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CN117813016A - 用于通过喷雾干燥制备粉末的方法以及通过其可获得的粉末 - Google Patents

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CN117813016A
CN117813016A CN202280056239.3A CN202280056239A CN117813016A CN 117813016 A CN117813016 A CN 117813016A CN 202280056239 A CN202280056239 A CN 202280056239A CN 117813016 A CN117813016 A CN 117813016A
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Abstract

本发明涉及辛烯基琥珀酸酐取代的淀粉(OSA淀粉)用于增加经受喷雾干燥步骤的液体组合物的干重含量和/或脂肪含量的用途，并且还涉及一种用于制备粉末的方法。本发明使得能够喷雾干燥含有大量脂肪的乳液。本发明还涉及通过该方法可获得的粉末产品以及营养产品，如婴儿奶粉、成长奶粉、幼儿奶粉、或可以用其配制的医学营养产品。

Description

用于通过喷雾干燥制备粉末的方法以及通过其可获得的粉末
本发明涉及一种用于通过喷雾干燥制备含有大量脂肪的粉末的方法。本发明还涉及通过该方法可获得的粉末产品以及营养产品，如婴儿奶粉、成长奶粉、幼儿奶粉、或可以用其配制的医学营养产品。
背景技术
当在喷雾干燥器中制备粉末时，经济的是使用尽可能浓缩的溶液或乳液，以便在喷雾干燥过程中需要除去的液体(水)尽可能的少。
对于包含基于组合物重量超过30wt％的脂肪的水性组合物，游离脂肪含量增加的问题成为目前使用的乳化剂无法解决的问题。因此，现有技术中，待喷雾干燥的乳液标准地保持低于30wt％的脂肪。
此外，已知含有大量碳水化合物的水性组合物难以在喷雾干燥器中处理，因为碳水化合物倾向于结块、溶胀或增加组合物的粘度，使得必需进一步稀释原料。
应当理解，进一步稀释进入喷雾干燥器的流对生产效率具有负面影响。
WO 2006079420披露了一种通过喷雾干燥制备基于乳的含碳水化合物粉末的方法。所披露的营养粉适合作为婴儿配方奶粉、成长型奶粉、速溶奶粉、功能奶粉或保健配方奶粉。该文献证实了当喷雾干燥含有碳水化合物(如淀粉)的组合物时遇到的问题，因为这些组合物在与水接触时容易结块和溶胀，并且在许多情况下产生喷雾干燥器无法处理的非常粘稠的液体。该文献没有进一步稀释起始组合物，而是通过将碳水化合物组分作为干燥成分添加到喷雾干燥器的湍流区来解决这些问题。
L.Altuna、M.Herrera和M.Foresti的“Synthesis and characterization ofoctenyl succinic anhydride modified starches for food applications.A reviewof recent literature[用于食品应用的辛烯基琥珀酸酐改性淀粉的合成和表征--近期文献综述]”Food Hydrocolloids[食品亲水胶体]80(2018)97-110中综述了OSA淀粉在食品技术中的应用。
在婴儿配方奶粉的情况下，相关标准(CODEX STAN 074-1981，REV.1-2006)规定了辛烯基琥珀酸酐改性淀粉的应用，这些标准确认允许在食品以及婴儿食品中使用辛烯基琥珀酸酐改性淀粉，最高达规定的最大量。
US 2021093578披露了一种用于从包含OSA淀粉作为乳化剂的液体乳液生产含磷脂的油或脂质的包封组合物的方法。乳液之后被送入喷雾干燥器中。
JP 200500881披露了一种含不饱和脂肪酸的油/脂肪粉末以及用于通过混合水相和脂质相、乳化该混合物以及喷雾干燥乳液生产所述粉末的方法。获得的粉末可用于制作用于复溶的片剂或在面包或饼干中使用。
CN 111657497披露了一种用于生产适合生酮饮食的脂肪粉的方法。该方法包括制备包含OSA淀粉的水相，将水相与脂肪相合并，匀化，以及然后喷雾干燥。
E.Domian等人的“Effect of oil content and drying method on bulkproperties and stability of powdered emulsions with OSA starch and linseedoil[油含量和干燥方法对含有OSA淀粉和亚麻籽的粉末状乳液的体积性质和稳定性的影响]”；Food Science and Technology[食品科技]88(2018)95-102中描述了通过喷雾干燥包含亚麻籽油、OSA淀粉(木薯淀粉)、海藻糖和水的乳液制备粉末状脂肪的方法。
这些文献和任何其他文献中都没有暗示OSA淀粉可用于优化适合用于制备食品组合物如婴儿配方奶粉、后续配方奶粉和成长型奶粉的高脂肪液体组合物的喷雾干燥能力。
发明内容：
诸位发明人出人意料地发现，与使用其他乳化剂或淀粉相比，使用OSA-淀粉可以允许具有高得多的干重含量和高得多的脂肪含量的组合物进行喷雾干燥(参见图1)。诸位发明人出人意料地发现，当使用OSA-淀粉作为乳化剂时，即使在非常高的脂肪含量下，喷雾干燥的粉末的游离脂肪含量也保持低于或等于基于粉末的干重3wt％的限值。因此，本发明涉及OSA淀粉用于增加经受喷雾干燥步骤的液体组合物的干重含量和/或脂肪含量的用途。利用这一出人意料的发现，本发明进一步提供了一种使用OSA淀粉作为乳化剂以喷雾干燥工艺制备游离脂肪含量低于3wt％的粉末的方法。
