CN1917772A - 抗氧化组合物及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

一种氧化稳定性、乳剂稳定性和健康效益提高的抗氧化组合物。组合物可包含单独成分或非还原糖、糖多元醇、中链三甘油酯、多糖、多酚、磷脂、壳聚糖和α－酪蛋白、β－酪蛋白、κ－酪蛋白或蛋白片段、糖肽、磷酸肽的协同混合物。组合物还可任选地用于防止高胆固醇血症或骨矿物质损失。

Description

抗氧化组合物及其使用方法
技术领域
本发明涉及抗氧化组合物，尤其是由天然成分形成的组合物，以及使用所述组合物来稳定含高度多不饱和脂肪乳剂的方法。
背景
已知无论种类和来源，脂肪和油的稳定性有限。贮存期间，它们经历变质反应，降低其营养价值的同时也产生挥发性化合物，发出令人不快的气味和味道。一般来说，使用术语酸败来描述脂质性质改变的机制，该机制具有生物学或化学起因。
生物学性质的改变包括加入防腐剂可抑制的由微生物(例如，细菌、真菌和酵母)导致的改变，以及由酶导致的改变，主要是水解酸败或脂解。通过热处理、低温下保存或降低水份含量，可抑制后一种改变。
化学性质的改变是由于氧的作用。具有高含量不饱和脂肪酸的脂质常常发生脂质氧化反应，即自氧化反应，这构成脂肪和油变质的最常见原因。然而，不饱和脂肪酸并不是食物中唯一一种发生氧化作用的成分。赋予食物颜色和味道的化合物，如一些维生素也易受氧化作用。
已显示不饱和脂肪酸的氧化通过链反应而发生，大致包括引发或诱导阶段，提示脂肪自由基的形成；传播阶段，脂肪自由基除去脂质的氢原子，形成较稳定的氢过氧化物和新的不稳定脂肪自由基。这些氢过氧化物可与蛋白质、色素和其它食物成分反应，产生化学性质对人体健康有害的物质。最后的自氧化步骤中，氢过氧化物分解成较小的短链有机化合物如醛、酮、醇和酸，产生酸败脂肪和油的臭气和臭味特征。
在植物中，分布最广泛的多不饱和脂肪酸是亚油酸(ω-6)和α-亚麻酸(ω-3)。许多植物油包含ω-6脂肪酸(亚油酸)。然而，与许多其它植物油不同，亚麻籽油还包含显著量(通常约55-65％)的ω-3脂肪酸(α-亚麻酸)。食物中这些物质的存在具有重要意义，因为人和动物组织不能合成这些物质，所以应在饮食中提供。组织中，这些必需脂肪酸转化为较长且更不饱和的ω-6和ω-3类脂肪酸，例如花生四烯酸(AA)、二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)，鱼油中存在较高的量。亚油酸、α-亚麻酸、AA、EPA和DHA的健康效益在文献中很好的记载。这些效益包括降血脂、抗血栓和抗炎特性。它们也是生长、脑功能和视敏度的必需脂肪，尤其对于婴儿。
高度不饱和脂肪酸的不饱和程度使其对氧化作用极端敏感，导致脂质过氧化和后续的臭气、臭味及黑色的发生，这降低了多饱和油和相关食物的营养价值。氧化反应进行的速率取决于几种因素，例如温度、脂质的不饱和程度、氧水平、紫外光暴露、痕量促氧化金属的存在(例如，铁、铜、镍)、脂肪氧化酶等。亚麻籽油和鱼油在几周或更少时间内酸败，即使保存在冰箱中。
某些化合物的存在可抑制脂质氧化过程。食物中，术语“抗氧化剂”通常用于指那些阻断与自氧化反应有关的链反应的化合物。主抗氧化剂主要是酚抗氧化剂，阻断自由基的链，包括天然和合成抗氧化剂如生育酚、丁基羟苯甲醚(BHA)、丁基羟甲苯(BHT)、叔丁基氢醌(TBQH)和没食子酸丙酯。上述这些都是电子供体。
已认识到，加入到植物油中时，各种酸及其衍生物具有明显的抗氧化作用。这通常是指酸型抗氧化剂。然而，若单独加入到不含主抗氧化剂的油中，这些酸对油的氧化稳定性几乎没有作用。认为这些酸实际上不是抗氧化剂，更可能是通过以某种方式增强油中天然存在的主抗氧化剂(如生育酚)，或加入的合成抗氧化剂而起作用的。常用的酸型抗氧化剂包括抗坏血酸、抗坏血酸棕榈酸酯和异抗坏血酸。与用作电子供体的主抗氧化剂不同，抗坏血酸和抗坏血酸棕榈酸酯通过氧清除完全不同的机制起作用。
含某些金属离子和还原剂的基于脂质的系统中发生促氧化作用。显示酪蛋白作为非还原剂，通过将铁从其亚铁形式氧化至三价铁形式而起作用(Emery T.在Biochem.Biophys.Res.Comm.182，1047-1052(1992)中)。已知从多种植物来源如茶、咖啡、可可、葡萄酒、芦荟及栎树的叶和树皮提取的富含多酚的提取物通过抑制氧化酸败延长产品的贮存期。
多酚抑制自由基形成及通过螯合过渡金属离子(尤其是铁和铜)的自由基反应的传播(Brown等在Biochem.J 330，1173-1178(1998)中)。柠檬酸、氨基酸和依地酸也可与金属离子如铜和铁形成螫合物，从而避免其对脂质氧化的催化作用。大多数螯合剂单独使用时具有小或没有抗氧化活性，因此认为它们是其它抗氧化剂的协同试剂。因此，在很大程度上，它们增加主抗氧化剂的作用。
许多植物和香料提取物如迷迭香、鼠尾草、百里香、牛至、丁香、姜、肉豆蔻衣(mace)和肉豆蔻都显示抗氧化活性。然而，这些天然抗氧化剂不是非常有效，且存在强烈的特征性草本和香料香味的缺点，这就限制了它们在某些应用中的使用。
多年来开发了许多不同的天然抗氧化组合物。天然抗氧化组合物通常是抗坏血酸(维生素C)、生育酚(维生素E)、柠檬酸、迷迭香提取物和磷脂(即大豆卵磷脂、蛋黄卵磷脂)的混合物。这些天然抗氧化组合物中也可使用抗坏血酸棕榈酸酯。例如，美国专利5,077,069描述了一种生育酚、抗坏血酸、柠檬酸和磷脂的复合物，用于防止油的氧化。美国专利5,102,659描述了一种抗坏血酸棕榈酸酯、混合的生育酚浓缩物和迷迭香提取物的复合物，用于延长高度易于酸败的维生素/食品添加剂的贮存期。美国专利5,230,916描述了一种抗坏血酸复合物，易于稳定多不饱和油。美国专利5,258,179描述了使用辅酶Q与抗坏血酸和磷脂的组合来防止氧化作用。美国专利5,427,814描述了使用生育酚、卵磷脂和抗坏血酸的混合物来防止脂质的氧化作用。
这些天然抗氧化组合物还具有限制其应用的其它问题。因此，已知抗坏血酸和卵磷脂(离子磷脂)的组合在油中产生不合乎需要的红色。大量卵磷脂也可赋予产品不合乎需要的气味和香味。抗坏血酸作为疏水物质中的抗氧化剂无效。而是采用抗坏血酸与饱和脂肪酸的酯，尤其是抗坏血酸棕榈酸酯和抗坏血酸硬脂酸酯。然而，这些脂溶性酯衍生物特别昂贵且不属于天然的狭义定义。除去所用的令人不快的溶剂以溶解这些天然抗氧化组合物中存在的油不溶性化合物也昂贵。
许多易氧化的产品是乳剂或可制成乳剂。乳剂是两种不混溶的液体(如油和水)液滴形式的胶体分散体。若油滴细微地分散在水中，这就是水包油“或O/W”乳剂。若水滴细微地分散在油中，即油包水或“W/O”乳剂。O/W和W/O乳剂在许多产品如食品、药品和化妆品的制备中起主要作用。因此，希望提供由天然成分形成的抗氧化组合物和方法，以有效降低O/W和W/O乳剂中高度多不饱和油的氧化反应。
发明概述
本发明涉及在O/W和W/O乳剂中增强高度多不饱和脂质的氧化抑制作用的组合物和方法。本发明的具体实施方式涉及保护含高度多不饱和脂质的O/W和W/O乳剂免于氧化的方法，其特征在于，在O/W和W/O乳剂中通过匀浆化加入有效量的生育酚、β-胡萝卜素、蛋黄或大豆磷脂以及蔗糖或山梨糖醇。
