本发明涉及一种通过挤出制备营养组合物，特别是其基本上不含乳糖的婴儿配方产品的方法，以及涉及由此获得的营养组合物。
背景技术
含有蛋白质组分、脂肪组分和碳水化合物组分的粉状营养组合物是公知的。它们旨在在食用前用液体(通常是水)重构。粉状营养组合物包括婴儿配方物、成长乳和用于临床营养的组合物，例如用于肠道喂食。通常，这类产品通过以下方式制备：将所有成分与水混合，对液体混合物进行热处理以减少细菌负荷，将混合物均质化，然后将其进行喷雾干燥。
挤出方法是非常高效的方法，其使所需的水和能量的量显著减少至最低，并且通常产生可被干燥并研磨成粉状材料的挤出物。迄今为止，使用挤出方法制备粉状婴儿配方物仅是非常有限的，参见例如WO 2006/094995、WO 2011/15965653、WO 2014/066680、WO 2014/164956和US 2008/241337。本发明人开发了一种基于挤出的制备婴儿配方物的方法，该方法具有成本效益并且产生优良的产品和最少的废物。
技术实现要素：
发明人开发了一种使用挤出制备婴儿配方产品的方法。在根据本发明的方法中，仔细控制含水料流的浓度，使得每个必要的和优选的步骤都以最佳方式实施，同时使添加的水量和之后为了获得干婴儿配方物而需要除去的水量最小化。
通常，在本领域中使用的提供蛋白质组分的蛋白质源不是纯级或高级，并且通常包含乳糖，因为乳糖作为常规乳蛋白源中的成分存在。然而，乳糖对患有乳糖不耐症(lactose intolerance)的人构成问题，乳糖不耐症是一种源自降低的消化乳糖能力的病状。乳糖为常见的二糖，由半乳糖和葡萄糖子单元组成，通常见于大多数类型的乳制品中。
因此，发明人开发了一种制备基本上不含乳糖的婴儿配方产品的方法。因此，所述基本上不含乳糖的婴儿配方产品适用于那些患有乳糖不耐症的群体。在本发明的上下文中，“基本上不含乳糖”(或类似用语)可解释为不包含乳糖或包含检测不到的痕量乳糖或足以符合不含乳糖的产品的法规要求。
此外，本发明的方法在能量消耗和水使用方面高效。尽可能最小化和避免用于溶解组分或稀释料流的水量。因此，还最大限度地减少为了获得最终干粉而对水的耗能去除。
本发明的方法的另一个优点是，它对不使用挤出的婴儿配方产品的现有制备方法几乎不造成破坏，使得容易将其改型进入现有的加工厂。包括喷雾干燥步骤的常规方法中所使用的硬件配置和机器需要有限的适配。此外，本发明的方法在涉及到起始材料时高度通用，并且在使用用于婴儿配方产品制备的常规起始材料时会高效地运行。此外，本发明的方法能够很好地考虑起始材料组成的(自然)变化，因为在使用的均质化步骤之前，可以根据需要监测和调整相关成分的水平。此外，以通过本发明的方法制备的每千克产品的资本支出表示的资本支出成本是非常有利的。
本发明的方法通过在所有阶段保持理想低温将施加于蛋白质组分的热负荷降至最低。因此，与在加工过程中经受更高温度，特别是更高挤出温度的婴儿配方产品相比，所获得的基本上不含乳糖的婴儿配方产品更好地模拟了人乳设定的黄金标准。
本发明的方法的另一个优点是，经热处理的蛋白质和未经热处理的蛋白质都可用作起子材料，因为它们可以在不同阶段进入该方法。然而，通过将蛋白质与液体料流接触而使蛋白质进入该方法，使得它们通过形成围绕脂质组分的保护层和/或通过形成部分含脂质的颗粒来形成最终产品的一个主要部分，而不是以单独的颗粒存在于婴儿配方产品中。这在通过减少暴露于空气来防止脂质氧化方面特别重要。
此外，本方法允许在湿混合方法中使用高度浓缩的成分，从而使水的使用减少至最低程度，同时防止发生设备结垢。
因此，本发明提供一种能够使用容易获得的成分的灵活、平衡又高效的基于婴儿配方物挤出的制备方法，其中对尽可能多的所需蛋白质(但排除尽可能多的所需脂质和碳水化合物)进行热处理步骤，但如果需要，还可以在挤出步骤期间为添加成分提供空间。考虑到婴儿用品制造厂应该生产不同的配方物以适应苛刻的市场并使用尽可能简单和基础的加工线供给所售全伽玛(full gamma)产品，这种灵活性是一种优势。
通过本发明的方法获得的婴儿配方产品显示出理想的重构(溶解)行为而没有不希望的结块或粘连。本发明的方法提供一种营养组合物，其在与液体(通常是水)混合时容易分散，以得到蛋白质、脂肪和碳水化合物的均匀液体混合物，而没有可见的水相和非水相的分离。