本发明进一步提供了一种基粉，其包含脂肪、碳水化合物和乳化剂，并且该基粉含少于3wt％的游离脂肪。
能够生产具有如此高脂肪含量的基粉为配制营养粉提供了更大的自由度。由于最终产品中所有的脂肪含量可以以较少量的基粉加入，因此额外的非脂肪组分可以与基粉干法混合。此类可与基粉适当干法混合的另外的非脂肪组分是数种碳水化合物(如乳糖、麦芽糖糊精)、生物制剂(biotic)、氨基酸、蛋白质、纤维、维生素和矿物质。另一个优点是，可以通过干法混合步骤添加的组分不必经历本发明方法中的步骤，像在形成(预)乳液中使用的步骤或喷雾干燥步骤。这意味着总营养粉需要更少的能量，而且另外的组分在该过程期间不必经历如使用的任何高压或高温条件，这些条件对于数种组分和该过程可能是不利的。
例如，数种生物制剂易受温度和压力条件的影响，并且可能失去其活性。可能变性的蛋白质也会发生同样的情况。在升高的温度和压力下，氨基酸有聚集趋势，并且碳水化合物可能开始结块。纤维可能经历不希望的发酵过程。因此，对于作为营养粉组分的大多数成分来说，优选不使它们经历喷雾干燥过程的条件。
当使用此种基粉制备额外包含游离氨基酸作为蛋白质来源的营养粉时，诸位发明人出人意料地发现这些基于营养粉的配方奶粉具有优异的特性，如非常好的感官特性，如味道和气味。不受理论束缚，诸位发明人认为，这可能是由于使用了OSA淀粉和具有如此低游离脂肪含量的基粉造成的。
因此，本发明进一步涉及营养组合物，其包含脂肪、OSA-淀粉、可消化的碳水化合物、蛋白质和/或氨基酸，其中组合物的游离脂肪含量低于基于干粉末重量的3wt％。
除非另有说明，否则当量以百分比指定时，其意指按重量计百分比。
附图说明
图1说明了本发明的优点，即允许制备具有高脂肪含量的基粉，此后由其配制出进一步的营养产品。左栏：常规的喷雾干燥工艺可以处理约30％的脂肪(81.2g基粉中有24.5g脂肪＝30.2％)，最终粉末的总固体的超过80％必须经受喷雾干燥并且从而包含在基粉中。因此，在最终粉末应含有24.5wt％脂肪的情况下，仅总固体重量的18.8％可以干法共混到基粉中。右栏：本发明的喷雾干燥工艺可以处理最高达50％的脂肪(49g基粉中有24.5g脂肪＝50％)，因此最终粉末的总固体的仅51％必须经受喷雾干燥并且从而包含在基粉中。因此，在最终粉末应含有24.5wt％脂肪的情况下，总固体重量的最高达49％可以干法共混到基粉中。
具体实施方式
本发明首先且最重要地涉及辛烯基琥珀酸酐(octenylsuccinyl anhydride)取代的淀粉(OSA淀粉)用于增加经受喷雾干燥步骤的液体组合物的干重含量和/或脂肪含量的用途。在另外的方面，本发明涉及一种用于制造含有OSA淀粉的喷雾干燥的粉末的方法、可以通过所述方法获得的基粉和营养粉，以及该营养粉的医学用途。如本领域技术人员将会理解的，对于本发明的一个方面所述的任何内容当然也适用于本发明的其他方面。在更详细地定义本发明的每个方面之前，更详细地定义本发明的各种特征，这适用于本发明的所有方面。
OSA淀粉
本发明中的乳化剂是辛烯基琥珀酸酐取代的淀粉化合物(本文中也称为“OSA淀粉”)。OSA淀粉通常作为钠盐可获得。OSA淀粉优选地是食品批准的OSA淀粉(国际编码系统法典E1450)。在实施例中，OSA淀粉衍生自被辛烯基琥珀酸基团取代的糯玉米淀粉、木薯淀粉、米淀粉、马铃薯淀粉、小麦淀粉、其他植物来源(如其他玉米或其他作物来源)的淀粉。参照Carbohydrate Polymers[碳水化合物聚合物]92(2013)905-920中M.C.Sweedman等人的“Structure and physicochemical properties of octenyl succinic anhydridemodified starches：A review[辛烯基琥珀酸酐改性的淀粉的结构和物理化学性质：综述]”，其披露了数种可用于本发明的OSA淀粉。本发明不排除在制备预乳液和乳液中使用额外的乳化剂，但优选地仅使用一种或多种OSA淀粉化合物。
基于乳液中脂肪的总重量，OSA淀粉的量优选地在5至40wt％的范围内、更优选在7至20wt％的范围内、最优选在8至15wt％的范围内。
可消化的碳水化合物
本发明中的可消化的碳水化合物可以是技术人员已知的用于营养粉的任何碳水化合物。实例是多糖、低聚糖和单糖，如麦芽糖糊精、葡萄糖、乳糖、右旋糖、果糖、麦芽糖、半乳糖或其混合物。在优选实施例中，可消化的碳水化合物至少包括葡萄糖和/或乳糖，更优选地可消化的碳水化合物至少包括乳糖。在本发明的上下文中，可消化的碳水化合物不包括OSA淀粉化合物，因此OSA淀粉化合物是在可消化的碳水化合物组分之外存在的。
基于干基粉的总重量，基粉中可消化的碳水化合物的量优选地在10至65wt％的范围内、更优选在20至60wt％的范围内。基于干营养粉，可消化的碳水化合物的量优选地在30至65wt％的范围内、更优选在40至60wt％的范围内。
营养粉中可消化的碳水化合物与OSA淀粉的重量比优选地在15/1-1/3的范围内、更优选在10/1-1/1的范围内、甚至更优选在7/1-2/1的范围内、最优选在6/1-4/1的范围内。这样的可消化的碳水化合物与OSA淀粉的比率尤其适合用于婴儿配方奶粉产品的制造。在一个实施例中，没有向基粉中添加可消化的碳水化合物，也没有添加OSA淀粉。因此，优选的是这些值同样适用于根据本发明的基粉。
