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CN114206137A - 使用微粉化的营养粉末制造方法和粉末组合物 - Google Patents

使用微粉化的营养粉末制造方法和粉末组合物 Download PDF

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CN114206137A
CN114206137A CN202080055646.3A CN202080055646A CN114206137A CN 114206137 A CN114206137 A CN 114206137A CN 202080055646 A CN202080055646 A CN 202080055646A CN 114206137 A CN114206137 A CN 114206137A
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protein
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R·古波塔
J.博夫
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Original Assignee
Abbott Laboratories
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Abstract

一种用于制备粉末状营养组合物的方法,所述方法包括干混蛋白质、脂肪和碳水化合物,将所得混合物微粉化以提供99%的尺寸小于约50微米的颗粒,以及将微粉化的粉末团聚以形成团聚体。粉末状营养组合物通过干混、微粉化和团聚的方法生产。

Description

使用微粉化的营养粉末制造方法和粉末组合物
技术领域
本发明涉及粉末状营养组合物和使用微粉化制备粉末状营养组合物的方法。方法提供表现出易于重构的粉末组合物,从而产生稳定的乳液。
背景技术
历史上使用喷雾干燥或替代干燥技术生产的粉末状营养组合物可以用水重构以形成液体营养组合物。形成湿的水包油或油包水乳液,并且然后喷雾干燥或以其他方式干燥以生产粉末状产品。然而,此类方法需要昂贵的装置,是能源密集的,并留下巨大的经济和环境足迹。虽然过去已提出了干混各种成分以避免喷雾干燥乳液组合物,但干混产品通常表现出较差和不同的溶解度,导致不稳定的重构液体乳液、沉降问题和/或不良口感。
本发明提供粉末状营养组合物,与通过现有的干混技术生产的乳液相比,所述粉末状营养组合物在用水重构时提供具有改善口感的稳定乳液。
发明内容
在一个实施方案中,本发明通常涉及用于制备粉末状营养组合物的方法,所述方法包括将包含蛋白质、脂肪和碳水化合物的粉末干混以形成混合物。将混合物微粉化以提供微粉化的粉末,其中99%的粉末颗粒具有小于约50微米的尺寸,并且将微粉化的粉末团聚以形成团聚体。
本发明还涉及通过采用干混、微粉化和团聚步骤的方法生产的粉末状营养组合物,并且涉及包含蛋白质、碳水化合物和脂肪的粉末状营养组合物,并且其中99%的颗粒具有小于约50微米(μm)的尺寸。
本发明的方法有利于避免与喷雾干燥液体乳液组合物相关的成本和时间。本发明的粉末状营养组合物在用水重构时表现出良好的乳化性能和口感方面是有利的。根据下面的描述,本发明的另外的方面和优点将是显而易见的。
附图说明
在附图中阐述的实施方案说明了本发明的某些方面并且在本质上是示例性的,并且不旨在限制由权利要求限定的本发明,其中:
图1示出第一常规干混粉末状营养组合物的粒度、累积分布和密度分布;
