白质为马铃薯蛋白质级分的形式，其包含分子量小于约30kDa或小于约20kDa的蛋白质。
在一个实施方案中，包封剂还包含一种或多种碳水化合物。在一个示例性的实施方案中，所述一种或多种碳水化合物选自麦芽糊精和一水右旋葡萄糖。在一个示例性的实施方案中，碳水化合物包括麦芽糊精和一水右旋葡萄糖。
在特定的实施方案中，包封剂的蛋白质组分与包封剂的碳水化合物组分的比率(以重量计)可以为约1:10至约1:1.5。在示例性实施方案中，基于组合物的总重量，包封剂的蛋白质组分占约15重量％至约21重量％。在示例性实施方案中，包封剂的蛋白质组分与包封剂的碳水化合物组分的比率(以重量计)为约1:2。
在一个实施方案中，LCPUFA为ω-3脂肪酸，例如DHA和/或EPA。LCPUFA可以例如以甘油三酯形式或磷脂形式存在。在本文公开的特定实施方案中，LCPUFA以甘油三酯形式存在。LCPUFA可以存在于一种或多种含LCPUFA的油中。一种或多种含LCPUFA的油可以是天然存在的或天然来源的，或者可以是合成的。一种或多种含LCPUFA的油可富含LCPUFA。在一个示例性的实施方案中，油为鱼油，例如金枪鱼油。
在一个实施方案中，组合物还包含维生素C源。在一个示例性的实施方案中，维生素C源为抗坏血酸或抗坏血酸钠。
通常，组合物的表面游离脂肪含量小于约2％。在一个实施方案中，组合物具有约1％的表面游离脂肪含量。
组合物可以为乳液的形式，例如水包油乳液。该组合物可以是粉末形式，例如喷雾干燥的粉末。可以通过干燥水包油乳液来获得粉末。
本发明的第二方面提供了一种用于保护一种或多种LCPUFA免受氧化降解的方法，该方法包括使用包含一种或多种低分子量蛋白质的包封剂包封包含一种或多种LCPUFA的油。
在一个实施方案中，所述一种或多种蛋白质的分子量小于约50kDa、小于约40kDa、小于约30kDa或小于约20kDa。蛋白质可以为蛋白质级分的形式，任选地来自天然来源。在一个示例性的实施方案中，蛋白质为马铃薯蛋白质级分的形式，其包含分子量小于约30kDa或小于约20kDa的蛋白质。
在一个实施方案中，包封剂还包含一种或多种碳水化合物。在一个示例性的实施方案中，所述一种或多种碳水化合物选自麦芽糊精和一水右旋葡萄糖。在一个示例性的实施方案中，碳水化合物包括麦芽糊精和一水右旋葡萄糖。
在特定的实施方案中，包封剂的蛋白质组分与包封剂的碳水化合物组分的比率(以重量计)可以为约1:10至约1:1.5。在示例性实施方案中，基于组合物的总重量，包封剂的蛋白质组分占约15重量％至约21重量％。在示例性实施方案中，包封剂的蛋白质组分与包封剂的碳水化合物组分的比率(以重量计)为约1:2。
在一个实施方案中，LCPUFA为ω-3脂肪酸，例如DHA和/或EPA。LCPUFA可以例如以甘油三酯形式或磷脂形式存在。在本文公开的特定实施方案中，LCPUFA以甘油三酯形式存在。LCPUFA可以存在于一种或多种含LCPUFA的油中。一种或多种含LCPUFA的油可以是天然存在的或天然来源的，或者可以是合成的。一种或多种含LCPUFA的油可富含LCPUFA。在一个示例性的实施方案中，油为鱼油，例如金枪鱼油。
在一个实施方案中，组合物还包含维生素C源。在一个示例性的实施方案中，维生素C源为抗坏血酸或抗坏血酸钠。
通常，组合物的表面游离脂肪含量小于约2％。在一个实施方案中，组合物具有约1％的表面游离脂肪含量。
组合物可以为乳液的形式，例如水包油乳液。该组合物可以是粉末形式，例如喷雾干燥的粉末。可以通过干燥水包油乳液来获得粉末。
在本发明的第三方面，提供了一种用于改善一种或多种LCPUFA的氧化稳定性使其免受氧化降解的方法，该方法包括使用包含一种或多种低分子量蛋白质的包封剂包封包含一种或多种LCPUFA的油。
