包含脂肪球的婴儿配方组合物及其射流混合制备

本发明属于婴幼儿配方奶粉，具体涉及一种包含脂肪球的婴儿配方组合物及其射流混合制备方法，具体是应用射流混合器进行均化，制备得到包含脂肪球的，即具备母乳(成熟乳)脂肪球粒径大小、界面组成中包含极性脂质球膜成分的婴儿配方奶粉及液态奶。背景技术：1、母乳具有丰富的营养成分，可以供给婴幼儿的生长与发育。who建议0-6个月的婴儿应进行母乳喂养，但由于各种因素，许多婴儿无法得到母乳喂养。此时，婴幼儿配方奶粉则成为母乳的最佳替代品，而母乳也作为配方来源的标准，使得配方奶粉中的各类营养素都接近于母乳，从而使婴幼儿健康的成长发育。2、母乳中脂肪含量约为3％-5％，可为婴幼儿的生长发育提供40％-55％的能量。乳脂肪在乳液中以脂肪球的形式存在，脂肪球内核为层状排列的非极性脂，主要为甘油三酯，外部被由蛋白质，磷脂、胆固醇等极性物质组成的膜包裹，呈水包油状态。母乳脂肪球粒径大小范围为0.2μm～15μm，平均粒径为4μm～5μm，而乳脂肪球膜的厚度为10nm～20nm，占乳脂肪球质量的2％～6％。乳脂肪球膜中，极性脂质中的磷脂主要为甘油磷脂和鞘磷脂(29.0％～45.5％)。其中甘油磷脂主要为磷脂酰肌醇(0.94％～11.7％)、磷脂酰丝氨酸(3.7％～18.4％)、磷脂酰乙醇胺(10.1％～36.1％)以及磷脂酰胆碱(19.0％～38.12％)。3、乳液是一个成分极其复杂的动态系统，其在室温下存放几个小时就会发生脂肪上浮等失稳变化，而高剪切力均质处理会破坏天然的乳脂肪球结构，使得75％-90％的乳脂肪球膜破裂，乳脂肪球的平均粒径降低至1μm左右，其比表面积相对增大，在一定条件下碎片重新聚集，并与酪蛋白胶束、变性乳清蛋白等成为新的膜，吸附在脂肪球内核甘油三酯上，以维持脂肪球的稳定，延长了乳液的货架期。显然，经过均质处理的乳脂肪球膜的结构与组成已发生显著变化。现有的婴幼儿配方奶粉加工过程涉及杀菌、均质、喷雾干燥等工序，尤其是经过均质加工过程后，球膜结构被严重破坏，所得到的脂肪球粒径减小至400m，这些小粒径脂肪球具有很大的表面积且缺乏球膜结构保护，增加了与消化酶的接触，提高了消化速度，从而改变了乳脂的生物利用度。乳脂的这种改变可能与肥胖症有关。现在市面上已有一些添加脂肪球膜材料的婴幼儿配方奶粉，但其结构与母乳脂肪球仍有显著差异，在显微镜下已观察不到乳脂肪球膜结构。4、母乳的组成与结构是婴幼儿配方奶粉配方设计与生产过程中所依据的黄金标准，对于母乳脂肪，其乳脂肪球中内核甘油三酯的组成与结构已经得到深入研究，包括甘油三酯中不同位置脂肪酸的分布与组成，随区域、饮食、泌乳期的变化，以及以母乳为标准，利用酯交换法获得人乳脂替代脂等，其中物理混合法和酯交换法或二者相结合的方法所获得的人乳脂替代脂产品已经作为乳品厂生产婴幼儿配方奶粉时油相的配方得以应用。但对于母乳脂肪球的整体结构，包括其粒径大小、电位、微观结构的表观特征等还未做到较好的模拟，母乳脂肪球膜中的极性脂质被认为可促进婴幼儿的大脑发育，增强认知能力。而母乳脂肪球膜的组成、结构及其营养功能，包括磷脂的脂肪酸构成、各种极性脂质的营养功能，以及如何生产出具有完整乳脂肪球结构的婴幼儿配方食品等均有待研究。5、cn 111387339 a、cn 111328882 a进行了仿母乳脂肪球结构的大尺寸脂质体制备，cn 110269103 a制备了一种稳定的大粒径乳脂肪球，但该方法制备适合于实验室层面，而不适用于大规模生产。cn 104254255b、cn 105658092 b以及cn 107529808 a等制备了被极性脂质包含的大脂质球的含脂质和蛋白质组分的组合物的方法，即生产出了大粒径乳脂肪球配方奶粉，并进行了相关的临床试验，证明了包含大粒径乳脂肪球配方奶粉生产的可行性与进一步研究的必要性。但其所涉及工艺中所选用的混合方式以及喷雾干燥的雾化器与现有的婴儿配方奶粉工艺存在差异，因此，对于制备含有母乳脂肪球粒径、且被极性脂质包裹的乳脂肪球的婴配粉的工艺仍需进行研究，并继续对所生产的产品进行营养等方面的功能验证。