用於嬰兒製劑的脂類組合物及其製備方法
2023-05-20 00:16:01
專利名稱：用於嬰兒製劑的脂類組合物及其製備方法
技術領域：
本發明涉及膳食脂類，特別用於嬰兒製劑的膳食脂類。本發明涉及接近人類乳脂類的脂類組合物。
人乳脂肪基本上包含三醯甘油(TAG)，其脂肪酸結構，組成及分布是特有的。特別是，其特徵在於在三醯甘油有兩個長鏈多聚不飽和脂肪酸(LC-PUFA)即主要位於三醯甘油第二位的花生四烯酸(AA，C204，n-6)和二十二碳六烯酸(DHA，C226，n-3)，其特徵還在於富含飽和(SFA)棕櫚酸(P，C160)和P主要位於三醯甘油2-位的事實。
用於嬰兒製劑的脂肪組合物接近人乳脂肪而且這類組合物的製備過程在專利EP-B-94／01306)和在專利申請WO94／26855(PCT／EP94／01306)以及WO94／26854(PCT／EP94／01304)中被描述。這些組合物包含TAG的混合物，其中位於三醯甘油的2-位的50％以上的脂肪酸是SFA，主要是P，並且其中三醯甘油在1，3-位含中鏈C8-C14不飽和脂肪酸以及飽和脂肪酸(MCFA)。
製備這些組合物的方法(該方法在EP-B-209327中有描述)在於由一個混合物的1，3-區域特異性脂肪酶催化的酯交換，該混合物一方面由含80％三硬脂精和20％1，3-二棕櫚醯-2-油精組成，而另一方面由含大量不飽和脂肪酸的游離脂肪酸混合物組成。在1，3區域特異性脂肪酶的作用下，中鏈不飽和與／或飽和脂肪酸殘基被加入到2-棕櫚醯-甘油酯的1，3-位。然後，粗混合物的游離脂肪酸通過蒸汽蒸餾法被除去。所產生的合成TAG混合物最後與各種植物油混合。
在WO94／26855中，用1，3-區域特異性脂肪酶對上述以一定比例與植物油混合的合成TAG混合物進行酯交換。
在WO94／26854中，在酶處理除去二甘油酯後的適當時候，通過用1，3-區域特異性脂肪酶在富含單或雙不飽和酸的油中酯交換從上述合成TAG混合物中部分除去三飽和TAG。
該已知方法有些缺陷。
-由於大多數常用的脂肪酶對聚不飽和脂肪酸(PUFA)，特別是對LC-PUFA，有低活性，很難用1，3-區域特異性脂肪酶將需要量的這些脂肪酸，特別是DHA結合到TAG中。因此，為達到適合的結合度，必須使用大大過量的脂肪酸，例如以濃縮的形式，和長的反應時間。PUFA的濃縮物是很昂貴的。長反應時間能引起PUFA的明顯氧化，PUFA在其為游離脂肪酸形式時特別易於氧化。這種氧化降低PUFA的營養價值並可產生有害健康的降解產物。
-而且，使用1，3-區域特異性脂肪酶產生過量的三飽和TAG和二甘油酯。需要後續的酶處理，特別是要從粗產物中除去過量的三飽和TAG，這使得該方法複雜而又昂貴。
-最後，所得到的脂酯混合物無論如何必須與其他脂肪混合以便結合到人乳脂肪的組合物中。
本發明的目的是提供一種合成的TAG組合物，該組合物的組成與結構接近人乳相關成分，所使用的摻入PUFA的合成方法不引起所述PUFA明顯的破壞性氧化。
因此，本發明涉及一種合成液體組合物，該組合物中脂肪酸的成分與分布接近人乳脂肪，其特徵在於-所述組合物含低於2％重量比的游離脂肪酸，-按重量計，三醯甘油的脂肪酸含-35％到55％的飽和脂肪酸，其中18％到36％的棕櫚酸，2到40％的辛酸和癸酸，最多10％月桂酸和最多10％肉豆蔻酸，-30到45％的單不飽和脂肪酸，-9到22％的多聚不飽和脂肪酸，其中含花生四烯酸的長鏈n-6聚不飽和脂肪酸低於2％，而含二十二碳六烯酸的長鏈n-3不飽和脂肪酸低於1％，並且n-6∶n-3脂肪酸之比率是5∶1到15∶1，-棕櫚酸主要在三醯甘油的2位，而花生四烯酸和二十二碳六烯酸分布在三醯甘油的1-，2-，和3-位。