本发明的第四方面提供了一种稳定的乳液，其包含一种或多种LCPUFA，任选地油，所述油包含所述一种或多种LCPUFA，其中所述乳液还包含一种或多种低分子量蛋白质。
通常，乳液为水包油乳液。
本发明的第五方面提供了一种组合物，其包含一种或多种LCPUFA，任选地油，以及一种或多种低分子量蛋白质，所述油包含所述一种或多种LCPUFA。
组合物可以为乳液的形式，例如水包油乳液。该组合物可以是粉末形式，例如喷雾干燥的粉末。
附图说明
在此，仅通过非限制性实例的方式，参考以下附图来描述本发明的示例性实施方案。
图1.蛋白质/蛋白质级分的分子量(kDa)：M，分子量标记；PPH，高分子量的马铃薯蛋白质级分(两个泳道)；PPL，低分子量的马铃薯蛋白质级分(两个泳道)；SC，酪蛋白酸钠；MRP，SC和碳水化合物聚合物之间的美拉德反应产物；WPI，乳清蛋白分离物。
图2.如实施例1中所述，以蛋白质(PPH、PPL、SC和WPI)、一水右旋葡萄糖(DM)和麦芽糊精(MAL)或MRP为包封剂的富含LCPUFA的金枪鱼油微囊化的示例性工艺流程。
图3.在70℃和5bar氧气下，在不同的微囊化基质中各种含金枪鱼油(TO)的微囊粉末的诱导期。该图从左到右(基于箭头圆圈的位置)为：基于MRP的TO粉末，载油量约为50％，SC和碳水化合物聚合物之间的美拉德反应产物作为包封剂；基于WPI的TO粉末，载油量约30％，乳清蛋白分离物和碳水化合物聚合物作为包封剂；基于PPL的TO粉末，载油量约50％，具有低分子量的马铃薯蛋白质级分和碳水化合物聚合物作为包封剂；和基于SC的TO粉末，载油量约30％，酪蛋白酸钠和碳水化合物聚合物作为包封剂。
具体实施方式
在本说明书中，除非上下文另有要求，否则词语“包括”或诸如“含有”或“包含”之类的变体应理解为意指包括所述的步骤或要素或整数，或者步骤或要素或整数的群组，但不排除任何其他步骤或要素或整数，或者步骤或要素或整数的群组。因此，在本说明书的上下文中，术语“包括”指“主要包括但不必唯一地包括”。
在本说明书的语境下，术语“约”应理解为是指这样的数字范围，即本领域技术人员认为该数字范围与在实现相同功能或结果的情况下记载的值等效。
在本说明书的语境下，术语“一个(a)”和“一种(an)”指的是一个或多于一个(即，至少一个)的该冠词的语法对象。例如，“一要素”是指一个要素或多于一个的要素。
如本文所用，对于LCPUFA，术语“氧化稳定性”是指LCPUFA或含LCPUFA的油在氧气存在下的稳定性以及抗氧化或氧化降解的能力。因此，较高的氧化稳定性表明较高的抗氧化性和抗氧化降解性。通常，提到由根据本发明的包封所导致的改善的氧化稳定性是指相对于不存在根据本发明的包封剂或存在替代的包封剂的情况下观察到的氧化稳定性的改善。
本发明的特定实施方案提供了包含一种或多种长链多不饱和脂肪酸(LCPUFA)的微囊化组合物，其中包封剂包含一种或多种低分子量蛋白质。
还提供了方法和组合物，其中使用一种或多种低分子量蛋白质包封一种或多种LCPUFA或包含所述一种或多种LCPUFA的油，以保护LCPUFA或含LCPUFA的油免受氧化或氧化降解。可以通过本领域技术人员众所周知的任何合适的方法来确定针对氧化或氧化降解的保护。
本发明的微囊化组合物可以为例如乳液的形式或可以为固体形式。该乳液可包括水包油乳液。固体形式可以为粉末。该粉末可通过例如乳液的喷雾干燥而获得。在一个实施方案中，该组合物为自由流动的粉末。粉末的平均粒径可以为约10μm至1000μm、或约50μm至800μm、或约100μm至300μm。在替代实施方案中，组合物可以为颗粒形式。
