CN1649514A - 包含蛋白质和脂肪酸的组合物以及它们的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本文所描述的是包含规定蛋白质和类脂组分的组合物。具体地讲,该组合物包含:(a)包含蛋白质的蛋白质组分,该蛋白质选自乳清、酪蛋白以及它们的混合物。(b)包含脂肪酸物质的类脂组分,该脂肪酸物质选自脂肪酸、它们的非甘油酯以及它们的混合物,其中该类脂组分的中值粒径小于约1微米。还描述了包括以下步骤的方法:(a)将蛋白质组分与类脂组分混合形成蛋白质/类脂混合物;(b)使蛋白质/类脂混合物经受选自以下的条件:(i)使蛋白质/类脂混合物经受高剪切条件,其中该高剪切条件包含在约3,500RPM至约15,000RPM的情况下混合蛋白质/类脂混合物;(ii)在约6.895MPa至约103.4MPa的压力下使该蛋白质/类脂混合物匀化,形成均质的蛋白质/类脂混合物;和(iii)它们的组合。

Description

包含蛋白质和脂肪酸的组合物以及它们的制备方法
发明领域
本发明涉及包含蛋白质和脂肪酸的组合物。该组合物尤其可用作食品或饮料组合物。
发明背景
使用脂肪酸,尤其是在口服组合物中,有益于各种健康问题。例如,公布于2002年1月3日的Jandacek等人的WO 02/00042描述了使用脂肪酸来控制体重。所述体重控制方法包括包含脂肪酸的口服组合物,该脂肪酸导致哺乳动物的饱腹感,从而减小食物的消耗。最近脂肪酸的其它应用已得到促进,包括在各种用于改善例如心脏和皮肤健康的组合物中使用ω-3-脂肪酸。
然而不幸的是,在消费者可接受的组合物中这些脂肪酸的配方却并不是一件无关紧要的事情。脂肪酸容易不稳定,包括降解,从而导致腐臭。此外,包含脂肪酸的组合物可能是物理不稳定的,这导致组合物中多种成分发生不可取的分离。这种不稳定性不仅影响脂肪酸的味道特征,而且还影响可递送的健康有益效果。此外,即使其中脂肪酸保持稳定,从味道的角度考虑脂肪酸通常是不可取的。这种不可取性的实施例包括ω-3-脂肪酸,其具有鱼腥似的异味。因此需要提供可缓解与脂肪酸的不稳定性和/或不可取味道特征有关的问题的组合物。
已知在口服组合物中某些组分可提供一定程度的味道掩蔽。例如,包含强烈的风味剂可将不可取的味道掩蔽到一定程度。然而,这些强烈的风味剂通常本身就是不可取的,这取决于消费者的嗜好或所需组合物的类型,而且可能不会缓解与不稳定性有关的问题。
本发明者发现其中类脂组分的粒径在如本文所述的规定范围内时,包含规定蛋白质组分和含脂肪酸类脂组分的组合物可被最优化。实际上,发明者发现,通过提供此规定范围内的类脂组分可使稳定性最大化。此外,发明者已发现了某些方法,这些方法对于提供稳定的含蛋白质和类脂组分的组合物是很重要的。例如,多种参数,包括剪切条件和添加顺序,都是很重要的。因此,发明者发现了含蛋白质和脂肪酸的稳定组合物,以及它们的制备方法。本文描述了本发明的这些和其它有益效果。
发明概述
本发明涉及包含规定的蛋白质和类脂组分的组合物。具体地讲,该组合物包含:
(a)包含蛋白质的蛋白质组分,该蛋白质选自乳清、酪蛋白以及它们的混合物;和
(b)包含脂肪酸物质的类脂组分,该脂肪酸物质选自脂肪酸、它们的非甘油酯以及它们的混合物,其中该类脂组分的中值粒径小于约1微米。
本发明组合物尤其可用作食品或饮料组合物。
本发明还涉及制备包含蛋白质组分和类脂组分的组合物的方法。该方法可用于制备组合物,该组合物包含:
(a)包含蛋白质的蛋白质组分,该蛋白质选自乳清、酪蛋白以及它们的混合物;和
(b)包含脂肪酸物质的类脂组分,该脂肪酸物质选自脂肪酸、它们的非甘油酯以及它们的混合物;
其中该方法包括:
(a)将蛋白质组分与类脂组分混合以形成蛋白质/类脂混合物;
(b)使蛋白质/类脂混合物经受选自以下的条件:
(i)使蛋白质/类脂混合物经受高剪切条件,其中该高剪切条件为约4Watt/Kg至约70Watt/Kg的NP/M;
(ii)在约6.895MPa至约103.4MPa的压力下匀化该蛋白质/类脂混合物,形成均质的蛋白质/类脂混合物;和
(iii)它们的组合。
发明详述
本公开内容中列举了包括例如出版物和专利的各种文献。所有这些文献均引入本文以供参考。任何所给文献的引用都不可解释为是对其作为本发明的现有技术的认可。
除非另外指明,所有百分比和比率均以重量计。除非另外指明,所有百分比和比率均以总组合物计。
本文引用的是本发明所使用的,包括各种成分的组分的商品名。本发明人不局限于使用某一商品名称的材料。在本文的描述中与以商品名引用的那些材料等价的材料(如以不同的名称或参考号从不同来源得到的那些)可以被取代和应用。
在本发明的说明书中,公开了多种实施方案或个别特征。对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是,这些实施方案和特征的所有组合都是可能的,并可导致本发明的优选实施。
本发明的组合物可包括、基本上由或由本发明所述任何要素组成。
虽然举例说明和描述了本发明的多种实施方案和个别特征,在不背离本发明的精神和范围的情况下可对其进行各种其他变化和修改。同样明显的是,在上述公开内容中提出的实施方案与特征的所有组合都是可能的,并能导致本发明的优选实施。
定义
本文所用术语“NP/M”是指每单位质量的净功率。
本文所用术语“Watt/Kg”是指瓦特每千克。
本文所用的所有中值粒径均以数量分布来定义。利用激光散射系统,如HORIBA LA910粒径分析仪(购自Horiba,California)来测量数量分布。
