一种以植物整蛋白为唯一蛋白来源的全营养特殊医学用途配方食品乳剂及其制备方法

1.本发明属于特医食品技术领域，具体涉及一种以植物整蛋白为唯一蛋白来源的全营养特医食品乳剂。
技术背景
2.特殊医学用途配方食品(简称特医食品)是指为了满足进食受限、消化吸收障碍、代谢紊乱或者特定疾病状态人群对营养素或者膳食的特殊需要，专门加工配制而成的配方食品。作为营养支持的关键组件，特医食品在临床治疗中具有提高治疗和康复效果、缩短病程、减少医疗费用、降低再入院率等重要作用。其中，全营养特医食品是目前我国特医食品的主流开发方向，而乳剂产品无需冲调，既能直接食用也能管饲使用，便于临床应用，市场使用率更高，产品需求旺盛。
3.全营养特医食品乳剂体系中同时存在大量的蛋白质与丰富的矿物质，矿物质离子 (如钙离子、镁离子、锌离子、铜离子等)与蛋白接触会极大地影响蛋白质性质，从而导致乳液发生絮凝、乳析、聚结等失稳现象。目前最常采用的方式是利用胶束型蛋白质 (如酪蛋白、水解肽)(例如中国发明专利申请，公布号cn106579345a)将矿物质离子包埋，从而避免整蛋白与矿物质离子接触。较常用的水解肽存在工艺复杂、酶解过程繁琐不易控制、产物有异味且乳化稳定性弱等问题，产生的活性肽对人体存在致病、致敏等安全问题，对于免疫力低下的人群而言具有极大的安全隐患。
4.植物蛋白来源天然，安全性高且绿色环保，更加符合现代食品工业天然、可持续的发展方向。其中，大豆蛋白的必需氨基酸含量均较丰富，是植物性的完全蛋白质，可作为特医食品的优质蛋白来源，满足人们对植物基特医食品的需求。但受制于上述的整蛋白对矿物质离子敏感的问题，目前市面上仍未见以植物整蛋白为唯一蛋白来源的全营养特医食品乳剂产品。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种以植物整蛋白为唯一蛋白来源的全营养特医食品乳剂的制备方法。通过调控阴离子多糖与矿物质离子的比例以及优化制备工艺，形成胶体态矿物质，有效解决了豆类蛋白乳液与多种矿物质离子直接接触而失稳的难题，并实现了矿物质在植物蛋白特医乳剂体系中的均匀分散；在此基础上制备出具有均匀外观、高热稳定性及储存稳定性的全营养特医乳剂，填补了以植物整蛋白为唯一蛋白来源的全营养特医乳剂食品的产品空白。
6.本发明采用以下技术方案：
7.本发明的第一方面，提供一种以植物整蛋白为唯一蛋白来源的全营养特医食品乳剂，根据《特殊医学用途配方食品通则》(gb 29922-2013)的要求，该乳剂包括以下组分：
8.营养成分每100ml营养成分每100ml
蛋白质(g)2-8泛酸(mg)0.175-3脂肪(g)2-12维生素c(mg)3.25-45亚油酸(g)0.4-2生物素(μg)1.25-6α-亚麻酸(g)0.02-1钠(mg)50-300碳水化合物(g)5-20钾(mg)67.5-350膳食纤维(g)0.5-8铜(μg)27.5-300维生素a(μg re)23.5-269镁(mg)11-150维生素d(μg)0.475-3.75铁(mg)0.5-2.75维生素e(mgα-te)0.475-2.5锌(mg)0.25-2.5维生素k1(μg)2.625-5锰(μg)15-600维生素b1(mg)0.05-1钙(mg)32.5-150维生素b2(mg)0.05-1磷(mg)24-100维生素b6(mg)0.05-1碘(μg)4-60维生素b
12
(μg)0.075-1.5氯(mg)1-260烟酸(mg)0.125-2硒(μg)2-26.5叶酸(μg)13.25-50