本发明内容的组合物通过微囊化产生，其中包封剂包含一种或多种低分子量蛋白质或由一种或多种低分子量蛋白质组成。所述一种或多种蛋白质可以为分离的蛋白质，或者可以是例如从天然来源(例如细胞或组织来源)获得的蛋白质级分的形式。细胞或组织来源可以从任何合适的来源(例如动物或植物来源)获得。蛋白质的分子量可以为例如约1kDa至约50kDa、约4kDa至约40kDa、或约10kDa至约30kDa。例如，蛋白质的分子量可最高达约1kDa、2kDa、4kDa、6kDa、8kDa、10kDa、12kDa、14kDa、16kDa、18kDa、20kDa、22kDa、24kDa、26kDa、28kDa、30kDa、32kDa、34kDa、36kDa、38kDa、40kDa、42kDa、44kDa、46kDa、48kDa或最高达约50kDa。就蛋白质级分而言，级分中存在的蛋白质的分子量不必要一定在上述定义的范围内，但是级分中的至少一种蛋白质的分子量在上述范围内。
本发明的范围不应通过参考任何特定蛋白质来限制。在一个示例性的实施方案中，低分子量蛋白质为马铃薯蛋白质级分的形式，其可以包含蛋白酶抑制剂，例如蛋白酶抑制剂I(约39kDa)、羧肽酶抑制剂(约4100Da)、蛋白酶抑制剂IIa和IIb(约20.7kDa)和蛋白酶抑制剂A5(约20.7kDa)。
可以在乳液或组合物的制备的任何阶段将一种或多种低分子量蛋白质引入乳液或组合物中，从而形成均匀的水分散体或浆液。本领域技术人员将能够优化待引入的蛋白质的量和分子量，而不会造成过度的负担或过度的实验。一种或多种蛋白质的分子量应足够低以促进微囊化，而所述一种或多种蛋白质的量应足以作为包封剂提供有效的保护。在水包油乳液的情况下，还应控制粘度。如果粘度太高，可能会阻碍喷雾干燥。确定合适的蛋白质含量和合适的粘度完全在本领域技术人员的能力范围内。
在示例性的情况下，基于组合物的总重量，一种或多种低分子量蛋白质可以以约5重量％至约30重量％存在。在水包油乳液的情况下，这意味着基于水相加油相的总重量为约5重量％至约30重量％。例如基于组合物的总重量，一种或多种蛋白质的存在量可以为约5重量％、6重量％、7重量％、8重量％、9重量％、10重量％、11重量％、12重量％、13重量％、14重量％、15重量％、16重量％、17重量％、18重量％、19重量％、20重量％、21重量％、22重量％、23重量％、24重量％、25重量％、26重量％、27重量％、28重量％、29重量％或30重量％。
在本文描述的特定实施方案中，除一种或多种低分子量蛋白质外，包封剂还包含化合物、物质或基团。例如，包封剂可包含一种或多种低分子量蛋白质与一种或多种多糖或碳水化合物组分的组合。例如，具有还原糖官能团的碳水化合物可以与蛋白质反应。右旋葡萄糖(dextrose)(包括一水右旋葡萄糖)、葡萄糖、乳糖、蔗糖、低聚糖和干的葡萄糖浆。在另一个实施方案中，可以在某些制剂中将多糖、高甲氧基果胶或角叉菜胶加入蛋白质-碳水化合物混合物中。在使蛋白质和碳水化合物发生反应时要格外小心，以确保条件不会导致蛋白质的大量凝胶化(gelling)或凝结(coagulation)，因为这会使蛋白质无法形成良好的膜。
在一个实例中，本发明的组合物可以通过任选地使用高剪切混合器将包封剂的蛋白质和多糖或碳水化合物组分溶解在水相中来制备。然后可以将混合物加热至约60℃至80℃的温度，此后如果需要可以添加一种或多种抗氧化剂。可以将含LCPUFA的油在线计量加入该水性混合物中，该水性混合物通过高剪切混合器以形成粗乳液。然后可以使粗乳液进行均质化。如果需要制备粉状产品，可以在约180℃的入口温度和80℃的出口温度下对乳液进行加压和喷雾干燥。
