Усовершенствованный способ получения молочной смеси с использованием статического смесителя
Иллюстрации
Показать всеИзобретение относится к способу получения композиции, содержащей липидный и белковый компоненты, имеющей в своем составе крупные липидные глобулы, предпочтительно покрытые полярными липидами, и к композициям, полученным таким образом. Способ получения композиции, представляющей собой детскую смесь первой или второй ступени или детское молочко третьей ступени, предусматривает получение водной фазы с содержанием сухих веществ от 10 до 60 вес.% от общего веса водной фазы, которая содержит, по меньшей мере, один белковый компонент, получение жидкой липидной фазы, которая содержит, по меньшей мере, один липид и смешивание липидной фазы с водной фазой в соотношении от 5 до 50% (вес./вес.) с использованием статического смесителя. При этом полученная композиция содержит в своем составе липидные глобулы. Причем липидные глобулы имеют взвешенный по объему модальный диаметр от 1 мкм до 15 мкм. Полученная вышеуказанным способом композиция содержит по меньшей мере 60 об. % указанных липидных глобул с диаметром от 2 до 12 мкм. Как вариант, композиция может представлять собой высушенную распылением композицию детской смеси первой или второй ступени или детское молочко третьей ступени. Изобретение позволяет за счет использования статического смесителя получить композицию с липидными глобулами контролируемого, воспроизводимого размера. 4 н. и 18 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл. 1 пр.
Реферат
Настоящее изобретение относится к способу получения композиции, содержащей липидный и белковый компоненты, имеющей в своем составе крупные липидные глобулы, предпочтительно покрытые полярными липидами, и к композициям, полученным таким образом. Необязательно композиция, содержащая липидный и белковый компоненты, является высушенной распылением. Полученные композиции предназначены для кормления младенцев и детей раннего возраста.
Детские смеси первой и второй ступени успешно используют для кормления младенцев в тех случаях, когда грудное вскармливание невозможно или менее желательно. Однако, композиции таких составов должны быть максимально приближены к грудному молоку, которое является предпочтительным способом кормления младенцев для обеспечения определенных потребностей в питательных веществах для быстрого роста и развития младенцев.
В натуральном необработанном молоке млекопитающих липиды присутствуют в основном в виде триглицеридов, содержащихся в эмульгированных глобулах со средним диаметром приблизительно 4 мкм. Эти глобулы окружены структурной мембраной, состоящей из фосфолипидов (от 0,2 до 1 вес.% от общего жира), гликолипидов, холестерина, ферментов, белков и гликопротеинов. Основная часть жирового компонента, используемого в детской смеси первой или второй ступени, имеет растительное происхождение. Использование значительной части жира коровьего молока менее желательно из-за более неблагоприятного жирнокислотного состава. Кроме того, длинноцепочечные полиненасыщенные жирные кислоты, полученные из микроорганизмов, рыбы и яиц, обычно добавляют для улучшения жирнокислотного состава.
В известных способах получения детских смесей первой и второй ступени жир или липидную фазу, содержащую липиды и жирорастворимые витамины, энергично смешивают с водной фазой, содержащей белки и углеводы, и смесь гомогенизируют под высоким давлением с использованием только обычного гомогенизатора высокого давления или в комбинации с насосом высокого давления. Таким образом, во время гомогенизации жировая фаза разделяется на более мелкие капли так, что она больше не отделяется от водной фазы, а собирается сверху, что называется сливками. Это осуществляется пропусканием смеси под высоким давлением через небольшое отверстие. Эта стадия гомогенизации приводит к получению стабильной эмульсии масло-в-воде, содержащей липидные глобулы с взвешенным по объему модальным диаметром от 0,1 до 0,5 мкм. За счет такого небольшого размера глобул, который приводит к увеличению площади поверхности липидной глобулы, относительно небольшое количество полярных липидов, таких как фосфолипиды, обычно присутствующих в таких композициях, где жир в основном имеет растительное происхождение, является недостаточным для обеспечения того, что распределение фосфолипидов соответствует необработанным липидным глобулам. Вместо этого возрастает количество белка, в частности казеина, покрывающего липидные глобулы.