脂肪成分
脂肪成分是含有至少一种脂肪组分的液体或熔融成分。当然，脂肪优选地是食用脂肪或油。在本发明的上下文中，所使用的食用油可以从天然来源获得，例如植物、微生物和海产来源。合适的植物来源包括但不限于亚麻籽、核桃、葵花籽、芥花油、红花籽油、大豆、小麦胚芽、绿叶植物(如羽衣甘蓝、菠菜和欧芹)、和玉米油。合适的海产来源包括但不限于甲壳纲动物如磷虾，软体动物如牡蛎，以及鱼类如鲑鱼、鳟鱼、沙丁鱼(sardines)、金枪鱼、鲭鱼、海鲈鱼、油鲱(menhaden)、鲱鱼(herring)、皮尔彻德鱼、烟熏鲱鱼(kipper)、鳗鱼或银鱼。合适的微生物来源包括藻类和真菌。食用油可以以纯化形式和/或以来自合适来源的提取物形式存在。脂肪成分可以是单一的脂肪组分，但也可以是脂肪组分的混合物，如来自两种或更多种来源的食用油的混合物。在一个实施例中，食用油含有鱼油。
在优选实施例中，食用油可以是不同来源的油的混合物，例如从鱼中获得的油、从植物中获得的油、和从微生物如藻类和真菌中获得的油。
在实施例中，脂肪成分中的脂肪可以含有不饱和脂肪酸，如二十二碳六烯酸(DHA)、二十碳五烯酸(EPA)、α-亚油酸ALA、花生四烯酸(ARA)和油酸中的一种或多种。
在优选实施例中，在乳液中，以及相应地还在获得的粉末中，DHA与ARA的重量比在5∶1至1∶5的范围内，更优选在2∶1至1∶2的范围内。
在优选实施例中，部分脂肪成分是植物油，并且因此脂肪成分含有大量的油酸、亚油酸和α亚麻酸。优选地，基于总脂肪含量，油酸、亚油酸和α亚麻酸的组合含量大于1wt％。在另一个优选实施例中，存在芥酸。甚至更优选地，基于总脂肪酸含量，亚油酸和油酸以大于5wt％存在。
在另一个优选实施例中，至少部分多不饱和(n-3和n-6)脂肪酸衍生自藻类或植物油。甚至更优选地，至少部分DHA来自藻油来源。
在另一个优选实施例中，部分脂肪成分是中链甘油三酯或脂肪酸，其中中链意指12至18个碳原子的脂肪酸链
脂肪成分可以含有一种或多种额外的脂肪相容性(疏水的)组分，像脂肪相容性维生素，如维生素A、维生素D和维生素E。
优选的是，至少一种脂肪以经包封的形式存在于喷雾干燥的粉末中，其中可消化的碳水化合物和OSA淀粉围绕脂肪球形成包衣层。包衣意指碳水化合物和OSA淀粉在脂肪球的表面，但并不意味着包衣层必须完全覆盖脂肪球表面。OSA淀粉因其两亲性质而充当乳化剂。在这方面，OSA淀粉对于乳液中高浓度的脂肪具有低粘度特征，例如像在70℃10001/s下为100-400mPas，和在70℃1001/s下为100-600mPas。OSA淀粉的低粘度特征使得高浓度脂肪能够进行喷雾干燥。OSA-淀粉的另一个益处是增加了乳液中水相的粘度，从而降低了脂肪滴的流动性并且减少了脂肪聚结的发生。乳液中脂肪聚结的减少产生了具有较低游离脂肪含量的喷雾干燥的粉末。
本发明的粉末有利地具有低的游离脂肪含量。在本发明的上下文中，通过“Determination of Free Fat on the Surface of Milk Powder Particles[奶粉颗粒表面的游离脂肪的测定]”，Analytical Method for Dry Milk Products[干乳制品的分析方法]，NS NIRO雾化器(1978)中描述的方法测定游离脂肪含量。典型地，以如下方式制备样品。首先，用切割器精细研磨粉末，以避免将其完全磨碎(研磨步骤)。然后，将研磨后的粉末通过32目筛(筛分步骤)。然后通过“Determination of Free Fat on the Surface ofMilk Powder Particles[奶粉颗粒表面的游离脂肪的测定]”，Analytical Method forDry Milk Products[干乳制品的分析方法]，NS NIRO雾化器(1978)中描述的方法测量样品中的游离脂肪含量。通过该方法测定的游离脂肪含量由在规定时间内以恒定速率振荡下用四氯化碳萃取的脂肪的wt％表示。
另外的组分
尽管应该注意，在优选实施例中，最终粉末的许多另外的组分是在喷雾干燥步骤之后的干法共混步骤中添加的，但预乳液可以含有额外的组分，如选自下组的那些：水相容性蛋白质、游离氨基酸、维生素和矿物质。在优选实施例中，组合物可以含有乳蛋白和/或氨基酸，更优选氨基酸和/或维生素。在优选实施例中，预乳液含有脂溶性的另外的组分，如脂溶性维生素。
可存在于根据本发明的营养粉组合物中的另外的组分包括以下中的一种或多种：蛋白质、水解蛋白质、肽、氨基酸、可消化的碳水化合物、不可消化的碳水化合物(例如膳食纤维)、生物制剂(益生菌、益生元和/或后生元中的一种或多种，优选至少益生菌和/或益生元)、维生素、矿物质、调味剂或着色剂。在优选实施例中，另外的组分至少包括氨基酸。
蛋白质的合适实例是乳或植物来源的蛋白质，优选来自乳清或酪蛋白蛋白质组中的一种或多种，或植物蛋白，如来源于例如豌豆、大豆、大米、甜菜、马铃薯或谷物的那些。可选地，蛋白质可以完全或部分水解。还可以是数种蛋白质的混合物。游离氨基酸的合适实例是一种或多种天然氨基酸，优选来自下组中的一种或多种：谷氨酰胺、甘氨酸、丙氨酸、精氨酸、天冬氨酸、半胱氨酸、组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、丝氨酸、苏氨酸、色氨酸、酪氨酸、缬氨酸——所有都优选地呈它们天然存在的L对映异构体形式，呈其酸或盐的形式。在优选实施例中，氨基酸混合物含有数种天然氨基酸，例如至少两种或至少三种。基于营养粉的干重，总蛋白质、蛋白质水解物和氨基酸的量优选地在10wt％至20wt％的范围内