图2示出类似于图1的组合物但是由本发明的方法(包括通过干混和微粉化步骤)生产的粉末状营养组合物的粒度、累积分布和密度分布。更具体地说,将所述成分干混并通过研磨机以获得微粉化的粉末;
图3示出根据常规方法从湿乳液喷雾干燥的第二粉末状营养组合物的粒度、累积分布和密度分布;
图4示出类似于图3的组合物但是根据常规干混方法通过干混生产的粉末状营养组合物的粒度、累积分布和密度分布。
图5示出类似于图3的组合物但是根据本发明方法(包括干混和微粉化)生产的粉末状营养组合物的粒度、累积分布和密度分布。
具体实施方式
现在将描述本公开的具体实施方案。然而,本发明可以许多不同形式来实施并且不应被理解为局限于本文中所阐述的实施方案。相反,提供这些实施方案以向本领域技术人员说明本发明的某些方面的更具体的特征。
除非另有限定,否则本文中所使用的所有技术和科学术语具有与本发明的实施方案所属的领域内的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。如在说明书和所附权利要求中所使用,除非上下文另有明确指示,否则单数形式“一个(种)”和“所述”也旨在包括复数形式。
除非另外指明,否则所有百分比均为粉末状营养组合物的重量百分比。
除非另外指明,否则本文使用的术语“脂肪”和“油”可互换用于指从植物或动物中提取或加工的脂质材料。这些术语还包括合成脂质材料,只要此类合成材料适合于口服施用于人类。
除非另外指明,否则本文使用的术语“营养粉末”和“粉末状营养组合物”是指可流动或可舀取形式的营养组合物,其在食用前可用水或另一种含水液体重构。
除非另外指明,否则本文使用的术语“干混”是指至少一种干成分与另一种干成分的混合。在具体实施方案中,这是指将干成分添加到包含多种干成分的干基础营养粉末中。
本发明生产高质量的粉末状营养组合物,其易于重构以提供稳定的乳液。本发明方法将干混和微粉化组合,使得99%的干混粉末颗粒的尺寸小于约50μm,并且在具体实施方案中小于约25μm。将微粉化的颗粒团聚以形成团聚体。重构产生部分由于小颗粒的布朗运动而保持稳定的悬浮液,并克服了由大分子溶解度变化引起的问题。
干混
本公开的粉末状营养组合物可以包含蛋白质、碳水化合物、脂质、维生素和矿物质,和/或适合或常规用于营养粉末的其他成分。
本公开的粉末状营养组合物中每种成分的总量或浓度根据所选择的组合物和预期用户的饮食或医疗需要而显著变化。
蛋白质
蛋白质可以与本文所述的其他成分干混。本文所述的营养组合物的具体实施方案包括1、2、3、4种或更多种蛋白质。用于营养组合物的蛋白质或其来源的非限制性实例包括水解的、部分水解的或非水解的蛋白质或蛋白质来源。实例包括全蛋粉、蛋黄粉、蛋清粉、乳清蛋白、乳清蛋白浓缩物、乳清蛋白分离物、乳清蛋白水解物、乳蛋白浓缩物、乳蛋白分离物、乳蛋白水解物、脱脂奶粉、大豆蛋白浓缩物、大豆蛋白分离物、大豆蛋白水解物、豌豆蛋白浓缩物、豌豆蛋白分离物、豌豆蛋白水解物、大米蛋白浓缩物、大米蛋白分离物、大米蛋白水解物、胶原蛋白、胶原蛋白水解物、肉蛋白诸如牛肉蛋白分离物和/或鸡肉蛋白分离物和/或鱼蛋白,或其两种或更多种的组合。
在具体实施方案中,蛋白质以约1%至约25%、或约5%至约20%、或约10%至约18%、或约12%至约15%的量包含在营养粉末中。在一些实施方案中,蛋白质可以5%、10%、15%、20%或甚至25%的特定量干混到基础营养粉末中。该营养粉末的另外的具体实施方案包括大于50%的蛋白质。
脂肪
脂肪可以与本文所述的其他成分干混。用于本文所述的营养组合物中的合适脂肪或其来源的非限制性实例包括但不限于植物油粉、鱼油粉、动物脂肪粉、乳粉和/或家禽脂肪粉,或其组合。