当在羊酪蛋白磷酸肽(caseinophosphopeptide)、茄子(LBJ 10)和柠檬酸的存在下使用时，本发明某些实施方式显示提高的抗氧化活性。此外，抗氧化组合物可提供营养价值，包括：(1)与脂肪酸形成不溶性和非吸收性钙和镁螯合物，在动物体内具有降低胆固醇活性；和(2)与钙和镁形成可溶性络合物，在动物体内防止骨矿物质损失。
在下面的具体说明中将进一步描述本发明的具体实施方式。
发明详述
本发明包括用于增强氧化抑制作用的组合物和方法。抗氧化组合物可抑制高度多不饱和脂质的氧化。其包含非还原糖、糖多元醇、中链三甘油酯、硫酸化多糖、酪蛋白磷酸肽、磷脂、壳聚糖和多酚。这些抗氧化组合物可用于O/W或W/O乳剂中。
所选实施方式包含硫酸化多糖。它们包括含有至少一个与硫酸基团共价结合的多聚糖部分的化合物。硫酸化多糖的一个例子是角叉菜胶类化合物。硫酸化多糖的其它例子包括硫酸软骨素、硫酸化环糊精、硫酸葡聚糖和硫酸肝素。
抗氧化组合物也可包含选自下组的成分：非还原糖、糖多元醇、中链三甘油酯、多糖、α-酪蛋白，β-酪蛋白、κ-酪蛋白或蛋白片段、糖肽、磷酸肽、α，β，γ或δ生育酚、α，β，γ或δ生育三烯酚、生育酚、生育三烯酚、β-胡萝卜素、磷脂和壳聚糖或它们的组合。
抗氧化组合物还可包含pH调节剂如柠檬酸、抗坏血酸、葡糖酸和螯合剂如柠檬酸，或它们的组合。
抗氧化组合物还可包含来源于茄子(Solanum melongena)果实的多酚。
在所选实施方式中，抗氧化组合物包括微乳或纳米乳(nanoemulsion)，成分包含：非还原糖、糖多元醇或其组合；改性淀粉；多糖；选自酶修饰的油、脂肪和脂肪酸的单、二、和三甘油酯的甘油酯；选自脂解修饰的油、脂肪和脂肪酸的单、二和三甘油酯的甘油酯；果实浓缩物甜味剂，包含葡糖当量(D.E.)高达约25的水解淀粉混合物作为润湿剂、至少约40％可溶性固体的果汁或果浆浓缩物和约0％不溶性固体，从而形成含有干重成分约40-65％复合碳水化合物，约35-55％的来自果汁或果浆浓缩物的单糖，和约0-5％的果汁或果浆浓缩物中天然存在的营养成分的液体；可可粉；三氯半乳蔗糖；以及它们的组合。
在其它实施方式中，可将抗氧化组合物制成的产品包括：包含钙盐和镁盐的在哺乳动物中防止高胆固醇血症的产品；包含钙盐和镁盐的在哺乳动物中防止骨矿物质损失的产品；包含钙盐和镁盐的富含ω-3的油产品；油溶性香料产品；油溶性维生素、营养剂或药物产品；包含植物油的产品如富含ω-3的米糠油、亚麻油、野鼠尾草油、大麻油、蓖麻油、大豆油、雷斯克勒属(lesquerella)油、脱水蓖麻油或共轭亚油酸，动物油如富含ω-3的鱼油、蛋黄油、家禽油和牛油或共轭亚油酸，或其组合的产品；包含钙盐和镁盐的透明饮料产品；乳脂性改善、苦味降低、氧化作用降低的可可制品；蛋白质沉降和沉积减少、含高-甲氧基果胶或果胶藻酸盐或其组合的富含蛋白质的产品；蛋白质沉降和沉积减少的富含蛋白质的产品；乳剂和氧化稳定性增加的水包油微乳或纳米乳；或乳剂和氧化稳定性增加的油包水微乳或纳米乳。
本发明可以多种方式起抗氧化剂作用。例如，蔗糖显示其可能作为天然维生素如维生素原A(β-胡萝卜素)和维生素E(生育酚)以及多酚化合物和羊酪蛋白磷酸肽的脂肪溶解试剂，和在脂肪乳剂中作为抗氧化剂(转化糖)。转化糖是蔗糖水解得到的约50％葡萄糖(右旋糖)和50％果糖(左旋糖)的混合物。蔗糖可与酸或酶进行水解。蜂蜜是主要的转化糖。显示与0和5％蜂蜜的样品相比，土火鸡中加入15％蜂蜜可降低氧化速率(Anthony等在J.Food Sci.67，1719-1724(2002)中)。理论认为麦拉德反应产物(MRP)是抗氧化作用的来源。
还原糖与氨基酸、肽或蛋白质之间的非酶相互作用称为麦拉德褐变反应(MR)。已知MR可产生多种中间体，合称为麦拉德反应产物(MRP)。反应试剂和反应条件大大地影响MRP的形成，即使反应试剂和反应条件固定也可产生多种MRP。MRP来源于还原糖-氨基酸化合物的热分解，显示具有抗氧化性和促氧化活性(Wijewickreme A.N.和Kitts D.D.在J.Agric.Food Chem.45，4571-4576(1997)中)。
氧电极法测定，在含Fe2+离子的O/W乳剂系统中评价时，蔗糖与本发明酪蛋白磷酸肽-壳聚糖复合物反应形成的MRP的氧化行为包括3％蔗糖浓度下低抗氧化活性和6％蔗糖浓度下促氧化活性的MRP。将本发明酪蛋白磷酸肽-壳聚糖复合物和蔗糖在120℃下加热2小时后形成MRP导致抗氧化活性降低。相反，用山梨糖醇处理本发明酪蛋白磷酸肽-壳聚糖复合物可抑制MRP形成。因此，当在含Fe2+离子的O/W乳剂系统中加入3和6％水平时，山梨糖醇非常有效地维持本发明酪蛋白磷酸肽-壳聚糖复合物的抗氧化活性。
抗氧化组合物浓度固定，褐变、视觉评价随蔗糖浓度增加而增加的观察结果表明存在较大程度的麦拉德反应，因此，希望增加酸产生的速率和程度。已知麦拉德反应期间形成酸(McGookin，B.J.和Augustin，M.A.在J.Dairy Res.58，313-320(1991)中)。从蔗糖到葡萄糖和果糖(转化糖)的更广泛酸水解作用可降低本发明酪蛋白磷酸肽-壳聚糖复合物防止氧化的能力。120℃下加热2小时后，葡萄糖-酪蛋白磷酸肽/壳聚糖和果糖-酪蛋白磷酸肽/壳聚糖反应形成的MPR削弱了本发明抗氧化潜力。
根据Tarladgis等，“酸败食物中定量测定丙二醛的蒸馏法”(A DistillationMethod for the Quantitative Determination of Malonaldehyde in Rancid Foods)，Am.Oil Chemists′Soc.1960，第37卷，第44-48页所述，采用TBA(硫代巴比妥酸)试验，通过分析样品的过氧化值收集TBA数据。将样品在60℃下储存7天，反映麦拉德反应的早期阶段(在10％蔗糖或蔗糖-山梨糖醇的混合物存在下)。在非酶褐变的早期(麦拉德反应)，形成无色产物，进一步反应(称为后期或晚期)形成大量化合物，这些化合物在一些过程(焙烧、烘焙)中是所需的，而在另一些过程(储存、灭菌)中可引起不合乎需要的颜色和香味，导致营养价值降低，并产生潜在的有毒化合物。
蔗糖的酸水解是还原糖增加的主要原因。还原糖与本发明一些实施方式的抗氧化组合物(例如，酪蛋白磷酸肽-壳聚糖复合物)不相容。果糖、葡萄糖的比例以蔗糖转化糖确定的速率增加。蔗糖的酸水解程度取决于温度。温度越高，蔗糖的酸水解程度越高。因此，在一些本发明方法中，为保留酪蛋白磷酸肽-壳聚糖复合物显示的抗氧化活性，蔗糖的酸水解程度应在某一温度范围内。
巴氏消毒法是液体食品(即牛奶、果汁、蛋黄)所采用的常规方法，用于破坏致病性(滋养性)细菌、酵母和真菌。可将液体食品置于61.1℃下4分钟，72℃下15秒或127℃下4秒，以破坏微生物。巴氏消毒法可最大程度地减少脂肪乳剂中蔗糖的酸水解，从而引起本发明某些天然成分(即酪蛋白磷酸肽-壳聚糖复合物)的总抗氧化潜力。在用10％山梨糖醇制备的脂肪乳剂中，TBA分析法表明，60℃下储存14天不形成MRP。
事实上，所有糖醇具有与其它天然、饮食碳水化合物相同类型的碳骨架，在化学总糖分析中，糖醇甚至可作为糖来分析。所有糖醇可化学或酶转化为相应的醛糖和酮糖，醛糖和酮糖又可还原为糖醇形式。
使糖醇生物学独特的一些共同性质如下所述：