Это отличается от структуры липидных глобул в необработанном или сыром молоке, таком как грудное молоко, где липидные глобулы крупнее, и липидные глобулы покрыты мембраной глобул молока, содержащей полярные липиды в более высоких количествах, чем вышеуказанная описанная обработанная ДМС (детская молочная смесь). Таким образом, получение крупных липидных глобул является желательным в целях получения детских смесей первой и второй ступени, которые более приближены к грудному молоку. Как также недавно было установлено, питательные композиции с жирами растительного происхождения, имеющие крупные липидные глобулы, обладают долгосрочной пользой для здоровья в отношении конституции и профилактики ожирения в более позднем возрасте. В патенте WO 2010/027258 раскрываются питательные композиции с жирами растительного происхождения, имеющие крупные липидные глобулы, которые получены применением стадии гомогенизации с использованием более низкого давления. В патенте WO 2010/027259 раскрываются питательные композиции с более крупными липидными глобулами, покрытыми полярными липидами, с использованием стадии гомогенизации при более низком давлении и более высоком количестве полярных липидов, в частности фосфолипидов, присутствующих до гомогенизации.
В патентах WO 2010/027258, WO 2010/027259, WO 2011/108918 и WO 2010/068105 раскрывается получение питательных композиций, включающее технологическую стадию смешивания водной фазы с масляной смесью с использованием смесителя периодического действия Ultra-Turrax T50. В смесительной камере смесителя периодического действия присутствуют условия смешивания гетерогенных фаз, которые приводят к широкому распределению липидных капель по размерам и образованию частично очень крупных липидных глобул. Кроме того, смешиваемые жидкие фазы подвергаются в смесителе периодического действия в течение длительного времени изменяющимся условиям перемешивания, тем самым усиливая выше установленные эффекты получения широкого распределения капель по размерам и образования очень мелких и очень крупных липидных глобул. За счет неоднородного перемешивания смеситель периодического действия невыгодно имеет более высокий риск получения крупных и мелких жировых глобул.
Патент WO 2005/051091 относится к липидному продукту, который имитирует липидную фазу грудного молока. Липидный продукт получают стадией гомогенизации с образованием по существу однородной дисперсии или эмульсии в подходящих условиях, которые включают температуру, давление и физическое воздействие.
Borel и др. (J of Parenteral and Enteral Nutrition (1994), 18, 534-543) раскрывает получение эмульсий для зондового питания с различными размерами капель и композиций для кормления крыс, в которых эмульсию липидной и водной фаз получают магнитным перемешиванием смеси с использованием магнитной мешалки и дальнейшей обработкой полученной эмульсии ультразвуком. Такой способ не подходит для более крупных масштабов и будет давать слишком большой разброс в размере глобул.
Таким образом, в большинстве из этих известных способов используют смесительные устройства высокого давления, в частности гомогенизаторы и/или насосы высокого давления. В способах, использующих гомогенизаторы, в основном необходимо двухступенчатое давление, которое приводит к производственному процессу, требующему больших капиталовложений. Кроме того, если низкие давления используются такими гомогенизаторами, которые специально предназначены для использования высоких давлений для обеспечения гомогенизации, то технологический процесс трудно контролировать стабильным образом, это означает, что процесс требует большого объема дополнительного контроля, который является трудоемким, отнимающим много времени, и который может привести к различным свойствам конечного продукта. Таким образом, используемое в промышленном масштабе оборудование имеет негабаритные размеры и низкую эффективность использования энергии. Это делает эти способы менее предпочтительными для рентабельного производства.
Следовательно, техническая задача, лежащая в основе изобретения, заключается в обеспечении способа получения композиции, содержащей липидный и белковый компоненты, имеющей в своем составе крупные липидные глобулы, предпочтительно покрытые полярными липидами, что позволяет получить указанную композицию без вышеприведенных недостатков.
Следовательно, техническая задача, лежащая в основе изобретения, также заключается в предоставлении композиций, содержащих липидный и белковый компоненты, которые преодолевают определенные выше недостатки, в частности имеют в своем составе липидные глобулы контролируемого, воспроизводимого размера.
Эти технические задачи решаются способами и продуктами согласно независимым пунктам формулы изобретения.
Таким образом, настоящее изобретение относится, в частности к способу получения композиции, содержащей липидный и белковый компоненты, которая представляет собой детскую смесь первой или второй ступени, или детское молочко третьей ступени, и имеет в своем составе липидные глобулы, включающему следующие стадии: а) получения водной фазы с содержанием сухих веществ от 10 до 60 вес.% от общего веса водной фазы, которая содержит, по меньшей мере, один белковый компонент, b) получения жидкой липидной фазы, которая содержит, по меньшей мере, один липид, и с) смешивание липидной фазы с водной фазой в соотношении от 5 до 50% (вес./вес.) с использованием статического смесителя для получения композиции, содержащей липидный и белковый компоненты, имеющей в своем составе липидные глобулы.