在具体实施方案中,脂肪以约1%至约30%、或约5%至约25%、或约10%至约20%、或约12%至约18%、或约13%至约15%的量包含在营养粉末中。在一些实施方案中,脂肪可以1%、5%、10%、15%、20%、25%或甚至30%的特定量干混到基础营养粉末中。
碳水化合物
碳水化合物可以与本文所述的其他成分干混。适用于本文所述的营养组合物中的碳水化合物来源的非限制性实例包括但不限于麦芽糊精、水解或改性的淀粉、水解或改性的玉米淀粉、葡萄糖聚合物、玉米糖浆固体、大米来源的碳水化合物诸如大米麦芽糊精、糙米奶粉、蔗糖、葡萄糖、果糖、乳糖、糖醇(例如麦芽糖醇、赤藓糖醇、山梨糖醇)、异麦芽酮糖、舒可慢、普鲁兰多糖、马铃薯淀粉、慢消化碳水化合物、膳食纤维(包括但不限于燕麦纤维、玉米纤维、大豆纤维、阿拉伯树胶、羧甲基纤维素钠、甲基纤维素、瓜尔胶、结冷胶、刺槐豆胶、魔芋粉、羟丙基甲基纤维素、黄芪胶、卡拉胶、阿拉伯树胶、壳聚糖、阿拉伯半乳聚糖、葡甘露聚糖、黄原胶、海藻酸盐、果胶、低甲氧基果胶和高甲氧基果胶)、谷类β-葡聚糖诸如燕麦β-葡聚糖和/或大麦β-葡聚糖、角叉菜胶、洋车前子、低聚异麦芽酮糖、低聚半乳糖、单糖、二糖、葡萄糖聚合物诸如聚葡萄糖和糊精、低聚果糖、菊粉、其他抗性淀粉和/或人工甜味剂,或其两种或更多种的组合。
在具体实施方案中,碳水化合物以约5%至约60%、或约5%至约40%、或约5%至约35%、或约10%至约30%、或约15%至约25%的量包含在营养粉末中。在一些实施方案中,碳水化合物可以5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%或甚至45%的特定量干混到基础营养粉末中。该营养粉末的另外的具体实施方案包括大于50%的碳水化合物。
具体实施方案包括约10%的蛋白质至约20%的蛋白质、约15%至约30%的脂肪和约45%至约55%的碳水化合物。具体实施方案包括约10%的蛋白质至约15%的蛋白质、约20%至约25%的脂肪和约50%至55%的碳水化合物。具体实施方案包括约15%的蛋白质、约25%的脂肪和约50%的碳水化合物。
具体实施方案包括麦芽糊精、植物油、乳蛋白浓缩物、大豆蛋白分离物和/或脱脂牛奶。在具体实施方案中,麦芽糊精包括玉米麦芽糊精。在具体实施方案中,植物油包括菜籽油和/或玉米油。在具体实施方案中,组合物包含少于约0.5%的脱脂牛奶。
在具体实施方案中,本公开的营养组合物还包含改变所述产品的物理、化学、美学或加工特性或用作药物或另外的营养成分的成分。
此类成分的非限制性实例包括维生素、矿物质、防腐剂、乳化剂、缓冲剂、益生元、益生菌、药物活性剂、本文所述的附加营养物质、着色剂、调味剂、增稠剂和稳定剂、润滑剂以及其组合。
在特定实施方案中,营养组合物还包含甜味剂,并且可以包含至少一种糖醇,诸如麦芽糖醇、赤藓糖醇、山梨糖醇、木糖醇、甘露糖醇、异麦芽醇和乳糖醇,并且在具体实施方案中,包含至少一种人工或高效甜味剂,诸如安赛蜜K、阿斯巴甜、三氯蔗糖、糖精、甜叶菊和塔格糖。这些甜味剂,特别是作为糖醇和人工甜味剂的组合,在配制可以重构为具有所需风味特征的液体饮料的营养粉末中特别有用。这些甜味剂组合物特别有效地掩盖了有时与向组合物中添加植物蛋白有关的不希望的风味。
在具体实施方案中,流动剂或抗结块剂包括在本文所述的营养组合物中,以延迟粉末随时间凝结成块或结块,并使粉末实施方案容易地从其容器中流动。用于营养粉末的实例包括磷酸三钙、硅酸盐或其组合。
在具体实施方案中,稳定剂还包括在营养组合物中,其非限制性实例包括树胶,诸如黄原胶。
在具体实施方案中,营养组合物还包含多种维生素或相关营养物质中的任一种,其非限制性实例包括维生素A、维生素D、维生素E、维生素K、硫胺素、核黄素、吡哆醇、维生素B12、烟酸、叶酸、泛酸、生物素、维生素C、胆碱、肌醇、其盐及其衍生物,以及它们的一种或多种组合。
