营养组合物和药物组合物的蛋白质包封的制作方法

1.本公开广泛地涉及适用于营养应用和药物应用的包封组合物以及用于保护包封组合物中的疏水材料免于氧化和氧化降解的方法。


背景技术：

2.众所周知，多种疏水生物活性化合物诸如长链多不饱和脂肪酸(“lcpufa”)、类胡萝卜素、水不溶性维生素、酚类化合物、香料和芳香组分提供了多种健康益处。特别是，lcpufa是人类饮食的重要营养组分，并且许多人未能摄入足量的这些必需脂肪酸，特别是ω-3脂肪酸，如二十碳五烯酸(epa)和二十二碳六烯酸(dha)。大量研究发现，ω-3脂肪酸在心脏、脑和眼睛健康方面发挥着重要作用，并且其膳食摄入量与改善心血管功能和减少各种炎症相关疾病密切相关。例如，最近的一项研究表明，epa和dha可以具有降低运动过程中心率和耗氧量的能力，因此有助于增强运动员的身心表现(people等人,journal of cardiovascular pharmacology,2008,52:540-547)。由于其重要的营养作用，包含ω-3脂肪酸的组合物在营养补充和作为药剂方面都很重要。
3.因此，将ω-3脂肪酸(例如鱼油、藻油和一些植物种子油)引入食品中以促进公众健康的趋势越来越大。然而，由于这些脂肪酸在暴露于氧气、高温或光照下容易氧化或降解(在食品生产和储存过程中经常发生)，因此成功地用ω-3脂肪酸强化产品同时保持ω-3脂肪酸的稳定性和活性具有挑战性。ω-3脂肪酸的氧化和/或降解会产生不希望的氧化分解产物，这些产物可能会对制剂的感官特性或生理特性产生不利影响。因此，生产、运输和储存这些功能性食品具有挑战性。
4.通过微包封(microencapsulation)技术生物活性化合物可以被包裹在物理保护壳材料中，该微包封技术已成功地用于保护ω-3脂肪酸免于氧化和降解。喷雾干燥是生产微包封粉末最广泛使用的技术。通常，含有富含ω-3的油的喷雾干燥的微包封粉末具有约30％(w/w)的油载量和约1％(w/w)的表面游离脂肪含量。由于美拉德反应产物(mrp)的优异功能特性，已生产出油载量高达48
±
2％同时保持约1％(w/w)的表面游离脂肪含量的含ω-3油的微包封粉末；然而，这样的产品的诱导期(包封的油开始氧化前的小时数)通常仅50个小时。
5.需要开发能够改善疏水化合物，尤其是ω-3油的氧化稳定性的包封和递送系统。
6.公开内容
7.本公开基于发明人的出乎意料的发现，使用包含一种或多种改性蛋白质和/或肽的包封剂，其中改性蛋白质和/或肽通过使起始蛋白质经受高剪切过程从起始蛋白质获得，可以提供具有尤其高的氧化稳定性和特别低的表面游离脂肪含量(即高的油包封效率)二者的包含疏水材料的组合物。在具体的实施方案中，一种或多种改性蛋白质和/或肽通过使起始蛋白质经受高剪切过程从起始蛋白质获得的，使得改性蛋白质和/或肽的平均粒度相对于起始蛋白质减小。在具体的实施方案中，改性蛋白质和/或肽的平均粒度为起始蛋白质的平均粒度的约70％或更小，例如为起始蛋白质的平均粒度的约65％或更小。在一些实施
方案中，将一种或多种改性蛋白质和/或肽用于本公开的组合物或方法中，其中一种或多种改性蛋白质获得自一种或多种相应的起始蛋白质。
8.本公开的第一方面提供了包含一种或多种疏水材料的微包封组合物，其中所述包封剂包含一种或多种改性蛋白质和/或肽，并且其中所述改性蛋白质和/或肽通过使起始蛋白质经受高剪切过程从起始蛋白质获得，使得改性蛋白质和/或肽的平均粒度相对于起始蛋白质减小。在优选的实施方案中，改性蛋白质和/或肽的平均粒度为起始蛋白质平均粒度的约70％或更小，例如为起始蛋白质平均粒度的约65％或更小。
9.根据一些优选的实施方案，微包封组合物具有小于约1.8％、例如小于约1％、例如小于约0.8％的表面游离脂肪含量。
10.根据一些实施方案，高剪切过程在碱性ph，例如约8的ph下进行。在一些实施方案中，高剪切过程包括使起始蛋白质经受约20mpa至约300mpa的压力。在一些实施方案中，高剪切过程是均化过程。在一些实施方案中，高剪切过程是微流化过程。
11.根据一些实施方案，一种或多种改性蛋白质和/或肽是蛋白质成分的形式。根据一些实施方案，改性蛋白质是改性乳清蛋白。
12.根据一些实施方案，包封剂还包含一种或多种碳水化合物，例如葡萄糖浆和右旋糖一水合物，或其组合。
13.根据一些实施方案，基于组合物的总重量，一种或多种改性蛋白质和/或肽以约3％w/w至约25％w/w存在。
14.根据一些实施方案，包封剂的改性蛋白质组分与包封剂的碳水化合物组分的比率在约1:10至1:1的范围内。
15.根据一些实施方案，疏水材料是食用油。在一些实施方案中，疏水材料包含一种或多种长链多不饱和脂肪酸(lcpufa)。在一些实施方案中，lcpufa包含ω-3脂肪酸和/或ω-6脂肪酸。在一些实施方案中，lcpufa以甘油三酯形式存在。在一些实施方案中，lcpufa存在于一种或多种含lcpufa的油中；在一些实施方案中，一种或多种油包含鱼油。在一些这样的实施方案中，鱼油是金枪鱼油。
