一种可增加海马体中纤维束丰富程度的配方奶粉及其制备方法与流程

本发明涉及一种配方奶粉，其包含特定比例的唾液酸(sialic acids，sa)、鞘磷脂(sphingomyelin,sm)、脑磷脂(phosphatidyl ethanolamine,pe，又称为磷脂酰乙醇胺)，能够增强胼胝体和左右海马体中纤维束丰富程度，有助于提升空间学习与记忆能力。

背景技术：

1、鞘磷脂(sphingomyelin，sm)是人乳和牛乳中主要的鞘脂之一，是神经元和脂质双层的关键结构成分。sm作为磷脂的一类，是一分子脂肪酸已酰胺键与鞘氨醇的氨基相连形成的。sm是新生儿胆碱的主要来源之一，而胆碱是神经递质乙酰胆碱的前体氨基醇。胆碱一方面可作为信号转导发挥作用，另一方面也可作为甲基源支持婴儿大脑发育。sm的含量随泌乳期的进行而下降，但其占母乳总磷脂的比例却随着母乳期的进行而逐渐升高(“不同泌乳期人乳磷脂成分的研究”，上海交通大学学报(医学版)，高润颖等，2017年，vol37，p1511-1155)。

2、sm多存在于人体中枢神经系统中富集，特别是在包围神经元轴突的髓鞘中富集。以往研究结果显示sm在调节细胞生长、分化及凋亡、炎症反应调节、神经信号转导、以及调节胆固醇吸收等方面发挥着重要作用。此外，sm在维持髓鞘完成性、髓鞘功能以及轴突成熟发挥着重要作用。此外，sm对中枢神经系统髓鞘化、婴儿和儿童的大脑网络成熟、协调的信息处理以及最终的认知表现中非常重要。因此，sm可能通过参与中枢神经系统髓鞘化的结构和功能，在认知发育中发挥重要作用。

3、脑磷脂(phosphatidyl ethanolamine,pe)，又称为磷脂酰乙醇胺，是构成生物膜的重要磷脂之一，占哺乳动物细胞磷脂总量的15％～25％。研究结果表明，脑磷脂主要存在于脑、神经、微生物和大豆中，在信号传导和维持生命功能等方面发挥重要作用。例如，对阿尔茨海默病人大脑中磷脂含量的研究中发现，患者额叶中的脑磷脂含量大量减少。

4、当母乳缺乏或不足时，婴幼儿配方奶粉是其最佳的替代品。由于磷脂主要位于乳脂肪球膜上，而现有婴幼儿配方奶粉的研发重点多集中于甘油三酯构型和脂肪酸的组成，对磷脂，尤其是鞘磷脂和脑磷脂等磷脂及其亚类成分关注较少，导致婴幼儿配方奶粉中的磷脂与母乳有较大差异，是现阶段面临的挑战。

5、唾液酸(sialic acids，sa)是一类带羧基的九碳糖化合物酰基衍生物的统称，多位于糖蛋白和糖脂等大分子的末端，是细胞膜上的糖蛋白和糖脂的重要组成部分。前期研究表明唾液酸在细胞增殖分化、细胞系别、与病原微生物相互作用、免疫反应、神经发育、记忆的形成及提高学习能力等方面有着重要作用。唾液酸在脑中含量最高，尤其是在大脑灰质中，与神经节苷脂上结合。神经节苷脂可调节突触可塑性，在学习和记忆等神经活动中起到重要作用。

6、大脑神经纤维是神经细胞(或神经元)的长线状延伸组成，正常大脑功能的运转需要通过纤维通道使得各特殊区域能精密链接。脑组织中的水分子不断在进行弥散运动，该运动不仅受组织细胞本身特征的影响，还受细胞内部结构的影响，如髓鞘、细胞膜、白质纤维束。水分子通常更倾向于沿着神经纤维束走形的方向进行弥散，这种具有方向依赖性的弥散称为弥散的各向异性。各向异性分数(fractional anisotropy,fa)是弥散张量成像的重要参数之一，指弥散各向异性与整个弥散的比值，fa的数值可以反映纤维束丰度程度。有研究表明fa在大脑发育早期快速增加，然后在老年期逐渐下降。

