Способ приготовления детской смеси - RU2615352C2

Чертежи

Описание

Настоящее изобретение относится к способу приготовления композиции, содержащей липидный и белковый компонент, включающей крупные липидные глобулы, предпочтительно покрытые полярными липидами, и к композициям, получаемым посредством этого. Необязательно, композиция, содержащая липидные и белковые компоненты, высушена распылением. Полученные композиции предназначены для кормления младенцев и детей младшего возраста.

Детские смеси и смеси для детей младшего возраста успешно используются для кормления младенцев в случаях, где грудное кормление невозможно или менее желательно. Однако композиция таких составов должна напоминать по составу грудное молоко настолько близко, насколько это возможно, которое является предпочтительным способом кормления младенцев для обеспечения их специальных питательных потребностей для быстрого роста и развития младенцев.

В натуральном необработанном молоке млекопитающих липиды присутствуют главным образом в виде триглицеридов, содержащихся внутри эмульгированных глобул со средним диаметром приблизительно 4 мк. Эти глобулы окружены структурной мембраной, состоящей из фосфолипидов (0,2-1 мас.% на основе суммарного количества жира), гликолипидов, холестерина, ферментов, белков и гликопротеинов. Основная часть жирового компонента, используемого в детской смеси или в смеси для детей младшего возраста, имеет растительное происхождение. Использование большей части жира коровьего молока менее желательно из-за более вредного профиля жирных кислот. Кроме того, длинноцепочечные полиненасыщенные жирные кислоты микробного, рыбного и яичного происхождения, как правило, добавляют для улучшения профиля жирных кислот.

В известных способах получения детских смесей или смесей для детей младшего возраста жировую или липидную фазу, включающую липиды и липидорастворимые витамины, смешивают интенсивно с водной фазой, включающей белки и углеводы, и смесь гомогенизируют при высоком давлении с помощью подходящего гомогенизатора высокого давления индивидуально или в комбинации с насосом высокого давления. Таким образом, во время гомогенизации жировая фаза разделяется на капли меньшего размера так, чтобы она больше не отделялась от водной фазы и не собиралась вверху, что называется расслоением. Это осуществляется путем воздействия на смесь высокого давления через небольшое отверстие. Данная стадия гомогенизации приводит к получению стабильной эмульсии масло-в-воде, включающей липидные глобулы со средневзвешенным диаметром 0,1-0,5 мкм. Благодаря данному небольшому размеру глобул, который приводит в результате к получению увеличенной площади поверхности, относительно небольшому количеству полярных липидов, таких как фосфолипиды, как правило, присутствующих в такой композиции, где жира, главным образом растительного происхождения, недостаточно для гарантии того, чтобы распределение фосфолипидов соответствовало необработанным липидным глобулам. Фактически, количество белка, конкретно казеина, перекрывает увеличение липидных глобул.

Это отличается от структуры липидных глобул в необработанном сыром молоке, таком как человеческое молоко, где липидные глобулы крупнее и покрыты мембраной молочной глобулы, включающей полярные липиды в более высоких количествах, чем вышеописанный обработанный IMF (состав детского молока). Получение более крупных липидных глобул, таким образом, целесообразно для получения детской смеси или смеси для детей младшего возраста, которая более сильно напоминает человеческое молоко. Также недавно было обнаружено, что пищевые композиции с растительным жиром, содержащим липидные глобулы, обладают продолжительной пользой для здоровья по отношению к составу тела и предотвращению ожирения позже. WO 2010/027258 раскрывает пищевые композиции с растительным жиром, содержащим более крупные липидные глобулы, которые получают путем применения стадии гомогенизации с использованием меньшего давления. WO 2010/027259 раскрывает пищевые композиции с более крупными липидным глобулами, покрытыми полярными липидами с применением стадии гомогенизации с использованием меньшего давления и с более высоким количеством полярных липидов, конкретно фосфолипидов, присутствующих перед стадией гомогенизации.

WO 2010/027258, WO 2010/027259, WO 2011/108918 и WO 2010/068105 раскрывают получение пищевых композиций, включающих стадию способа в виде смешивания водной фазы с масляной смесью с использованием смесителя периодического действия Ultra-Turrax T50. В смесительной камере смесителя периодического действия имеют место условия гетерогенного смешивания, приводящие в результате к широкому распределению размера липидных капель и к образованию местами очень крупных глобул. Кроме того, смешиваемые жидкие фазы подвергаются в смесителе периодического действия изменению условий смешивания в течение продолжительного времени, усиливая таким образом вышеописанные неидентифицированные эффекты получения широкого распределения размера капель и образования слишком мелких и слишком крупных липидных глобул. Благодаря негомогенному смешиванию смеситель периодического действия невыгодно отличается наличием более высокого риска образования крупных и мелких жировых глобул.

WO 2005/051091 относится к липидному препарату, который имитирует липидную фазу человеческого молока. Липидный препарат получают с помощью стадии гомогенизации с образованием по существу гомогенной дисперсии или эмульсии при стабильных условиях, которые включают температуру, давление и физические манипуляции.

Borel et al. (J of Parenteral and Enteral Nutrition (1994), 18, 534–543) раскрывает получение эмульсий для зондового питания с различными размерами капель и составами для кормления крыс, где эмульсию из липидной и водной фазы готовят с помощью перемешивания смеси с использованием магнитной мешалки и дополнительной очистки приготовленной эмульсии путем обработки ультразвуком. Такой способ не подходит для крупномасштабного производства и будет давать на выходе слишком большие вариации в размере глобул.

Таким образом, в большинстве из этих известных способов применяются устройства смешивания высокого давления, конкретно гомогенизаторы и/или насосы высокого давления. В способах, где применяют гомогенизаторы, обычно необходимы две стадии давления, приводящие к получению капиталоемкого способа производства. Кроме того, если используется низкое давление с этими гомогенизаторами, которые конкретно конструируются для использования высокого давления для возможности гомогенизации, то этот технологический способ труден для контроля в стационарном состоянии, что означает, что способ нуждается в высоком количестве дополнительного контроля, который является трудоемким, времязатратным и может приводить к вариации качества конечного продукта. Таким образом, коммерчески используемое машинное оборудование имеет избыточные размеры и низкую энергоэффективность. Это делает данные способы менее предпочтительными для экономического производства.

Таким образом, техническая проблема, лежащая в основе настоящего изобретения, состоит в предложении способа получения композиции, содержащей липидный и белковый компонент, включающей крупные липидные глобулы, предпочтительно покрытые полярными липидами, причем способ дает возможность получения указанной композиции без вышеупомянутых недостатков.

Таким образом, техническая проблема, лежащая в основе настоящего изобретения, также состоит в предложении композиций, содержащих липидный и белковый компонент, причем эти композиции преодолевают идентифицированные выше недостатки, конкретно включают контролируемый, воспроизводимый размер липидной глобулы.

Эти технические проблемы разрешаются с помощью способов и продуктов согласно независимым пунктам формулы изобретения.

Таким образом, в настоящем изобретении конкретно предоставляется способ получения композиции, содержащей липидный и белковый компонент, которая представляет собой детскую смесь, или смесь для детей младшего возраста, или молоко для подростков и включает липидные глобулы, причем способ включает стадии a) предоставления водной фазы с содержанием сухого вещества 10-60 мас.% (на основе суммарной массы водной фазы), которая включает, по меньшей мере, один белковый компонент, b) предоставления жидкой липидной фазы, которая включает, по меньшей мере, один липид, и c) смешивания липидной фазы с водной фазой в соотношении 5 к 50% (мас./мас.) с применением встроенного смесителя с использованием, по меньшей мере, одной смесительной головки для получения композиции, содержащей липидный и белковый компонент, включающей липидные глобулы.

Предпочтительно встроенный смеситель вызывает слабое поперечное усилие. Неожиданно было обнаружено, что путем применения встроенного смесителя такая композиция могла бы производиться с гораздо лучшим контролем воспроизводимости размера липидных капель. Способ дополнительно обладает такими преимуществами, что машинное оборудование с избыточным размером не является необходимым, и энергия используется более эффективно. Неожиданно обнаружили, что использование встроенного смесителя дает значительно лучший результат в отношении свойств липидных глобул, чем использование статичного смесителя.

Не желая быть связанными теорией, данные полученные преимущества могут быть связаны с более слабыми поперечными усилиями, которые испытывают липидные капли или глобулы композиции во время способа получения по сравнению со стандартными способами гомогенизации. Встроенный смеситель, как правило, вызывает слабые поперечные усилия. Как правило, применение встроенного смесителя, даже когда он используется при высокой скорости, вызывает более слабые поперечные усилия, чем обычная гомогенизация. Несмотря на то, что такие встроенные смесители иногда обозначаются как «встроенные смесители с сильным поперечным усилием», поперечные усилия, применяемые к липидным глобулам, применяющим такие встроенные смесители, тем не менее слабее, чем при использовании стандартной гомогенизации. Тем не менее, для настоящего изобретения это касается проявления слабого поперечного усилия.