16.根据一些实施方案，所述组合物还包含至少一种维生素c源。
17.在一些实施方案中，组合物是水包油乳剂的形式。在一些实施方案中，组合物是喷雾干燥粉末的形式。
18.根据第二方面，本公开提供了一种用于保护疏水材料免于氧化降解的方法，包括：
19.使起始蛋白质经受高剪切过程以产生一种或多种改性蛋白质和/或肽，使得一种或多种改性蛋白质和/或肽的平均粒度相对于起始蛋白质减小；和
20.用包含一种或多种改性蛋白质和/或肽的包封剂包封一种或多种疏水材料。
21.根据第三方面，本公开提供了一种用于改善疏水材料的氧化稳定性的方法，包括：
22.使起始蛋白质经受高剪切过程以产生一种或多种改性蛋白质和/或肽，使得一种或多种改性蛋白质和/或肽的平均粒度相对于起始蛋白质减小；和
23.用包含一种或多种改性蛋白质和/或肽的包封剂包封一种或多种疏水材料。
24.根据第四方面，本公开提供了一种用于减少包含由包封剂包封的一种或多种疏水材料的微包封组合物的表面游离脂肪的方法，包括使一种或多种起始蛋白质和/或肽经受高剪切过程以产生一种或多种改性蛋白质和/或肽，使得一种或多种改性蛋白质和/或肽的
平均粒度相对于一种或多种起始蛋白质和/或肽减小；和用包含一种或多种改性蛋白质和/或肽的包封剂包封一种或多种疏水材料。
25.在根据第二、第三或第四方面的方法的一些实施方案中，一种或多种改性蛋白质和/或肽的平均粒度为起始蛋白质的平均粒度的约70％或更小，例如约65％或更小。
26.在一些实施方案中，高剪切过程在碱性ph下，例如在约8的ph下进行。
27.在一些实施方案中，疏水材料包含一种或多种lcpufa，例如以甘油三酯形式。
28.根据第五方面，本公开提供了一种包含疏水材料的稳定乳剂，其中所述乳剂还包含一种或多种改性蛋白质和/或肽，并且其中所述一种或多种改性蛋白质和/或肽通过使起始蛋白质经受高剪切过程从起始蛋白质获得，使得一种或多种改性蛋白质和/或肽的平均粒度相对于起始蛋白质减小。
29.在一些实施方案中，一种或多种改性蛋白质和/或肽的平均粒度为起始蛋白质的平均粒度的约70％或更小，例如约65％或更小。
30.在一些实施方案中，高剪切过程在碱性ph下，例如在约8的ph下进行。
31.在一些实施方案中，疏水材料包含一种或多种lcpufa，例如以甘油三酯形式。
32.根据第六方面，本公开提供了一种组合物，包含疏水材料和一种或多种改性蛋白质和/或肽，其中所述一种或多种改性蛋白质和/或肽通过使起始蛋白质经受高剪切过程从起始蛋白质获得，使得一种或多种改性蛋白质和/或肽的平均粒度相对于起始蛋白质减小。
附图说明
33.本文参考以下附图仅通过非限制性实例的方式描述本公开的示例性实施方案。
34.图1.具有1.0％w/w uwpi和mwpi(天然溶液和ph 8溶液)的玉米油的界面张力。
35.图2.示出了制备基于未改性乳清分离蛋白的微包封粉末(uwpi粉末)和基于改性乳清分离蛋白的微包封粉末(mwpi粉末)的方法的示意图。
36.图3.示出了与用美拉德反应产物(mrp)包封的含ω-3油的微囊粉末相比，含ω-3油的微包封uwpi和mwp粉末的oxipres分析结果的图。
37.图4.4周快速暴露期间微包封uwpi和mwpi粉末的总体质量。
38.图5.4周快速暴露期间微包封uwpi和mwpi粉末的腐臭气味和味道以及海洋气味和味道。
具体实施方式
39.在整个本说明书中，除非上下文另有要求，否则词语“包含(comprise)”或诸如“包括(comprises)”或“含有(comprising)”的变体将被理解为暗示包含指出的步骤或元素或整数或者步骤或元素或整数的组，但不排除任何其他步骤或元素或整数或者元素或整数的组。因此，在本说明书的上下文中，术语“包含”意味着“主要包含，但未必仅包含”。
40.在本说明书的上下文中，术语“约”被理解为是指本领域技术人员认为在实现相同功能或结果的情况下等同于列举的值的数字范围。
41.在本说明书的上下文中，术语("a"和"an")是指一个或多于一个(即，至少一个)的该冠词的语法对象。例如，“元素(an element)”是指一个元素或多于一个元素。
42.术语“蛋白质”是指由通过肽键连接在一起的氨基酸构成的聚合物。术语“肽”也可
用于指代这样的聚合物，尽管在一些情况下肽可以比蛋白质更短(即由更少的氨基酸残基构成)。术语“蛋白质”和“肽”在本文中可以互换使用。
43.如本文所用，与疏水材料和化合物(例如lcpufa)相关的术语“氧化稳定性”意指疏水材料(例如lcpufa或含lcpufa的油)在氧气存在下的稳定性以及对氧化或氧化降解的抵抗力。因此，更高的氧化稳定性表明对氧化和氧化降解的更强抵抗力。通常，提及由根据本公开的包封导致的改善的氧化稳定性是指相对于在不存在根据本公开的包封剂或在存在替代的包封剂的情况下观察到的氧化稳定性的改善。
44.根据本公开的实施方案，改性乳清蛋白用作包含金枪鱼油的微包封组合物中的包封剂。通过高剪切过程对乳清分离蛋白的改性导致其平均粒度减小，这被认为是由于水溶性蛋白质聚集体的分离。特别是，在天然ph和碱性ph(ph 8)下，改性蛋白质的平均粒度为起始蛋白质的约51％。
