公开领域
本公开涉及超声生产的营养粉和用于制备所述营养粉的方法。更具体地，本公开涉及使用超声能量制备营养粉(包括婴儿营养粉和成人营养粉)的方法。
公开背景
粉状营养产品(包括粉状婴儿配方食品和粉状成人营养产品)是可广泛商购的，且其使用多年以来稳定增长。这些产品通常含有脂肪、碳水化合物、蛋白质、维生素和矿物质，以及潜在其它营养有益组分。在使用前，粉状配方食品或产品以预定比例在水中复原以产生立即可饮(ready-to-drink)的液体。
通常，营养粉采用蒸发和喷雾干燥方法生产。在干燥过程中，必须仔细监测流体(即，浆料)中的固体含量以确保流体的粘度保持很低，防止干燥设备结垢和堵塞。这需要较慢、较长的蒸发和干燥过程，会增加成本和降低效率。
因此，本领域需要用于生产营养粉的有效方法。如果用于制造营养粉的浆料可在高固体含量下进行处理，从而导致蒸发和干燥时间减少，将是有利的。这将导致制备过程效率增加和生产成本降低。进一步，如果得到的营养粉可生产具有溶解度增加的高分子量组分，进一步提供在粉末加工中增加的效率，和在经最终用户复原后得到的营养粉的改善的美学性能，将是有利的。
公开概述
本公开涉及用于制备营养粉的方法。所述方法包括：将包含蛋白质、碳水化合物和脂肪中的至少一种的水性浆料引入蒸发器，蒸发水性浆料，其中在蒸发前或期间施加超声能量；以及干燥蒸发的水性浆料以生产营养粉。
本公开还涉及用于制备营养粉的方法，所述方法包括：将包含蛋白质、碳水化合物和脂肪中的至少一种的水性浆料加热；将加热的水性浆料引入蒸发器；在第一蒸发效应下将加热的水性浆料蒸发到约45重量%至约49重量%的总固体含量；将超声能量施加到蒸发的水性浆料；将超声处理的水性浆料蒸发到55重量%至约65重量%的总固体含量；以及喷雾干燥蒸发的水性浆料以生产营养粉。
本公开还涉及用于制备营养粉的方法以及使用该方法制备的超声生产的营养粉。所述方法包括：将超声能量施加到包含蛋白质、碳水化合物和脂肪中的至少一种的水性浆料；在蒸发器中蒸发超声处理的水性浆料；以及干燥蒸发的水性浆料以生产营养粉。
本公开还涉及通过以下方法制备的超声生产的营养粉：将包含蛋白质、碳水化合物和脂肪中的至少一种的水性浆料引入蒸发器；蒸发水性浆料，其中在蒸发过程中施加超声能量；以及干燥蒸发的水性浆料以生产营养粉。营养粉可以是婴儿营养粉或成人营养粉。婴儿营养粉包含约10%至约35%脂肪、约5%至约35%蛋白质和约30%至约85%碳水化合物，所有均以婴儿营养粉的重量计。成人营养粉包含约0.5%至约20%脂肪、约10%至约90%蛋白质和约5%至约60%碳水化合物，所有均以成人营养粉的重量计。
已出乎意料地发现，可利用超声能量制备营养粉以允许在较高的固体水平下蒸发，从而使蒸发和干燥过程更有效。
已发现，在蒸发前或期间，通过用超声能量处理通常用于制备营养粉的水性浆料，浆料的粘度显著降低且浆料中固体的浓度可以增加以提高总效率。显著地，通过蒸发过程进行浆料的粘度降低，从而使蒸发器在增加的固体下运行并提高干燥器的效率和产率。
进一步发现，通过用超声能量处理浆料中的蛋白质，高分子量蛋白质的溶解度增加。通过增加这些蛋白质的溶解度，可在得到的营养粉中实现固体含量增加而没有粘度增加的缺点。
进一步，通过增加浆料中高分子量蛋白质的溶解度，在复原时，营养粉具有较少沉淀和分离，这在美观上更令用户满意。此外，溶解度增加将使得高分子量蛋白质的消化率提高。
附图简述
图1A为实施例2中所分析的复原粉末样品的色谱图。
图1B为实施例2中所分析的经胰酶消化后复原粉末样品的色谱图。
图2为描述用于制备本公开营养粉的方法的一个实施方案的结构图。
图3为描述用于制备本公开营养粉的方法的一个实施方案的结构图。
公开详述
本公开的超声生产的营养粉和相应的制备方法涉及利用超声能量制备的婴儿和成人营养粉。下文详细描述本公开的粉末和方法的这些和其它必要或任选元素或限制因素。