缺少还原羰基-这就使得糖醇在某种程度上比相应的醛糖和酮糖的化学反应性低。这样，糖醇可避免醛糖和酮糖高速进行的某些化学反应。相对化学惰性也反映在以下事实中：人口腔中，糖醇的反应性较低，一般不参与牙菌斑中广泛酸形成。
复合物形成-利用其聚氧性质，许多糖醇与一些多价阳离子形成有趣但化学性弱的复合物。为多种生理和营养目的，与Ca2+、Fe2+、Fe3+、Cu2+及一些可能的一般痕量元素形成复合物是重要的。
亲水性-碳水化合物结构中存在最大可能数量的羟基，使得基本上所有的糖醇高度亲水(虽然半乳糖醇和D-甘露醇在水中的溶解性较低)。至少一些低级同系物可与水分子竞争蛋白质(和肽)、其它生物分子以及金属阳离子(并不真的形成复合物)的水化层。结果导致，水溶液中，糖醇间接地增强了蛋白质(和肽)之间的疏水相互作用，使它们对热和其它变性或破坏作用稳定(Makinen，K.K.在Internat.Dent.J.35，23-35(1985)中)。葡萄糖和蔗糖是多元醇。
因为其多元醇性质，一些具有右旋构型(right configuration)的糖醇(例如，D-甘露醇)可用作生物和实验系统中的自由基清除剂(Makinen，K.K.在Internat.Dent.J.35，23-35(1985)中)。
因此，在本发明的一些实施方式中，抗氧化组合物包含中链三甘油酯(MCT)，特别是己酸(C6:0)、辛酸(C:8.0)和癸酸酯(C10:0)。
抗氧化组合物还包含多糖如硫酸化多糖。硫酸化多糖包括ι-，κ-或λ-角叉菜胶，或它们的组合。
本发明组合物还可包含α-酪蛋白、β-酪蛋白、κ-酪蛋白或蛋白片段、糖肽、磷酸肽以及它们的组合。磷酸肽包括富含αs2-酪蛋白和中链三甘油酯的磷酸肽如酪蛋白磷酸肽。酪蛋白磷酸肽可分离自羊(山羊)乳汁，产生羊酪蛋白磷酸肽。酪蛋白磷酸肽对于与钙形成可溶性复合物具有特殊的效力。
抗氧化组合物还可包含α，β，γ或δ生育酚、α，β，γ或δ生育三烯酚、生育酚、生育三烯酚、β胡萝卜素、磷脂、壳聚糖或它们的组合。
抗氧化组合物也可包含来源于茄子(Solanum melongena)果实的多酚。
含蔗糖或山梨糖醇的脂肪乳剂颗粒可增加亚麻油中存在的生育酚(维生素E)和β-胡萝卜素(维生素原A)的溶解性(因而分散性)。含蔗糖或山梨糖醇的脂肪颗粒也可增加可可(多酚化合物)、茄子-角叉菜胶复合物(多酚化合物)和羊酪蛋白磷酸肽-壳聚糖复合物的溶解性(分散性)。含加拿大亚麻籽油的O/W乳剂中观察到增强的抗氧化活性产生于生育酚、β-胡萝卜素、磷脂、山梨糖醇、专利可可混合物和本发明选定的抗氧化组合物的协同作用。
生育酚是自由基终止子，通过从酚羟基提供氢来阻断氧化变质的自由基链。β-胡萝卜素起链断裂抗氧化剂的作用。(它不会防止脂质过氧化作用的发生，而是通过俘获自由基终止链反应，从而终止自由基活性的进程。)TBA数据清楚表明，有机美国亚麻籽油比有机加拿大亚麻籽油更易发生脂质氧化。这是由于有机美国亚麻籽油中生育酚和β-胡萝卜素的含量低，含量低可能是遗传修饰生物体的结果。
本发明实施方式中使用的磷脂包括来自蛋黄、大豆磷脂或其组合的磷脂。TBA研究证实，亚麻油乳剂中大豆磷脂(卵磷脂)、β-胡萝卜素(维生素原A)、生育酚(维生素E)和山梨糖醇(糖醇)或蔗糖(非还原糖)之间的协同抗氧化作用。所得亚麻油乳剂以及在匀浆化作用下进一步加入大豆磷脂、山梨糖醇或蔗糖可最大程度地减少ω-3，ω-6和ω-9脂肪酸的脂质氧化。因此，通过一些本发明抗氧化组合物，O/W乳剂中这些必需多不饱和脂肪酸(ω-3，ω-6，ω-9)的贮存期将大大延长。加入专利可可混合物然后匀浆化可实现相同的效果。
卵磷脂被广泛应用于基于脂质的食品中作为抗氧化协同剂。磷脂分子的结构使得卵磷脂在油滴表面上形成保护性包衣，从而延缓脂质氧化。匀浆化过程不仅将磷脂分子而且将生育酚和β-胡萝卜素分子包载在油滴中，从而提高抗脂质氧化的保护作用。通过加入本发明选定的抗氧化组合物和蛋黄磷脂，进一步改善低脂产品的制备，以赋予低脂产品丰富和奶油状的口感特征。
进一步加入包括柠檬酸、抗坏血酸、葡糖酸或其组合的pH调节剂可改善氧化稳定性。进一步加入包括柠檬酸的螯合剂也可提高氧化稳定性。虽然柠檬酸控制蔗糖到转化糖的转化，加速储存条件(即，温度60℃储存7天以上)可导致转化糖(葡萄糖和果糖的混合物)的形成。
在一个具体的实施方式中，本发明包括抗氧化微乳或纳米乳组合物，其成分选自：非还原糖、糖多元醇或其组合；改性淀粉；多糖；选自酶修饰的油、脂肪和脂肪酸的单、二、和三甘油酯的甘油酯；选自脂解修饰的油、脂肪和脂肪酸的单、二和三甘油酯的甘油酯；果实浓缩物甜味剂作为包含葡糖当量(D.E.)高达约25的水解淀粉混合物的润湿剂；至少约40％可溶性固体和约0％不溶性固体的果汁或果浆浓缩物，从而形成复合碳水化合物干重成分约40-65％的液体；和约35-55％来自果汁或果浆浓缩物的单糖；和约0-5％果汁或果浆浓缩物中天然存在的营养成分；可可粉；三氯半乳蔗糖；以及它们的组合。
可可粉包含约20％的粗蛋白。氨基酸、肽或蛋白质的游离氨基与还原糖的羰基缩合，形成N-取代的糖基-氨基化合物，然后可逆形成希夫碱，环化NB取代的糖基胺，该糖基胺再转化为Amadori化合物，启动麦拉德反应。弱酸催化Amadori重排，认为是麦拉德反应的关键步骤。麦拉德反应早期形成的Amadori化合物与氨基酸和蛋白质营养价值的损失有关，因为形成Amadori化合物，降低了它们的生物学活性。可可粉也包含约10％多酚，其具有抗氧化作用(Dreosti I.E.在Nutrition16，692-694(2000)中)。可可粉在加入蔗糖(pH 6.6)的O/W乳剂系统中抑制脂质氧化的能力受到热处理的影响。通过热处理，蔗糖的广泛酸水解对可可粉的抗氧化能力有害。然而，对于配制的含山梨糖醇(pH6.6)的O/W乳剂，60℃下储存28天，可可粉显示提高的氧化稳定性。
巴氏消毒法加热提供了一种在脂肪乳剂中尽可能减少蔗糖酸水解的方法。因此，匀浆化作用下，含有专利可可混合物、大豆磷脂、山梨糖醇或蔗糖的巴氏消毒的亚麻油乳剂可最大程度地减少ω-3，ω-6和ω-9脂肪酸的脂质氧化。因此，O/W乳剂中这些必需多不饱和脂肪酸(ω-3，ω-6，ω-9)的贮存期将大大延长。本发明抗氧化组合物和/或专利可可粉混合物的组合显示附加的协同作用。
通过加入本发明抗氧化组合物可制造许多产品，包括：包含诸如钙盐和镁盐的在哺乳动物中防止高胆固醇血症的产品；包含诸如钙盐和镁盐的在哺乳动物中防止骨矿物质损失的产品；包含诸如钙盐和镁盐的富含ω-3的油产品；油溶性香料产品；油溶性维生素、营养剂或药物产品；包含植物油如富含ω-3的米糠油、亚麻油、野鼠尾草油、大麻油、蓖麻油、大豆油、雷斯克勒属油、脱水蓖麻油或共轭亚油酸，动物油如富含ω-3的鱼油、蛋黄油、家禽油和牛油或共轭亚油酸，或其组合的产品；包含诸如钙盐和镁盐的透明饮料产品；乳脂性改善、苦味降低、氧化作用降低的可可制品；蛋白质沉降和沉积减少、包含高-甲氧基果胶或果胶藻酸盐或其组合的富含蛋白质的产品；蛋白质沉降和沉积减少的富含蛋白质的产品；乳剂和氧化稳定性增加的水包油微乳或纳米乳；或乳剂和氧化稳定性增加的油包水微乳或纳米乳。
产品的范围包括但不限于：糖果、烘焙食品、糊状制品(spread)、调味品、色拉调味品、营养添加剂、功能性食品、冰淇淋、种子乳、乳制品、药片、糖浆、药物、功能性糖果产品和富含矿物质的饮料。
