脈沖電場處理方法及通過該方法獲得的包含生物活性分子的乳制品的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明處理了乳中的生物活性成分在用于保存的巴斯德消毒法期間失活的問題。本發(fā)明公開了用脈沖電場（PEF）處理全脂乳、脫脂乳、半脫脂乳或乳清或其他包含乳成分或級分的液體組合物的方法。本發(fā)明基于這樣的發(fā)現(xiàn)，通過選擇一種或多種特定的處理參數(shù)，如PEF處理室設(shè)計、所施加的比能、場強、脈沖類型、起始溫度，有可能有效地從組合物消除微生物，同時保留組合物中生物活性成分的活性。
【專利說明】脈沖電場處理方法及通過該方法獲得的包含生物活性分子的乳制品
[0001]本發(fā)明涉及用于降低液體組合物或黏性組合物中的微生物負(fù)荷量(load)的方法、用于延長液體組合物或黏性組合物的貨架期的方法、脈沖電場(PEF)巴斯德消毒法、經(jīng)PEF處理的組合物及其他方法和組合物。
[0002]【背景技術(shù)】和本發(fā)明待解決的問題
[0003]微生物學(xué)安全性是對食品最重要的要求?？梢娪谑称分械奈⑸锟梢砸鸲喾N疾病，例如李斯特菌病。高營養(yǎng)、有功能價值以及良好的味道是對食品的其他重要要求。常規(guī)的生產(chǎn)和保存方法確保微生物學(xué)安全性，但味道和營養(yǎng)含量因這些方法而受到不利的影響。因此，必須開發(fā)出新的方法來最小化所述方法對營養(yǎng)和健康成分的影響。此外，對新方法的要求是它們在生態(tài)學(xué)和經(jīng)濟上合理。
[0004]乳是具有營養(yǎng)價值的食品，除必需的大量營養(yǎng)物外，乳還包含維生素和其他生物活性分子，其具有以多種方式有益于消費者的健康促進(jìn)性質(zhì)或活性。通常，在大規(guī)模生產(chǎn)方法中，通過熱巴斯德消毒法或超高熱處理(UHT)來保證乳的微生物學(xué)安全性。如文獻(xiàn)中大量地報道，兩種方法都導(dǎo)致天然存在于乳中的生物活性分子的實質(zhì)性降解。特別地，許多天然存在于乳中的維生素和生物活性蛋白質(zhì)對熱敏感。此外，用熱來保存食品的保存方法不利地影響食品的風(fēng)味。
[0005]因此，需要新的保存方法，其優(yōu)選不用熱來進(jìn)行保存。一種可能的非熱保存法是應(yīng)用脈沖電場(PEF)。此方法用電流來滅活微生物并保持食品的微生物學(xué)安全性。成分和風(fēng)味基本上不受此方法影響。所述方法滅活微生物的潛在機制稱為電穿孔。由于高壓交變電場，細(xì)胞膜是可透化的，結(jié)果使細(xì)胞裂解。
[0006]M.Walking-Ribeiro 等人，Int.J.Food Microbiol.144 (2011) 379-386 比較和組合了 PEF、微量過濾和常規(guī)熱巴斯德消毒法在微生物滅活上的效率。此出版物未討論與不同處理相關(guān)的生物活性分子的喪失，實際上，此出版物中用于乳的PEF處理的條件使得生物活性分子不可能在所述方法的過程中保持其活性。
[0007]US2008/0317823提出了壓力處理生物活性組合物來延長其保存期(貨架期)的方法。此文件中公開的壓力處理耗費能量和成本。此外，壓力處理是分批方法，而連續(xù)處理對提高基于乳的產(chǎn)品的微生物學(xué)安全性有利。
[0008]Toepfl, S.，Heinz, V.und Knorr, D.(2006)在Pulsed Electric Field Treatmentof Foods, Ed:Raso, J.und Heinz, V., p.197-221，Elsevier, Oxford, UK 中描述了 目前脈沖電場技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用的知識。
[0009]鑒于以上，本發(fā)明的目的是提供用于降低含有生物活性分子的液體或黏性食品中的微生物負(fù)荷量，同時保持存在于所述食品中的生物活性分子的活性和功能性的方法。
[0010]換言之，本發(fā)明的目的是提供用于提高或保證含有生物活性分子的液體組合物或黏性組合物的微生物學(xué)安全性的方法，其中所述方法不降低或不以很大程度降低存在于所述食品中的生物活性分子的活性或含量。
[0011]特別地，本發(fā)明的目的是保持天然存在于乳中的生物活性分子的生物學(xué)活性。然而，可存在于乳中的微生物，尤其是活微生物的數(shù)目需要大大地減少，優(yōu)選低于檢測水平。
[0012]本發(fā)明的目的是提供非熱巴斯德消毒法，其就提高食品安全性和減少微生物計數(shù)而言與熱巴斯德消毒法一樣有效，但其不存在熱巴斯德消毒法的不足。這類不足是蛋白質(zhì)變性和生物活性分子喪失、存在于乳中的分子的生物活性喪失、風(fēng)味改變及有時顏色改變。
[0013]更具體而言，本發(fā)明處理了在熱巴斯德消毒或保存期間乳中生物活性成分失活的問題。熱巴斯德消毒法通常用液態(tài)乳進(jìn)行。溫度為約72°C，保持時間不少于15秒(Kessler2006, International Dairy Federation, 175 頁)，其對生物活性成分，尤其是諸如乳鐵蛋白、IgA、IgG、TGF-β I和TGF-2的生物活性蛋白質(zhì)而言是太高的處理強度。
[0014]本發(fā)明還涉及獲得與未處理的組合物相比具有降低的微生物負(fù)荷量的組合物，或具有與產(chǎn)品的安全性和/或貨架期不相關(guān)的微生物負(fù)荷量的組合物，尤其是乳的問題。
[0015]本發(fā)明還處理了獲得液體或干燥形式的組合物，如基于乳或包含乳成分的組合物的問題，所述組合物包括奶粉、乳清粉、酪蛋白粉、乳蛋白粉等，其中天然存在于乳中的生物活性分子在干燥，尤其是經(jīng)噴霧干燥的組合物中保持活性?？梢赃M(jìn)行低溫冷凍干燥或噴霧干燥的方法而不破壞生物活性分子的活性，或不徹底破壞所述活性。
[0016]本發(fā)明涉及以上目的，并提供用于獲得上述益處的方法、用途和組合物。本發(fā)明所涉及的目的和問題是本發(fā)明的部分。
[0017]發(fā)明概述
[0018]本發(fā)明基于這樣的發(fā)現(xiàn)，可以以有效方式使用脈沖電場來消除可見于乳中的甚至有抗性的微生物菌株。有趣地，可以鑒定出這樣的處理參數(shù)使得可大量保持天然存在于乳中，尤其是原料乳中的生物活性分子的活性。
