速溶共结晶乳糖的制作方法

文档序号:13450909
速溶共结晶乳糖的制作方法

本发明涉及包含乳糖/钙盐共晶体的营养组合物,并且涉及乳糖/钙盐共晶体用于制备营养组合物、用于加速乳糖溶解和用于改善钙的可用性的用途。本发明还涉及用于制备乳糖/钙盐共晶体的方法和用于制备包含乳糖/钙盐共晶体的营养组合物的方法。



背景技术:

二糖乳糖也称为乳糖,是由半乳糖和通过β-(1,4)-糖苷键连接的葡萄糖构成。其为乳质中最重要的碳水化合物。

乳糖提供各种营养益处,诸如促进有益肠道细菌的生长,例如乳酸菌(如两歧双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum)或乳杆菌(Lactobacilli))。因此,消费者对肠道感染的抵抗力得以保持或增强,并且健康尤其是肠胃健康得以维持或改善。

此外,乳源碳水化合物乳糖为身体提供能量。由于乳糖的血糖指数较低,因此与其它常见糖相比,乳糖导致血糖升高较慢。由于把重点放在降低血糖负荷的特定饮食的普及,消费者对较低血糖指数食物存在需求。

由于乳糖具有清新的甜味且没有任何余味,因此乳糖被用作芳香剂的载体和稳定剂。

然而,乳糖的一个缺点是溶解度相对较低并且溶解缓慢。乳糖在水中的溶解度有限,与其它常用的糖诸如麦芽糖、蔗糖、果糖或葡萄糖相比,其溶解度更小。

由于这些固有特性,乳糖对于上述目的的用途或适用性有限并且有时受到限制;例如,不能以所需的量向特定食物产品中添加纯乳糖。

然而,例如在婴儿配方食品中,添加乳糖可有益于调节营养特性。

此外,需要乳糖完全溶解和制剂均化,由此使得乳糖的营养推荐量可用于代谢。

例如在CA 1,285,812中所公开的那样,为了保持1段乳质的营养和感官质量、获得良好的保存特性和在水中能够瞬时冲调与溶解、谨慎处理、低含量的游离脂肪,需要存在一般呈无定形形式和充气结构的乳糖。

因此,需要存在适用于营养产品的易于溶解形式的乳糖。

此外,乳糖用作药物组合物例如药片等中的载体或稳定剂,其中大部分需要摄入水以允许足够摄取量和完全溶解。尤其是对于中老年人、婴幼儿、有吞咽障碍、口腔干燥或吞咽困难的人,或者旅行者,优选地不需要水地快速完全溶解是期望的。

乳糖在水、乳或唾液中的溶解速度受各种参数影响,受到温度、pH和粒度以及粒度分布的影响。

在室温下,乳糖在溶剂例如水或乳质中的溶解度相当低(与其它单糖或二糖相比)。

因此,乳糖完全溶解且不形成团块而得到完全均匀的溶液需要大量时间,或者另选地需要加热或机械处理,例如搅动或振动。

然而,高温可能导致褐变反应(美拉德反应),这可能不利地影响组合物的营养和感官特性。

此外,在使用单个胶囊来按份制备液体食物制剂例如即食汤、饮料或婴儿配方食品的现代自动化分配系统中,制备时间非常短(通常小于一分钟),并且可用于完全溶解的液体量有限。由于固有的机械设计,额外的搅拌不再是选择,为了实现完全均匀且可易于食用的最终产品,即溶和完全溶解是提供一定范围内营养产品的绝对先决条件。必须保证,在冲洗胶囊后,不会留下残余粉末。

因此,需要提供易于溶解形式的乳糖,尤其是在营养或药物中。

乳糖的另一个有益作用是支持刺激重要矿物质诸如钙、镁等的吸收和保留。

钙是人体中最丰富的矿物质,对于骨骼健康和牙齿发育至关重要,并且在预防患骨质疏松方面发挥作用。

此外,钙在细胞生理学中很重要,尤其是用作第二信使,即参与各种细胞过程诸如增殖、分化、迁移和细胞凋亡的细胞内信号传递矿物质。进入和离开细胞质的钙离子流用作各种细胞过程的信号。

由于身体不产生矿物质,因此其依赖于钙的外部供应。

钙的外部供应可例如由强化营养产品提供。

强化是指增加必需微量营养素即维生素和矿物质(如钙)的含量。

然而,在这方面,选择用于补充所需含量的矿物质且不影响产品的风味、溶解度、生物利用率、可加工性和感官特性的适当形式钙是具有挑战性的。

例如,向乳质中添加钙极为困难。

直接向乳质中添加钙盐可能导致乳蛋白中的钙复合物析出。

此外,常用于强化目的的各种钙盐(例如,柠檬酸苹果酸钙、磷酸三钙或乳酸钙)的特征在于流动性差,从而使得其操作和定量给料不能实行。结块可堵塞定量给料系统,并导致整个生产批次损失。

因此,对于矿物钙,需要生物可利用的新型固体定量给料形式,其可流动、不聚集并且快速溶解。

因此,本发明的目的是在营养或药物组合物中提供速溶形式的乳糖和/或钙强化的有效方式。

上述乳糖缓慢溶解和钙强化的缺点可通过包含具有钙盐的共结晶乳糖即根据本发明的乳糖/钙盐共晶体的营养或药物组合物来克服。

DE 288966涉及由乳糖和氯化钙的组合产生的非潮解性结晶材料。

在DE 305367中,公开了碳水化合物与结晶形式的卤化钙盐的组合。

Herrington(1934)描述了具有CaCl2二水合物的乳糖的化合物。

然而,这些文献中没有一个提出将乳糖/钙复合物或化合物包含在营养或药物组合物中,或者描述其溶解动力学。

直到现在,乳糖在从乳糖/钙盐共晶体得到营养或药物组合物中的溶解行为尚未被研究。



技术实现要素:

本发明人惊喜地发现,以乳糖/钙盐共晶体的形式提供于组合物例如营养或药物组合物中的乳糖显示出显著改善和加速溶解的行为,从而得到均匀的溶液且不形成团块。

此外,意外地发现,营养或药物组合物的钙强化通过采用与乳糖共结晶形式的钙盐来实现,从而为补充矿化提供新的结晶、可流动的和稳定的定量给料形式。

因此,在第一方面,本发明提供包含乳糖/钙盐共晶体的营养或药物组合物。

在第一方面的一个优选实施方案中,营养或药物组合物选自液体(例如悬浮液、浆液、泡沫或乳液)、干燥或粉末状组合物或它们的任意组合,更优选地,营养或药物组合物为包含乳糖/钙盐共晶体的干燥或粉末状组合物。在另一个优选的实施方案中,营养或药物组合物为可溶粉末。

优选地,本发明的营养或药物组合物包含乳糖/钙盐共晶体,所述共晶体基于组合物的总重量计的浓度为0.01-100重量%,优选地基于组合物的总重量计的浓度为1-70重量%,更优选地基于组合物的总重量计的浓度为5-60重量%。有利地,组合物包含乳糖/钙盐共晶体,所述共晶体基于组合物的总重量计的浓度为10-50重量%,或者更有利地,基于组合物的总重量计的浓度为10-20重量%。

本发明的营养或药物组合物可包含乳糖/钙盐共晶体,所述共晶体基于组合物的总重量计的浓度为0.1-70重量%,例如基于组合物的总重量计的浓度为0.1-50重量%,又例如基于组合物的总重量计的浓度为1-30重量%。

乳糖/钙盐共晶体的此类浓度提供配制可溶性粉末状产品的有效方式,这种产品迅速溶解并因此将所需量的乳糖递送给消费者例如婴儿,由于乳糖与钙盐的共结晶形式具有加速溶解行为,这种产品是易于获得的。

在本发明的另一个优选实施方案中,营养或药物组合物包含乳糖/钙盐共晶体,所述共晶体基于组合物的总重量计的浓度为0.01-5重量%,优选地基于组合物的总重量计的浓度为0.1-3重量%。

乳糖/钙盐共晶体的优选浓度使营养或药物组合物得以有效钙强化。由于乳糖连同钙盐的共结晶形式,提供了一种有效的钙定量给料方法。

使用乳糖/钙盐共晶体的钙强化提供足够量的钙,且不影响组合物的风味、溶解度、生物利用率、可加工性、感官特性和口感。

在根据本发明的营养或药物组合物中,优选的是,乳糖/钙盐共晶体的乳糖选自α-乳糖、β-乳糖或它们的组合,优选地选自α-乳糖一水合物、无水α-乳糖、无水β-乳糖或它们的组合。无水α-乳糖可以稳定和不稳定(吸湿)的形式存在。在特别优选的实施方案中,乳糖/钙盐共晶体中的乳糖为α-乳糖一水合物。

另外,优选的是,根据本发明的营养或药物组合物的乳糖/钙盐共晶体中的钙盐选自水溶性和水不溶性钙盐。优选地,水溶性钙盐选自氯化钙、溴化钙、氢氧化钙、乙酸钙、柠檬酸钙、酒石酸钙、磷酸一钙、乳酸钙、苹果酸钙、柠檬酸苹果酸钙、或它们的水合形式和组合。水不溶性钙盐优选地选自氧化钙、碳酸钙、硫酸钙、磷酸二钙、磷酸三钙或它们的组合。

希望如上所定义的这些共晶体在结晶固态中具有类似的空间排列或者甚至是结构上同晶的,因此在液体中显示出类似的溶解动力学。

在更优选的实施方案中,乳糖/钙盐共晶体中的水溶性钙盐选自氯化钙、溴化钙、柠檬酸钙或它们的组合。乳糖/钙盐共晶体中的钙盐可选自氯化钙、碳酸钙和柠檬酸钙,例如可为氯化钙或碳酸钙。在特别优选的实施方案中,乳糖/钙盐共晶体中的钙盐为氯化钙。

在本发明第一方面的另一个优选实施方案中,营养或药物组合物包含选自水合或非水合乳糖/钙盐共晶体,优选地选自水合乳糖/钙盐共晶体的乳糖/钙盐共晶体。乳糖/钙盐共晶体可例如由水制成(共结晶)时是水合的,由非水性溶剂如甲醇、乙醇、丙酮、异丙醇、甘油、乙酸乙酯、正丙醇、甘油三乙酸酯和柠檬酸三乙酯或1,2-丙二醇制成(共结晶)时是非水合的。

在另一个优选的实施方案中,营养或药物组合物的乳糖/钙盐共晶体为水合乳糖/CaCl2共晶体。

在本发明第一方面的特别优选的实施方案中,营养或药物组合物中包含的乳糖/钙盐共晶体为乳糖/CaCl2·7H2O共晶体。

优选地,根据本发明第一方面的营养组合物选自食物产品、功能性食物产品、乳产品、烹饪产品、甜食产品、用于提供饮料的即食食物产品、营养补充剂或宠物食物产品。特别优选的营养组合物为奶粉或婴儿配方食品。