Конкретно и предпочтительно, если более слабые поперечные усилия применяют в процессе настоящего способа приготовления, начиная от смешивания водной и липидной фаз с использованием встроенного смесителя, содержащего, по меньше мере, одну смесительную головку. Данный способ характеризуется очень хорошей контролируемостью и воспроизводимостью. Предпочтительно, если сильные поперечные усилия уже отсутствуют с момента подачи липидной фазы к водной фазе, что может осуществляться перед или во время смешивания. Настоящее описание, конкретно настоящий способ, приводит в результате к получению липидных глобул, имеющих средневзвешенный диаметр, более близкий к диаметру липидных глобул натурального человеческого молока, которые могут быть покрыты мембраной полярных липидов, что приводит, если целесообразно, к дополнительному сходству с липидными глобулам натурального молока. Получаемый состав, который получают предпочтительно с помощью способа согласно настоящему изобретению, таким образом, более напоминает человеческое молоко в отношении размера липидных глобул и структуры. Таким образом, путем применения способа согласно настоящему изобретению, применяющего встроенный смеситель, получают эмульсию, предпочтительно стабильную эмульсию масло-в-воде крупных липидных глобул с улучшенными свойствами без необходимости (двухстадийной) гомогенизации, что позволяет как более экономичное, так и более удобное получение, а также предложение улучшенных пищевых композиций. Таким образом, настоящий способ предпочтительно и преимущественно не включает в себя подвода устройств гомогенизации высокого давления и/или высокой энергии, конкретно не использует обработку ультразвуком или (двухстадийного) гомогенизатора, но вместо этого использует встроенный смеситель средней или высокой скорости, содержащий, по меньшей мере, одну смесительную головку. Это является преимуществом, поскольку гомогенизаторы, как правило, используемые для таких процессов, вызывают сильное поперечное усилие, тогда как встроенный смеситель, такой как используемый в способе по настоящему изобретению, применяет только слабые поперечные усилия,даже когда работает со средой при высокой скорости.

Динамическое высокое давление обычно используется в пищевой промышленности и иногда также обозначается как гомогенизация с клапаном высокого давления.

В предпочтительном воплощении настоящего изобретения в способе по настоящему изобретению не используется гомогенизатор с динамическим высоким давлением или стадия гомогенизации с динамическим высоким давлением.

В предпочтительном воплощении настоящего изобретения в способе по настоящему изобретению не используется одностадийный гомогенизатор с динамическим высоким давлением или одностадийный способ гомогенизации с динамическим высоким давлением.

В предпочтительном воплощении настоящего изобретения в способе по настоящему изобретению не используется двухстадийный гомогенизатор с динамическим высоким давлением или двухстадийный способ гомогенизации с динамическим высоким давлением.

В способе по настоящему изобретению предусмотрено или требуется в стадии a) обеспечение водной фазы с содержанием сухого вещества 10-60 мас.%, предпочтительно 15-55 мас.%, более предпочтительно 20-50 мас.%, еще более предпочтительно 25-50 мас.%, предпочтительно 25-45 мас.%, наиболее предпочтительно 30-50 мас.% (каждое на основе суммарной массы водной фазы), включая, по меньшей мере, один белковый компонент.

Кроме того предпочтительно обеспечение водной фазы с содержанием сухого вещества 30-60 мас.%, предпочтительно 35-50 мас.%, более предпочтительно 40-50 мас.%.

В контексте настоящего изобретения термин «белковый компонент» относится к белковоподобному веществу, которое, как правило, включает белки, пептиды, свободные аминокислоты, а также композиции, включающие белки, пептиды и/или свободные аминокислоты, т. например, представляют собой источники белка.

Источник белка, который обозначает белковый компонент, предпочтительно выбирают так, чтобы удовлетворить минимальные потребности младенца в содержании существенных аминокислот и гарантировать удовлетворительный рост. Следовательно, белковый компонент на основе белков коровьего молока, таких как сывороточный белок, казеин и их смеси и белки на основе сои, картофеля являются предпочтительными. В случае использования сывороточного белка, белковый компонент предпочтительно основан на кислой сыворотке или сладкой сыворотке, изоляте сывороточного белка или их смеси и может включать α-лактальбумин и β-лактоглобулин.

Наиболее предпочтительный источник белка, конкретно белковый компонент, содержащийся в водной фазе, выбирают из группы, состоящей из обезжиренного молока, порошкового обезжиренного молока, сыворотки, порошковой сыворотки, сывороточного белка, изолята сывороточного белка, гидролизата сывороточного белка, казеина, гидролизата казеина и соевого белка. Более предпочтительно используют смеси казеина и сывороточного белка, еще более предпочтительно используют казеин и сывороточный белок в соотношении от 5 до 0,2, более предпочтительно 2 и 0,5, это означает, что массовое соотношение казеина к сывороточному белку составляет 5:1-1:5, конкретно 2:1 и 1:2. На основе сухой массы водная фаза предпочтительно включает, по меньшей мере, 3 мас.%, предпочтительно, по меньшей мере, 8 мас.% белка.

В предпочтительном воплощении водная фаза также содержит, по меньшей мере, один дополнительный компонент, выбранный из группы, состоящей из усвояемых углеводов, неусвояемых углеводов, витаминов, конкретно водорастворимых витаминов, редких элементов и минералов, предпочтительно соответствующих международным инструкциям для детских смесей.

Предпочтительные усвояемые углеводные компоненты представляют собой лактозу, глюкозу, сахарозу, фруктозу, галактозу, мальтозу, крахмал и мальтодекстрин. Лактоза представляет собой основной усвояемый углевод, присутствующий в человеческом молоке. Таким образом, водная фаза предпочтительно включает лактозу. Водная фаза предпочтительно включает усвояемый углевод, где, по меньшей мере, 35 мас.%, более предпочтительно, по меньшей мере, 50 мас.%, более предпочтительно, по меньшей мере, 75 мас.%, еще более предпочтительно, по меньшей мере, 90 мас.%, наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 95 мас.% усвояемого углевода представляет собой лактозу (каждое количество на основе сухой массы усвояемого углевода). На основе сухой массы водная фаза предпочтительно включает, по меньшей мере, 25 мас.% лактозы, предпочтительно, по меньшей мере, 40 мас.%.

Предпочтительно водная фаза также включает неусвояемые олигосахариды, предпочтительно со степенью полимеризации (СП) от 2 до 250, более предпочтительно 3-60. Неусвояемый олигосахарид предпочтительно выбирают из группы, состоящей из фрукто-олигосахаридов, таких как инулин, галакто-олигосахаридов, таких как трансгалакто-олигосахариды или бета-галакто-олигосахариды, и олигосахаридов уроновой кислоты.

На основе сухой массы водная фаза предпочтительно включает 0,25 мас.% - 20 мас.%, более предпочтительно 0,5 мас.% - 10 мас.%, еще более предпочтительно 1,5 мас.% - 7,5 мас.%, по меньшей мере, одного неусвояемого олигосахарида.

Для процесса приготовления водной фазы, далее также называемого «смешивание водной фазы», по меньшей мере, один белковый компонент и вышеописанные необязательные дополнительные компоненты смешивают в водной фазе, конкретно в водной среде, предпочтительно в воде. Для этого, по меньшей мере, один белковый компонент, а также другие необязательные компоненты могут быть представлены в сухом виде или присутствуют в виде растворов или суспензий.

Таким образом, указанная водная фаза может быть приготовлена для указанной представленной стадии путем смешивания, по меньшей мере, одного белкового компонента и необязательных дополнительных компонентов в водной фазе, предпочтительно в воде, с целевым содержанием сухого вещества. В случае водной фазы, включающей, по меньшей мере, один белковый компонент и необязательный дополнительные компоненты, доступно присутствие меньшего содержания сухого вещества ниже 40 мас.%, как например, 25%, в предпочтительном воплощении может предполагаться концентрирование, предпочтительно выпаривание указанной водной фазы, предпочтительно путем использования испарителя перед стадией a) способа по настоящему изобретению для получения требующегося количества сухого вещества.

В предпочтительном воплощении данная стадия выпаривания проводится после необязательной высокотемпературной термообработки (ВТО). Предпочтительная стадия выпаривания может осуществляться на водной фазе или в альтернативном воплощении на смеси водной и липидной фазы, предпочтительно после гомогенизации.

Предпочтительно после смешивания всех требующихся компонентов в водной фазе, pH водной фазы доводят до 6-8, более предпочтительно до 6,5-7,5.

Необязательно водную фазу фильтруют с помощью подходящих способов для предотвращения попадания в процесс чужеродных тел, например загрязнений или патогенов.