此外，通过本发明的方法实现了婴儿配方产品中理想的低水平游离脂肪。
具体实施方式
本发明的方法用于制备基本上不含乳糖的婴儿配方产品，并且包括以下步骤：
(a1)提供具有基本上不含乳糖的蛋白质组分的含水混合物，
(a2)对含水混合物进行热处理步骤和任选地浓缩步骤，
(b)将含水混合物与脂质组分混合，
(c)对包含脂质组分和经热处理的蛋白质组分的含水混合物进行均质化和乳化步骤，以获得总固体含量为45-80重量％的均质化水包油乳液；
(d)将均质化乳液输送到挤出机中，独立地将可消化的基本上不含乳糖的碳水化合物和任选地膳食纤维添加到挤出机中，并挤出挤出机的内容物以获得挤出材料；
(e)由挤出材料制备婴儿配方产品。
在一个实施方案中，步骤(b)中的混合直接在步骤(a2)的热处理之后进行，这意味着这在经热处理的含水混合物没有实质性改变的情况下发生。在一个实施方案中，增加含水混合物的总固体含量的步骤直接在步骤(a2)的热处理之后进行，这意味着这在经热处理的含水混合物没有实质性改变的情况下发生。在一个实施方案中，步骤(b)中的混合直接在增加含水混合物的总固体含量的步骤之后进行，这意味着这在具有增加的总固体含量的含水混合物没有实质性改变的情况下发生。在一个实施方案中，步骤(c)中的均质化和乳化直接在步骤(b)的混合之后进行，这意味着这在含水混合物没有实质性改变的情况下发生。在一个实施方案中，步骤(d)中的挤出直接在步骤(c)的均质化之后进行，这意味着这在均质化乳液没有实质性改变的情况下发生。在一个实施方案中，步骤(e)的制备直接在步骤(d)的挤出之后进行，而没有实质性改性挤出材料。
在一个实施方案中，本发明的方法包括喷雾干燥步骤，通常作为步骤(e)的一部分。在一个替代的实施方案中，本发明的方法不包括喷雾干燥步骤。
在一个实施方案中，除了步骤(a2)的热处理以外，本发明的方法不超过85℃、优选80℃、更优选70℃的温度。最终存在于婴儿配方产品中的营养物优选不会不必要地暴露于不希望的高热负荷。
优选地，婴儿配方产品为婴儿配方物、后续配方物、幼儿乳或成长乳。
在本发明的上下文中，含水混合物在多个阶段产生，并在后续阶段再次使用。所述含水混合物是基于水作为液体的混合物，其中可以溶解或分散其他组分。在根据本发明的方法中，含水混合物经历数次处理，但所有这些时间都保持为含水混合物，直至进行挤出步骤，在其中将混合物转化为干挤出物。含水混合物也可称为“含水料流”或仅称为“料流”。在整个方法中，含水混合物的浓度可以由它们的总固体含量定义。其以重量％给出，基于料流的总重量计。“固体”、“总固体”或“总固体含量”是指含水料流中除水以外的所有组分，即使这些固体在环境条件下呈液态，例如油。
起始材料和热处理步骤(a2)
本发明的方法中的一个步骤为步骤(a2)，其中对具有基本上不含乳糖的蛋白质组分和基本上不含乳糖的碳水化合物组分的含水混合物进行热处理步骤。
具有基本上不含乳糖的蛋白质和基本上不含乳糖的碳水化合物组分的含水混合物优选由常规的和广泛可获得的含有任何合适的蛋白质水平和优选地微量营养素的起始材料或来源组成，所述起始材料或来源可选自脱脂乳、乳清蛋白浓缩物(WPC)、乳清蛋白分离物(WPI)、乳蛋白分离物(MPI)、乳蛋白浓缩物(MPC)、脱盐乳清蛋白粉、脱脂乳浓缩物、酪蛋白酸盐和基于植物的蛋白质(例如大豆蛋白)，条件是它们基本上不含乳糖。
根据本发明优选的蛋白质源包括酪蛋白酸盐，优选酪蛋白酸钙、酪蛋白酸钠和/或基于植物的蛋白质。在一个优选的实施方案中，基于植物的蛋白质包含大豆蛋白。
由于本发明的方法中包括热处理步骤提供了在选择含蛋白质的起子材料方面的第一灵活性，因此包含基本上不含乳糖的蛋白质组分的起始材料优选未经热处理。根据本发明的蛋白质源提供基本上不含乳糖的蛋白质组分。一些不同于乳糖的可消化的碳水化合物可存在于步骤(a1)的含水混合物中，例如天然存在于起始材料中的碳水化合物。在一个优选的实施方案中，不在步骤(a1)中而是在下游，例如在挤出步骤(d)或挤出后的干共混步骤期间，将碳水化合物添加到含水混合物中，以允许基于干重计的蛋白质水平在热处理期间尽可能高。
