专利名称：乳糖酶制剂的制作方法
技术领域：
总体而言，本发明涉及乳糖酶制剂、其制备方法及其使用方法。
背景技术：
人类消化系统利用β-半乳糖苷酶(通常称为乳糖酶)分解哺乳动物乳汁中存在的复杂糖分子乳糖。乳糖酶活性降低在许多族群中很常见，经常出现在幼年，但是却伴随不同形式的痛苦。这种病症在摄取乳类饮料或乳类食物后会引起胃胀、痉挛、腹痛和气胀等症状，这种病症称为乳糖不耐症。
目前有几种方法可治疗乳糖不耐症。许多乳糖不耐受的病人避免使用乳制品。但是，因为乳类是钙的主要来源，对许多人来说这并不是一种健康的行为。用乳糖酶加以处理，将乳糖水解为葡萄糖和半乳糖后的乳品可容易购得。因为葡萄糖是比乳糖更甜的糖，所以其所制得的乳品比传统乳品更稠并且更甜。还可得到经预处理除去乳糖的很多其它乳制品，诸如冰淇淋和农家干酪(cottage cheese)等。作为含有乳糖的传统乳制品的替代品，这些产品同样有着不同的味道和粘稠度。
第三种治疗乳糖不耐症的方法是在摄取乳类时摄取含乳糖酶的片剂。这类片剂在药店或日用品店的药物区以及其它大型零售店都可买到。公开摄取药片表明具有医学问题，这在公共餐厅进餐的情况下会很尴尬。孩子们还会发现很难摄取乳糖酶片剂。最后，从最需要的地点和时间分离乳糖酶使其变得不方便并且常常难以得到。
因此，需要有一种不改变乳类口感(texture)和味道的乳糖酶食品添加剂。如果将乳糖酶包埋在食品中，使其在经过味蕾后能对乳糖起作用，则将不会改变所需的乳制品的味道。如果乳糖酶能在胃和小肠中具有活性，则也会使乳糖水解并且避免出现乳糖不耐受的症状。通过将乳糖酶包埋在与乳类一起摄入的配料(toppings)、调味品和食物中，可达到该目的。
本文公开的制备和使用该制剂的方法正是针对于上述问题和需要。
发明内容
本发明的一个方面提供了一种包含许多含有乳糖酶和保护材料的颗粒的组合物。所述颗粒具有使人舌最小感觉到的尺寸。颗粒可以是包封乳糖酶的微胶囊或颗粒上具有保护材料的涂层的颗粒。在有些实施方式中，颗粒可以是将乳糖酶分散于基质材料(粘合材料)中的颗粒。
本文公开的组合物的乳糖酶浓度可为高于0wt％至低于100wt％。例如，组合物的乳糖酶浓度可为组合物总重的约5wt％～约95wt％。
保护材料可以为食品业和/或制药业常用的任何材料。该保护材料的一些例子可以是醋酸邻苯二甲酸直链淀粉(amylose acetate phthalate)、苯乙烯-马来酸共聚物、醋酸琥珀酸纤维素、醋酸邻苯二甲酸纤维素、聚醋酸乙烯邻苯二甲酸酯(polyvinyl acetate phthalate)、羟丙基甲基纤维素邻苯二甲酸酯、脂肪酸、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、甘油三乙酸酯(三醋精)、Marcoat、阿拉伯树胶、甘油、脂肪酸酯、甘油酯、聚甘油酯、石蜡、巴西棕榈蜡、缩甲醛化明胶(formalized gelatin)、虫胶蜡、氢化植物蜡以及它们的组合。
本发明的另一方面提供了一种制备乳糖酶组合物的方法。所述方法包括提供乳糖酶；提供保护材料；以及形成微粒组合物，所述微粒组合物包含乳糖酶和保护材料，具有使人舌最小感觉到的尺寸的颗粒。在有些实施方式中，形成微粒组合物的过程包括将微粒组合物过滤以产生具有人舌不能感觉到或几乎不能感觉到的尺寸的颗粒。在有些实施方式中，形成微粒组合物的过程包括使保护材料包封乳糖酶以产生包封乳糖酶的微胶囊。在有些实施方式中，形成微粒组合物的过程包括在颗粒上涂覆包含保护材料的保护层。微粒组合物的实施方式如上所述。
本发明的另一方面提供了一种本文所述的乳糖酶组合物的使用方法。所述方法包括将乳糖酶组合物用于食物制品、或在摄入食物制品过程中使用乳糖酶组合物。所述组合物包含许多含有乳糖酶和保护材料的颗粒，所述颗粒具有人舌不能感觉到或几乎不能感觉到的尺寸。微粒组合物的实施方式如上所述。食物制品可以是任何乳制品。
图1.4组加工过的乳糖酶的颗粒尺寸分布图。