本发明的营养组合物可为粉末状组合物。

特别地,本上下文中的营养产品可为例如咖啡奶油、即食饮料粉、即食汤、蛋白质强化饮料、甜食产品诸如巧克力或冰淇淋等。

从本发明的意义来说,婴儿配方食品可例如为奶粉或豆粉。

在本发明的另一个优选实施方案中,营养组合物可选自食物产品、功能性食物产品、乳产品、烹饪产品、用于提供饮料的即食食物产品、营养补充剂或宠物食物产品,优选地选自奶粉,更优选地选自婴儿配方食品,还可以包含选自脂肪、蛋白质、维生素、多酚、矿物质或碳水化合物的营养物质。

在另一个优选的实施方案中,根据本发明第一方面的药物组合物还包含药物活性成分及其盐。

在另一个优选的实施方案中,根据本发明第一方面的药物组合物还包含药物活性成分。

在一个优选的实施方案中,组合物可经胃肠内或非肠道给药。优选地,药物组合物为口服或经直肠给药,更优选地,口服药物组合物可作为片剂、胶囊、凝胶胶囊、压缩物、硬糖或软糖、口香糖或丸剂服用。特别优选的是,片剂为口腔、舌下或口腔崩解片。在第二优选的实施方案中,组合物可通过干粉吸入器或喷雾器给药。

在第二方面,本发明涉及乳糖/钙盐共晶体用于制备营养或药物组合物,作为载体、填充剂或稳定剂,用于加速乳糖溶解或用于营养组合物的钙强化的用途。

从本发明的意义来说,载体还可包括淀粉、改性淀粉、奶粉、碳水化合物、糖、蛋白质、氨基酸、脂肪、甜味剂、乳化剂等。

在第二方面的优选实施方案中,乳糖/钙盐共晶体用于制备可为食物产品、功能性食物产品、乳产品、烹饪产品、甜食产品、饮料、营养补充剂或宠物食物产品的营养组合物。在特别优选的实施方案中,营养组合物为婴儿配方食品或奶粉。

本发明可涉及乳糖/钙盐共晶体用于制备粉末状营养组合物,例如粉末状婴儿配方食品或奶粉的用途。本发明可涉及乳糖/钙盐共晶体用于制备具有改善的结块抗性的粉末状营养组合物,例如与其中共晶体的乳糖和钙盐组分被乳糖和钙盐的非共结晶混合物代替的等同组合物相比具有改善的结块抗性的粉末状营养组合物的用途。

在第三方面,本发明涉及用于制备乳糖/钙盐共晶体的方法,包括以下步骤:在50-70℃的温度下,优选地在55-65℃的温度下制备包含钙盐和乳糖的溶液,使溶液冷却至25-40℃,优选地冷却至30-35℃,添加乳糖/钙盐共晶体的晶种,允许通过析出形成晶体,以及分离所获得的晶体。

在本发明第三方面的具体实施方案中,用于制备乳糖/钙盐共晶体的方法包括以下步骤:将乳糖和钙盐以0.5:1.5重量份至1.5:0.5重量份的浓度范围、优选地以0.8:1.2重量份至1.2:0.8重量份的浓度范围、更优选地以1:1重量份的浓度范围添加到1至2份水中、优选地添加到1至1.5份水中、更优选地添加到1.5份水中,将悬浮液在50-70℃下、优选地在55-65℃下以100-300rpm搅拌10-20分钟,使溶液冷却至25-40℃、优选地30-35℃,添加晶种,搅动溶液直至析出晶体,过滤悬浮液,室温下用冷乙醇洗涤所分离的共晶体,以及在10-50℃下干燥共晶体,优选地在15-45℃下真空干燥0.5-4小时并在10-30℃下非真空干燥36-60小时。

在第四方面,本发明涉及用于制备营养组合物的方法,包括以下步骤:执行根据本发明第三方面的方法的步骤,并且添加选自脂肪、蛋白质或碳水化合物的营养物质,其中优选地,营养组合物选自食物产品、功能性食物产品、甜食产品、乳产品、烹饪产品、用于提供饮料产品的即食产品、营养补充剂或宠物食物产品,优选地,其中营养组合物为婴儿配方食品。

在第五方面,本发明提供用于制备药物组合物的方法,包括以下步骤:执行根据本发明第三方面的方法的步骤,并且添加药物活性成分。

在特别优选的实施方案中,根据本发明第一方面的营养或药物组合物可通过根据本发明第三方面的方法获得。

附图说明

图1将溶解动力学显示为随时间推移(以秒为单位),乳糖/CaCl2·7H2O共晶体在水中的归一化折射率百分比(◆),乳糖一水合物在水中的归一化折射率百分比(■),乳糖一水合物在氯化钙溶液中的归一化折射率百分比(▲),以及乳糖一水合物和二水氯化钙的物理混合物在水中的归一化折射率百分比(×)。

溶解动力学通过在0至100秒的时间段内,同时以500rpm在环境温度(20℃)下搅动,在水中以在线折射法进行测量。各溶液的测量体积为60mL,各固体的粒度相当于在60至90μm的范围内。