AA和DHA酸可主要在三醯甘油的2位。
由於這更主要是為成熟前嬰兒食用而設計的，本發明的脂類組合物是辛酸和癸酸優選佔三醯甘油脂肪酸重量的2到10％那類。
本發明還涉及上述脂類組合物的製備方法，其以如下連續步驟為特徵1)含富集棕櫚酸的棕櫚油，富不飽和亞麻酸和α亞麻酸脂肪酸的植物油，一種作為花生四烯酸來源的油，一種作為二十二碳六烯酸來源的油按一定比例組成的脂類混合物被非區域專一酯交換，以獲得所需要的三醯甘油1-，2-和3-位之間脂肪酸殘基隨機分布的脂肪酸組合物。
2)用1，3-區域特異性脂肪酶使步驟1)的混合物與主要含中鏈脂肪酸和油酸的游離脂肪酸混合物進行酯交換，和3)從步驟2)反應物中除去游離脂肪酸。
步驟1)的目的是增加P在TAG2位的數量並在TAG的1-，2-，3-位摻入PUFA，特別是LC-PUFA如DHA和AA。初始混合物富含棕櫚酸，例如棕櫚硬脂精以使TAG的2-位有約40％的P。非區域特異性酯交換作用可由非區域特異性脂肪酶催化通過酶反應途徑或優選由化學催化劑催化通過化學途徑完成。通過此反應，存在於TAG不同位置上的天然脂類中的脂肪酸的非隨機分布被轉換成隨機分布，就是說，脂肪酸在3個位置間被均等重新分配。在此第一步，位置2的P的含量超過約42％，十分類似於人乳中整個P的存在。若將1-和3-位的P納入考慮，則存在的P超過了人乳。
PUFA脂肪酸，特別是LC-PUFA以TAG的形式經歷了重排反應，它們比游離脂肪酸的混合物更穩定，並在有限的反應時間，較低溫度和惰性氣體例如氮氣中進行。另一方面根據已有技術，應首先製備意欲作為脂解底物的脂肪酸混合物，這也會部分的引起它們的氧化降解。
與同樣PUFA脂肪酸組合物的單一脂類混合物相比，該反應產生的脂類組合物有明顯提高的氧化穩定性。這可能是TAG各種位置之間PUFA脂肪酸分布的結果。
步驟2)的目的是選擇性地用其他脂肪酸，特別是MCFA和油酸(O)，而不是PUFA置換1，3位的P。為達此目的，利用動態分辨的優點，就是說事實上大多數1，3-區域特異性脂肪酶(一般是遺傳工程修飾的或其他方式例如從Mucor miehei和Candidacylindracea中得到的)和胰脂肪酶，優先對MCFA，P和O發生反應，並以區別方式對含4，5和6雙鍵例如DHA和AA發生反應。在這種方式中，過量的P被迅速交換，留下PUFA，特別是DHA在1-和3-位實際上無任何改變。
據觀察，在隨後的游離脂肪酸分離之後，步驟2獲得的混合物之TAG的氧化穩定性仍保留著甚至被增強。
根據本發明，該方法的第二步之後，必須除去過剩的游離脂肪酸和在交換過程中形成的物質，它們可能受到氧化作用。為達此目的，可以使用任何已知方法例如常規的中和法或真空下的蒸汽蒸餾法。
此第三步優選通過進行有控制的游離脂肪酸中和法來完成，並因此有選擇精煉，水解作用最小化和皂化。有選擇精練的原理是在水-醇相進行操作，並輕微攪拌，這樣在脂相和與脂相不混溶的水醇相之間產生游離脂肪酸部分，同時逐漸加入一種鹼例如濃縮的水合氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液到水醇相中，例如通過調pH計到一設置點，例如約9．5的方法。肥皂被形成，它們在水-醇相中被生產時是增溶的，由此在平衡和和脂相的逐步脫酸化之間產生移動。所選擇的pH使酚衍生物的中和作用達最小。所選的反應溫度高於脂類的熔點並低於水-醇混合物的沸點。在抽提出全部脂肪酸時，pH達到穩定，表示該反應的終止。在中和作用後，用傾析法分開兩相併回收脫酸化脂相，從中除去乙醇，例如通過真空中揮發的方法，並除去殘留皂，例如通過用水-醇溶液洗或通過用吸附劑處理，特別是用無定型矽膠處理。