45.这种改性蛋白质被用作关键的包封剂组分，以提供喷雾干燥的微包封粉末，以高水平的总油载量(》45％总油载量(w/w)(金枪鱼油)，特别是约49％)以及低于1.5
±
0.1％(1.3
±
0.5％和在ph 8下，甚至更低的0.6
±
0.1％的表面游离脂肪含量)的低表面游离脂肪含量稳定ω-3油。所得微包封粉末还表现出非常高的氧化稳定性，诱导期远远超过100小时，在4周的快速暴露期具有可接受的初级和次级氧化特性(包括过氧化值、对茴香胺值、总体质量以及腐臭气味和海洋气味)。本文公开的改性过程可应用于一系列蛋白质，以提供可用于延长各种敏感疏水化合物的保质期的微包封系统，这些疏水化合物包括ω-3油、类胡萝卜素、水不溶性维生素、酚类化合物、香料和芳香组分。
46.因此，本公开的特定实施方案提供了包含一种或多种疏水材料的微包封组合物，其中包封剂包含改性蛋白质和/或肽，并且其中所述改性蛋白质和/或肽通过使起始蛋白质经受高剪切过程从起始蛋白质获得，使得改性蛋白质和/或肽的平均粒度相对于起始蛋白质减小。
47.还提供了方法和组合物，其中改性蛋白质或肽用于包封一种或多种疏水材料，以保护一种或多种疏水材料免于氧化或氧化降解。免于氧化或氧化降解可以通过本领域技术人员熟知的任何合适的方法来确定。
48.本公开的微包封组合物可以是例如乳剂的形式或可以是固体形式。乳剂可以包括水包油乳剂。固体形式可以是粉末。粉末可以通过例如乳剂的喷雾干燥获得。在一个实施方案中，组合物是自由流动的粉末。粉末可具有约10μm至1000μm、或约50μm至800μm、或约100μm至300μm的平均粒度。在替代实施方案中，组合物可以是颗粒形式。
49.本公开的组合物通过微包封产生，其中所述包封剂包含改性蛋白质和/或肽或由其组成。“改性蛋白质”或“改性肽”通过使起始蛋白质或肽经受高剪切过程从起始蛋白质获得，使得改性蛋白质或肽的平均粒度相对于起始蛋白质减小。在一些实施方案中，将一种或多种改性蛋白质用于本公开的组合物或方法中，其中一种或多种改性蛋白质和/或肽分别从一种或多种起始蛋白质获得。
50.本说明书中提及的“蛋白质”可以指起始蛋白质、改性蛋白质或两者，如通过相关上下文将容易理解的。
51.高剪切过程可用于改变蛋白质的一种或多种性质，例如其粒度、溶解度、起泡、胶凝和/或乳化性质。用这样的蛋白质的水溶液和脂肪形成的乳剂的脂肪球尺寸也可以减小，
并且与油的界面张力也可以减小，特别是当改性蛋白质经受高剪切过程并在碱性ph、例如约8的ph的水溶液中使用时。可以使用任何合适的高剪切过程来对蛋白质改性，并且本领域技术人员将熟悉各种高剪切过程。
52.在一些实施方案中，高剪切过程是均化过程。在一些示例性实施方案中，均化过程可以是高压均化过程，其中迫使蛋白质以高速流过狭窄间隙。在一些实施方案中，均化过程是微流化。微流化过程使用高剪切速率和均匀的加工压力，并有利地提供一致的纳米级粒度和窄粒度分布。示例性微流化装置可从美国的微流体国际公司(microfluidics international corporation)获得。在一些示例性实施方案中，均化过程可以是超声压力均化过程，其中在介质中产生声压波以引起均化。在一些实施方案中，均化过程可以是机械均化过程，例如使用转子-定子均化器(例如具有多级)，或叶片型均化器。本领域技术人员将理解，本公开的范围不受任何特定均化过程的限制。
53.在一些实施方案中，高剪切过程包括多次通过高剪切布置。例如，在使用高压均化过程的实施方案中，物质可以经历多次通过狭窄间隙以实现所需的均化。例如，高剪切过程可以包括1、2、3、4、5、6、7、8、9、10次或更多次的通过。
54.在一些实施方案中，高剪切过程包括使起始蛋白质经受约20mpa至约300mpa，例如约50mpa至约300mpa，例如约100mpa至约300mpa，例如约100mpa至约250mpa，例如约100mpa至约200mpa，例如约125mpa至约175mpa，例如约150mpa，或替代地，约125mpa至约300mpa，例如约150mpa至约300mpa，例如约175mpa至约300mpa，例如约200mpa至约300mpa，例如约225mpa至约300mpa，例如约250mpa至300mpa的压力。
55.在一些特定实施方案中，高剪切过程包括均化过程，均化包括使起始蛋白质经受约20mpa至约300mpa，例如约50mpa至约300mpa，例如约100mpa至约300mpa，例如约100mpa至约250mpa，例如约100mpa至约200mpa，例如约125mpa至约175mpa，例如约150mpa，或替代地，约125mpa至约300mpa，例如约150mpa至约300mpa，例如约175mpa至约300mpa，例如约200mpa至约300mpa，例如约225mpa至约300mpa，例如约250mpa至300mpa的压力。