经证明,在20秒钟内,约85%的共结晶材料溶解于水中,而同时,显著较低的量即约20%至约50%的乳糖一水合物或乳糖和氯化钙的物理混合物分别溶解。

图2将溶解动力学显示为室温下随时间推移(以秒为单位),单个乳糖/CaCl2·7H2O共晶体(■)相比于与乳糖一水合物的单个晶体标本(▲)的归一化质量百分比。使用高分辨率相机在显微镜下拍摄各个晶体的溶解,并分析进行溶解的照片(剩余固体材料的区域),直至达到完全溶解。不搅拌液相,所选晶体的尺寸和形态相当,并且多次重复测量。

在0至36秒的时间段内测量溶解动力学。

结果表明,约2.5秒后,乳糖/CaCl2·7H2O共晶体完全溶解,而完全溶解乳糖一水合物需要显著更长时间(约为7倍长)。

在图3中,证明当测量时间超过120小时时,与乳糖一水合物和二水氯化钙(曲线A,上曲线)的物理混合物相比,在25℃下,乳糖/钙盐共晶体(曲线B,下曲线)显示出改善的耐湿性。与共结晶材料相比,物理混合物含有相同摩尔量的乳糖和氯化钙。直(水平)线对应于5当量水的摄取量。dm:质量增益百分比;Rh:相对湿度百分比。

图4示出了如实施例7所述存放后的婴幼儿奶粉样品。A:不添加钙,B:含有乳糖/CaCl2·7H2O,C:含有CaCl2·2H2O,D:含有CaCl2·2H2O+乳糖一水合物。

具体实施方式

本发明提供包含乳糖/钙盐共晶体的营养或药物组合物。

如本文所用的“晶体”或“结晶材料”应理解为组分以三维周期性的规则有序图案排列的固体材料。

根据本发明的“共晶体”为包含至少两个具有规定化学计量比的组分的晶体结构。例如,组分为原子、离子或分子。

如本文所用的“乳糖/钙盐共晶体”应理解为与钙盐以共结晶形式存在的乳糖,即结晶结构包含乳糖和钙盐。

如本文所用的“溶解”是指溶质在溶剂如水、乳、咖啡、茶、果汁或唾液中形成均匀溶液的方法。

从本发明的意义来说,“溶解动力学”被定义为溶解的物理化学过程的速率,即溶解速度。

如本文所用的“强化”应理解为用微量营养素诸如微量元素、矿物质、多酚、纤维和维生素强化组合物。

“钙强化”是指用钙盐强化组合物。

营养或药物组合物

在本上下文中,营养组合物可为向个体提供营养益处并且可以由人或动物安全食用的任何种类的产品。其可为用液体(例如水、乳、咖啡、茶等)冲调的固体(例如粉末)产品。其可为固体、半固体或液体形式,并且可以包含一种或多种宏量营养素、微量营养素、膳食纤维、食品添加剂、水等,例如蛋白质源、脂肪源、碳水化合物源、维生素、多酚和矿物质。营养组合物还可以包含抗氧化剂、防腐剂、调味剂、着色剂、稳定剂或乳化剂。

如本文所用的“药物组合物”应理解为包含任何药学活性物质及其盐或/和药物载体(赋形剂)。该术语可以包括任何胃肠内或非肠道制剂,诸如片剂、胶囊、口服液和注射液。除活性物质之外,药物制剂可以包含增溶剂、稳定剂、缓冲剂、张力调节剂、膨松剂、粘度增强剂/还原剂、表面活性剂、螯合剂和佐剂。

“活性成分”为可促使关于不适或疾病的治疗或预防效果的任何物质或物质的组合。

有利地,营养或药物组合物以干燥或粉末形式存在,优选地作为可溶于液体(例如水、乳或唾液)的粉末存在。在混合溶剂例如水、乳等时,所述组合物易于溶解直至完全溶解,即均匀的非块状溶液。

优选地,本发明涉及包含所需量的乳糖/钙盐共晶体以向消费者提供足够量乳糖的营养或药物组合物。因此,该营养或药物组合物包含乳糖/钙盐共晶体,所述共晶体基于组合物的总重量计的浓度为0.01-100重量%,优选地基于组合物的总重量计的浓度为1-70重量%,更优选地基于组合物的总重量计的浓度为5-60重量%。在特别优选的实施方案中,该组合物包含乳糖/钙盐共晶体,所述共晶体基于组合物的总重量计的浓度为10-50重量%,更优选地基于组合物的总重量计的浓度为10-20重量%。

任选地,存在于根据本发明的营养或药物组合物中的乳糖/钙盐共晶体基于组合物的总重量计的浓度为0.01-5重量%,优选地基于组合物的总重量计的浓度为0.1-3重量%,更优选地基于组合物的总重量计的浓度为1-2重量%。

乳糖/钙盐共晶体提供易溶解形式的乳糖。与纯乳糖相比,乳糖/钙盐共晶体在溶剂例如乳、唾液或水中溶解快得多,从而得到均匀、无块状的溶液。因此,乳糖对消费者新陈代谢的可用性显著增加,带来多个优点,例如有益肠道细菌的营养益处和生长促进。

营养或药物组合物中乳糖/钙盐共晶体的溶解动力学得到改善,即完全溶解所需的时间短得多。

为了在期望的时间段内完全溶解纯乳糖,可以另外应用加热,即加热至25-100℃范围内的温度。然而,这对于包含根据本发明的乳糖/钙盐共晶体的营养或药物组合物并非必需的。均匀、无块状的溶液在室温下在极短的时间内即可快速获得,即使没有搅拌。已经发现,包含乳糖/钙盐共晶体的营养或药物组合物在一定温度范围内迅速溶于水。例如,在适于生产诸如可用于饮料分配器中的即食冷饮的4℃温度下,包含乳糖/钙盐共晶体的奶粉快速溶解且不结块。例如,发现包含乳糖/钙盐共晶体的婴儿配方奶粉在40℃下使用经冷却的开水可迅速溶解且不结块,此温度通常用于制备婴儿配方食品。

