含乳糖酶的乳粉的製作方法

2023-06-20 16:57:26 1

專利名稱：含乳糖酶的乳粉的製作方法
技術領域：
本發明涉及包含乳糖酶的乳粉組合物和用於製備所述乳粉組合物的方法。已發現本方法使所述乳粉組合物中的乳糖酶穩定。另外涉及所述乳粉組合物在緩解哺乳動物胃腸道不耐受症狀中的用途。
背景技術：
乳基配方一般包含乳糖，其對乳糖不耐受的人可導致消化問題。為了克服這一問題，將乳糖通過乳糖酶進行酶解。乳粉中的乳糖被水解有三種傳統途徑。第一種途徑，乳粉用水復配，並在攝入前的一定時間加入乳糖酶。該法要求乳糖酶手工加料與處理，並因此易於發生加料錯誤和處理問題，因此對消費者不是最適合的。在第二種方法中，在將乳乾燥製成乳粉組合物之前，將乳中的乳糖通過乳糖酶處理部分或完全水解。在該方法中，乳糖被水解為等量的葡萄糖與半乳糖。但是在正常或升高溫度貯存下，這些單糖導致強烈增加的棕色化反應(例如，Maillard反應)，並因此使組合物變為棕色、氣味變化並且營養價值降低。因此，這些粉末的貯存穩定性受到嚴重影響。 得到的粉末還經歷結餅問題、Millard反應所致的味道劣變與棕色化。已知減少這些問題的第三種方法是將活性乳糖酶加至乳粉成為幹混劑。但是，在生產與貯存期間由于振動有分層的問題，導致乳糖酶活性在乳粉中不均勻的分布，並因此導致在復配時乳糖水解效率的變化。這種方法的另一個問題是在貯存期間、特別是在升高溫度下乳糖酶活性的降低。按照乳糖酶的類型，進一步的問題包括乳糖酶在胃的強酸性環境中的失活。為了解決乳糖酶在胃中活性喪失的問題，US5902617描述了包含貯存穩定形式的酶的配方，一般通過給所述酶提供腸衣層。則酶在消化時是有活性的。W000/13526還描述了包含乳粉與乳糖酶的寵物乳粉。但是未提及穩定性問題。在現有技術中已描述了本質上為了水解乳糖的目的使用的乳糖酶。例如，W002/081673涉及精製乳糖酶的溶液，其可用於消毒、乳糖量減少的乳的製備。在US6，562，339中描述了不同類型並且具有不同活性最適pH的乳糖酶，並且適於加至用於乳糖不耐受個體的乳製品中。在EP1208848中描述了改善貨架穩定性的乳糖酶組合物。組合物據描述包含少於 10重量％的還原糖。US2001/0022986涉及運動飲料的供應，其是基於具有非常低量的乳蛋白的乳製品透過液，並且其還可用乳糖酶處理以使乳糖降解，並使其適於乳糖不耐受的個體。發生在乳糖水解乳製品中另外的問題是較差口感的產生。數篇出版物已嘗試解決這一問題。例如，US4, 853，246描述了具有良好口感性質的還原乳糖的乳製品。據其所述改善口感性質是由於加入的乳固體與乳糖酶的組合所致。
W02007/060247提出了通過用具有減量的芳香硫酸酯酶的乳糖酶處理乳製品解決乳糖水解的UHT乳中的異雜味問題。這些應用中許多是聚焦於乳糖酶製劑的酶的負面活性的降低，其可產生由於例如蛋白水解導致苦味的異雜味。在升高溫度下由於乳糖水解乳粉的貯存所致形成的異雜味迄今為止尚未解決。但是，特別是在熱帶地區的國家，在運輸和乳粉貯存期間有較高的貯存溫度是非常常見的。儘管在高溫暴露下的貯存時間相對較短，產品變為棕色並且口感偏離是非常顯著的。因此需要解決當前的乳糖水解配方的缺點，特別是解決貯存穩定性的問題。發明目的本發明的目的因此是提供含貯存穩定的乳糖酶的乳粉。發明概述本目的通過獨立權利要求的方法達到。從屬權利要求進一步發展了發明的宗旨。因此，本發明第一方面涉及用於製備包含5-70%乳糖和乳糖酶的乳粉組合物的方法，其包含以下步驟a.在水存在下向乳組合物中加入乳糖酶以形成混合物，和b.乾燥混合物以形成所述乳粉組合物，其中所述乾燥步驟發生在將乳糖酶加至乳組合物中的0. 1-60分鐘以內。製備包含5-70%乳糖和乳糖酶的乳粉組合物的方法，包括用以形成所述乳粉組合物的乳糖酶溶液與乳組合物共乾燥的步驟，其同樣構成本發明的一部分。第三方面，本發明提供了用於製備包含5-70%乳糖和乳糖酶的乳粉組合物的方法，其包括乳糖酶溶液噴霧在乳粉上得到所述乳粉組合物的步驟。通過本發明的任何方法可得到的乳粉也是其一部分。本發明還涉及根據權利要求1至8的任意項的方法用於穩定乳粉組合物中的乳糖酶的用途。另一方面，包含乳糖與乳糖酶的乳粉組合物同樣構成本發明的一部分，其中乳糖酶與乳粉顆粒是物理結合的。最後，本發明的一方面涉及根據權利要求10至13的乳粉組合物，其用於緩解哺乳動物中乳糖不耐受的症狀。附圖簡述