在具体实施方案中,营养组合物还包含各种矿物质中的任一种,其非限制性实例包括钙、磷、镁、铁、锌、锰、铜、钠、钾、钼、铬、氯化物以及它们的一种或多种组合。营养组合物的具体实施方案还包括一种或多种氨基酸和/或支链氨基酸,包括但不限于精氨酸、谷氨酰胺、亮氨酸、异亮氨酸和/或缬氨酸,和/或其代谢产物诸如α-羟基异己酸(HICA)所述营养组合物还可以包括绿茶提取物,所述绿茶提取物包含EGCg,儿茶素多酚。EGCg通常是绿茶中存在的最丰富的多酚。绿茶提取物可包含单独的EGCg,或EGCg与其他多酚化合物的组合,所述其他多酚化合物包括其他儿茶素,诸如儿茶素(即(+)-儿茶素,也称为“C”)、表儿茶素(“EC”)、没食子儿茶素(“GC”)、表没食子儿茶素(“EGC”)和表儿茶素没食子酸酯(“ECg”);黄酮类诸如芹菜素、异牡荆素、皂草素、巢菜素-2;黄酮醇类诸如山奈酚、槲皮素、杨梅素;浓缩类黄酮和/或丹宁糖苷。
在某些示例性实施方案中,营养组合物还包含β-羟基-β-甲基丁酸盐(HMB)。HMB是一种天然存在的亮氨酸的短链脂肪酸代谢物,已知其用于各种营养产品和补充剂中。HMB的任何来源都适用于本文,包括但不限于游离酸、盐(包括无水盐)、酯、内酯或以其他方式在营养组合物中提供HMB的生物可用形式的其他产品形式。用于本文的合适的HMB盐的非限制性实例包括钠、钾、镁、铬、钙或其他无毒盐形式的水合或无水的HMB盐。在一个具体实施方案中,HMB由HMB钙一水合物提供。在具体实施方案中,营养组合物可包含约0.01重量%至约10重量%的HMB。在更具体的实施方案中,营养组合物包含约0.1%至约7.0%,或更具体地约0.1%至约5.0%的HMB。在另外的实施方案中,营养组合物提供每237ml份量约1克至3克或更具体地约1.5克至3克HMB。
微粉化
微粉化提供如本文所述的微米大小的颗粒,以提供重构后的优越性能。在特定实施方案中,研磨干混的混合物提供99%的尺寸小于约50μm的颗粒。在特定实施方案中,将颗粒微粉化以提供99%的尺寸小于50μm的颗粒。在特定实施方案中,将颗粒微粉化以提供大部分尺寸小于约30μm、或小于约25μm、或小于约20μm的颗粒。在特定实施方案中,将颗粒微粉化以提供约90%的尺寸小于约50μm、或小于约40μm、或小于约30μm的颗粒。在特定实施方案中,将颗粒微粉化,使得在微粉化的粉末中大于50重量%的颗粒具有小于约30μm或小于约25μm的尺寸。
粒度可以通过激光衍射来测量,其中颗粒是通过检测不同角度下被颗粒散射的激光强度分布来间接测量的。本文所用的HELOS激光衍射可以测量0.1μm至8,750μm的粒度范围,并且每秒可以测量2,000个粒度分布。
具体实施方案利用研磨颗粒进行微粉化。具体的研磨方法包括但不限于喷射研磨、带电研磨、碾磨、冲击研磨和/或旋风研磨。
团聚
将微粉化的颗粒团聚以将干混的微粉化粉末转化为具有显著增强的乳化性能的团聚体。一种团聚方法是使用团聚器的流化床团聚。粉末颗粒喷洒水或卵磷脂,并且液桥形成团聚体,其尺寸部分由喷洒时间长短调节。在具体实施方案中,在喷洒水或卵磷脂后,蒸发残余水分,并且在所得颗粒中产生中空空间。在具体实施方案中,形成长度、宽度或直径为约50μm至约600毫米的团聚体。由于水可穿透的空间,团聚体在粉末组合物重构时分散在含水液体中。因此,团聚体消除或减少了漂浮在含水液体表面的轻质微粉化颗粒的量。在具体实施方案中,团聚产生平均尺寸大于约150μm的团聚体。在另外的实施方案中,团聚产生平均尺寸为约100μm至约300μm的团聚体。在另外的实施方案中,微粉化的颗粒使用造粒、挤出或通过重新润湿团聚的方式来团聚。在利用干混、微粉化和团聚步骤的具体实施方案中,形成乳液的时间可以几乎是瞬时的,例如小于1秒,或小于5秒,或小于10秒,或小于15秒,并且此时间可以比仅使用干混时形成乳液的时间少1/2、1/4、1/10或1/20。