56.在一些特定实施方案中，高剪切过程包括均化过程，均化包括使起始蛋白质经受约20mpa至约300mpa，例如约50mpa至约300mpa，例如约100mpa至约300mpa，例如约100mpa至约250mpa，例如约100mpa至约200mpa，例如约125mpa至约175mpa，例如约150mpa，或替代地，约125mpa至约300mpa，例如约150mpa至约300mpa，例如约175mpa至约300mpa，例如约200mpa至约300mpa，例如约225mpa至约300mpa，例如约250mpa至300mpa的压力用于1、2、3、4、5、6、7、8、9、10次或更多次的通过。
57.在一些特定实施方案中，高剪切过程在碱性环境中，例如在碱性水溶液进行，例如使蛋白质在约8的ph的水溶液中经受高剪切过程。
58.使起始蛋白质经受高剪切过程可用于提供改性蛋白质或肽，其相对于起始蛋白质具有减小的平均粒度。特别地，改性蛋白质或肽的平均粒度可以是起始蛋白质的平均粒度的约70％或更小，例如起始蛋白质的平均粒度的约65％或更小。在一些实施方案中，改性蛋白质或肽的平均粒度可以是起始蛋白质的平均粒度的约60％或更小，例如起始蛋白质的平均粒度的约55％或更小。可以通过本领域技术人员容易获得的任何合适方法容易地确定蛋白质平均粒度的减小。可用于确定起始蛋白质和改性蛋白质或肽的平均粒度并因此确定是否发生减小的一种特定方法是使用动态光散射原理，例如通过使用malvern zetasizer
(malvern panalytical)。
59.本公开的范围不应受任何特定蛋白质的限制。在本公开的组合物和方法中可以使用任何合适的起始蛋白质和改性蛋白质或肽。蛋白质可以是例如从天然来源(如细胞或组织源)获得的蛋白质成分的形式。细胞或组织源可获自任何合适的源，例如动物或植物源。在示例性的实施方案中，蛋白质是乳清分离蛋白；起始蛋白质是未改性乳清分离蛋白并且改性蛋白质是改性乳清分离蛋白。在另一个示例性实施方案中，蛋白质是乳清浓缩蛋白；起始蛋白质是未改性乳清浓缩蛋白并且改性蛋白质是改性乳清浓缩蛋白。在其它实施方案中，蛋白质可以来源于植物源，并且可以包括例如豌豆或大豆来源的蛋白质或豌豆分离蛋白或大豆分离蛋白。
60.可以根据本公开使用任何合适分子量的蛋白质。例如，起始蛋白质和/或改性蛋白质或肽可以具有约500da至约150kda范围内的分子量。例如，蛋白质可以具有最高达约500da、1kda、2kda、3kda、4kda、5kda、10kda、15kda、20kda、25kda、30kda、35kda、40kda、45kda、50kda、55kda、60kda、65kda、70kda、75kda、80kda、85kda、90kda、95kda、100kda、105kda、110kda、115kda、120kda、125kda、130kda、135kda、140kda、145kda或最高达约150kda的分子量。
61.可以根据本公开使用任何合适分子大小的蛋白质。例如，起始蛋白质和/或改性蛋白质或肽可以具有约0.5nm至约5nm范围内的颗粒半径。例如，蛋白质可以具有以下颗粒半径：约0.5nm、0.6nm、0.7nm、0.8nm、0.9nm、1.0nm、1.1nm、1.2nm、1.3nm、1.4nm、1.5nm、1.6nm、1.7nm、1.8nm、1.9nm、2.0nm、2.1nm、2.2nm、2.3nm、2.4nm、2.5nm、2.6nm、2.7nm、2.8nm、2.9nm、3.0nm、3.1nm、3.2nm、3.3nm、3.4nm、3.5nm、3.6nm、3.7nm、3.8nm、3.9nm、4.0nm、4.1nm、4.2nm、4.3nm、4.4nm、4.5nm、4.6nm、4.7nm、4.8nm、4.9nm或约5.0nm。
62.可以在制备乳剂或组合物的任何阶段将改性蛋白质和/或肽引入乳剂或组合物中，从而形成均匀的水分散体或浆液。本领域技术人员将能够优化待引入的蛋白质和/或肽的量和分子量，而无需过度负担或实验。在一些优选的实施方案中，蛋白质和/或肽的分子量可以足够低以促进微包封，而所述蛋白质和/或肽的量可以足够提供作为包封剂的有效保护。在水包油乳剂的情况下，也可以控制粘度。如果粘度太高，可能会阻碍喷雾干燥。确定合适的蛋白质含量和合适的粘度完全在技术人员的能力范围内。
63.在示例性实施方案中，改性蛋白质和/或肽可以以基于组合物的总重量的约3％(w/w)至约30％(w/w)或基于组合物的总重量的约3％(w/w)至约25％(w/w)存在。在水包油乳剂的情况下，这意味着基于水相加油相的总重量的约3％(w/w)至约30％(w/w)或约3％(w/w)至约25％(w/w)。例如，基于组合物的总重量，蛋白质和/或肽可以以约3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％或30％w/w存在。