本發明還涉及含適當水解的蛋白質，碳水化合物，脂類和適當維生素和微量元素的嬰兒食品，其特徵在於，按乾物質重量計，該食品含15到35％的脂類，其中50到100％由上述脂類組合物構成。
這類嬰兒食品可製成才落入上述脂類組合物的液體或粉末形式，例如對液態產品或乾燥品來說，溼混各種成分，隨後滅菌並防腐包裝，對粉末來說通過噴霧乾燥或通過乾燥混合。
以下實施例解釋本發明。其中，成分和百分數用重量表示除非另有說明。
實施例11．1)化學酯交換一種脂類混合物(其性質及成分在下表1中給出)被用做起始物質表1
含24克魚油(24．6％DHA和6．4％EPA)的上述脂類混合物，作為AA來源(含37％AA)的油12克，60克棕櫚硬脂精(含75％的P)，984克棕櫚油和120克豆油(含LA和ALA)在0．5％甲醇鈉做催化劑存在下，於50℃被隨機酯交換，在氮氣下持續攪拌4小時。然後用2升熱水洗反應混合物以除去肥皂，然後在50℃，20巴真空下乾燥。
為避免氧化反應，可向其加入乙二胺四乙酸鈉鹽(EDTA-NA3)。
1．2)1，3-區域特異性酶促酸水解酸水解是在1，3-區域特異性脂肪酶催化下一種混合物的重排，該混合物由前述步驟1的產物和下表2給出的脂肪酸成分的混合物組成表2
940克前述步驟1的產物和940克市售油酸與含上述表2給出成分的C8-12O酸的混合物由相對於底物10％的固定化1， 3-區域特異性脂肪酶(Lipozyme，IM 60，Novo)催化進行酯交換。通過加入6％水調整脂肪酶的水含量並使其在用前放置10小時。然後在40℃，氮氣下反應5小時。反應後，通過過濾除去脂肪酶並回收含TAG和游離脂肪酸的粗混合物。
1．3)控制中和反應以除去游離脂肪酸前述步驟的1．4公斤粗混合物和3．5升90％乙醇被引入反應器並在40℃，一個氮氣壓下輕微攪拌。連續加入670克25％水合氫氧化鉀溶液到其中同時通過調pH在設定值9．5保持反應基質的pH在8．5和9．5之間。肥皂被形成，它們在與脂相不混溶的水-醇相中形成時被增溶，脂相與水-醇相之間的脂肪酸部分發生平衡移動向水-醇相，並因此產生脂相的逐步脫酸化。pH穩定時表示全部的脂肪酸已被抽提出。然後停止攪拌；較輕的水-醇相與脂相分開並回收脂相。
在三醯甘油甲基化(FAMES)後，通過所述脂肪酸甲酯的氣-液層析確定所得產物中的脂肪酸成分。
為確定脂肪酸在TAG的2位和1，3-位的分布，用胰脂肪酶(IUPAC2．210)進行脂解。
主要脂肪酸分析及其在所得混合物中的分布的結果在下表3中給出
據觀察，脂肪酸的組成及其在TAG上的分布十分類似於人乳。
而且，在80℃，空氣流速150毫升／分鐘誘導期間，用Omnion(R)儀USA進行加速氧化反應測試中檢測的所得產物氧化穩定性(OSI)對應於160小時的指標，就是說約比起始脂類混合物100小時測定的值高1．5-2倍。
脂肪的固體成分由脈衝核磁共振(NMR，IUPAC 2．150 6．2．2．2)確定如下在溫度(℃)時顯示的固體含量(％)N-5 40．3N-1029．9N-1519N-2010．4N-301．2
N-350前述結果顯示無明顯數量的不需要的三不飽和TAG。
實施例2本方法如實施例1，步驟1)中的描述進行，不同的是初始脂類混合物成分在下表4中給出表4
然後，酶促酯交換如實施例1，步驟2中的描述進行，不同的是游離脂肪酸混合物的組合物在下表5中定義並且TAG／脂肪酸混合物比率是70∶30。
表5
主要脂肪酸及其在所得混合物中分布的分析結果在下表6中給出
表6
據觀察，脂肪酸組合物及其在TAG上的分布十分類似於人乳脂肪。
權利要求