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9.优选的，所述的蛋白质为植物来源的整蛋白，是大豆蛋白、绿豆蛋白、豌豆蛋白、赤小豆蛋白、鹰嘴豆蛋白、蚕豆蛋白等豆类蛋白中的一种或多种，其中，大豆蛋白是完全蛋白，是必须添加成分，可以由大豆分离蛋白、大豆浓缩蛋白的一种或两种组成。
10.优选的，所述的脂肪选自中链甘油三酯(mct)、葵花籽油、大豆油、菜籽油、玉米油、橄榄油、花生油、山茶油、米糠油、芝麻油、棉籽油、核桃油、鱼油、磷虾油、藻油、亚麻籽油、紫苏籽油、奇亚籽油、甘油二酯油等食用油中的一种或多种组成。
11.优选的，所述的碳水化合物为葡萄糖、蔗糖、低聚糖、多糖、膳食纤维中的一种或多种，其中，小分子果胶、海藻酸钠、cmc、λ-卡拉胶、瓜尔胶、黄原胶等阴离子多糖中的一种或多种是必须添加组分。
12.优选的，所述的矿物质以无机盐和/或(包括“和”以及“或”两种情况)有机盐的形式存在。
13.本发明中乳剂具有如下特征：
14.(1)外观均匀呈乳白色，流动性好，无明显乳析、结块与异物；
15.(2)根据粒度仪测定，乳液油滴的粒径小于1μm；
16.(3)根据电位仪测定，乳液的电位绝对值大于20mv；
17.(4)根据流变仪测定，乳液的表观黏度小于200mpa.s；
18.(5)30℃下储存6个月，乳液外观、粒径以及流变数据均保持稳定。
19.本发明的第二方面，提供一种上述的以植物整蛋白为唯一蛋白来源的全营养特医食品乳剂的制备方法，包括以下步骤：
20.将碳水化合物分散于水中，加入矿物质后均质，依次加入植物蛋白质和水溶性维生素得到水相，期间溶液ph恒为中性；将油溶性维生素和脂肪混合得到油相；将水相和油相混合后乳化、灭菌得到全营养特医食品乳剂；所述矿物质为钠、钾、铜、镁、铁、锌、锰、钙、磷、碘、氯和硒；所述油溶性维生素为维生素a、维生素d、维生素e 和维生素k1；所述水溶性维生
素为维生素b1、维生素b2、维生素b6、维生素b
12
、烟酸、叶酸、泛酸、维生素c和生物素。
21.优选的，步骤中将脂肪混匀后加入油溶性维生素粉末，若部分物料难以溶解，可以辅以水浴加热，加热温度不高于60℃，加热时间不高于20min。
22.优选的，步骤中所述的各类预混液的混合具有一定的顺序。
23.优选的，维持体系ph所用的ph调节液是可食用的有机或无机酸及其盐类中的一种以上。
24.优选的，步骤中均质是通过剪切均质、超声均质、高压均质、球磨中的一种或多种方式进行的。
25.优选的，步骤中乳化是通过剪切均质、超声均质、高压均质中的一种或多种方式进行的。
26.优选的，步骤中灭菌包括高温瞬时灭菌、巴氏杀菌等保证食品安全性和稳定性的过程。
27.优选的，步骤中水相的ph调节至6.5-7.5，避免蛋白质的絮凝，维持体系ph为中性所用的ph调节液是可食用的有机或无机酸及其盐类中的一种或多种。
28.本发明的特医乳剂外观均匀呈乳白色，流动性好，无明显乳析、结块与异物，乳液的表观黏度小于200mpa
·
s，乳液液滴的粒径小于1μm，电位绝对值大于20mv，且在 30℃下储存6个月后外观及各项理化指标均没有发生明显的异常变化。
29.相对于现有技术，本发明具有如下优点和有益效果：
30.1、本发明提供了一种以植物整蛋白为唯一蛋白来源的全营养特医食品乳剂的制备方法，通过加入阴离子多糖并调控制备工艺，解决了特医乳剂中植物蛋白对矿物质离子敏感导致乳剂失稳的问题。该乳剂无需额外添加蛋白肽等来稳定矿物质离子，避免了蛋白肽等带来的产品异味及健康风险，为全营养特医乳剂的制备提供了更简便、更安全营养的策略，也为植物整蛋白在全营养特医乳剂中的应用提供了技术解决方案。