Необязательно, водную фазу пастеризуют или подвергают термообработке сначала с помощью стадии предварительной термообработки, где водную фазу нагревают до 60-100°C, предпочтительно до 70-90°C, более предпочтительно до 85°C с временем выдержки от 1 секунды до 6 минут, более предпочтительно от 10 секунд до 6 минут, еще более предпочтительно от 30 секунд до 6 минут. Это приводит к предстерилизации водной фазы.

В предпочтительном воплощении после нагревания водная фаза предпочтительно подвергается высокотемпературной термообработке (ВТО), где водная фаза нагревается до температур более 100°C, предпочтительно до 120-130°C, наиболее предпочтительно до 124°C. Данная температура предпочтительно поддерживается в течение 1-4 секунд, более предпочтительно в течение 2 секунд.

Альтернативно могут применяться другие подходящие методы пастеризации или стерилизации. Несколько методов пастеризации и стерилизации известно в данной области, и они коммерчески доступны.

Предпочтительно ВТО осуществляют перед необязательной стадией концентрирования, предпочтительно стадии выпаривания.

В предпочтительном воплощении настоящего изобретения ВТО осуществляют индивидуально на водной фазе. Соответственно, липидную фазу добавляют после, что приводит к смешиванию и гомогенизации водной и липидной фаз. В другом воплощении настоящего изобретения ВТО осуществляют на смеси водной и липидной фазы. Данное воплощение дает возможность адаптации полученной масляной смеси.

В процессе смешивания водной фазы применяемые поперечные усилия не являются критическими. Таким образом, водная фаза может быть смешана с использованием сильных поперечных усилий.

В стадии b) способа согласно настоящему изобретению предпочтительно получение жидкой липидной фазы, которая включает, по меньшей мере, один липид, предпочтительно, по меньшей мере, один растительный липид. Присутствие растительных липидов преимущественно дает возможность получения оптимального профиля жирных кислот с высоким содержанием (поли)ненасыщенных жирных кислот и/или дает возможность получения большего сходства с человеческим молочным жиром. Использование только липидов из коровьего молока или других домашних млекопитающих обеспечивает, но не всегда, оптимальный жирнокислотный профиль. Конкретно такой менее оптимальный жирнокислотный профиль, такой как соответствующий большому количеству насыщенных жирных кислот, как известно, приводит к повышенному ожирению.

Предпочтительно, по меньшей мере, один липид, предпочтительно растительный липид, содержащийся в липидной фазе, выбирают из группы, состоящей из масла льняного семени, льняного масла, рапсового масла, такого как сурепное масло, рапсового масла с низким содержанием эруковой кислоты и масла канолы, масла далматского шалфея, периллового масла, масла портулака, брусничного масла, облепихового масла, конопляного масла, подсолнечного масла, подсолнечного масла с высоким содержанием олеиновой кислоты, сафлорового масла, сафлорового масла с высоким содержанием олеиновой кислоты, оливкового масла, масла семян черной смородины, масла эхинацеи, кокосового масла, пальмового масла и пальмоядрового масла. Предпочтительно часть жира, которая обозначает липид, представляет собой молочный жир, более предпочтительно безводный молочный жир и/или хлопковое масло. Коммерчески доступные липиды, предпочтительно растительные липиды для применения в настоящем изобретении, предпочтительно представлены в форме однородной масляной фазы. Композиция, получаемая с помощью способа по настоящему изобретению, предпочтительно включает 2,1-6,5 г липидов, предпочтительно растительных липидов, на 100 мл, более предпочтительно 3-4 г на 100 мл, когда они представлены в жидкой форме, например в виде готовой к употреблению жидкости или высушенной распылением, восстанавливаемой водой.

На основе сухой массы композиция, получаемая с помощью способа по настоящему изобретению, предпочтительно включает 10-50 мас.%, более предпочтительно 12,5-45 мас.%, предпочтительно 12,5-40 мас.%, еще более предпочтительно 19-30 мас.% липидов, предпочтительно растительных липидов.

Предпочтительно липидная фаза включает 50-100 мас.% растительных липидов на основе суммарного количества липидов, более предпочтительно 70-100 мас.%, еще более предпочтительно 75-97 мас.%. Предпочтительно липидная фаза включает, по меньшей мере, 75 мас.%, более предпочтительно, по меньшей мере, 85 мас.% триглицеридов на основе суммарного количества липидов.

Предпочтительно липидная фаза включает дополнительные компоненты, такие как жирорастворимые витамины, предпочтительно соответствующие международным инструкциям для детских смесей.

Согласно настоящему изобретению предпочтительно, чтобы липидная фаза была жидкой при температуре(ах), используемой в процессе. Однако липидная фаза является твердой благодаря ее составу, ее предпочтительно нагревают до температуры выше температуры плавления, по меньшей мере, одного липида, предпочтительно растительного липида, содержащегося в липидной фазе. В особенно предпочтительном воплощении настоящего изобретения липидную фазу нагревают до температуры выше точки плавления, предпочтительно до температуры 40-80°C, предпочтительно 50-70°C, более предпочтительно 55-60°C, приводя в результате к получению жидкой липидной фазы. Наиболее предпочтительно липидную фазу нагревают до температуры, по меньшей мере, 40°C, предпочтительно, по меньшей мере, 45°C, более предпочтительно, по меньшей мере, 50°C, наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 55°C.

Если необходимо, то липидную фазу предпочтительно фильтруют с помощью подходящих устройств фильтрации перед следующей стадией, предпочтительно перед стадией с), для предотвращения попадания в процесс производства чужеродных тел, например, загрязнений или патогенов.

Липидные или жировые глобулы натурального человеческого молока включают глобулярную мембрану, которая включает полярные липиды, конкретно фосфолипиды. Таким образом, целесообразно получение детской смеси, включающей липидные глобулы, включающие мембрану или покрытие из полярных липидов, конкретно фосфолипидов. Таким образом, в конкретном предпочтительном воплощении способа по настоящему изобретению водная фаза, липидная фаза или водная фаза и липидная фаза включают полярные липиды, предпочтительно фосфолипиды, конкретно включают добавленные полярные липиды, предпочтительно фосфолипиды. Если полярные липиды, конкретно фосфолипиды, являются относительно чистыми, предпочтительно не содержат значительных количеств других компонентов, предпочтительно являются чистыми, такие как соевый лецитин, они предпочтительно добавляются к липидной фазе. В случае полярных липидов, конкретно фосфолипиды являются загрязненными, предпочтительно относительно загрязненными и, таким образом, содержат значительные количества других компонентов, которые не растворимы в жировой или липидной фазе, как например, когда они присутствуют в порошковой сывороточной пахте, они предпочтительно добавляются к водной фазе. Наиболее предпочтительно, если полярные липиды, конкретно фосфолипиды, содержатся в водной фазе.

В предпочтительном воплощении настоящего изобретения полярные липиды уже содержатся в липидной фазе для использования согласно настоящему изобретению. В следующем предпочтительном воплощении полярные липиды добавляют в водную или липидную фазу или оба предоставляются в стадии a) или b) способа настоящего изобретения. В следующем воплощении полярные липиды также могут быть добавлены в процессе во время стадии c) в процессе смешивания липидной и водной фазы.

Если полярные липиды присутствуют либо в водной фазе, которая является предпочтительной, либо в липидной фазе, или в обеих, то липидные глобулы предпочтительно становятся покрытыми полярными липидами.

Термин «покрытые» или «покрытие» означает, что внешний поверхностный слой липидной глобулы включает полярные липиды, тогда как эти полярные липиды фактически отсутствуют в сердцевине липидной глобулы. Присутствие полярных липидов в виде покрытия или внешнего слоя липидной глобулы напоминает структуру липидных глобул человеческого молока. Полярные липиды являются амфипатическими по природе и включают глицерофосфолипиды, гликосфинголипиды, сфингомиелин и холестерин. Более предпочтительно, если полярные липиды включают фосфолипиды, которые относятся к объединению глицерофосфолипидов и сфингомиелина. Полярные липиды согласно настоящему изобретению относятся к объединению глицерофосфолипидов, гликосфинголипидов, сфингомиелина и холестерина. Наиболее предпочтительными являются глицерофосфолипиды. Глицерофосфолипиды представляют собой класс липидов, образованных из жирных кислот, этерифицированных по гидроксильным группам на атоме углерода-1 и -2 остова глицеринового компонента, и отрицательно заряженной фосфатной группы, присоединенной к атому углерода-3 глицерина посредством эфирной связи, и необязательно прикрепленной к фосфатной группе холиновой группы, которые затем относят к фосфатидилхолину (ФХ); сериновой группы, которые затем относят к фосфатидилсерину (ФС); группы этаноламина, которые затем относят к фосфатидилэтаноламину (ФЭ); группы инозита, которые затем относят к фосфатидилинозиту (ФИ) или глицериновой группы, которые затем относят к фосфатидилглицерину (ФГ). Лизофосфолипиды представляют собой класс фосфолипидов с одной цепью ацила жирной кислоты. Предпочтительно, если полярные липиды содержат ФХ, ФС, ФИ и/или ФЭ, более предпочтительно, по меньшей мере, ФХ.