本发明的另一个优点是乳糖/钙盐共晶体允许使用钙有效强化食物或饮料。

从技术范围来讲,由于常用于强化目的的当前钙盐的低流动性,使用钙对食物产品进行额外的矿化可能引发多个问题,这使得操作和定量给料十分困难。

包含乳糖/钙盐共晶体的组合物提供与乳糖结合的共结晶形式的钙。共晶体的特征在于良好的流动性和改善的可加工性,从而使处理和定量给料更加容易。

此外,乳糖可与必需的矿物钙组合使用。乳糖的一个重要特性是其支持刺激钙吸收。因此,与使用纯钙强化的组合物相比,在包含乳糖/钙盐共晶体的营养或药物组合物中需要较少量的钙。

乳糖/钙盐共晶体中的乳糖可以其异构体之一的形式存在,即水合或无水α-乳糖或β-乳糖。

在结晶α-乳糖中,乳糖的每个分子与一分子水相关联,即结晶α-乳糖作为α-乳糖一水合物存在。

β-乳糖通常被称为无水乳糖。

乳糖/钙盐共晶体中的钙盐可选自水溶性和水不溶性钙盐。

其中钙盐选自水溶性钙盐的乳糖/钙盐共晶体可通过直接结晶的溶液制备,例如通过溶剂蒸发、溶液缓慢冷却、加入抗溶剂等。另选地,如果钙盐选自水不溶性钙盐,共晶体可通过机械方法诸如碾磨、球磨混合物等制备。

将相应共晶体的各个组分以所需的摩尔比混合,然后在标准微粉化设备中进行机械处理一定时间,例如球磨机、圆盘磨机、行星式球磨机等。任选地,可加入液体以进行液体辅助研磨(LAG)或形成化学计量溶剂化物,例如水合物或乙醇酸盐。

任选地,所需的共晶体也可通过成熟的工业化技术诸如喷雾干燥、冷冻干燥、双螺杆挤出、辊压、压缩或在某些情况下直接进行机械混合/共混来制备。共晶体可通过喷雾干燥来制备,例如通过喷雾干燥包含钙盐和乳糖的合适溶液。

根据本发明的营养或药物组合物可任选地包含水合或非水合乳糖/钙盐共晶体,取决于它们的制备方法。如果不从通常生成水合乳糖/钙盐共晶体的水中共结晶,而是与醇共结晶,则可获得非水合乳糖/钙盐共晶体。

包含在营养或药物组合物中的乳糖/钙盐共晶体可为乳糖/氯化钙·7H2O共晶体。

乳糖/氯化钙·7H2O共晶体包含乳糖和氯化钙,优选等量包含。

通常,如本文所用的营养组合物可为食物产品、功能性食物产品、乳产品、烹饪产品、甜食产品、用于提供饮料的即食食物产品、营养补充剂或宠物食物产品。优选地,营养组合物为奶粉,更优选地,营养组合物为婴儿配方食品。

本上下文中的“食物产品”是指用作食物或可制备成食物的物质,即可通过个体代谢产生能量和/或组织的物质。

在本发明的上下文中,术语“功能性食物产品”是指向个体提供额外的促进健康功能或预防疾病功能的食物产品。可将任何类型的已知生物活性化合物添加到本发明的食物产品中,以便提供额外的健康益处。

如本文所用的“乳产品”是由动物诸如奶牛、山羊、绵羊、牦牛、马、骆驼以及其它哺乳动物产生的食物产品。适于本发明的乳产品的示例为低脂奶(例如,脂肪含量为0.1%、0.5%或1.5%)、无脂奶、奶粉、乳清和乳清粉、全脂奶、全脂奶产品、黄油、酪乳、酪乳产品、酸奶、脱脂奶、脱脂奶产品、高乳脂产品、炼乳、鲜奶油、奶油、奶酪、奶油乳酪、抹酱、冰淇淋、冷冻酸奶、冷冻甜食、咖啡奶油和甜食产品,如巧克力。优选地,所述乳产品选自低脂奶、无脂奶、奶产品或蛋白粉。

本上下文中的“用于提供饮料的即食食物产品”是指单独成份或散装形式的即食粉末饮料混合物,例如咖啡奶油、即食咖啡混合物、即食茶粉、奶粉或巧克力或巧克力奶粉、麦芽饮料等。

“饮料”是可供个体安全食用的液体或半液体形式的营养产品。

本上下文中的“烹饪产品”是指(单独成份或散装形式)即食汤、肉汤块或肉汤粉、调味料或粉末状烹饪辅助剂或脱水的即食食品。

在本上下文中,“营养补充剂”描述了除提供营养物质(宏量营养素或微量营养素)或膳食纤维的常规饮食之外所提供的营养组合物,微量营养素如某些维生素、矿物质,宏量营养素如脂肪酸、氨基酸、碳水化合物、蛋白质等。