31.2、本发明不使用任何来源的动物蛋白，可满足目标人群对食品“可持续”、“清洁标签”等属性的追求；工艺简单温和，低碳可持续化，适合进行大规模生产应用。
32.3、全面均衡设计，保证营养需求。按照《食品安全国家标准特殊医学用途配方食品通则》、《中国居民膳食营养素参考摄入量表dris》等国内国际标准制定本发明营养素标准。
附图说明
33.图1为实施例1全营养特医食品乳剂灭菌后的外观图。
34.图2为实施例2全营养特医食品乳剂灭菌后的外观图。
35.图3为实施例4中样品2(a)及样品8(b)灭菌后全营养特医食品乳剂的正立及侧立外观图。
36.图4a为实施例6样品的外观图。
37.图4b为实施例6样品的黏度图；
38.图4c为实施例6样品的粒径图；
39.图4d为实施例6样品的电位数据图。
具体实施方式
40.为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
41.以下各实施例中，乳液理化性质的测定方法如下：
42.表观黏度测定：利用rs600hakke流变仪测定。采用剪切扫描模式(剪切速率为 0.01-100s-1
)记录样品表观黏度的变化，测试选用直径60mm平板，间隙为0.052mm，测试温度为25℃。
43.乳液粒径测定：利用mastersizer 3000微米粒度仪测定。参数设置：分散相(油相) 折射率为1.5，吸收率为0.001；连续相折射率为1.333；测试温度为25℃。
44.乳液电位测定：利用nano-zs纳米粒度及zeta电位分析仪测定。将乳液适当稀释后，测定乳液的zeta电势。参数设置：分散相(油相)折射率为1.5，吸收率为0.001；连续相折射率为1.333；测试温度为25℃。
45.本发明一种以植物整蛋白为基质的全营养特医食品乳剂，每100ml包含以下营养素：
46.表1全营养特医食品乳剂营养成分表
47.营养成分每100ml营养成分每100ml蛋白质(g)3.6泛酸(mg)0.64脂肪(g)3.6维生素c(mg)12亚油酸(mg)542.8生物素(μg)4.8α-亚麻酸(mg)108.6钠(mg)111.6碳水化合物(g)12钾(mg)165.6膳食纤维(g)5.4铜(μg)104维生素a(μg re)61.2镁(mg)24维生素d(μg)1.15铁(mg)1.68维生素e(mgα-te)1.56锌(mg)0.9维生素k1(μg)6.36锰(μg)300维生素b1(mg)0.20钙(mg)72维生素b2(mg)0.24磷(mg)56.4维生素b6(mg)0.20碘(μg)12维生素b
12
(μg)0.25氯(mg)150烟酸(mg)1.08硒(μg)6.36叶酸(μg)32.4
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48.实施例1：传统方法制备的全营养特医食品乳剂
49.根据表1制备全营养特医食品乳剂，具体的蛋白质、脂肪、碳水化合物配方如表2 所示。具体地，将蛋白质、碳水化合物(包括膳食纤维)、水溶性维生素、矿物质等水溶性物质依次加入至水中，期间体系ph始终为7.0，混合1.5h；将油溶性维生素分散于脂肪中混合0.2h；随后将两溶液混合，乳化(50mpa，3次)后灭菌(121℃，15min) 得到以不同蛋白为基质的全营养特医食品乳剂。
50.表2实施例1的配方(单位：g/100ml)
[0051][0052]
如图1所示，酪蛋白制备的全营养特医食品乳剂呈乳白色，外观均一，无肉眼可见的凝块、沉淀等，且流动性较好。大豆蛋白制备的全营养特医食品乳剂则出现了严重的絮凝、体系崩溃的现象，这说明按照传统的乳剂制备方法无法制备出外观均匀、流动性好的大豆蛋白全营养特医食品乳剂产品。