图2.所测量的4组加工过的乳糖酶组的乳糖酶活性；涂覆阿拉伯树胶的乳糖酶(AC)组#CW12-29、阿拉伯树胶造粒的乳糖酶(AG)组#CW12-127、涂覆虫胶的乳糖酶(SC)组#CW12-128以及虫胶造粒的乳糖酶(SG)组#CW12-125。
具体实施例方式 本发明的一个方面提供了一种包含许多含有乳糖酶和保护材料的颗粒的微粒组合物。所述颗粒具有人舌不能感觉到或几乎不能感觉到的尺寸。所述保护材料能使食物制品中的乳糖酶保持稳定。在消化食物制品的过程中，所述组合物释放乳糖酶。
在有些实施方式中，颗粒可以是包封乳糖酶的微胶囊、或颗粒上具有保护材料涂层的颗粒。在有些实施方式中，颗粒包括将乳糖酶分散于其中的基质材料(粘合材料)。
本文公开的组合物的乳糖酶浓度可为高于0wt％至低于100wt％。例如，组合物的乳糖酶浓度可为组合物总重的约5wt％～约95wt％。在有些实施方式中，本文所述的微粒组合物可包括浓度为诸如制剂总重约10wt％、约20wt％、约30wt％、约40wt％、约50wt％、约60wt％、约70wt％、约80wt％或约90wt％的乳糖酶。
在有些实施方式中，任意的上述形成步骤可包括将上面形成的颗粒过滤以产生具有人舌不能感觉到或几乎不能感觉到的一定尺寸的颗粒。
在有些实施方式中，微粒组合物可以是固体制剂。例如，微粒组合物可以是粉剂或颗粒剂，并且可以将其放入振荡器或小包装袋(packets)中以撒在乳类食品上。微粒组合物可包括常规的固体填充剂或载体，诸如淀粉；滑石；磷酸钙；硫酸钙；硬脂酸钙；硬脂酸镁；硬脂酸；山梨醇；甘露醇；明胶；天然或合成树胶，诸如羧甲基纤维素、甲基纤维素、藻酸盐、右旋糖苷、阿拉伯树胶、刺梧桐树胶、刺槐豆胶、黄蓍胶和其它常规的载体。
在有些实施方式中，微粒组合物可以是液体制剂。例如，可将微粒组合物配制到水或非水的分散液或悬浮液中。常规的液体载体诸如甘油；和食用乙二醇；食用油，诸如棉籽油、大豆油、玉米油、花生油、红花油和其它甘油三酯油；以及分散剂或悬浮剂，诸如前述的天然或合成树胶。
可利用常规的方法制备本发明的固体和液体制剂。1990年的Remington′s Pharmaceutical Sciences，第18版，第83章和第89章记载了适宜的技术，将其整体引入本文作为参考。
本文所述的微粒组合物可以与包括乳制品在内的任何食物制品联合使用。供一人食用的每份食物所包含的用于乳糖不耐受的乳糖酶的有效量，相当于约至少9000FCC乳糖酶单位(FCC Lac U)。供一人食用的每份食物中乳糖酶的一些示例性用量可相当于约10000 FCC Lac U、约15000 FCC Lac U、约20000 FCC Lac U、约25000 FCC Lac U、约30000FCC Lac U、约35000 FCC Lac U、约40000 FCC Lac U、约45000 FCC LacU、或约50000 FCC Lac U。在有些实施方式中，供一人食用的每份食物中乳糖酶的用量可相当于50000 FCC Lac U以上。
本文所述的微粒制剂提供了一种解决乳糖不耐症问题的有效方案。本文公开的组合物使乳糖酶易于被乳类摄取者利用。乳糖酶制剂性质稳定并且可用于包括乳糖的任何食物制品。所述制剂不改变食物制品的味道。此外，本文所述的制剂允许将乳糖酶加入食品中而不改变食品的味道、气味或口感。
颗粒尺寸 微粒组合物包括具有人舌不能感觉到或几乎不能感觉到的尺寸的颗粒。该颗粒通常的尺寸为500微米以下。在有些实施方式中，颗粒尺寸为约400微米以下、约300微米以下、约200微米以下、约100微米以下、约50微米以下、约20微米以下、约10微米以下、或约1微米以下。在有些实施方式中，颗粒尺寸为约500纳米以下、约200纳米以下、约100纳米以下、约50纳米以下、约20纳米以下、或约10纳米以下。颗粒的一些示例性尺寸为约10纳米～约500微米、约100纳米～约100微米、约1微米～约100微米、或约10微米～约100微米。一些示例性微胶囊尺寸为约20纳米、约50纳米、约150纳米、约200纳米、约500纳米、约750纳米、约5微米、约15微米、约20微米、约30微米、约40微米、约50微米、约60微米、约70微米、约80微米、约90微米、约150微米、约200微米、约300微米、或约400微米。