“宠物食物产品”是指旨在由宠物食用的营养产品。

宠物或伴侣动物为选自狗、猫、鸟、鱼、啮齿类动物(例如,小鼠、大鼠和豚鼠、兔子)等的动物。

“奶粉”应理解为呈粉末形式的奶,即通过将奶蒸发至干燥制备而成的奶粉或乳产品。

优选地,本发明的营养组合物为婴儿配方食品。婴儿配方食品可为1段婴儿配方食品、较大婴儿配方食品或早产婴儿配方食品、乳强化剂诸如人乳强化剂、婴孩食物配方食品、成长乳、婴儿谷物组合物、用于临床营养的医疗食物产品或补充剂。

本文所用的术语“婴儿配方食品”是指专用于供给出生后前几个月的婴儿营养,而且本身可满足这类人群的多种营养需求的食品(符合欧盟委员会2006年12月22日颁发的针对婴儿配方食品和较大婴儿配方食品的第91/321/EEC 2006/141/EC号指令中第2(c)条的规定)。该术语也涉及旨在用于婴儿的营养组合物,如在食品法典委员会(法典STAN 72-1981)和婴儿特殊品(包括针对特殊医学目的的食品)中所定义的那样。表述“婴儿配方食品”既涵盖“1段婴儿配方食品”,也涵盖“较大婴儿配方食品”。

令人惊喜的是,与包含纯钙盐的组合物相比,包含乳糖/钙盐共晶体的组合物的保质期显著延长。与包含纯钙盐的组合物相比,乳糖/钙盐共晶体出乎意料地显示出改善的耐湿性。

在另一个实施方案中,根据本发明的药物组合物包含药物活性成分,即对疾病的治愈、缓解、治疗或预防具有直接影响,从而恢复、增强或维持生理功能的物质。

根据本发明第一方面的药物组合物可经胃肠内或非肠道给药。胃肠内给药可为例如通过口腔、胃或十二指肠给药管或经直肠给药。非肠道给药可以选自静脉内、动脉内、肌内、骨内、脑内、脑室内、鞘内、皮下给药。

在本发明的一个优选实施方案中,组合物为口服的。如本文所用的“口服”是指经由口腔。如本文所用的“经直肠给药”定义为经由直肠。

有利地,乳糖/钙盐共晶体在消费者唾液中迅速溶解,从而得到均匀的无块状溶液。由于口感改善,消费者接受度增加,有吞咽困难的人例如婴幼儿、儿童或中老年人能够摄入。另外,可以用本发明的速溶药物组合物治疗患有吞咽困难或口腔干燥症的患者。

用途

本发明还涉及乳糖/钙盐共晶体用于制备营养或药物组合物的用途。

在营养或药物组合物中,根据本发明的乳糖/钙盐共晶体是特别有利的,因为需要快速溶解和高可用性的乳糖,优选地不需要事先进行热处理、搅拌或较长时间段。

此外,根据本发明的乳糖/钙盐共晶体对于营养组合物的钙强化是特别有利的,因为操作和定量给料得以改善和促进。另外,与钙盐以共结晶形式提供的乳糖支持钙吸收。

钙强化可以施用于营养组合物诸如乳产品组合物。另选地,富钙在果汁如苹果或橙汁中尤其有利,因为它们可被不食用或不能食用乳产品的个体食用。

此外,乳糖/钙盐共晶体的特征在于比容,这使其成为在营养或药物组合物中作为载体、填充剂、膨松剂或稳定剂的合适材料。例如,当其它成分诸如脂肪、糖、盐或蛋白质减少时,乳糖/钙盐共晶体可用作膨松剂。

“膨松剂”是指增加体积或重量的组分。

如本文所用的“载体”应当理解为掺入物质以改善特定物质递送的材料。载体可用于药物递送系统以延长药物的作用,降低其代谢或降低其毒性。

本上下文中的“稳定剂”是指保持例如食品或饮料等物质处于稳定或恒定状态的物质,例如,关于它们的pH或质地。

从本发明的意义来说,“填充剂”涉及其被添加到组合物中以增加重量或尺寸或填充空间的物质。

方法

乳糖/钙盐共晶体可以通过在由乳糖和钙盐两种组分混合的溶液或浆液中进行共结晶获得。

另选地,乳糖/钙盐共晶体可以通过碾磨例如用研钵和研杵手动碾磨、球磨机或振动磨机制备。任选地,可以进行液体辅助碾磨以生产乳糖/钙盐共晶体。

乳糖/钙盐共晶体可以优选地通过冷却熔融混合物,任选地两种组分即乳糖和钙盐的饱和溶液,析出形成共晶体来制备。

任选地,通过冷却熔融混合物或乳糖和钙盐的饱和溶液来制备乳糖/钙盐共晶体可能需要投种晶种。

在本上下文中,“投种”是指使用一小片共晶体,即晶种共晶体,相同结晶相的较大共晶体将从其中生长。必须进行投种以避免不期望的相自发成核,因此允许控制所需材料的生产过程。

可以通过冷却熔融混合物或乳糖和钙盐的饱和溶液来共结晶乳糖和钙盐,从而制备晶种。

任选地,制备乳糖和钙盐的饱和溶液,然后缓慢蒸发。

在具体实施方案中,用于制备乳糖/钙盐晶种的方法包括在50-70℃的温度下,任选地在55-65℃的温度下制备混合物或溶液,任选地制备饱和溶液如包含乳糖和钙盐的过饱和溶液,使溶液冷却至25-40℃,任选地冷却至30-35℃,直至发生晶体析出。然后可分离析出的共晶体,洗涤,例如,用冷(8-10℃)乙醇洗涤,然后干燥。乳糖/钙盐共晶体的干燥可在10-50℃下、优选地在15-45℃下于真空下进行0.5-4小时,优选地进行1-3小时,并在10-30℃下、优选地在15-25℃下非真空进行36-60小时。在其相纯度已通过适当的方法如X射线衍射分析检查之后,所获得的乳糖/钙盐共晶体可用作晶种。