1．合成的脂類組合物，其中脂肪酸的含量及分布接近於人乳脂肪的脂肪酸的含量及分布，其特徵在於-所述組合物含低於2％重量比的游離脂肪酸，-按重量計，三醯甘油的脂肪酸含-35％到55％的飽和脂肪酸，其中18％到36％的棕櫚酸，2到40％的辛酸和癸酸，最多10％月桂酸和最多10％肉豆蔻酸，-30到45％的單不飽和脂肪酸，-9到22％的多聚不飽和脂肪酸，其中含花生四烯酸的長鏈n-6聚不飽和脂肪酸低於2％，而含二十二碳六烯酸的長鏈n-3不飽和脂肪酸低於1％，並且n-6∶n-3脂肪酸之比率是5∶1到15∶1。
2．棕櫚酸主要在三醯甘油的2位，而花生四烯酸和二十二碳六烯酸分布在三醯甘油的1-，2-，和3-位。
3．權利要求1的脂類組合物，其特徵在於三醯甘油脂肪酸含2到10％重量的辛酸和癸酸。權利要求1的脂類組合物，其特徵在於其具有氧化穩定性OSI，在80℃和空氣流速為150毫升／分鐘的條件下，其相應的指標比同樣組成的三醯甘油物理混合物的氧化穩定性高至少1．5倍。
4．製備權利要求1到3之一的脂類組合物的方法，其以如下連續步驟為特徵1)含富集棕櫚酸的棕櫚油，富不飽和亞麻酸和α亞麻酸脂肪酸的植物油，一種作為花生四烯酸來源的油，一種作為二十二碳六烯酸來源的油按一定比例組成的脂類混合物被非區域專一酯交換以獲得所需要的、脂肪酸殘基隨機分布於三醯甘油1-，2-和3-位的脂肪酸組合物，2)用1，3-區域特異性脂肪酶使步驟1)的混合物與主要含中鏈脂肪酸和油酸的游離脂肪酸混合物進行酯交換，和3)從步驟2)反應物中除去游離脂肪酸。
5．權利要求4的方法，其特徵在於步驟1)的酯交換用有效量的催化劑，特別是甲醇鈉，在低於80℃，惰性氣體中，通過化學途徑完成。
6．權利要求4的方法，其特徵在於在步驟3)中，過量游離脂肪酸以及交換過程中形成的脂肪酸通過中和法或真空下的蒸氣蒸餾法被除去。
7．權利要求4的方法，其特徵在於在步驟3)中，通過在高於所述脂類熔點和低於水-醇混合物沸點的溫度下，通過游離脂肪酸的受控制的中和作用，同時最小化水解以及皂化作用而除去過量游離脂肪酸以及交換過程中形成的脂肪酸，這樣，操作在水-醇相中進行，輕微攪拌使脂相和與脂相不混溶的水-醇相之間的游離脂肪酸分開，同時逐步加入鹼到水-醇相，特別通過調pH到設定點，範圍在8．5到9．5，在此過程中，肥皂被形成，它們在水-醇相中被產生出來時被增溶，在平衡和脂相的逐步脫酸化之間發生移動直到pH被被穩定，此時全部脂肪酸被抽提出來，並且在此過程中，中和作用後，兩相通過傾析而被分開並回收脫酸化的脂相，特別例如通過真空下揮發除去其中的乙醇，並特別通過用一種水-醇溶液洗滌或通過用一種吸附劑特別是無定型矽膠處理除去殘留的肥皂。
8．含適當水解的蛋白質，碳水化合物，脂類以及需要的時含維生素和微量元素的嬰兒食品，其具有的特徵是按乾物質重量計，該食品含15到35％的脂類，其中的50到100％由權利要求1到3之一的脂類組合物構成。
9．權利要求8的一種嬰兒食品的製作方法，通過溼混各種成分而成液體形式，繼之以滅菌或巴斯德消毒並無菌包裝，其特徵在於權利要求1的脂類組合物被摻入其中。
10．權利要求8的嬰兒食品的製作方法結合，通過乾燥各種成分的液體混合物而成粉末形式，例如通過噴霧乾燥或乾燥混合各種成分，特徵在於權利要求1到3之一的脂類組合物被摻入其中。
全文摘要
嬰兒製劑用脂類組合物及製備方法,其中脂肪酸含量和分布類似於人乳脂肪脂肪酸含量和分布的合成脂類組合物含低於2%重量的游離脂肪酸,其中棕櫚酸主要在三醯甘油的2位,而花生四烯酸和二十二碳六烯酸分布於1－,2－和3－位之間,特別主要在三醯甘油的2－位。
文檔編號A23C9/00GK1205839SQ98116158
公開日1999年1月27日 申請日期1998年7月22日 優先權日1997年7月22日
發明者王軍寬, R·貝託勒特, M·弗雷斯, P·度克雷特 申請人:雀巢製品公司