本发明组合物包括用植物和动物油制备的O/W和W/O乳剂，包含显著量的高度多不饱和脂肪酸如米糠油、亚麻籽油，野鼠尾草油、大麻油、大豆油、雷斯克勒属油、蓖麻油、脱水蓖麻油、鲱油、沙丁鱼油、青鱼油、鲑鱼油、鲚鱼油和其它富含ω-3的油或偶联的亚油酸。O/W和W/O乳剂的油含量可根据所采用的油种类和其它成分而改变，但可在0.1-95w/v％范围内，优选1-85w/v％。当应用于油调味料如水果和草味油、干酪味油、奶油味油、和油溶性维生素、营养剂或药物产品时，本发明实施方式也有效。
包含分散在水性介质中少量脂滴的水包油(O/W)乳剂形成多种食品如牛奶、奶油、饮料、调料、调味液、果酱、面糊和甜点的基础。乳剂是热力学不稳定系统，因为油相与水相之间的不利接触，因为油相和水相具有不同的密度，因此，乳剂常常随时间破坏。使用乳化剂，即匀浆化过程中吸收至新形成的脂滴表面的表面活性成分，常常可延缓乳剂的破坏。一旦吸收，乳化剂通过降低表面张力促进进一步的脂滴破裂，从而降低匀浆化期间产生的脂滴的大小。乳化剂也可通过形成保护膜和/或在脂滴间产生排斥力，以降低脂滴聚集的趋势。优良的乳化剂应快速吸收至匀浆化期间形成的脂滴表面，快速显著量地降低表面张力，并防止脂滴在乳剂加工、贮存和应用过程中的聚集。
用蛋黄磷脂和本发明抗氧化组合物制备的乳剂对相分离和颗粒聚集的稳定性提高。最近为提高香味释放的研究表明，通过将油滴包封在生物高分子颗粒内，可控制咀嚼期间非极性香味从O/W乳剂中的释放(Malone等.在Flavor Release，ACSSymposium Series，American Chemical Society，第212-217页(2000)中)。该方法可用来制备具有类似香味释放特征的低脂产品或高脂产品(Malone等.在Flavor Release，ACS Symposium Series，American Chemical Society，第212-217页(2000)中)。所述提高香味释放的参考方法由本发明抗氧化组合物所产生的氧化稳定性的提高所证明。本发明抗氧化组合物的实施方式中，羊酪蛋白磷酸肽-壳聚糖复合物和茄子-角叉菜胶复合物形成生物高分子颗粒。
用作本发明抗氧化组合物的酪蛋白磷酸肽包括从羊(山羊)乳汁分离的αs2-酪蛋白。酪蛋白和酪蛋白磷酸肽显示不同的磷酸化程度，并描述了磷酸化程度与矿物质螯合活性之间的直接关系(Kitts，D.D.在Can.J.Physiol.Pharmacol.72，423-434(1994)中)。因此，基于磷酸化作用，αs2-酪蛋白＞αs1--酪蛋白＞β-酪蛋白＞κ-酪蛋白。富含αs2-酪蛋白(αs2-酪蛋白＝总酪蛋白的29.2％)的分离自羊(山羊)乳汁的酪蛋白磷酸肽比分离自牛(母牛)乳汁的酪蛋白磷酸肽(αs2-酪蛋白＝总酪蛋白的12.1％)具有更高的螯合活性。不受理论的束缚，磷酸丝氨酸的磷基团和富含αs2-酪蛋白、分离自羊(山羊)乳汁的酪蛋白磷酸肽中存在的酸性氨基酸的羧基很可能与促氧化金属离子如铁和铜络合。本领域技术人员应理解，富含αs2-酪蛋白的其它乳汁也适用于本发明。乳汁的选择受到经济因素和特定乳汁的可获得性的影响等。通过反相高效液相色谱法(RP-HPLC)可进行含高水平αs2-酪蛋白、低水平αs1-酪蛋白的乳汁的选择(Mora-Gutierrez等在J.Dairy Sci.74，3303-3307(1991)中)。羊酪蛋白磷酸肽中的酪蛋白组成一般如下：αs2-酪蛋白含量＝29.2％，αs1-酪蛋白含量＝5.9％；β-酪蛋白含量＝50.5％以及κ-酪蛋白含量＝14.4％。
羊(山羊)乳汁中的脂肪也富含中链三甘油酯(MCT)(C6:0己酸，C8:0辛酸，C10:0癸酸)，在近侧小肠中吸收，不需要吸收胆汁盐(Vanderhoof等在J.Parenter.Enteral Nutr.8，685-689(1984)中)。医学工作者对这些MCT相当感兴趣，因为其在许多人类代谢疾病中独特的效益(Babayan V.K.在J.Amer.Oil Chem.59，49A-51A(1981)中)。骨(股骨和胸骨)是用羊(山羊)奶膳食喂养的动物中镁沉积的优选器官，这归功于其脂质组成方面的特殊性质(富含MCT)(Lopez-Alliaga等在J.Dairy Sci.86，2958-2966(2003)中)。脂质与乳汁中的蛋白质(酪蛋白)结合，其在结合的脂质部分中的含量高(Cerbulis J.在J.Agric.Food Chem.15，784-786(1967)中)。本发明抗氧化组合物中采用的羊酪蛋白磷酸肽的MCT含量高，因为这种羊酪蛋白磷酸肽是由脂肪含量1％的羊(山羊)乳汁通过酶水解并用壳聚糖酸沉淀产生的。壳聚糖在酸性pH条件下具有多阳离子特征，显示高脂肪结合能力(No等在J.Food Sci.65，1134-1137(2000)中)。
在一个本发明示例性实施方式中，采用特征为高αs2-酪蛋白含量的羊(山羊)乳汁(1％脂肪含量)作为本发明方法中的起始物质，该方法包括：(a)在基本上中性的pH条件下，用0.01％(w/v)胰蛋白酶消化富含αs2-酪蛋白的羊(山羊)乳汁中存在的酪蛋白，产生粗的酪蛋白磷酸肽，(b)用溶解在10％柠檬酸(w/v)中的2％(w/v)壳聚糖(SEACURE L 110，70％脱乙酰；Pronova Biopolymer，Inc.，Oslo，Norway)将pH降低至4.5，(c)离心除去上清液中未反应的酪蛋白，(d)4℃下静止上清液20小时，(e)将上清液的pH调节至约6.0，然后加入氯化钙(0.2％w/v)和乙醇(40％v/v)，以沉淀结合钙的酪蛋白磷酸肽，离心收集。可将该结合钙的酪蛋白磷酸肽用去离子水洗涤，冷冻干燥。冻干产品的组成如表1所示。
表1
  羊酪蛋白磷酸肽组合物   每100克
  Kjeldahl N钙磷中链三甘油酯   6.498.612.769.71
加入酸溶性羊酪蛋白磷酸肽之前，该脂肪乳剂中可加入食品级酸化剂。可将酸溶性羊酪蛋白磷酸肽加入到约为pH 2.0-5.7的酸性环境中。食品级酸化剂可以是柠檬酸、抗坏血酸、葡糖酸及其混合物。脂肪乳剂中的酸化剂大多是柠檬酸。柠檬酸隔离有害的痕量金属，尤其是铜和铁，这些金属可加速颜色、香味和维生素A含量的变质。
如本文所用，术语LBJ指糖和来自茄子(Solanum melongena)的可溶性纤维的混合物。在一个实施例中为制备LBJ，将整个茄子与水浆化，并加入柠檬酸和ι-角叉菜胶。升高温度，特定时间内的控制条件下，该混合物反应。然后用吸附树脂处理所得糖/可溶性纤维(LBJ)的浆液，从糖/可溶性纤维(LBJ)除去苦味成分，颜色和气味成分。需要时，可将处理的糖/可溶性纤维(LBJ)溶液浓缩并干燥至粉末形式。可进一步加入多酚，特别是来自茄子果实的多酚是可能的。
更具体地说，在一个示例性实施方式中，持续搅拌下，将含0.50％柠檬酸和0.25％ι-角叉菜胶的水溶液在45℃下加热6小时。可从本地食品店或任何其它来源获得茄子样品，需要时，储存在约4℃的冰箱中备用。使用前约1小时，从冰箱中取出茄子，约22℃的室温下平衡。用水冲洗茄子(0.7kg)，去皮，然后切成4-5毫米厚的小片。立即浸在含柠檬酸和ι-角叉菜胶混合酸溶液的处理浴中。然后将含切片茄子与柠檬酸和ι-角叉菜胶混合酸溶液的处理浴加热至70-80℃，一般75℃。可保持该升高的温度至少2小时，也可保持该升高的温度更长的时间，例如约4小时，然后冷却至0-50℃，在一个具体的实施方式中，冷却至约4℃，持续一段时间，一般约12小时。最后，将该混合物倾析通过Whatman No.4过滤纸或类似的过滤介质。