通常，将一种或多种蛋白质源，例如基于植物的蛋白质源、乳清蛋白源(优选脱脂乳、WPC和/或WPI)和/或酪蛋白源(优选乳蛋白源，更优选MPI和/或MPC)共混以获得蛋白质混合物。
在一个优选的实施方案中，步骤(a1)中所包含的蛋白质量占通过本发明获得的婴儿配方物中存在的总蛋白质的70至100重量％，基于干重计。优选地，所述蛋白质量为80至100重量％，更优选90至100重量％或95至100重量％。在步骤(a1)期间添加如此大量的蛋白质确保了水包油乳液中蛋白质和油在方法的更下游的均匀和良好的乳化，以及蛋白质对油的截留。
通常，将婴儿配方物制备领域中常规的水溶性微量营养素(如维生素和矿物质)添加到步骤(a1)的含水混合物中。尽管一种或多种成分可为干的形式，但优选它们为液体形式，优选浓缩形式。因此，由于以浓缩物或干粉形式包含这些维生素和矿物质，因此必须进行有限的不必要的水的去除。在步骤(a1)中已包含这些微量营养素具有它们完全整合到构成所得产品的粉末颗粒中的优点。
起始材料优选以液体形式使用或以分批方式溶解以提供含水混合物，以控制所制备产品的成分的均匀性和浓度。
在步骤(a1)中，对具有基本上不含乳糖的蛋白质组分和基本上不含乳糖的碳水化合物组分的含水混合物进行热处理步骤(a2)。优选地，含水混合物在进行热处理之前完全溶解并具有均匀的浓度。优选地，如果起始材料以干的形式用于基本上不含乳糖的婴儿配方物制备的来源，则含水混合物通过分批溶解获得。本发明的方法完美地适用于大规模制备。因此，在一个实施方案中，将含水混合物以100-25000kg/h、优选1000-10000kg/h、最优选2500-6000kg/h的流速进料到步骤(a2)的热处理。
使包含基本上不含乳糖的蛋白质组分和基本上不含乳糖的碳水化合物组分的含水混合物在步骤(a2)中进行热处理，其设计为用于获得微生物安全的蛋白质组分和具有良好保质期的婴儿配方产品。可以采用本领域中已知的任何合适类型的热处理，例如巴氏杀菌或灭菌，例如HTST、ESL、UHT、干热灭菌或湿热灭菌。如本文所指的热处理的目的是将微生物负荷降低至这样的程度，即所得婴儿配方产品不含微生物并且对于婴儿食用是安全的。特别地，它对蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)和阪崎肠杆菌(Enterobacter sakazakii)是安全的，例如在2007年的欧盟法规第2073/2005号、第1441/2007号修正中所规定的。
有利地，与其中不需要对含水料流进行热处理的基于干混的方法相反，作为本发明方法的一个主要部分，对包含基本上不含乳糖的蛋白质组分的含水混合物进行热处理。因此，供入(incoming)的基本上不含乳糖的蛋白质组分由此可具有更多变的等级或品质。以工业规模实施这种综合热处理步骤的一个优点是，可以对微生物安全进行更好地控制和引导，并防止来自获得的蛋白质组分的再污染发生。应注意，喷雾干燥通常并且在本文中不认为是杀微生物步骤。
优选对总固体含量为15-5040重量％、优选20-40重量％、更优选18-35重量％、最优选约25-32重量％的含水混合物进行热处理。在这样的浓度下，由于在热处理步骤期间和之后对含水混合物进行最佳的进一步处理，热处理最优化地进行，而且在可对含水混合物热处理之前在用于获得含水混合物的混合罐中进行。步骤(a1)中混合物的总固体含量是在防止设备(如混合罐、管道等)在总固体含量过高时结垢和防止在热处理的下游步骤中不必要地去除过量的水之间寻求平衡的结果。
在将步骤(a1)中提供的含水混合物与步骤(b)中的脂质组分混合之前，对其进行步骤(a2)的热处理，以允许在最佳的高总固体水平和蛋白质水平下操作，这意指在高粘度的条件下操作。此外，从步骤(a2)的热处理中排除脂质组分意味着本发明的方法消耗更少的能量。
优选地，在步骤(a1)中，脂质组分不会作为纯的单一成分主动添加。它可以少量存在于经受步骤(a2)的含水混合物中，因为脂质可存在于用于基本上不含乳糖的蛋白质组分和基本上不含乳糖的碳水化合物组分的来源中。当从步骤(a1)开始存在脂质时，所述方法具有完全可操作性。