本文所用的术语“营养粉”包括婴儿营养粉、成人营养粉二者以及通常的营养粉。
本文所用的术语“婴儿配方食品”包括婴儿配方食品和幼儿配方食品二者，其中婴儿配方食品意图用于直至约1岁的婴儿且幼儿配方食品意图用于约1岁至约10岁的儿童。
本文所用的术语“成人营养产品”包括通常用于维持或提高成人健康的配方食品，且包括设计用于需要控制他们的血糖的成人的那些配方食品。
本文所用的术语“高分子量蛋白质”是指具有20,000道尔顿或更大分子量的蛋白质或蛋白质聚集物 。
除非另外规定，本文所用的所有百分比、份和比例都以总配方食品的重量计。除非另外规定，当它们涉及列出的原料时所有这样的重量都基于活性水平，因此不包括商购物质中可能包括的溶剂或副产品。
本文所用的数值范围意图包括所述范围内的每个数字和数字的子集，不论是否具体公开。此外，这些数值范围应解释为提供涉及所述范围内的任何数字或数字的子集的权利要求的支持。例如，1至10的公开应解释为支持2至8、3至7、5至6、1至9、3.6至4.6、3.5至9.9等的范围。
除非其中进行引用的上下文另外规定或清楚地暗示相反的情况，对本公开单数特征或限制的所有引用应包括相应的复数特征或限制，且反之亦然。
除非其中进行引用组合的上下文另外规定或清楚地暗示相反的情况，本文所用的方法或加工步骤的所有组合能以任何顺序进行。
本公开的超声生产的营养粉的各个实施方案还可基本上不含有本文描述的任何任选的或选定的必需成分或特征，条件是剩余的粉末仍包含所有本文描述的所需成分或特征。在该上下文中，且除非另外规定，术语“基本上不含有”是指选定的粉末含有小于功能量的任选成分，通常小于0.1重量%，且还包括0重量%的这种任选的或选定的必需成分。
本公开的营养粉和相应的制备方法可包含本文描述的本公开的必需元素和限制因素以及本文描述的或另外用于营养应用的任何附加或任选成分、组分或限制因素，由本文描述的本公开的必需元素和限制因素以及本文描述的或另外用于营养应用的任何附加或任选成分、组分或限制因素组成，或基本上由本公开的必需元素和限制因素以及本文描述的或另外用于营养应用的任何附加或任选成分、组分或限制因素组成。
产品形式
利用超声能量生产的营养粉通常为可流动的或基本上可流动的微粒组合物的形式，或至少为微粒组合物的形式。组合物能够用勺或类似的其它装置容易地舀取和测量，且能够被预期使用者用适合的水性液体，通常为水容易地复原，以形成用于立即口服或肠内使用的营养组合物。在该上下文中，“立即”使用通常是指在复原后约48小时内，最通常在约24小时内，优选刚好在复原后。
在使用前，营养粉可用水复原至适合于(tailored to)最终使用者的营养需求的热量密度，尽管在大多数情况下，当用作婴儿营养粉时，粉末用水复原以形成包含至少19 kcal/fl oz (660 kcal/升)，更通常约20 kcal/fl oz (675-680 kcal/升)至约25 kcal/fl oz (820 kcal/升)，甚至更通常约20 kcal/fl oz (675-680 kcal/升)至约24 kcal/fl oz (800-810 kcal/升)的组合物。通常，22-24 kcal/fl oz配方食品更常用于早产或低出生体重婴儿，而20-21 kcal/fl oz (675-680至700 kcal/升)配方食品更经常用于足月婴儿。在一些实施方案中，复原的粉末可具有约50-100 kcal/升至约660 kcal/升，包括约150 kcal/升至约500 kcal/升的热量密度。在一些特殊实施方案中，乳液可具有25或50或75或100 kcal/升的热量密度。