在优选实施例中，至少一些蛋白质来源以水解蛋白质、游离氨基酸组分的低聚肽的形式存在。在营养产品旨在治疗、预防或减轻过敏症的情况下，这些尤其适用。在尤其优选的实施例中，氨基酸是营养组合物中存在的唯一的蛋白质材料。在本文中，唯一意指总蛋白质材料的95-100wt％是氨基酸，优选至少99wt％、更优选至少99.9wt％、最优选100wt％是氨基酸。
合适的维生素的实例包括维生素A、维生素B、维生素C、维生素D和维生素E。本发明与脂溶性维生素和水溶性维生素相容。
合适的膳食纤维的实例包括低聚果糖(如菊粉)、低聚半乳糖(如反式低聚半乳糖或β-低聚半乳糖)、低聚葡萄糖(如低聚龙胆糖、低聚黑曲霉糖和低聚环糊精糖)、低聚阿拉伯糖、低聚甘露糖、低聚木糖、低聚岩藻糖、低聚阿拉伯半乳糖、低聚葡甘露糖、低聚半乳甘露糖、低聚唾液酸糖和低聚糖醛酸糖。在优选实施例中，营养组合物不含黄原胶，优选地不含除OSA淀粉之外的胶或亲水胶体。
因此，本发明涉及辛烯基琥珀酸酐取代的淀粉(OSA淀粉)用于增加经受喷雾干燥步骤的液体组合物的干重含量和/或脂肪含量的用途。优选地，该用途至少用于增加液体组合物中的脂肪含量。增加的脂肪含量具有有利于制造方法和由此获得的喷雾干燥的粉末的后续作用。因此，在优选实施例中，根据本发明的用途进一步用于以下中的一项或多项：
-减少喷雾干燥的粉末中的游离脂肪含量；
-减少喷雾干燥的粉末中晚期糖基化终产物的形成和赖氨酸封闭；
-改善喷雾干燥的粉末的感官特性；
-增加可与喷雾干燥的粉末干法共混的组分的量；
-降低喷雾干燥温度；
-减少喷雾干燥步骤的能源成本；
-减少喷雾干燥器的结垢；
-减少喷雾干燥的粉末在其制造期间所经历的总热负荷。
最优选地，该用途用于上述作用中的至少两种、至少三种、至少四种、至少五种、至少六种、至少七种或甚至所有的八种。所有这些作用都有益于喷雾干燥过程以及由此获得的产品。
这些优势在婴儿配方奶粉的制造中尤其明显。婴儿配方奶粉含有预先确定的脂肪含量，不可以有任何偏差。在将液体乳液送入喷雾干燥器之前，脂肪成分应存在于待匀化的液相中。增加可以添加到喷雾干燥器中的乳液的总干重含量和脂肪含量在婴儿配方奶粉产品的配制中产生了更大的灵活性。因此，可以随意地在喷雾干燥器的上游或下游投加干燥成分如膳食纤维和氨基酸。这些组分不需要存在于用于热处理或匀化的液体乳液中，并且现在可以与喷雾干燥的粉末干法共混，这提高了工艺效率并降低了制造工艺的成本。
这些优点同样适用于具有预先确定脂肪含量的其他组合物，如某些医学营养配方奶粉。
方法
根据本发明的方法用于生产包含脂肪、乳化剂和可消化的碳水化合物的粉末。该方法包括：
a.通过将可消化的碳水化合物和乳化剂相继或同时添加到温度为在50℃与90℃之间的水中，可选地使用匀化步骤，制备含有在水中的可消化的碳水化合物和乳化剂的液体；
b.提供含有至少一种脂肪的脂肪成分；
c.将该液体与该脂肪成分合并以提供预乳液；
d.进行匀化步骤以将预乳液匀化以形成乳液，并且可选地通过浓缩步骤增加乳液的干物质含量；
e.将步骤d中获得的乳液喷雾干燥以提供粉末；
f.可选地进一步干燥步骤e的粉末。
在本文中，乳化剂是辛烯基琥珀酸酐取代的淀粉(OSA淀粉)。
步骤(a)-(c)：制备预乳液
OSA淀粉乳化剂可以溶解在温水中，优选50℃-80℃的水中，接着添加与水相容的另外的组分，如可消化的碳水化合物(像糖或麦芽糖糊精)以及可选地蛋白质材料(如蛋白质、肽或游离氨基酸)。在一个实施例中，此时至少向水相中添加游离氨基酸。
如果脂肪成分含有多于一种的脂肪，则优选地首先在相对低的温度下将不同脂肪共混以减少氧化，优选低于40℃。在随后的步骤中，将共混的脂肪成分添加到含有OSA淀粉和另外的组分如可消化的碳水化合物的溶液中，以提供预乳液。预乳液的温度优选地保持在50℃-80℃，这是生产婴儿配方奶粉的标准混配温度，并且此外，优选的是持续搅拌预乳液以便降低脂肪聚结的风险。
将含OSA淀粉的液体和脂肪优选地以在0.5至10范围内、优选在2至5范围内的重量比合并，以得到预乳液。
步骤(d)-匀化
将脂肪与含OSA淀粉和其他组分的溶液合并后的液体预乳液分一段或多段、优选分两段匀化。如果需要例如在喷雾干燥前进一步增加固体含量，则可以将(预)乳液浓缩，例如通过最初在较高固体量下混配或通过蒸发以达到50％或更高的固体含量。固体被定义为包括除水以外的任何物质。
匀化步骤优选地包括增大压力，优选地增大至在100至400巴范围内、更优选在150至250巴范围内的压力。匀化还可以通过使用机械应力进行，如搅拌、混合或捏合。在另外的实施例中，可以对乳液进行热处理，例如通过将其加热至在50℃与100℃之间、优选在70℃-95℃之间的温度。热处理、机械和压力处理步骤可以可选地合并在一个步骤中，或者这些步骤中的两个或更多个可以相继进行。这些步骤在营养组合物制造领域是众所周知的。任何匀化步骤的持续时间是技术人员已知的，但为了保持组分的品质并且出于工艺效率和能源成本的原因，优选地应尽可能地短。在优选实施例中，匀化步骤进行至多15分钟、优选至多2分钟。进行热处理主要是为了减少制备的产品中的微生物负载，但此外还可以导致更好的匀化。
在实施例中，含有OSA淀粉、脂肪成分和可选的另外的组分如可消化的碳水化合物的乳液具有大于约20wt％、例如在30至60wt％范围内、优选在35至55wt％范围内的固体含量。
步骤(e)-喷雾干燥过程