如本文所用的术语“几乎不能感觉到”与术语“最小感觉到”可互换使用。
本文所述的微粒组合物的尺寸对制剂中乳糖酶的释放很重要。颗粒尺寸与乳糖酶从制剂中的释放速率呈正相关。通常，本文所述的具有较小尺寸颗粒的微粒组合物，使乳糖酶从制剂释放出来较快，而本文所述的具有较大尺寸颗粒的微粒组合物使乳糖酶从制剂释放出来较慢。通过改变微粒组合物的颗粒尺寸，可得到不同的乳糖酶释放曲线(profiles)，从而使人们能够通过调整本文所述的微粒组合物中颗粒的尺寸或尺寸范围，来满足针对乳糖不耐症中对乳糖酶的不同需要。
保护材料 保护材料可以是能够使食物制品中的乳糖酶保持稳定和允许乳糖酶在食物制品消化过程中被释放的、用于食品业和制药业的任何材料。在有些实施方式中，保护材料可用于包封、涂覆、或结合乳糖酶。
保护材料可包括天然材料(诸如天然聚合物)或合成材料(诸如合成聚合物)。例如，在有些实施方式中，保护材料可以是纤维素聚合物和列为GRAS(FDA规定的“通常认为是安全的”)的其它成分。
在有些实施方式中，保护材料为涂覆材料。适于乳糖酶的涂覆材料包括醋酸邻苯二甲酸直链淀粉、苯乙烯-马来酸共聚物、醋酸琥珀酸纤维素、醋酸邻苯二甲酸纤维素、聚醋酸乙烯邻苯二甲酸酯、羟丙基甲基纤维素邻苯二甲酸酯、脂肪酸、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、甘油三乙酸酯(三醋精)、Marcoat、阿拉伯树胶、甘油、脂肪酸酯、甘油酯、聚甘油酯、石蜡、巴西棕榈蜡、缩甲醛化明胶、虫胶以及氢化植物蜡诸如氢化蓖麻油和棉籽油。1990年Lieberman，H A等人在Pharmaceutical DosageForms Tablets，第3卷，第114-116页中公开了其它适合的涂覆材料，将其整体引入本文作为参考。
在有些实施方式中，保护材料为包封材料(诸如脂质体等)。
制备方法 本发明的另一方面提供了一种制备乳糖酶组合物的方法。所述方法包括提供乳糖酶；提供保护材料；以及形成包含乳糖酶和保护材料的微粒组合物，所述微粒组合物具有人舌不能感觉到或几乎不能感觉到的尺寸的颗粒。在有些实施方式中，形成微粒组合物的过程包括将微粒组合物过滤以产生具有人舌能感觉到的尺寸的颗粒。
在有些实施方式中，形成微粒组合物的过程包括使保护材料包封乳糖酶以产生包封乳糖酶的微胶囊。在有些实施方式中，形成微粒组合物的过程包括在颗粒上涂覆包含保护材料的保护层。在有些实施方式中，形成微粒组合物的过程包括形成将乳糖酶分散于基质材料(粘合材料)中的颗粒。
微粒组合物的实施方式如上所述。形成微胶囊的方法和涂覆颗粒的方法具体如下所述。
A.包封 在有些实施方式中，本发明提供了一种在微胶囊内包封有乳糖酶的乳糖酶微粒组合物。该包封的微胶囊在接触生理流体(例如唾液)时易于溶解，从而释放出包封于其中的乳糖酶。在有些实施方式中，微胶囊在中性或微碱性流体中保持稳定，但可在酸性环境中溶解从而释放出乳糖酶。
在有些实施方式中，微胶囊在中性或微酸性流体中保持稳定，但可在碱性环境中溶解从而释放出乳糖酶。
形成微胶囊的材料可以是上述任意的保护材料。文献记载了包封酶或其它活化剂的方法。美国专利号5,902,617、6,680,184和6,242,405记载了一些酶的包封或微包封的示例性方法。
B.涂层 在有些实施方式中，制剂可包括涂覆有保护涂层的乳糖酶颗粒。涂层在接触生理流体(例如，唾液)时易于溶解，从而释放出包封于其中的乳糖酶。在有些实施方式中，涂层在中性或微碱性流体中保持稳定，但可在酸性环境中溶解从而释放出乳糖酶。在有些实施方式中，涂层在中性或微酸性流体中保持稳定，但可在碱性环境溶解从而释放出乳糖酶。
可通过任何已知的方法在乳糖酶颗粒上形成涂层。例如，可通过喷涂或滴注在乳糖酶颗粒上形成涂层。形成涂层的材料可以是上述任意的保护材料。
本领域已经建立了各种涂覆颗粒的方法(参见，例如美国专利申请公开号2004022938)。