在一个示例性实施方式中，使水性浆液/溶液(LBJ)通过吸附树脂柱。吸附树脂可以是聚合物树脂，用于除去水性浆液/溶液(LBJ)的苦味、气味和颜色。一类适用的吸附树脂是由苯乙烯和二乙烯基苯组成的聚合交联树脂，例如Amberlite系列树脂，如Amberlite XAD-2、Amberlite XAD-4和Amberlite XAD-16，购自Supelco ofBellefonte，PA。适用于本发明的其它聚合交联苯乙烯和二乙烯基苯吸附树脂有DowChemical Company of Midland，Mich.出品的XFS-4257、XFS-4022、XUS-40323和XUS-40322以及其它类似的树脂。
可以多种方式，例如通过批量处理或通过使水性浆液/溶液(LBJ)通过含吸附树脂的柱，进行本发明水性浆液/溶液(LBJ)的处理。柱大小的选择取决于样品大小和水性浆液/溶液(LBJ)的浓度。
更具体地说，在一个示例性实施方式中，在水中浆化一批约100g的AmberliteXAD-2，倒入配有Teflon旋塞的开口玻璃色谱柱(2×30cm)中。然后，用2升两次蒸馏水，2升蒸馏甲醇(反应级)，最后用2升蒸馏水洗涤色谱柱备用。优选柱中处理的水性浆液/溶液(LBJ)不含不溶性物质，以不堵塞柱或阻碍流动。通常，进行处理的茄子的浓度约为50-70重量％。浆液/溶液(LBJ)的pH约为pH 3-4。水性浆液/溶液(LBJ)通过柱的流速优选足够慢，使得吸附树脂具有足够的时间来吸收不希望的苦味、颜色和气味。柱流速在1-5个床体积/小时通常令人满意。
高效液相色谱法(HPLC)测定，一种本发明水性浆液/溶液(LBJ)包含3.7％的果糖部分和1.5％的蔗糖部分。因此，这种天然组合物显示高的吸湿性。糖类聚合物可用作这种天然组合物的制造中的喷雾干燥助剂。该组合物可包含约5-10重量％的麦芽糖糊精。麦芽糖糊精具有低DE，通常不超过约10。水性浆液/溶液(LBJ)通过吸附树脂色谱柱之后，将水性浆液/溶液(LBJ)与浓度6重量％DE＝10的麦芽糖糊精混合。然后，用喷雾干燥等方法干燥水性浆液/溶液(LBJ 10)，得到非常适合用作脂肪乳剂的天然抗氧化成分的产物。该产物的组成如表2所示。
表2
  LBJ 10物理化学组合物   每100克
  碳水化合物部分氮含量脂肪部分灰分部分食物纤维部分可溶性纤维部分果糖部分葡萄糖部分蔗糖部分麦芽糖部分糖部分   92.210.710.162.330.410.413.724.261.482.1911.65
碳水化合物、粗蛋白、脂肪部分、灰分部分、食物纤维部分、可溶性纤维部分和糖部分的数值是一般分析的结果。
角叉菜胶显示稠度或粘度增加作用。含0.25％ι-角叉菜胶的表2LBJ10组合物的粘度颇低，即约11cps(1％，22℃)，味道稍甜，无气味。LBJ制剂中也可使用角叉菜胶如κ-角叉菜胶和λ-角叉菜胶。已知角叉菜胶与酪蛋白(来源于磷酸肽)相互作用，通过改善水保留能力来改变食物质地(Mora-Gutierrez等在J.Agric.FoodChem.46，4987-4996(1998)中)。在本发明的一些实施方式中，蛋黄磷脂、羊酪蛋白磷酸肽和LBJ 10的组合赋予脂肪减少的乳剂丰富性、润滑性和乳脂性。因为抗氧化活性与食物中的酚含量有关，根据Singlenton等，“用Folin-Ciocalteu试剂分析总酚和其它氧化基质和抗氧化剂”(Analysis of Total Phenols and Other OxidationSubstrates and Antioxidants by Means of Folin-Ciocalteu Reagent)，Methods inEnzymology，Oxidants and Antioxidants，1998，第152-178页所述的方法，测定LBJ 10中的酚含量。LBJ 10中的总酚含量为每克LBJ 10含有45μmol没食子酸当量。
本发明包含天然抗氧化组合物，该组合物含有生育酚、β-胡萝卜素、蛋黄或大豆磷脂、蔗糖或山梨糖醇、羊酪蛋白磷酸肽、茄子(LBJ 10)和柠檬酸。
本发明特定抗氧化成分可包含约0.01-0.03脂质含量％的生育酚、约0.01-0.03脂质含量％的β-胡萝卜素、约0.05-0.5乳剂重量％的蛋黄或大豆磷脂、约2-20乳剂重量％的蔗糖蔗糖或山梨糖醇、约0.01-0.05乳剂重量％的羊酪蛋白磷酸肽、约0.01-0.2乳剂重量％的茄子(LBJ 10)和约0.05-0.5乳剂重量％的柠檬酸。
一种具体的组合物包含约0.01％的生育酚、0.01％的β-胡萝卜素、0.1％的蛋黄或大豆磷脂、10％的山梨糖醇、约0.05％的羊酪蛋白磷酸肽、约0.1％的茄子(LBJ 10)和约0.5％的柠檬酸，均以乳剂重量计。
未精制的加拿大亚麻籽油富含生育酚和β-胡萝卜素。对用加拿大亚麻籽油制备的O/W乳剂尤其有效，一个本发明的具体实施方式如下：0.05％的羊酪蛋白磷酸肽、0.1％的茄子(LBJ 10)和0.5％的柠檬酸。
可通过常规技术制备脂肪乳剂。示例性的制备方法包括：将适量的蛋黄或大豆磷脂加入到预定量的油性组分中，匀浆化混合物，将适量的山梨糖醇、羊酪蛋白磷酸肽、茄子(LBJ 10)和柠檬酸加入到预定量的水性组分中，用匀浆设备如常规均质混合机、匀浆器、超声匀浆器或压力匀浆器乳化整个混合物。最后通过匀浆化作用使混合物很好地均匀分散，以确保所有油颗粒中天然抗氧化组合物的均质等量分散。脂肪乳剂颗粒的平均粒径约为5-50nm。采用常规方法巴氏消毒乳化的混合物。
一些本发明天然抗氧化组合物可显示优于现有组合物或协同抗氧化剂的抗氧化活性。一些本发明天然抗氧化组合物也可提供许多健康益处，包括通过加强钙和镁的吸收以助于促进骨健康，和通过降低血清胆固醇水平来促进健康的心血管系统。因此，在某些实施方式中，羊酪蛋白磷酸肽和茄子(LBJ 10)的量可从稳定油对抗氧化或效力的最小量到至少可在动物或人体中促进骨健康和防止心脏疾病的量。一般来说，所用羊酪蛋白磷酸肽和茄子(LBJ 10)的量为0.01-0.05重量％的羊羊酪蛋白磷酸肽和0.01-0.1重量％的茄子(LBJ10)。
实施例
包含下面的实施例以说明本发明具体实施方式。本领域技术人员应理解，下面实施例中所示技术是本发明者发现的适用于实施本发明的技术。然而，根据本说明，本领域技术人员应理解，不背离本发明的精神和范围，所述具体实施方式中可进行许多改变而仍然获得相同或相似的结果。
实施例1-3表明，在防止含高度多不饱和脂质的O/W乳剂酸败性方面，本发明特定组合物要优于现有的协同抗氧化组合物。储存28天后，测定硫代巴比妥酸(TBA)值，作为组合物氧化稳定性的指标。
实施例4-6详细解释了一些本发明实施方式的健康效益。
