具有改進(jìn)的乳液穩(wěn)定性和分散性的擠出營(yíng)養(yǎng)粉及其制備方法
【專利說明】具有改進(jìn)的乳液穩(wěn)定性和分散性的擠出營(yíng)養(yǎng)粉及其制備方 法
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用 本申請(qǐng)要求2012年10月24日提交的第61/717, 799號(hào)美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)；2012年12月 18日提交的第61/738, 593號(hào)美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)；和2012年12月17日提交的第61/737,886號(hào) 美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)的權(quán)益；其各自特此以它的整體通過引用并入本文。
[0002] 公開領(lǐng)域 本公開涉及在重構(gòu)后具有與常規(guī)噴霧干燥的營(yíng)養(yǎng)粉類似的乳液和分散性特性的擠出 營(yíng)養(yǎng)粉。更特別地，本公開涉及擠出營(yíng)養(yǎng)粉和通過在制備過程期間在擠出機(jī)內(nèi)完全乳化粉 末成分制備擠出營(yíng)養(yǎng)粉包括嬰兒營(yíng)養(yǎng)粉和成人營(yíng)養(yǎng)粉的方法。
[0003] 公開背景 粉狀營(yíng)養(yǎng)產(chǎn)品包括全營(yíng)養(yǎng)產(chǎn)品如粉狀嬰兒配方、粉狀后續(xù)配方、粉狀小兒配方和粉狀 成人營(yíng)養(yǎng)產(chǎn)品是廣泛可商購的并且它們的使用多年來穩(wěn)步增長(zhǎng)。這些產(chǎn)品通常包含脂肪、 碳水化合物和蛋白質(zhì)的至少一種連同各種維生素和礦物質(zhì)，和潛在地其他營(yíng)養(yǎng)有益成分。 在使用前，在水或另一合適液體中以預(yù)定比例將粉狀配方或產(chǎn)品重構(gòu)以產(chǎn)生即飲液體。這 種即飲液體通常在重構(gòu)約24小時(shí)內(nèi)消耗。
[0004] 常規(guī)噴霧干燥的粉狀營(yíng)養(yǎng)產(chǎn)品包括粉狀嬰兒配方和粉狀成人營(yíng)養(yǎng)產(chǎn)品二者通常 包含約0. 5重量％至約35重量％脂肪成分以提供期望的營(yíng)養(yǎng)熱量密度。為了最終的粉狀 產(chǎn)品為包裝穩(wěn)定的（即，在它的保質(zhì)期內(nèi)不遭受嚴(yán)重的氧化和腐?。┎⑶耶?dāng)重構(gòu)時(shí)不具有 顯著的脂肪分離或乳狀液分層，在制備期間，通常將脂肪成分剪切成具有約0. 1微米至20 微米的尺寸的小球，而同時(shí)乳化剪切的脂肪小球與水合的蛋白質(zhì)和其他另外的乳化劑。
[0005] 該剪切和乳化通常通過制備高固體水漿液（即，30%至60%總固體）并且泵送漿 液通過具有2000至4500 psig的均質(zhì)壓力的高壓均質(zhì)器完成。然后，通常將漿液蒸發(fā)為約 45%至60%的總固體并噴霧干燥。這通常產(chǎn)生在儲(chǔ)存期間不遭受嚴(yán)重氧化并且容易重構(gòu)的 穩(wěn)定的脂肪。
[0006] 擠出方法被稱為顯著最小化需要的水和能量的量并且能夠產(chǎn)生可被干燥并研磨 成粉狀材料的顆粒的高度有效的方法。但迄今，擠出方法通常未被用于產(chǎn)生粉狀嬰兒配方 和粉狀成人營(yíng)養(yǎng)產(chǎn)品，因?yàn)閿D出方法不能產(chǎn)生具有穩(wěn)定的脂肪乳液并且具有常規(guī)噴霧干燥 的營(yíng)養(yǎng)粉的分散能力的最終粉末。迄今擠出營(yíng)養(yǎng)粉在重構(gòu)后提供不期望的脂肪分離和乳狀 液分層，其導(dǎo)致商業(yè)上不太期望的產(chǎn)品。此外，擠出粉末也不能提供期望的分散特性使得不 期望的結(jié)塊和粘結(jié)不是問題。