64.在本文描述的特定实施方案中，包封剂包含除了改性蛋白质和/或肽之外的化合物、物质或部分。例如，包封剂可以包含改性蛋白质与一种或多种多糖或碳水化合物组分的组合。例如，具有还原糖官能团的碳水化合物可以与蛋白质反应。右旋糖(包括右旋糖一水合物)、葡萄糖、乳糖、蔗糖、寡糖和干葡萄糖浆。在另一个实施方案中，在一些制剂中可以将多糖、高甲氧基果胶或角叉菜胶添加到蛋白质-碳水化合物混合物中。需要注意蛋白质和碳水化合物的反应，以确保条件不会导致蛋白质的广泛胶凝或凝结，因为这将使蛋白质无法
形成良好的膜。
65.在一个示例性实施方案中，可以通过将包封剂的多糖或碳水化合物组分溶解在包含改性蛋白质的水相中来制备本公开的组合物，任选地使用高剪切混合器。然后可将混合物加热至约50℃至80℃的温度，此后如果需要可添加一种或多种抗氧化剂。疏水材料可以在线添加到在高剪切混合器中通过的水性混合物中以形成粗乳剂。然后可以使粗乳剂通过均化。如果需要制备粉状产品，可以在约180℃的入口温度和80℃的出口温度下对乳剂进行加压和喷雾干燥。
66.举例来说，合适的多糖和碳水化合物组分可以包括麦芽糖糊精、右旋糖(包括右旋糖一水合物)、葡萄糖、乳糖、蔗糖、寡糖和干葡萄糖浆，或其一种或多种的组合。在另一个实施方案中，可以将多糖、高甲氧基果胶或角叉菜胶添加到一些制剂中的蛋白质-碳水化合物混合物中。需要注意蛋白质和碳水化合物的反应，以确保条件不会导致蛋白质的广泛胶凝或凝结，因为这将使蛋白质无法形成良好的膜。包封剂的改性蛋白质与多糖或碳水化合物组分的比率(按重量计)可以为例如约3:1、2.5:1、2:1、1.5:1、1:1、1:1.5、1:2、1:2.5、1:3、1:3.5、1:4、1:4.5、1:5、1:5.5、1:6、1:6.5、1:7、1:7.5、1:8、1:8.5、1:9、1:9.5或1:10。
67.在特定实施方案中，包封剂的蛋白质组分与包封剂的碳水化合物组分的比率(按重量计)可以为约1:10至约1:1.5。例如，蛋白质组分与碳水化合物组分的比率可以为约1:10、1:9.5、1:9、1:8.5、1:8、1:7.5、1:7、1:6.5、1:6、1:5.5、1:5、1:4.5、1:4、1:3.5、1:3、1:2.5、1:2或1:1.5。蛋白质组分与碳水化合物组分的比率可以为约1:5至约1:1.5，例如约1:4、1:3、1:2.9、1:2.8、1:2.7、1:2.6、1:2.5、1:2.4、1:2.3、1:2.2、1:2.1、1:2、1:1.9、1:1.8、1:1.7、1:1.6或1:1.5。蛋白质组分与碳水化合物组分的比率可以为约1:2至约1:1.9，例如约1:2、1:1.99、1:1.98、1:1.97、1:1.96、1:1.95、1:1.94、1:1.93、1:1.92、1:1.91或1:1.9。在一个示例性实施方案中，蛋白质组分与碳水化合物组分的比率为约1:1.99。
68.多糖或碳水化合物组分的可具有约0至100、约10至70、约20至60、或约20至40的de值。de值可以为约0、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95或100。
69.本领域技术人员将理解替代碳水化合物源也可以与一种或多种改性蛋白质组合用于包封剂中。例如，碳水化合物源可包含辛烯基琥珀酸酐改性淀粉和一种或多种、或两种或多种还原糖源，其右旋糖当量值为约0至80，如先前已经在wo2012/106777中所述，其公开内容通过引用并入本文。简而言之，淀粉可以包含初级和/或次级改性并且可以是酯或半酯。合适的辛烯基琥珀酸酐改性淀粉包括例如基于蜡质玉米并且由ingredion anz pty ltd,seven hills,nsw,澳大利亚以商品名purityhills,nsw,澳大利亚以商品名purityimf和hiimf出售的那些。基于组合物的总重量，辛烯基琥珀酸酐改性淀粉可以以小于约18％、17％、16％、15％、14％、13％、12％、11％、10％、9％、8％、7％、6.5％、6％、5.5％、5％、4.5％、4％、3.5％、3％、2.5％、2％或小于1％的量存在。
70.还原糖的来源为本领域技术人员所熟知，并且包括单糖和二糖，例如葡萄糖、果糖、麦芽糖、半乳糖、甘油醛和乳糖。还原糖的合适来源还包括寡糖，例如葡萄糖聚合物，例如糊精和麦芽糖糊精以及葡萄糖浆固体。还原糖也可以衍生自通常包含不少于按重量计20％还原糖的葡萄糖浆。
71.根据本公开的微包封组合物的表面游离脂肪含量可以小于或约10％、小于或约
9％、小于或约8％、小于或约7％、小于或约6％、小于或约5％、小于或约4％、小于或约3％、小于或约2.5％、小于或约2.4％、小于或约2.3％、小于或约2.2％、小于或约2.1％、小于或约2％、小于或约1.9％、小于或约1.8％、小于或约1.7％、小于或约1.6％、小于或约1.5％、小于或约1.4％、小于或约1.3％、小于或约1.2％、小于或约1.1％、小于或约1％、或小于约0.8％。在特别优选的实施方案中，表面游离脂肪含量小于约1.8％，例如小于约1.5％，例如小于约1.4％，例如小于约1％。在一些实施方案中，例如其中蛋白质在碱性ph下，例如在约8的ph下经受高剪切过程，表面游离脂肪含量可以小于约1％，例如小于约0.8％。在特定实施方案中，该表面游离脂肪含量在由乳剂衍生或生产的粉末中测定。