本发明的组合物
本组合物可用于多种用途,尤其是食品或饮料、最优选饮料。具体地讲,尽管存在脂肪酸物质,本组合物惊人地稳定并具有感官吸引力。本组合物包括包含以下物质的那些:
(a)包含蛋白质的蛋白质组分,该蛋白质选自乳清、酪蛋白以及它们的混合物;和
(b)包含脂肪酸物质的类脂组分,该脂肪酸物质选自脂肪酸、其非甘油基酯以及它们的混合物,其中该类脂组分的中值粒径小于约1微米。
本组合物的各种组分进一步描述如下:
蛋白质组分
本文所用的蛋白质组分包含选自乳清、酪蛋白以及它们的混合物的蛋白质。蛋白质组分可以是蛋白质本身,例如酪蛋白酸钠或酪蛋白酸钙,或可以是包含蛋白质和一种或多种其他物质的组分。例如,各种乳蛋白是本领域普通技术人员所已知的,并可用作本文的蛋白质组分。
其中当以蛋白质本身来输送蛋白质组分时,酪蛋白为可用于本文的优选蛋白质。然而,也可包含乳清或酪蛋白与乳清的混合物。酪蛋白可以各种形式使用,包括例如酪蛋白酸钠或酪蛋白酸钙。本文优选使用酪蛋白酸钠和酪蛋白酸钙的混合物。
乳蛋白包括哺乳动物乳或植物乳如,例如全脂乳、脱脂乳、炼乳、奶粉、浓缩乳蛋白、分离乳蛋白、水解乳蛋白,以及它们的混合物。举例说明,浓缩乳蛋白通过乳超滤或其它方法制得,使得乳糖或盐含量减少,从而提高蛋白质含量。在奶粉和炼乳中水被除去,但是基本上保留乳的所有其他组分。所有形式的乳蛋白可包含例如原乳蛋白、水解乳蛋白或它们的任意组合。
本发明组合物中蛋白质组分的量将取决于各种因素,包括,例如,蛋白质组分是否为蛋白质本身或以乳蛋白输送、最终组合物中所需蛋白质的量等等。优选地,组合物包含按所述组合物的重量计至少约0.5%的蛋白质。更优选地,组合物包含按所述组合物的重量计约0.5%至约10%的蛋白质、甚至更优选约0.5%至约8%的蛋白质、最优选约0.5%至约5%的蛋白质。当蛋白质组分的蛋白质通过乳蛋白或别的组分输送时,量可适当地调节。例如,其中蛋白质组分为全脂乳或脱脂乳时,组合物优选包含按所述组合物的重量计约5%至约75%、更优选约5%至约40%、最优选约5%至约15%的蛋白质组分。例如另一个实施例,其中蛋白质组分为奶粉时,组合物优选包含按所述组合物的重量计约0.5%至约10%、更优选约0.5%至约8%、最优选约0.5%至约5%的蛋白质组分。
类脂组分
类脂组分包含脂肪酸物质并且,如果存在的话,包括存在于组合物中的所有脂肪或其他甘油酯。本发明中使用的脂肪酸物质选自脂肪酸、它们的非甘油酯以及它们的混合物。本文所用的脂肪酸物质包含脂肪酸链,或者其中脂肪酸物质为脂肪酸酯,包含脂肪酸链和酯链。因而,当脂肪酸物质为脂肪酸时,该物质可表示如下:
                        R-COOH
其中“R”为脂肪酸链,其为具有至少约9个碳原子的饱和或不饱和链,典型地约9个至约25个碳原子,且其中“COOH”为羧酸部分。更优选地,“R”为饱和或不饱和链,其具有约11个至约23个、优选约15个至约21个碳原子,这取决于本文的实施方案,通常优选约15个至约17个碳原子。还优选地,脂肪酸链包含0至约3个双键。最优选地,脂肪酸链为不饱和的,具体地讲是包含一个或两个双键。
当脂肪酸物质为脂肪酸的非甘油酯(即,“它们的非甘油酯”)时,该物质可表示如下:
                         R-COOR′
其中R为如上定义的脂肪酸链,而R′为酯链,通过羧基部分“COO”将两者联结在一起。酯链为碳原子的直链或支链,当存在哺乳动物的消化酶、优选人的消化酶时,它被水解,并且典型地包含不超过约8个碳原子。酯链更优选包含1个至约5个碳原子,而且另外它可为直链(例如,正丙基)或支链(例如,异丙基)。高度优选的酯链包括形成甲基酯(即,R′为-CH3)、乙基酯、正丙基酯、异丙基酯、正丁基酯、异丁基酯以及它们的混合物的那些。尤其优选那些形成乙基酯的酯链。
在本发明的优选实施方案中,脂肪酸物质选自月桂酸、十二烯酸、肉豆蔻酸、肉豆蔻脑酸、十五烷酸、棕榈酸、棕榈油酸、十七烷酸、硬脂酸、二羟硬脂酸、油酸、蓖麻油酸、反油酸、亚油酸、α-亚麻酸、二均γ-亚麻酸、桐酸、十八碳三烯酸、花生四烯酸、花生酸、二十烯酸、二十碳五烯酸、二十二烷酸、芥酸、二十二碳六烯酸、二十四烷酸、它们的非甘油酯以及它们的混合物。优选的脂肪酸非甘油酯包括油酸乙酯、亚油酸乙酯以及它们的混合物。
在本发明的尤其优选实施方案中,脂肪酸物质选自月桂酸、十二烯酸、肉豆蔻酸、肉豆蔻脑酸、十五烷酸、棕榈酸、棕榈油酸、十七烷酸、硬脂酸、二羟硬脂酸、油酸、蓖麻油酸、反油酸、亚油酸、α-亚麻酸、二均γ-亚麻酸、桐酸、十八碳三烯酸、花生四烯酸、花生酸、二十烯酸、二十二烷酸、芥酸、二十四烷酸、它们的非甘油酯以及它们的混合物。在本发明的这个实施方案中,尤其优选选择包含0至约3个双键且脂肪酸链长为约15至约17个碳原子的脂肪酸物质。此外,尤其优选的脂肪酸物质包括油酸、亚油酸、它们的非甘油酯以及它们的混合物。这个实施方案优选的酯包括油酸乙酯、亚油酸乙酯以及它们的混合物。作为实施例,油酸乙酯可从各种来源获得,包括Victorian Chemical Co.,Richmond,Victoria、Penta Manufacturing Co.,Livingston,NJ、和Croda,Inc.,Parsippany,NJ。
在本发明的另一个优选的实施方案中,脂肪酸物质选自ω-3-脂肪酸、它们的非甘油酯以及它们的混合物。本文尤其优选使用的是ω-3-脂肪酸,因为它们对消费者的健康具有有益效果,尤其是在皮肤和心脏健康方面。