实施例
以下实施例说明了本公开的方法和营养组合物的特定实施方案和/或特征。所给出的实施例仅用于说明的目的,并且不被解释为对本公开的限制,因为在不脱离本公开的精神和范围的情况下,其许多变化是可能的。
实施例1:粉末状营养组合物的微粉化
本实施例的粉末状营养组合物包含麦芽糊精和多种蛋白质源以及其他成分,如下表1中所示。这是用于生成说明常规干混组合物的图1以及说明干混和微粉化后的组合物的图2的粒度数据的粉末状营养组合物。
表1
Figure BDA0003495236600000091
Figure BDA0003495236600000101
更具体地说,图1示出通过HELOS激光衍射法测量的粒度。x轴示出粉末形式的营养组合物的粒度。所有的颗粒(X100,指100%的颗粒X)是510μm或更小。图1的其他参考点包括:X10=17.51μm,X16=24.76μm,X50=72.25μm,X84=198.93μm,X90=248.65μm并且X99=404.87μm。更具体地说,颗粒测量在图1中示出为累积分布。累积分布是通过绘制点来产生的,这些点通过将沿x轴增加的Q3间隔中的颗粒分数表示为颗粒总量的百分比来确定。y轴的左侧显示此百分比的标度。例如,x轴上的72.25μm与y轴上50%的读数相关,表明所有颗粒中的50%是72.25μm或更小。在y轴的右侧还显示了密度分布的标度,该标度是通过取累积分布点的导数的对数来生成点(q3)而生成的。密度分布说明了粒度的频率。模式是密度分布的峰值。模式代表密度分布中最常见的粒度。
相比较而言,图2示出类似于图1的粉末状营养组合物但是根据本发明方法(包括干混和微粉化)生产的粉末状营养组合物的粒度、累积分布和密度分布。图2示出HELOS激光衍射粒度分析。所有的颗粒X100是61.50μm或更小。图2中还显示出X10=5.39μm,X16=7.82μm,X50=20.87μm,X84=34.22μm,X90=37.22并且X99=48.43μm。
实施例2:粉末状营养组合物的微粉化
本实施例的粉末状营养组合物包含麦芽糊精,并包含作为蛋白质来源的脱脂奶粉以及下表2中所示的其他成分。这是用于生成图3、图4以及图5的粒度数据的粉末状营养组合物。更具体地说,图3、图4和图5示出根据常规方法从湿乳液喷雾干燥(图3),根据常规方法干混(图4)并通过本发明的干混和微粉化步骤生产(图5)的第二粉末状营养组合物的粒度、累积分布和密度分布。图1-图5提供粒度的数据,但没有显示团聚。
表2
成分 每Kg的量 单位
脱脂奶粉 443.7 g
油粉 357.8 g
蔗糖 156.9 g
低聚果糖 19.7 g
香草香精 9.4 g
柠檬酸钾 3.4 g
碳酸镁 2.1 g
柠檬酸钠 1.9 g
抗坏血酸 1.2 g
维生素混合物 1.0 g
矿物质混合物 0.8 g
其他维生素/矿物质和功能性成分 适量
在本实施例中,进行HELOS激光衍射粒度分析。图3显示了所有的颗粒,X100是510μm或更小。图3中还显示X10=36.26μm,X16=51.52μm,X50=119.75μm,X84=222.47μm,X90=257.38μm并且X99=364.90μm。图4显示了所有的颗粒,X100是870μm或更小。图4中还显示X10=39.82μm,X16=54.29μm,X50=152.32μm,X84=398.65μm,X90=473.04μm并且X99=695.71μm。图5显示了所有的颗粒,X100是61.5μm或更小。图5中还显示X10=7.05μm,X16=9.51μm,X50=22.12μm,X84=35.09μm,X90=38.38μm并且X99=49.01μm。