当用作成人营养粉时，粉末用水复原以形成包含约100至约500 kcal/240 ml，包括约150至约350 kcal/240 ml且还包括约200至约320 kcal/240 ml的组合物。
可用足够种类和量的营养物配制本公开的营养粉以提供特有的、主要的或补充的营养来源，或提供用于患有特殊疾病或疾病状态的个体的专门的营养配方食品。
大量营养素
本公开的营养粉包含脂肪、蛋白质和碳水化合物中的至少一种。通常，已知或另外适用于粉状营养产品的脂肪、蛋白质和碳水化合物的任何来源也可适用于本文的营养粉，条件是这类大量营养素也与本文定义的营养配方食品的必需元素相容。
尽管脂肪、蛋白质和碳水化合物的总浓度或量可依赖预期使用者的营养需要而变化，但这样的浓度或量最通常落入下面呈现的范围之一，包括本文描述的任何其它必需脂肪、蛋白质和或碳水化合物成分。
碳水化合物
本公开的超声生产的营养粉可包含碳水化合物或碳水化合物来源。
当超声生产的营养粉为婴儿营养粉时，碳水化合物组分以约30%至约85%，包括约45%至约60%，包括约50%至约55%的量存在，以婴儿营养粉的重量计。碳水化合物来源可为对口服施用安全和有效的任何已知或另外合适的来源并与粉末中的必需和其它成分相容。
当超声生产的营养粉为成人营养粉时，碳水化合物组分以约5%至约60%，包括约7%至约30%，包括约10%至约25%的量存在，以成人营养粉的重量计。碳水化合物来源可为对口服施用安全和有效的任何已知或另外合适的来源并与粉末中的必需和其它成分相容。
用于营养粉的合适的碳水化合物或碳水化合物来源包括甘油、蔗糖、糊精、麦芽糊精、木薯麦芽糊精、玉米糖浆、木薯糖浆、异麦芽酮糖、乳糖、果糖，未水解的、部分水解的树胶二者，阿拉伯胶(gum Arabic)(还称为金合欢胶 (gum acacia))、黄原胶、黄芪胶和瓜尔豆胶，甘油、植物纤维、葡萄糖、麦芽糖、煮熟和未煮熟的蜡状和非蜡状玉米淀粉、煮熟和未煮熟的蜡状和非蜡状木薯淀粉、煮熟和未煮熟的蜡状和非蜡状大米淀粉、塔格糖、低聚半乳糖 (GOS)、低聚果糖 (FOS)包括短链低聚果糖、中等长度链低聚果糖和长链低聚果糖，α-乳糖、β-乳糖、聚葡萄糖及其组合。
其它合适的碳水化合物包括任何膳食纤维或纤维来源，其非限制性实例包括不溶膳食纤维来源，例如燕麦壳纤维、豌豆壳纤维、大豆壳纤维、大豆子叶纤维、甜菜纤维、纤维素、玉米糠及其组合。
因此，用于营养粉的碳水化合物可包括可溶和/或不溶纤维，或其它复合碳水化合物，优选具有少于约40，包括少于20且还包括1至10的DE (葡萄糖当量)值。
脂肪
本公开的超声生产的营养粉可包含脂肪或脂肪来源。
当超声生产的营养粉为婴儿营养粉时，脂肪组分以约10%至约35%，包括约25%至约30%，且包括约26%至约28%的量存在，以婴儿营养粉的重量计。脂肪可为对口服施用安全和有效的任何已知或另外合适的来源并与粉末中的必需和其它成分相容。
当超声生产的营养粉为成人营养粉时，脂肪组分以约0.5%至约20%，包括约1%至约10%且还包括约2%至约5%的量存在，以成人营养粉的重量计。脂肪可为对口服施用安全和有效的任何已知或另外合适的来源并与粉末中的必需和其它成分相容。
合适的脂肪或脂肪来源包括椰子油、豆油、高油酸红花油或葵花油、红花油、葵花油、玉米油、棕榈油、棕榈仁油、菜籽油、三庚酸甘油酯、乳脂包括黄油、任何动物脂肪或其馏分、含有二十二碳六烯酸 (DHA)和/或二十碳五烯酸 (EPA)的鱼油或甲壳动物油、来自含有二十二碳六烯酸 (DHA)和/或二十碳五烯酸 (EPA)的鱼或甲壳动物的磷脂、来自海洋、植物或真菌来源的DHA和/或EPA的浓缩物、来自真菌或其它来源的花生四烯酸 (ARA)浓缩物、α-亚麻酸浓缩物 (ALA)、亚麻籽油、磷脂及其馏分包括大豆卵磷脂和蛋卵磷脂、来自植物来源和动物来源的部分水解和未水解的单甘油酯和/或双甘油酯，以及植物甾醇和含有植物甾醇的化合物、二乙酰酒石酸单和双甘油酯(DATEM)及其组合。