如本领域所充分理解的,本文一致使用的术语“ω-3-脂肪酸”用于指具有ω-3双键的那些脂肪酸物质,其中当从链的ω(末梢)碳原子数起时,ω-3双键位于脂肪酸链的第三和第四个碳原子之间。ω-3-脂肪酸优选衍生自海产(鱼)来源,包括鲱鱼(一种类似青鱼的鱼)。优选ω-3-脂肪酸源的非限制性实施例包括OMEGAPURE,购自Omega Protein,Inc.,Houston,TX。
适用于本文的ω-3-脂肪酸的非限制性实施例包括二十碳五烯酸(也称为EPA)、二十二碳六烯酸(也称为DHA)以及它们的混合物。也可考虑它们的非甘油酯。
在本发明的典型实施方案中,组合物包含按组合物的重量计约0.0001%至约10%的脂肪酸物质,且根据所需的具体实施方案(例如,适于进一步稀释的浓缩物或即饮型饮料组合物)。更优选地,组合物包含按所述组合物的重量计约0.01%至约5%的脂肪酸物质。甚至更优选地,组合物包含按所述组合物的重量计约0.01%至约3%的脂肪酸物质。最优选地,组合物包含按所述组合物的重量计约0.5%至约2.5%的脂肪酸物质。例如,本发明的典型组合物可包含按所述组合物的重量计约1%至约1.3%的脂肪酸物质。
类脂组分的粒径
在本文的某些实施方案中,类脂组分具有的中值粒径小于约1微米。在尤其优选的实施方案中,类脂组分具有的中值粒径为约0.3微米至约0.9微米、最优选约0.4微米至约0.8微米。实际上,本发明者发现这些粒径对于类脂组分在乳蛋白中的成功乳化可能是很重要的。正如所发现的那样,尽管类脂组分与蛋白质组分一直存在,但具有这种类脂组分粒径的组合物是物理稳定的且具有感官吸引力。
本组合物的更多实施方案
本发明者还发现了包含蛋白质和类脂组分以及矿物质组分的组合物。因此,在本发明的其他实施方案中,本组合物包含一种或多种矿物质,其选自铁、钙、锌、铜、镁、锰以及它们的混合物。优选地,矿物质为具有下式的二价盐:
                            MA
其中M为二价金属,其选自铁、钙、锌、铜、镁、锰以及它们的混合物,并且其中A为二羧酸根阴离子。典型的二羧酸根阴离子包括,例如,琥珀酸根、丙二酸根、戊二酸根、己二酸根、富马酸根和马来酸根。代表性的二价金属盐包括,例如,琥珀酸亚铁、富马酸亚铁、琥珀酸钙、富马酸钙、琥珀酸锌、富马酸锌、琥珀酸亚铜、富马酸亚铜、琥珀酸镁、富马酸镁、琥珀酸锰、富马酸锰以及它们的混合物。尤其优选的盐包括富马酸亚铁、琥珀酸亚铁以及它们的混合物。
当组合物中存在一定的矿物质时,该组合物优选包含至少约1%、优选至少约5%、更优选约10%至约100%、甚至更优选约10%至约70%,且最优选约10%至约50%的这种矿物质的USRDI。维生素和矿物质的美国推荐日摄取量(USRDI)由Recommended Daily Dietary Allowance-Food andNutrition Board,National Academy of Sciences-National ResearchCouncil规定和陈述。
在一个甚至更优选的实施方案中,本发明者发现一种或多种乳化矿物质,例如公布于1999年3月30日的Mehansho等人的美国专利5,888,563中所描述的那些乳化矿物质,不影响在蛋白质组分中乳化的前述类脂组分。此外,本发明者发现乳化矿物质与这种乳化类脂组分在一起是稳定的,并且尽管存在矿物质和已知具有不愉快味道的类脂组分,该乳化矿物质提高了所需的味道特征。重要的是,已发现乳化矿物质的特征可表示为囊泡组分,其中在组合物的制备过程中,当其与蛋白质组分和类脂组分混合物混合时,该囊泡组分可被加工而不破裂或破坏。
因此,本文优选的组合物包含乳化剂。本文所定义的乳化剂是对类脂组分和蛋白质组分的补充。本文优选的矿物质可按照公布于1999年3月30日的Mehansho等人的美国专利5,888,563中的方法乳化。例如,合适的乳化剂包括选自磷脂、糖脂以及它们的混合物的那些。在这些乳化剂中、更优选的乳化剂包括选自卵磷脂、脑磷脂、缩醛磷脂以及它们的混合物的那些。可用于本文的最优选乳化剂为卵磷脂。例如,可以大豆卵磷脂(购自Central Soya,Fort Wayne,IN)购得卵磷脂优选地,当组合物包含乳化剂时,该组合物包含约0.01%至约1%、更优选约0.01%至约0.5%、最优选约0.02%至约0.04%的乳化剂,均按所述组合物的重量计。
如Mehansho等人所述,乳化剂可以例如,以其文中所指出的量任选与可食用基质或双层稳定剂组合使用。
其他任选组分和本发明组合物的使用
本文所述组合物可用于各种各样的最终组合物中,这些最终组合物包括食品或饮料组合物,尤其是饮料组合物。这种食品和饮料组合物不仅包括“传统的”食品和饮料,还包括在规范的指导原则下的那些食品和饮料,如食物增补品和保健食品等。
本组合物可包含一种或多种附加任选组分,以用于例如,提高它们的性能或使组合物更适于作为工业产品或消费品使用。因此,本方法可任选包括包含一种或多种这些任选的组分。这些组分可被添加到本文的组合物中,前提条件是它们基本上不妨碍组合物的重要性质,尤其是稳定性或感官性质。下面给出任选组分的非限制性实施例:
本发明的组合物典型地包括水,尤其当组合物为饮料组合物时。本文所用术语“水”包括存在于组合物中的全部水,包括,例如液体乳或其他乳蛋白源、果汁或蔬菜汁及所有加入的水。水的优选含量按所述组合物的重量计为约10%至约99.999%、更优选约5%至约99%,还更优选至少约50%、甚至更优选地至少约70%、最优选约70%至约99%。即饮型饮料组合物应典型地包含按所述组合物的重量计至少约70%的水、优选约75%至约99%的水。即饮型饮料组合物是尤其优选的。