7、唾液酸被发现在人脑和母乳中具有高浓度，且其被提出作为可能对中枢神经系统的发育产生影响的乳因子(b.wang等eur j clin nutr,(2003)57,1351-1369)。唾液酸在仔猪饮食中的富集已被证明可以提高记忆力和学习能力(b.wang等am j clin nutr,2007；85:561-569)。

8、但是，以往研究仅关注三种物质中的1个物质对大脑发育的影响，未对三种物质不同比例的促进效果进行深入挖掘。另外，对于营养组合来说，唾液酸、鞘磷脂、脑磷脂通常是通过乳成分(例如乳清蛋白粉)和/或大豆磷脂加入的，但是，以往没有认识到三种物质不同比例对大脑发育的促进效果，不会精准地调整其比例关系。

9、专利文件cn 112042750 a公开了一种婴幼儿配方奶粉，每100克所述婴幼儿配方奶粉中，含有唾液酸0.15g、神经鞘磷脂0.12g、脑磷脂0.14g(参见其权利要求2)。但其对于不同比例的唾液酸、神经鞘磷脂、脑磷脂对海马体中纤维束丰富程度没有任何记载。

10、另外，专利文件cn 105744845 a公开了一种具有磷脂的营养组合物，但其仅要求包含量为至少300mg/l的磷脂，对于鞘磷脂和脑磷脂以及唾液酸的比例没有任何记载，特别是对于鞘磷脂以及脑磷脂与唾液酸的比例没有任何记载。

技术实现思路

1、本案发明人在研究中发现，鞘磷脂、脑磷脂、唾液酸以特定比例组合时，能够增强胼胝体和左右海马体中纤维束丰富程度，有助于提升空间学习与记忆能力。

2、从而，本发明提供一种配方奶粉，以重量比计，其包含(0.2～0.7)：(0.3～0.7)：1的鞘磷脂：脑磷脂：唾液酸，且鞘磷脂/脑磷脂在0.30～2.33的范围。

3、另外，本发明的配方奶粉中，鞘磷脂/脑磷脂的下限优选为0.50、0.55、0.60、0.65、0.70、0.75、0.80、0.85、0.90、0.95、1.00、1.05、1.10、1.15、1.20、1.25、1.30、1.35、1.40。鞘磷脂/脑磷脂的上限优选为2.33，更优选为2.30、2.25、2.20、2.15、2.10、2.05、2.00。

4、另外，本发明的配方奶粉中，以固体成分计，相对于每100mg唾液酸，含有20～70mg鞘磷脂、30～70mg的脑磷脂。

5、另外，本发明的配方奶粉中，以固体成分计，相对于每100mg唾液酸，鞘磷脂含量的下限优选为30mg、32mg、34mg、36mg、38mg、40mg、42mg、44mg、46mg；鞘磷脂含量的上限优选为67mg、65mg、63mg、62mg；脑磷脂的含量下限优选为35mg、37mg、39mg、41mg；脑磷脂含量的上限优选为65mg、63mg、61mg、59mg、57mg、55mg、53mg、51mg、49mg。

6、本发明所述的配方奶粉，每100g配方奶粉中包括蛋白质9-23g，脂肪7-30g，膳食纤维0.05-7.5g，碳水化合物45-60g。

7、在本发明中，所述蛋白质的来源包括但不限于生乳(牛/羊)、全脂奶粉(牛/羊)、脱脂奶粉(牛/羊)、乳清蛋白粉(牛/羊)、脱盐乳清粉中(牛/羊)、β-酪蛋白的一种或多种，其中蛋白质中乳清蛋白质的质量含量为20-70％。