圖1顯示了由本發明的方法製備的粉末(上排)與將乳粉與乳糖酶粉末幹混製備的粉末(下排)相比，在55°C下貯存1周、55°C下貯存2周、65°C下貯存1周和65°C下貯存 2周時發生變棕色的情況。圖2比較了通過本發明的方法製備的粉末(溼混合物)與乳粉與乳糖酶粉末幹混製備的粉末(幹混物)在55°C下貯存2周與在65°C下貯存1周的乳糖酶貯存穩定性。發明詳述本發明涉及包含5-70%乳糖與乳糖酶的乳粉組合物的製備方法。乳糖量可以在 10-60%之間，優選在15-55%之間。第一方面，本方法包括在水存在下乳糖酶與乳組合物混合的第一步。「在水存在下」是指水可以作為乳糖酶的一部分存在，以例如乳糖酶溶液的形式和/或水作為乳組合物CN 的一部分，或可將水加至例如乾燥的乳糖酶和乳組合物中。因此，乳糖酶可以是水溶液，或可以是乾燥粉末的形式。相似地，乳組合物可選自液體組合物或乾燥組合物。優選地，乳組合物選自低脂乳、全乳、復配乳、乳粉、有麥芽糊精和/或植物油脂的乳粉、乳清粉、乳清組分、酪乳粉、發酵乳粉、含乳糖的乳製品或營養配方、奶油粉、加植物油脂和/或乳脂的乳制奶油、含乳糖或其任何混合物的健康保健或臨床保健配方。如果乳糖酶和乳組合物是乾燥形式的，那麼加水以形成混合物。優選地，混合物中的水量是30-95 %，更優選40-70 %。本發明中使用的術語「乳糖酶」可指一種特別的乳糖酶或不同乳糖酶的混合物。乳糖酶優選地選自米麴黴(Aspergillus oryzae)、黑麴黴(Aspergillus niger)、芽孢桿菌物種(Bacillus spp.)、大腸埃希菌(Escherichia coli)、脆壁酵母 (Saccharomyces fragilis)、乳酸酵母(Saccharomyces lactis)、克魯維酵母菌物種 (Kluyveromyces spp)乳糖酶或其任意混合物。更優選地，乳糖酶選自米麴黴乳糖酶或黑麴黴乳糖酶。乳糖酶優選在最適PH下具有高於10000單位/g的活性。這些酶可以名稱 「Lactase Amano「 (Amano Enzyme EuropeLimited, Chipping Norton, Oxfordshire, 0X7 5SR，英國)商購獲得。本發明中使用的乳糖酶優選在酸性或中性pH範圍中具有酶活性。當使用酶混合物時，可實現寬範圍PH的活性。在本發明中，酶優選未被包裹。因此，優選在本發明的乳粉組合物中以活性形式存在。技術人員可很容易地計算出與乳組合物混合的乳糖酶的量。選擇乳糖酶的量以確保乳糖完全水解成葡萄糖與半乳糖。一般地，乳糖酶存在於乳組合物中的量為0. 001-4%重量，優選0.01-2%重量，更優選0. 05-0. 5%重量(基於乾重)。這相當於更優選的乳糖酶活性 500-5000IU/100g 粉末。然後將乳糖酶與乳組合物在水存在下形成的混合物乾燥。乾燥可通過任何已知技術例如噴霧乾燥、冷凍乾燥、真空乾燥、輥壓乾燥等進行。乾燥步驟在從乳糖酶與乳組合物在水存在下混合的0. 1-120分鐘內、優選0. 1-60 分鐘內、更優選1至30分鐘內進行。混合與乾燥之間的時長是重要的，以確保不會發生存在於乳組合物中乳糖的水解，或使水解大大地減小。事實上，如果乳糖在乾燥前被水解，數個問題將阻礙乾燥過程，並製備出較差質量的產品。然後乾燥步驟得到了本發明的乳粉組合物。優選地，乳粉組合物具有1_9%、更優選2-7%、甚至更優選低於5%的水分含量。在實施方案中，對於非脂粉末水分含量低於 5%。非脂粉末是指具有低於2%脂肪含量的粉末。在另一個實施方案中，對於全脂粉末水分含量低於4%。全脂粉末是指脂肪含量大於5%、優選大於10%的粉末。根據本發明的用於製備包含5-70%乳糖與乳糖酶的乳粉的另一種方法包括乳糖酶溶液與乳組合物的共乾燥步驟。共乾燥是指乳糖酶溶液與乳組合物平行乾燥，並在乾燥機出口進行混合，得到其混合物。優選地，共乾燥通過共噴霧實施。