经热处理的含水混合物的任选的浓缩步骤
在热处理后但优选在添加脂质组分之前，可以浓缩含水混合物。浓缩可以通过本领域已知的任何方式实现，例如(部分)蒸发或过滤。在一个实施方案中，对步骤(a2)中获得的含水混合物进行水的部分蒸发，优选在减压和较低温度下。优选地，进行浓缩，使得在添加脂质混合物之前，浓缩的含水混合物为35-60重量％总固体，优选35-55重量％总固体，更优选40-55重量％总固体，更优选40-51重量％总固体，最优选45-51重量％总固体。发明人发现，所述浓缩在添加脂质后得到实施均质化和挤出步骤之前的最佳浓度。如果浓缩发生在添加脂质混合物之后，则最终浓度可能会稍微更高，以仍使挤出机进料固体含量为45-80重量％总固体、优选45-73重量％总固体、更优选53-68重量％总固体、最优选60-65重量％总固体的组合物。
因此，在一个优选的实施方案中，在与脂质组分混合之前，优选通过蒸发步骤增加步骤(a2)中获得的含水混合物的总固体含量。在一个实施方案中，在浓缩步骤中(优选在蒸发器中)除去的水量为200-10000kg/h，优选800-5000kg/h，最优选1500-2500kg/h。
步骤(b)中脂肪组分的混入
在混合步骤(b)中，将步骤(a2)中获得的含水混合物与脂质组分混合。混合可以任何合适的方式(优选包括串联注射系统)进行。在一个实施方案中，将含水混合物以200-20000kg/h、优选800-10000kg/h、最优选1200-5000kg/h的流速进料到步骤(b)。在步骤(b)期间待添加的脂质组分优选以类似的流速(因此为100-20000kg/h，优选800-10000kg/h，最优选1200-5000kg/h)进料到步骤(b)。在本发明的上下文中，尽管进行步骤(b)的温度不是关键，但优选步骤(b)的温度为30-75℃，更优选50-70℃，最优选55-65℃。
在均质化和乳化之前添加脂质组分。如本领域已知的，该脂质组分通常包含用于婴儿配方物制备的必需的和优选的脂质。优选地，它还包含脂溶性维生素。尽管脂质组分可以在均质化之前的任何时间点添加，但其在热处理步骤之后添加。这是因为脂质组分的添加增加了混合物的总固体含量，这在热处理步骤之前是不希望的。这样，在步骤(a2)中进行热处理的混合物中可用的固体含量的大部分空间被基本上不含乳糖的蛋白质组分占据，从而避免在该方法阶段不必要地包含脂质组分。
步骤(b)中脂质组分的混合引起总固体含量增加5至25重量％，优选9至20重量％，更优选12至18重量％。
在步骤(b)中混合脂质组分后，获得总固体含量为45-80重量％的组合物。优选地，在混入脂质组分后，所述组合物的总固体含量为45-73重量％，更优选53-73重量％，例如60-73重量％，更优选53-68重量％，优选60-65重量％。
优选地，由于脂质组分在步骤(b)中混合，因此脂质组分中包括脂溶性维生素。
步骤(c)均质化和乳化以获得水包油乳液
在步骤(c)中，对包含脂质组分、基本上不含乳糖的碳水化合物组分和经热处理的基本上不含乳糖的蛋白质组分的含水混合物进行均质化和乳化以获得均质化水包油乳液，其总固体含量为45-80重量％，优选45-73重量％，更优选53-73重量％，例如60-73重量％，更优选53-68重量％总固体，最优选60-65重量％总固体。后续挤出步骤特别希望这样的浓度，其中由于用于处理水包油乳液的设备的限制，固体含量不应超过指定的上限，并且由于过多的水必须在下游除去，故不低于下限。在一个实施方案中，将含水混合物以300-40000kg/h、优选2000-20000kg/h、最优选3000-7500kg/h的流速进料到步骤(c)。
经受步骤(c)的含水混合物优选包含最终产品的基本上所有的脂质。所述含水混合物可包含碳水化合物，但基本上不含乳糖。
在开始挤出之前获得均匀的水包油乳液的一个优点是，在整个组合物中获得了均匀分布的营养物，这比依赖于用于均质化和乳化的挤出步骤更容易实现。此外，该步骤顺序确保由此获得的乳液包含受蛋白质层保护的脂质。这种保护很重要，因为干婴儿产品需要组分一致且长时间稳定。重要的是，使存在的游离脂肪(或非包封的脂肪)在进行挤出之前降低至最少，并且在挤出过程中不会改变。因此，在该方法的上游早期阶段，婴儿配物的成分受到保护，免于在不必要的空气暴露后变质(rancid)和氧化。