Полярные липиды также предпочтительно включают гликосфинголипиды. Термин гликосфинголипиды в настоящем изобретении конкретно относится к гликолипидам с аминоспиртом сфингозином. Сфингозиновый остов является O-связанным с заряженной головной группой, как например, этаноламиновый, сериновый или холиновый остов. Остов также является связанным амидной связью с ацильной группой жирной кислоты. Гликосфинголипиды представляют собой церамиды, содержащие один или несколько сахарных остатков, присоединенных β-гликозидной связью в положении 1 гидроксила. Предпочтительно, если полярные липиды также содержат ганглиозиды, более предпочтительно, по меньшей мере, один ганглиозид, выбранный из группы, состоящей из GM3 и GD3. GM3 представляет собой ганглиозид, имеющий формулу: aNeu5Ac(2-3)bDGalp(1-4)bDGlcp(1-1)Cer, тогда как GD3 представляет собой ганглиозид, имеющий формулу: aNeu5Ac(2-8)aNeu5Ac(2-3)bDGalp(1-4)bDGlcp(1-1)Cer, где aNeu5Ac представляет собой 5-ацетил-альфа-нейраминовую кислоту, bDGalp представляет собой бета-D-галактопиранозу, bDGlcp представляет собой бета-D-глюкопиранозу и Cer представляет собой церамид.

Полярные липиды также предпочтительно включают сфингомиелин. Сфингомиелин содержит молекулу фосфорилхолина или фосфорилэтаноламина, этерифицированную по 1-гидроксигруппе церамида. Они классифицируются как фосфолипиды, а также сфинголипиды, но не классифицируются ни как глицерофосфолипиды, ни как гликосфинголипиды. Сфинголипиды определяются в настоящем изобретении как объединение сфингомиелина и гликосфинголипидов. Фосфолипиды предпочтительно определяются в настоящем изобретении как объединение сфингомиелина и глицерофосфолипидов. Предпочтительно фосфолипиды выделяют из молочных липидов. Предпочтительно массовое соотношение фосфолипидов:гликосфинголипидов составляет от 2:1 до 10:1, более предпочтительно, 2:1-5:1.

Полярные липиды также предпочтительно включают фосфолипиды. Предпочтительно композиции включают 0,5-20 мас.% фосфолипидов на основе суммарного количества липидов, более предпочтительно 0,5-10 мас.%, более предпочтительно 1-10 мас.%, еще более предпочтительно 2-10 мас.%, еще более предпочтительно 3-8 мас.% фосфолипидов на основе суммарного количества липидов. Предпочтительно композиции включают 0,1-10 мас.% гликосфинголипидов на основе суммарного количества липидов, более предпочтительно 0,5-5 мас.%, еще более предпочтительно 2-4 мас.%. Предпочтительно композиции включают 0,5-10 мас.% (гликосфинголипидов вместе с фосфолипидами) на основе суммарного количества липидов, более предпочтительно 1-10 мас.% (гликосфинголипидов вместе с фосфолипидами) на основе суммарного количества липидов. Композиции также предпочтительно включают холестерин. Композиции предпочтительно включают, по меньшей мере, 0,005 мас.% холестерина на основе суммарного количества липидов, более предпочтительно, по меньшей мере, 0,02 мас.%, более предпочтительно, по меньшей мере, 0,05 мас.%., еще более предпочтительно, по меньшей мере, 0,1 мас.%. Предпочтительно количество холестерина не превышает 10 мас.% на основе суммарного количества липидов, более предпочтительно не превышает 5 мас.%, еще более предпочтительно не превышает 1 мас.% суммарного количества липидов. Предпочтительно композиции включают 0,6-25 мас.% полярных липидов на основе суммарного количества липидов, где полярные липиды представляют собой объединение фосфолипидов, гликосфинголипидов и холестерина, более предпочтительно 0,6-12 мас.%, более предпочтительно 1-10 мас.%, еще более предпочтительно 2-10 мас.%, еще более предпочтительно 3-10 мас.% полярных липидов на основе суммарного количества липидов, где полярные липиды представляют собой объединение фосфолипидов, гликосфинголипидов и холестерина.

Предпочтительные источники для предоставления фосфолипидов, гликосфинголипидов и/или холестерина представляют собой яичные липиды, молочный жир, жир пахты и жир сыворотки масла, такой как бета жир сыворотки. Предпочтительным источником фосфолипидов, конкретно PC, является соевый лецитин и/или лецитин подсолнечника. Композиции предпочтительно включают фосфолипиды, выделенные из молока. Предпочтительно композиции включают фосфолипиды и гликосфинголипиды, выделенные из молока. Предпочтительно холестерин также получают из молока. Предпочтительно полярные липиды выделяют из молока. Полярные липиды, выделенные из молока, включают полярные липиды, выделенные из молочных липидов, липидов сливок, липидов сыворотки масла (бета-сывороточный липид), сывороточных липидов, липидов сыра и/или липидов пахты. Липиды пахты, как правило, получают в процессе производства пахты. Липиды сыворотки масла или бета-сывороточные липиды, как правило, получают в процессе производства безводного молочного жира из масла. Предпочтительно фосфолипиды, гликосфинголипиды и/или холестерин получают из молочных сливок. Композиции предпочтительно включают фосфолипиды, гликосфинголипиды и/или холестерин из молока коров, кобыл, овец, коз, буйволов, лошадей и верблюдов. Наиболее предпочтительно использование липидного экстракта, выделенного из молока коров. Использование полярных липидов из молочного жира преимущественно включает полярные липиды из глобулярных мембран молочного жира, которые более схожи по структуре с человеческим молоком. Полярные липиды, выделенные из молочного жира, преимущественно снижают массу жира тела в последующей жизни в большей степени, чем полярные липиды из других источников.

Предпочтительно полярные липиды локализованы на поверхности липидных глобул, которые служат в качестве покрытия или внешнего слоя после стадии смешивания c) способа по настоящему изобретению. Это также преимущественно приводит к получению более стабильных глобул. Подходящий путь для определения того, локализованы ли полярные липиды на поверхности липидных глобул, это лазерная сканирующая микроскопия.

Сопутствующее использование полярных липидов, выделенных из молока домашних животных, и триглицеридов, выделенных из растительных липидов, дает, таким образом, возможность производства покрытых липидных глобул с покрытием, более сходным с человеческим молоком, обеспечивая одновременно оптимальный жирнокислотный профиль. Подходящие коммерчески доступные источники молочных полярных липидов представляют собой порошок BAEF, SM2, SM3 и SM4 из Corman, Salibra of Glanbia, и LacProdan MFGM-IO или PL20 из Aria. Предпочтительно источник молочных полярных липидов включает, по меньшей мере, 4 мас.% фосфолипидов на основе суммарного количества липидов, более предпочтительно 7-75 мас.%, наиболее предпочтительно 20-70 мас.% фосфолипидов на основе суммарного количества липидов. Предпочтительно массовое соотношение фосфолипидов к белку составляет выше 0,1, более предпочтительно выше 0,2, еще более предпочтительно выше 0,3. Предпочтительно, по меньшей мере, 25 мас.%, более предпочтительно, по меньшей мере, 40 мас.%, наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 75 мас.% полярных липидов выделены из молочных полярных липидов.

Таким образом, в предпочтительном воплощении настоящего изобретения композиции, полученные способом по настоящему изобретению, включают полярные липиды, такие как фосфолипиды, гликолипиды, сфингомиелин и холестерин, моноглицериды, диглицериды, триглицериды и свободные жирные кислоты.

Липидные глобулы, полученные способом по настоящему изобретению, предпочтительно включают сердцевину и предпочтительно включают покрытие, где сердцевина включает липид, предпочтительно растительный липид. Предпочтительно сердцевина включает, по меньшей мере, 90 мас.% триглицеридов, более предпочтительно состоит из триглицеридов. Покрытие предпочтительно включает полярные липиды, конкретно фосфолипиды, где не все полярные липиды, которые содержатся в композиции, должны содержаться в покрытии. Предпочтительно, по меньшей мере, 50 мас.%, более предпочтительно, по меньшей мере, 70 мас.%, еще более предпочтительно, по меньшей мере, 85 мас.%, наиболее более предпочтительно, более чем 95 мас.% полярных липидов, конкретно фосфолипидов, присутствующих в композиции, содержатся в покрытии липидных глобул. Кроме того, не все липиды, предпочтительно растительные липиды, присутствующие в композиции, необходимо включать в сердцевину липидных глобул. Предпочтительно, по меньшей мере, 50 мас.%, более предпочтительно, по меньшей мере, 70 мас.%, еще более предпочтительно, по меньшей мере, 85 мас.%, еще более предпочтительно, по меньшей мере, 95 мас.%, наиболее более предпочтительно, более чем 98 мас.% липидов, предпочтительно растительных липидов, присутствующих в композиции, содержатся в сердцевине липидных глобул.