食物制品 本发明的另一方面提供了一种使用本文所述的乳糖酶组合物的方法。所述方法包括将乳糖酶组合物用于食物制品、或在摄入食物制品过程中使用乳糖酶组合物。所述组合物包含许多含有乳糖酶和保护材料的颗粒，所述颗粒具有人舌不能感觉到或几乎不能感觉到的尺寸。所述微粒组合物的实施方式如上所述。食物制品可以是任何乳制品。
可将本文所述的组合物用于含有乳糖的任意食物制品、或包含到含有乳糖的任意食物制品中。微包封的乳糖酶珠非常小以至于人舌不能感觉到，并且所述珠或颗粒是无味的。这些颗粒或珠在消化过程中基本感觉不到。
包埋有乳糖酶珠的每种食物，其平均供一人食用的每份食物可至少具有与两片标准(9000个单位)乳糖酶片剂等价的活性。
可将制剂包含到含有乳糖的任意食物制品中。食物制品的一些例子包括冰淇淋制品、乳制补充品、思慕雪(smoothies)、精品咖啡(specialtycoffees)、比萨饼和意大利面食。可包含本文所述制剂的一些示例性冰淇淋制品例如包括巧克力糖浆；棉花糖浆(marshmallow syrups)；所有口味的思冰客(Sprinkle)-包括普通型和嚼碎型-混合品诸如饼干碎片、条状糖、葡萄干、巧克力碎片，以及其它通常在商业冰淇淋店都供应的产品。可包含本文所述制剂的一些示例性乳制补充品例如包括巧克力奶糖浆和粉末。可包含本文所述制剂的一些示例性思慕雪例如包括蛋白添加剂。可包含本文所述制剂的一些示例性精品咖啡例如包括焦糖添加剂、肉桂添加剂、可可和巧克力添加剂。可包含本文所述制剂的一些示例性比萨饼和意大利面食例子例如包括比萨配料、以及帕尔马干酪(parmesan)和罗马诺干酪(romano)的配料。
在有些实施方式中，包埋本文所述制剂的产品可以是巧克力糖浆或思冰客。可使制剂与冰淇淋一起食用。例如，可将制剂包含到冰淇淋店和家用日用品店出售的冰淇淋产品中。
在有些实施方式中，可将本文所述制剂包含到诸如棉花糖和焦糖配料等产品中。
在有些实施方式中，可将本文所述制剂包含到咖啡产品中。咖啡产品可以是包含乳糖的任意咖啡产品。例如，该咖啡产品包括卡布奇诺咖啡(cappuccinos)、拿铁咖啡、印度茶(chais)和咖啡店提供的其它含乳饮品。可将制剂包含到咖啡店能供应的任意调味品(诸如肉桂和可可粉等)中。在有些实施方式中，可将制剂配制成无法觉察的液体或粉末形式，以使咖啡师可在制备搅打(whipped)咖啡饮品时加入。
可包含本文所述制剂的一些其它食物制品包括用于思慕雪、饭店用的奶油酱、酸奶酪和干酪的食品添加剂。
在有些实施方式中，可将本文所述制剂配制到包含乳糖酶的口腔薄贴片剂型(thin-strip)制品中。该薄片是一种扁平、可溶的输送系统。该载体相对于现有片剂的优点在于它们更便利，人们不需要携带包袋(例如放入钱夹中)，并且孩子们更易于摄取，因为不需要基于食物的制剂。
实施例 乳糖酶制剂 概述 设计方法和制剂以改进各种食物制品中乳糖酶的稳定性。每种方法使用两种不同的聚合物体系(虫胶/HPMC和阿拉伯树胶/HPMC)对各份乳糖酶在流化床中进行涂覆和在高剪切造粒机中进行造粒。选择3种食物制品(冰淇淋、拿铁咖啡和热奶油巧克力糖浆(hot fudge))加入乳糖酶。在开始和两周后记录每种样品的水分、温度和pH。建立检验加工的乳糖酶的分析方法，并且在开始和两周后分析每种食物制品的样品以测定乳糖酶的稳定性。此外，在不同pH下，测量未加工的乳糖酶活性以测定乳糖酶活性最大的pH范围。
实验 材料 以下为对本文研究所用的材料和制造商的汇总 测试 pH使用浸于介质中的Orion探针测量pH直至获得稳定的读数。
干燥失重(LOD)使用检验50℃ A90，通过将约1g样品放入湿度分析仪测量干燥失重。
分析使用National Enzyme Company提供的检验方法#C20229分析乳糖酶。采用Food Chemical Codex第四版(FCC IV)规定的酸性乳糖酶单位(ALU)说明书和药典方法。