[0053]
实施例2：两步法制备全营养特医食品乳剂
[0054]
利用两步法制备大豆蛋白全营养特医食品乳剂，配方同表1、表2(样品2)，具体的配置步骤如下：
[0055]
先将大豆分离蛋白与部分水溶性物质加入水中，500rpm分散1.5h，随后加入油溶性物质后乳化(50mpa，3次)制备出乳液，将剩余的物料加入乳液，500rpm分散0.5h，期间体系ph恒为7.0；灭菌(121℃，15min)得到终产品。各样品的物料添加顺序如表3所示。
[0056]
表3多步法制备全营养特医食品乳剂的物料添加顺序
[0057][0058][0059]
图2显示上述配置方法制备的乳液灭菌前后的外观。灭菌前乳液均具有均匀的外观与良好的流动性，无肉眼可见的絮凝、沉淀等失稳现象。但是经过灭菌后，乳液的结构受到了极大的影响，所有样品均出现了严重失稳现象，表明简单地调控物料的添加顺序不能制备出稳定的大豆蛋白全营养特医食品乳剂。
[0060]
实施例3：多糖对全营养特医食品乳剂的影响
[0061]
将碳水化合物加入至96.4ml水中，在500rpm转速下搅拌1h使碳水化合物完全溶解后加入矿物质，搅匀后超声(200w)5min得到胶体状矿物质；加入4g大豆分离蛋白，500rpm搅
拌1.5h使蛋白质充分分散，随后缓慢加入水溶性维生素，期间体系的ph 恒为7.0。将油溶性维生素加入至脂肪中搅拌溶解，然后加入至混合水溶液中，5000rpm 剪切2min后乳化(50mpa，3次)、灭菌(121℃，15min)得到全营养特医食品乳剂。各样品的配方如表1所示，具体的，蛋白质为大豆分离蛋白，脂肪为mct 1.5g、菜籽油1.3g、葵花籽油0.8g，碳水化合物由低聚果糖和多糖组成。
[0062]
1、探究单一多糖对全营养特医食品乳剂的影响
[0063]
各样品的碳水化合物配方及样品状态如表4所示。
[0064]
表4样品的碳水化合物配方及样品状态
[0065][0066][0067]
絮凝：乳液经过热灭菌后不能维持均匀的外观，具有凝块、沉淀、正常视力可见异物等。
[0068]
根据表4中显示，矿物质与多糖(小分子果胶、海藻酸钠、cmc、λ-卡拉胶、瓜尔胶、黄原胶等)经过预处理后再添加到体系中，能制备出外观稳定、粒径小、黏度低的灭菌大豆蛋白全营养特医食品乳剂。其中，小分子果胶具有黏度低的特点在体系中具有较大的添加量范围。
[0069]
2、探究复合多糖对全营养特医食品乳剂的影响
[0070]
各样品的碳水化合物配方及样品状态如表5所示。
[0071]
表5样品的碳水化合物配方及样品状态
[0072][0073][0074]
根据表5中显示，在满足体系稳定的条件下，多糖种类的选用具有多样性，可适应和满足多种加工要求和产品需求。
[0075]
实施例4：矿物质均质工艺对全营养特医食品乳剂的影响
[0076]
将碳水化合物(6g麦芽糊精，5.6g低聚果糖，0.3g小分子果胶，0.1g海藻酸钠) 加入至96.4ml水中，在500rpm转速下搅拌1h，完全溶解后加入矿物质，搅匀后剪切处理；加入4g大豆分离蛋白，500rpm搅拌1.5h使蛋白质充分分散，随后缓慢加入0.07g 水溶性维生素得到混合水溶液，期间体系的ph保持在7.0。将1.5g mct、1.3g菜籽油、 0.8g葵花籽油混匀，加入0.03g油溶性维生素搅拌至溶解，然后全部转移至混合水溶液中，5000rpm剪切2min后乳化(50mpa，3次)、灭菌(121℃，15min)得到全营养特医食品乳剂。
[0077]