В предпочтительном воплощении настоящего изобретения предусмотрено или требуется, чтобы жидкая липидная фаза, предоставляемая в стадии b), подавалась в водную фазу, предоставляемую в стадии a), перед или во время стадии смешивания c). В предпочтительном воплощении настоящего изобретения жидкая липидная фаза подается в водную фазу с низким давлением, предпочтительно, по большей мере, при 10 бар, более предпочтительно, по большей мере, при 8 бар.

В настоящем изобретении преимущественно предусмотрено или требуется использование встроенного смесителя, содержащего, по меньшей мере, одну смесительную головку, конкретно одну, две, три или более смесительных головок, предпочтительно две смесительные головки в стадии с) способа, предпочтительно, которая оказывает слабое поперечное усилие. В особенно предпочтительном воплощении, однако, также дополнительно предусмотрено применение таких же поперечных усилий, предпочтительно слабых поперечных усилий в стадиях способа, относящихся к предоставленной жидкой липидной фазе стадии b), а именно для обработки указанной жидкой липидной фазы при слабом поперечном усилии, конкретно для подачи жидкой липидной фазы, предоставляемой в стадии b), при слабом поперечном усилии в водную фазу перед или во время смешивания. Вследствие этого жидкая липидная фаза, предоставляемая в стадии b), предпочтительно никогда не подвергается более сильным поперечным усилиям в процессе ее обработки в способе по настоящему изобретению.

Стадия c) способа по настоящему изобретению предусматривает или требует смешивания липидной фазы с водной фазой. Предпочтительно смешивание проводят в соотношении 5 к 50% (мас./мас.), предпочтительно 10 к 40% (мас./мас.), более предпочтительно 15 к 30% (мас./мас.) липида к водной фазе. В контексте настоящего изобретения соотношение, например, 5 к 50% относится к соотношению от 5 частей липида:95 частей водной фазы до 50 частей липида: 50 частей водной фазы.

В контексте настоящего изобретения термин «встроенный смеситель» относится к смесителю, который включает корпус, вход, выход и, по меньшей мере, одну смесительную головку, включающую, по меньшей мере, один статор и, по меньшей мере, один ротор, где корпус сконструирован и оборудован для воздействия на, по существу всю жидкость, предпочтительно на всю жидкость, смешиваемую посредством, по меньшей мере, одной смесительной головки.

Для облегчения смешивания используется среднескоростной или высокоскоростной встроенный смеситель, содержащий одну или несколько смесительных головок. Встроенный смеситель диспергирует одну жидкую фазу, например жидкую липидную фазу по настоящему изобретению, в основную однородную фазу, например, в водную фазу по настоящему изобретению, с которой она обычно не смешивается, с целью приготовления эмульсии масло-в-воде. Таким образом, для стадии смешивания способа по настоящему изобретению встроенный смеситель используется для создания эмульсии, предпочтительно стабильной эмульсии, включающей липидные глобулы. Предпочтительно липидная фаза эмульгируется в водной фазе при таких условиях, чтобы создавались крупные липидные глобулы. Предпочтительно используемый встроенный смеситель состоит из ротора, набора роторов или вращающих дисков и из такого же количества стационарных дисков, известных как статоры, где каждая пара ротора или вращающего диска и статора обозначается как смесительная головка. Ряды стержней или пластин, расположенных и на роторных и на статорных дисках, быстро создают различия в изменении скорости в смесительной головке, через которую текут смешиваемые растворы. Предпочтительно липидную фазу добавляют или инъецируют в водную фазу сразу перед попаданием во встроенный смеситель. Предпочтительно, если уже с этого момента и далее в способе по настоящему изобретению избегают сильных поперечных усилий.

Как правило, поперечная сила создается во встроенном смесителе с помощью вращающихся и статичных пластин смесительной головки, через которую нагнетается жидкость, что означает, что жидкость приобретает скорость одной вращающейся пластины и затем почти останавливается в статической пластине. В зависимости от количества рядов пластин на каждом диске это может повторяться несколько раз. Встроенный смеситель для предпочтительного применения в настоящем изобретении использует вращающийся диск или высокоскоростной ротор или серии таких встроенных роторов, также называемых смесительными головками, обычно управляемых электрическим мотором для создания потока и поперечного усилия, предпочтительно слабого поперечного усилия. Подразумевается, что слабое поперечное усилие относится к более слабому поперечному усилию, чем применяемое во время обычной гомогенизации. Скорость или окружная скорость жидкости по внешнему диаметру ротора будет выше, чем скорость в центре ротора, который создает поперечное усилие. Во встроенном смесителе для предпочтительного применения в настоящем изобретении комплект ротор-статор или смесительная головка содержится в корпусе, содержащем вход с одного конца и выход с другого. Такой корпус может также содержать более чем одну смесительную головку. В зависимости от специфической модели встроенного смесителя жидкость течет снаружи внутрь дисков или наоборот. По большей части, смешиваемые компоненты проходят через комплект ротор-статор в непрерывном потоке с отверстием, действующим в качестве устройства корпусного насоса. Альтернативно, крыльчатка насоса может быть добавлена к оси смесителя. Таким образом, встроенные смесители предлагают более контролируемую среду смешивания и могут предпочтительно использоваться в способе по настоящему изобретению в виде части процесса производства, предпочтительно приводящего к получению более экономичного процесса производства.

Предпочтительно среднескоростной или высокоскоростной встроенный смеситель, конкретно высокоскоростной встроенный смеситель, используется в способе согласно настоящему изобретению.

В способе по настоящему изобретению предпочтительно избегают сильных поперечных усилий. Таким образом, предпочтительно использование более слабых поперечных усилий относительно стандартной гомогенизации во время сложного процесса, предпочтительно, по меньшей мере, с момента инъекции жира и далее, что означает во время и после стадии подачи жидкой липидной фазы в водную фазу, (например, перед или во время стадии смешивания c).

В предпочтительном воплощении способа по настоящему изобретению встроенный смеситель, таким образом, используется при 4000-15000 об/мин, предпочтительно при 6500-12000 об/мин. Скорость может быть ниже в зависимости от конструкции смесителя и диаметра дисков. В предпочтительном воплощении встроенный смеситель перемешивает смесь со скоростью 20-50 м/с, предпочтительно 30-50 м/с, более предпочтительно с окружной скоростью 41-44 м/с. В особенно предпочтительном воплощении настоящего изобретения скорость составляет, по меньшей мере, 25 м/с, предпочтительно 25-60 м/с.

Однако оба этих параметра существенно зависят от типа, модели и размера (диаметр ротора и статора) используемого встроенного смесителя, конкретно смесительной головки, но это может быть определено специалистом в данной области. Например, для более крупных встроенных смесителей существует необходимость более низких оборотов. Таким образом, вызываемые поперечные усилия соответственно регулируются для получения предпочтительных крупных глобул. Преимущественно и предпочтительно встроенный смеситель вызывает поперечное усилие вместо продольного усилия. Благодаря предпочтительному слабому поперечному усилию, предпочтительно применяемому с помощью способа по настоящему изобретению, полученные в результате липидные глобулы крупнее, чем в стандартной детской смеси.

Вообще, гомогенизация используется для эмульгирования липидной фазы в водной фазе с уменьшением расслаивания и окисления жирных кислот. В стандартной детской смеси получаются скорее небольшие глобулы, что приводит к получению очень стабильной эмульсии. Так как способ по настоящему изобретению ставит своей целью получение более крупных липидных глобул, то это может привести к получению менее стабильной эмульсии и более быстрому окислению жирных кислот. Вместо этого было обнаружено, что с использованием композиции, полученной способом по настоящему изобретению, избыточного расслаивания не происходит в течение 24 ч, и при измерении окисления жирных кислот через 18 месяцев хранения было обнаружено, что оно имеет приемлемый уровень. Неожиданно оказалось, что он очень похож на уровень, наблюдаемый для стандартной детской смеси, несмотря на повышенное количество свободного жира. Присутствие небольшого расслоения, как было обнаружено, является даже преимущественным, так как оно имитирует ситуацию в процессе грудного кормления.

В предпочтительном воплощении настоящего изобретения липидная фаза смешивается с водной фазой в стадии c) способа настоящего изобретения в течение времени смешивания или удерживания в смесительной головке от 0,05 до 10, предпочтительно 0,08-10, предпочтительно 0,3-10, предпочтительно 0,5-9, конкретно 0,7-8, конкретно 1-7, предпочтительно 2-6, наиболее предпочтительно 3-5 секунд.

В предпочтительном воплощении композицию, содержащую липидный и белковый компонент, получают в стадии c) под давлением, составляющим по большей мере, 10 бар, предпочтительно ниже 10 бар, предпочтительно по большей мере, 8 бар, предпочтительно ниже 8 бар, более предпочтительно по большей мере, 7 бар, предпочтительно ниже 7 бар.