[0007] 因此，本領(lǐng)域亟需用于制備擠出營(yíng)養(yǎng)粉的有效方法。如果在重構(gòu)后擠出營(yíng)養(yǎng)粉末 抵抗脂肪分離并且具有與噴霧干燥的營(yíng)養(yǎng)粉末類似的改進(jìn)的分散性將是有利的。
[0008] 公開概述 本公開涉及擠出營(yíng)養(yǎng)粉和制備擠出營(yíng)養(yǎng)粉的方法。擠出粉末通常包含蛋白質(zhì)、脂肪和 碳水化合物，并且可任選地包含維生素、礦物質(zhì)、長(zhǎng)鏈多不飽和脂肪酸等。本文描述的高效 擠出制備方法使用能夠在內(nèi)部將蛋白質(zhì)、碳水化合物或二者與脂肪和水混合并乳化為乳液 的擠出機(jī)，所述乳液可被適當(dāng)?shù)財(cái)D出、干燥和碾磨成具有期望粒度分布和水含量的粉末。本 文描述的擠出粉末在使用常規(guī)量的水溶液如水重構(gòu)后提供脂肪分離和分散性質(zhì)，其與常規(guī) 噴霧干燥的營(yíng)養(yǎng)粉末相比類似或甚至改進(jìn)。
[0009] 本公開還涉及制備擠出營(yíng)養(yǎng)粉的方法。所述方法包括將水引入至擠出機(jī)，將包含 至少一部分蛋白質(zhì)和任選碳水化合物的干燥混合物引入至擠出機(jī)，將包含脂肪的油混合物 引入至擠出機(jī)，混合所述干燥混合物和油混合物以在擠出機(jī)內(nèi)形成乳化混合物并擠出所述 乳化混合物以形成擠出物，干燥所述擠出物，和從干燥的擠出物形成粉末。在一些方面中， 所述方法包括在混合之前，引入蛋白質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)和氨基酸。
[0010] 本公開還涉及制備擠出營(yíng)養(yǎng)粉的方法。所述方法包括將水引入至擠出機(jī)，將包含 至少一部分蛋白質(zhì)和任選碳水化合物的干燥混合物引入至擠出機(jī)，并且使干燥混合物水 合，將包含脂肪的油混合物引入至擠出機(jī)，混合水合的干燥混合物和油混合物以在擠出機(jī) 內(nèi)形成乳化混合物，其中水占總?cè)榛旌衔锏男∮?2重量％，擠出所述乳化混合物以形成 擠出物，干燥擠出物，和研磨干燥的擠出物為營(yíng)養(yǎng)粉。
[0011] 本公開還涉及制備擠出營(yíng)養(yǎng)粉的方法。所述方法包括將水引入至擠出機(jī)，將蛋白 質(zhì)引入至擠出機(jī)，將包含脂肪的油混合物引入至擠出機(jī)，將碳水化合物引入至擠出機(jī)，在擠 出機(jī)內(nèi)混合和乳化蛋白質(zhì)、水、油混合物和碳水化合物以形成乳化混合物并擠出乳化混合 物以形成擠出物，干燥所述擠出物，和研磨干燥的擠出物為營(yíng)養(yǎng)粉。在一些方面中，所述方 法包括在混合之前引入維生素、礦物質(zhì)、氨基酸和活性成分（例如，多酚、CaHMB、調(diào)味劑、顏 料）。
[0012] 本公開還涉及包含脂肪、碳水化合物和蛋白質(zhì)的擠出粉末，其中在使用水重構(gòu)后 24小時(shí)，所述擠出粉末顯示基本上沒有脂肪分離。
[0013] 本公開還涉及包含脂肪、碳水化合物和蛋白質(zhì)的擠出粉末，其中在使用水重構(gòu)后 24小時(shí)，所述擠出粉末顯示基本上沒有乳狀液分層缺陷。
[0014] 本公開還涉及使用公開的擠出方法減少粉狀營(yíng)養(yǎng)產(chǎn)品中熱不穩(wěn)定維生素的損失 的方法。熱不穩(wěn)定維生素可包括維生素 A、維生素 D、維生素 E、維生素 K、泛酸、維生素 C、硫 胺素、葉酸、核黃素、維生素 B12、生物素及其組合。所述方法包括使用公開的擠出方法產(chǎn)生 全營(yíng)養(yǎng)產(chǎn)品同時(shí)避免需要產(chǎn)品的過度強(qiáng)化。