然后将匀化的且可选地浓缩的液体乳液喷雾干燥。喷雾干燥是粉末制造中众所周知的工艺，并且其可以以本领域已知的任何方式完成。这可以通过优选地用高压旋流喷嘴将液体浓缩物喷雾到喷雾干燥器的顶部进行。雾化压力典型地在50至300巴的范围内、优选在60至120巴的范围内，其中引入的热空气的温度在100℃至400℃的范围内、优选在180℃至200℃的范围内。乳液优选地具有高于20℃且低于95℃、甚至更优选在50℃-90℃范围内的温度。合适的喷雾干燥器和喷雾干燥条件是技术人员所熟知的。
可选地，可以进行进一步的干燥步骤(f)，像将粉末引到外部流化床上，将其冷冻干燥，在露天、在传送带上或在烘箱中，优选在相对温和的条件(如温度不超过40℃)下将其干燥。
在喷雾干燥和可选的进一步干燥步骤后获得的粉末典型地被称为基粉，并且可以用于制备最终营养产品，如婴儿配方奶粉。基粉典型地具有基于基粉的总重量至少32wt％、优选在35至70wt％范围内、更优选在40至60wt％范围内的脂肪含量，以及小于3wt％的游离脂肪。在一个实施例中，基于基粉的总重量，最终营养粉具有至多70wt％、更优选至多60wt％的脂肪含量。
在(干法)共混步骤中添加另外的组分的情况下，最终营养产品的脂肪含量可以稍微低一点，如基于营养粉的总重量至少16wt％、优选在18至40wt％的范围内、更优选在20至35wt％的范围内。少于3wt％游离脂肪的游离脂肪含量同样适用于最终营养粉，无论任何(干法)共混步骤如何。在替代性实施例中，最终营养粉具有基于基粉的总重量至少32wt％、优选在35至70wt％范围内、更优选在40至60wt％范围内的脂肪含量，以及小于3wt％的游离脂肪。在一个实施例中，营养组合物被定义为包含具有基于基粉的总重量至少32wt％、优选在35至70wt％范围内、更优选在40至60wt％范围内的脂肪含量的基粉。
根据本发明的方法可以进一步包括由步骤(e)或(f)的喷雾干燥和可选地进一步干燥的粉末生产最终营养粉组合物的步骤。最终产品可以选自婴儿配方奶粉、后续配方奶粉、成长型奶粉、速溶奶粉、功能奶粉、保健配方奶粉、医学食品等。优选地，最终产品是婴儿配方奶粉、后续配方奶粉、成长型奶粉或医学食品。在优选实施例中，最终营养产品是婴儿配方奶粉、后续配方奶粉或成长型奶粉，优选是婴儿配方奶粉或成长型奶粉，最优选是婴儿配方奶粉。
在优选实施例中，生产最终营养组合物的步骤包括干法共混一种或多种组分，如可消化的碳水化合物、可消化的蛋白质、水解蛋白质、肽、氨基酸、生物制剂、不可消化的碳水化合物或纤维、维生素、矿物质、或这些中的两种或更多种的混合物。尤其优选的是，至少与游离氨基酸干法共混。
在一个优选实施例中，最终营养产品是婴儿配方奶粉、后续配方奶粉、或成长型奶粉，并且干法共混步骤至少包括干法共混氨基酸，并且其中氨基酸是最终营养产品中唯一的蛋白质材料。在替代性优选实施例中，最终营养产品是医学食品，并且干法共混步骤至少包括干法共混氨基酸，并且其中氨基酸是最终营养产品中唯一的蛋白质材料。
通过本发明可获得的基粉和营养粉
本发明进一步涉及一种基粉，其包含脂肪、可消化的碳水化合物和乳化剂，其中脂肪含量为基于基粉的总干重至少32wt％，游离脂肪含量为基于脂肪的总重量小于3wt％，并且乳化剂是OSA淀粉。此种基粉典型地通过根据本发明的方法可获得。
本发明进一步涉及一种营养粉，其包含根据本发明的基粉和一种或多种选自由以下组成的组的成分：可消化的碳水化合物、蛋白质、水解蛋白质、肽、氨基酸、不可消化的碳水化合物、生物制剂、维生素和矿物质。此种营养粉典型地通过根据本发明的方法可获得。
以根据本发明的方法由喷雾干燥器获得的基粉和营养粉具有非常好的特性。特别地，这些粉末具有良好的润湿性和溶解性特性。此外，这些粉末是均匀的，并且在储存和运输期间不会沉降成不同的组分。此外，喷雾干燥器经受显著减少的结垢。特别是在含乳蛋白或含氨基酸的粉末的情况下，晚期糖基化终产物的形成和赖氨酸封闭将会减少，因为本发明的方法使得能够由于结垢减少而提高喷雾干燥过程的速率。这意味着相对于引入干燥器的热空气的给定温度，喷雾干燥器中的温度较低，因为存在更大总质量的液体。通过这种手段，干燥器中的操作温度可以比常规方法中遇到的温度低10℃或更多，从而在乳基粉末如婴儿配方奶粉的情况下减少赖氨酸的封闭。
由于基粉中的脂肪含量高，因此用基粉配制的最终营养粉可以含有更大量的在本发明的喷雾干燥过程之后的干法混合步骤中添加的另外的组分，并且仍含有足够的脂肪。在实施例中，基粉以最终配制品在30与70wt％之间、优选在40至60wt％之间的量存在于最终营养粉中，而当脂肪含量较低时，基粉通常占最终营养粉的72与95wt％之间，从而为添加另外的干燥成分留下明显更少的空间。
可以通过根据本发明的方法生产的含OSA淀粉的营养粉是任何合适的粉末，如婴儿配方奶粉、后续配方奶粉、成长型奶粉、速溶奶粉、功能奶粉、保健配方奶粉、医学食品等。这些粉末可以是乳基粉末，其含有乳成分，但也可以含有蔬菜成分，如它们可以源自大豆、大米、豌豆或其他蔬菜。通过本发明可获得的优选营养粉是含有基于总重量至少20wt％、优选至少22wt％、甚至更优选至少24wt％脂肪的粉末。
本发明涉及用于这些最终产品的基粉，其可能需要补充另外的组分，例如通过干法混合。然而，优选地，根据本发明的粉末已经以其最终形式配制，在这种情况下，根据本发明的方法可选地包括在喷雾干燥步骤下游的如本领域已知的(干法)共混步骤。