[0019]就天然存在于乳中的蛋白質(zhì)的完整性和維生素的活性而言，本發(fā)明的方法與熱巴斯德消毒法相比尤其有利。包含在本發(fā)明的組合物中的蛋白質(zhì)在很大程度上保持其天然組成，因此可以在很大程度上發(fā)揮其生物學(xué)活性。因此，本發(fā)明還提供包含一種或多種天然存在于乳中的特定蛋白質(zhì)的經(jīng)PEF處理的組合物，其中大量的所述蛋白質(zhì)以天然形式存在。
[0020]根據(jù)一個方面，本發(fā)明涉及包括對組合物進(jìn)行PEF處理的步驟的方法。
[0021]根據(jù)一個方面，本發(fā)明涉及用于處理組合物的方法，所述方法包括對所述組合物進(jìn)行PEF處理的步驟。
[0022]在一方面，本發(fā)明提供獲得組合物的方法，所述組合物在營養(yǎng)上和/或微生物學(xué)上安全，且包含以活性形式存在于原料乳中的生物活性分子，和/或提供存在于原料乳中的生物活性分子的健康益處。
[0023]在一方面，本發(fā)明提供獲得組合物的方法，所述組合物以天然形式包含存在于原料乳中的生物活性蛋白質(zhì)，和/或提供存在于原料乳中的天然蛋白質(zhì)的健康益處。
[0024]根據(jù)一個方面，本發(fā)明涉及用于提高和/或保證組合物的安全性的方法，所述方法包括對所述組合物進(jìn)行PEF處理的步驟。
[0025]根據(jù)一個方面，本發(fā)明涉及延長組合物的貨架期，尤其是在冷藏條件下的貨架期的方法，所述方法包括對所述組合物進(jìn)行PEF處理的步驟。
[0026]根據(jù)一個方面，本發(fā)明涉及用于降低組合物中的微生物負(fù)荷量的方法，所述方法包括對所述組合物進(jìn)行PEF處理的步驟。
[0027]根據(jù)一個方面，本發(fā)明涉及用于基本上去除組合物中的微生物計數(shù)的方法，所述方法包括對所述組合物進(jìn)行PEF處理的步驟。
[0028]根據(jù)一個方面，本發(fā)明提供了方法，其用于在微生物存在于組合物中的情況下或在微生物存在于所述組合物中時滅活所述組合物中的所述微生物的方法，所述方法包括對所述組合物進(jìn)行PEF處理的步驟。因此，即使并未預(yù)期所述組合物中可能存在微生物，尤其是病原微生物，也優(yōu)選將所述方法作為謹(jǐn)慎的安全措施進(jìn)行。
[0029]在一方面，本發(fā)明提供用于降低包含一種或多種生物活性分子的液體組合物或黏性組合物的微生物負(fù)荷量的方法,所述方法包括對所述組合物進(jìn)行脈沖電場(PEF)處理的步驟，其中在所述PEF處理中，將所述產(chǎn)品暴露于每千克組合物600千焦或更小的比能。
[0030]在一方面，本發(fā)明提供用于降低包含一種或多種生物活性分子的液體組合物或黏性組合物的微生物負(fù)荷量的方法,所述方法包括對所述組合物進(jìn)行脈沖電場(PEF)處理的步驟，其中在所述PEF處理中，將所述組合物暴露于場強為5至50kV/cm的PEF。
[0031]在一方面，本發(fā)明提供用于降低包含一種或多種生物活性分子的液體組合物或黏性組合物的微生物負(fù)荷量的方法,所述方法包括對所述組合物進(jìn)行脈沖電場(PEF)處理的步驟，其中在所述PEF處理前立即將所述組合物的溫度調(diào)節(jié)為20°C至45°C。
[0032]在一方面，本發(fā)明提供用于降低包含一種或多種天然存在于乳中的生物活性分子的液體組合物或黏性組合物的微生物負(fù)荷量的方法，所述方法包括對所述組合物進(jìn)行脈沖電場(PEF)處理的步驟，其中在所述PEF處理中，使所述組合物暴露于每千克組合物600千焦或更小的比能，且其中使所述組合物暴露于場強為10至20kV/cm的PEF。
[0033]在另一方面，本發(fā)明提供通過本發(fā)明的方法中的任一種可獲得的和/或通過本發(fā)明的方法中的任一種可直接獲得的組合物。
[0034]在一方面，本發(fā)明提供經(jīng)PEF處理的包含一種或多種生物活性分子的組合物。
[0035]在一方面，本發(fā)明提供經(jīng)脈沖電場(PEF)處理的組合物，其在微生物學(xué)上安全，且其包含一種或多種天然存在于乳中的生物活性分子，其中至少30%的各種分子處于活性形式。所述生物活性分子優(yōu)選選自:蛋白質(zhì)，其選自抗菌因子(antimicrobial factor)、免疫球蛋白、生長因子、細(xì)胞因子和/或促炎因子/抗炎因子(pro-/ant1-1nf Iammatoryfactor)、趨化因子、酶(包括消化酶)、激素和轉(zhuǎn)運蛋白、糖巨肽(glycomacropeptide)、β -乳球蛋白、α-乳清蛋白、乳脂肪球膜蛋白(milk fat globule membrane protein)及前述一種或多種的組合；一種或多種天然存在于乳中的生物活性脂質(zhì)，如丁酸酯、鞘脂、磷脂、乳脂肪球膜、長鏈多不飽和脂肪酸；一種或多種天然存在于乳中的維生素，如維生素A、B1、B2、B3、B5、B6、B7、B9、B12、C、D和K ;唾液酸、核酸、寡糖、氨基酸；及?；撬幔黄渲兴鼋M合物具有充分降低的微生物負(fù)荷量，以用于人類的消費安全，其中至少30%、優(yōu)選至少35%、優(yōu)選至少40%的所選擇的分子以活性和/天然形式存在。
[0036]在一方面，本發(fā)明提供組合物，尤其是經(jīng)PEF處理的組合物，其在微生物學(xué)上和/或營養(yǎng)上安全，且包含以活性形式存在于原料乳中的生物活性分子，和/或提供存在于原料乳中的生物活性分子的健康益處。
[0037]在一方面，本發(fā)明提供組合物，尤其是經(jīng)PEF處理的組合物，其在微生物學(xué)上和/或營養(yǎng)上安全，且所述組合物包含一種或多種天然存在于乳中的蛋白質(zhì)，其中所述蛋白質(zhì)的至少一部分以天然形式存在，和/或其中所述組合物提供原料乳和/或天然蛋白質(zhì)的一種或多種健康益處。[0038]在一方面，本發(fā)明提供經(jīng)脈沖電場(PEF)處理的組合物，其包含至少一種蛋白質(zhì)，其具有的氨基酸序列對應(yīng)于天然存在于乳中的蛋白質(zhì)的氨基酸序列，其中至少30%的所述蛋白質(zhì)以天然形式存在。
[0039]在一方面，本發(fā)明提供經(jīng)PEF處理的組合物，其在微生物學(xué)上安全，且其包含一種或多種天然存在于乳中的蛋白質(zhì)，其中至少30%的各種蛋白質(zhì)處于天然形式。
[0040]在一方面，本發(fā)明提供經(jīng)脈沖電場(PEF)處理的包含一種或多種具有生物學(xué)活性的蛋白質(zhì)的組合物，其中所述活性對應(yīng)于在未處理的對照中可見的活性的至少30%，和/或其中至少30%的所述蛋白質(zhì)以天然形式存在。
[0041]本發(fā)明的方法是有利的，因為它們不失活或僅以相對低的程度失活存在于組合物中的生物分子。