这些实施例中采用的物质如下所述。含高水平生育酚和β-胡萝卜素的亚麻籽油：Gold Top Organics，Edmonton，AB，Canada以商品名Huile de Lin提供的未精制的亚麻籽油。大豆磷脂：含40％磷脂酰丝氨酸、Lucas Meyer，Inc.，Decatur，IL.以商品名LECI-PS 40P提供的粉末化大豆卵磷脂。蛋黄磷脂：含60％磷脂酰胆碱、Sigma Chemical Company，St.Louis，MO提供的粉末化蛋黄卵磷脂。Sigma ChemicalCompany，St.Louis，MO提供的没食子酸丙酯。Biolandes Aromes，Boulogne，France提供的水溶性迷迭香粉末化提取物。由碱性可可可粉(约14％可可奶油)、果汁和谷物糊精组成的专利可可混合物，改性淀粉、改性可可奶油和三氯半乳蔗糖。
实施例1：含山梨糖醇和蛋黄磷脂的O/W乳剂
用Biohomogenizer混合机(Biospec Products，Inc.，Bartlesville，OK)将亚麻籽油(30mL)、山梨糖醇(10g)、蛋黄磷脂(0.1g)、血红蛋白(0.02g)和去离子水(59.88mL)匀浆化5分钟。该水包油(O/W)乳剂用作对照(样品A)。通过将0.05％羊酪蛋白磷酸肽、0.1％茄子(LBJ 10)和0.5％柠檬酸加入到O/W乳剂50mL的等分试样中，制备样品B。将样品B匀浆化5分钟。分别加入0.01％没食子酸丙酯和水溶性迷迭香粉末化提取物，制备样品C和D。将样品C和D匀浆化5分钟。
将样品储存在用Teflon-线纹螺帽密闭的玻璃试管中。60℃下储存28天后，评价样品的过氧化物含量。温度60℃加速氧化，同时促进室温氧化机制的进程，并尽可能减少形成人工产物的反应。(参见Frankel E.N.，“寻求评估食物脂质中天然抗氧化剂和氧化温度下的较好方法”(In Search of Better Methods to Evaluate NaturalAntioxdiants and Oxidative Stability in Food Lipids)，Trends in Food Sci.Technol.1993，第4卷，第220-225页。)因为基本变质和病理反应中血红素蛋白(例如，血红蛋白、细胞色素C、肌红蛋白)催化脂质过氧化作用，评价本发明防止这种过氧化作用的效力。根据Tarladgis等，酸败食物中定量测定丙二醛的蒸馏法，Am.OilChemists′Soc.1960，第37卷，第44-48页所述，采用TBA(硫代巴比妥酸)试验，测定样品的过氧化值。以14-天间隔进行测定。测定的根据本发明一个实施方式的组合物的抗氧化活性结果如表3所示。
表3
样品   14天TBA(O.D.538/g)   28天TBA(O.D.538/g)
  ABCD   0.1280.0510.0760.089   0.0650.0180.0400.047
数据表明，根据本发明一个实施方式的组合物(样品B)的抗氧化活性优于协同抗氧化没食子酸丙酯和天然抗氧化迷迭香提取物(分别为样品C和D)所显示的抗氧化活性。抗氧化活性的提高可能来源于生育酚、β-胡萝卜素、磷脂、山梨糖醇、羊酪蛋白磷酸肽、茄子(LBJ 10)和柠檬酸相互之间的作用。应注意，加入蛋黄磷脂和山梨糖醇及匀浆化过程实际上降低了O/W乳剂(样品A)的氧化。
实施例2：含山梨糖醇和大豆磷脂的O/W乳剂
用Biohomogenizer混合机(Biospec Products，Inc.，Bartlesville，OK)将亚麻籽油(30mL)、山梨糖醇(10g)、大豆磷脂(0.1g)、血红蛋白(0.02g)和去离子水(59.88mL)匀浆化5分钟。该水包油(O/W)乳剂用作对照(样品A)。通过将0.05％羊酪蛋白磷酸肽、0.1％茄子(LBJ 10)和0.5％柠檬酸加入到O/W乳剂50mL的等分试样中，制备样品B。将样品B匀浆化5分钟。分别加入0.01％没食子酸丙酯和水溶性迷迭香粉末化提取物，制备样品C和D。将样品C和D匀浆化5分钟。
将样品储存在用Teflon-线纹螺帽密闭的玻璃试管中。60℃下储存28天后，评价样品的过氧化物含量。根据Tarladgis等，J.Am.Oil Chem Soc.1960，37：44所述一般准则，采用化学品TBA(硫代巴比妥酸)方法评价抗氧化效力。表4所示结果清楚表明，根据本发明一个实施方式的组合物优异的抗氧化活性。
表4
样品   14天TBA(O.D.538/g)   28天TBA(O.D.538/g)
  ABCD   0.1510.0630.0890.094   0.0870.0260.0590.061
实施例3：含山梨糖醇和蛋黄磷脂的巧克力味O/W乳剂
用Biohomogenizer混合机(Biospec Products，Inc.，Bartlesville，OK)将可可混合物(2g)、亚麻籽油(30mL)、山梨糖醇(10g)、蛋黄磷脂(0.1g)、血红蛋白(0.02g)和去离子水(57.88mL)匀浆化5分钟。该水包油(O/W)乳剂用作对照(样品A)。通过将0.05％羊酪蛋白磷酸肽、0.1％茄子(LBJ 10)和0.5％柠檬酸加入到O/W乳剂50mL的等分试样中，制备样品B。将样品B匀浆化5分钟。将样品B的pH从约6.6降至5.7。注意pH应维持在蛋白质变性、沉淀的点之上。分别加入0.01％没食子酸丙酯和水溶性迷迭香粉末化提取物，制备样品C和D。将样品C和D匀浆化5分钟。
将样品储存在用Teflon-线纹螺帽密闭的玻璃试管中。60℃下储存28天后，评价样品的过氧化物含量。根据Tarladgis等，J.Am.Oil Chem Soc.1960，37：44所述一般准则，采用化学品TBA(硫代巴比妥酸)方法评价抗氧化效力。表5总结了在没有和有本发明实施方式的组合物和市售抗氧化剂的情况下，O/W乳剂中加入可可的结果。
表5
样品   14天TBA(O.D.538/g)   28天TBA(O.D.538/g)
  ABCD   0.1120.0450.0670.078   0.0580.0120.0330.046
可可的加入显著降低了所有O/W乳剂(样品A-D)中的过氧化物水平，而加入本发明实施方式的组合物(样品B)比加入没食子酸丙酯或迷迭香提取物(分别为样品C和D)能更有效减少过氧化物。
实施例4：在大鼠中降低胆固醇活性
用低钙和高动物脂肪的饮食喂养大鼠(Sprague-Dawley型，7周龄，雄性)。将这些大鼠分成三组，每组12只，具有相似的平均体重200-205克。然后，分别将三种加热灭菌的O/W乳剂，即补充有钙300ppm)、0.05％(w/v)羊酪蛋白磷酸肽和0.01％(w/v)茄子(LBJ 10)的O/W乳剂，补充有钙(300ppm)的O/W乳剂和未补充钙的O/W乳剂作为饮用水由饲料瓶给予大鼠。这些O/W乳剂的组成在亚麻籽油(1g/L)、大豆磷脂(0.1g/L)、蔗糖(4g/L)和柠檬酸(5.0g/L)含量方面相同。O/W乳剂补充有葡萄糖酸钙(3g/L)。
在21天处理期期间，三组大鼠自由进食和进水。21天结束时，将大鼠禁食过夜，腹膜内注射戊巴比妥钠(40毫克/公斤体重)麻醉。心脏穿刺取血。对于分析，采用Beckman生产的DU-530分光光度计通过比色法进行测定。
血清总胆固醇测定的结果如表6所示。
表6
  组   胆固醇，mg/dL
  对照(不补充)对照(补充)天然抗氧化组合物(补充)   84.92±778.36±567.30±4