[0015] 出乎意料地發(fā)現(xiàn)可通過在擠出機(jī)內(nèi)部形成成分的乳化混合物制備具有高度期望 的性質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的擠出營(yíng)養(yǎng)粉；即，在一個(gè)或多個(gè)時(shí)間、區(qū)域或二者將成分引入至擠出 機(jī)，然后在擠出機(jī)內(nèi)完全混合和乳化使得不需要外部乳化。使用本文描述的擠出方法制備 的擠出營(yíng)養(yǎng)粉包括嬰兒配方粉、小兒和后續(xù)粉和成人營(yíng)養(yǎng)粉具有良好的乳液品質(zhì)，因?yàn)樵?重構(gòu)后很少至沒有脂肪分離。此外，粉末具有與常規(guī)噴霧干燥的營(yíng)養(yǎng)粉相比相當(dāng)?shù)姆稚⑿浴?br>[0016] 附圖簡(jiǎn)述 圖1是本公開一個(gè)實(shí)施方案的擠出方法的示意圖。
[0017] 圖2是本公開一個(gè)實(shí)施方案的擠出方法的示意圖。
[0018] 圖3A和3B描述如在實(shí)施例1中分析的擠出營(yíng)養(yǎng)粉和噴霧干燥的營(yíng)養(yǎng)粉的脂肪分 離。
[0019] 圖4A和4B描述如在實(shí)施例1中分析的擠出營(yíng)養(yǎng)粉和噴霧干燥的營(yíng)養(yǎng)粉的分散 性。
[0020] 公開詳述 本公開的擠出營(yíng)養(yǎng)粉和制備營(yíng)養(yǎng)粉的相應(yīng)制備方法涉及通過使用擠出機(jī)裝置在內(nèi)部 混合和乳化所有成分制備的粉末；即，將成分引入至擠出機(jī)，其中在擠出機(jī)內(nèi)將它們完全混 合和乳化。本公開的生成的營(yíng)養(yǎng)粉顯示優(yōu)異的乳液和穩(wěn)定性特性，并且當(dāng)使用水重構(gòu)時(shí)分 散良好。
[0021] 在下文詳細(xì)地描述本公開的擠出營(yíng)養(yǎng)粉和方法的這些和其他元素或限制。
[0022] 如本文使用的術(shù)語"營(yíng)養(yǎng)粉"包括粉狀嬰兒營(yíng)養(yǎng)配方、成人營(yíng)養(yǎng)粉和一般的營(yíng)養(yǎng) 粉。
[0023] 如本文使用的術(shù)語"嬰兒配方"包括嬰兒配方、幼兒配方和后續(xù)配方，其中嬰兒配 方意圖用于直至1歲的嬰兒且幼兒和后續(xù)配方意圖用于1歲至約10歲的兒童。
[0024] 如本文使用的，術(shù)語"成人營(yíng)養(yǎng)粉"和"成人營(yíng)養(yǎng)產(chǎn)品"可交換地用于是指通常用 于維持或改善成人的健康的配方，并且包括設(shè)計(jì)用于需要控制他們的血糖的成人的那些配 方。
[0025] 如本文使用的術(shù)語"保質(zhì)期"是指產(chǎn)品的商業(yè)可行壽命，此后產(chǎn)品不適于或不期望 用于銷售、消費(fèi)或二者。
[0026] 提及如本文使用的在擠出機(jī)內(nèi)完成的過程步驟（包括例如，"完成（complete)"、 "完成地（completely) "、"完成的（completed) "、"沒有外部（no external)"等）是指在擠 出機(jī)內(nèi)充分完成使得沒有必要在擠出機(jī)外部繼續(xù)那些過程步驟以通過公開的制備方法產(chǎn) 生描述的營(yíng)養(yǎng)產(chǎn)品的過程步驟。
[0027] 如本文使用的所有百分比、份和比例以總制劑的重量計(jì)，除非另外規(guī)定。當(dāng)它們涉 及列出的成分時(shí)所有這樣的重量基于活性水平，因此不包括可能在商購材料中包含的溶劑 或副產(chǎn)品，除非另外規(guī)定。
[0028] 如本文使用的數(shù)值范圍意圖包括在所述范圍內(nèi)的每個(gè)數(shù)字和數(shù)字的子集，不論是 否具體公開。此外，這些數(shù)值范圍應(yīng)被解釋為涉及所述范圍內(nèi)的任何數(shù)字或數(shù)字的子集的 權(quán)利要求提供支持。例如，1至10的公開應(yīng)被解釋為支持2至8、3至7