[0042]本發(fā)明的其他方面和優(yōu)選實施方案在所附權(quán)利要求中提供，并在下文的描述中更詳細(xì)地給出。
[0043]附圖簡述
[0044]圖1示意性顯示用于根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方案的共線PEF處理室的結(jié)構(gòu)或一般設(shè)計。
[0045]圖2示意性顯示電路圖的回路，其可以用來產(chǎn)生用于進(jìn)行根據(jù)本發(fā)明的PEF處理的電脈沖。
[0046]圖3示意性顯示用于根據(jù)本發(fā)明的示例性PEF系統(tǒng)，其用于PEF處理液體組合物或黏性組合物。
[0047]圖4顯不用于圖2中所不的PEF系統(tǒng)的一對處理室。
[0048]圖5是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方案的包含插入物的共線處理室的正視圖。
[0049]圖6是圖5中所示的處理室的縱剖面圖。
[0050]圖7A和B顯示原料乳的起始溫度及應(yīng)用于PEF處理的比能對分別滅活所加入的大腸桿菌(E.coli)和無害利斯特氏菌(L.1nnocua)的影響。在30°C的起始溫度下,需要較低的比能來實現(xiàn)滅活。
[0051]圖8顯示所接種的原料乳中的大腸桿菌和無害利斯特氏菌的PEF滅活(由微生物計數(shù)表示)取決于比能。PEF處理前將原料乳的溫度設(shè)為30°C，使用圖6中所示的具有插入物的一對共線處理室。圖8顯示，在244kJ/kg達(dá)到了最大微生物滅活。
[0052]圖9A和B顯示處理室設(shè)計及應(yīng)用于PEF處理的比能分別對具有30°C的起始溫度的原料乳中的大腸桿菌和無害利斯特氏菌的滅活(由Cfu計數(shù)表示)的影響。使用具有“魚雷”插入物的共線處理室(圖6)的設(shè)計需要較小的比能來達(dá)到滅活。
[0053]圖1OA和B顯示處理室設(shè)計和經(jīng)PEF處理組合物的最終溫度對分別加至組合物(原料乳)的大腸桿菌和無害利斯特氏菌的滅活(由Cfu計數(shù)表示)的影響。使用具有插入物(“魚雷”)的共線處理室最有利，因為對于給定的微生物滅活，由PEF處理引起的溫度上升保持更低。
[0054]圖11顯示按遞增的比能PEF處理原料乳后乳鐵蛋白在乳中的存在。通過使用對天然乳鐵蛋白特異的一對抗體的ELISA來測量生物活性分子(乳鐵蛋白)的活性/完整性。在244kJ/kg的比能下,大部分乳鐵蛋白仍是天然的。
[0055]圖12如圖11，不同之處在于生物活性分子是IgA。[0056]圖13如圖11，不同之處在于生物活性分子是IgG。
[0057]圖14如圖11，不同之處在于生物活性分子是TGF-β 1。
[0058]圖15如圖11，不同之處在于生物活性分子是TGF-β 2。
[0059]圖16是總結(jié)在用244kJ/kg的比能進(jìn)行PEF處理獲得的圖10至14中所示的結(jié)果的條形圖。將所示特定的生物活性分子的量與原料乳(未處理的對照)中所述分子的量相比較。
[0060]圖17顯示經(jīng)PEF處理(用不同比能(O (原料乳)、65、210、244、314kJ/kg乳))的乳在PEF處理后0、2、4、6、8、11和14天且保存于4°C時的cfu計數(shù)。在按照本發(fā)明處理時，乳貨架穩(wěn)定14天，而cfu計數(shù)仍明顯低于105cfu。
[0061]發(fā)明詳述
[0062]本發(fā)明涉及方法，其包括尤其是在處理室中用一個或多個脈沖電場(PEF)對組合物進(jìn)行處理的步驟。
[0063]為了本說明書的目的，術(shù)語“包括”意指“除其他外還包括”。并非旨在意指“僅由…組成”。
[0064]組合物優(yōu)選是預(yù)期用于人類消費或用于動物消費的可消費和可食的組合物。組合物預(yù)期用于口服施用和/或消費。在這方面，組合物包含可食成分和/或物質(zhì)，且優(yōu)選由可食成分和/或物質(zhì)組成。因此，組合物優(yōu)選不含并非用于或適合于人或動物口服施用的任何毒性和/或有害的物質(zhì)。本發(fā)明的組合物在營養(yǎng)上和/或微生物學(xué)上安全，尤其是在根據(jù)本發(fā)明的經(jīng)PEF處理后。
[0065]進(jìn)行PEF處理的組合物優(yōu)選是液體組合物或黏性組合物。特別地，所述組合物優(yōu)選具有液體的性質(zhì)，如黏度。因此，所述組合物可以是懸液、漿液、溶液等。所述在所述組合物中可以包含例如懸浮和/或溶解在組合物中的固體。
[0066]優(yōu)選地，在本發(fā)明的所述方法之前，當(dāng)在室溫(25°C)下測定時，所述組合物具有低于(〈)10帕斯卡秒(Pa s)、優(yōu)選<5Pa S、甚至更優(yōu)選〈3
[0067]Pa S、<lPa S、〈0.5Pa S、〈0.3Pa S、甚至更優(yōu)選〈0.1Pa S、〈0.05Pa S、且最優(yōu)選〈0.01Pa s的黏度。應(yīng)指出，本發(fā)明尤其可使用0.0001至0.5Pa S、尤其是0.001至0.1Pas的黏度，其涵蓋了乳(0.0017Pa s)和奶油的黏度。可以用德國Ottendorf-Okrilla的Rheotest Messgerate Medingen GmbH公司的Rheotest ? LK的毛細(xì)管黏度計，使用
無溫度控制套(用于啤酒和麥芽汁、乳、飲用酸奶等)的基本形式測定黏度，尤其是具有I至10’OOOmPa s范圍內(nèi)的黏度的低黏度液體的黏度。使用涵蓋不同黏度范圍的毛細(xì)管。樣品體積約為25ml。
[0068]根據(jù)一個實施方案，所述組合物的黏度處于0.0005至3.5Pa S、優(yōu)選0.001至3Pas的范圍內(nèi)，其涵蓋了基于乳的產(chǎn)品，如乳和酸奶(0.5_3Pa S)。根據(jù)一個實施方案，所述組合物的黏度在0.001至IPa s的范圍內(nèi)。
[0069]根據(jù)一個實施方案，所述組合物包含營養(yǎng)物。因此，所述組合物優(yōu)選是營養(yǎng)組合物和/或食品組合物。
[0070]根據(jù)一個實施方案，所述組合物包含一種或多種乳成分、基本上由一種或多種乳成分組成、或由一種或多種乳成分組成。例如，除包含在乳中的維生素和其他營養(yǎng)物外，所述組合物還可以包含選自乳蛋白、乳脂、乳脂肪球膜、乳糖的一種或多種。例如，所述組合物可以包含酪蛋白和/或乳清蛋白。乳清蛋白可以是甜乳清或酸乳清。乳成分可以以粉末復(fù)原成分(powdered reconstituted ingredient)的形式存在,例如在水中重構(gòu)的奶粉。