包含基本上不含乳糖的蛋白质组分、脂质组分和基本上不含乳糖的碳水化合物组分的含水混合物的均质化是本领域已知的，并且进行均质化的确切条件也是本领域技术人员已知的。
优选地，均质化在50℃至80℃、优选54℃至76℃、更优选60℃至70℃的温度下并且优选在5秒内、更优选小于3秒内进行。指定的范围确保将热不稳定性组分的蛋白质修饰和降解减少至最低程度，但对仍能够对具有良好粘度的产品适当地进行步骤(c)而言足够高。
在一个优选的实施方案中，含水混合物的总固体含量在步骤(a2)之后为15-50重量％，优选20-40重量％，最优选约25-32重量％；并且在步骤(b)之后为45-80重量％，优选45-80重量％，或更优选53-70重量％，或更优选60-65重量％，其中步骤(b)中的总固体增加是由于脂质的添加和任选地包括脂质添加之前的浓缩步骤。重要的是，挤出机进料有总固体含量为45-80重量％的均质化水包油乳液。
在一个实施方案中，水包油乳液的粘度为10至1500mPa.s，优选50至1200mPa.s，更优选100至1000mPa.s，最优选200至700mPa.s。
本文所指的粘度在70℃下以1/1000s的剪切速率测量，因为该温度代表挤出机中的条件，从而允许人们以实验室规模模拟这些条件以快速评估所研究的特定婴儿配方物的行为。
粘度可以使用任何合适的设备测量。为了避免疑义，本文中粘度使用带有锥板探针(锥角1°)、探针编号CP5014310的AntonPhysica MCR301测量，以在指定条件下进行测量。简而言之，粘度测量遵循第一步流动，其中剪切速率从1s-1增加至1000s-1，之后在峰值保持步骤中以1000s-1的剪切速率在70℃下测量粘度五次，并且使用指定的设备获取平均值。
步骤(d)水包油乳液的挤出
将均质化水包油乳液输送或运输到挤出机中，并且独立于乳液，将可消化的碳水化合物和任选地膳食纤维添加到挤出机中，并将挤出机的内容物挤出以获得挤出材料。
在本文中，可消化的碳水化合物的独立添加定义为通过不用于挤出机中进料水包油乳液的入口添加到挤出机中。在本文中，膳食纤维的独立添加定义为通过不用于挤出机中进料水包油乳液的入口添加到挤出机中。尽管可消化的碳水化合物和碳水化合物可以通过挤出机的单个入口一起添加，但它们优选通过单独的入口添加。
挤出是本领域公知的，并且可以使用本领域技术人员已知的任何方式。优选地，挤出在低于85℃、更优选低于80℃、最优选低于70℃、例如50-75℃、更优选60-70℃、最优选62-68℃的温度下进行。高于这些温度，蛋白质可能会发生不必要的改性，这对于婴儿配方物而言是不希望的。发明人发现，指定的温度范围不会限制最终产品的性能。
通常，水包油乳液在挤出机的一侧进入挤出机。在挤出机内，它通过螺杆的运动向前推进。在挤出机内的停留时间优选为30秒至3分钟，例如50秒至2分钟。然而，优选地，与婴儿配方物配方生产中使用的现有挤出步骤相比，缩短了时间，因为就所需的最终营养组分而言，供入的料流更均匀且更完整。因此，更优选的停留时间低于50秒，例如为20至50秒。在一个实施方案中，挤出机以400-60000kg/h、优选5000-30000kg/h、最优选7500-15000kg/h的流速运行。
在挤出过程中施加于组合物上的压力优选为20kPa至10MPa。
进料到挤出机中的水包油乳液的总固体含量为45-80重量％总固体，优选45-73重量％，更优选53-73重量％，例如60-73重量％，更优选53-68重量％总固体，最优选60-65重量％总固体。发明人已发现，该浓度提供了最终产品特性以及方法效能方面的最佳结果。值得注意的是，在挤出步骤之前需要添加到含水混合物中的水量保持在最小值，但挤出以最佳方式进行。
发明人发现，在挤出过程中可以有利地添加一些通常掺入到本发明的营养组合物中的固体材料。在婴儿配方物制备过程中，诸如可消化的碳水化合物和膳食纤维的成分通常以固体形式添加。此外，从获得最终婴儿配方产品的制备观点来看，在均质化步骤(c)期间存在所有乳糖和膳食纤维不是关键。因此，在挤出过程中添加可消化的碳水化合物和任选地还有膳食纤维。