Предпочтительно, статический смеситель прикладывает низкое усилие сдвига. Неожиданно было обнаружено, что при использовании статического смесителя такие композиции можно получить при значительно лучшем контроле и воспроизводимости размера липидных капель. В предпочтительном варианте выполнения можно получить более узкое распределение размера. Преимущественно размер полученных липидных глобул является таким, что взвешенный по объему модальный диаметр составляет менее 20 мкм, предпочтительно менее 15 мкм, предпочтительно от 2 до 12 мкм, предпочтительно от 4 до 8 мкм. Кроме того, полученные липидные глобулы имеют взвешенный по объему модальный диаметр, по меньшей мере, 1 мкм, и/или представляют собой липидные глобулы, из которых, по меньшей мере, 60%, предпочтительно, по меньшей мере, 65%, предпочтительно, по меньшей мере, 70 об.% указанных липидных глобул имеют диаметр от 2 до 12 мкм, предпочтительно от 3 до 11 мкм, предпочтительно от 3 до 5 мкм. Кроме того, полученные липидные глобулы имеют взвешенный по объему модальный диаметр, 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 около 4 мкм. Наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 60%, предпочтительно, по меньшей мере, 65%, предпочтительно, по меньшей мере, 70%, более предпочтительно, по меньшей мере, 75% (по объему) липидных глобул имеют взвешенный по объему диаметр от 2 до 12 мкм. Применение статического смесителя является также экономически эффективным, в частности в отношении энергозатрат, в частности по сравнению с обычным гомогенизатором или поточным смесителем. Применение статического смесителя является также предпочтительным, поскольку можно эффективно смешивать вязкие смеси, такие как смеси с высоким общим содержанием сухих веществ (TS). Способ дополнительно имеет преимущества, что не требуется негабаритное оборудование, и энергия используется более эффективно. Не желая быть связанными теорией, настоящие полученные преимущества могут являться результатом низких усилий сдвига, испытываемых липидными каплями или глобулами композиции в течение способа получения по сравнению со стандартными процессами гомогенизации. Статические смесители обычно оказывают низкие усилия сдвига. Как правило, применение статического смесителя, даже при использовании с высокой проточной скоростью, вызывает более низкие усилия сдвига, чем обычная гомогенизация.
В частности и предпочтительно более низкие усилия сдвига применяют в течение способа получения, начиная с перемешивания водной и липидной фаз с использованием статического смесителя. Способ по изобретению характеризуется очень хорошей контролируемостью и воспроизводимостью. Предпочтительно высокие усилия сдвига не допускаются уже с момента, когда липидная фаза вводится в водную фазу, который может происходить до или во время смешивания. Настоящее описание, в частности способ по изобретению, приводит к получению липидных глобул, имеющих взвешенный по объему модальный диаметр более близкий к диаметру липидных глобул натурального грудного молоко, которые могут быть покрыты мембранами из полярных липидов, при необходимости, что приведет к дальнейшему сходству с липидными глобулами натурального молока. Таким образом, получаемая композиция, предпочтительно полученная способом по изобретению, более похожа на грудное молоко в отношении размера и структуры липидных глобул. Следовательно, применением способа по изобретению, использующего статический смеситель, предоставляется эмульсия, предпочтительно стабильная эмульсия масло-в-воде крупных липидных глобул, с улучшенными свойствами без необходимости (двухступенчатой) гомогенизации, обеспечивая как более рентабельное и удобное получение, так и предоставление улучшенных питательных композиций. Таким образом, способ по изобретению предпочтительно и преимущественно не предусматривает устройства гомогенизации высокого давления и/или потребляющие много энергии, в частности не использует сонификацию или (двухступенчатый) гомогенизатор, но вместо этого использует статический смеситель. Это представляет интерес, поскольку гомогенизаторы, обычно используемые для таких способов, прикладывают высокие усилия сдвига, такие как полученные в результате давления от 50 до 150 бар в обычных гомогенизаторах, тогда как статический смеситель, такой как используемый в способе, прикладывает только низкие усилия сдвига.
Динамическое высокое давление обычно используют в пищевой промышленности и иногда также называют клапаном высокого давления гомогенизации.