技术实现思路1、发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种包含脂肪球的婴儿配方组合物及其射流混合制备方法，具体是应用射流混合器进行均化，制备得到包含脂肪球的，即具备母乳(成熟乳)脂肪球粒径大小、界面组成中包含极性脂质球膜成分的婴儿配方奶粉及液态奶。2、技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：3、一种包含脂肪球的组合物的制备方法，所述组合物为包含脂肪球的婴儿配方，所述制备方法包括以下步骤：4、s1、配制水相：所述水相中干物质含量按重量百分比计为15％-65％，所述水相包括至少一种蛋白质；5、s2、配制油相：所述油相包括植物油和/或动物油；6、s3、配制极性脂质：所述极性脂质按重量计为油相的0.5％-10％；7、s4、预混：所述油相下料至水相中得到预混合的乳液；8、s5、混合均化：将预混合的乳液经过射流混合器进行剪切混合均化，得到包含脂肪球的组合物，所述射流混合器的流速梯度为4000m/s-7000m/s；9、s6、所述包含脂肪球的组合物经杀菌、浓缩及干燥，制备得到奶粉；或者经超高温瞬时灭菌，制备得到液态奶；10、所述脂肪球具有母乳脂肪球结构，所述脂肪球具有3μm-5μm的平均粒径。11、可选的，在本发明实施例中，所述脂肪球具有3μm-5μm的平均体积粒径和/或2μm-4μm的平均面积粒径。12、可选的，在本发明实施例中，所述组合物为包含脂肪球的婴儿成熟乳配方，所述脂肪球的平均体积粒径为3.64μm-4.82μm，平均面积粒径为2.48μm-3.58μm。13、可选的，在本发明实施例中，步骤s1中，所述水相中的物料先预热至45℃-65℃，再混合搅拌2min-50min，ph调至6.8-7.2。14、可选的，在本发明实施例中，步骤s1中，所述水相包括乳粉水溶液、牛乳其中至少一种；所述水相还包括微量物料，所述微量物料包括水溶性复合维生素、复合矿物质、核苷酸、低聚糖、聚葡萄糖、乳铁蛋白、胆碱、肌醇、牛磺酸、左旋肉碱、叶黄素、乳双歧杆菌、动物双歧杆菌中的一种或多种组合物。15、可选的，在本发明实施例中，步骤s2中，所述油相在30℃-60℃，优选40℃-50℃下进行化料备用。16、可选的，在本发明实施例中，步骤s2中，所述油相还包括脂肪酸和/或脂溶性维生素，所述脂肪酸类包括二十二碳六烯酸、二十碳四烯酸中的一种或多种组合物；所述脂溶性维生素包括棕榈酸维生素a、醋酸维生素a、β-胡萝卜素、醋酸视黄酯、胆钙化醇、dl-a-醋酸生育酚、植物甲萘醌中的一种或多种组合物。17、可选的，在本发明实施例中，步骤s3中，所述极性脂质包括大豆磷脂、葵花磷脂、蛋黄磷脂、酪乳、酪乳粉、黄油乳清以及浓缩乳清蛋白粉中的一种或多种组合物，其中所述浓缩乳清蛋白粉为含有乳脂肪球膜配料成分的浓缩乳清蛋白粉。18、可选的，在本发明实施例中，步骤s3中，所述极性脂质与油相共同配制或与水相共同配制：当所述极性脂质为含有显著数量的不溶于油相的其他组分时，所述极性脂质与水相共同配制；否则，所述极性脂质与油相共同配制。19、可选的，在本发明实施例中，步骤s4中，所述预混的具体方法为将油相通过管道流入水相中，直至全部流入得到预混合的乳液。20、可选的，在本发明实施例中，步骤s5中，所述射流混合器包括顺次连接且同心同轴的混合流体流入室、混合室及混合流体流出室；21、所述混合流体流入室包括主流液体入口，次流液体入口，所述主流液体入口从所述混合流体流入室的前端贯穿入内部，且所述主流液体入口的出口端具有喷嘴；所述次流液体入口位于所述混合流体流入室的侧边；22、所述混合流体流出室的末端具有混合流体出口。23、可选的，在本发明实施例中，所述混合室中具有竖直设立的挡板结构，所述挡板结构包括位于上部的若干第一挡板和位于下部的若干第二挡板，所述第一挡板与第二挡板等距间隔交叉排列；24、所述挡板结构包括n个优弧形挡板，所述挡板结构的长度为e，距离混合室入口端的长度为f，其中e＝f＝1/4～1/2l，l为混合室长度，所述挡板结构的高度b＝0.6a～0.8a，其中，a为所述混合室的高度；25、相邻所述第一挡板与第二挡板之间的挡板间距c＝2d，其中，d为所述挡板结构的矩形板宽度。