因此，在优选实施例中，根据本发明的营养粉选自由以下组成的组：婴儿配方奶粉、后续配方奶粉、成长型奶粉、速溶奶粉、功能奶粉、保健配方奶粉等。在尤其优选的实施例中，根据本发明的营养粉是婴儿配方奶粉、后续配方奶粉或成长型奶粉，更优选是婴儿配方奶粉或成长型奶粉，最优选是婴儿配方奶粉。婴儿配方奶粉、后续配方奶粉和成长型奶粉是旨在用于在液体中复溶以提供即食液体营养产品的营养粉。在本文中，婴儿配方奶粉典型地旨在用于0-12个月龄、优选0-6个月龄的婴儿。后续配方奶粉典型地旨在用于6-12个月龄。成长型奶粉旨在用于12-36个月龄。术语婴儿配方奶粉、后续配方奶粉和成长型奶粉还包括针对特定目标群体的特殊配方奶粉，如用于特殊医学目的的婴儿食品。这包括针对患牛奶过敏症婴儿的婴儿食品。在优选实施例中，根据本发明的营养组合物是用于特殊医学目的的婴儿食品，最优选地用于患有牛奶过敏症的婴儿。
另外的组分
根据本发明的产品可以含有一种或多种另外的组分，其可以添加到进入喷雾干燥器的乳液中、单独地添加到喷雾干燥器中、和/或通过(干法)共混步骤添加到喷雾干燥的基粉中。另外的组分可以是以下中的一种或多种：蛋白质、水解蛋白质、肽、氨基酸、可消化的碳水化合物、不可消化的碳水化合物(例如膳食纤维)、生物制剂(益生菌、益生元和/或后生元中的一种或多种，优选至少益生菌和/或益生元)、维生素、矿物质、调味剂或着色剂。在优选实施例中，另外的组分至少包括氨基酸。
在实施例中，另外的组分可以已经存在于基粉中，并且从而存在于营养粉中。在另一个实施例中，本发明的营养粉从在本发明的方法中可获得的喷雾干燥的基粉开始，通过(干法)共混步骤向基粉中添加一种或多种干燥成分来制备。另外的干燥成分含有以下项中的至少一种：可消化的碳水化合物、可消化的蛋白质、水解蛋白质、肽、氨基酸、生物制剂、不可消化的碳水化合物或纤维、维生素、矿物质、或这些中的两种或更多种的混合物。尤其优选地在干法共混步骤中添加游离氨基酸。
通过(干法)共混步骤适当添加的组分是以下中的一种或多种：可消化的碳水化合物、可消化的蛋白质或天然氨基酸、纤维、维生素、矿物质、经包封的脂肪(例如DHA或ARA)或这些脂肪中的两种或更多种的混合物。
有益地可以添加到(预)乳液和/或优选地添加到基粉中的蛋白质的合适实例是乳或植物来源的蛋白质，优选来自乳清或酪蛋白蛋白质组中的一种或多种，或植物蛋白，如来源于例如豌豆、大豆、大米、甜菜、马铃薯或谷物的那些。可选地，蛋白质可以完全或部分水解。还可以是多种蛋白质的混合物。
有益地可以添加到(预)乳液和/或优选地添加到基粉中的游离氨基酸的合适实例是一种或多种天然氨基酸，优选来自下组中的一种或多种：谷氨酰胺、甘氨酸、丙氨酸、精氨酸、天冬氨酸、半胱氨酸、组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、丝氨酸、苏氨酸、色氨酸、酪氨酸、缬氨酸——所有都优选地呈其天然存在的L对映体形式，呈其酸或盐的形式。在优选实施例中，氨基酸混合物含有数种天然氨基酸，例如至少两种或至少三种。
在蛋白质来源具有差的附聚特性并且因此不太适合喷雾干燥的情况下(如蛋白质水解物和游离氨基酸)，优选的是在干法共混步骤中将它们添加到基粉中。本发明使得这种增加的干法共混组分成为可能，因为具有较高脂肪含量的乳液可以经受喷雾干燥器。
基于营养粉的干重，总蛋白质、蛋白质水解物和氨基酸的量优选地在10wt％至20wt％的范围内
在优选实施例中，至少一些蛋白质来源以水解蛋白质、寡肽或游离氨基酸组分的形式存在。在营养产品旨在治疗、预防或减轻过敏症的情况下，这些尤其适用。
在优选实施例中，在制备基粉的过程中，将与脂肪更相容的维生素如维生素A、维生素D和维生素E添加到喷雾干燥器中。在另一个优选实施例中，在干法共混步骤中，将与水更相容的维生素如维生素B和维生素C添加到基粉中。
纤维也可以包含在本发明的基粉或营养粉中。在优选实施例中，在(干法)共混步骤中将纤维添加到基粉中，因为纤维易于发酵，如果其不经历喷雾干燥条件，就可以尽可能避免发酵。
益生元和后生元也可以包含在本发明的基粉或营养粉中。在优选实施例中，在(干法)共混步骤中将益生元和后生元添加到基粉中，因为使其经受喷雾干燥条件可能会破坏其活性。
在尤其优选的实施例中，与基粉共混的干成分至少含有碳水化合物，甚至更优选碳水化合物以及蛋白质和氨基酸组分中的任一者或两者。
营养粉应用
本发明的营养粉可用作婴儿配方奶粉或医学营养配方奶粉，或用于制备任何此类配方奶粉。因此，在优选实施例中，根据本发明的营养粉选自由以下组成的组：婴儿配方奶粉、后续配方奶粉、成长型奶粉、速溶奶粉、功能奶粉、保健配方奶粉等。在尤其优选的实施例中，根据本发明的营养粉是婴儿配方奶粉、后续配方奶粉或成长型奶粉，更优选是婴儿配方奶粉或成长型奶粉，最优选是婴儿配方奶粉。在本文中，婴儿配方奶粉典型地旨在用于0-12个月龄、优选0-6个月龄的婴儿。
OSA淀粉的使用尤其与包含氨基酸作为蛋白质的营养组合物良好相容。因此，在尤其优选的实施例中，组合物不含蛋白质，其可选地包含氨基酸，但不含较大的肽或完整蛋白质。因此，在优选实施例中，根据本发明的营养粉是不含蛋白质的婴儿配方奶粉、后续配方奶粉或成长型奶粉，更优选是不含蛋白质的婴儿配方奶粉或成长型奶粉，最优选是不含蛋白质的婴儿配方奶粉。
婴儿配方奶粉或医学营养配方奶粉尤其适合用于治疗、减轻和/或预防过敏症或代谢疾病或失调。例如，牛奶过敏症(CMA)是对牛奶蛋白中的一种或多种的不良免疫反应，并且症状可能迅速或逐渐出现，这可能导致过敏反应、特应性皮炎和肠道病。为了改善患有CMA的婴幼儿的生活品质，开发了氨基酸基础配方奶粉产品，其是含婴儿生长发育所需的所有脂肪酸、氨基酸和矿物质的不含蛋白质的配方奶粉。这些以氨基酸为基础的婴儿配方奶粉适用于患有严重CMA无法通过深度水解配方奶粉进行有效管理的婴儿的膳食管理。在一个实施例中，用途是治疗用途。在另一个实施例中，用途是非治疗用途。