В предпочтительном варианте выполнения изобретения в способе не используют динамический гомогенизатор высокого давления или стадию динамической гомогенизации высокого давления.
В предпочтительном варианте выполнения изобретения в способе не используют одноступенчатый динамический гомогенизатор высокого давления или способ одноступенчатой динамической гомогенизации высокого давления. В предпочтительном варианте выполнения изобретения в способе не используют двухступенчатый динамический гомогенизатор высокого давления или способ двухступенчатой динамической гомогенизации высокого давления.
В контексте изобретения термин «способ по изобретению» предпочтительно относится к способу со стадиями способа а), b), c) и, если применяется, необязательной стадией предварительного смешивания после стадий способа а) и b) и до проведения стадии способа с), и, если применяется, необязательной стадией распылительной сушки.
Предпочтительно способ по изобретению состоит из стадий способа а), b) и с). Наиболее предпочтительно способ по изобретению состоит из стадии а), стадии b), предварительного смешивания жидкой липидной фазы с водной фазой и стадии с). Предпочтительно способ по изобретению состоит из стадии а), стадии b), предварительного смешивания жидкой липидной фазы с водной фазой, стадии с) и стадии распылительной сушки.
Способ по изобретению требует на стадии а) предоставление водной фазы с содержанием сухих веществ от 10 до 60 вес.%, предпочтительно от 15 до 55 вес.%, более предпочтительно от 20 до 50 вес.%, еще более предпочтительно от 25 до 50 вес.%, предпочтительно от 25 до 45 вес.%, наиболее предпочтительно от 30 до 50 вес.% от общего веса водной фазы), содержащая, по меньшей мере, один белковый компонент.
Кроме того, предпочтительно предоставить водную фазу с содержанием сухих веществ от 30 до 60 вес.%, предпочтительно от 35 до 50 вес.%, более предпочтительно от 40 до 50 вес.%.
В контексте изобретения термин «белковый компонент» относится в целом к белковому материалу, который включает белки, пептиды, свободные аминокислоты, но также композиции, содержащие белки, пептиды и/или свободные аминокислоты, то есть являющиеся источниками белка.
Источник белка, который подразумевает белковый компонент, предпочтительно выбирают таким образом, чтобы удовлетворить минимальные потребности младенца в содержании незаменимых аминокислот и обеспечить удовлетворительное развитие. Следовательно, предпочтительными являются белковые компоненты на основе белков коровьего молока, таких как сывороточный белок, казеин и их смеси, и белков на основе сои, картофеля или гороха. В случае если используют сывороточные белки, то белковый компонент предпочтительно основан на кислой сыворотке или сладкой сыворотке, изоляте сывороточного белка или их смесях, и может включать α-лактальбумин и β-лактоглобулин.
В предпочтительном варианте выполнения водная фаза также содержит, по меньшей мере, один дополнительный компонент, выбранный из группы, состоящей из перевариваемых углеводов, неперевариваемых углеводов, витаминов, в частности водорастворимых витаминов, микроэлементов и минеральных веществ, предпочтительно в соответствии с международными директивами для молочных смесей.
Для получения водной фазы, далее также называемого «смешиванием водной фазе», по меньшей мере, один белковый компонент и вышеописанные необязательные дополнительные компоненты смешивают в водной фазе, в частности водной среде, предпочтительно воде. Для этого, по меньшей мере, один белковый компонент, а также все другие необязательные компоненты могут находиться в сухом состоянии или присутствует в виде растворов или суспензий.
Таким образом, указанную водную фазу можно получить для указанной стадии предоставления смешиванием, по меньшей мере, одного белкового компонента и необязательных дополнительных компонентов в водной фазе, предпочтительно воде, с требуемым содержанием сухих веществ. В случае если предоставляется водная фаза, содержащая, по меньшей мере, один белковый компонент и необязательные дополнительные компоненты, имеющая более низкое содержание сухих веществ менее 40 вес.%, такое как 25 вес.%, то в предпочтительном варианте выполнения может быть предусмотрено концентрирование, предпочтительно упаривание, указанной водной фазы, предпочтительно с использованием выпарного аппарата, до стадии а) способа с получением требуемого содержания сухих веществ.
В предпочтительном варианте выполнения эту стадию упаривания проводят после необязательной высокотемпературной обработки (HHT). Предпочтительно стадию упаривания можно проводить на водной фазе или, в альтернативном варианте выполнения, на смеси водной и липидной фазы, предпочтительно после гомогенизации.