В особенно предпочтительном воплощении способа по настоящему изобретению композицию, содержащую липидный и белковый компонент, получаемую в стадии c), затем подогревают до 75-85°C, предпочтительно до 78-80°C с последующим уменьшением, предпочтительно с полным исключением патогенных бактерий. Преимущественно, подогрев на данной стадии также приводит к уменьшению вязкости. Предпочтительно липидные глобулы, также называемые липидными каплями, композиции, получаемой способом согласно настоящему изобретению, имеют средневзвешенный диаметр, составляющий, по меньшей мере, 1 мкм, предпочтительно, по меньшей мере, 2 мкм, более предпочтительно, по меньшей мере, 3 мкм, наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 3,5 мкм, еще более предпочтительно примерно 4 мкм. Предпочтительно средневзвешенный диаметр должен составлять ниже 20 мкм, предпочтительно ниже 10 мкм, более предпочтительно ниже 7 мкм. Конкретно липидные глобулы композиции, получаемой способом согласно настоящему изобретению, имеют средневзвешенный диаметр от 1 до 20 мкм, предпочтительно 1-10 мкм, предпочтительно 2-8 мкм, более предпочтительно 3-8 мкм, наиболее предпочтительно 4-7 мкм. Термин «средневзвешенный диаметр» относится к диаметру, который наиболее часто присутствует на основе суммарного липидного объема или является пиковым значением в графическом изображении, где по оси x - диаметр, а по оси y - объем в %.

Преимущественно, композиция, содержащая липидный и белковый компонент, включающая крупные липидные глобулы, получаемая в стадии c) способа по настоящему изобретению, имеет меньшую фактическую динамическую вязкость от 30 до 80 сП благодаря более высокой температуре, достигаемой при подогреве. По сравнению со стандартными способами происходит снижение вязкости примерно на 5 сП. Преимущественно, данное уменьшение вязкости приводит к повышенной способности во время оптимальной стадии сушки распылением.

В конкретном предпочтительном воплощении настоящего изобретения композиция, содержащая липидный и белковый компонент, получаемая после стадии c) способа по настоящему изобретению, используется в качестве детской смеси, предпочтительно готовой к употреблению жидкой детской смеси, смеси для детей младшего возраста или молока для подростков.

В следующем, особенно предпочтительном воплощении композицию, содержащую липидный и белковый компонент, получаемую в стадии c) способа по настоящему изобретению, сушат распылением с использованием системы атомизации, предпочтительно системы атомизации со слабым поперечным усилием, предпочтительно с применением пневмораспылителя для получения высушенной распылением композиции, содержащей липидный и белковый компонент и включающей липидные глобулы.

В особенно предпочтительном воплощении суммарное содержание твердого вещества композиции, содержащей липидный и белковый компонент, конкретно атомизируемой смеси содержание сухого вещества составляет 30-65 мас.%, предпочтительно 40-60 мас.%, более предпочтительно 50-60 мас.%.

Использование пневмораспылителя обладает значительными преимуществами по отношению к роликовому атомизатору.

Композиция, содержащая липидный и белковый компонент, получаемая после стадии c) способа согласно настоящему изобретению, включает крупные липидные глобулы и преимущественно и предпочтительно имеет более низкую фактическую динамическую вязкость, которая предпочтительно в последующей стадии сушки распылением дает возможность получения более высокого суммарного содержания твердого вещества, что особенно выгодно с экономической точки зрения.

Одновременно при применении сушки распылением в способе согласно настоящему изобретению может достигаться более высокая температура неполного сгорания в процессе сушки распылением, конкретно температура сгорания от 190°C до 210°C, предпочтительно от 195°C до 200°C, что предпочтительно и позволяет выгодно использовать более высокие температуры в процессе сушки распылением, приводя к повышенной способности сушки распылением. В способах, известных в данной области, температуры неполного сгорания составляют, как правило, около 185°C.

Таким образом, предпочтительно и преимущественно при использовании композиции, содержащей липидный и белковый компонент, получаемой в стадии c) способа по настоящему изобретению, температура неполного сгорания выше, что дает возможность применения более высокой температуры во время сушки распылением, что экономично и предпочтительно. Не желая быть связанными теорией, можно сказать, что более высокие температуры неполного сгорания могут быть вызваны меньшей площадью поверхности крупных липидных глобул.

В контексте настоящего изобретения термин «температура неполного сгорания» означает температуру, при которой продукт начинает экзотермическую реакцию, что означает - когда достигается определенное количество энергии. Это обычно происходит в сгустках продукта, которые изолирует сердцевину сгустка и позволяет температуре повышаться. Этому процессу необходима определенная исходная температура и определенное время для начала реакции. Когда реакция начинается, то порошковый продукт начинает самовозгораться, и чем выше температура, тем быстрее прогрессирует реакция. Таким образом, с точки зрения безопасности существует максимальная температура, при которой порошок может оставаться сухим. Сушка при более высокой температуре несет с собой риск образования источника возгорания, что может привести к взрыву в сушилке. Таким образом, температура неполного возгорания означает температуру автовозгорания, которая различается для конкретных порошков и зависит от ряда параметров. Способ по настоящему изобретению преимущественно дает возможность существования более высокой температуры самовозгорания, что означает, что температура, при которой присутствует риск самовозгорания порошка, выше, чем в известных способах.

Предпочтительно стадия сушки распылением с использованием стадии атомизации, предпочтительно стадия атомизации со слабым поперечным усилием использует насос, предпочтительно насос высокого давления для контроля подачи композиции, получаемой в стадии c), в распылительную сушилку. Предпочтительно указанный насос использует, по большей мере, поперечные усилия, применяемые встроенным смесителем стадии c). Таким образом, предпочтительно, чтобы поперечные усилия, оказываемые на липидные глобулы в последующей стадии сушки распылением, конкретно стадии подачи, конкретно стадии подачи насосом, не превышали поперечных усилий, испытываемых во время смешивания. Предпочтительно поршневой насос используется для контроля подачи смеси в распылительную сушилку. Поршневой насос заставляет жидкость двигаться путем захвата фиксированного количества жидкости и затем перемещения захваченного объема жидкости в выкидную трубу насоса.

Если пневмораспылитель, далее также называемый двухжидкостной форсункой, используется для сушки распылением, причем давление предпочтительно настолько низкое, насколько это возможно без закупорки распылительной сушки, что приводит к отсутствию необходимости очистки. Предпочтительно, если пневмораспылитель используется с давлением, составляющим, по большей мере, 10 бар, предпочтительно, по большей мере, 8 бар, более предпочтительно 1,5-5 бар, наиболее предпочтительно 2,5- 4 бар.

Пневмораспылители (2F-форсунки) коммерчески доступны. Форсунки могут оборудоваться насадкой внешнего перемешивания или насадкой внутреннего перемешивания. Внутренние 2F-форсунки имеют преимущество по части низкоэнергетических потребностей. Внутренние или внешние 2F-форсунки имеют различные углы распыла, и это будет зависеть от конструкции используемой сушилки, чей тип предпочтителен для 2F-форсунки. Это легко вывести специалисту в данной области.

Давление, используемое для пневмораспылителя, может отличаться согласно конкретной используемой модели, но оно может определяться специалистом при условии, что липидные глобулы, получаемые при стадии смешивания, не подвергаются более сильным поперечным усилиям, чем усилия, испытываемые во время смешивания.

В предпочтительном воплощении, и стадия способа c), которая означает смешивание липидной и водной фазы, и сушка распылением проводятся при условиях, вызывающих слабые усилия, предпочтительно поперечные усилия, в отношении обрабатываемой композиции.

Предпочтительные пневмораспылители обладают предпочтительно особенно высокой способностью распыления, которая является преимуществом для экономичного производства. Кроме того, предпочтительное использование пневмораспылителей дает возможность применения гораздо меньших давлений в процессе сушки распылением, которая предпочтительно приводит в результате к уменьшению поперечных усилий, оказываемых на липидные глобулы. В процессах сушки распылением, известных в данной области, используется давление не менее 200-300 бар. В предпочтительном воплощении настоящего изобретения, давление, используемое для сушки распылением, составляет по большей мере, 10 бар, предпочтительно ниже 10 бар, по большей мере, 9 бар, предпочтительно ниже 9 бар, более предпочтительно, по большей мере, 8 бар, предпочтительно ниже 8 бар, предпочтительно, по большей мере, 5 бар, предпочтительно ниже 5 бар, предпочтительно, по большей мере, 4 бар, предпочтительно ниже 4 бар, предпочтительно, по большей мере, 3,5 бар, предпочтительно ниже 3,5 бар, предпочтительно от 1,5 до 5 бар, наиболее предпочтительно от 2,5 до 4 бар, предпочтительно от 2,7 до 3,5 бар, конкретно 3 бар.