实例
本发明在以下实例中说明。
实例1
乳液制备(样品A至G)
如下制备100kg干物质为60％的乳液：将40kg水加热至70℃。然后以低占比将如表1所示量的糯玉米OSA淀粉溶解以避免起泡。乳化剂完全溶解后，将如表1所示量的葡萄糖浆DE 21添加到溶液中。在不同罐中，在低于40℃的温度下，将植物脂肪(葵花油、菜籽油和MCT油)和脂溶性维生素E以2∶2∶1的重量比共混。然后，将如下表1所示量的获得的脂肪共混物(<40℃)添加到含有具有OSA淀粉、葡萄糖浆和抗坏血酸(维生素C)的水溶液的70℃的罐中以产生预乳液。预乳液的温度为60℃-65℃。以较高的速度搅拌该预乳液。
表1：实例1中使用的进料组成(以克计)
使预乳液在约150/50巴(第一级压降/第二级压降)下并且以单程经受下游匀化步骤。预加热温度为70℃，巴氏灭菌温度为90℃，保持时间为30-40秒(在板式热交换器中间接热处理)，并且进料流量为100L/h。此外，热处理后，使用液氮在容器表面施加氮气层以防止脂肪氧化。乳液在搅拌下保留在罐中直至喷雾干燥。
喷雾干燥过程
使用匀化器泵在50巴下将乳液从罐泵送至多级喷雾干燥器的顶部。干燥条件为：入口空气温度190℃，出口空气温度在90℃-94℃的范围内，并且进料温度为70℃。使用高压喷嘴。雾化压力范围为60至85巴，进料流量为60-70L/h。
分析喷雾干燥的粉末的总脂肪含量，其组成如表2所列。
表2：所制备的粉末的组成(基于干重以wt％计)
实例2：营养粉组合物的制备
使用实例1中制备的粉末(样品A至D)，通过向其中干法共混另外的组分来制备营养粉。在此实例2中，使用固定量的氨基酸混合物和矿物质混合物的干共混物，并使用葡萄糖作为剩余的干组分。最终营养粉中的脂肪含量设定约为基于总营养粉的24wt％，并且基于其脂肪含量调整所使用的基粉的量。
与实例1的粉末干法共混的混合物含有64wt％氨基酸、26wt％矿物质和10wt％葡萄糖浆。混合物中的氨基酸的组成如下：3.9wt％的L-丙氨酸、7.0wt％的L-精氨酸、6.5wt％的L-天冬氨酸/天冬酰胺、2.7wt％的L-半胱氨酸、8.8wt％的L-谷氨酰胺、6.2wt％的L-甘氨酸、3.9wt％的L-组氨酸、6.2wt％的L-异亮氨酸、10.5wt％的L-亮氨酸、7.1wt％的L-赖氨酸、1.7wt％的L-甲硫氨酸、4.7wt％的L-苯丙氨酸、7.5wt％的L-脯氨酸、4.6wt％的L-丝氨酸、5.2wt％的L-苏氨酸、2.1wt％的L-色氨酸、4.7wt％的L-酪氨酸、和6，7wt％的L-缬氨酸。
表3由实例1的高脂肪基粉制成的营养组合物(基于干重以wt％计)
当基粉含有较高量的脂肪时，可以在干法共混步骤中添加较高量的组分，这为配制最终组合物留下更大的自由度。此外，可以在干法共混步骤中添加可消化的碳水化合物和氨基酸组分，并且仍然获得相同的配制品，这是有利的，因为此类化合物在喷雾干燥步骤中处理起来可能是麻烦的。此外，与常规方法相比，可以在干法共混步骤中投加更多的干营养素。
发现配制品B最适合用于制造婴儿配方奶粉产品，如婴儿配方奶粉、后续配方奶粉和成长型奶粉。
实例3：具有氨基酸的奶粉
步骤1：200kg干物质为60％的乳液通过喷雾干燥得到的具有OSA-淀粉的高脂肪基粉(42％脂肪)
将80kg水加热至70℃。然后以低占比将11.67kg的糯玉米OSA淀粉溶解在加热的水中避免形成泡沫。OSA淀粉完全溶解后，将57.84kg的葡萄糖浆DE 21添加到先前的溶液中。将抗坏血酸(维生素C)添加到水溶液中，然后将50.4kg的脂肪或先前共混的脂肪共混物(含有或不含维生素E)(<40℃)添加到OSA淀粉和葡萄糖浆的水溶液(70℃)中以产生预乳液。将预乳液的温度保持在60℃-65℃。以较高的速度搅拌该预乳液。
使预乳液在约150/50巴(第一级压降/第二级压降)下并且以单程经受下游匀化。预加热温度为70℃，巴氏灭菌温度为90℃，保持时间为30-40秒(在板式热交换器中间接热处理)，并且进料流量为100L/h。此外，热处理后，使用液氮在容器表面施加氮气层以防止脂肪氧化。
使用匀化器泵在50巴下将乳液从罐泵送至多级喷雾干燥器的顶部。干燥条件为：入口空气温度190℃，出口空气温度为90℃-94℃，并且进料温度为70℃。使用高压喷嘴。雾化压力范围为60至85巴，进料流量为60-70L/h。
步骤2：100kg粉末的干法共混。
将57.46kg高脂肪基粉(42％脂肪)与17.96kg葡萄糖浆DE 21和16kg游离氨基酸混合物(与实例1相同)、以及约5kg的矿物质(钠、钾、氯化物、钙、磷、磷酸盐、镁、铁、锌、铜、锰、氟化物、钼、硒、铬和碘)和维生素(维生素A、维生素D3、维生素K、硫胺素(B1)、核黄素(B2)、烟酸(B3)、泛酸(B5)、维生素B6、叶酸(Folic acid)、叶酸盐(Folate)、维生素B12、生物制剂和维生素C)的混合物干法共混。
干法共混过程在桨式共混器(来自丁尼森公司(Dinnissen))中进行。打开顶盖并添加粉末。将高脂肪基粉分成两份。一份是首先添加到共混器中的粉末，然后添加其余成分(氨基酸预混物、矿物质和维生素预混物以及葡萄糖浆DE 21)，并且然后用另一半高脂肪基粉装入共混器。将混合物以50Hz共混60秒。然后将共混的粉末排放到料斗中并收集。可以将筛分步骤纳入该过程，但如果产品是供人类食用的，则此步骤是一个关键控制点，例如使产品通过磁力筛以除去任何大块或异物。筛分的筛孔尺寸为1.5mm。