Предпочтительно после смешивания всех необходимых компонентов в водной фазе рН водной фазы доводят до 6,0-8,0, более предпочтительно до 6,5-7,5.
Необязательно водную фазу фильтруют подходящими средствами для предотвращения попадания посторонних включений, например, примесей или патогенных микроорганизмов, в способ.
Необязательно водную фазу пастеризуют или подвергают тепловой обработке сначала стадией предварительного нагревания, при котором водную фазу нагревают до температуры от 60°С до 100°С, предпочтительно от 70°С до 90°С, более предпочтительно до 85°С 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 предварительной стерилизации водной фазы.
В предпочтительном варианте выполнения, предпочтительно после нагревания, водную фазу предпочтительно подвергают высокотемпературной обработке (HHT), при которой ее нагревают до температуры выше 100°С, предпочтительно от 120°С до 130°С, наиболее предпочтительно до 124°С. Эту температуру предпочтительно поддерживают в течение от 1 до 4 секунд, более предпочтительно в течение 2 секунд.
Альтернативно можно применить другие подходящие методы пастеризации и стерилизации. Несколько методов пастеризации и стерилизации являются известными в данной области и пригодными для промышленного применения.
Предпочтительно ННТ проводят до необязательно проводимой стадии концентрирования, предпочтительно стадии упаривания.
В предпочтительном варианте выполнения изобретения ННТ проводят только на водной фазе. Соответственно, затем добавляют липидную фазу, что приводит к смешиванию и гомогенизации водной и липидной фаз. В другом варианте выполнения изобретения ННТ проводят на смеси водной и липидной фаз. Этот вариант выполнения позволяет обеспечить полученную масляную смесь.
Во время смешивания водной фазе используемые усилия сдвига не являются критическими. Таким образом, водную фазу можно смешивать с использованием высоких усилий сдвига.
На стадии b) способа по изобретению является предпочтительным предоставление жидкой липидной фазы, которая содержит, по меньшей мере, один липид, предпочтительно, по меньшей мере, один липид растительного происхождения. Присутствие липидов растительного происхождения преимущественно обеспечивает оптимальный жирнокислотный состав с высоким содержанием (поли)ненасыщенных жирных кислот и/или более похожий на жир грудного молока. Использование липидов только коровьего молока или других домашних млекопитающих, не обеспечивает в любом случае оптимальный жирнокислотный состав. В частности, такой менее оптимальный жирнокислотный состав, например, большое количество насыщенных жирных кислот, как известно, приводит к увеличению избыточного веса.
Предпочтительно часть жира, которая подразумевает липид, является молочным жиром, более предпочтительно безводным молочным жиром и/или топленым маслом. Имеющиеся на рынке липиды, предпочтительно липиды растительного происхождения, для использования в изобретении предпочтительно находятся в виде непрерывной масляной фазы. Полученная данным способом композиция предпочтительно содержит от 2,1 до 6,5 г липидов на 100 мл, более предпочтительно от 3,0 до 4,0 г на 100 мл, когда в жидкой форме, например, как готовая к употреблению жидкость, или, когда высушенная распылением, разведенная водой.
По сухому веществу, полученная данным способом композиция предпочтительно содержит от 10 до 50 вес.%, более предпочтительно от 12,5 до 45 вес.%, предпочтительно от 12,5 до 40 вес.%, еще более предпочтительно от 19 до 30 вес.% липидов.
Предпочтительно липидная фаза содержит от 30 до 100 вес.% липидов растительного происхождения от общего количества липидов, более предпочтительно от 50 до 100 вес.%. Предпочтительно липидная фаза содержит, по меньшей мере, 75 вес.%, более предпочтительно, по меньшей мере, 85 вес.%, триглицеридов от общего количества липидов.
Предпочтительно липидная фаза содержит дополнительные компоненты, такие как жирорастворимые витамины, предпочтительно в соответствии с международными директивами для молочных смесей.
Согласно изобретению липидная фаза предпочтительно является жидкой при температуре(ах), используемой в способе. Однако, если липидная фаза является твердой за счет своего состава, то ее предпочтительно нагревают до температуры выше температуры плавления, по меньшей мере, одного липида, предпочтительно липида растительного происхождения, содержащегося в липидной фазе. В особенно предпочтительном варианте выполнения изобретения липидную фазу нагревают до температуры выше температуры ее плавления, предпочтительно до температуры от 40°С до 80°С, предпочтительно от 50°С до 70°С, более предпочтительно от 55°С до 60°С, что приводит к жидкой липидной фазе. Наиболее предпочтительно липидную фазу нагревают до температуры, по меньшей мере, 40°С, предпочтительно, по меньшей мере, 45°С, более предпочтительно, по меньшей мере, 50°С, наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 55°C.