风味剂
本文组合物可任选地,但优选地,包含一种或多种风味剂。优选地,这些风味剂包含在饮料组合物中,且典型地选自果汁、水果香料、植物风味剂以及它们的混合物。当本发明的饮料中包含果汁时,其可包含约0.1%至约99%、优选约1%至约50%、更优选约2%至约30%、最优选约5%至约20%的果汁。本文所测量的果汁的重量百分比是基于原汁2°至16°糖度果汁。果汁可以果泥、粉末或以原汁或浓缩果汁的形式掺入饮料中。尤其优选的是以约20°至约80°糖度的含固体成分(主要是糖固体)的浓缩物形式掺入果汁。
果汁可为已知用于稀释果汁饮料的任何一种柑桔汁、非柑桔汁或它们的混合物。果汁可衍生自,例如,苹果、越橘、梨、桃、李子、杏、蜜桃、葡萄、樱桃、醋栗、悬钩子、黑醋栗、接骨木果、黑莓、蓝莓、草莓、柠檬、酸橙、中国柑桔、橙、柚子、cupuacu、马铃薯、番茄、莴苣、芹菜、菠菜、卷心菜、豆瓣菜、蒲公英、大黄、胡萝卜、甜菜、黄瓜、菠萝、椰子、石榴、猕猴桃、芒果、番木瓜果、香蕉、西瓜、西番莲果、橘子和香瓜。优选果汁衍生自苹果、梨、柠檬、甜橙、中国柑桔、柚子、越橘、橙、草莓、橘子、葡萄、猕猴桃、菠萝、西番莲果、芒果、番石榴、悬钩子和樱桃。柑橘汁、优选柚子、橙、柠檬、酸橙和中国柑桔汁,以及衍生自芒果、苹果、西番莲果和番石榴的果汁,以及这些果汁的混合物是最优选的。
也可使用水果风味剂,包括仿制的或衍生自上述任何一种水果的风味剂。至于以上所述的风味剂乳液,水果风味剂可衍生自天然来源如精油和提取物,或可人工合成制备。水果风味剂可通过加工,尤其是浓缩衍生自水果。当果汁被浓缩或蒸发时,浓缩物包含挥发性的包含水果风味剂的物质。通常,将这种风味剂加入到浓缩果汁中以增加其香味。
也可使用植物风味剂。本文所用术语“植物风味剂”是指衍生自植物的不是水果部分的风味剂,即衍生自坚果、树皮、根和/或叶。术语“植物风味剂”中也包括模仿衍生自天然来源的植物风味剂所制得的人造风味剂。植物风味剂可衍生自天然来源如精油和提取物,或可人工合成制备。合适的植物风味剂包括茶、咖啡、巧克力、香草、肉豆蔻果核、可乐果、金盏花、菊花、春黄菊、姜、缬草、育亨宾树、蛇麻子、圣草、人参、越桔、稻、红酒、芒果、牡丹花、柠檬香脂、核果瘤、橡树薄片、熏衣草、胡桃、龙胆、罗汉果、肉桂、当归、芦荟、龙牙草、蓍草和它们的混合物。尤其优选的风味剂包括巧克力或香草。
其中包括咖啡固体时,组合物典型地包含按所述组合物的重量计约3%至约23%的咖啡固体。其中包括茶固体时,本发明的组合物可包含按所述组合物的重量计约0.01%至约1.2%、优选约0.05%至约0.8%的茶固体。本文所用术语“茶固体”是指从茶物质中提取的固体,该茶物质包括从包括C.sinensis和C.assaimica的茶属中获得那些物质,例如新采摘的茶叶、采摘后立即干燥的新鲜绿茶叶、干燥前加热处理以使所有存在的酶失活的新鲜绿茶叶、速溶绿茶和部分发酵的茶叶。绿茶固体为茶叶、茶树干和其他相关的植物物质,并且其未经历基本发酵以制得红茶。也可使用茶树的叶下珠(Phyllanthus)属、儿茶棕儿茶和钩藤科。可使用未发酵或部分发酵的茶的混合物。
甜味剂
本发明的组合物可包含有效量的一种或多种甜味剂,这些甜味剂包括碳水化合物甜味剂和天然或人造无/低卡路里甜味剂。用于本发明组合物的甜味剂的量典型地取决于所用的具体甜味剂和所需的甜度。对于无/低卡路里甜味剂,该量随具体甜味剂的甜度而变化。
可以使用任何碳水化合物甜味剂、优选单糖和/或二糖,使本发明的组合物变甜。变甜的组合物,尤其是饮料,典型地包含按所述组合物的重量计约0.1%至约40%、更优选约0.1%至约20%、最优选约6%至约14%的甜味剂。这些甜味剂可以固体或液体的形式掺入组合物中,但典型优选以糖浆掺入、最优选以浓缩糖浆,如高果糖玉米糖浆掺入。为了制备本发明的饮料,这些糖甜味剂某种程度上可由饮料的其他组分例如果汁组分和/或风味剂提供。
用于本发明组合物的优选糖甜味剂为蔗糖、果糖、葡萄糖以及它们的混合物。果糖可以液态果糖、高果糖玉米糖浆、干果糖或果糖糖浆的形式被获得或提供。高果糖玉米糖浆(HFCS)以HFCS-42、HFCS-55和HFCS-90市售,按其中糖固体的重量计,其分别包含42%、55%和90%的果糖。其他天然存在的甜味剂或它们的纯化提取物,例如甘草素、蛋白质甜味剂非洲甜果素、公开于例如1995年7月18日的Fischer等人的美国专利5,433,965中的罗汉果汁等等,也可用于本发明的组合物中。
合适的无/低卡路里甜味剂包括,例如,糖精、环磺酸盐、L-天冬氨酰基-L-苯基丙氨酸低烷基酯甜味剂(如天冬甜素)、Brennan等人的美国专利4,411,925中公开的L-天冬氨酰基-D-丙氨酸酰胺、Brennan等人的美国专利4,399,163中公开的L-天冬氨酰基-D-丝氨酸酰胺、Brand的美国专利4,338,346中公开的L-天冬氨酰基-L-1-羟甲基链烷酰胺甜味剂、Rizzi的美国专利4,423,029中公开的L-天冬氨酰基-1-羟乙基链烷酰胺甜味剂、公布于1986年1月15日Janusz的欧洲专利申请168,112中公开的L-天冬氨酰基-D-苯基甘氨酸酯和酰胺甜味剂、公布于1999年6月24日的转让给Nutrasweet Co.的Gerlat等人的WO99/30576中公开的N-[N-3,3-二甲基丁基)-L-α-天冬氨酰基]-L-苯基丙氨酸1-甲基酯甜味剂、alltame、非洲甜果素、二氢查尔酮、环磺酸盐、蛇菊苷、甘草素、合成烷氧基芳族、三氯蔗糖、N对硝基苯基甲酰胺基β丙氨酸钠(suosan)、奇异果素、应乐果甜蛋白、山梨醇、木糖醇、甜蛋白、环己基氨基磺酸盐、取代咪唑啉、合成氨基磺酸如丁磺氨、丁磺氨-K和n-取代的氨基磺酸、肟如perilartine、肽如天冬氨酰基丙二酸酯和succanilic酸、二肽、氨基酸基甜味剂如同偕-二氨基烷、间-氨基苯甲酸、L-氨基二羧基酸烷和某些α-氨基二羧基酸和同偕-二胺的酰胺、以及3-羟基-4-烷氧基苯基脂肪羧酸酯或杂环芳族羧酸酯、赤藓醇和它们的混合物。