72.根据本公开的微包封组合物的氧化稳定性可以例如根据诱导期来测量，例如使用ml oxipres(mikrolab aarhus)测量，如下文实施例7中所述(“oxipres”是潜在氧化稳定性的间接量度)。在特别优选的实施方案中，根据本公开的微包封组合物在70℃和5巴的压力下测量时的诱导期为至少约50小时，例如至少约60小时，例如至少约70小时，例如至少约80小时，例如至少约90小时。在一些实施方案中，诱导期为至少约100小时。在一些实施方案中，诱导期为至少约120小时，例如至少约130小时。
73.本公开的组合物和乳剂包含一种或多种疏水材料。术语“疏水材料”包括纯疏水化合物、疏水混合物和疏水组合物。疏水材料可以是根据本公开的微包封所需要的任何疏水化合物或组合物。根据本公开可以使用的疏水材料的实例包括生物活性物质如lcpufa和包含lcpufa的油、类胡萝卜素、水不溶性维生素如维生素a、d、e和k、酚类化合物、香料和芳香化合物以及食用油。疏水材料在施用于受试者时可以提供一种或多种健康益处。在特定实施方案中，疏水材料可以是一种或多种lcpufa，或包含一种或多种lcpufa的油。这样的油可以是天然存在的或天然衍生的，或者可以是从基因修饰或非基因修饰来源合成的。在本公开的上下文中，术语“天然存在的”和“天然衍生的”包括可以从天然来源例如本文列出的生物体中提取的油和脂质组合物，或者可以从这些天然来源中发现的油或一种或多种脂质衍生或改性的那些。本领域技术人员将理解，本公开的范围不受限于对疏水材料或一种或多种lcpufa或包含一种或多种lcpufa的油的特性或来源的提及。
74.为或可以被改性为含lcpufa或富含lcpufa，或者可以在不改变其lcpufa含量的情况下使用的示例性油包括来自海洋生物的油，例如甲壳类动物如磷虾、软体动物如牡蛎，以及鱼类如金枪鱼、鲑鱼、鳟鱼、沙丁鱼(sardine)、鲭鱼、海鲈鱼、油鲱(menhaden)、鲱鱼(herring)、沙丁鱼(pilchard)、腌鱼、鳗鱼或银鱼。油可以来自一种或多种海洋生物(例如本文所列的那些)的鱼卵。在示例性实施方案中，油是或包含金枪鱼油、磷虾油或来自鱼卵的脂质提取物。在特定实施方案中，疏水材料是金枪鱼油。
75.为或可以被改性为含lcpufa或富含lcpufa，或者可以在不改变其lcpufa含量的情况下使用的其它示例性油包括植物源和微生物源。植物源包括但不限于亚麻籽、核桃、葵花籽、油菜、红花、大豆、小麦胚芽、玉米和绿叶植物如羽衣甘蓝、菠菜和欧芹。微生物源包括藻类和真菌。
76.疏水材料可以以组合物的总重量的约0.1％至80％的量，或约1％至80％的量，或组合物的总重量的约1％至75％的量，或约5％至80％的量，或约5％至75％的量，或约5％至70％的量存在。在油为金枪鱼油的示例性实施方案中，油可以以组合物的总重量的约2％、4％、6％、8％、10％、12％、14％、16％、18％、20％、22％、24％、26％、28％、30％、32％、34％、
36％、38％、40％、42％、44％、46％、48％、49％、50％、52％、54％、56％、58％、60％、62％、64％、66％、68％、70％、72％、74％、76％、78％或80％的量存在。
77.包含lcpufa的疏水材料通常包含一种或多种ω-3脂肪酸和/或一种或多种ω-6脂肪酸，或其混合物。脂肪酸可以包括dha、aa、epa、dpa和/或硬脂酸(sda)，或其混合物。在一个实施方案中，脂肪酸包括dha和epa。
78.本公开考虑的组合物还可包含额外的组分，例如抗氧化剂、抗结块剂、矫味剂、着色剂、维生素、矿物质、氨基酸、螯合剂等。
79.合适的抗氧化剂为本领域技术人员所熟知，并且可以是水溶性的或油溶性的。合适的水溶性抗氧化剂包括，例如，抗坏血酸钠、抗坏血酸钙、抗坏血酸钾、抗坏血酸、谷胱甘肽、硫辛酸和尿酸。在实施方案中，水溶性抗氧化剂可以以总组合物的约0-10％wt/wt的范围存在于组合物中。合适的油溶性抗氧化剂包括例如生育酚、抗坏血酸棕榈酸酯、生育三烯酚、酚、多酚等。在实施方案中，油溶性抗氧化剂以总组合物的约0-10％wt/wt的范围存在于油相中。
80.与本公开的组合物相容的抗结块剂将为本领域技术人员所熟知并且包括磷酸钙(例如磷酸三钙)和碳酸盐(例如碳酸钙和碳酸镁)以及二氧化硅。
81.组合物还可包含一种或多种低分子量乳化剂。合适的低分子量乳化剂包括例如甘油单酯和甘油二酯、卵磷脂和山梨糖醇酯。其它合适的低分子量乳化剂将为本领域技术人员所熟知。低分子量乳化剂可以以组合物的总重量的约0.1％至3％的量，或组合物的总重量的约0.1％至2％的量，或约0.1％至0.5％的量，或约0.1％至0.3％的量存在。例如，低分子量乳化剂可以以组合物的总重量的约0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％、1.6％、1.7％、1.8％、1.9％或2％的量存在。