上述结果证明，在补充有钙的O/W乳剂中加入本发明实施方式的抗氧化组合物(0.05％(w/v)羊酪蛋白磷酸肽，0.01％(w/v)茄子(LBJ 10)和0.5％(w/v)柠檬酸)，可降低用低钙和高动物脂肪饮食喂养的雄性Sprague-Dawley大鼠的血清胆固醇的增加。
因此，这种天然抗氧化组合物可应用于O/W乳剂作为生理功能因子。
实施例5：大鼠的钙和镁生物利用度
用低钙蛋白饮食喂养大鼠(Sprague-Dawley型，7周龄，雄性)。将氧化铬(Cr2O3，0.5克/公斤饮食)、不溶性和非吸收性标记物加入到蛋白饮食中，通过测定饮食和粪便中的Ca∶Cr和Mg∶Cr比例，评价Ca和Mg的表观吸收。将大鼠分成四组，每组12只，并具有相似的平均体重200-205克。然后，分别将三种加热灭菌的O/W乳剂，即补充有钙300ppm)、0.05％(w/v)羊酪蛋白磷酸肽和0.01％(w/v)茄子(LBJ 10)的O/W乳剂，补充有钙(300ppm)的O/W乳剂和未补充钙的O/W乳剂由饲料瓶给予大鼠作为饮用水。这些O/W乳剂的组成在亚麻籽油(1g/L)、大豆磷脂(0.1g/L)、蔗糖(4g/L)和柠檬酸(5.0g/L)含量方面相同。O/W乳剂补充有葡萄糖酸钙(3g/L)。
在21天处理期期间，三组大鼠自由进食和进水。每天测定食物摄取。最后3天期间收集粪便并冻干。21天结束时，将大鼠禁食过夜，腹膜内注射戊巴比妥钠(40毫克/公斤体重)麻醉。切开右侧股骨，测定Ca和Mg含量。用酸混合物(16mol/LHNO3∶9mol/L HClO4＝3∶1)湿灰化后，原子吸收光谱(Varian Analytical Instruments，Walnut Creek，CA)定量饮食和粪便中Ca、Mg和Cr的量。550℃，用1N HNO3处理右侧股骨。以与饮食和粪便中测定相同的方式测定Ca和Mg的含量。由以下公式计算Ca的表观吸收：Ca表观吸收(％)＝100[(摄入的Ca/摄入的Cr)-(粪便中的Ca/粪便中的Cr)]/(摄入的Ca/摄入的Cr)。以类似的方式计算Mg的表观吸收。
用三种不同的O/W乳剂喂养的大鼠的Ca和Mg的表观吸收，以及股骨Ca和Mg的含量如表7所示。
表7
  组   Ca表观吸收(％)   Mg表观吸收(％)   骨中Ca含量(毫克/股骨)   骨中Mg吸收(毫克/股骨)
  对照(未补充)   49±5.7   51±4.2   89.63±0.27   4.47±0.13
  对照(补充)   54±6.0   49±5.1   97.08±0.19   4.31±0.27
  抗氧化组合物(补充)   59±5.0   61±5.9   103.20±0.14   5.62±0.11
数据表明，含本发明一个实施方式的抗氧化组合物的O/W乳剂的Ca和Mg的生物利用度提高。
实施例6：大鼠的骨代谢和骨动态强度
用低钙饮食喂养大鼠(Sprague-Dawley型，7周龄，雄性)。将这些大鼠分成四组，每组12只，并具有相似的平均体重200-205克。然后，分别将三种加热灭菌的O/W乳剂，即补充有钙300ppm)、0.05％(w/v)羊酪蛋白磷酸肽和0.01％(w/v)茄子(LBJ 10)的O/W乳剂，补充有钙(300ppm)的O/W乳剂和未补充钙的O/W乳剂由饲料瓶给予大鼠作为饮用水。这些O/W乳剂的组成在亚麻籽油(1g/L)、大豆磷脂(0.1g/L)、蔗糖(4g/L)和柠檬酸(5.0g/L)含量方面相同。O/W乳剂补充有葡萄糖酸钙(3g/L)。
在21天处理期期间，三组大鼠自由进食和进水。21天结束时，将大鼠禁食过夜，腹膜内注射戊巴比妥钠(40毫克/公斤体重)麻醉。从动物采集左侧股骨，除去软组织。采用双能量X-射线吸收光度法(DEXA)，即用于研究骨生长状态的典型方法，测定每只动物左侧股骨的骨矿物含量(BMC)、骨矿物密度(BMD)和骨机械强度(BMS)。表8显示了本发明一个实施方式的抗氧化组合物对大鼠骨代谢和骨动态强度的有益效果。
表8
  组   BMC(g/cm)   BMD(g/cm2)   BMS(kg力)
  对照(未补充)   0.1912±0.012   0.1346±0.004   8.402±320.8
  对照(补充)   0.2041±0.012   0.1432±0.004   8.591±298.02
  抗氧化组合物   0.2134±0.012   0.1518±0.004   9.567±297.05
数据清楚表明，含本发明一个实施方式的抗氧化组合物的O/W乳剂通过增加骨中保留的镁的量(实施例5)，增强大鼠股骨，这也是镁表观吸收增加的结果(实施例5)。
上述本发明一个实施方式的抗氧化组合物中存在的羊酪蛋白磷酸肽-壳聚糖-MCT结合复合物是热稳定的，可将大量镁递送至近侧小肠，即镁吸收部位。因此，复合物本身可赋予加热处理加工的低pH、蛋白基饮料和透明饮料镁的生理学活性。当与高-甲氧基果胶或果胶藻酸盐组合时，复合物可防止蛋白质在低pH(3.5-4.2)饮料中的沉降。
实施例7：含羊酪蛋白磷酸肽的透明低pH(3.0-4.2)饮料
在美国，钙镁消费减少的主要原因是由于软饮料代替了美国人饮食中的牛奶。牛奶是钙(1,310mg/L)和镁(120mg/L)的极好来源。2000年末期进行的消费者饮料消费研究调查了共1,379位参与者，分为两个年龄组：成人(19-64；320男性/358女性)和青少年(12-18；326男孩/375女孩)。成人报告他们最喜欢的饮料应“冷、清爽和令人满意”，而青少年更喜欢喝“冷、清爽和美味”的饮料。在该调查中，青少年和成人、饮用牛奶的人和不饮用牛奶的人都表达了他们对健康问题、添加剂、化学物质、加工和酸败的关心。
对身体生长的研究表明，青少年消费的软饮料越多，在他们后来的生命中，骨折和骨质疏松的风险越大。自从1970年以来，美国人的软饮料消费已超过两倍，而牛奶的消费则较少。消费者需要冷、清爽、令人满意、携带方便和健康的饮料。补充有钙和镁的透明低pH(3.0-4.2)饮料中可使用羊酪蛋白磷酸肽，以防止骨矿物质损失，从而降低骨折的风险。
羊酪蛋白磷酸肽也可形成为乳糖酶不持久、乳糖代谢能力降低的个体定制的补充有矿物质的低pH饮料的结构基石。牛奶中乳糖的存在对患有乳糖不耐受的个体有害。在这些患者中，摄取1-2杯牛奶可导致腹部不适和腹泻。许多研究注意到乳糖不耐受发病率中的种族差异。在美国，估计仅有10-15％成年高加索人对乳糖具有不利反应，而70％的成年美国黑人是乳糖不耐受的。成年亚洲人乳糖不耐受的发病率为95％。饮料食品工业可配制一种含羊酪蛋白磷酸肽的补充有钙和镁的饮料，出口到远东。
实施例8：包覆的坚果
由于其脂肪含量而一直被节食者所避开，现在是坚果饮食时代回来的时候了。最近的流行病学研究表明，常吃坚果对心脏病和其它慢性疾病具有保护作用。如上所述，饮食中的脂肪水平影响镁吸收，因为与镁相比，脂肪酸更易与钙形成脂肪酸盐(Van Dokkun等在Ann.Nutr.Metab.27，361-367(1983)中)。
最近研究表明，饮食中脂质比例的增加可改善吸收不良综合征临床病例中镁的消化利用(Alferez等在J.Dairy Res.68，451-461(2001)中)。饮食中蛋白质比例的增加也有利于镁的吸收(Pallares等在J.Agric.Food Chem.44，1816-1820(1996)中)。坚果富含脂肪、蛋白质和镁。本发明抗氧化组合物可促进镁吸收的显著增加，反映在股骨中储存较大量的这种矿物质。镁与强壮骨骼有关。消费包裹有本发明抗氧化组合物的坚果的人可降低骨折的风险。