[0071]根據(jù)優(yōu)選實施方案，本發(fā)明的組合物包含天然存在于原料乳中的生物活性分子。
[0072]根據(jù)一個實施方案，所述組合物包含乳或乳的成分、基本上由乳或乳的成分組成、或由乳或乳的成分組成。
[0073]根據(jù)一個實施方案，本發(fā)明的組合物包含乳制品和/或基于乳的產(chǎn)品、基本上由乳制品和/或基于乳的產(chǎn)品組成、或由乳制品和/或基于乳的產(chǎn)品組成。
[0074]本發(fā)明的方法之前和/或之后的組合物可以包含選自以下的一種或多種、基本上由選自以下的一種或多種組成、或由選自以下的一種或多種組成:全脂乳、半脫脂乳、脫脂乳、初乳、降脂乳(reduced fat milk)、低脂乳、無脂乳(fat-free milk)、乳清(乳衆(zhòng))、如甜乳清或酸乳清、基于乳的飲料、酸奶、冷凍酸奶、酸奶飲料、冰淇淋、奶油、黃油、鮮干酪、凝乳和干酪；前述任一種的粉末或其他干燥形式；及包含前述兩種或多種組合的組合物。
[0075]根據(jù)一個實施方案，本發(fā)明的方法之前的組合物可以包含選自以下的一種或多種，基本上由選自以下的一種或多種組成，或由選自以下的一種或多種組成:原料乳、全脂乳、半脫脂乳、脫脂乳、初乳、降脂乳、低脂乳、無脂乳、乳清(乳漿)，如甜乳清或酸乳清；及前述的組合。
[0076]所述組合物可以包含選自以下的一種或多種、基本上由選自以下的一種或多種組成、或由選自以下的一種或多種組成:全脂乳、降脂乳、低脂乳和脫脂乳(non-fat milk);和/或前述任一種的粉末。全脂乳一般具有約3至3.8wt.%的乳脂含量，降脂乳一般具有2至3wt.%的乳脂含量，低脂乳一般具有0.5至2wt.%的乳脂含量，無脂乳一般具有0.5wt.%或更低的乳脂含量。
[0077]半脫脂乳涵蓋去除全部乳脂，然后恢復(fù)所需或所希望的乳脂量的乳。通常，無脂乳是脫脂乳，而降脂乳和低脂乳通常是半脫脂乳。然而，為了本發(fā)明的目的，不排除通過脫脂全脂乳之外的方法獲得降脂乳、低脂乳和無脂乳。
[0078]根據(jù)一個實施方案，所述組合物包含原料乳或原料乳的成分、基本上由原料乳或原料乳的成分組成、或由原料乳或原料乳的成分組成。例如，所述組合物包含全脂原料乳。對于本說明書的目的，“原料乳”是通過人類或動物，尤其是本說明書中其他地方公開的非人類哺乳動物的乳腺分泌產(chǎn)生的乳，所述乳未被加熱至40°C以上或進(jìn)行具有等同作用的任何處理。優(yōu)選地，原料乳是未進(jìn)行過任何均一化處理的乳。優(yōu)選地，原料乳是未進(jìn)行過任何熱巴斯德消毒法和/或超高溫處理(UHT)的乳。
[0079]原料乳和/或全脂乳具有約11至13.5wt.%，例如約12.8wt.%的干物質(zhì)含量。可以根據(jù)本說明書中其他地方給出的量來從干物質(zhì)含量確定每份干物質(zhì)中的活性分子的量。
[0080]對于本說明書的目的，假定原料乳具有1.030kg/L的密度。假定在根據(jù)本發(fā)明的PEF處理之前和之后的組合物具有1.030kg/L的相同比重。通過此值，可以從表示為重量/體積(例如mg/L、μ g/L和ng/L等)的值確定每千克組合物中的生物活性分子的量。此外，可以確定干組合物，例如經(jīng)噴霧干燥的粉末組合物中生物活性分子的量(參見上文存在于乳中的干物質(zhì)的量)。對于本說明書的目的，認(rèn)為基于或包含乳成分的噴霧干燥組合物(例如經(jīng)噴霧干燥的全脂乳)具有約3wt.%的殘留水分含量。認(rèn)為這種組合物的水活度(Aw)為0.2—0.3 ο[0081]優(yōu)選地，“原料乳”未預(yù)先進(jìn)行旨在降低所述組合物的細(xì)菌負(fù)荷量或延長貨架期的任何處理，其包括例如選自高壓處理或微量過濾的一種或多種。
[0082]對于本說明書的目的，表述“原料乳”，有時也稱為“鮮乳”，二者視為并用作等同物。
[0083]對于本說明書的目的，“乳”可以是獲自家畜的乳，例如奶牛、水牛、綿羊和山羊的乳，但也可以是獲自例如馬和駱駝的乳。本發(fā)明還設(shè)想組合物包含天然存在于人乳中的生物活性分子。還可能按照本發(fā)明處理人乳。
[0084]本發(fā)明涉及處理包含生物活性分子的組合物的方法，所述生物活性分子是如本說明書中其他地方指出的天然存在于乳中的那些生物活性分子。
[0085]本發(fā)明的方法適于產(chǎn)生本發(fā)明的組合物，其也可以稱為經(jīng)PEF處理的組合物或第二組合物。如本說明書中其他地方所詳述，本發(fā)明的組合物還可以是液體或黏性的，或者，備選地，可以是在進(jìn)一步加工，例如干燥，尤其是噴霧干燥后獲得的。
[0086]根據(jù)本發(fā)明在PEF處理前的組合物可以稱為第一組合物或“未處理的對照”(組合物)。例如，未處理的對照是原料乳。根據(jù)一個實施方案，“第一組合物”未進(jìn)行過旨在降低細(xì)菌負(fù)荷量的任何熱處理或其他處理。認(rèn)為“未處理的對照”或第一組合物中任一特定的生物活性分子的量是所述特定分子在組合物中的總量(100被％或!1101%)。在生物活性蛋白質(zhì)的情況下，優(yōu)選認(rèn)為第一組合物中天然蛋白質(zhì)的量是所述特定蛋白質(zhì)的總量(100%)。
[0087]根據(jù)一個實施方案，所述PEF處理前的組合物是第一組合物和/或未處理的對照，且其中所述PEF處理后的所述組合物是第二組合物和/或經(jīng)PEF處理的組合物，且其中如果與所述未處理的對照相比，所述經(jīng)PEF處理的組合物包含至少30%、優(yōu)選至少40%處于活性和/或天然形式的所述生物活性分子。優(yōu)選的生物活性分子及處于活性和/或天然形式的所述分子的優(yōu)選量在本說明書中其他地方詳述。
[0088]根據(jù)一個實施方案，所述PEF處理前的組合物是第一組合物和/或未處理的對照，且其中所述PEF處理后的所述組合物是第二組合物和/或經(jīng)PEF處理的組合物，且其中所述經(jīng)PEF處理的組合物包含至少30%、優(yōu)選至少40%處于天然形式的特定蛋白質(zhì)。根據(jù)邏輯推理，相對于所述特定蛋白質(zhì)的總含量，所述組合物優(yōu)選分別包含少于70%、優(yōu)選少于60%處于變性和/或降解形式的所述蛋白質(zhì)。