着色剂
在本发明组合物中可使用着色剂。例如,可使用天然或人造的染料。
优选使用FD&C染料(例如黄#5、蓝#2、红#40)和/或FD&C色淀。通过将色淀加入至其他粉末成分中,所有颗粒,尤其是有色铁化合物,被完全均匀地着色并得到一种均匀着色的组合物。本发明可使用的优选色淀染料是FDA核准的色淀,如色淀红#40、黄#6、蓝#1等。此外,可使用FD&C染料或FD&C色淀染料与其他常用食品和食品着色剂组合形成的混合物。
还可使用其他着色剂,例如天然试剂。这些其他着色剂的非限制性实施例包括水果或蔬菜汁、核黄素、类胡萝卜素(例如β-胡萝卜素)、姜黄素和番茄红素。
所用着色剂的精确用量取决于使用的试剂和最终组合物所需的强度。通常,如果使用的话,着色剂的典型含量按所述组合物的重量计为约0.0001%至约0.5%、优选约0.001%至约0.1%、最优选约0.004%至约0.1%。
营养物质
除了或任选本文所述的矿物质盐以外,本发明组合物还可任选包含一种或多种其他营养物质,本文定义为一种或多种维生素和/或矿物质。
除非本文另有说明,当给定矿物质存在于本发明组合物时,该组合物包含至少约1%、优选至少约5%、更优选约10%至约100%、甚至更优选约10%至约70%、最优选约10%至约50%的该矿物质的USRDI。除非本发明另有说明,当给定维生素存在于本发明组合物时,该组合物包括至少约1%、优选至少约5%、更优选约10%至约200%、甚至更优选约20%至约150%、最优选约25%至约120%的该维生素的USRDI。维生素和矿物质的美国推荐日摄取量(USRDI)由Recommended Daily Dietary Allowance-Food and Nutrition Board,National Academy of Sciences-NationalResearch Council规定和陈述。
本发明组合物中还可包括市售来源的维生素A。本文所用的“维生素A”包括但不限于视黄醇、β-胡萝卜素、视黄醇棕榈酸酯和视黄醇乙酸酯。维生素A的形式可以是例如油、珠状或胶囊。
当维生素A存在于本文组合物中时,组合物包含至少约1%、优选至少约5%、更优选约10%至约200%、甚至更优选约15%至约150%、最优选约20%至约120%的维生素A的USRDI。待加入维生素A的量取决于加工条件和维生素A贮藏后所需的递送量。优选地,当维生素A包括于本发明组合物中时,组合物包含按所述组合物的重量计约0.0001%至约0.2%、更优选约0.0002%至约0.12%,也优选约0.0003%至约0.1%、甚至更优选约0.0005%至约0.08%、最优选约0.001%至约0.06%的维生素A。
本发明组合物中也可使用市售来源的维生素B2(也称为核黄素)。当维生素B2存在于本发明组合物中时,组合物包含至少约1%、优选至少约5%、更优选约5%至约200%、甚至更优选约10%至约100%、最优选约10%至约50%的维生素B2的USRDI。
市售的维生素C可用于本文。也可使用装入胶囊的抗坏血酸和抗坏血酸的可食用盐。当维生素C存在于本文组合物中时,组合物包含至少约1%、优选至少约5%、更优选约10%至约200%、甚至更优选约20%至约150%、最优选约25%至约120%的这种维生素的USRDI。
待加入的维生素C的量取决于加工条件和维生素C贮藏后所需的递送量。优选地,当维生素C包括于本发明组合物中时,组合物包括按所述组合物的重量计约0.005%至约0.2%、更优选约0.01%至约0.12%,还优选约0.02%至约0.1%、甚至更优选约0.02%至约0.08%、最优选约0.03%至约0.06%的维生素C。
本文可掺入的营养增补量的其他维生素包括但不限于生物素、维生素B1、B3、B6和B12、叶酸、泛酸、叶酸、维生素D和维生素E。当组合物包含这些维生素中的一种时,组合物优选包含至少5%、优选至少25%、最优选至少35%的这种维生素的USRDI。
矿物质的非限制性实施例包括碘、铬、镁、锰、钼、硒、三价磷、镁、锌、碘、铁和铜。作为实施例,适用于包含于食用组合物中的这些矿物质的任何可溶盐均可使用,例如,柠檬酸镁、葡萄糖酸镁、硫酸镁、氯化锌、硫酸锌、碘化钾、硫酸铜、葡萄糖酸铜和柠檬酸铜。
钙是本发明尤其优选的矿物质。优选的钙源包括,例如氨基酸螯合钙、碳酸钙、氧化钙、氢氧化钙、硫酸钙、氯化钙、磷酸钙、磷酸氢钙、磷酸二氢钙、柠檬酸钙、苹果酸钙、钛酸钙(calcium titrate)、葡萄糖酸钙、丙酸钙、磷酸三钙和乳酸钙,且尤其是柠檬酸-苹果酸钙。
柠檬酸-苹果酸钙的形式描述于,例如,美国专利5,670,344、5,612,026、5,571,441、5,474,793、5,468,506、5,445,837、5,424,082、5,422,128、5,401,524、5,389,387、5,314,919、5,232,709、5,225,221、5,215,769、5,186,965、5,151,274、5,128,374、5,118,513、5,108,761、4,994,283、4,786,510和4,737,375中。