82.本文所考虑的组合物可以配制用于通过任何合适的途径施用给受试者，通常是口服施用。组合物可以是液体或固体形式，并且可以原样服用(例如以糖浆或其它合适液体的形式，或作为胶囊或其它合适的固体形式)。替代地，可以将组合物引入到食品或饮料产品中。
83.本领域技术人员将理解，可以对本发明进行多种变化和/或修改而不背离广泛描述的本发明的精神或范围。因此，本公开的实施方案在所有方面都被认为是说明性的而不是限制性的。
84.本说明书中对任何先前出版物(或从其推导的信息)或任何已知事项的引用不应视为认可或承认或任何形式的建议该先前出版物(或从其推导的信息)或已知事项构成本说明书所涉及的技术领域中的公知常识的一部分。
85.现在将通过参考以下具体实施例更详细地描述本发明，该实施例不应解释为以任何方式限制本发明的范围。
86.实施例
87.实施例1
–
乳清分离蛋白的改性
88.将乳清分离蛋白(wpi)和乳清浓缩蛋白(wpc)各自以10％(w/w)溶解在水中。将一些wpi溶液的ph调节至8。将溶液(wpi、wpc和wpi(ph 8))在温和剪切下在50℃下搅拌30分钟。随后，将混合物在1500巴(150mpa)下均化以6次通过，以诱导乳清蛋白的改性。在均化过
程中，使用冰袋将wpi和wpc的温度保持在低于60℃。
89.实施例2
–
蛋白质水溶液的粒度分析
90.使用malvern zetasizer通过动态光散射原理测量实施例1中获得的未改性乳清分离蛋白(uwpi)和改性乳清分离蛋白(mwpi)以及未改性乳清浓缩蛋白(uwpc)和改性乳清浓缩蛋白(mwpc)的1.0％w/w溶液的蛋白质粒度。后向散射(bs)检查广泛的粒度谱，而前向散射(fs)捕获更大的粒度范围。结果如下表1所示。
91.表1
[0092][0093]
所有样品都是多分散的，因此非常大的颗粒的存在可显著影响如表1所示的平均粒度(z-av)。无论ph如何，与未改性版本(uwpi)相比，乳清分离蛋白的改性(mwpi)使得蛋白质粒度显著降低。这被认为是由于压力改性在很大程度上分离了可溶性蛋白质聚集体。uwpc具有与uwpi相似的平均粒度，但可溶性蛋白质聚集体明显更小，如fs结果所示。当施加在乳清浓缩蛋白(wpc)上时，压力改性对粒度减小的程度是相似的。wpi和wpc均采用1500巴/6次通过的压力改性，平均蛋白质粒度减少了近2倍。
[0094]
实施例3
–
蛋白质水溶液的表面电荷分析
[0095]
使用测量电动势的zetasizer测量天然ph(即没有任何ph调节)和ph 8下的实施例1中获得的uwpi和mwpi的1.0％w/w水溶液/分散体的表面电荷。结果如下表2所示。
[0096]
表2
[0097][0098]
mwpi溶液的表面电荷(zeta电位；zp)的微小差异可归因于可溶性蛋白质聚集体的减少。使用碱性ph 8来改善wpi的水合特性，并观察到更多的负表面电荷。
[0099]
实施例4
–
蛋白质水溶液与玉米油的界面张力
[0100]
实施例1中获得的uwpi和mwpi的1.0％w/w水溶液的界面张力如图1所示。
[0101]
玉米油与水的界面张力约为27mn/m。1.0％w/w wpi溶液有效降低了玉米油与水的界面张力，证明了界面处良好的表面活性和吸附行为。与uwpi溶液相比，mwpi溶液具有更低的平均粒度、更好的水合性(ph 8)，因此更快地扩散到界面，进一步降低了界面张力值。
[0102]
实施例5
–
蛋白质/油乳剂
[0103]
使用实施例1中获得的uwpi和mwpi的1％w/w水溶液和包含混合天然生育酚的精制金枪鱼油来制备水包油乳剂(蛋白质与油的重量比为1:3)。使用ultraturrax在10,000rpm下将wpi溶液和金枪鱼油的混合物粗略地均化10分钟。使用粒度仪(malvern instruments,mastersizer ms3000)基于激光衍射原理测量中值油球尺寸d(0.5)和平均油球尺寸d[4.3](以微米计)；结果如下表3所示。表3中所示的“eai”是指乳剂活性指数，并且“esi”是指乳剂
稳定性指数。eai反映了蛋白质在油水界面的吸附能力和esi表示抵抗乳剂不稳定性(例如絮凝和乳化)的能力。
[0104]
表3
[0105][0106]
mwpi(ph 8)的中值油球尺寸d(0.5)和平均油球尺寸d[4.3]更小。无论改性或ph处理如何，这两个参数都会随着时间而增加，但在1周的储存期后，mwpi(ph8)的变化幅度最小。这对应于如实施例4中说明的mwpi(ph 8)溶液的更好的界面活性和赋予随着时间的良好乳剂稳定性的吸附行为。
[0107]
实施例6
–
使用未改性和改性蛋白质包封剂包封疏水材料
[0108]