При необходимости липидную фазу предпочтительно фильтруют с использованием подходящих фильтрационных устройств до следующей стадии, предпочтительно стадии с), чтобы не допустить попадание посторонних включений, например примесей или патогенных микроорганизмов, в производственный процесс.
Липидные или жировые глобулы натурального грудного молока включают мембрану глобулы, которая содержит полярные липиды, в частности фосфолипиды. Таким образом, требуется предоставить молочную смесь, содержащую липидные глобулы, включающие мембрану или покрытие из полярных липидов, в частности фосфолипидов. Таким образом, в особенно предпочтительном варианте выполнения способа водная фаза, липидная фаза или водная и липидная фазы содержат полярные липиды, предпочтительно фосфолипиды, в частности содержат добавленные полярные липиды, предпочтительно фосфолипиды. Если полярные липиды, в частности фосфолипиды, являются относительно чистыми, предпочтительно не содержат значительных количеств других компонентов, предпочтительно являются чистыми, такими как соевый лецитин, то их предпочтительно добавляют в липидную фазу. В случае если полярные липиды, в частности фосфолипиды, являются нечистыми, предпочтительно относительно нечистыми, и, следовательно, содержат значительные количества других компонентов, которые являются нерастворимыми в жире или липидной фазе, например, когда они присутствуют в порошкообразной плазме пахты, то их предпочтительно добавляют в водную фазу. Наиболее предпочтительно полярные липиды, в частности фосфолипиды, содержатся в водной фазе.
В предпочтительном варианте выполнения изобретения полярные липиды уже содержатся в липидной фазе для использования согласно изобретению.
Кроме того, в предпочтительном варианте выполнения полярные липиды добавляют в водную или липидную фазы или обе фазы, предоставленные на стадиях а) или b) способа. Кроме того, в предпочтительном варианте полярные липиды можно также добавить в ходе стадии с) способа во время смешивания липидной и водной фаз.
Если полярные липиды присутствуют или в водной фазе, которая является предпочтительной, или липидной фазе, или в обеих фазах, то липидные глобулы предпочтительно становятся покрытыми полярными липидами.
Под «покрытым» или «покрытием» понимается, что внешний поверхностный слой липидной глобулы содержит полярные липиды, при этом полярные липиды практически отсутствуют в сердцевине липидной глобулы. Присутствие полярных липидов в виде покрытия или внешнего слоя липидной глобулы напоминает структуру липидных глобул грудного молока.
Полярные липиды предпочтительно также содержат фосфолипиды. Предпочтительно композиции содержат от 0,5 до 20 вес.% фосфолипидов от общего количества липидов, более предпочтительно от 0,5 до 10 вес.%, более предпочтительно от 1 до 10 вес.%, еще более предпочтительно от 2 до 10 вес.%, еще более предпочтительно от 3 до 8 вес.% фосфолипидов от общего количества липидов.
Предпочтительными источниками для предоставления фосфолипидов являются яичные липиды, молочный жир, жир пахты и жир плазмы масла, такой как жир бета сыворотки. Предпочтительным источником фосфолипидов, в частности ФХ (фосфатидилхолин), является соевый лецитин и/или подсолнечный лецитин. Композиции предпочтительно содержат фосфолипиды, полученные из молока. Предпочтительно композиции содержат фосфолипиды и гликосфинголипиды, полученные из молока.
Предпочтительно полярные липиды находятся на поверхности липидных глобул, что означает в виде покрытия или внешнего слоя после стадии смешивания с) способа. Это преимущественно также приводит к более стабильным липидным глобулам. Подходящим способом определения, находятся ли полярные липиды на поверхности липидных глобул, является лазерная сканирующая микроскопия.
Сопутствующее использование полярных липидов, полученных из молока домашних животных, и триглицеридов, полученных из липидов растительного происхождения, таким образом, позволяет получить покрытые липидные глобулы с покрытием, более похожим на грудное молоко, в то же время, обеспечивая оптимальный жирнокислотный состав. Подходящие имеющиеся на рынке источники для полярных липидов молока представляют собой порошки BAEF, SM2, SM3 и SM4 производства Corman, Salibra производства Glanbia и LacProdan MFGM-IO или PL20 производства Aria. Предпочтительно, по меньшей мере, 25 вес.%, более предпочтительно, по меньшей мере, 40 вес.%, наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 75 вес.% полярных липидов представляют собой полученные из молока полярные липиды.