其中包括钙时,组合物应典型地包含按所述组合物的重量计约0.01%至约0.5%、更优选约0.03%至约0.2%、甚至更优选约0.05%至约0.15%、最优选约0.1%至约0.15%的钙。这种钙包括组合物中包含的所有形式的钙,例如本文指明的二价钙盐、本节所述的所有其他形式的钙和它们的所有混合物。
在本发明组合物中可使用铁。可接受的铁的形式在本领域中是众所周知的。掺入组合物中的铁化合物的量可根据最终组合物中所需的增补量和目标消费者不同而广泛地变化。本发明的铁增强组合物典型地包含约5%至约100%、优选约15%至约50%、最优选约20%至约40%的铁USRDI。
可用于本发明可吸收组合物中的高度可生物利用的亚铁盐为硫酸亚铁、富马酸亚铁、琥珀酸亚铁、葡糖酸亚铁、乳酸亚铁、酒石酸亚铁、柠檬酸亚铁、亚铁氨基酸螯合物,以及这些亚铁盐的混合物。虽然二价铁典型地具有更大的生物可利用率,某些三价铁盐也可作为高度可生物利用的铁的来源。
某些三价铁盐也可提供高度可生物利用的铁来源。可用于本发明食品或饮料组合物中的高度生物可利用的三价铁盐为蔗糖酸铁、柠檬酸铁铵、柠檬酸铁、硫酸铁、焦磷酸铁和正磷酸铁,以及这些三价铁盐的混合物。可使用高度生物可利用的亚铁和三价铁盐的组合或混合物。
尤其优选的三价铁源是焦磷酸铁,例如微胶囊装的SUNACTIVE Iron,购自Taiyo International,Inc.,Edina,Minnesota,U.S.A和Yokkaichi,Mie,Japan。由于SUNACTIVE铁的粒径、相容性和生物可利用性,它尤其优选用于本文。
那些配体与金属的比例为至少2∶1的亚铁氨基酸螯合物尤其适于用作本发明中高度生物可利用的铁来源。例如,配体与金属的比例为2的合适的亚铁氨基酸螯合物为下式表示的那些:
                         Fe(L)2
其中L为α氨基酸、二肽、三肽或四肽配体。参见例如,美国专利4,863,898、4,830,716和4,599,152。尤其优选的亚铁氨基酸螯合物是反应配体为甘氨酸、赖氨酸和亮氨酸的那些。最优选的是以商品名FERROCHEL出售的亚铁氨基酸螯合物(Albion Laboratories,Salt LakeCity,Utah),其中反应配体是甘氨酸。
尤其适于强化本发明组合物的其他铁来源包括某些铁-糖-羧酸盐配合物。在这些铁-糖-羧酸盐配合物中,羧酸盐为亚铁或三价铁提供了反离子。这些铁-糖-羧酸盐配合物可用例如公布于1988年11月22日Nakel等人的美国专利4,786,510和4,786,518中描述的方法制备。这些物质被称为“配合物”,但它们以复杂的、高度水合的、被保护的胶体形式存在于溶液中;为了简化使用术语“配合物”。
在本发明组合物中还可使用锌。可接受形式的锌在本领域内是为人们所熟知的。本发明的锌强化组合物典型地包含约5%至约100%、优选约15%至约50%、最优选约25%至约45%的锌USRDI。可用于本发明的锌化合物可以是任何一种常用形式如,例如,乳酸锌、硫酸锌、氯化锌、乙酸锌、葡萄糖酸锌、抗坏血酸锌、柠檬酸锌、天冬氨酸锌、吡啶甲酸锌、氨基酸螯合锌和氧化锌。尤其优选葡萄糖酸锌和氨基酸螯合锌。
纤维
纤维在本领域是熟知的,并且包括对哺乳动物酶的消化作用有抵抗力的络合碳水化合物,例如存在于植物细胞壁和海藻中的碳水化合物,和由微生物发酵产生的那些碳水化合物。这些络合碳水化合物的实施例为麸皮、纤维素、半纤维素、果胶、树胶和黏液、海藻提取物以及生物合成树胶。纤维素纤维的来源包括蔬菜、水果、种子、谷类和人造纤维(例如,通过细菌合成)。也可使用市售的纤维,如纯化植物纤维素或纤维素面粉。天然存在的纤维包括得自整个柑橘皮、柑橘白色内皮、甜菜、柑橘果肉和囊泡固体、苹果、杏和西瓜皮的纤维。
可用于本文尤其优选的纤维为葡萄糖聚合物、优选含有支链且相对于淀粉和麦芽糖糊精典型不易消化的那些葡萄糖聚合物。这些纤维中优选的是一种以商品名FIBERSOL2销售的,购自Matsutani Chemical IndustryCo.,Itami City,Hyogo,Japan。
果糖低聚糖也是本文优选的纤维。优选的果糖低聚糖为由果糖分子连接蔗糖分子的链组成的果糖低聚糖混合物。最优选地,按所述组合物的重量计,它们的耐斯糖与蔗果三糖与果糖-耐斯糖的比率为约40∶50∶10。优选的果糖低聚糖可通过果糖转移酶作用于蔗糖上的酶促作用获得,比如说例如购自Beghin-Meiji Industries,Neuilly-sur-Seine,France的那些果糖低聚糖。
可用于本文的其他优选纤维包括阿拉伯半乳聚糖。优选阿拉伯半乳聚糖的市售来源的非限制性实施例包括LAREX UF、LARACARE A200、IMMUNENHANCER(CAS 9036-66-2)、CLEARTRAC、FIBERAID和AC-9,全部购自(例如)Larex,Inc.,St.Paul,Minnesota。
这些食物纤维可为天然的或纯化的形式。所用的食物纤维可为单一类型(例如,纤维素)、复合食物纤维(例如,含纤维素和果胶的柑橘白色内皮)、或某些纤维的组合(例如,纤维素和树胶)。可使用本领域已知的方法加工纤维。