蛋白质
本公开的超声生产的营养粉可包含蛋白质或蛋白质来源。
当超声生产的营养粉为婴儿营养粉时，蛋白质组分以约5%至约35%，包括约8%至约12%且包括约10%至约12%的量存在，以婴儿营养粉的重量计。蛋白质可为对口服施用安全和有效的任何已知或另外合适的来源并与粉末中的必需和其它成分相容。
当超声生产的营养粉为成人营养粉时，蛋白质组分以约10%至约90%，包括约30%至约80%且还包括约40%至约75%的量存在，以成人营养粉的重量计。蛋白质可为对口服施用安全和有效的任何已知或另外合适的来源并与粉末中的必需和其它成分相容。
合适的蛋白质或蛋白质来源包括完整的、部分水解的或完全水解的或其组合的乳糖酶处理的脱脂奶粉、乳蛋白分离物、乳蛋白浓缩物、乳清蛋白浓缩物、糖巨肽(glycomacropeptides)、乳清蛋白分离物、乳酪蛋白酸盐(milk caseinate)如酪蛋白酸钠、酪蛋白酸钙或任意矿物质的酪蛋白酸盐的任意组合、大豆蛋白浓缩物、大豆蛋白分离物、大豆蛋白粉、豌豆蛋白分离物、豌豆蛋白浓缩物、任何单子叶或双子叶蛋白分离物或蛋白浓缩物、动物胶原蛋白、明胶、所有氨基酸、牛磺酸、乳蛋白肽、乳清蛋白肽、牛初乳、人初乳、其它哺乳动物初乳、在初乳和哺乳动物乳中发现的基因通讯蛋白(genetic communication protein)，例如但不限于白介素蛋白、水解的动物胶原蛋白、水解的酵母及其组合。
大量营养素特性
本公开的超声生产的营养粉中的脂肪、碳水化合物和蛋白质的总量或浓度能依赖预期使用者的选定制剂和饮食或医疗需求而显著变化。大量营养素浓度的另外合适的实例在下文进行阐述。在该上下文中，总量或浓度是指营养粉中的所有脂肪、碳水化合物和蛋白质来源。对于婴儿营养粉，最通常并优选地，在下列表格中描述的任何具体范围内配制这样的总量或浓度 (所有数字在它们的前面具有“约”)。
营养物 (% 卡路里) 实施方案A 实施方案B 实施方案C 碳水化合物 20-85 30-60 35-55 脂肪 5-70 20-60 25-50 蛋白质 2-75 5-50 7-40
对于成人营养粉，最通常并优选地，在下列表格中描述的任何具体范围内配制这样的总量或浓度 (所有数字在它们的前面具有“约”)。
营养物 (% 卡路里) 实施方案A 实施方案B 实施方案C 碳水化合物 1-98 10-75 30-50 脂肪 1-98 20-85 35-55 蛋白质 1-98 5-70 15-35
任选成分
本公开的超声生产的营养粉还可包含可改变粉末的物理、化学、美学或加工特性或当用于目标人群时充当药物组分或附加营养组分的其它任选组分。许多这样的任选成分是已知的或另外适用于医药食品或其它营养产品或药物剂型且还可用于本文的粉状制剂，条件是这样的任选成分针对口服施用是安全和有效的并与粉末中的必需和其它成分相容。
这样的任选成分的非限制性实例包括防腐剂、抗氧化剂、乳化剂、缓冲剂、药物活性物、本文描述的另外的营养物、维生素、矿物质、甜味剂包括人造甜味剂(例如，糖精、阿斯巴甜、安赛蜜(acesulfame K)、甜叶菊(Stevia)提取物和三氯蔗糖)着色剂、除了本文描述的那些之外的调味剂、增稠剂和稳定剂、乳化剂、润滑剂、益生菌 (例如嗜酸菌和/或双歧杆菌(bifidus bacteria)，存活的和非存活的二者)、益生元、β-羟基β-丁酸甲酯 (HMB)、精氨酸、谷氨酰胺等。
用于本文的合适的矿物质的非限制性实例包括磷、钠、氯、镁、锰、铁、铜、锌、碘、钙、钾、铬、钼、硒及其组合。
用于本文的合适的维生素的非限制性实例包括类胡萝卜素 (例如，β-胡萝卜素、玉米黄素、叶黄素、番茄红素)、生物素、胆碱、肌醇、叶酸、泛酸、胆碱、维生素A、硫胺素 (维生素B1)、核黄素 (维生素B2)、烟酸 (维生素B3)、吡哆醇 (维生素B6)、氰钴胺素 (维生素B12)、抗坏血酸 (维生素C)、维生素D、维生素E、维生素K及其各种盐、酯或其它衍生物及其组合。