[0089]根據(jù)一個實施方案，本發(fā)明的方法旨在減少可能存在于原料乳中的諸如細(xì)菌、分支桿菌和真菌(如酵母)的微生物的數(shù)目。在可以培養(yǎng)在適宜培養(yǎng)基上(例如培養(yǎng)皿中)的微生物的情況下，表述“減少微生物的數(shù)目”通常指減少菌落形成單位(cfu)。特別地，所述方法適于減少繁殖性和/或營養(yǎng)性(vegetative)微生物，優(yōu)選可以存在于乳中的那些微生物。本發(fā)明因此適于減少處于營養(yǎng)生長期的微生物的數(shù)目，例如通過所述微生物的生活周期中的有絲分裂和/或增殖來進(jìn)行。
[0090]存在于組合物中的微生物數(shù)目的減少通常提高所述組合物的穩(wěn)定性和/或延長所述組合物的貨架期。因此，本發(fā)明還涉及用于提高組合物的穩(wěn)定性和/或延長組合物的貨架期的方法。
[0091]微生物數(shù)目的減少包括病原微生物的減少，因此，本發(fā)明還涉及用于提高組合物的安全性和/或健康的方法。
[0092]本發(fā)明的方法具有降 低細(xì)菌負(fù)荷量和其他微生物的負(fù)荷量的目標(biāo)，以用于確保組合物的微生物學(xué)安全性的目的。此外，本發(fā)明的方法旨在維持天然包含在乳中的健康生物活性分子的活性，以用于確保或增加與生物活性分子相關(guān)的營養(yǎng)益處的目的。因此，本發(fā)明還涉及PEF巴斯德消毒法，其至少以某種程度，優(yōu)選以大于其他已知的巴斯德消毒法的程度使這類生物活性分子保持完整和/或活性。
[0093]通常，術(shù)語“巴斯德消毒法”指滅活液體或黏性食品中的營養(yǎng)性微生物，尤其是病原體的不同方法。因此，本發(fā)明可以理解為巴斯德消毒法。另一方面，本發(fā)明不涉及“熱巴斯德消毒法”，熱巴斯德消毒法是用于僅通過熱處理來明確減少微生物數(shù)目的現(xiàn)有技術(shù)的工業(yè)方法。
[0094]本發(fā)明的方法涉及用于滅活營養(yǎng)性微生物，尤其是病原體的脈沖電場(PEF)處理，因此也可以稱為PEF巴斯德消毒法。因此，本發(fā)明的方法包括對液體組合物或黏性組合物進(jìn)行PEF處理的步驟。
[0095]在PEF處理中，使組合物在處理室中暴露于一個或多個保持一定持續(xù)時間(脈沖寬度)的電場。如本文中其他地方詳述，電場通常按特定的頻率重復(fù)。據(jù)報道，PEF處理導(dǎo)致微生物滅活。不希望受限于理論，認(rèn)為暴露于電場導(dǎo)致微生物膜結(jié)構(gòu)的變化，其進(jìn)一步導(dǎo)致孔的形成和/或提高膜的通透性。電場的高強度脈沖可以導(dǎo)致微生物的不可逆破壞。
[0096]組合物通常在處理室中暴露于PEF。PEF通過電極產(chǎn)生，所述電極通常是處理室的一部分，或鄰近處理室。
[0097]PEF處理可以在不同類型的處理室中進(jìn)行，例如靜止或連續(xù)的處理室。根據(jù)一個實施方案，本發(fā)明的方法涉及連續(xù)的處理方法。特別地，本發(fā)明涉及減少食品組合物中的微生物的連續(xù)方法。對于本說明書的目的，“連續(xù)方法”不同于分批方法。在“連續(xù)方法”中，組合物連續(xù)地暴露于PEF處理。換言之，連續(xù)地對組合物進(jìn)行所述PEF處理。特別地，將組合物連續(xù)地引導(dǎo)至PEF處理室，并從處理室移出。在本發(fā)明的連續(xù)方法中，待處理的組合物在特定的方向連續(xù)地移動，例如連續(xù)地泵過一個或多個處理室。
[0098]本發(fā)明的整個方法可以是連續(xù)的，包括可能通過加熱和/或冷卻來將組合物的溫度調(diào)節(jié)至特定溫度，和/或噴霧干燥或冷凍干燥的可選步驟。備選地，PEF處理是連續(xù)的，而其他步驟，如加熱、冷卻和噴霧干燥(如果存在)可以以連續(xù)或分批的方式獨立進(jìn)行。
[0099]存在適合進(jìn)行連續(xù)PEF處理的處理室設(shè)計的幾種類型，所述室的差別通常在于電極的排列和位置，因此差別在于處理室中的場強分布。存在線性、共軸和共線連續(xù)處理室。
[0100]根據(jù)一個實施方案，在一個或多個共線處理室中應(yīng)用本發(fā)明的所述PEF處理。
[0101]示例性共線處理室的一般結(jié)構(gòu)示意性顯示在圖1中。在這種類型的室中，電極具有基本上中空的圓柱形內(nèi)腔，并由同樣具有中空圓柱形腔的絕緣體分開，使得形成管，組合物流過或經(jīng)過所述管的同時暴露于PEF處理。在圖1中，處理室I包含內(nèi)腔2，如箭頭3所示，產(chǎn)品從所述內(nèi)腔2經(jīng)過，所述箭頭3表示產(chǎn)品流過處理室I。處理室包含中央電極4(在所示情況下為正極)及接地電極5和6 (分別位于正極4的上游和下游)。所有電極都由絕緣材料8分開。與產(chǎn)品接觸的電極4、5、6及絕緣體8優(yōu)選具有中空圓柱形內(nèi)壁，并形成處理室I的中空圓柱形內(nèi)腔。線7表示電場。
[0102]通常，處理室包含下列成分，基本上由下列成分組成或由下列成分組成:兩個或多個電極和分開所述兩個或多個電極的絕緣體。共線處理室通常為中空圓柱形、中空圓錐形和/或管形，一對環(huán)狀、中空圓錐形和/或管形電極位于中空圓柱形、中空圓錐形和/或管形中央腔的上游和下游，后者通常由絕緣體制成。
[0103]電極優(yōu)選金屬電極，優(yōu)選由不銹鋼或鈦或其他材料制成，所述其他材料為惰性和/或允許與食品接觸，且適于減少或避免電極表面的任何電化學(xué)反應(yīng)，如金屬的電化學(xué)沉積或溶解。通常這樣選擇電極材料，使得電極處通常基本上不發(fā)生電解或氧化還原反應(yīng)。
[0104]應(yīng)指出，經(jīng)PEF處理的組合物與電極接觸。
[0105]兩個電極通常由絕緣材料分開。通常，電極之間的處理室的腔可以由所述絕緣材料制成，所述絕緣材料也優(yōu)選在PEF處理期間與組合物接觸。換言之，電極之間通常存在包含絕緣體的缺口，組合物通過所述缺口來移動，同時暴露于PEF處理的電場。絕緣體的存在是在處理室的腔中維持正確方向、有效的電場所必需的，所述處理室從一個電極開始并延伸至帶相反電荷(或不帶電荷或帶較少電荷)的電極。
[0106]因此，電場在兩個電極之間延伸。絕緣體可以由絕緣材料，優(yōu)選惰性材料制成，如陶瓷，或聚合物，如聚乙烯、PTFE,或其他絕緣材料。
[0107]包含電極和絕緣體的處理室可以包含套管結(jié)構(gòu)，所述套管結(jié)構(gòu)的至少一部分也優(yōu)選由絕緣材料制成，所述絕緣材料至少部分組裝或穩(wěn)定處理室的其他部分，以使不同部分(處理室的電極、絕緣體)在結(jié)構(gòu)上連接并保持在一起。
[0108]結(jié)果，包括電極的共線處理室包含或形成管形腔，其尤其適合于PEF的連續(xù)處理。處理室因此包含產(chǎn)品入口(優(yōu)選環(huán)狀)和產(chǎn)品出口(優(yōu)選環(huán)狀)。