Газ, используемый для распыления, предпочтительно представляет собой сжатый воздух. Предпочтительно газ, используемый для сушки, предпочтительно представляет собой фильтрованный атмосферный воздух. Соотношение потоков газа/жидкости (кг/кг) предпочтительно составляет от 1:1 до 1:4, предпочтительно 1:1-1:3, конкретно 1:2.

Кроме того, предпочтительно сушильный газ в стадии d), имеет температуру на входе, по меньшей мере, 160°C, предпочтительно, по меньшей мере, 180°C, предпочтительно, по меньшей мере, 190°C, более предпочтительно, по меньшей мере, 195°C.

Предпочтительно высушенную распылением композицию, содержащую липидный и белковый компонент, получают после сушки распылением согласно настоящему изобретению в виде высушенного распылением порошка, который предпочтительно может затем заполняться в подходящие контейнеры. Таким образом, композиция по настоящему изобретению представлена в одном воплощении в твердой форме, предпочтительно в высушенной распылением форме, предпочтительно в порошковой форме.

В конкретном предпочтительном воплощении дополнительные компоненты, которые уже присутствуют в сухой форме, такие как некоторые минералы, витамины и неусвояемые олигосахариды, смешаны в сухом виде с композицией, содержащей липидный и белковый компонент, перед ее заполнением в контейнеры.

Однако высушенная распылением композиция по настоящему изобретению также может быть представлена в жидкой форме, предпочтительно после восстановления полученной высушенной распылением формы в водной среде.

Преимущественно, более крупные липидные глобулы, которые предпочтительно покрыты мембраной полярных липидов, и поэтому более напоминают диаметр и состав липидных глобул натурального человеческого молока, также сохраняются после необязательной сушки распылением, конкретно после последующего восстановления в водной среде. Таким образом, при восстановлении водой высушенная распылением композиция, полученная с помощью способа по настоящему изобретению, все еще проявляет эти свойства.

В случае если ингредиенты, определенные в данном документе, для добавления или к водной или к липидной фазе, чувствительны к температуре(ам) или условиям, применяемым во время любой из стадий способа согласно настоящему изобретению, они также могут быть добавлены на более поздней стадии процесса, как например после смешивания и перед необязательной стадией сушки распылением или даже после сушки распылением.

Настоящее изобретение также относится к композиции, содержащей липидный и белковый компонент, которая представляет собой жидкость, включающую липидные глобулы со средневзвешенным диаметром, по меньшей мере, 1 мкм, предпочтительно, по меньшей мере, 2 μм, более предпочтительно, по меньшей мере, 3 мкм, еще более предпочтительно, по меньшей мере, 3,5 мкм, наиболее предпочтительно примерно 4 мкм, получаемую предпочтительно согласно способу по настоящему изобретению. Предпочтительно средневзвешенный диаметр должен составлять ниже 20 мкм, предпочтительно ниже 10 мкм, более предпочтительно ниже 7 мкм. Конкретно липидные глобулы композиции, получаемой способом согласно настоящему изобретению, имеют средневзвешенный диаметр от 1 до 20 мкм, предпочтительно 1-10 мкм, предпочтительно 2-8 мкм, более предпочтительно 3-8 мкм, наиболее предпочтительно 4-7 мкм.

Настоящее изобретение также относится к высушенной распылением композиции, содержащей липидный и белковый компонент, включающей липидные глобулы со средневзвешенным диаметром, по меньшей мере, 1 мкм, предпочтительно, по меньшей мере, 2 мкм, более предпочтительно, по меньшей мере, 3 мкм, еще более предпочтительно, по меньшей мере, 3,5 мкм, наиболее предпочтительно примерно 4 мкм, получаемую предпочтительно согласно способу по настоящему изобретению. Предпочтительно средневзвешенный диаметр должен составлять ниже 20 мкм, предпочтительно ниже 10 мкм, более предпочтительно ниже 7 мкм. Конкретно высушенные распылением липидные глобулы композиции, получаемой способом согласно настоящему изобретению, имеют средневзвешенный диаметр от 1 до 20 мкм, предпочтительно 1-10 мкм, предпочтительно 2-8 мкм, более предпочтительно 3-8 мкм, наиболее предпочтительно 4-7 мкм. Композиции, получаемые согласно способам по настоящему изобретению, демонстрируют улучшенные порошковые свойства и улучшенную гомогенность. Кроме того, содержание жира и распределение размера частиц композиций хорошо контролируется. Было обнаружено, что порошковая композиция, получаемая способом по настоящему изобретению, обладает хорошей стабильностью при хранении. Порошок обладает отличными свойствами смачиваемости и растворимости при восстановлении водой, которые улучшены по сравнению с порошком стандартной смеси с липидными глобулами меньшего размера.

Предпочтительно композиция, содержащая липидный и белковый компонент, получаемая после смешивания, или высушенная распылением композиция, содержащая липидный и белковый компонент, получаемая после необязательной сушки распылением, приготовленная способом согласно настоящему изобретению, представляет собой пищевую или фармацевтическую композицию, предпочтительно детскую смесь или смесь для детей младшего возраста или молоко для подростков. Таким образом, предпочтительно композиции представляют собой жидкость или порошок, подходящий для получения жидкой композиции после восстановления с использованием водного раствора, предпочтительно воды. Преимущественно, размер липидных глобул и покрытие полярными липидами, если оно присутствует, остаются такими же после необязательной сушки распылением и последующего восстановления. Предпочтительно высушенная распылением композиция по настоящему изобретению восстанавливается предпочтительно водой сразу перед потреблением. Это будет гарантировать стабильность эмульсии, хотя небольшое расслаивание может происходить из-за крупных липидных глобул композиции по настоящему изобретению. Небольшое количество расслаивания полезно, так как это также сильно напоминает условия грудного кормления.

Таким образом, композиция, содержащая липидный и белковый компонент, или высушенная распылением композиция, содержащая липидный и белковый компонент, согласно настоящему изобретению предпочтительно вводится объекту-человеку в возрасте по большей мере 36 месяцев, предпочтительно, по большей мере, 18 месяцев, более предпочтительно, по большей мере, 12 месяцев, еще более предпочтительно, по большей мере, 6 месяцев. Конкретно композиции, получаемые способом по настоящему изобретению, подходят и готовятся для обеспечения суточных пищевых потребностей объекта-человека в возрасте по большей мере 36 месяцев, конкретно младенца в возрасте по большей мере, 24 месяца, еще более предпочтительно младенца в возрасте по большей мере 18 месяцев, наиболее предпочтительно в возрасте по большей мере, 12 месяцев. Следовательно, композиция, содержащая липидный и белковый компонент, или высушенная распылением композиция, содержащая липидный и белковый компонент, используется для кормления объекта-человека. Преимущественно, было обнаружено, что введение композиции, содержащей крупные липидные глобулы, предпочтительно покрытые полярными липидами, предотвращает или уменьшает риск ожирения и улучшает состав тела, например, повышает безжировую массу тела и уменьшает жировую массу в дальнейшей жизни.

После необязательной сушки распылением композиция по настоящему изобретению подходящим образом представлена в порошкообразной форме, которая может быть предпочтительно восстановлена водой с образованием жидкости. В предпочтительном воплощении предусмотрено добавление водной среды, предпочтительно воды к высушенной распылением композиции, получаемой таким образом, чтобы получить жидкую или полужидкую восстановленную высушенную распылением композицию по настоящему изобретению. Таким образом, настоящее изобретение также относится к жидкой или полужидкой восстановленной высушенной распылением композиции, полученной после восстановленной в водной среде высушенной распылением композиции согласно способу по настоящему изобретению. Когда высушенная распылением композиция представлена в жидкой форме, то предпочтительный объем, вводимый на суточной основе, находится в интервале примерно от 80 до 2500 мл, более предпочтительно примерно от 450 до 1000 мл в день. Эти количества также предпочтительны для жидкой композиции, содержащей липидный и белковый компонент.

В следующем предпочтительном воплощении настоящего изобретения твердая высушенная распылением композиция по настоящему изобретению или жидкая восстановленная высушенная распылением композиция, а также жидкая композиция, содержащая липидный и белковый компонент, может снабжаться, по меньшей меле одним дополнительным веществом, конкретно фармацевтически или питательно эффективным веществом для получения фармацевтической или пищевой композиции, включающей высушенную распылением, восстановленную или жидкую композицию по настоящему изобретению.