所得粉末是合适的用于预防、减轻和治疗过敏症或预防、减轻和治疗代谢失调、特别是用于牛奶过敏症膳食管理的不含蛋白质的婴儿配方奶粉。
实例4：营养粉组合物的评估
方法
62名小组成员(20名来自英国，42名来自荷兰)参与了使用“所有适合项评级法”(RATA)测试的味道评估。小组成员被要求对每个属性的强度进行评级：“低”，“中等”或“高”(或表示为“不适用”)。对下列组合物进行味道评价。
最终组合物含有相同的总脂肪量。对照组合物不含OSA淀粉作为乳化剂，但含有Citrem(甘油单酯和甘油二酯的柠檬酸酯)。
粉末评估
与不含OSA淀粉的对照组合物相比，42％脂肪和50％脂肪的配方外观上明显更少地结块，发黄和呈颗粒状。此外，与50％组合物相比，以及与对照组合物(34％脂肪)相比，42％脂肪的组合物明显更少地结块。
液体评估
与对照物(34％脂肪)相比，42％脂肪和50％脂肪组合物使得杯壁上的粘附物更少，而且味道更像奶。此外，与对照物相比，42％脂肪组合物表现出减少的且不希望的口腔粘附感。与对照物相比，50％脂肪组合物被描述为具有类似煮熟的蔬菜的气味。与50％脂肪配方相比，42％脂肪组合物表现出更小的能感知到的纸板和煮熟蔬菜的气味。
与对照组合物相比，42％和50％脂肪组合物均明显不同。在这两个高脂肪含量的组合物之间，42％脂肪组合物被选为就感官特性而言最具前景的，因为与50％脂肪组合物相比，其示出更小的纸板和煮熟蔬菜的气味。

Claims (15)

1.辛烯基琥珀酸酐取代的淀粉(OSA淀粉)用于增加在制造婴儿配方奶粉、后续配方奶粉或成长型奶粉中经受喷雾干燥步骤的液体组合物的干重含量和/或脂肪含量的用途。
2.根据权利要求1所述的用途，其中，该用途进一步用于以下中的一项或多项：
-减少喷雾干燥的粉末中的游离脂肪含量；
-减少该喷雾干燥的粉末中晚期糖基化终产物的形成和赖氨酸封闭；
-改善该喷雾干燥的粉末的感官特性；
-增加可与该喷雾干燥的粉末干法共混的组分的量；
-降低喷雾干燥温度；
-减少该喷雾干燥步骤的能源成本；
-减少喷雾干燥器的结垢；
-减少该喷雾干燥的粉末在其制造期间所经历的总热负荷。
3.一种用于生产包含脂肪、乳化剂和可消化的碳水化合物的营养粉的方法，该方法包括以下步骤：
a.通过将该可消化的碳水化合物和该乳化剂相继或同时添加到温度为在50℃与90℃之间的水中，可选地使用匀化步骤，制备含有在水中的该可消化的碳水化合物和该乳化剂的液体；
b.提供含有至少一种脂肪的脂肪成分；
c.将该液体与该脂肪成分合并以提供预乳液；
d.进行匀化步骤以将该预乳液匀化以形成乳液，并且可选地通过浓缩步骤增加该乳液的干物质含量；
e.将步骤d中获得的该乳液喷雾干燥以提供粉末；
f.可选地进一步干燥步骤e的该粉末；
其中该乳化剂是辛烯基琥珀酸酐取代的淀粉(OSA淀粉)，并且该营养粉是婴儿配方奶粉、后续配方奶粉或成长型奶粉。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，该粉末的脂肪含量是基于总干重35至70wt％、优选40至60wt％。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其中，该预乳液额外含有至少一种另外的组分，如维生素、矿物质或蛋白质。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的方法，其中，最终产品含有氨基酸作为唯一的蛋白质材料，这些氨基酸优选地在步骤(e)之前添加到该预乳液或该乳液中，或在步骤(e)之后与该粉末共混。
7.根据权利要求3至6中任一项所述的方法，其中，该OSA淀粉衍生自被辛烯基琥珀酸基团取代的糯玉米淀粉、木薯淀粉、米淀粉、马铃薯淀粉、小麦淀粉、其他植物来源的淀粉。
8.根据权利要求3至7中任一项所述的方法，该方法进一步包括干法共混步骤，其中将步骤e或f中获得的该粉末随后与另外的干燥成分混合。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，该另外的干燥成分含有以下中的至少一种：可消化的碳水化合物、可消化的蛋白质、水解蛋白质、肽、氨基酸、生物制剂、不可消化的碳水化合物或纤维、维生素、矿物质、或这些中的两种或更多种的混合物。
10.根据权利要求3至8中任一项所述的方法，其中，步骤a的液体组合物中的该可消化的碳水化合物与该乳化剂的重量比在15/1-1/3的范围内、优选在10/1-1/1的范围内、最优选在6/1-4/1的范围内。
11.一种营养粉，其是婴儿配方奶粉、后续配方奶粉或成长型奶粉，包含脂肪、可消化的碳水化合物和乳化剂，其中游离脂肪含量是基于该脂肪的总重量小于3wt％，并且该乳化剂是OSA淀粉。
12.根据权利要求10或11所述的营养粉，其进一步包含一种或多种选自由以下组成的组的成分：可消化的碳水化合物、蛋白质、水解蛋白质、肽、氨基酸、不可消化的碳水化合物、生物制剂、维生素和矿物质。
13.根据权利要求12所述的营养粉，其中，粉末含有一种或多种游离氨基酸。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的营养粉，其是婴儿配方奶粉。
15.根据权利要求10至13中任一项所述的营养粉，其用于预防、减轻和治疗过敏症或用于预防、减轻和治疗代谢失调，其中，该组合物包含氨基酸作为唯一的蛋白质材料。
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