[0109]優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的PEF處理涉及至少一個、更優(yōu)選至少兩個處理室，優(yōu)選甚至更多，例如三個、四個、五個、六個或更多個處理室。如果存在一個以上處理室，則后者優(yōu)選串聯(lián)連接，使得組合物一個接一個地流過或經(jīng)過所述處理室。更優(yōu)選地，使用四個處理室。
[0110]通常，一個處理室由至少兩個電極表征，所述電極為帶電荷電極和對電極(對電極可以帶相反電荷，可以接地，或者可以攜帶與帶電荷電極相同的電荷，只是攜帶電荷的程度較低，例如帶電荷電極的一半(1/2))。
[0111]尤其是對于共線處理室，多個電極是可能的，例如電極對、三電極系統(tǒng)或四電極系統(tǒng)。在三電極系統(tǒng)的情況下，電極可以排列為:例如,地線-正極-地線(見圖1);地線-負(fù)極-地線；正極-地線-正極；負(fù)極-地線-負(fù)極；正極-1/2(—半)正極-正極；負(fù)極-1/2(一半)負(fù)極-負(fù)極；1/2負(fù)極-負(fù)極-1/2負(fù)極；1/2正極-正極-1/2正極。在四電極系統(tǒng)的情況下，兩個相同的電極(例如兩個正電極)可以處于或不處于機械連接。在前一種情況下，通常還存在電偶聯(lián)，但它們?nèi)詫⑹欠珠_的機械部分，并視為兩個電極。根據(jù)上文所述類推，可以使用地線-正極-正極-地線；地線-負(fù)極-負(fù)極-地線；正極-地線-地線-正極和如上文所述的三電極系統(tǒng)。
[0112]在如上文所述的三電極系統(tǒng)和四電極系統(tǒng)中，例如，電極和各自的對電極之間可以存在兩個處理室。
[0113]表述“上游”和“下游”指組合物流過所述處理室和/或在PEF處理期間，其中上游指更靠近組合物流源頭的區(qū)域(或組合物流的相反方向)，而下游指在組合物流的方向上距離更遠(yuǎn)的區(qū)域。對于本說明書的目的，表述“上游”和“下游”按慣例使用。
[0114]如果存在兩個共線處理室，則組合兩個帶電荷電極作為中央電極(例如，優(yōu)選在大致相同的電壓下帶正電荷或負(fù)電荷)通常是有利的，其中兩個對電極中的一個位于中央電極的上游，另一個位于中央電極的下游，由絕緣體分開。也可能相反((中央接地或帶半電荷(sem1-charged)的對電極))。
[0115]根據(jù)一個實施方案，在兩個組合處理室的上游端和下游端提供兩個帶正電荷的電極(在大致相同的電壓水平下)，在兩個處理室之間，在中央提供一個或兩個對電極。
[0116]在兩個處理室的情況下，因此優(yōu)選存在三個或四個電極，其中一個或兩個中央電極作為兩個分開的上游和下游的電極的對電極發(fā)揮作用。
[0117]根據(jù)希望的PEF處理和/或希望的處理室內(nèi)的保留時間(residence time)來選擇處理室和/或電極的數(shù)目。
[0118]根據(jù)一個實施方案，通過兩個處理室中的三個或四個電極，或備選地，通過四個處理室中的六個或八個電極來應(yīng)用PEF處理。
[0119]根據(jù)本發(fā)明的方法的實施方案，在一個或多個共線處理室中應(yīng)用或進(jìn)行PEF處理，和/或其中所述處理室優(yōu)選包含內(nèi)側(cè)或內(nèi)部元件。內(nèi)側(cè)元件優(yōu)選為惰性且不導(dǎo)電。優(yōu)選地，內(nèi)側(cè)或內(nèi)部元件不影響或干擾(或基本上不影響或干擾)由PEF處理產(chǎn)生的電場。優(yōu)選地，內(nèi)側(cè)元件由諸如PE、PTFE或陶瓷材料的絕緣材料制成。內(nèi)側(cè)元件由于放置在內(nèi)側(cè)(即處理室的腔內(nèi))而稱為內(nèi)側(cè)元件。內(nèi)側(cè)元件因此與通過所述處理室的組合物接觸，并影響組合物的流動，尤其是組合物的流動方向和流動類型。
[0120]可以以固定地和不可拆卸元件的形式提供內(nèi)側(cè)或內(nèi)部元件，其與處理室的一個或多個其他結(jié)構(gòu)元件，例如與絕緣體形成一體，所述絕緣體分隔電極和/或提供電極之間的
處理室內(nèi)壁。
[0121]備選地,且優(yōu)選地，內(nèi)側(cè)元件是以插入物的形式提供的分隔件(separate piece),其可以放置在處理室中，并例如在為了清潔的目的而拆卸處理室時可從其移除。如果內(nèi)側(cè)元件是分隔件，則它可以以插入物的形式提供，所述插入物是可以插入到處理室中，并在使用期間(PEF處理)占據(jù)處理室內(nèi)的特定位置的結(jié)構(gòu)元件。
[0122]令人驚奇地，已發(fā)現(xiàn)內(nèi)側(cè)元件在處理室中的使用適于影響流型和/或減少或防止組合物在處理室中所暴露的電場的不均勻性。應(yīng)指出，不均勻的電場可以引起溫度峰，其可以損傷組合物的溫度敏感組分。例如，局部溫度峰可以引起某些蛋白質(zhì)的變性，從而導(dǎo)致組合物的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的變化。因此，內(nèi)側(cè)元件優(yōu)選減少組合物中，優(yōu)選處理室內(nèi)的溫度峰。
[0123]還認(rèn)為內(nèi)側(cè)元件適于減少層流，并增加處理室中的液體或組合物的濁度。這樣，提高了 PEF處理期間同質(zhì)、規(guī)律地處理和/或暴露于電場的可能性。應(yīng)指出，由于與層流相伴的流速差異等，認(rèn)為處理室內(nèi)的層流特征是不利的。
[0124]根據(jù)特定的實施方案，在一個或多個具有基本上中空的圓柱形腔或中空圓錐形腔的處理室中應(yīng)用所述PEF處理，其中所述處理室包含內(nèi)側(cè)元件，其中所述內(nèi)側(cè)元件包含縱向圓柱形或圓錐形節(jié)段，且其中所述插入物占據(jù)所述處理室的所述空腔的空間。
[0125]根據(jù)一個實施方案，在一個或多個具有腔的處理室中應(yīng)用所述PEF處理，其中連續(xù)引導(dǎo)所述組合物通過所述處理室的所述腔，和/或其中在所述腔中提供內(nèi)側(cè)元件，使得在所述處理室中將所述組合物引導(dǎo)至所述內(nèi)側(cè)元件周圍。