各样品的均质条件及样品状态如表6所示。
[0078]
表6样品的均质条件及样品状态
[0079][0080][0081]
图3显示了上述样品2(a)及样品8(b)灭菌后乳液的正立及侧立外观。根据表 6和图3中显示，搅拌分散(如样品2)处理矿物质所制备的全营养特医食品乳剂不会发生絮凝等乳液失稳的现象，但是存在较多的沉淀物。通过均质(如样品8)处理矿物质所得的全营养特医食品乳剂无明显的沉淀物，整体的均匀性较好。
[0082]
实施例5：蛋白质种类对全营养特医食品乳剂的影响
[0083]
将碳水化合物(6.6g麦芽糊精，5g低聚果糖，0.3g小分子果胶，0.1g海藻酸钠) 加入至96.4ml水中，在500rpm转速下搅拌1h，完全溶解后加入矿物质，搅匀后超声 (200w)5min得到胶体状矿物质；加入4g植物整蛋白，500rpm搅拌1.5h使蛋白质充分分散，随后缓慢加入0.07g水溶性维生素得到混合水溶液，期间体系的ph保持在 6.5-7.5。将1.5g mct、1.3g菜籽油、0.8g葵花籽油混匀，加入0.03g油溶性维生素搅拌至溶解，然后全部转移至混合水溶液中，5000rpm剪切2min后乳化(50mpa，3次)、灭菌(121℃，15min)得到全营养特医食品乳剂。
[0084]
各样品的蛋白质配方及样品状态如表7所示。
[0085]
表7样品的蛋白质配方及样品状态
[0086][0087]
根据表7中显示，在本体系中，所考察的4种植物整蛋白均可制备出稳定而均一的全营养特医食品乳剂，复配使用也能获得较好的效果。
[0088]
实施例6：全营养特医食品乳剂的稳定性考察
[0089]
将碳水化合物(6.6g麦芽糊精，5g低聚果糖，0.3g小分子果胶，0.1g海藻酸钠) 加入至96.4ml水中，在500rpm转速下搅拌1h，完全溶解后加入矿物质，搅匀后超声(200w)5min得到胶体状矿物质。加入4g大豆分离蛋白，500rpm搅拌1.5h使蛋白质充分分散，随后缓慢加入0.07g水溶性维生素得到混合水溶液，期间体系的ph保持在 7.0。将1.5g mct、1.3g菜籽油、0.8g葵花籽油混匀，加入0.03g油溶性维生素搅拌至溶解，然后全部转移至混合水溶液中，5000rpm剪切2min后乳化(50mpa，3次)、灭菌(121℃，15min)得到全营养特医食品乳剂。将乳剂置于30℃储存6个月，考察全营养特医食品乳剂的稳定性。
[0090]
根据图4中显示，大豆蛋白全营养特医食品乳剂储存6个月后外观均匀，无明显的分层和沉淀等乳液失稳现象。进一步测定其各项理化数据，结果显示，样品的表观黏度为3.2mpa.s，粒径为258nm，电位为-30.6mv，显示出乳液具有较强的稳定性。
[0091]
能量计算：100ml乳剂含有大豆分离蛋白4g，按蛋白质含量90％计为3.6克蛋白质；含有mct1.5g、菜籽油1.3g、葵花籽油0.8g，总脂肪含量为3.6g；含有麦芽糊精 6.6g，低聚果糖5g，小分子果胶0.3g，海藻酸钠0.1g，总碳水化合物含量为12g，其中膳食纤维(低聚果糖、小分子果胶、海藻酸钠)含量为5.4g。根据《特殊医学用途配方食品通则》规定，每100ml产品中蛋白质、脂肪、碳水化合物的含量乘以各自相应的能量系数17kj/g、37kj/g、17kj/g(膳食纤维的能量系数，按照碳水化合物能量系数的 50％计算)，所得之和353.35kj/100ml，高于《特殊医学用途配方食品通则》规定的 295kj。
[0092]
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。