用乳清蛋白膠束穩(wěn)定的乳劑的制作方法
【專利說明】用乳清蛋白膠束穩(wěn)定的乳劑
[0001] 本發(fā)明涉及乳劑。具體地，本發(fā)明涉及包含乳清蛋白膠束、水和分散的油滴的乳 劑，其中該乳劑被乳清蛋白膠束穩(wěn)定。所述油滴可以具有40-1000 μπι的平均直徑。本發(fā)明 的另外的方面是包含所述乳劑的組合物和可通過干燥所述乳劑得到的組合物。
[0002] 乳劑由通常不能混溶的兩種或多種液體的混合物組成。一種或多種液體即分散相 分散于另一連續(xù)相中。例如，在水包油型乳劑中，油是分散相，而水是連續(xù)相。乳劑是食品 中常見的，例如蛋黃醬、色拉調(diào)味汁、調(diào)味料、冰淇淋和牛奶；且通常用于藥物、發(fā)型、個(gè)人衛(wèi) 生和化妝品。常見的乳劑內(nèi)在不穩(wěn)定且由此不會(huì)自發(fā)地形成。需要能量輸入例如振搖或混 合以形成乳劑。隨時(shí)間的推移，乳劑傾向于恢復(fù)至包含各相的乳劑的穩(wěn)定狀態(tài)。其實(shí)例在 單純維納格雷酸辣沙司色拉調(diào)味汁的油和醋成分的分離中觀察到，所述單純維納格雷酸辣 沙司色拉調(diào)味汁是一種乳劑，除非幾乎連續(xù)振搖，否則其快速地分離。
[0003] 乳劑穩(wěn)定性是乳劑隨時(shí)間推移阻止其特性改變的能力。不穩(wěn)定主要?dú)w因于3種現(xiàn) 象：排水、奧氏催熟和聚結(jié)。排水或形成乳狀液是這樣一種情況，其中物質(zhì)之一因浮力迀移 至乳劑頂端。奧氏催熟是因不同大小的液滴中滲透壓的差異導(dǎo)致的熱力學(xué)-驅(qū)動(dòng)的過程。 它導(dǎo)致分子從小液滴通過連續(xù)相擴(kuò)散至大液滴。聚結(jié)是這樣一種過程，其中兩個(gè)或多個(gè)液 滴在接觸過程中合并成單一子液滴。一般地，這3種現(xiàn)象同時(shí)發(fā)生，導(dǎo)致乳劑不穩(wěn)定且最終 液滴消失，并且恢復(fù)至完全相分離的系統(tǒng)。
[0004] 乳化劑是通過增加其動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性穩(wěn)定乳劑的物質(zhì)。一類乳化劑稱作"表面活性 物質(zhì)"或表面活性劑。例如，將芥末添加到維納格雷酸辣沙司色拉調(diào)味汁中可以其乳劑的 穩(wěn)定性，因?yàn)樵诮孀油鈿ぶ車恼骋褐械幕瘜W(xué)物質(zhì)作為乳化劑起作用。該乳劑最終消失， 而它仍然保持的時(shí)間比單獨(dú)的油和醋長。市場上存在較大數(shù)量的可得到的乳化劑，例如卵 磷脂、蛋白質(zhì)和低分子量乳化劑。還已知顆粒可以穩(wěn)定乳劑。顆粒穩(wěn)定的乳劑有時(shí)稱作 Pickering 乳劑[S. U. Pickering，J. Chem. Soc. Trans.，91，2001 (1907) ] 〇
[0005] 乳劑在可見的外觀方面改變巨大。一些乳劑例如牛奶顯現(xiàn)渾濁或白色，這歸因于 光的散射，因?yàn)樗ㄟ^乳劑內(nèi)的多相界面。由于極小的低于約IOOnrn的乳劑液滴大小，所 以光不會(huì)散射，且由此乳劑顯現(xiàn)半透明。然而，對(duì)于一些產(chǎn)品應(yīng)用，能夠觀察到乳劑液滴各 自提供富有吸引力的外觀。此外，對(duì)于水包油型乳劑，具有較大的乳劑液滴大小減少了氧化 [K.Nikovska，Emirates Journal of Food and Agriculture，24,17 (2012)]，且由此，對(duì)于 食品應(yīng)用，降低了產(chǎn)生"異味"的風(fēng)險(xiǎn)。具有大液滴的乳劑有時(shí)稱作"粗乳劑"。
[0006] 生成具有穩(wěn)定大液滴大小的乳劑提出了技術(shù)挑戰(zhàn)。乳劑液滴可以因例如奧氏催熟 和聚結(jié)這樣的過程而增加大小，但大液滴在乳劑中并不穩(wěn)定，且該過程持續(xù)至產(chǎn)生完全相 分離為止。已知顆粒在穩(wěn)定乳劑時(shí)提供大于可溶性蛋白或小分子表面活性劑的液滴大小 [E. Dickinson，Trends in Food Science & Technology，24,4 (2012)]。最近 10-15 年來已 經(jīng)取得了更多進(jìn)展，從理論和實(shí)踐觀點(diǎn)來看，其涉及更好地理解顆粒穩(wěn)定的乳劑。因涂敷至 不同程度改變的顆粒疏水性是描述乳劑類型（水包油型或油包水型）和聚結(jié)穩(wěn)定性中的關(guān) 鍵。然而，這些研宄中所用的大部分顆粒是合成的，通常是無機(jī)材料（例如二氧化硅），它們 在食品、藥物、農(nóng)業(yè)或食品應(yīng)用中的實(shí)用性有限。實(shí)際上，用于穩(wěn)定乳劑的二氧化硅顆粒一 般是部分被吸附的非食品級(jí)乃至毒性分子或聚合物疏水化的。期望研發(fā)另外的顆粒以穩(wěn)定 乳劑，其具有天然來源且適用于這些應(yīng)用。特別地，有益的是鑒定穩(wěn)定具有大油滴的水包油 型乳劑的材料。乳劑被孢子[B. P. Binks等人，Langmuir，23,9143 (2007)]、化學(xué)改性的淀粉 粒、纖維素顆粒和水不溶性蛋白質(zhì)玉米醇溶蛋白[J.W.J.de Folter等人，Soft Matter，8， 2807(2012)]穩(wěn)定。然而，這些材料的一些具有低營養(yǎng)價(jià)值，這使得它們對(duì)于在食品中應(yīng)用 的吸引力較低，或需要另外的化學(xué)處理以確保界面結(jié)合。