[0126]根據(jù)一個實施方案，在具有入口和出口的一個或多個處理室中應(yīng)用所述PEF處理，其中將所述組合物連續(xù)地插入所述室的入口，并通過所述出口從所述處理室連續(xù)地取出所述組合物，且其中所述一個或多個處理室包含內(nèi)側(cè)元件，其中所述內(nèi)側(cè)元件放置入所述室中，以便引導(dǎo)產(chǎn)品接近所述室的部分內(nèi)壁和/或其中所述內(nèi)側(cè)元件防止所述組合物占據(jù)所述室的區(qū)域或部分的軸向位置。
[0127]內(nèi)部元件因此優(yōu)選迫使組合物沿著環(huán)形或管形的開放或空白空間流動，其受中空圓柱形電極和絕緣體的內(nèi)壁及圓柱形內(nèi)部元件的外壁限制。雖然這種情況可讓人想到共軸處理室(其中在處理室內(nèi)側(cè)提供一個電極)的情況，但本發(fā)明的內(nèi)側(cè)元件與后者的不同在于，它不是電極，而僅影響處理室內(nèi)的產(chǎn)品流動。
[0128]根據(jù)一個實施方案，在包含內(nèi)側(cè)元件的一個或多個處理室中應(yīng)用所述PEF處理，所述內(nèi)側(cè)元件適于增加存在于所述組合物中的湍流數(shù)和/或減少所述組合物在所述處理室內(nèi)的層流。
[0129]內(nèi)側(cè)元件優(yōu)選具有縱向結(jié)構(gòu)，和/或優(yōu)選包含圓錐形或圓柱形部分。
[0130]如果內(nèi)側(cè)元件是分隔件(插入物)，則它優(yōu)選進(jìn)一步包含錨定結(jié)構(gòu)，其允許所述元件在處理室中的穩(wěn)定。實際上，錨定結(jié)構(gòu)可以在處理室外側(cè)進(jìn)行錨定，同時導(dǎo)致插入物在處理室內(nèi)的固定、緊固的定位。
[0131]插入物優(yōu)選占據(jù)處理室的中空圓柱形或中空圓錐形腔中的至少一部分軸向位置。優(yōu)選地，插入物為縱向，且具有軸，其中插入物占據(jù)處理室內(nèi)的軸或軸空間的一部分。優(yōu)選地，放置縱向插入物，以便與處理室的中空圓柱形或中空圓錐形腔共軸。
[0132]優(yōu)選地，插入物包含第一和第二末端，及所述第一和第二末端之間的中間部分。優(yōu)選地，所述第一和第二末端中的至少一個包含錨定結(jié)構(gòu)，其輔助插入物在處理室中的附著。如果僅有一個末端包含所述錨定結(jié)構(gòu)，則另一末端可以是簡單的平整表面或優(yōu)選半圓端或尖端。例如，一個末端可以具有基本上為半球的形式或形狀。
[0133]所述內(nèi)側(cè)元件的末端之間的基本上縱向的部分優(yōu)選是圓柱形和/或圓錐形，和/或可以包含不同圓錐形節(jié)段或圓錐形和圓柱形節(jié)段的組合?？傮w上，中央、中間部分具有小于處理室內(nèi)腔直徑的直徑，以便可將內(nèi)側(cè)元件放入所述處理室的腔中。
[0134]錨定部分優(yōu)選包含這樣的部分，所述部分尤其是從中間部分的一個末端(上游端或后端)徑向延伸，并在某個位置與處理室或?qū)Ч?conduct)的內(nèi)壁表面接觸，組合物被引導(dǎo)至所述導(dǎo)管中或通過所述導(dǎo)管從處理室移除組合物。例如，內(nèi)側(cè)元件可以包含緊靠所提供的橋基表面的突出物或突起，所述橋基表面朝向處理室的上游或下游端。
[0135]內(nèi)側(cè)元件可以具有魚雷的一般方面。2011年I月27日提交的編號為PCT/EP2011/051149的國際專利申請中公開了優(yōu)選的處理室設(shè)計，其包括插入物形式的內(nèi)側(cè)元件。就降低微生物負(fù)荷量和保持組合物的生物活性成分而言，在共線處理室中使用這種插入物產(chǎn)生最好的結(jié)果。
[0136]優(yōu)選地,處理室的內(nèi)部中空圓柱形腔的內(nèi)徑在5至35mm之間,優(yōu)選6至30mm,更優(yōu)選7至25mm,最優(yōu)選9至20mm, 9至17mm, 9至15mm,或9至13mm,例如9.5至11mnin
[0137]在處理室的內(nèi)腔不是中空圓柱形的情況下，例如，如果處理室具有非圓形橫截面，例如橢圓形橫截面，則上文所示的直徑值適用于在處理室中的任一具體位置觀測到的最大直徑。如果設(shè)置處理室中的直徑在縱向或軸向上改變(例如在中空圓錐形處理室腔中的情況下)，則上文所示的值和范圍指在處理室的任一位置可以觀測到的值。對于本說明書的目的，雖然并非強制要求，但優(yōu)選這些尺寸適用于處理室的整個腔。優(yōu)選地，處理室的內(nèi)腔基本上或完全是中空圓柱形，使得處理室的橫截面基本上在處理室的整個長度上均顯示處理室的圓形內(nèi)徑。
[0138]對于本說明書的目的，處理室涵蓋可見于電極對之間的電場的整個空間。
[0139]上文針對處理室的內(nèi)腔的直徑所示的值和范圍不以任何方式受內(nèi)側(cè)元件/結(jié)構(gòu)或剛性結(jié)構(gòu)元件的存在的影響，所述內(nèi)側(cè)元件/結(jié)構(gòu)或剛性結(jié)構(gòu)元件在本說明書中其他地方定義的處理室中提供，盡管內(nèi)側(cè)元件和/或剛性元件具有這樣的影響:并非處理室的整個腔均可以被處理室內(nèi)的產(chǎn)品流或組合物流占據(jù)。以上直徑值不考慮內(nèi)側(cè)元件在處理室內(nèi)占據(jù)了一些體積的事實。
[0140]在本說明書的背景下，可以以范圍的方式顯示值，例如本發(fā)明的方法的處理參數(shù)。本說明書中范圍的指示意指具體參數(shù)(例如內(nèi)室直徑、比能、場強、脈沖寬度等)可以采用各范圍中所示終點值的任一個，或者可以采用所述范圍內(nèi)的任意值。通常，但并非必需在所有情況下，參數(shù)采用所述范圍中基本上恒定的值。技術(shù)人員將理解所述值在什么情況下恒定，而在什么情況下可以存在波動。例如，在處理室內(nèi)腔直徑的情況下，由于這是結(jié)構(gòu)上通常不可變的實體，這種直徑在處理室中的具體位置保持恒定。如果參數(shù)的值波動，則優(yōu)選這類波動在很大程度上基本處于所示范圍之內(nèi)。
[0141]在本發(fā)明的方法中，電場的脈沖在電極處產(chǎn)生，電場在所述處理室內(nèi)延伸。
[0142]技術(shù)人員知道如何在處理室中產(chǎn)生脈沖電場。通常，優(yōu)選用于產(chǎn)生高能電脈沖的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包含電源、一個或多個電容器、一個或多個晶體管(例如IGBT絕緣柵雙極晶體管)和至少一個變壓器(例如DiL高壓變壓器Elcrack?)。根據(jù)一個實施方案，用于本發(fā)明的PEF處理的系統(tǒng)包含一個或多個冷卻器和/或一個或多個加熱器，所述冷卻器和加熱器適于在PEF處理之前或之后調(diào)節(jié)組合物的溫度?；旧希ㄟ^電源在電容器中儲存電能來產(chǎn)生脈沖，以便能夠發(fā)射高功率比的脈沖。晶體管或其他半導(dǎo)體開關(guān)用于周期性放出能量，并將所述能量轉(zhuǎn)移至處理室。通常通過脈沖調(diào)制器設(shè)置來限定最大輸出電流和電壓以及極性。