8、在本发明中，所述脂肪的来源包括乳脂和植物油中的任意一种或多种。所述植物油包括磷脂、葵花籽油、玉米油、大豆油、低芥酸菜籽油、椰子油、棕榈油、紫苏油或核桃油中的任意一种或多种。此外，提供脂肪的原料还可选择性包括为提供1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯而添加的原料opo结构脂，其中有效成分1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯的含量为40％-70％。

9、在本发明中，所述膳食纤维的来源包括低聚果糖、低聚半乳糖、棉子糖、母乳低聚糖的一种或多种。

10、在本发明中，碳水化合物一部分来自含有乳糖的基础原料如牛奶、全脂奶粉和/或脱脂奶粉等，剩余部分来源于额外添加的乳糖、麦芽糊精等原料。

11、根据本发明的具体实施方案，本发明的配方奶粉的原料中还可以包括适当的dha、ara、核苷酸、乳铁蛋白、益生菌等中的一种或两种以上的组合。

12、根据本发明的具体实施方案，本发明的配方奶粉的原料中还可以包括包含钙粉、维生素和矿物质的复配营养素。该复配营养素为符合国家标准的营养成分的组合，按照不同配方使用不同添加量。

13、本发明的婴幼儿配方奶粉，其原料包括：

14、

15、

16、其中，乳清蛋白粉或羊乳清蛋白粉(富含乳脂肪球膜)、α-乳清蛋白粉、大豆磷脂包含唾液酸、鞘磷脂和/或脑磷脂，复配营养素包含钙粉、维生素和矿物质。

17、本发明的配方奶粉可以为婴幼儿配方奶粉、儿童配方奶粉、中老年配方奶粉或特殊医学用途婴儿配方奶粉。

18、本发明的配方奶粉中，未详细说明或列出的产品性能指标均应按照婴幼儿配方奶粉或调制乳粉的国家标准及相关标准和法规的规定执行。

19、本发明的配方奶粉中，各原料均可商购获得，各原料的选用应符合相关标准要求，其中所述蛋白组合物应满足本发明所述要求。此外，所述复配营养素也可自行复配。本发明中仅是为方便表述而采用“复配”，并不意味着复配物中各组分必须先混合在一起再应用。各原料均应在满足相关法规前提下添加使用。

20、另一方面，本发明还提供了上述配方奶粉的制备方法，其制备的工艺流程主要包括：配料、均质、浓缩杀菌、喷雾干燥、干混得到成品。具体制备方法包括：

21、将经过粗滤均质杀菌的牛奶、粉类原料和溶化的油脂原料混合，在小料斗中加入低聚半乳糖浆，在营养素缸中加入复配营养强化剂，得到混合料液；

22、对混合料液进行过滤、均质、冷却、浓缩杀菌、喷雾干燥、流化床干燥冷却得到干燥的奶粉，与dha、ara、乳铁蛋白、核苷酸、双歧杆菌混合，经过筛分得到所述婴幼儿奶粉。

23、在上述制备方法中，优选混合料液的均质处理的一级压力为105±5bar，二级压力为32±3bar。

24、在上述制备方法中，优选所述浓缩杀菌采用双效浓缩，更优选地，杀菌温度≥83℃，杀菌时间为25秒；进一步优选地，出料浓度均为48％-52％干物质。

25、在上述制备方法中，优选所述喷雾干燥的进风温度为165-180℃，排风温度为75-90℃，高压泵压力为160-210bar，塔负压为-4mbar至-2mbar。

26、在上述制备方法中，优选流化床干燥冷却包括两次干燥冷却，二次干燥冷却后的奶粉温度为25-30℃；同时将磷脂与载体混合后加热至60-65℃，在压缩空气作用下，均匀分散到奶粉表面。

27、重要的是，在本发明的制造方法中，首先要检测乳清蛋白粉或羊乳清蛋白粉(富含乳脂肪球膜)、α-乳清蛋白粉、大豆磷脂中的鞘磷脂、脑磷脂、唾液酸的含量，然后根据检测结果确定乳清蛋白粉或羊乳清蛋白粉(富含乳脂肪球膜)、α-乳清蛋白粉、大豆磷脂的添加量。

