Способ получения жидкого эмульсионного продукта для энтерального питания

Реферат

 

Изобретение относится к пищевой промышленности и медицине, а именно к продуктам зондового и других видов энтерального питания. Предложен способ получения эмульсионного продукта для энтерального питания. Способ предусматривает внесение в воду смеси стабилизатора с мальтодекстрином в соотношении 1 : (10-15). Затем в полученную смесь вносят минеральные вещества в виде солей К2НРО42О, К3Сit. Н2О, NaH2РО42О, NaCl, Na3Cit. 5,5 Н2О. В дальнейшем добавляют смесь соевых протеинатов кальция и натрия и нагревают полученный белковый модуль до температуры не ниже 85oС с последующим охлаждением не выше 30oС. В полученный белковый модуль вносят оставшийся мальтодекстрин, растворы водорастворимых витаминов и минеральных веществ в виде солей микроэлементов: FeSO42О, ZnSO42О, MnSO4 Н2О, CuSO42О, (NH4)6Мо7O242О, KJ, NaF, Na2SeO3, CrCl32О и раствор MgO в лимонной кислоте. В полученную смесь вводят растительные масла или смеси растительных масел. Далее проводят гомогенизацию с последующей стерилизацией полученного продукта. Изобретение позволяет получить стерилизованную эмульсию, имеющую сбалансированный состав. Также изобретение обеспечивает физическую устойчивость эмульсии к условиям высокотемпературной стерилизации и микробиологическую устойчивость при длительном хранении. 4 з. п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к пищевой промышленности и медицине, а именно к продуктам зондового и других видов энтерального питания.

Известны способы получения эмульсионных продуктов для энтерального питания. К ним относится способ получения продукта для энтерального питания больных с высоким метаболическим стрессом /1/. Продукт получают последовательным растворением в воде белков, аминокислот, углеводов, минеральных веществ, водорастворимых витаминов, ароматизаторов, внесением жирового компонента с растворенными в нем жирорастворимыми витаминами, гомогенизацией, сушкой полученной эмульсии на распылительной сушилке. В качестве источника белка используется казеинат натрия, белок молочной сыворотки, яичный белок, кристаллические аминокислоты или их смеси. В качестве источника углеводов используется гидролизованный кукурузный крахмал, патока карамельная, патока низкоосахаренная, сироп. В качестве жирового компонента используются растительные масла: подсолнечное, кукурузное, конопляное, хлопковое, соевое или их смеси. Кроме того, продукт содержит минеральные соли, а также витамины и микроэлементы.

Способу присущ ряд недостатков. Конечная форма продукта - высушенная эмульсия. Продукт перед использованием необходимо восстанавливать в кипяченой воде, охлажденной до комнатной температуры. Это требует определенных затрат времени от медицинского персонала, что особенно важно при использовании продукта в условиях полевых госпиталей. В качестве одного из источников молочного белка предлагается использовать концентрат сывороточный белковый ультрафильтрационный с содержанием белка 55%. Поскольку этот компонент содержит значительное количество лактозы, то использование его в продуктах энтерального питания нежелательно. В продукте предполагается использование яичного белка, коммерческие препараты которого имеют плохие микробиологические показатели. Кроме того, сывороточный и молочный белки коагулируют при термообработке, особенно в присутствии ионов магния и кальция.

Наиболее близким к заявляемому является способ получения жидких соевых питательных продуктов /2/. Продукты получают растворением в воде при 51,7-87,8oС углеводного компонента и агента, предотвращающего пенообразование. Затем добавляют белковый компонент и стабилизатор полисахаридной природы, смешанный с белком. Смесь масел готовят в отдельном танке и при комнатной температуре добавляют к вышеописанной водной смеси. Смесь масел можно нагреть до 65,6-87,8oС, а также, если это необходимо, добавить эмульгаторы. Водно-масляную смесь нагревают до 60,0-76,7oС. В отдельном танке растворяют витаминно-минеральный премикс и цитраты, а также по желанию холин хлорид при 4,5-21,1oС; полученный раствор смешивают с водно-масляной смесью и гомогенизируют с помощью двухступенчатого гомогенизатора при 60,0-76,7oС. Продукт охлаждают до 4,5oС и добавляют, если это необходимо, воду. Витамин С добавляют в охлажденный продукт перед упаковкой и термообработкой.

В качестве белкового компонента в продуктах используют изолят соевого белка или смесь изолята и концентрата соевых белков. При необходимости 10% соевых белков можно заменить на казеинаты, аминокислоты или их смеси. В качестве углеводного компонента в продуктах используются гидролизованный крахмал DE 20-30 в сухой или жидкой форме, а также дисахариды и моносахариды (фруктоза, сахароза, глюкоза) или их смеси. В качестве стабилизатора используются каппа-, йота-, лямбда-каррагинаны, гуаровая камедь, камедь рожкового дерева или их смеси. В качестве масел используется каноловое масло, кукурузное масло, соевое масло, подсолнечное масло, среднецепочечные триглицериды, структурированные липиды или их смеси. В продуктах используется нерастворимый инертный источник магния в виде соли ортофосфорной кислоты.

Способу присущ ряд недостатков. Технологический процесс не предусматривает высокотемпературной обработки (стерилизации). Это означает, что продукты, полученные предложенным способом, не подлежат длительному хранению. Кроме того, пищевая ценность продукта определяется не только количественным и качественным составом белков, жиров и углеводов, но также количественным и качественным составом витаминов и минералов /3/. Таким образом, продукты, произведенные по способу /2/, не являются сбалансированными и не могут использоваться в качестве единственного источника питания.