[0143]通常，PEF系統(tǒng)需要冷卻，可以例如通過油來進(jìn)行所述冷卻，油通過油泵泵過系統(tǒng)的循環(huán)。
[0144]在本發(fā)明的方法中，將液體和/或黏性組合物泵過所述一個或多個處理室。優(yōu)選地，通過反壓(counter pressure)來泵所述組合物。優(yōu)選反壓，以降低產(chǎn)生氣泡的風(fēng)險和/或維持組合物的均勻流動。反壓優(yōu)選處于1.1至4bar之間，更優(yōu)選1.3至3bar，甚至更優(yōu)選1.5至2.5，例如1.7至2.3bar，最優(yōu)選1.8至2.2bar。根據(jù)一個實施方案，反壓為1.5至3bar。優(yōu)選地，反壓具有基本恒定的值。
[0145]圖2顯示可以用于本發(fā)明的方法的具有脈沖變壓器的PEF系統(tǒng)。
[0146]對于本發(fā)明的方法的目的，可以發(fā)揮作用的處理因素或參數(shù)是選自以下的一個或多個:所應(yīng)用的電場強度、脈沖持續(xù)時間、比能、脈沖數(shù)、脈沖類型或形狀、脈沖極性、PEF處理之前、期間和/或之后的組合物溫度及脈沖頻率。
[0147]本發(fā)明基于令人驚奇的發(fā)現(xiàn):通過將這些處理參數(shù)中的一個或多個調(diào)整為特定的值，可以實現(xiàn)本發(fā)明的目的。特別地，可以大大地降低微生物負(fù)荷量，同時保持生物活性分子(尤其是蛋白質(zhì))的完整，所述生物活性分子以顯著量或顯著百分比存在于組合物中。
[0148]本發(fā)明的方法的相關(guān)處理參數(shù)是以下方程I中所示的比能(Ws或WspeoticX
【權(quán)利要求】
1.用于降低包含一種或多種天然存在于乳中的生物活性分子的液體組合物或黏性組合物的微生物負(fù)荷量的方法，所述方法包括對所述組合物進(jìn)行脈沖電場(PEF)處理的步驟，其中在所述PEF處理中，所述組合物暴露于每千克組合物600kJ或更低的比能，其中所述組合物暴露于場強為10至20kV/cm的PEF。
2.權(quán)利要求1的方法,其中在所述PEF處理中，應(yīng)用10μ s或更長的脈沖持續(xù)時間，優(yōu)選15 μ s或更長的脈沖持續(xù)時間。
3.前述權(quán)利要求中任一項的方法，其中在所述PEF處理中，應(yīng)用方波電脈沖和/或雙極性脈沖。
4.前述權(quán)利要求中任一項的方法，其是連續(xù)方法和/或其中連續(xù)地對所述組合物進(jìn)行所述PEF處理。
5.前述權(quán)利要求中任一項的方法，其中在進(jìn)行所述PEF處理之前將所述組合物的溫度設(shè)為20°C -45°C的溫度。
6.前述權(quán)利要求中任一項的方法，其中在一個或多個具有腔的共線處理室中應(yīng)用所述PEF處理，其中將所述組合物連續(xù)地引導(dǎo)通過所述共線處理室的所述腔，且其中在所述腔中提供內(nèi)側(cè)元件，使得在所述處理室內(nèi)將所述組合物引導(dǎo)至所述內(nèi)側(cè)元件周圍。
7.前述權(quán)利要求中任一項的方法，其中所述組合物包含選自以下的一種或多種，或基本上由選自以下的一種或多種組成:全脂乳、半脫脂乳、脫脂乳、初乳、降脂乳、低脂乳、無脂乳、乳清(乳漿)，如甜乳清或酸乳清、基于乳的飲料、酸奶、冷凍酸奶、酸奶飲料、冰淇淋、奶油、黃油、鮮干酪、凝乳和干酪；前述任一種的粉末或其他干燥形式；以及包含前述兩種或多種的組合的組合物。
8.前述權(quán)利要求中任一項的方法，其中所述一種或多種生物活性分子獨立地選自天然存在于乳中的天然蛋白質(zhì)、生物活性脂質(zhì)、唾液酸、核苷酸、寡糖、氨基酸、?；撬岷途S生素。
9.前述權(quán)利要求中任一項的方法，其中所述一種或多種生物活性分子選自生物活性蛋白質(zhì)，所述蛋白質(zhì)選自抗菌因子、免疫球蛋白、生長因子、細(xì)胞因子和/或促炎因子/抗炎因子、趨化因子、酶，包括消化酶、蛋白質(zhì)激素、轉(zhuǎn)運蛋白、糖巨肽、β_乳球蛋白、α-乳清蛋白、乳脂肪球膜蛋白及前述兩種或多種的組合，其中在對所述組合物進(jìn)行PEF處理的步驟之后，至少30%的所述蛋白質(zhì)以天然形式存在。
10.前述權(quán)利要求中任一項的方法，其中所實現(xiàn)的微生物負(fù)荷量的減少為至少4個對數(shù)單位。
11.包含生物活性分子的組合物，所述組合物通過前述權(quán)利要求中任一項的方法獲得。
12.經(jīng)脈沖電場(PEF)處理的組合物，其在微生物學(xué)上安全，且其包含一種或多種天然存在于乳中的蛋白質(zhì)，其中至少30%的各種蛋白質(zhì)處于天然形式。
13.權(quán)利要求12的組合物，其中所述蛋白質(zhì)選自抗菌因子、免疫球蛋白、生長因子、細(xì)胞因子和/或促炎因子/抗炎因子、趨化因子、酶，包括消化酶、蛋白質(zhì)激素、轉(zhuǎn)運蛋白、糖巨肽、β_乳球蛋白、α-乳清蛋白、乳脂肪球膜蛋白及前述兩種或多種的組合，其中至少30%的所述蛋白質(zhì)以天然形式存在。
14.權(quán)利要求12-13中任一項的組合物，其中所述一種或多種蛋白質(zhì)選自免疫球蛋白、乳鐵蛋白、β -乳球蛋白、α -乳清蛋白和TGF- β。
15.權(quán)利要求12-14中任一項的組合物，其包含乳鐵蛋白，其中在所述組合物中至少75%的總?cè)殍F蛋白以天然形式存在。
16.權(quán)利要求12-15中任一項的組合物，其包含選自以下的一種或多種:初乳、全脂乳、半脫脂乳、脫脂乳、降脂乳、低脂乳、無脂乳、乳清(乳漿)，如甜乳清或酸乳清、基于乳的飲料、酸奶、冷凍酸奶、酸奶飲料、冰淇淋、奶油、黃油、鮮干酪、凝乳和干酪；前述任一種的粉末或其他干燥形 式；以及包含前述兩種或多種的組合的組合物。
【文檔編號】A23C3/033GK103813714SQ201280043397
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年7月6日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月8日
【發(fā)明者】A·馬泰斯, S·托普弗爾, C·西默, L·法沃爾, J·本雅各布, C·E·漢森 申請人:雀巢產(chǎn)品技術(shù)援助有限公司