Липидные глобулы, полученные данным способом, предпочтительно включают сердцевину и предпочтительно покрытие, при этом сердцевина содержит липид, предпочтительно липид растительного происхождения. Предпочтительно сердцевина содержит, по меньшей мере, 90 вес.% триглицеридов, более предпочтительно состоит из триглицеридов. Покрытие предпочтительно содержит полярные липиды, в частности фосфолипиды, при этом не все полярные липиды, из которых состоит композиция, должны содержаться в покрытии. Предпочтительно, по меньшей мере, 50 вес.%, более предпочтительно, по меньшей мере, 70 вес.%, еще более предпочтительно, по меньшей мере, 85 вес.%, наиболее предпочтительно более 95 вес.% полярных липидов, в частности фосфолипидов, присутствующих в композиции, содержатся в покрытии липидных глобул. Кроме того, не все липиды, предпочтительно липиды растительного происхождения, присутствующие в композиции, обязательно должны содержаться в сердцевине липидных глобул. Предпочтительно, по меньшей мере, 50 вес.%, более предпочтительно, по меньшей мере, 70 вес.%, еще более предпочтительно, по меньшей мере, 85 вес.%, еще более предпочтительно, по меньшей мере, 95 вес.%, наиболее предпочтительно более 98 вес.% липидов, предпочтительно липидов растительного происхождения, присутствующих в композиции, содержатся в сердцевине липидных глобул.
В предпочтительном варианте выполнения изобретения требуется жидкую липидную фазу, предоставленную на стадии b), предварительно смешивать с водной фазой, предоставленной на стадии а), до стадии смешивания с). Такая стадия предварительного смешивания предназначена для предоставления предварительной эмульсии. Стадию предварительного смешивания предпочтительно проводят при низком усилии сдвига, как определено здесь. Предпочтительно такую стадию предварительного смешивания проводят в предварительном смесителе, например, смесителе периодического действия, в частности пропеллерном смесителе. В еще одном предпочтительном варианте выполнения предварительное смешивание проводится во время введения липидной фазы в водную фазу без использования предварительного смесителя. Предпочтительно это осуществляется с использованием дозирующего насоса. В частности, дозирующий насос вводит или подает липидную фазу в водную фазу, таким образом, что в водной фазе создается турбулентность, которая приводит к предварительному смешиванию двух фаз с получением в результате грубой эмульсии. Предпочтительно, дозирующий насос прикладывает низкое давление, в частности давление ниже, чем перепад давления, приложенный статическим смесителем.
Преимущественно предварительное смешение обеспечивает, что обе, водная фаза и жидкая липидная фаза, подаются в необходимых количествах в статический смеситель. Поскольку полученные липидные капли являются все еще слишком большими, то стабильная эмульсия не образуется во время предварительного смешивания.
В предпочтительном варианте выполнения водную фазу, жидкую липидную фазу или наиболее предпочтительно обе фазы до стадии предварительного смешивания нагревают до температуры от 40°С до 90°С, предпочтительно от 50°С до 80°С, предпочтительно до 70°С.
В предпочтительном варианте выполнения изобретения жидкая липидная фаза подается в водную фазу при низком давлении, предпочтительно не более 10 бар, более предпочтительно не более 8 бар.
Настоящее изобретение в предпочтительном способе требует использовать статический смеситель на стадии способа с), который предпочтительно прикладывает низкое усилие сдвига. Однако в особенно предпочтительном варианте выполнения дополнительно требуется использовать такое же усилие сдвига, предпочтительно низкое усилия сдвига, также на стадиях способа, относящихся к предоставленной жидкой липидной фазе на стадии b), а именно к обработке указанной предоставленной жидкой липидной фазы при низком усилие сдвига, в частности к подаче жидкой липидной фазы, предоставленной на стадии b), при низком усилие сдвига в водную фазу до или во время смешивания. Вследствие этого, жидкую липидную фазу, полученную на стадии b), во время ее обработки в способе предпочтительно никогда не подвергают более высоким усилиям сдвига.
Стадия с) способа по изобретению требует смешивания липидной фазы с водной фазой. Предпочтительно смешивание проводят в соотношении от 5 до 50% (вес./вес.), предпочтительно от 10 до 40% (вес./вес.), более предпочтительно от 15 до 30% (вес./вес.) липидной к водной фазе.