总结 选择两种聚合物体系和两种制备方法作为改进各种食物制品中乳糖酶稳定性的方法。选择虫胶/HPMC体系，因其能抗湿、形成氧屏障和具有肠溶趋势(enteric tendencies)。虫胶体系通常在食物制品中用作糖衣。还可以选择阿拉伯树胶/HPMC体系，因其具有保护性能，并且能形成渗透性较小的屏障从而防止乳糖酶在胃中接触酸性pH。选择两种使用这些聚合物体系的方法。选择流化床涂层法，作为在每个单独的乳糖酶颗粒上均匀涂覆薄层的方法。利用高剪切造粒来聚集乳糖酶颗粒以形成颗粒剂。
在前述研究中(数据未显示出)，基于pH和温度，选择三种类型的食品(冰淇淋、热奶油巧克力糖浆和拿铁咖啡)；为了将该研究中测定的结果与前述研究进行比较，选择相同的三种食品。按照说明购买或制备每种食品，并且在供一人食用的每份食物中加入9000个乳糖酶单位。在加入时，测定食物样品的pH和温度。然后立即分析样品的乳糖酶活性。测试后在适宜的储藏条件下保存样品两周，两周后重新测定乳糖酶活性。制剂A虫胶/HPMC造粒，组#CW12-125 使用以下制剂和加工方法制备虫胶/HPMC造粒物 步骤 a)开始用旋涡混匀器搅拌去离子水。将Marcoat和三醋精加入搅拌着的水中。
b)将HPMC慢慢加入(a)中，继续用旋涡混匀器搅拌约1小时。
c)在造粒前对溶液进行脱气。
d)将300g乳糖酶加入1L造粒机辊筒中。以搅拌叶片在1350rpm下、粉碎叶片在3600rpm下开始搅拌。
e)将溶液慢慢加入造粒机中直至乳糖酶充分造粒。记录加入的溶液量。
将溶液逐滴加入造粒机中直到加入70.1g为止。以此方式加入14.02g固体，使得理论增重为4.67％。因此，9000个乳糖酶单位等价于94mg造粒物。造粒完毕，收集物料并将其放入35℃烘箱内的不锈钢盘中约18小时以加速干燥。
制剂B阿拉伯树胶/HPMC造粒，组#CW12-127 使用以下制剂和加工方法制备阿拉伯树胶/HPMC造粒物 步骤 a)开始用旋涡混匀器搅拌去离子水。将甘油加入搅拌着的水中。
b)在袋中将HPMC和阿拉伯树胶混和。
c)将(b)慢慢加入(a)中，继续用旋涡混匀器搅拌约1小时。
d)在造粒前对溶液进行脱气。
e)将300g乳糖酶加入1L造粒机辊筒中。以搅拌叶片在1350rpm下、粉碎叶片在3600rpm下开始搅拌。
f)慢慢将溶液加入造粒机中直至乳糖酶充分造粒。记录加入的溶液量。
将溶液逐滴加入直至加入70.2g溶液，使得理论增重为4.68％。同样，94mg造粒物等价于9000个乳糖酶单位。将造粒物放入相同的35℃烘箱中并且干燥约18小时。
制剂C虫胶/HPMC涂覆，组#CW12-128 使用以下制剂和加工方法制备虫胶/HPMC造粒物 步骤 a)开始用旋涡混匀器搅拌去离子水。将Marcoat和三醋精加入搅拌着的水中。
b)将HPMC慢慢加入(a)中，继续用旋涡混匀器搅拌约1小时。
c)在涂覆前对溶液进行脱气。以涂覆参数为指导。
涂覆参数 产品温度47-48℃ 喷雾速率15-22g/min 空气流量50cfu液体喷嘴1.0mm 雾化空气30psi气帽2.0mm 入口温度75-80℃ 当完成溶液的制备时，将650g乳糖酶加入向量FLM-I流化床。乳糖酶得到流化和加热。当产品温度合适时，开始进行溶液喷雾。理想的增重为20％，假定涂覆效率为90％，进行溶液喷雾直至达到理论量。因此，108mg涂覆的乳糖酶等价于9000个乳糖酶单位。
记录实际的涂覆参数，如表1所示。
表1.组#CW 12-128制备过程中使用的涂覆参数 尽管低于产品所需温度，涂覆过程也进行得很好，没有观察到其它加工产物(processing issues)。可能是尽管入口温度升高，较低的空气流量体积也会导致温度更低。空气流速只增加到30cfu，因为此量足以流化床。
制剂D阿拉伯树胶/HPMC涂覆，组#CW12-129 使用以下制剂和加工方法制备阿拉伯树胶/HPMC造粒物 步骤 a)用旋涡混匀器搅拌甘油和去离子水直至充分混合。
b)在袋中将阿拉伯树胶和HPMC混和。
c)将(b)加入(a)中，继续用旋涡混匀器搅拌约1小时。
d)在喷雾涂覆前对溶液进行脱气。以涂覆参数为指导。