С целью удовлетворения энергетической потребности младенца композиции предпочтительно включают 50-200 ккал/100 мл жидкости, более предпочтительно 60-90 ккал/100 мл жидкости, еще более предпочтительно 60-75 ккал/100 мл жидкости, при восстановлении водной средой, если необходимо. Эта энергетическая плотность гарантирует оптимальное соотношение между потреблением воды и энергии. Осмоляльность композиций по настоящему изобретению предпочтительно составляет от 150 до 420 мОсмол/л, более предпочтительно 260-320 мОсмол/л. Низкая осмоляльность необходима для уменьшения желудочно-кишечного стресса. Предпочтительно в жидкой форме композиции имеют вязкость по большей мере 35 мПа⋅с, более предпочтительно, по большей мере, 6 мПа⋅с по измерениям в вискозиметре Brookfield при 20°C со скоростью поперечного усилия 100 с^-1.Предпочтительно белковый компонент обеспечивает 5-15%, более предпочтительно 6-12% суммарных калорий. Более предпочтительно белок, присутствующий в композиции, составляет по большей мере, 9% на основе калорий, более предпочтительно композиции включают от 7,2 до 8% белка на основе суммарных калорий, еще более предпочтительно от 7,3 до 7,7% на основе суммарных калорий. Низкая белковая концентрация преимущественно гарантирует более слабую инсулиновую реакцию, предотвращая, таким образом, пролиферацию адипоцитов у младенцев. Человеческое молоко включает более низкое количество белка на основе суммарных калорий, чем коровье молоко. На основе сухой массы композиции предпочтительно включают менее чем 12 мас.% белка, более предпочтительно от 9,6 до 12 мас.%, еще более предпочтительно 10-11 мас.%. Как готовая к употреблению жидкая композиция, так и восстановленная высушенная распылением композиция предпочтительно включает менее чем 1,5 г белка на 100 мл, более предпочтительно от 1,2 до 1,5 г, еще более предпочтительно от 1,25 до 1,35 г. Белковая концентрация в композициях определяется суммой белка, пептидов и свободных аминокислот.

Усвояемый углеводный компонент предпочтительно обеспечивает 30-80% суммарных калорий композиций. Предпочтительно, если усвояемые углеводы обеспечивают 40-60% суммарных калорий. Будучи представленной в жидкой форме или в виде готовой к употреблению композиции, или в виде восстановленной высушенной распылением композиции, композиции предпочтительно включают 3-30 г усвояемых углеводов на 100 мл, более предпочтительно 6-20, еще более предпочтительно 7-10 г на 100 мл. На основе сухой массы высушенная распылением композиция по настоящему изобретению предпочтительно включает 20-80 мас.%, более предпочтительно 40-65 мас.% усвояемых углеводов.

В данном документе и в формуле изобретения глагол «включать» и его производные используется в неограниченном смысле для обозначения того, что включены пункты, следующие за словом, но при этом пункты, не упомянутые конкретно, не исключены. Кроме того, ссылка на элемент с помощью неопределенного артикля «a» или «an» не исключает возможности того, что присутствует более чем один элемент до тех пор, пока по контексту ясно не будет требоваться, чтобы присутствовал один и только один из элементов. Неопределенный артикль «a» или «an», таким образом, обычно означает «по меньшей мере, один».

Дополнительные предпочтительные воплощения настоящего изобретения являются объектом зависимых пунктов формулы изобретения.

Изобретение дополнительно описано следующими примерами и прилагаемыми фигурами.

На фигурах представлено:

На фиг. 1 представлена блок-схема способа по настоящему изобретению, где композиция представляет собой сокращение компонентов, и панели с непрерывными линиями представляют водную фазу, панели с двойными линиями липидную фазу и панели с жирными линиями представляют смесь, например эмульсию обеих фаз;

На фиг. 2 представлена блок-схема альтернативного способа по настоящему изобретению, где композиция представляет собой сокращение компонентов, и панели с непрерывными линиями представляют водную фазу, панели с двойными линиями липидную фазу и панели с жирными линиями представляют смесь, например эмульсию обеих фаз;

На фиг. 3 представлено распределение размера частиц стандартной детской смеси, детской смеси по настоящему изобретению и образца человеческого грудного молока, и

На фиг. 4 представлено распределение размера частиц детской смеси по настоящему изобретению, взятой в процессе производства.

Пример 1

Детскую смесь готовили в виде порошка, включающего на 1 кг конечного продукта примерно 4800 ккал, примерно 247 г липида, примерно 540 г усвояемых углеводов, примерно 41 г неусвояемых олигосахаридов и примерно 97 г белка.Композицию готовили с использованием порошка сыворотки пахты, обогащенного молочными фосфолипидами, смесью растительных масел (жир),деминерализованной порошковой сывороткой (белок), лактозой и неусвояемыми олигосахаридами. Также использовали витамины, минералы, редкие элементы, известные в данной области.

Количество порошковой сыворотки пахты было таким, что в конечной композиции присутствовало1,62мас.%фосфолипидов на основе суммарного количества липидов.

Водная фаза, включающая порошковую пахту, белок и усвояемые углеводы и другие ингредиенты, за исключением жира и жирорастворимых витаминов, готовили, как известно в данной области, и подвергали термообработке для предотвращения бактериальной контаминации, а именно с помощью обработки Ультравысокой Температурой (УВТ), как известно в данной области, после чего проводили стадию выпаривания. Содержание сухого вещества водной фазы составило от 30 до 48 мас.% после стадии выпаривания. Смесь нагревали до 50°C.

Жировую фазу готовили, как известно в данной области. Смесь растительных масел также нагревали до 50°C и добавляли к водной фазе в соотношении мас./мас. от 15 до 30 путем инъекции и центробежного нагнетателя. Суммарное содержание твердого вещества смеси жира и водной фазы составило от 40 до 60 мас.%.

Соответственно, водную и жировую фазу добавляли во встроенный смеситель (Ystral Z80), включающий одну головку смесителя. Конструкция ротора-статора встроенного смесителя содержала 3 ряда пластин. Водную и жировую фазу смешивали с окружной скоростью 20-50 м/с (с получением скорости поперечного усилия от 50000 до 100000 м/с) с целью эмульгирования липидной фазы в водной фазе и затем прокачивали в нагреватель с использованием поршневого насоса, мононасоса, с давлением примерно 8 бар.

Смесь масло-в-воде затем подавали через концентрированный нагреватель в распылительную сушилку, направляя насосом, используемым после встроенного смесителя (фиг. 2).

Эмульсию атомизировали с использованием системы атомизации со слабым поперечным усилием, применяющей пневмораспылитель Schlick (0/2-0/5 серии), где давление, используемое для распылительной сушки, составляло ниже 8 бар, и сушили с использованием температуры на входе сушильного газа 195°C.

Размер липидных глобул в конечном порошке после восстановления водой измеряли с помощью Mastersizer 2000 (Malvern Instruments, Malvern UK). Волюметрический средний диаметр (средневзвешенный диаметр) составил 4,3 мкм. Примерно 60% липидных глобул на основе липидного объема имели диаметр от 2 до 12 мкм.

На фиг. 3 представлено распределение размера частиц различных детских смесей. Порошок восстанавливали водой до состояния готовой к употреблению жидкости. Представлены стандартная детская смесь Nutrilon 1 (средний диаметр (средневзвешенный диаметр) 0,4 мкм), детская смесь, полученная способом по настоящему изобретению (средний диаметр (средневзвешенный диаметр) 3,6 мкм) и образец человеческого грудного молока (средний диаметр (средневзвешенный диаметр) 4,1 мкм).

На фиг. 4 представлено распределения размера частиц различных образцов детской смеси, полученных с использованием получения, применяющего способ по настоящему изобретению. Во время процесса получения отбирали 7 различных образцов для анализа распределения размера. Средний диаметр (средневзвешенный диаметр) составил 4,3 мкм (станд. откл. 0,2 мкм). Фигура ясно демонстрирует контролируемость способа по настоящему изобретению.

Пример 2: Атомизация с помощью пневмораспылителя с камерой встроенного смесителя.

Использовали композицию, аналогичную композиции в примере 1. Атомизацию осуществляли с использованием 2F-форсунки с камерой встроенного смесителя (Lecher VarioJet). Давление, применяемое для атомизации, составило от 4 до 8 бар. Результаты после стадии атомизации демонстрируют, что полученные липидные глобулы были чуть меньше, со средним диаметром (средневзвешенным диаметром) примерно 2 мкм по сравнению с глобулами в примере выше. Профиль распределения размера был очень похож.

Реферат

Изобретение относится к способу получения композиции, которая представляет собой детскую смесь или смесь для детей младшего возраста или молоко для подростков. Способ приготовления композиции, содержащей липидный и белковый компонент, включает следующие стадии: получение водной фазы с содержанием сухого вещества 10-60 мас.% на основе суммарной массы водной фазы, которая включает, по меньшей мере, один белковый компонент; получение жидкой липидной фазы, которая включает, по меньшей мере, один липид и смешивание липидной фазы с водной фазой в соотношении 5 к 50% (мас./мас.) с использованием встроенного смесителя, содержащего, по меньшей мере, одну смесительную головку. При этом готовая композиция, содержащая липидный и белковый компонент, включает липидные глобулы со средневзвешенным диаметром, составляющим, по меньшей мере, 1 мкм. Изобретение обеспечивает более экономичный способ получения композиции для детей с улучшенной управляемостью и воспроизводимостью размеров липидных глобул. 3 н. и 19 з.п. ф-лы, 4 ил., 2 пр.

Формула