[0007] 本發(fā)明的目的在于改善本領(lǐng)域的狀態(tài)并且提供克服上述不便性的至少一些的解 決方案或至少提供有用的可替代選擇。
[0008] 并不將本說明書中任何涉及現(xiàn)有技術(shù)的對(duì)比文件視為允許這樣的現(xiàn)有技術(shù)是廣 泛已知的或偶構(gòu)成本領(lǐng)域一般公知常識(shí)的組成部分。作為本說明書中使用的措詞"包含"、 "含有"和類似措詞不被解釋為排他的或窮盡的含義。換句話說，它們預(yù)以指"包括、但不限 于"。
[0009] 本發(fā)明的目的通過獨(dú)立權(quán)利要求的主題實(shí)現(xiàn)。從屬權(quán)利要求進(jìn)一步發(fā)展了本發(fā)明 的理念。
[0010] 因此，本發(fā)明在第一個(gè)方面提供包含乳清蛋白膠束、水和分散的油滴的乳劑，其中 該乳劑被乳清蛋白膠束穩(wěn)定，且所述油滴具有40-1000 μ m的平均直徑。在第二個(gè)方面，本 發(fā)明涉及包含本發(fā)明乳劑的組合物，其中該組合物是食品組合物；藥物組合物；化妝品制 品；營養(yǎng)制品；管飼制品；或飲料。本發(fā)明的另一個(gè)方面是可通過干燥所述乳劑得到的組合 物。
[0011] 發(fā)明人令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，例如，通過將噴霧干燥的乳清蛋白膠束分散入水，添加油 且然后混合或振搖，它們能夠產(chǎn)生穩(wěn)定的乳劑。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過限制乳清蛋白膠束的量， 能夠生產(chǎn)具有對(duì)于肉眼可見的大油滴的乳劑。因此，乳清蛋白膠束的量可以用于控制得到 的乳劑中油滴的大小。所產(chǎn)生的油滴對(duì)于聚結(jié)保持極其穩(wěn)定，保持穩(wěn)定至少8個(gè)月。乳清 蛋白膠束吸附在油-水界面上導(dǎo)致高度穩(wěn)定性，無需增加乳劑本體相的粘度。這使得具有 不同質(zhì)地的乳劑產(chǎn)品配方更具有靈活性并且提供更為平滑的乳劑。
[0012] 圖1顯示如下的宏觀照片：(a)在（從左到右）0· 036、0· 075、0· 132、0· 256和 0. 488wt%乳清蛋白膠束（WPM)的初始分散體；(b)pH調(diào)整在pH = 3后相應(yīng)的分散體和（c) 乳化后1小時(shí)的相應(yīng)50/50油/水乳劑。
[0013] 圖2顯示如下的宏觀照片：在（從左到右）0. 032、0. 065、0. 141、0. 276和 0. 484wt % WPM的初始分散體；(b) pH調(diào)整在pH = 4. 7后相應(yīng)的分散體和（c)乳化后1小 時(shí)的相應(yīng)50/50油/水乳劑。
[0014] 圖3顯示如下的宏觀照片：在（從左到右）0· 024、0· 055、0· 082、0· 166、0· 322和 0. 662wt. % WPM的初始分散體；和（b)乳化后1小時(shí)的相應(yīng)50/50油/水乳劑。pH = 7· 2±0· 3〇
[0015] 圖4顯示在pH = 3的水相（水相還包含0. 06Μ NaN3)的不同wt. % WPM下乳劑的 光學(xué)顯微鏡影像。在乳化后1小時(shí)拍照片并且在觀察前通過手動(dòng)振搖適度地勻化樣品。
[0016] 圖5顯示在pH = 4. 7的水相（水相還包含0· 06M NaN3)的不同wt. % WPM下乳劑 的光學(xué)顯微鏡影像。在乳化后1小時(shí)拍照片并且在觀察前通過手動(dòng)振搖適度地勻化樣品。
[0017] 圖6顯示在pH = 7的水相（水相還包含0. 06M NaN3)的不同wt. % WPM下乳劑的 光學(xué)顯微鏡影像。在乳化后1小時(shí)拍照片并且在觀察前通過手動(dòng)振搖適度地勻化樣品。
[0018] 圖7顯示在0.024wt. %水相和pH 7下用WPM穩(wěn)定的水包Migly〇1?型乳劑的宏 觀照片。
[0019] 圖8顯示對(duì)于兩種油Miglyol? ?和十六烷▲的作為pH函數(shù)的用水相的 0.1 lwt. % WPM穩(wěn)定的水包油型乳劑的平均液滴直徑的對(duì)比進(jìn)展。
[0020] 圖9顯示具有遞增的油體積比的水包Miglyol?型乳劑的宏觀照片，從左到右： 60、70、80和90% v/v。水相的pH = 4. 7, WPM質(zhì)量/油質(zhì)量=60mg/g。乳化后2天拍照 片。
[0021] 圖10顯示具有水相中0· 4wt. % NaN3的水包Mig