涂覆参数 产品温度47-48℃ 喷雾速率15-22g/min 空气流量50cfu液体喷嘴1.0mm 雾化空气30psi气帽2.0mm 入口温度75-80℃ 以与上述涂覆试验相同的方式制备阿拉伯树胶涂覆体系。再次达到理论增重为20％，假定108mg涂覆的乳糖酶等价于9000个乳糖酶单位。
记录涂覆参数，如表2所示。
表2.组#CW 12-129制备过程中使用的涂覆参数。
再次观察到产品温度偏低，不过涂覆过程并不需要担心。
冰淇淋 香草冰淇淋按如下配方制得 ·1杯全脂奶， ·3/4杯砂糖， ·2杯高脂厚奶油(heavy cream)， ·1-2茶匙纯香草精， ·供一人食用的每份食物中加入9000单位的乳糖酶(719.6mg的乳糖酶，供一人食用的每份的量约为1/2杯的冰淇淋)。
将上述成分按如下步骤制成含有乳糖酶的冰淇淋 a.在碗中搅拌奶和砂糖直至砂糖溶解，大约1-2分钟。
b.将高脂厚奶油和香草搅匀。
c.打开冰淇淋机，将混合物倒入冷冻碗中，使其变稠大约20-25分钟。
d.继续搅动1-2小时。
e.保持冷冻。
制作完成后，将冰淇淋分为4部分，每部分包含两份供一人食用的量。另外，在供一人食用的每份冰淇淋中加入等价于9000乳糖酶单位理论值的加工过的乳糖酶。
表3.每部分冰淇淋中加入的加工过的乳糖酶的质量。
热奶油巧克力糖浆 热奶油巧克力糖浆按包装标签所述方法进行制备。将其分装于4个玻璃容器中，每个部分视为单独的供一人食用的一份。每份中加入等价于9000乳糖酶单位理论值的加工过的乳糖酶，进行检验，然后储存于80℃的烘箱中(表4)。
表4.每部分热奶油巧克力糖浆中加入的加工过的乳糖酶的质量。
星巴克(Starbucks)拿铁咖啡，16盎司 在星巴克购买四杯16盎司的拿铁咖啡。立即在每一杯中加入等价于9000乳糖酶单位理论值的加工过的乳糖酶。然后将这些样品(表5)转移入玻璃瓶中在80℃的烘箱中储存两个星期。
表5.每部分拿铁咖啡中加入的加工过的乳糖酶的质量。
结果与讨论 乳糖酶的表征 对未加工的和加工过的乳糖酶在水分、密度和颗粒尺寸方面进行了表征。结果如下表6所示。
表6.未加工的和加工过的乳糖酶的堆积密度及振实密度。
表7.乳糖酶、加工过的乳糖酶以及三种食品的水分含量*。
*检验在50℃下进行，一旦失重率低于1mg/90秒即完成检验。
四组加工过的乳糖酶颗粒尺寸分布如图1所示。下面的表8中总结了四组加工过的乳糖酶平均颗粒尺寸。
表8.四组加工过的乳糖酶的平均颗粒尺寸。
颗粒尺寸数据表明，正如预期的一样，造粒产生的颗粒要比相应的涂覆产生的颗粒大得多。因此，造粒产生的乳糖酶加入到冰淇淋和热奶油巧克力糖浆后都是肉眼可见的。
食品表征 表9.加工过的乳糖酶/食物样品起始及两周后的pH测量结果。
表10.加入加工过的乳糖酶时食物介质的温度。
乳糖酶活性 在一定的pH范围内对加工过的乳糖酶活性进行测量，以测定活性最理想的环境。配制从pH 1至pH 7的七种缓冲溶液。在每种溶液中加入加工过的乳糖酶并测定其活性。然后将加入乳糖酶的pH 1溶液的pH值升至7。再次测量其活性以确定这一pH值是破坏了酶本身还是仅仅使其失活。活性数据如下面的图表所示。
表11.pH范围1至7的涂覆阿拉伯树胶的乳糖酶活性。
表12.pH范围1至7的阿拉伯树胶造粒的乳糖酶活性。
表13.pH范围1至7的涂覆虫胶的乳糖酶活性。
表14.pH范围1至7的虫胶造粒的乳糖酶活性。
四组加工过的乳糖酶其活性曲线(profile)如图2所示阿拉伯树胶涂覆的乳糖酶(AC)组#CW12-29，阿拉伯树胶造粒的乳糖酶(AG)组#CW12-127，虫胶涂覆的乳糖酶(SC)组#CW12-128以及虫胶造粒的乳糖酶(SG)组#CW12-125。乳糖酶活性值显示，在pH处于5到7之间时，乳糖酶具有最高的活性。该活性曲线同时显示在pH 3及以下时，乳糖酶不具有活性。从pH 1升高至pH 7的样品却显示出活性的增加。这表明以下两点之一或者是乳糖酶在强酸性pH下不具有活性而在更碱性的环境中变得具有活性，或者是阿拉伯树胶和虫胶在酸性条件下保护了乳糖酶，而一旦处于中性环境，就将乳糖酶释放出来。相比造粒形成的乳糖酶而言，虫胶和阿拉伯树胶涂覆的乳糖酶都具有的较高活性支持了后一种假设，表明涂覆的方法对酶形成了保护。