在步骤(d)中添加的可消化的碳水化合物优选包含葡萄糖和/或麦芽糖糊精，或由葡萄糖和/或麦芽糖糊精组成。
在一个优选的实施方案中，进料到挤出机中的可消化的碳水化合物(例如葡萄糖和/或麦芽糖糊精)具有(婴儿)食品级品质并且具有大于90重量％、优选大于95％的纯度。本文中纯度是指存在的预期成分的干重，因此明确排除水作为杂质。由于葡萄糖和/或麦芽糖糊精以干的形式添加，因此防止了大量的水进入制备方法中，从而不需要在之后将水再次除去。因此，管理液体料流变得更加高效。在挤出过程中添加这些成分减低了对水添加的需求，并允许在挤出步骤上游存在更多的总蛋白质固体。
在挤出机中添加可消化的碳水化合物(优选葡萄糖和/或麦芽糖糊精)的时间点优选在添加膳食纤维以帮助溶解可消化的碳水化合物之前。膳食纤维(如低聚半乳糖)可以在挤出过程的后期阶段添加，因为这些纤维可以作为浓缩液体添加。
在一个实施方案中，用于制备婴儿配方物所需的一些蛋白质在挤出过程中添加。本发明的方法允许存在这种灵活性，因为在步骤(c)中所有脂质已经与蛋白质完全乳化。优选地，在步骤(d)期间添加0至30重量％的婴儿配方产品的总蛋白质组分，更优选0至20或最优选0至10重量％的总蛋白质。
在一个优选的实施方案中，在挤出过程中添加干葡萄糖粉和/或干麦芽糖糊精粉。
在一个优选的实施方案中，膳食纤维作为浓缩液体或糖浆添加，例如低聚半乳糖。
在一个优选的实施方案中，添加的可消化的碳水化合物(主要是葡萄糖和/或麦芽糖糊精)和任选地膳食纤维的量，使得离开挤出机的材料的总固体含量为70-90重量％，优选75-88重量％，更优选80-88重量％，最优选83-87重量％。
挤出材料优选包含婴儿配方物营养上所需的基本上所有的蛋白质和/或脂质。换言之，不需要将脂质和/或蛋白质添加到挤出材料中。因此，与其他基本上不含乳糖的蛋白质组分(例如脱脂乳等)干共混是不必要的，从而避免了由添加产品(如脱脂乳)导致的最终产品具有不希望的宽粒度分布或不均匀粒度分布。这样，获得了理想的均匀颗粒密度分布。此外，由于此类天然产品中存在矿物质，因此在所述方法的下游部分添加乳蛋白源或牛乳蛋白源会干扰矿物质组成。
在本发明的上下文中，膳食纤维与不可消化的低聚糖和不可消化的多糖同义，最优选低聚半乳糖、低聚果糖、果多糖(fructopolysaccharides)及其混合物。
步骤(e)由挤出材料制备婴儿配方物
挤出步骤提供一种挤出材料，其包含基本上所有的已添加到挤出机中的固体，包括水包油乳液的固体和在挤出过程中额外添加的任何固体。挤出材料也可称为挤出混合物或挤出物，并且通常为小颗粒的形式。
在一个优选的实施方案中，挤出材料在其离开挤出机时已经营养完全，并且营养上能作为婴儿配方物。在这种情况下，步骤(e)的制备包括诸如干燥、研磨和/或包装的常规步骤，使得挤出材料被制备成婴儿配方产品出售。在这种情况下不需要并且在步骤(e)中不包括进一步营养适配。
或者，步骤(e)中的制备还包括对挤出材料进行一些营养补充以得到营养完全的婴儿配方产品。优选地，营养补充包括缺少的营养物或缺少量的营养物的干共混。或者，任何所需的补充都在方法的早期阶段完成，例如在步骤(a2)之前、在步骤(b)的混合期间和/或在步骤(d)的挤出期间，使得在步骤(e)期间不需要进一步补充。
在一个实施方案中，该补充根据可能的需要包括添加矿物质和/或维生素，以提供营养完全的配方物。
在一个优选的实施方案中，将可消化的碳水化合物(优选葡萄糖，但也可以指麦芽糖糊精)和/或微量营养素添加到挤出材料中以提供婴儿配方物。将葡萄糖和/或麦芽糖糊精添加到基本上不含乳糖的婴儿配方产品中以提供婴儿配方物可以有利地使用具有充分重叠的粒度分布或落在挤出材料分布内的分布的来源来完成，从而不会导致对粉末颗粒性能和行为(例如流动性)产生不利影响的不平衡分布，这可能是由于在该方法阶段添加乳蛋白源而引起。商购获得的葡萄糖或麦芽糖糊精的粒度分布通过供应商根据要求容易地控制，并且可容易地由技术人员测定。添加到挤出材料中的可消化的碳水化合物(例如葡萄糖和/或麦芽糖糊精)的量优选占基于所获得的最终婴儿配方物的干重计0至40重量％，更优选0至30重量％。或者，添加到挤出材料中的葡萄糖量占基于所获得的最终婴儿配方物中的葡萄糖总量计0至70重量％，更优选0至50重量％。对于麦芽糖糊精，添加到挤出材料中的更优选的量占基于所获得的最终婴儿配方物的干重计1至20重量％，优选1至15重量％。