28、在本发明的一个具体实施方案中，本发明的婴幼儿配方奶粉的制备过程可以包括以下具体步骤：

29、1)牛奶粗滤：牛奶经过粗过滤及平衡缸脱气后，经过板式换热器预热后，经过分离机分离杂质。

30、2)牛奶均质杀菌：去除杂质后的牛奶一部分进入均质机均质，另一部分不均质，经过均质的牛奶和未经均质的牛奶混合之后进入杀菌系统杀菌，杀菌后进入混料罐。

31、3)粉类添加：各种粉类原料按配方经计量后通过风送系统统一加入到配粉罐中贮存。

32、4)真空吸粉：配粉罐中的各种粉类原料通过真空系统吸入混料罐中。

33、5)溶化配油：按配方要求将配方中规定的油脂放入化油间，化油间的温度应保持在50-90℃，待油溶化后，按配方比例要求通过油泵和流量计打入混合油贮罐中。

34、6)混合油料贮存：混合油在油贮存罐中保温贮存，温度为40-50℃，贮存时间小于12小时，防止脂肪氧化。

35、7)称重：按配方要求将混合油经油泵打入混料罐。

36、8)复配营养强化剂溶解添加：复配营养强化剂用100-800kg纯净水分别溶解后，打入混料罐，每打完一种用100kg纯净水冲洗添加罐和管线。

37、9)小料添加：在小料斗里添加低聚半乳糖桨，抽取到混料罐中。

38、10)过滤：在混料罐中将各部分原料混合，混合得到的料液经滤网过滤，去除原料中可能带入的物理杂质。

39、11)均质：混合后的料液通过均质机进行均质，一级压力为105±5bar，二级压力为32±3bar，将脂肪球进行机械处理，把它们分散成均匀一致的脂肪球。

40、12)冷却与贮存：均质后的料液进入板式换热器进行冷却，冷却至20℃以下，暂存在预存缸中，6小时内进入下道工序，搅拌器按设定需求开启。

41、13)浓缩杀菌：生产时使用双效浓缩，杀菌温度≥83℃，杀菌时间25秒；出料浓度均为48％-52％干物质。

42、14)浓奶贮存、预热过滤、喷雾干燥：浓缩后的奶暂存在浓奶平衡罐；经刮板预热器预热到60-70℃，预热后物料经1mm孔径的过滤器过滤后，用高压泵打入干燥塔喷雾干燥，细粉按要求在塔顶或流化床附聚；其中，进风温度为165-180℃，排风温度为75-90℃，高压泵压力为160-210bar，塔负压为-4mbar至-2mbar。

43、15)流化床干燥冷却：从干燥塔出来的奶粉再经流化床(一级)二次干燥后，经流化床(二级)冷却到25-30℃；同时将磷脂与载体混合后加热至60-65℃，在压缩空气作用下，使磷脂均匀分散到奶粉表面，使粉颗粒附聚增加其颗粒度和速溶性。

44、16)分装：按照配方要求，将dha、ara、乳铁蛋白、核苷酸、双歧杆菌称量封袋分装。

45、17)干混：将称量好的dha、ara、乳铁蛋白、核苷酸、双歧杆菌与奶粉在干混机内混均。

46、18)筛粉：通过振动筛，使奶粉的颗粒度均匀，粉渣报废处理。

47、19)出粉：用经过消毒的集粉箱接粉，并由出粉间运至上粉间。

48、20)上粉：将奶粉按包装要求倒入大小包装机上的储粉罐中。

49、21)包装：不同规格自动包装机充氮包装；充氮时含氧量低于1-5％。

50、22)装箱：将已包装的小袋装入纸箱中同时加入粉勺，用封箱机封口。

51、23)成品检验：对包装完后的产品按检验计划进行抽样检验。

52、24)入库贮存：经检验合格的产品入库贮存，要求在常温下贮存，湿度≤65％。