其中如果使用纤维,本发明的本组合物所需的纤维总量典型地为约0.01%至约15%、优选约0.1%至约5%、更优选约0.1%至约3%、最优选约0.2%至约2%,均按所述组合物的重量计。纤维的总量包括所有加入的纤维以及自然存在于本发明所有其他组分中的所有可溶食用纤维。
碳酸化组分
二氧化碳可被加入与饮料糖浆混合的水中,或稀释后混入稀释的饮料而得到碳酸化作用。可将碳酸化饮料装入容器如瓶或罐中,然后将其密封。可使用任何常规碳酸化方法来制备本发明的碳酸化饮料组合物。加入饮料中的二氧化碳的量根据具体调味系统和想要达到的碳酸化作用量而定。
pH
本发明的组合物可具有多种pH水平。例如,组合物可以本质上是酸性的(例如pH值为约3至约5)或碱性较强的。本发明优选的组合物具有的pH为约6至约8、更优选约6.3至约7.4。
有机和无机可食用酸可用于降低饮料组合物的pH。该酸可以其未解离的形式或可选择地以其各自盐的形式存在,例如磷酸氢钾或磷酸氢钠、磷酸二氢钾或磷酸二氢钠盐。优选的酸为可食用有机酸包括柠檬酸、苹果酸、富马酸、己二酸、磷酸、葡萄糖酸、酒石酸、抗坏血酸、乙酸、磷酸或它们的混合物。最优选的酸为柠檬酸和苹果酸。葡萄糖δ内酯(GDL)也是优选可用于本文的酸,尤其是当需要降低pH而不给最终组合物引入过多的酸味或辛酸味时使用。
对那些本质上碱性较强的组合物可使用多种碱。例如,本文可使用氢氧化钠或氢氧化钾。
本发明的方法
本发明还涉及制备某些组合物的方法。正如所发现的,这些方法对于蛋白质中类脂组分的乳化很重要。具体地讲,本发明者发现本文所使用的某些高剪切条件和均化过程对于制备物理稳定的具有所需感官性质的最终组合物是很重要的。
具体地讲,本方法包括制备包含下列组分的组合物:
(a)包含蛋白质的蛋白质组分,该蛋白质选自乳清、酪蛋白以及它们的混合物;和
(b)包含脂肪酸物质的类脂组分,该脂肪酸物质选自脂肪酸、它们的非甘油酯以及它们的混合物;
其中该方法包括:
(a)将蛋白质组分与类脂组分混合形成蛋白质/类脂混合物;
(b)使蛋白质/类脂混合物经受选自以下的条件:
(i)使蛋白质/类脂混合物经受高剪切条件,其中该高剪切条件为约4Watt/Kg至约70Watt/Kg的NP/M;
(ii)在约6.895MPa至约103.4MPa的压力下匀化该蛋白质/类脂混合物形成均质的蛋白质/类脂混合物;和
(iii)它们的组合。
本文前面详细描述了蛋白质组分和类脂组分。优选地,该方法得到具有本文上述中值粒径的类脂组分。该方法将进一步详细描述如下:
在另一个实施方案中,高剪切条件可为约10Watt/Kg至约50Watt/Kg的NP/M,可供选择10Watt/Kg至约34Watt/Kg。本领域的普通技术人员应理解,这些是混合能的量度。
给组分施加混合能的方法可选自多种熟知的设备(激励部件)。例如,此激励部件可以是通过在其中形成超声振动为液体介质提供能量的搅拌器,如购自Sonic Corporation,Stratford,CT的Sonolator,或压电换能器。Sonolator为在线体系,该体系通过将液体、液体混合物或固体分散系以很高的线速度经一定形状的孔口吸入液体中而提供超声振动。液流冲击悬在液流中的叶片。叶片上的流动引起叶片的振动,由此在液流中产生空化将流动能转化为混合/分散能。其他特别有用的激励器包括提供搅拌器高端速的间歇式混合机,如以商标OSTERIZER购自SunbeamCorporation,Delray Beach,FL的搅拌机。另外,也可使用转子/定子高剪切搅拌器,市售自Charles Ross & Son,Hauppauge,NY。同样也可使用在线搅拌器,如以型号Quadro ZC/XC购自Quadro Inc.,Millburn,NJ的那些。另外,可用于本文的尤其优选的激励方法包括底部驱动混合,如购自Breddo Likwifier,Kansas City,MO的Breddo Likwifier(型号LOR,圆槽;型号LTD,方槽)和购自APV Crepaco,Inc.,Lake Mills,WI的APV Mixer/Blender(Multiverter(圆槽)/Liquiverter(方槽)高速搅拌器。
关于本发明的方法,蛋白质组分与类脂组分混合形成蛋白质/类脂混合物。优选地,蛋白质组分与含水液体(例如,水)混合,然后在与类脂组分混合之前经受高剪切条件。其中蛋白质组分与这种含水液体混合,所得混合物优选经受高剪切条件约2分钟至约20分钟、更优选约5分钟至约15分钟,均取决于所需批量大小。
该蛋白质/类脂混合物经受高剪切条件、均化或这些条件的组合、优选它们的组合。优选地,该蛋白质/类脂混合物经受高剪切条件约2分钟至约20分钟、更优选约5分钟至约15分钟,均取决于所需批量大小。然后该蛋白质/类脂混合物可在约6.895MPa至约103.4MPa的压力下匀化形成均质的蛋白质/类脂混合物;和优选地,该蛋白质/类脂在约13.79MPa至约68.95MPa的压力下匀化,更优选约20.68MPa至约48.26Mpa。
蛋白质/类脂混合物的制备可在多种温度下进行。优选地,这种制备在约4℃至约88℃、更优选约4℃至约30℃、甚至更优选约10℃至约22℃、最优选约14℃至约22℃的温度下进行。温度控制方法为本领域通常已知的。
优选地,蛋白质/类脂混合物的高剪切条件和/或均化得到具有本文所述中值粒径的类脂组分。
在本方法的优选实施方案中,制备的组合物包含矿物质盐和/或乳化剂,如本文所述。实际上,本发明者发现,本文尤其有用的方法包括制备蛋白质/类脂混合物之后,混合这种矿物质和/或乳化剂。已经发现添加的顺序特别重要。例如,发现用于制备蛋白质/类脂混合物的均化压力可使囊泡组分破裂。因此,通过首先均化蛋白质/类脂混合物,然后与囊泡组分混合,可在不破坏囊泡组分完整性的条件下,提供其中蛋白质/类脂混合物稳定的组合物。