举例来说，合适的多糖和碳水化合物组分可包含麦芽糊精、右旋葡萄糖(包括一水右旋葡萄糖)、葡萄糖、乳糖、蔗糖、低聚糖和干燥的葡萄糖浆、或它们的一种或多种的组合。在另一个实施方案中，可以在某些制剂中将多糖、高甲氧基果胶或角叉菜胶加入蛋白质-碳水化合物混合物中。在使蛋白质和碳水化合物发生反应时要格外小心，以确保条件不会导致蛋白质的大量凝胶化或凝结，因为这会使蛋白质无法形成良好的膜。包封剂的低分子量蛋白质与多糖或碳水化合物组分的比率(以重量计)可以为例如约3:1、2.5:1、2:1、1.5:1、1:1、1:1.5、1:2、1:2.5、1:3、1:3.5、1:4、1:4.5、1:5、1:5.5、1:6、1:6.5、1:7、1:7.5、1:8、1:8.5、1:9、1:9.5或1:10。
在特定的实施方案中，包封剂的蛋白质组分与包封剂的碳水化合物组分的比率(重量比)可以为约1:10至约1:1.5。例如，蛋白质组分与碳水化合物组分的比率可以为约1:10、1:9.5、1:9、1:8.5、1:8、1:7.5、1:7、1:6.5、1:6、1:5.5、1:5、1:4.5、1:4、1:3.5、1:3、1:2.5、1:2或1:1.5。蛋白质组分与碳水化合物组分的比率可以为约1:3至约1:1.5，例如约1:3、1:2.9、1:2.8、1:2.7、1:2.6、1:2.5、1:2.4、1:2.3、1:2.2、1:2.1、1:2、1:1.9、1:1.8、1:1.7、1:1.6或1:1.5。蛋白质组分与碳水化合物组分的比率可以为约1:2至约1:1.9，例如约1:2、1:1.99、1:1.98、1:1.97、1:1.96、1:1.95、1:1.94、1:1.93、1:1.92、1:1.91或1:1.9。在一个示例性的实施方案中，蛋白质组分与碳水化合物组分的比率为约1:1.94。
多糖或碳水化合物组分的DE值可以为约0至100、约10至70、约20至60或约30至50。DE值可以为约0、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95或100。
本领域技术人员将认识到，替代的碳水化合物源也可以与一种或多种低分子量蛋白质组合用于包封剂中。例如，碳水化合物源可包含辛烯基琥珀酸酐(octenylsuccinicanhydride)改性的淀粉和一种或多种或两种或多种还原糖源，其中右旋葡萄糖当量值为约0至80，如先前在WO2012/106777中所述，本发明内容通过引用将其并入本文。简而言之，淀粉可以包含初级修饰和/或二级修饰，并且可以是酯或半酯。合适的辛烯基琥珀酸酐改性的淀粉包括，例如，基于糯玉米并由澳大利亚新南威尔士州(NSW)七山市(Seven Hills)的Ingredion ANZ Pty Ltd以PURITY
Figure BDA0002912647620000091
IMF和HI
Figure BDA0002912647620000092
IMF的商标名销售的辛烯基琥珀酸酐改性淀粉。基于组合物的总重量，辛烯基琥珀酸酐改性淀粉的存在量可以小于约18％、17％、16％、15％、14％、13％、12％、11％、10％、9％、8％、7％、6.5％、6％、5.5％、5％、4.5％、4％、3.5％、3％、2.5％、2％或小于1％。
还原糖源是本领域技术人员所熟知的，其包括单糖和二糖，例如葡萄糖、果糖、麦芽糖、半乳糖、甘油醛和乳糖。合适的还原糖源还包括低聚糖，例如葡萄糖聚合物，如糊精和麦芽糊精以及葡萄糖浆固体。还原糖也可以衍生自葡萄糖浆，葡萄糖浆通常包含不少于20重量％的还原糖。
根据本发明的微囊化组合物的表面游离脂肪含量可以小于或约10％、小于或约9％、小于或约8％、小于或约7％、小于或约6％、小于或约5％、小于或约4％、小于或约3％、小于或约2.5％、小于或约2.4％、小于或约2.3％、小于或约2.2％、小于或约2.1％、小于或约2％、小于或约1.9％、小于或约1.8％、小于或约1.7％、小于或约1.6％、小于或约1.5％、小于或约1.4％、小于或约1.3％、小于或约1.2％、小于或约1.1％、或者小于或约1％。在特定的实施方案中，该表面游离脂肪含量是在由乳液衍生或生产的粉末中测定的。