虽然上文仅具体描述了本发明示例性实施方式，应理解不背离本发明的精神的范围，可对这些实施例进行改进和改变。

Claims (43)

1.包含至少一种非还原糖或糖多元醇的抗氧化组合物，其特征在于，所述抗氧化组合物可用于抑制水包油或油包水乳剂中高度多不饱和脂质的氧化。
2.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，还包含硫酸化多糖。
3.如权利要求2所述的组合物，其特征在于，还包含选自下组的硫酸化多糖：ι-角叉菜胶、к-角叉菜胶、λ-角叉菜胶以及它们的任意组合。
4.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，还包含中链三甘油酯。
5.如权利要求4所述的组合物，其特征在于，还包含选自下组的中链三甘油酯：己酸(C：6.0)、辛酸(C：8.0)和癸酸(C：10.0)三甘油酯，以及它们的任意组合。
6.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，还包含酪蛋白或其片段。
7.如权利要求6所述的组合物，其特征在于，还包含选自下组的酪蛋白或其片段：α-酪蛋白、β-酪蛋白、к-酪蛋白，或其片段，以及它们的任意组合。
8.如权利要求6所述的组合物，其特征在于，所述酪蛋白或其片段包括羊酪蛋白或其片段。
9.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，还包含磷酸肽。
10.如权利要求9所述的组合物，其特征在于，还包含具有高含量αs2-酪蛋白和中链三甘油酯的磷酸肽。
11.如权利要求10所述的组合物，其特征在于，还包含酪蛋白磷酸肽。
12.如权利要求11所述的组合物，其特征在于，还包含羊酪蛋白磷酸肽。
13.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，还包含糖肽。
14.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，还包含选自下组的成分：α、β、γ或δ生育酚，α、β、γ或δ生育三烯酚，生育酚，生育三烯酚，β-胡萝卜素，磷脂，壳聚糖以及它们的任意组合。
15.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，还包含选自下组的磷脂：蛋黄磷脂、大豆磷脂以及它们的任意组合。
16.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，还包含pH调节剂。
17.如权利要求16所述的组合物，其特征在于，还包含选自下组的pH调节剂：柠檬酸、抗坏血酸、葡糖酸以及它们的任意组合。
18.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，还包含螯合剂。
19.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述螯合剂还包含柠檬酸。
20.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，还包含来源于茄子果实的多酚。
21.包含至少一种抑制非还原糖或糖多元醇的抗氧化微乳或纳米乳，其特征在于，所述抗氧化组合物可用于抑制乳剂中高度多不饱和脂质的氧化。
22.如权利要求21所述的微乳或纳米乳，其特征在于，还包含改性淀粉。
23.如权利要求21所述的微乳或纳米乳，其特征在于，还包含硫酸化多糖。
24.如权利要求21所述的微乳或纳米乳，其特征在于，还包含甘油酯。
25.如权利要求24所述的微乳或纳米乳，其特征在于，还包含选自下组的甘油酯：酶修饰的油、脂肪和脂肪酸的单、二、和三甘油酯；脂解修饰的油、脂肪和脂肪酸的单、二和三甘油酯；以及它们的任意组合。
26.如权利要求21所述的微乳或纳米乳，其特征在于，还包含果实浓缩物甜味剂。
27.如权利要求26所述的微乳或纳米乳，其特征在于，所述果实浓缩物甜味剂包括：
葡糖当量(D.E.)高达约25的水解淀粉混合物；
至少约40％可溶性固体的果汁或果浆浓缩物；和
约0％不溶性固体，
其中，所述淀粉、果汁或浓缩物和固体形成含有干重成分约40-60％复合碳水化合物，约35-55％来自果汁或果浆浓缩物的单糖，和约0-5％果汁或果浆浓缩物中天然存在的营养成分的液体。
28.如权利要求21所述的微乳或纳米乳，其特征在于，还包含可可粉。
29.如权利要求21所述的微乳或纳米乳，其特征在于，还包含三氯半乳蔗糖。
30.如权利要求21所述的微乳或纳米乳，其特征在于，还包含钙或镁盐或其组合，所述微乳或纳米乳可用于防止哺乳动物的高胆固醇血症。
31.如权利要求21所述的微乳或纳米乳，其特征在于，还包含钙或镁盐或其组合，所述微乳或纳米乳可用于防止哺乳动物的骨矿物质损失。
32.如权利要求21所述的微乳或纳米乳，其特征在于，还包含：
钙或镁盐或其组合；和
富含ω-3的油产物。
33.如权利要求21所述的微乳或纳米乳，其特征在于，还包含油溶性调味品。
34.如权利要求21所述的微乳或纳米乳，其特征在于，还包含油溶性维生素、营养剂或药物产品。
35.如权利要求21所述的微乳或纳米乳，其特征在于，还包含选自下组的食用油：植物油，包括富含ω-3的米糠油、亚麻油、野鼠尾草油、大麻油、蓖麻油、大豆油、雷斯克勒属油、脱水蓖麻油或共轭亚油酸；动物油，包括富含ω-3的鱼油、蛋黄油、家禽油和牛油、共轭亚油酸；以及它们的任意组合。
36.如权利要求21所述的微乳或纳米乳，其特征在于，还包含钙或镁盐或其组合，所述微乳或纳米乳存在于透明饮料产品中。
37.如权利要求21所述的微乳或纳米乳，其特征在于，还包括乳脂性改善、苦味降低、氧化作用降低的可可制品中存在的微乳和纳米乳。
38.如权利要求21所述的微乳或纳米乳，其特征在于，还包括蛋白质沉积与沉降减少的富含蛋白质产品中存在的微乳和纳米乳。
39.如权利要求38所述的微乳或纳米乳，其特征在于，还包括含高-甲氧基果胶或果胶藻酸盐或其组合的富含蛋白质的产品。
40.如权利要求21所述的微乳或纳米乳，其特征在于，还包括乳剂和氧化稳定性增加的水包油微乳或纳米乳。
41.如权利要求21所述的微乳或纳米乳，其特征在于，还包括乳剂和氧化稳定性增加的油包水微乳或纳米乳。
42.包含至少一种非还原糖或糖多元醇的产品，其特征在于，所述抗氧化组合物可用于抑制水包油和油包水乳剂中高度多不饱和脂质的氧化。
43.如权利要求42所述的产品，其特征在于，所述产品选自：可可制品；防止高胆固醇血症的产品；防止骨矿物质损失的产品；富含ω-3的油产品；含油溶性调味料的产品；含油溶性维生素、营养剂或药物的产品；蛋白质沉积和沉降减少的富含蛋白质的产品；透明饮料；包含植物油如富含ω-3的米糠油、亚麻油、野鼠尾草油、大麻油、蓖麻油、大豆油、雷斯克勒属油、脱水蓖麻油或共轭亚油酸，动物油如富含ω-3的鱼油、蛋黄油、家禽油和牛油或共轭亚油酸，或它们的任意组合的产品。
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