制备
加入使用超声能量的本公开方法提供超声生产的营养粉，与常规喷雾干燥的营养粉相比，其可在较高的固体含量下蒸发而制备，从而提高加工效率并降低制备成本。更具体地，通过在制造过程中(且特别地，在蒸发前或期间)用超声能量处理用于制造营养粉的水性浆料，浆料的粘度显著降低且浆料中固体的浓度可以增加以提高总效率。显著地，通过蒸发过程进行浆料的粘度降低，使产品在比通常的固体水平更高的条件下蒸发。进一步，超声生产的营养粉包括具有增加的溶解度的高分子量蛋白质，使得复原后有较少的沉淀、分离和提高的消化率。
因此，可通过任何各种已知的或其它有效的配制或制备方法，制备本公开的营养粉。在一种合适的制备过程中，例如，制备至少三种独立的浆料，包括脂肪包蛋白质(PIF)浆料、碳水化合物-矿物质(CHO-MIN)浆料和水包蛋白质(PIW)浆料。将油(例如，DHA、菜籽油、玉米油等)加热并混合，然后在持续加热和搅拌下加入乳化剂(例如，卵磷脂)、脂溶性维生素和总蛋白质(例如，乳蛋白浓缩物等)的一部分形成PIF浆料。在加热搅拌下将矿物质(例如，柠檬酸钾、磷酸二钾、柠檬酸钠等)、痕量和超痕量矿物质(TM/UTM预混物)和增稠剂或悬浮剂(例如，微晶粉末纤维素、胶凝糖、角叉菜胶)加入到水中形成CHO-MIN浆料。在加入额外的矿物质(例如，氯化钾、碳酸镁、碘化钾等)和/或碳水化合物(例如，HMOs、低聚果糖、蔗糖、玉米糖浆等)前，将得到的CHO-MIN浆料持续加热和搅拌10分钟。然后通过加热和搅拌混合剩余的蛋白质(如果有的话)形成PIW浆料。
然后将得到的浆料通过加热搅拌混合在一起并调节pH至6.6-7.0，然后将组合物进行高温短时(HTST)处理，在此期间，将组合物热处理、乳化和均化，然后使其冷却。在一个实施方案中，所述组合物进行超高温(UHT)条件的热处理。加入水溶性维生素和抗坏血酸，将pH值调节到所需范围，如果需要，加入调味剂，并加入水以达到所需的总固体含量。
将混合的水性浆料引入蒸发器中。通常，在蒸发前，水性浆料包括约15重量%至约40重量%，包括约20重量%至约40重量%，和包括约30重量%至约40重量%的总固体含量。
在蒸发前或蒸发过程中，将超声能量施加到浆料。在一个特别优选的实施方案中，如图2的结构图中所示，在水性浆料蒸发前持续施加超声能量。在本公开的其它合适的实施方案中，在多效蒸发过程中蒸发水性浆料且在蒸发效应之间施加超声能量。例如，在一个实施方案中，如图3的结构图中所示，在第一蒸发器效应下蒸发水性浆料，用超声能量处理，然后在第二或随后的蒸发效应下进一步蒸发。
例如，超声系统包括具有约2.5英寸的内径和约8.2英寸的长度的圆柱的流动池室。将水性浆料引入流动池室，处于所述腔室的底部，流速为约1.0 gpm至约1.4 gpm，包括约1.0 gpm至约1.3 gpm，以及包括约1.3 gpm，和压力为约10 psig至约20 psig，包括约12 psig至约18 psig，以及包括约17 psig。然后将超声处理的浆料从位于靠近顶部的腔室的侧面排出。然而，本领域技术人员应认识到，流动池室的尺寸和加工条件将取决于生产规模。
超声系统通常包括发电机、换能器和超声发生器，其用于施加超声能量。更具体地，合适的超声系统包括提供能量至换能器的发电机，其进一步向超声发生器施加能量以超声地机械振动。合适的超声系统的实例包括可购自Ringwood，New Jersey的Hielscher Ultrasonics(例如，UP400S，UIP1000hd)的系统和可购自Newtown，Connecticut的Sonics & Materials，Inc、Danbury，Connecticut的Branson Ultrasonics以及New York，New York的 Industrial Sonomechanics的系统。