本发明的组合物和乳液包含一种或多种LCPUFA或包含含有一种或多种LCPUFA的油。所述油可以是天然存在的或天然来源的，或者可以是从遗传修饰的或非遗传修饰的来源合成的。在本发明的语境中，“天然存在的”和“天然来源的”包括可以从天然来源(例如本文所列的生物)中提取的油和脂质组合物，或者可以由这种天然来源中发现的油或一种或多种脂质衍生或改性得到的油和脂质组合物。技术人员将理解，本发明的范围不因提及一种或多种LCPUFA或包含一种或多种LCPUFA的油的身份或来源而受到限制。
为或可被修饰为含LCPUFA或富含LCPUFA的示例性油包括来自海洋生物的油，例如来自甲壳类动物(例如磷虾)、软体动物(例如牡蛎)和鱼(例如金枪鱼、鲑鱼、鳟鱼、沙丁鱼，鲭鱼、海鲈鱼、鲱鱼(menhaden)、青鱼(herring)、沙丁鱼、腌鱼(kipper)、鳗鱼或银鱼)。所述油可以来自诸如本文列出的一种或多种海洋生物的鱼卵。在示例性实施方案中，所述油为(或包含)金枪鱼油，磷虾油或来自鱼卵的脂质提取物。
为或可被修饰为含LCPUFA或富含LCPUFA的其他示例性油包括植物来源和微生物来源的油。植物来源包括但不限于亚麻籽、核桃、葵花籽、菜籽、红花、大豆、小麦胚芽、玉米和绿叶植物，例如羽衣甘蓝、菠菜和荷兰芹。微生物来源包括藻类和真菌。
油可以占组合物总重量的约0.1％-80％，或占组合物总重量的约1％-80％、或约1％-75％、或约5％-80％、或约5％-75％、或约5％-70％。在示例性实施方案中，当油为金枪鱼油时，油可以占组合物总重量的约2％、4％、6％、8％、10％、12％、14％、16％、18％、20％、22％、24％、26％、28％、30％、32％、34％、36％、38％、40％、42％、44％、46％、48％、50％、52％、54％、56％、58％、60％、62％、64％、66％、68％、70％、72％、74％、76％、78％或80％。
LCPUFA通常包含一种或多种ω-3脂肪酸和/或一种或多种ω-6脂肪酸，或它们的混合物。脂肪酸可以包括DHA、AA、EPA、DPA和/或硬脂四烯酸(SDA)或它们的混合物。在一个实施方案中，脂肪酸包含DHA和AA。
本发明所述的组合物还可以包含其他组分，例如抗氧化剂、抗结块剂、调味剂、着色剂、维生素、矿物质、氨基酸、螯合剂等。
合适的抗氧化剂是本领域技术人员所熟知的，并且可以是水溶性或油溶性的。合适的水溶性抗氧化剂包括例如抗坏血酸钠、抗坏血酸钙、抗坏血酸钾、抗坏血酸、谷胱甘肽、硫辛酸和尿酸。在一个实施方案中，组合物中的水溶性抗氧化剂可为总组合物的约0-10重量％。合适的油溶性抗氧化剂包括例如生育酚、抗坏血酸棕榈酸酯、生育三烯酚、苯酚、多元酚等。在一个实施方案中，油相中的油溶性抗氧化剂可为总组合物的约0-10重量％。
与本发明的组合物相容的抗结块剂是本领域技术人员所熟知的，其包括钙磷酸盐如磷酸三钙，和碳酸盐如碳酸钙和碳酸镁，以及二氧化硅。
组合物还可包含一种或多种低分子量乳化剂。合适的低分子量乳化剂包括，例如，甘油单酯和甘油二酯、卵磷脂和脱水山梨糖醇酯。其他合适的低分子量乳化剂是本领域技术人员所熟知的。低分子量乳化剂可为组合物总重量的约0.1％-3％，或为组合物总重量的约0.1％至约2％、或约0.1％-0.5％、或约0.1％-0.3％。低分子量乳化剂可为组合物总重量的约0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％、1.6％、1.7％、1.8％、1.9％或2％。