本文描述的实施例仅是示例性的,并不限制由权利要求限定的本发明。

Claims (20)

1.一种用于制备粉末状营养组合物的方法,所述方法包括:
将包含蛋白质、脂肪和碳水化合物的粉末干混以形成混合物;
将所述混合物微粉化以提供微粉化的粉末,其中99%的粉末颗粒具有小于约50微米的尺寸;以及
使所述微粉化的粉末团聚以形成团聚体。
2.如权利要求1所述的方法,其中所述微粉化的粉末中大于50重量%的所述颗粒具有小于约30微米的尺寸。
3.如权利要求1或权利要求2所述的方法,其中所述微粉化的粉末中大于50重量%的所述颗粒具有小于约25微米的尺寸。
4.如权利要求1-3中任一项所述的方法,其中所述微粉化的粉末中大于90重量%的所述颗粒具有小于约40微米的尺寸。
5.如权利要求1-4中任一项所述的方法,其中微粉化步骤包括研磨。
6.如权利要求1-5中任一项所述的方法,其中团聚步骤产生平均尺寸大于约100微米的团聚体。
7.如权利要求1-5中任一项的方法,其中所述团聚步骤产生平均尺寸为约50μm至约600微米的团聚体。
8.如权利要求1-7中任一项所述的方法,其中所述团聚步骤包括在流化床团聚器中用水或卵磷脂喷洒所述颗粒。
9.如权利要求1-8中任一项所述的方法,其中所述团聚步骤包括在流化床团聚器中用水喷洒所述颗粒。
10.如权利要求1-9中任一项所述的方法,其中所述蛋白质包括全蛋粉、蛋黄粉、蛋清粉、乳清蛋白、乳清蛋白浓缩物、乳清蛋白分离物、乳清蛋白水解物、乳蛋白浓缩物、乳蛋白分离物、乳蛋白水解物、脱脂奶粉、大豆蛋白浓缩物、大豆蛋白分离物、大豆蛋白水解物、豌豆蛋白浓缩物、豌豆蛋白分离物、豌豆蛋白水解物、大米蛋白浓缩物、大米蛋白分离物、大米蛋白水解物、胶原蛋白、胶原蛋白水解物、牛肉蛋白分离物、鸡肉蛋白分离物和/或鱼蛋白。
11.如权利要求1-10中任一项所述的方法,其中所述碳水化合物包括麦芽糊精、水解或改性的淀粉或玉米淀粉、葡萄糖聚合物、玉米糖浆固体、大米来源的碳水化合物、豌豆来源的碳水化合物、马铃薯来源的碳水化合物、蔗糖、葡萄糖、果糖、乳糖、麦芽糖醇、赤藓糖醇、山梨糖醇、三氯蔗糖、乙酰磺胺酸钾和/或甜叶菊。
12.如权利要求1-11中任一项所述的方法,其中所述脂肪包括植物油粉、鱼油粉、动物脂肪粉、乳粉和/或家禽脂肪粉。
13.一种由权利要求1-12中任一项所述的方法生产的粉末状营养组合物,所述粉末状营养组合物包含颗粒团聚体,其中99%的所述颗粒具有小于约50微米的尺寸。
14.如权利要求13所述的粉末状营养组合物,其中所述微粉化的粉末中大于50重量%的所述颗粒具有小于约30微米的尺寸。
15.如权利要求13或权利要求14所述的粉末状营养组合物,其中所述微粉化的粉末中大于50重量%的所述颗粒具有小于约25微米的尺寸。
16.如权利要求13-15中任一项所述的粉末状营养组合物,其中所述微粉化的粉末中大于90重量%的所述颗粒具有小于约40微米的尺寸。
17.一种粉末状营养组合物,所述粉末状营养组合物包含含有蛋白质、脂肪和碳水化合物的颗粒团聚体,其中99%的所述颗粒具有小于50微米的尺寸。
18.如权利要求17所述的粉末状营养组合物,其中所述微粉化的粉末中大于50重量%的所述颗粒具有小于约30微米的尺寸。
19.如权利要求17或权利要求18所述的粉末状营养组合物,其中所述微粉化的粉末中大于50重量%的所述颗粒具有小于约25微米的尺寸。
20.如权利要求17-19中任一项所述的粉末状营养组合物,其中所述微粉化的粉末中大于90重量%的所述颗粒具有小于约40微米的尺寸。
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