超声发生器通常为具有约2.25英寸的直径和约7.5英寸的长度的级联型超声发生器。然而，本领域技术人员应理解，在不脱离本公开范围的情况下本领域技术人员可使用适合用于制造粉末的超声发生器的任何尺寸或形状。
在一个实施方案中，超声系统能够在约50%至100%的振幅，包括约55%至约90%的振幅且包括约75%的振幅下以及范围为约15 kHz至约100 kHz，包括约15kHz至约50kHz，且包括约20 kHz的频率下操作超声发生器。
水性浆料的粘度可受超声系统提供的功率水平以及超声能量与浆料接触的时间段的影响。在一个实施方案中，发电机提供至少约75瓦的量的换能器和超声发生器功率，包括约75瓦至约16千瓦，包括约75瓦至约1000瓦，包括约300瓦至约800瓦，且包括约380瓦至约480瓦。水性浆料用超声处理约0.1秒至约30秒的时间段，包括约1秒至约20秒的时间段。然而，本领域技术人员应理解，浆料所使用的功率水平和时间段可以变化，取决于所使用的超声系统的尺寸和所需的生产速度。
蒸发和施加超声能量后，水性浆料包含至少55重量%，包括55重量%至约65重量%，且包括约59重量%至约62重量%总固体的总固体含量。
当使用多效蒸发过程蒸发时，水性浆料可首先在第一蒸发效应下蒸发到约40重量%至约49重量%，包括约45重量%至约49重量%，且包括约47重量%总固体的总固体含量。然后水性浆料可在第二或进一步蒸发效应下进一步蒸发到至少55重量%，包括至少59重量%，且包括约60重量%总固体的总固体含量。
一旦蒸发并超声处理，本公开的方法可进一步包括干燥(例如喷雾干燥)蒸发的水性浆料的步骤以生产营养粉。
本公开的方法允许使用粘度降低同时包括高固体含量的水性浆料。由于在喷雾干燥形成粉末前完成蒸发增加，这允许更高的效率和粉末生产速度以及减少得到的超声生产的营养粉的加工成本。典型地，通过本公开的方法生产的超声处理的水性浆料具有至少20%，包括20%至约50%，且包括约25%的粘度，比在不施加超声能量的情况下，蒸发到至少55重量%的总固体含量的水性浆料的粘度更低。
进一步，得到的超声生产的营养粉包括高分子量组分，特别是高分子量蛋白质，其与未经超声能量制备的营养粉相比具有增加的溶解度。在一个实施方案中，超声生产的营养粉包括具有比未经超声能量制备的营养粉中的高分子量蛋白质至少高1%(且包括至少高5%)溶解度的高分子量蛋白质。该增加的溶解度使得用户在进行粉末复原时质地和口感改善。进一步，这些组分的改善的溶解度使得用户的消化率增加。
本发明实施方案应被认为在所有方面均是说明性的而非限制性的，且所有改变和等价物也都落入本公开的描述中。以下非限制性实施例将进一步说明本公开的超声生产的营养粉和方法。
实施例
以下实施例说明本公开的超声生产的营养粉的具体实施方案和/或特征。给出实施例仅用于说明目的而不应解释为本公开的限制，因为在不脱离本公开精神和范围的情况下，其可能有许多变化。除非另外规定，所有例示的量均为基于营养粉的总重量的重量百分比。
实施例1
在该实施例中，在使用和不使用超声能量下将适合用于婴儿营养粉的包括蛋白质、碳水化合物和脂肪的浆料蒸发到各种固体含量水平，并分析各种浆料样品的粘度。
在施加超声能量下蒸发两种浆料样品，并在不施加超声能量下蒸发两种浆料样品。两种超声处理的样品在1.0 gpm的流速、约135℉(57.2℃)的温度和17 psig的压力下送入流动池室。超声系统包括1kW-动力单元(可商购如Hielscher UIP1000hd(Hielscher Ultrasonics，Ringwood，New Jersey))、直径约2.25英寸和长度7.5英寸的超声探头以及直径约2.5英寸和长度约8英寸的流动池室。超声系统在节电模式(down mode)下用1.8的变幅杆(booster)在约20 kHz的频率下操作。振幅设定为100%且得到的功率为380瓦。