可将本文所述的组合物配制成用于通过任何合适的途径(通常是口服)向个体给药。组合物可以是液体形式或固体形式，并且可以以液体或固体形式(例如以糖浆或其他合适的液体形式，或者以胶囊或其他合适的固体形式)服用。或者，可将组合物加入到食物产品或饮料产品中。
本领域技术人员将理解，在不脱离如上广泛描述的本发明的精神或范围的情况下，可以对本发明进行多种变化和/或修改。因此，本实施方案在所有方面都应被认为是说明性的而非限制性的。
现在将通过参考以下具体实施例更详细地描述本发明，所述具体实施例不应以任何方式限制本发明的范围。
实施例
实施例1-使用低分子量蛋白质包封剂包封含磷脂的油
研究了不同分子量的各种蛋白质和蛋白质级分以喷雾干燥粉末形式稳定微囊化的富含磷脂的油的能力。含有混合的天然生育酚和抗坏血酸棕榈酸酯的精制金枪鱼油被用作核心材料。选择了几种分子量不同的蛋白质和蛋白质级分，包括酪蛋白酸钠、乳清蛋白分离物、高分子量马铃薯蛋白质级分和低分子量马铃薯蛋白质级分作为包封用蛋白质来源。
在非还原条件下使用SDS-PAGE测定这些蛋白质和蛋白质级分的分子量。结果显示在图1中。酪蛋白酸钠显示出酪蛋白的约30kDa的条带、α-乳球蛋白的约14kDa的条带、以及高于50kDa的弥散条带(其可能代表κ酪蛋白和αs2-酪蛋白)。由于美拉德反应，酪蛋白酸钠与碳水化合物聚合物结合，因此其分子量显著增加。美拉德反应产物(MRPs)的分子量超过200kDa。乳清蛋白分离物(WPI)显示α-乳球蛋白和β-乳球蛋白的14和18kDa的条带、牛血清白蛋白的66kDa的条带和在160和200kDa之间的条带。高分子量马铃薯蛋白级分(PPH)显示出马铃薯糖蛋白的约40kDa的主要条带，和在约80kDa处的二聚体。在低分子量马铃薯蛋白级分(PPL)中，检测到蛋白酶抑制剂的低于40kDa的条带，这表明存在蛋白酶抑制剂I(分子量39kDa)、羧肽酶抑制剂(分子量4100Da)、蛋白酶抑制剂IIa和IIb(分子量约为20.7kDa)和蛋白酶抑制剂A5(分子量约为20.7kDa)的存在。
如果需要，使用如上所述的蛋白质和蛋白质级分作为蛋白质源与碳水化合物聚合物一水右旋葡萄糖和麦芽糊精(DE值约为30)一起微囊化金枪鱼油。在中性和低pH条件下，抗坏血酸钠和抗坏血酸分别用作维生素C的来源。
为了消除不同的表面游离脂肪对最终喷雾干燥的粉末的氧化稳定性的影响，制备了具有相似的表面游离脂肪含量(约1％)的微囊。为此，酪蛋白酸钠基和WPI基微囊的载油量控制在28±2％(见表1)，而MRP基微囊、PPH基微囊和PPL基微囊的载油量控制在48±2％(参见表2)。
表1.金枪鱼油负载量为28±2％的酪蛋白酸钠基和WPI基微囊粉
Figure BDA0002912647620000121
SC，酪蛋白酸钠；WPI，乳清蛋白分离物；DM，一水右旋葡萄糖；MAL，麦芽糊精(DE值约为30)；SA，抗坏血酸钠；TO，金枪鱼油。
表2.金枪鱼油负载量为48±2％的MRP基微囊粉、PPH基微囊粉和PPL基微囊粉
Figure BDA0002912647620000131
MRP，酪蛋白酸钠与碳水化合物聚合物之间的美拉德反应产物；PPH，高分子量马铃薯蛋白级分；PPL，低分子量马铃薯蛋白质级分；SC，酪蛋白酸钠；DM，一水右旋葡萄糖；MAL，麦芽糊精(DE值约为30)；SA，抗坏血酸钠；AA，抗坏血酸；TO，金枪鱼油。
微囊化工艺流程如图2所示。如图2A所示，对于使用SC、WPI、PPH和PPL(图2A中统称为“蛋白质”)生成的微囊，将包封剂成分添加至60℃的水中。随后加热至80℃。将抗坏血酸钠或抗坏血酸添加到水相中后，使用高剪切混合器将精制的金枪鱼油在混合物中进行均质化，以生产出粗水包油乳液。使用两级均质器在600bar下将该乳液进一步均质化3次，然后在180/80℃下喷雾干燥。