挤出材料的总固体含量通常为70-90重量％，优选75-88重量％，更优选80-88重量％，最优选83-87重量％。
在一个优选的实施方案中，作为步骤(e)的一部分，使挤出材料进行干燥步骤以进一步降低水分含量。所述干燥可以通过本领域已知的任何方式进行，例如闪速干燥、真空干燥、微波干燥、IR干燥和喷雾干燥。在一个实施方案中，干燥不包括喷雾干燥。所述干燥步骤可以在400-40000kg/h、优选4000-20000kg/h、最优选6000-12000kg/h的流速下操作。干燥后的最终水分含量优选为0.5-5重量％，优选1-4重量％，更优选2-3.5重量％，最优选2.5-3重量％，基于产品的总重量计。这种低水分含量为婴儿配方产品提供了更长的保质期，例如至少12个月。
在一个优选的实施方案中，作为步骤(e)的一部分，研磨挤出材料，优选干燥的挤出材料。优选地，进行研磨以获得自由流动粉末。
因此，根据本发明的方法的产品为基本上不含乳糖的婴儿配方产品，并且在它离开挤出机时优选营养完全。优选地，基本上不含乳糖的婴儿配方产品为婴儿配方物、后续配方物、幼儿乳或成长乳。
营养完全的配方物或婴儿配方产品为干粉，其仅需要在规定量的水中重构来获得适合使用婴儿奶瓶喂食的即食产品。
本发明的基本上不含乳糖的婴儿配方产品为粉状形式，并且旨在用液体(通常是水)重构，以获得可用于为婴儿提供营养的婴儿配方产品。粉末有利地为自由流动粉末，使得其可以容易地被舀出和测量。本发明的产品在环境温度下易溶解于水中以制备用于立即食用的即食产品。即食产品在婴儿食用所需的时间内是稳定的，特别是它们包含稳定的乳液。此外，存在的游离脂肪理想地很低，通常低于2重量％，或甚至低于1.5重量％，或低于1重量％，基于总脂质含量计。由于游离脂肪在储存过程中容易氧化，因此其含量优选尽可能低。值得注意的是，在均质化步骤之后观察到的游离脂肪含量在本发明方法的挤出和其他步骤之后保持理想地很低。这些低游离脂肪含量取决于最终产品。
优选地，通过本发明方法获得的产品为婴儿配方物。在本文中婴儿配方物定义为营养完全的配方物，并包括婴儿配方物(适用于0至6个月的婴儿)、后续配方物(适用于6至12个月的婴儿)和幼儿乳或成长乳(适用于1至3岁的幼儿或儿童)。
本发明的婴儿配方物包含法律规定的必需的常量营养素和微量营养素，或优选由法律规定的必需的常量营养素和微量营养素组成。这类要求通常由监管机构规定，例如欧盟指令91/321/EEC和2006/141/EC或美国食品和药物管理局联邦规章典集第21篇第1章(21CFR Ch 1)第107部分。
通过本发明的方法直接获得或可获得的婴儿配方物或通过本发明的方法获得或可获得的婴儿配方物也是本发明的一部分。这些产品以挤出物为特征，通常为粉末形式，并且基本上不含乳糖。凭借本发明的加工步骤，特别是使用基本上不含乳糖的可消化的碳水化合物，本发明的婴儿配方产品特别适合用于为患有乳糖不耐症或存在发展为乳糖不耐症的风险的婴儿提供营养。鉴于其对乳糖不耐症的有益效果，本发明的婴儿配方产品也可称为医药产品或保健食品。
附图
本发明通过描绘了本发明方法的优选实施方案的图1和图2进行说明。
图1描绘了本发明方法的一个优选的实施方案，其中(a2)、(b)、(c)、(d)和(e)代表如本文所定义的步骤(a2)、(b)、(c)、(d)和(e)。(1)＝引入蛋白质和可能不含乳糖的可消化的碳水化合物的来源；(2)＝任选地引入蛋白质的第二来源；(3)＝引入脂质组分；(4)＝引入可消化的基本上不含乳糖的碳水化合物组分；(5)＝任选地引入膳食纤维组分；(6)＝排出婴儿配方产品。
实施例
以下实施例说明本发明。
实施例1：制备基于酪蛋白酸盐作为蛋白质组分的来源的基本上不含乳糖的婴儿配方物