因此,在本方法的优选步骤中,该方法还包括将均质的蛋白质/类脂混合物与包含矿物质和乳化剂的囊泡组分组合并混合,形成蛋白质/类脂/囊泡混合物。这种混合典型地在低剪切条件下(例如,小于约3,500RPM(例如,使用转子-定子搅拌器)进行、优选小于约500RPM(例如,使用Hydro-foil A3旋转搅拌器或Pitch Blade旋转搅拌器)、甚至更优选小于约250RPM、最优选小于约100RPM,可供选择地或另外约1Watt/Kg或更小NP/M)以帮助保护囊泡组分。混合可在多种温度下进行。优选地,为了确保乳化剂在混合过程中保持柔韧或处于液态,这种混合优选在约4℃至约100℃、更优选约70℃至约93℃、最优选地约74℃至约85℃的温度下进行。可任选地,在组合和混合之前,蛋白质/类脂混合物和囊泡可分别单独处于这个温度范围。
在本发明的另一个优选实施方案中,创造性的方法还包括将蛋白质/类脂/囊泡混合物与包含蛋白质组分和类脂组分混合形成第二蛋白质/类脂/囊泡混合物。该第二混合物可具有与蛋白质/类脂混合物相同的组成,或不同的组成。优选地,该第二混合物具有与蛋白质/类脂混合物相同的组成。可用与本文上述蛋白质/类脂混合物相同的方法来制备第二组合物。
一经混合,蛋白质/类脂/囊泡混合物(或第二蛋白质/类脂/囊泡混合物,如果使用的话)可被冷却并经过例如任何pH调节、添加其他成分或其他条件例如灭菌。优选地,蛋白质/类脂/囊泡混合物或第二蛋白质/类脂/囊泡混合物在约3.447MPa至约10.34MPa、更优选约5.516MPa至约8.274MPa的压力下匀化。
实施例
以下是本组合物的非限制性实施例。组合物优选采用本文所述创造性方法制备。给出下述实施例是为了举例说明本发明,而不是以任何方式限制其范围。
实施例1
制备摩卡咖啡味饮料组合物,该组合物以大约所示的量含有下列组分:
组分 重量百分比
树胶 0.01
营养物质,包括富马酸亚铁 0.58
大豆卵磷脂 0.02
油酸乙酯 1.04
液体乳 48.61
1.98
调味剂,包括咖啡、巧克力糖浆、香草粉 12.47
乳化剂 0.46
适量
实施例2
制备包含纤维的摩卡咖啡味饮料组合物,该组合物以大约所示的量含有下列组分:
组分 重量百分比
树胶 0.01
营养物质,包括富马酸亚铁 0.58
大豆卵磷脂 0.02
油酸乙酯 1.04
液体乳 48.61
1.98
调味剂,包括咖啡、巧克力糖浆、香草粉 12.47
乳化剂 0.46
阿拉伯半乳聚糖 2.3
适量

Claims (10)

1.组合物,所述组合物的特征在于其包括:
(a)包含蛋白质的蛋白质组分,所述蛋白质选自乳清、酪蛋白以及它们的混合物;和
(b)包含脂肪酸物质的类脂组分,所述脂肪酸物质选自脂肪酸、它们的非甘油酯以及它们的混合物,其中所述类脂组分的中值粒径小于1微米。
2.如权利要求1所述的组合物,其中所述中值粒径为0.4微米至0.8微米。
3.如前述任一项权利要求所述的组合物,其中所述脂肪酸物质选自月桂酸、月桂烯酸、肉豆蔻酸、肉豆蔻脑酸、十五烷酸、棕榈酸、棕榈油酸、十七烷酸、硬脂酸、二羟硬脂酸、油酸、蓖麻油酸、反油酸、亚油酸、α-亚麻酸、二均γ-亚麻酸、桐酸、十八碳三烯4酮酸、花生四烯酸、花生酸、二十烯酸、二十碳五烯酸、二十二烷酸、芥酸、二十二碳六烯酸、二十四烷酸、它们的非甘油酯以及它们的混合物。
4.如前述任一项权利要求所述的组合物,所述组合物还包括矿物质,所述矿物质选自铁、钙、锌、铜、镁、锰以及它们的混合物。
5.如前述任一项权利要求所述的组合物,所述组合物的特征还在于其包含乳化剂,其中所述乳化剂选自磷脂、糖脂以及它们的混合物。
6.如前述任一项权利要求所述的组合物,所述组合物的特征还在于其包含乳化剂,其中所述乳化剂选自卵磷脂、脑磷脂、缩醛磷脂以及它们的混合物。
7.如前述任一项权利要求所述的组合物,其中所述蛋白质组分为奶粉,并且其中所述组合物包含按所述组合物的重量计0.5%至5%的所述奶粉。
8.如前述任一项权利要求所述的组合物,其中所述脂肪酸物质选自油酸、亚油酸、它们的非甘油酯以及它们的混合物。
9.制备如前述任一项权利要求所述的组合物的方法,所述组合物的特征还在于其包括:
(a)包含蛋白质的蛋白质组分,所述蛋白质选自乳清、酪蛋白以及它们的混合物;和
(b)包含脂肪酸物质的类脂组分,所述脂肪酸物质选自脂肪酸、它们的非甘油酯以及它们的混合物;
其中所述方法包括:
(a)将所述蛋白质组分与所述类脂组分混合以形成蛋白质/类脂混合物;
(b)使所述蛋白质/类脂混合物经受选自以下的条件:
(i)使所述蛋白质/类脂混合物经受高剪切条件,其中所述高剪切条件为4Watt/Kg至70Watt/Kg的NP/M;
(ii)在6.895MPa至103.4MPa的压力下均化所述蛋白质/类脂混合物以形成均质的蛋白质/类脂混合物;和
(iii)它们的组合。
10.如权利要求9所述的方法,所述方法还包括将所述蛋白质/类脂/囊泡混合物与包含下列组分的第二混合物混合:
(a)包含蛋白质的蛋白质组分,所述蛋白质选自乳清、酪蛋白以及它们的混合物;和
(b)包含脂肪酸物质的类脂组分,所述脂肪酸物质选自脂肪酸、它们的非甘油酯以及它们的混合物;
以形成第二蛋白质/类脂/囊泡混合物。
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