具体地,乳糖/钙盐共晶体可通过如下方法制备,该方法包括在100-300rpm下,将两种组分即乳糖和钙盐以0.5至1.5重量份至1.5:0.5重量份的浓度范围,任选地以0.8:1.2重量份至1.2:0.8重量份的浓度范围,任选地以1:1重量份的浓度范围添加到1至2份水中,任选地添加到1至1.8份水中,任选地添加到1.5份水中。

通过共结晶方法获得的晶种随后可用于制备更大量的纯乳糖/钙盐共晶体。

乳糖/钙盐共晶体可通过使用晶种冷却两种组分即乳糖和钙盐的饱和溶液并允许析出共晶体来制备。晶种可作为粉末或作为液体载体中的悬浮液例如甘油中的悬浮液引入。

用于制备乳糖/钙盐共晶体的方法可包括以下步骤:在50-70℃的温度下制备包含钙盐和乳糖的溶液(例如饱和或过饱和溶液),使溶液冷却至25-40℃,添加乳糖/钙盐共晶体作为晶种,以及允许形成共晶体。乳糖/钙盐共晶体可任选地通过过滤或离心进行分离。

在一个优选的实施方案中,用于制备乳糖/钙盐共晶体的方法包括以下步骤:在55-65℃的温度下制备包含钙盐和乳糖的溶液,任选地为饱和溶液,使溶液冷却至30-35℃,添加乳糖/钙盐共晶体作为晶种,以及允许通过析出形成共晶体。乳糖/钙盐共晶体可任选地通过过滤或离心进行分离。

在一个优选的实施方案中,用于制备乳糖/钙盐共晶体的方法包括以下步骤:制备包含钙盐和乳糖的溶液,任选地为饱和溶液,确保所有固体完全溶解(例如在50-70℃的温度下),将溶液的温度(例如通过冷却)控制为25-40℃,加入晶种并允许形成晶体(例如通过析出),分离所获得的晶体(例如通过过滤或离心),其中在此方法中添加的晶种由乳糖/钙盐共晶体组成。晶种可为纯净的,例如其可为至少95重量%的乳糖/钙盐共晶体,例如其可为至少99重量%的乳糖/钙盐共晶体,对于另外的示例,其可为至少99.9重量%的乳糖/钙盐共晶体。

在本发明的一个特别优选的实施方案中,用于乳糖/钙盐共晶体制备的方法包括以下步骤:在100-300rpm下,将乳糖和钙盐以0.5:1.5重量份至1.5:0.5重量份的浓度范围,优选地以0.8:1.2重量份至1.2:0.8重量份的浓度范围,更优选地以1:1重量份的浓度范围添加到1至2份水中、优选地添加到1至1.5份水中、任选地添加到1份水中。将悬浮液在55-65℃和100-300rpm下搅动10-20分钟,冷却至30-35℃,加入晶种(乳糖/钙盐晶种)。可以搅动溶液直至晶体析出。可以通过过滤悬浮液并在室温(20-25℃)下用冷乙醇(8-10℃)洗涤所分离的共晶体来分离共晶体。然后,将分离的共晶体在15-45℃下真空干燥1-3小时并在15-25℃下非真空干燥36-60小时。

包含乳糖/钙盐共晶体的营养或药物组合物可以通过将营养物质,例如碳水化合物、维生素、蛋白质、多酚调味剂、脂肪或药用活性成分添加到乳糖/钙盐共晶体中来制备。

实施例

实施例1

实施例2中使用的晶种(乳糖/氯化钙七水合物共晶体)的制备:

在40-65℃和300rpm下,在20分钟内先后将50.0g乳糖一水合物和50.0g二水氯化钙添加到75.0g水中。使溶液冷却至15-35℃,继续搅动直至晶体开始析出。

过滤悬浮液,在室温下用冷(8-10℃)乙醇洗涤所分离的晶体。将所分离的产品在15-45℃下真空干燥1-3小时并在15-25℃下非真空干燥36-60小时。

结果:

获得白色粉末形式的共结晶乳糖/氯化钙·7H2O。

实施例2

使用晶种制备乳糖/氯化钙共晶体:

将100.0g二水氯化钙和100.0g乳糖一水合物逐步添加到166.0g水中。溶解是放热的,因此溶液被加热至约60℃的温度。搅动溶液,直至所有固体溶解。使溶液冷却至30-35℃。将通过根据实施例1的方法获得的10.0mg晶种添加到溶液中。晶体析出后,过滤悬浮液,在室温下用冷乙醇(8-10℃)洗涤所分离的晶体。将所分离的产品在15-45℃下真空干燥1-3小时并在15-25℃下非真空干燥36-60小时。

结果:

获得白色粉末形式的共结晶乳糖/氯化钙·7H2O。

实施例3

当搅动溶液时,在室温下于0至100秒的时间段内通过折射测量2g乳糖/CaCl2·7H2O共晶体在水中(◆),相比于1.24g纯乳糖一水合物在水中(■)、1.24g乳糖一水合物在0.52g氯化钙溶液中(▲)以及1.24g乳糖一水合物和0.52g二水氯化钙的物理混合物在水中(×)的溶解动力学。相应固体(60-90μm)的粒度是相当的。