如图2B所示，对于使用MRP产生的微囊，在包封之前诱导了美拉德反应。简而言之，将酪蛋白酸钠、一水右旋葡萄糖和麦芽糊精添加到60℃的水中，并将pH值调节到7-7.5。将浆液在90℃加热以引发美拉德反应，并将生成的MRP冷却至80℃。加入抗坏血酸钠后，使用高剪切混合器将精制的金枪鱼油在水相中均质化，然后使用两级均质器在600bar下均质化3次，然后在180/80℃下喷雾干燥。
实施例2-实施例1的微囊化粉末的氧化稳定性
将含有约4g金枪鱼油的微囊化粉末在氧气下于5bar的密闭室中加热至70℃，并使用ML OxipresTM(Mikrolab Aarhus A/S Denmark)监测密闭室的压力。在诱导期(IP)之后，由于氧气的消耗，压力急剧下降，诱导期(IP)被用作评估含LCPUFA的微囊粉末的氧化稳定性的指标。具体来说，随着诱导期记录指示氧化的氧气减少(见图3)。由于PPH基金枪鱼水包油乳液的高粘度，即使在其他配方中固含量为50％时，也无法进行喷雾干燥，因此无法获得氧化稳定性数据。
如图3所示，具有约1％的表面游离脂肪含量，如实施例1所述用不同的包封剂生产的含金枪鱼油的微囊粉末显示出不同的诱导期，代表了不同的氧化稳定性水平：
·载油量为28±2％的酪蛋白酸钠基粉末-诱导时间为158小时；
·载油量为48±2％的PPL基粉末-诱导时间为136h；
·载油量为28±2％的WPI基粉末-诱导时间为117h；
·载油量为48±2％的MRP基粉末-诱导时间为51h。
因此，在48±2％的载油量下，与使用MRP包封的粉末相比，使用PPL包封的微囊粉末显示出显著改善的氧化稳定性。不希望受到理论的束缚，发明人提出在均质化过程中，PPL中的分子量较小的蛋白质倾向于更活跃地迁移至油/水界面。
具有不同金枪鱼油负载量(分别为48±2％和28±2％)的PPL基和酪蛋白酸钠基粉末的诱导期值之间的比较需要考虑以下事实：8g PPL基粉末(含约4g金枪鱼油和约0.36g维生素C(抗坏血酸))和13.33g酪蛋白酸钠基粉末(含约4g金枪鱼油和约0.70g维生素C(抗坏血酸钠，相当于0.62g抗坏血酸))在相同的温度和相同的氧气压力下加热。因此，PPL基粉末比具有较少维生素C和较高的与氧气的接触表面积的酪蛋白酸钠基粉末表现出更好的氧化稳定性。
总之，发明人生产了几种不同的微囊递送系统，其金枪鱼油负载量为28±2％或48±2％，以稳定金枪鱼油从而抗氧化，表面游离脂肪含量约为1％。
·在约50％的载油量下，与使用酪蛋白酸钠和碳水化合物聚合物的MRP生产的微囊化含金枪鱼油粉末相比，使用PPL和碳水化合物聚合物制得的微囊化含金枪鱼油粉末具有更高的氧化稳定性。发明人提出这是由于与MRP相比PPL的分子量较小。
·PPL基微囊化系统具有48±2％的金枪鱼油负载量，与SC基微囊化(具有28±2％的金枪鱼油负载量)相比，即使维生素C含量较低(0.36v.s.0.7g)和与氧气的接触表面积更高(在相同温度和相同氧气压力下为8v.s.13g粉末)，PPL基微囊化系统也对金枪鱼油提供了更有效的保护。
·通过使用PPL作为蛋白质包封剂成分，可以生产出载油量约50％，表面游离脂肪含量低(1％)的微囊粉末，而无需发生美拉德反应。
·包含蛋白酶抑制剂I(分子量39kDa)、羧肽酶抑制剂(分子量4100Da)、蛋白酶抑制剂IIa和IIb(分子量约20.7kDa)和蛋白酶抑制剂A5(分子量约20.7kDa)的PPL可以用作示例性的低分子量蛋白质组分以生产用于稳定生物活性ω-3油的新型微囊化基质。

Claims (22)