在使用和不使用超声能量下蒸发后，分析四种浆料样品的总固体含量和粘度(测定为布氏粘度)，示于下表中。
如表所示，在蒸发到57.9重量%的总固体含量的过程中，通过将超声能量施加到浆料，可降低粘度。
实施例2
在该实施例中，蒸发过程中施加和不施加超声能量制备三种婴儿营养粉。在胰酶消化前和后，对得到的营养粉在水中复原后进行分子量分布分析。
制备适合用于婴儿营养粉的包括蛋白质、脂肪和碳水化合物的浆料。首先通过使用HTST处理、均质化和冷却将浆料加工至36重量%的总固体含量来制备对照样品(CON61 R4V2)。用维生素和矿物质对浆料进行标准化。使用UHT过程加热浆料，然后连续泵入蒸发器，浆料在此处蒸发到58重量%的总固体含量并喷雾干燥成粉末。
通过使用HTST处理、均质化和冷却将单个浆料加工至36重量%的总固体含量来制备样品(US61 R4V5)。用维生素和矿物质对浆料进行标准化。使用UHT过程加热浆料并连续泵入蒸发器进料釜，并在无任何变幅杆的情况下经过UIP1000hd超声系统(可购自Hielscher Ultrasonics，Ringwood，New Jersey)的流动池室输送。浆料以1.3 gpm的产物流速在10 psig的背压下经过流动池室输送。振幅设定为75%且能耗为约790瓦。然后将浆料蒸发到59重量%的总固体含量，然后喷雾干燥成粉末。
通过使用HTST处理、均质化和冷却将单个浆料加工至36重量%的总固体含量来制备样品(EUS65 R4V9)。用维生素和矿物质对浆料进行标准化。使用UHT处理加热浆料并蒸发到45重量%的总固体含量。然后在无任何变幅杆的情况下将蒸发的浆料经过UIP1000hd超声系统(可购自Hielscher)的流动池室输送。以1.3 gpm的产物流速和10 psig的背压将浆料经过流动池室输送。振幅设定为55%且能耗为约480瓦。然后将浆料进一步蒸发到62重量%的总固体含量，然后喷雾干燥成粉末。
将粉末复原并使用Superdex Peptide HPLC对分子量分布分析进行比较。胰酶消化前和后对复原的粉末进行测试。分子量中值比较于下表中。
样品 未胰酶消化的复原粉末的MW中值 胰酶消化的复原粉末的MW中值 CON61 R4V2 16,223道尔顿 1200道尔顿 US61 R4V5 16,408道尔顿 1188道尔顿 EUS65 R4V9 16,420道尔顿 1149道尔顿
复原的超声处理的粉末(US61 R4V5和EUS65 R4V9)所测定的较高分子量中值表明，超声处理增强了高分子量蛋白质在水性浆料中的溶解。这进一步描述于图1A的色谱图中。
进行胰酶消化以比较蛋白质消化率。图1B的色谱图显示消化的样品之间密切相似。此外，由于消化的超声处理的粉末的分子量中值低于消化的对照粉末的分子量中值，因此超声处理似乎不太可能对蛋白质质量造成不利影响，即，没有迹象显示超声处理损害蛋白质消化率。
实施例3
在该实施例中，分析喷雾干燥前实施例2的两种浆料样品的粘度。
特别地，将蒸发到58重量%的总固体含量的CON61 R4V2的粘度与超声处理然后蒸发到59重量%的总固体含量的US61 R4V5的粘度进行比较。使用带有同心圆柱几何形状的ARES LS1(可购自TA Instruments，New Castle，Delaware)测定粘度。结果示于下表中。
如上表所示，与CON61 R4V2相比，US61 R4V5显示在100 s-1至2000 s-1的剪切速率范围内，粘度降低约17-34%的范围。