结果:

图1表明,在20秒内,约85%的共结晶材料即乳糖/CaCl2·7H2O共晶体溶解于水中,而同时仅约20%的乳糖一水合物溶解于水中。类似地,与共结晶材料相比,显著更低量的乳糖一水合物溶解在氯化钙溶液中,即约30%。在乳糖和氯化钙的物理混合物中,约50%的固体在20秒后溶解于水中,这比溶解的乳糖/CaCl2·7H2O共晶体的量显著更低。

实施例4

测定与α-乳糖一水合物(▲)相比,单个α-乳糖/CaCl2·7H2O共晶体(■)的溶解动力学。在室温且不搅动的情况下,在0至36秒的时间段内测量溶解动力学。

结果:

如图2所示,乳糖/CaCl2·7H2O共晶体在约2.5秒后完全溶解,而乳糖一水合物的完全溶解需要约36秒。因此,乳糖/CaCl2·7H2O共晶体的溶解比乳糖一水合物的溶解快约14至15倍。

实施例5

与乳糖一水合物和二水氯化钙的物理混合物相比,针对乳糖/钙盐共晶体执行动态蒸气吸附实验。

与共结晶材料相比,物理混合物含有相同摩尔量的乳糖和氯化钙。

在25℃的温度下测量120小时,并逐步增大相对湿度,直至样品完全液化。

结果:

如图3所示,在25℃的温度下测量120余小时,乳糖/钙盐共晶体(曲线B,下部曲线)相比于乳糖一水合物和二水氯化钙的物理混合物(曲线A,上曲线)显示出具有改善的耐湿性。共结晶材料(曲线B,下曲线)随着相对湿度(RH)的增大逐渐继续吸收水分。相比之下,物理混合物(曲线A,上曲线)仅吸收水分,直至在30%相对湿度(RH)下达到平稳,但是相比于共结晶材料,速度快得多。

图3中显示的直(水平)线对应于5当量水的摄取量。dm:质量增益百分比;Rh:相对湿度百分比。

实施例6

与共结晶乳糖/氯化钙相比,常规奶粉和常规婴幼儿奶粉的X射线粉末衍射测量结果:

通过X射线粉末衍射分析常规奶粉样品、常规婴幼儿奶粉样品和乳糖/氯化钙七水合物共晶体,研究常规奶粉或婴幼儿奶粉组合物中乳糖/氯化钙七水合物共晶体的存在情况。

结果:

在常规奶粉或常规婴幼儿奶粉中,均未在5-7%的检测限内检测到乳糖/氯化钙七水合物共晶体。

通过向相应的粉末基质中添加纯净的共结晶材料来建立各种分析X射线衍射装置的检测限。因此,这些常规营养组合物均不包含根据本发明的乳糖/钙盐共晶体。

使用以下方案:

测量条件:将样品装入0.8mm玻璃毛细管中,使用配备有弯曲成像板检测器的Stoe Stadi-P粉末衍射仪通过透射几何结构中的铜Kα1辐射收集X射线粉末衍射数据。对于每个样品,在3600秒内收集两个图案;每个都在-35至99度的2θ范围内。然后加入原始图案,导致计数统计量增加并在3至80度的2θ范围内截断以得到最终图案。

对于纯奶和婴幼儿奶粉,使用更长的暴露时间。将这些样品另外收集在微源衍射仪(Agilent Supernova)上,以除去由于毛细管的散射产生的背景。还测量了空毛细管,以便后续去除背景。

用于相位定量的参考峰是纯参考样品中的三个最高峰,例如,两个θ对应于12.68、21.58和22.30。

将纯乳糖/CaCl2·7H2O添加到样品基质中,用于建立检测限。将含有5%、7%、10%和15%所添加纯乳糖/CaCl2·7H2O的样品分别与纯参照物进行比较。

因此,建立的检测限介于5%至7%之间。在约5%处,最高峰仍然可见,但第二峰和第三峰在后台趋于消失。检测限也将取决于用于测量的设置;所使用的设置是具有毛细管的传输模式。这需要非常少的材料(0.8mm毛细管,束高度0.4mm),使得可同时仔细监测样品的均匀性。

针对商业奶粉样品的结论:样品是完全无定形的。没有微量的乳糖/CaCl2·7H2O。

针对商业婴幼儿奶粉样品的结论:样品是完全无定形的。没有微量的乳糖/CaCl2·7H2O。

实施例7

在婴儿成长奶粉(BEBA 3,雀巢)中检查各种含钙成分对贮存稳定性的影响。制备四种混合物:

A:3.4g BEBA3

B:3.4g BEBA3+1.4g乳糖/CaCl2·7H2O

C:3.4g BEBA3+0.4g CaCl2·2H2O

D:3.4g BEBA3+0.4g CaCl2·2H2O+0.9g乳糖一水合物

将混合物在53%的相对湿度下存放一个月,然后在环境温度下存放3个月。对所得的粉末进行拍照(图4)。其中钙作为乳糖/钙盐共晶体添加的样品B显示出非常少的结块,类似于其中未添加钙的粉末A。其中钙作为氯化钙添加的样品C显示出相当多的结块,其中氯化钙与乳糖以简单混合物形式添加的粉末D显示出最多的结块。可以看到乳糖/钙盐共晶体提供不导致粉末结块问题的钙源。

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