产生用于制备基于酪蛋白酸盐作为蛋白质组分的来源的基本上不含乳糖的婴儿配方物的工艺流程。在第一步中，将酪蛋白酸钙(TS 95重量％，流速940kg/h)、水(流速3020kg/h)和所需量的微量营养素(也称为“微量物(minors)”，即维生素和矿物质)(流速121kg/h)在35℃的温度下配混成总固体含量(％TS)为25重量％的含水混合物，得到4082kg/h的工艺流速。调节含水混合物的pH。
随后在121℃下以2.89秒的停留时间对含水液体进行热处理以实现F0为2.4。冷却后，将经热处理的含水混合物随后进料到蒸发器中用于浓缩目的，在此期间以1657kg/h的流速除去水。蒸发后，含水混合物的TS含量为42重量％，并在60℃的温度下以2407kg/h的流速将含水混合物输送到注油器中。以2215kg/h的流速将制备不含乳糖的婴儿配方物所必需的油注射到含水料流中以达到70重量％的TS。随后，使用4622kg/h的流速在60℃下将含水混合物进料到均质器中进行均质化和乳化。在该阶段，含水混合物含有48重量％脂肪。将均质化水包油乳液输送到挤出机中。
在挤出过程中，添加葡萄糖浆(流速4682kg/h，TS 97.5重量％)。任选地添加GOS，但现在在此显示为在挤出过程期间的最终成分。挤出在70℃下以9304kg/h的流速进行。获得的挤出物包含84重量％TS并即待使用已知技术(例如闪速干燥或真空带式干燥)干燥，以最终得到以8000kg/h的流速产生的TS为97.5重量％的营养组合物。不需要其他成分的干共混。获得即待包装的粉末组合物。
实施例2：制备基于大豆蛋白作为蛋白质组分的来源的基本上不含乳糖的婴儿配方物
产生用于制备基于大豆蛋白作为蛋白质组分的来源的基本上不含乳糖的婴儿配方物的工艺流程。在第一步中，将大豆蛋白(流速1267kg/h，95重量％TS)、水(流速4088kg/h)和所需量的微量营养素(也称为“微量物”，即维生素和矿物质)(流速170kg/h)在35℃的温度下配混成总固体含量为25重量％的含水混合物，并以5525kg/h的流速进行加工。调节含水混合物的pH。
随后在121℃下以2.89秒的停留时间对含水液体进行热处理以实现F0为2.4。冷却后，将经热处理的混合物随后进料到蒸发器中用于浓缩。蒸发后，在此期间以2651kg/h的流速除去水，含水混合物的TS为48重量％，并在60℃的温度下以2850kg/h的流速将含水混合物输送到注油器中。以2047kg/h的流速将制备基本上不含乳糖的婴儿配方物所必需的油注射到含水料流中以达到70重量％的TS。随后，使用4897kg/h的流速在60℃下将溶液进料到均质器中进行均质化和乳化。将均质化水包油乳液输送到挤出机中。
在挤出过程中，添加葡萄糖浆(流速4484kg/h，TS 97.5重量％)。任选地添加GOS，但现在在此显示为在挤出过程期间的最终成分。挤出在70℃下以9381kg/h的流速进行。获得的挤出物包含83重量％TS并即待使用已知技术(例如闪速干燥或真空带式干燥)干燥，以最终得到以8000kg/h的流速产生的TS为97.5重量％的营养组合物。不需要其他成分的干共混。获得准备用于包装的粉末组合物。
实施例3
实施例1和2中所提及的数据使用来自Process Systems Enterprise(PSE)的gPROMS gFormulatedProducts 1.2.2模拟模型生成。使用的质量平衡模型为稳态，这意味着不应用时间累积。在宏观层面上应用模型，而不应用任何离散化方法。
对于蒸发/浓缩，应用方程(1)的质量平衡。
它指出，从料流中蒸发的水或以其他方式除去的水的量加上料流出口的量应等于入口料流的量。从这个角度来看，出口总固体通过方程(2)计算：
这是在假设通过蒸发或任何其他技术提取的提取水为纯水的情况下应用。
相同的方法用于混合在配混(即在热处理步骤(a2)之前制备含水混合物)、脂肪注射(即步骤(b))或挤出(步骤d)中的不同料流。方程(3)适用于总质量平衡：
如果应用多个入口料流，则任何混合器和/或挤出机的出口固体通过调整方程(3)计算：
对于干燥步骤，独立于干燥技术，应用方程1和2来计算水蒸发能力。
在流程图构造中应用这些方程。产品流动中模型之间传递的信息为质量流速和组成(kg/kg)。