В случае если до стадии с) применяют стадию предварительного смешивания, то смешивание проводят в соотношении от 5 до 50% (вес./вес.), предпочтительно от 10 до 40% (вес./вес.), более предпочтительно от 15 до 30% (вес./вес.) липидной к водной фазе.
В контексте изобретения соотношение, например, от 5 до 50% относится к соотношению от 5 частей липидной:95 частей водной фазы до 50 частей липидной:50 частей водной фазы.
Температура во время смешивания, то есть на стадии с) способа, предпочтительно составляет от 40°С до 90°С, предпочтительно от 50°С до 80°С, наиболее предпочтительно 70°С.
В контексте изобретения термин «статический смеситель» относится к устройству для смешивания, в частности в непрерывном режиме, по меньшей мере, двух жидких материалов, в частности водной фазы и жидкой липидной фазы, в частности относится к смесителю, который включает корпус, входное отверстие, выходное отверстие и, по меньшей мере, один неподвижный элемент смесителя, при этом корпус имеет конфигурацию и сконструирован таким образом, чтобы по существу заставить все, предпочтительно все, жидкости смешиваться вдоль, по меньшей мере, одного неподвижного элемента смесителя. Корпус и, по меньшей мере, один элемент смесителя сконструированы таким образом, чтобы позволить потоку жидкости, проходящему через смеситель, быть смешанным неподвижными элементами смесителя.
Таким образом, в изобретении предпочтительно требуется использовать статический смеситель, который имеет конфигурацию и функционирует таким образом, чтобы достичь требуемого распределения частиц по размерам, в частности, таким образом, чтобы достичь перепада давления во время стадии смешивания с) от 0,5 до 30 бар, предпочтительно от 1 до 15 бар, предпочтительно от 2 до 12 бар, предпочтительно от 2 до 10 бар, предпочтительно от 2 до 5 бар, предпочтительно от 3 до 5 бар. Указанный перепад давления определяется как разность давления, установленного при входном отверстии корпуса статического смесителя и выходном отверстии корпуса статического смесителя. Специалист в данной области может легко определить конфигурацию и комплектацию статического смесителя, например длину и диаметр элементов смесителя для достижения требуемого перепада давления.
В контексте изобретения конфигурация указанного статического смесителя предпочтительно определяется размером и формой корпуса и размером и формой, по меньшей мере, одного элемента смесителя, находящегося в нем. В контексте изобретения условиями функционирования, используемыми в статическом смесителе, являются предпочтительно давление, приложенное на входном отверстии статического смесителя, расход потока и скорость композиции, пропускаемой через статический смеситель.
В предпочтительном варианте выполнения статический смеситель функционирует с расходом потока от 1,5 до 8 л/мин, предпочтительно от 2 до 7 л/мин, предпочтительно от 2 до 6 л/мин, предпочтительно от 5 до 7 л/мин, предпочтительно от 4 до 6 л/мин.
В предпочтительном варианте выполнения статический смеситель функционирует со скоростью от 0,3 до 2,5 м/с, предпочтительно от 0,5 до 2 м/с, предпочтительно от 0,5 до 1,5 м/с.
В предпочтительном варианте выполнения изобретения липидная фаза смешивается с водной фазой на стадии с) способа, предпочтительно в кольцевом цилиндрическом статическом смесителе с диаметром от 2 до 10 мм, предпочтительно от 3 до 7 мм, предпочтительно 4 мм, с расходом потока от 1,5 л/мин до 8 л/мин, предпочтительно от 2,0 л/мин до 7 л/мин, наиболее предпочтительно от 5 л/мин до 7 л/мин или от 4 л/мин до 6 л/мин.
Предпочтительно статический смеситель, использующий указанный расход потока, имеет корпус с диаметром от 2 до 10 мм, предпочтительно от 3 до 7 мм, предпочтительно 4 мм, и длину от 80 до 150 мм, предпочтительно от 90 до 110 мм, в частности 100 мм.
В предпочтительном варианте выполнения скорость потока композиции в статическом смесителе составляет от 5 до 40 м/с, предпочтительно от 10 до 30 м/с, предпочтительно от 10 до 20 м/с.
В предпочтительном варианте выполнения изобретения давление, приложенное на входном отверстии статического смесителя, составляет от 2 до 30 бар,