26、本发明在混合室中设置了一组由等距间隔排列的优弧形挡板组成的挡板结构，当流体经过优弧形挡板组成的挡板结构时，由于挡板结构的阻碍，形成不同程度的涡流，而错位排列的挡板结构可以强化涡流，增加两流体接触面积，进而提高混合效果。27、可选的，在本发明实施例中，所述挡板结构上水平设置有若干矩形凹槽，所述矩形凹槽由靠近所述混合室的顶底端起沿径向依次包括第一矩形凹槽、第二矩形凹槽及第三矩形凹槽，所述第一矩形凹槽、第二矩形凹槽及第三矩形凹槽之间的间距逐次减小。28、在本发明中，若干个矩形凹槽进一步对流体产生纵向的阻力，延缓停留时间，在流量较小的上部设置的第一矩形凹槽间距最大故数量最少，中间的第二矩形凹槽的间距逐渐减小而数量逐渐增多，而最下端流速和流量最大的部分，则是最密集的第三矩形凹槽，间距最小而数量最多，能产生更大的物理阻隔障碍，强化涡流，起到更好的减速混合作用。29、可选的，在本发明实施例中，所述矩形凹槽的深度为0.05～0.4d，其中，d为所述挡板结构的厚度。即使在挡板的两面都设置矩形凹槽，也能保证其半镂空的状态，保持矩形凹槽的稳定性和不穿透性。30、可选的，在本发明实施例中，所述矩形凹槽的高度h＝0.02a～0.2a，其中，a为所述混合室的高度。31、可选的，在本发明实施例中，所述第一矩形凹槽的高度h1为第一挡板高出相邻第二挡板的高度，即h1＝a-b，所述第二矩形凹槽的高度为h2，所述第三矩形凹槽的高度h3＝0.05～0.2b。32、可选的，在本发明实施例中，相邻所述第一矩形凹槽之间的通道间隔δh1＝1.2～2h，相邻所述第二矩形凹槽之间的通道间隔δh2＝0.8～1.2h，相邻所述第三矩形凹槽之间的通道间隔δh3＝0.2～0.8h。33、可选的，在本发明实施例中，所述次流液体入口位于所述混合流体流入室的中间段，所述喷嘴靠近所述混合流体流入室的末端。34、可选的，在本发明实施例中，所述制备方法还包括杀菌、浓缩及干燥，制备得到奶粉。35、可选的，在本发明实施例中，所述杀菌的条件为75℃-88℃、16s-30s，优选为80℃-85℃、15s-20s，更优选为85℃、15s。36、可选的，在本发明实施例中，所述浓缩采用双效或多效真空蒸发浓缩，浓缩温度为60℃-95℃，优选为65℃-90℃，更优选为88℃。37、可选的，在本发明实施例中，所述干燥采用压力式雾化器进行喷雾干燥，将浓缩后的混合乳液送入喷雾干燥塔进行喷雾干燥，喷雾压力为10mpa-17mpa，进风温度为165℃-190℃，排风温度为65℃-85℃。38、可选的，在本发明实施例中，所述制备方法还包括超高温瞬时灭菌，制备得到液态奶。39、进一步可选的，在本发明实施例中，所述超高温瞬时灭菌为在120℃-135℃下经5s-10s灭菌处理。40、另一方面，本发明还提供了由上述任意实施例方法制备的包含脂肪球的组合物。41、可选的，在本发明实施例中，所述组合物的形态为奶粉或液态奶，所述组合物中的脂肪球的粒径满足：42、所述组合物的形态为液态奶时，按脂肪体积计，至少65.7％的脂肪球的粒径范围在2.11μm-6.65μm，或43、所述组合物的形态为奶粉时，按脂肪体积计，至少70.2％的脂肪球的粒径范围在1.45μm-9.01μm。44、技术效果：本发明提供的包含脂肪球的婴儿配方组合物及其制备方法，与现有技术相比，具有以下优势：45、(1)、本发明所制备的包含脂肪球的组合物实则为大粒径婴儿配方奶粉或液态奶，采用乳品厂常用设备，包括混合器和喷雾干燥器等，在已有设备上进行工艺流程的优化。另外采用射流混合器代替常规的均质器，减少均质过程中剪切力对原料结构的破坏，通过在射流混合器中的混合室中添加挡板(矩形)以使得物料混合更加均匀，从而得到与母乳(成熟乳)脂肪球粒径大小相似的婴儿配方奶粉或液态奶；46、(2)、本发明对所制备的婴儿配方液态奶以及婴幼儿配方奶粉复原乳进行粒径、表面电势的测定，并对其进行微观结构的观察，发现其粒径分布、表观电势与母乳脂肪球相似，微观结构中乳脂肪球膜部分清晰可见。这种所制得的与母乳脂肪球结构相似的婴儿配方奶粉及液态奶将对婴幼儿的消化吸收起一定作用，在消化速率和消化程度上与母乳更加接近，从而对婴幼儿的生长发育起到正向引导作用。