除了pH曲线之外，向冰淇淋、拿铁咖啡、热奶油巧克力糖浆三种食物中分别加入所述的四种加工过的乳糖酶，并对其乳糖酶活性也进行了测量。
分别在样品制备时以及将其储存两个星期后对其活性进行测量。每钟食物的测量结果如下所示。
表15.冰淇淋中加工过的乳糖酶的活性。
表16.咖啡中加工过的乳糖酶的活性。
表17.热奶油巧克力糖浆中加工过的乳糖酶的活性。
对每一种加入到冰淇淋中的加工过的乳糖酶测量所得到的活性表明，与之前在Emerson研究得到的结果类似，冰淇淋近中性的pH和低温的储存条件维持了乳糖酶的活性。用阿拉伯树胶加工过的乳糖酶其活性的增加表明，最初在计时起点对酶形成的保护在两个星期内随着其屏障的不断降解而将酶全部释放出来。另一方面，看起来虫胶屏障是在加入后立即进行释放，在整整两个星期内没有对酶形成保护，从而导致了其活性略有下降。
在拿铁咖啡中加入的每种加工过的乳糖酶其测得的活性在两个星期内都有所上升。在开始时每一组都无法测量出活性。可能是高温和保护屏障共同抑制了其活性因而导致了乳糖酶没有活性的结果。两个星期的储存期过后，每一组都显示出较低程度的乳糖酶活性，而阿拉伯树胶加工的乳糖酶再次证明其具有更好的稳定性。尽管有着连续的高温和弱酸性的环境，看起来涂层仍然能够在较长的时间里持续提供保护。
最后，在热奶油巧克力糖浆中加入的每组加工过的乳糖酶其测得的活性表明，在两个星期的时间里该屏障并没有提供保护。我们推测高温以及不断降低的pH导致了乳糖酶不具有活性。
结论 与前面研究得到的结果类似，证明了无论是处理过的还是未处理过的乳糖酶，其活性在低温、中性的环境中更为稳定。另一方面，乳糖酶活性在高温或是在酸性环境中会受到限制。不过，从pH值1到7的样品中其活性的增加以及拿铁咖啡样品两个星期以后其活性的增加可以看出，看起来虫胶和阿拉伯树胶都能够提供一定的保护。在这两种高聚物中，看起来阿拉伯树胶能够提供更为良好的保护。
当本发明的实施方式被展示和描述出来的时候，很明显对于所属技术领域的技术人员来说，对其所进行的变化和改进可以在不脱离发明本身的情况下被应用在更广泛的领域。因此，附加的权利要求意在涵盖所有属于本发明范围内及与其精神相符之任何变化与改进。
权利要求
1.一种包含许多含有乳糖酶和保护材料的颗粒的组合物，其中所述颗粒具有使人舌不能感觉到或最小感觉到的尺寸。
2.如权利要求1所述的组合物，其中所述颗粒的尺寸约为400微米以下。
3.如权利要求1所述的组合物，其中所述颗粒的尺寸约为200微米以下。
4.如权利要求1所述的组合物，其中所述颗粒的尺寸约为100微米以下。
5.如权利要求1所述的组合物，其中所述颗粒的尺寸约为50微米以下。
6.如权利要求1所述的组合物，其中所述颗粒包含包封有乳糖酶的微胶囊。
7.如权利要求1所述的组合物，其中所述保护材料包括所述颗粒上的涂层。
8.如权利要求1所述的组合物，其中所述颗粒包含作为基质材料的保护材料，并且其中所述乳糖酶分散于所述颗粒中。
9.如权利要求1所述的组合物，其中所述乳糖酶的浓度占制剂总重的0wt％以上至100wt％以下。
10.如权利要求1所述的组合物，其中所述保护材料选自于下列物质组成的组醋酸邻苯二甲酸直链淀粉、苯乙烯-马来酸共聚物、醋酸琥珀酸纤维素、醋酸邻苯二甲酸纤维素、聚醋酸乙烯邻苯二甲酸酯、羟丙基甲基纤维素邻苯二甲酸酯、脂肪酸、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、甘油三乙酸酯(三醋精)、Marcoat、阿拉伯树胶、甘油、脂肪酸酯、甘油酯、聚甘油酯、石蜡、巴西棕榈蜡、缩甲醛化明胶、虫胶蜡、氢化植物蜡以及它们的组合。
11.一种制备乳糖酶组合物的方法，包含
提供乳糖酶；
提供保护材料；以及
形成包含许多含有所述乳糖酶和所述保护材料的颗粒的微粒组合物，其中所述颗粒具有使人舌不能感觉到或几乎不能感觉到的尺寸。