乳糖酶溶液可以是包含乳糖酶或乳糖酶如上描述的混合物的水溶液。在本發明的本方法中，乳糖酶溶液與乳組合物在乾燥前無相互作用，因此不會發生不利的水解反應。在本發明製備包含5-70%乳糖和乳糖酶的乳粉組合物的另外的方法中，乳糖酶溶液被噴霧乾燥至乳粉上，得到所述的乳粉組合物。在本方法中，乳糖酶溶液可以是包含乳糖酶的水溶液或如上所述的乳糖酶混合物。此外，在本方法中，因為乳糖酶與乳粉最終以乾燥的狀態相互作用，防止了乳糖的早期水解。本發明的方法優選在最高75°C、優選最高70°C下進行。這具有防止乳糖酶失活的優點。已發現通過使用這些方法，乳糖酶活性在貯存中保持良好。參見圖2，可見按照本發明的方法製備的乳粉(溼混)與通過幹混乳粉與乳糖酶粉的方法(幹混)製備的乳粉比較具有更好的乳糖酶活性穩定性。參見圖1，還可見到與幹混乳粉與乳糖酶粉的方法相比(幹混)，在本發明方法製備的產品(溼混)貯存時變棕色的問題被大大地降低了。本發明的方法得到的乳粉組合物也是本發明的一部分。它們包含5-70%量的乳糖和乳糖酶。乳糖的量可以在10-60%之間、優選在15-55%之間。乳糖的量與初始的乳組合物中的量相比基本上不變。因此，乳糖基本上未發生向葡萄糖或半乳糖的水解。乳粉中的乳糖酶的量以乾重計是0. 001-4 %重量，優選0. 01-2 %重量，更優選 0. 05-0. 5%重量。此外，乳粉組合物中的乳糖酶是活性形式。但是，因為乳粉組合物具有1-9%的水分含量，優選低於5%，僅當乳粉組合物一旦被復配時乳糖酶才作用於乳糖底物。這樣乳糖水解具有在復配和/或攝入期間原位發生的優點。與乳糖水解了的產品相比，由本發明的方法得到的乳粉組合物在降低營養損失方面、例如賴氨酸損失、或乳糖水解了的產品在製備與貯存期間所發生的蛋白降解方面有了相當大的改善。與腸包衣的酶相比的另一個優點例如是在復配即時發生水解，並且沒有衣層初始消化、釋放酶之前的延遲，並使其與乳糖底物相互作用。已發現本發明的方法對乳糖酶的穩定性有影響。因此，這些使乳粉組合物中的乳糖穩定的方法的用途也構成了本發明的一部分。乳糖在復配時可通過穩定組合物中的乳糖酶發生更有效的水解。此外，乳粉組合物在貯存時未經歷結餅。事實上已發現，與含乳糖酶的未水解產品相比，在含水解乳糖的產品中相同產品水分時可更迅速地發生結餅。此外，貯存時變棕色的問題由於穩定的乳糖酶可被避免(參見對比圖1)。根據另一方面，本發明涉及包含乳糖和乳糖酶的乳粉組合物，其中乳糖酶與乳粉顆粒物理結合。「物理結合」是指乳糖酶被加至產品骨架中。不希望受理論束縛，認為乳糖酶加至產品骨架中是本發明方法的結果，該方法可利用溼或半溼乳糖酶組合物。懷疑正是乳糖酶與乳粉顆粒之間的這種緊密的相互作用使乳糖酶穩定，因此使本發明的乳粉組合物貯存更易儲存。緊密的結合也使乳粉組合物在液體中復配時有效的水解。圖2顯示了幹混技術加入的乳糖酶與溼混技術相比較，在升高溫度下貯存後殘留的乳糖酶活性。清楚地顯示了溼混與幹混相比的優越性。乳粉組合物優選包含5-70%量的乳糖。乳糖量可以在10-60%之間，優選在 15-55%之間。乳糖酶的量優選為乳粉組合物的0. 001-4%重量，優選0. 01-2%重量，更優選0. 05-0. 5%重量(基於乾重)。本乳粉組合物可包含另外的成分，例如蛋白源、脂肪源、碳水化合物源、著色劑、礦物質、維生素、益生菌、益生元、為了健康益處的活性成分、化妝品營養補充劑等。本發明的乳粉組合物可用選自水、果汁、乳的任何液體復配。它們事實上被用於製備例如冰激凌、酸奶、奶昔、乳飲料、咖啡乳、甜點等的乳製品。本發明的乳粉組合物用於緩解哺乳動物中的乳糖不耐受症狀的用途也是本發明的一部分。「乳糖不耐受」不僅僅是指已證實的臨床乳糖不耐受，還指對乳糖較低的消化能力，其可能由於例如疾病、年齡等許多因素引起。優選地，哺乳動物是人。因此，乳粉組合物可用作乳或乳基飲料的替代品或乳糖不耐受哺乳動物的食品組合物。本發明進一步通過以下非限制性實施例進行說明。