1.一种微囊化组合物，其包含一种或多种长链多不饱和脂肪酸(LCPUFA)，其中包封剂(encapsulant)包含一种或多种低分子量蛋白质。
2.根据权利要求1所述的微囊化组合物，其中所述一种或多种蛋白质的分子量小于约50kDa、小于约40kDa、小于约30kDa或小于约20kDa。
3.根据权利要求1或2所述的微囊化组合物，其中，所述一种或多种蛋白质为蛋白质级分的形式。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的微囊化组合物，其中所述包封剂还包含一种或多种碳水化合物。
5.根据权利要求4所述的微囊化组合物，其中所述一种或多种碳水化合物选自麦芽糊精和一水右旋葡萄糖或它们的组合。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的微囊化组合物，其中，基于所述组合物的总重量，所述一种或多种蛋白质以约5重量％至约25重量％的量存在。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的微囊化组合物，其中，所述包封剂的蛋白质组分与所述包封剂的碳水化合物组分的比率为约1:10至1:2。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的微囊化组合物，其中所述LCPUFA是ω-3脂肪酸。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的微囊化组合物，其中所述LCPUFA以甘油三酯形式存在。
10.根据权利要求1-9中任一项的所述微囊化组合物，其中所述LCPUFA存在于一种或多种含LCPUFA的油中。
11.根据权利要求10所述的微囊化组合物，其中所述一种或多种油包括鱼油。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的微囊化组合物，其中所述组合物还包含至少一种维生素C源。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的微囊化组合物，其中所述组合物具有约1％的表面游离脂肪含量。
14.根据权利要求1-13中任一项所述的微囊化组合物，其中所述组合物为水包油乳液的形式。
15.根据权利要求1-14中任一项所述的微囊化组合物，其中所述组合物为喷雾干燥粉末的形式。
16.一种微囊化组合物，其包含一种或多种甘油三酯形式的LCPUFA，其中包封剂包含一种或多种低分子量蛋白质，并且其中所述组合物具有约1％的表面游离脂肪含量。
17.一种用于保护一种或多种LCPUFA或一种或多种包含所述一种或多种LCPUFA的油免受氧化降解的方法，所述方法包括使用包含一种或多种低分子量蛋白质的包封剂包封所述LCPUFA或油。
18.一种用于改善一种或多种LCPUFA或一种或多种包含一种或多种LCPUFA的油的氧化稳定性使其免受氧化降解的方法，所述方法包括使用包含一种或多种低分子量蛋白质的包封剂包封所述LCPUFA或油。
19.根据权利要求17或18所述的方法，其中所述一种或多种LCPUFA为甘油三酯形式。
20.包含一种或多种LCPUFA或一种或多种包含一种或多种LCPUFA的油的稳定乳液，其中所述乳液还包含一种或多种低分子量蛋白质。
21.根据权利要求20所述的稳定乳液，其中所述一种或多种LCPUFA为甘油三酯形式。
22.一种组合物，其包含一种或多种LCPUFA或一种或多种油，以及一种或多种低分子量蛋白质，所述油包含一种或多种LCPUFA。
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