12.如权利要求11所述的方法，其中所述形成微粒组合物包括将所述微粒组合物过滤以产生具有人舌能感觉到的尺寸的颗粒。
13.如权利要求11所述的方法，其中所述形成微粒组合物包括使所述保护材料包封所述乳糖酶以产生包封有乳糖酶的微胶囊。
14.如权利要求11所述的方法，其中所述形成微粒组合物包括在所述颗粒上涂覆包含有所述保护材料的保护层。
15.如权利要求11所述的方法，其中所述保护材料为基质材料，并且其中所述乳糖酶分散于所述颗粒中。
16.如权利要求11所述的方法，其中所述颗粒的尺寸为约400微米以下。
17.如权利要求11所述的方法，其中所述颗粒的尺寸为约200微米以下。
18.如权利要求11所述的方法，其中所述颗粒的尺寸为约100微米以下。
19.如权利要求11所述的方法，其中所述颗粒的尺寸为约50微米以下。
20.如权利要求11所述的方法，其中所述乳糖酶的浓度占制剂总重的约5wt％至约95wt％。
21.如权利要求11所述的方法，其中所述保护材料选自于下列物质组成的组醋酸邻苯二甲酸直链淀粉、苯乙烯-马来酸共聚物、醋酸琥珀酸纤维素、醋酸邻苯二甲酸纤维素、聚醋酸乙烯邻苯二甲酸酯、羟丙基甲基纤维素邻苯二甲酸酯、脂肪酸、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、甘油三乙酸酯(三醋精)、Marcoat、阿拉伯树胶、甘油、脂肪酸酯、甘油酯、聚甘油酯、石蜡、巴西棕榈蜡、缩甲醛化明胶、虫胶蜡、氢化植物蜡以及它们的组合。
22.一种使用乳糖酶组合物的方法，所述方法包含将所述乳糖酶组合物应用于食物制品中、或是在摄入食物制品的过程中使用所述乳糖酶组合物，其中所述乳糖酶组合物包含许多含有乳糖酶和保护材料的颗粒，以及其中所述颗粒具有使人舌不能感觉到或几乎不能感觉到的尺寸。
23.如权利要求22所述的方法，其中所述颗粒的尺寸为约400微米以下。
24.如权利要求22所述的方法，其中所述颗粒的尺寸为约200微米以下。
25.如权利要求22所述的方法，其中所述颗粒的尺寸为约100微米以下。
26.如权利要求22所述的方法，其中所述颗粒的尺寸为约50微米以下。
27.如权利要求22所述的方法，其中所述颗粒是包封有乳糖酶的微胶囊。
28.如权利要求22所述的方法，其中所述颗粒包括含有保护材料的涂层。
29.如权利要求22所述的方法，其中所述保护材料为基质材料，并且所述乳糖酶分散于所述颗粒中。
30.如权利要求22所述的方法，其中所述乳糖的浓度占制剂总重的约5wt％至约95wt％。
31.如权利要求22所述的方法，其中所述保护材料选自于下列物质组成的组醋酸邻苯二甲酸直链淀粉、苯乙烯-马来酸共聚物、醋酸琥珀酸纤维素、醋酸邻苯二甲酸纤维素、聚醋酸乙烯邻苯二甲酸酯、羟丙基甲基纤维素邻苯二甲酸酯、脂肪酸、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、甘油三乙酸酯(三醋精)、Marcoat、阿拉伯树胶、甘油、脂肪酸酯、甘油酯、聚甘油酯、石蜡、巴西棕榈蜡、缩甲醛化明胶、虫胶蜡、氢化植物蜡以及它们的组合。
32.如权利要求22所述的方法，其中所述食物制品为乳制品。
33.如权利要求22所述的方法，其中所述食物制品选自奶、咖啡、巧克力、谷类食品、思慕雪、比萨饼和冰淇淋。
全文摘要
本发明提供了一种包含许多含有乳糖酶和保护材料的颗粒的微粒组合物。该颗粒具有使人舌不能感觉到或最小感觉到的尺寸。该微粒组合物可通过包括如下步骤的方法进行制备提供乳糖酶；提供保护材料；以及形成包含许多含有乳糖酶和保护材料的颗粒的微粒组合物，该颗粒具有使人舌不能感觉到或几乎不能感觉到的尺寸。该微粒组合物的使用可通过将乳糖酶组合物应用于食物制品中、或是通过在摄入食物制品的过程中使用该乳糖酶组合物。
文档编号A61K9/50GK101668518SQ200880005097
公开日2010年3月10日 申请日期2008年2月14日 优先权日2007年2月14日
发明者尼尔·A·所罗门 申请人:尼尔·A·所罗门