實施例以下實施例顯示了本發明用於製備乳粉組合物的方法。實施例1稱取199. Sg的脫脂乳粉，在40_45°C下與300g純水合併15分鐘，然後冷卻至環境溫度。加入200mg乳糖酶(來自米麴黴，最低95000U/g，Enzyme Develpoment Corporation, 美國紐約)並混勻。混合物立即用BUchi Mini噴霧乾燥機B-290(參數入口溫度=145
出口溫度=72-75 °C，泵速=23-26%，抽氣=80%，真空度=-52mbar)噴霧乾燥。實施例2對500g全乳濃縮物(50%乾物質)和溶於IOg水中的1. 25g乳糖酶分別進行噴霧乾燥。按比例定量給料兩股物料流的兩個噴霧室，被分別裝入乳濃縮物和乳糖酶溶液，粉末在噴霧乾燥機中被乾燥。實施例3與實施例2相似地，將乳糖酶溶液噴至在乾燥器(位於噴霧乾燥塔後的乾燥設備) 之後的全乳噴霧乾燥粉末中。
權利要求
1.製備包含5-70%乳糖和乳糖酶的乳粉組合物的方法，其包含以下步驟a.在水存在下將乳糖酶與乳組合物混合，和b.乾燥混合物以形成所述乳粉組合物，其中所述乾燥步驟發生在水存在下將乳糖酶與乳組合物混合的0. 1至120分鐘以內。
2.製備包含5-70%乳糖和乳糖酶的乳粉組合物的方法，包括用以形成所述乳粉組合物的乳糖酶溶液與乳組合物共乾燥的步驟。
3.用於製備包含5-70%乳糖和乳糖酶的乳粉組合物的方法，其包括乳糖酶溶液噴霧在乳粉上得到所述乳粉組合物的步驟。
4.根據權利要求1至3的任意項的方法，其中所述的乳糖酶選自米麴黴、黑麴黴、芽孢桿菌物種、大腸埃希菌、脆壁酵母、乳酸酵母、克魯維酵母菌物種乳糖酶或其任意混合物。
5.根據權利要求1至4的任意項的方法，其中所述的乳組合物選自低脂乳、全乳、復配乳、有麥芽糊精和/或植物油脂的乳粉、乳清粉、乳清組分、酪乳粉、發酵乳粉、含乳糖的乳製品或營養配方、奶油粉、加植物油脂和/或乳脂的乳制奶油、含乳糖或其任何混合物的健康保健或臨床保健配方。
6.根據前述權利要求的任意項的方法，其中所述的乳粉組合物具有1_9%、優選2-7% 的水分含量。
7.根據前述權利要求的任意項的方法，其中方法步驟中的溫度為最高75°C、優選最高 70 "C。
8.根據權利要求1或2的方法，其中所述的乾燥可通過任何噴霧乾燥、冷凍乾燥、真空乾燥、輥壓乾燥進行。
9.根據權利要求1至8的任意項的方法用於穩定乳粉組合物中的乳糖酶的用途。
10.通過權利要求1至8的任意項的方法可獲得的乳粉組合物。
11.包含乳糖與乳糖酶的乳粉組合物，其中乳糖酶與乳粉顆粒是物理結合的。
12.根據權利要求11的乳粉組合物，其中所述的乳糖的量為5-70wt%。
13.根據權利要求11或12的乳粉組合物，其中基於乾重的乳糖酶的量為0.001-4% wt%，優選 0. 01-2% wt%,更優選 0. 05-0. 5% wt%。
14.根據權利要求10至13的乳粉組合物，其用於緩解哺乳動物中乳糖不耐受的症狀。
15.根據權利要求14的乳粉組合物，其中所述的哺乳動物是人。
全文摘要
本發明涉及包含乳糖酶的乳粉組合物和用於製備所述乳粉組合物的方法。已發現本方法使所述乳粉組合物中的乳糖酶穩定。另外涉及所述乳粉組合物在緩解哺乳動物胃腸道不耐受症狀中的用途。
文檔編號A23C9/12GK102458134SQ201080027597
公開日2012年5月16日 申請日期2010年6月17日 優先權日2009年6月23日
發明者C·尼德賴特, M·布勞恩 申請人:雀巢產品技術援助有限公司