将实施例1中获得的未改性乳清分离蛋白(uwpi)和改性乳清分离蛋白(mwpi)用于制备微包封组合物。包含混合天然生育酚的精制金枪鱼油用作疏水核心材料。每种微包封组合物的配方如下表4所示。每种组合物的制备方法如图2所示，并在下文详细讨论。
[0109]
表4.金枪鱼油微包封粉末的配方
[0110][0111]
使用uwpi和碳水化合物包封剂制备微包封粉末组合物(“uwpi-微包封粉末”)
[0112]
将wpi(15.00％(w/w))、右旋糖一水合物(14.50％(w/w))、干葡萄糖浆(de值为30)(15.10％(w/w))和抗坏血酸钠(5.35％(w/w))溶解在水中。将该水相在温和剪切下在50℃搅拌35分钟。然后添加包含抗氧化剂(50.05％(w/w))的金枪鱼油，然后如下制备乳剂：使用
高剪切混合以10,000rpm持续10-15分钟生产粗乳剂，然后在400/200巴(总共600巴)下进行两阶段均化3次通过，以产生精制乳剂。使用入口温度和出口温度分别为170℃和90-100℃的台式喷雾干燥器对最终的水包油乳剂进行喷雾干燥。将生产的粉末在n2作为保护气体下装入铝袋中。uwpi粉末在使用前储存在25℃。uwpi粉末中的总油载量为50％(w/w)。
[0113]
使用mwpi和碳水化合物包封剂制备微包封粉末组合物(“mwpi-微包封粉末”)
[0114]
如实施例1所述对wpi进行改性。向mwpi的水相中，在50℃下添加右旋糖一水合物(14.50％(w/w))、干葡萄糖浆(de值为30)(15.10％(w/w))和抗坏血酸钠(5.35％(w/w)。添加包含混合天然生育酚的精制金枪鱼油(50.05％(w/w))，然后如下制备乳剂：使用高剪切混合以10,000rpm持续10-15分钟生产粗乳剂，然后在400/200巴(40/20mpa)(总共600巴(60mpa))下进行两阶段均化3次通过，以产生精制乳剂。使用入口温度范围和出口温度范围分别为170℃和90-100℃的台式喷雾干燥器对最终的水包油乳剂进行喷雾干燥。将生产的粉末在n2作为保护气体下装入铝袋中。mwpi粉末中的总油载量为50％(w/w)。
[0115]
使用mwpi(ph 8溶液)和碳水化合物包封剂制备微包封粉末组合物(“mwpi-微包封粉末(ph8)”)。
[0116]
将wpi溶液调节至ph 8并如实施例1所述进行改性。向mwpi的水相中，在50℃下添加右旋糖一水合物(14.50％(w/w))、干葡萄糖浆(de值为30)(15.10％(w/w))和抗坏血酸钠(5.35％(w/w)。添加包含混合天然生育酚的精制金枪鱼油(50.05％(w/w))，然后如下制备乳剂：使用高剪切混合以10,000rpm持续10-15分钟生产粗乳剂，然后在400/200巴(40/20mpa)(总共600巴(60mpa))下进行两阶段均化3次通过，以产生精制乳剂。使用入口温度范围和出口温度范围分别为170℃和90-100℃的台式喷雾干燥器对最终的水包油乳剂进行喷雾干燥。将生产的粉末在n2作为保护气体下装入铝袋中。mwpi粉末中的总油载量为50％(w/w)。
[0117]
实施例7
–
表面游离脂肪和微包封粉末中金枪鱼油的氧化稳定性的评估
[0118]
使用oxipres作为快速且可靠的仪器方法分析微包封粉末的氧化稳定性。将具有总共4g油的微包封粉末密封在容器中，并在5巴(0.5mpa)的氧气下于70℃加热。将容器中氧气压力开始下降的时间记录为诱导期(ip)，表明发生了氧化。图3示出了与us7374788b2中所述的用美拉德反应产物(mrp)包封的含ω-3油的微包封粉末相比，含ω-3油的微包封粉末的oxipres分析。
[0119]
表面游离脂肪百分比如下测量：使粉末短时间(15分钟)经受石油溶剂以萃取表面游离脂肪；通过滤纸去除壁材料/包封的油，然后蒸发包含“洗涤的”脂肪的溶剂，并且将残余重量(即油)除以所用粉末的重量(g)，乘以100％，得到表面游离脂肪％。结果示出在下表5中。
[0120]
表5
[0121][0122]
如图3所示，通过使用改性蛋白质包封剂极大延长了诱导期。如表5所示，mwpi微包
封粉末具有比uwpi的显著更低的表面游离脂肪(sff)值。mwpi(ph8)的具有低于1％的sff，这满足典型的粉末要求，同时还提供高(～50％)的油载量和良好的氧化稳定性。所有样品均通过oxipres(70℃，5巴)显示出良好的氧化稳定性，ip超过100小时。
[0123]
在初级和次级氧化性质方面的良好氧化稳定性在下表6中进一步说明，其中微包封粉末经受暴露于40℃温度4周。到4周结束时，所有样品的过氧化值(pov；5meq o2/kg脂肪)和对茴香胺值(p-av；20)值均完全在规范范围内。
[0124]
表6
[0125][0126]
微包封uwpi和mwpi的感官属性也在4周的快速暴露期内进行了评估。结果如图4和图5所示。最高分15分表示极好的质量/属性。到储存期结束时，所有样品的总体质量(图4)都被评为良好，没有可感知的腐臭气味和味道以及海洋气味和味道(图5)。