Целью изобретения является способ получения жидкой стерилизованной эмульсии, имеющей сбалансированный состав, представляющей собой готовый для использования продукт, который может храниться длительное время, что дает максимальные удобства и безопасность при его использовании. Компонентный состав продукта и способ его получения должен обеспечивать физическую устойчивость эмульсии к условиям высокотемпературной стерилизации, а также физическую и микробиологическую устойчивость при длительном хранении.

Цель достигается подбором компонентов продукта и способом введения компонентов в состав продукта. По медико-биологическим требованиям продукт должен содержать кальций и магний в количестве 450-500 и 120-150 мг соответственно на литр готового продукта. Введение указанных количеств этих элементов в виде растворимых минеральных солей невозможно, поскольку белки в их присутствии коагулируют особенно при термообработке. Применение нерастворимых солей приводит к образованию осадка при хранении продукта. Таким образом, основной задачей является предотвращение взаимодействия ионов кальция и магния с белками, которое может приводить к коагуляции белков. Поэтому кальций в продукт вводится в виде протеината соевого белка и, таким образом, общая концентрация ионов кальция и магния снижается. Современные технологии соевых белков дают возможность получать их в виде протеинатов кальция, которые является плохо растворимыми в воде, но хорошо диспергируются и дают при этом седиментационно устойчивые дисперсии. Кроме того, при термообработке вязкость дисперсий соевых протеинатов кальция повышается в меньшей степени по сравнению с протеинатами натрия. Таким образом, готовый продукт имеет достаточно низкую вязкость, поэтому применение насосов при зондовом питании можно полностью исключить.

В качестве углеводного компонента в продукте используется мальтодекстрин с DE, от 15 до 20. Выбор мальтодекстрина обусловлен бозможностью использования углеводного компонента, имеющего общую обсемененность менее 1000 колоний на 10 г. Кроме того, величина декстрозного эквивалента в указанных пределах дает возможность при термообработке получать низковязкие растворы, с одной стороны, и относительно низкую осмолярность, с другой.

Жировой компонент продукта представляет собой растительные масла: подсолнечное, высокоолеиновое подсолнечное, кукурузное, соевое, оливковое, каноловое, кокосовое, пальмовое и молочный жир. Это позволяет варьировать соотношение полиненасыщенных, мононенасыщенных и насыщенных жирных кислот в широком диапазоне, в том числе оптимального 1:1:2 соответственно.

В продукт вводят стабилизатор. В качестве стабилизатора в продукте могут использоваться полисахариды - каррагинан, ксантан, альгинат. Растворы этих полисахаридов обладают тиксотропными свойствами: имеют высокую вязкость при низких скоростях сдвига, которая резко падает при увеличении скорости сдвига. Они обеспечивают высокую седиментационную устойчивость дисперсной системы, с одной стороны, и свободно истекают через зонды малого диаметра, с другой. Кроме того, использование именно этих полисахаридов помогает избежать их взаимодействия с белком, которое при условиях водной среды, присущей данному продукту, приводит к дестабилизации эмульсии.

В состав продукта входит аскорбилпальмитат, который в сочетании с лецитином и витамином Е образует синергическую композицию, которая обладает антиокислительными свойствами. Это позволяет хранить стерилизованный продукт более 6 месяцев без изменения пероксидного числа, жирнокислотного состава и образования токсичных веществ.

Продукт готовят следующим образом.

Процесс приготовления продукта состоит из получения масляной и водной фаз эмульсии, гомогенизации, стерилизации и фасовки. Схема получения продукта представлена на чертеже.

Масляную фазу эмульсии готовят следующим образом.

В небольшом количестве подогретого до 50-60oС растительного масла при перемешивании растворяют жирорастворимые витамины (А, Е, Д, K1) и аскорбинпальмитат и перемешивают не менее 15 минут - раствор 11 (Р-11).

В резервуар-смеситель при перемешивании вносят растительные масла, лецитин, нагретый до 60-65oС, Р-11 и перемешивают не менее 15 минут.

Водную фазу эмульсии готовят следующим образом.

В аппарате для сухого смешения смешивают стабилизатор и мальтсдекстрин в соотношении 1 : (10-15) - смесь 1 (С-1).

В питьевой воде растворяют аскорбиновую кислоту и в полученный раствор вносят водорастворимые витамины B1, B2, В3, B6, B9, B12, PP.

Смесь витаминов тщательно перемешивают до полного растворения - раствор 2 (Р-2).

Отдельно в питьевой воде с температурой 10-20oС растворяют холин - раствор 3 (Р-3).

Сульфат железа растворяют в 0,5-1,0% растворе лимонной кислоты при температуре 15-20oС. Соотношение сульфата железа и лимонной кислоты составляет 10: 1. Перемешивают до полного растворения, выдерживают не менее 15 минут - раствор 4(Р-4).

Сульфат цинка, сульфат марганца и сульфат меди растворяют в питьевой воде при температуре 15-20oС до получения раствора с массовой долей солей 2-3%, перемешивают не менее 1 минуты - раствор 5 (Р-5).

Фторид натрия и йодид калия растворяют в питьевой воде при температуре 15-20oС до получения раствора с массовой долей соли 10%, перемешивают не менее 5 минут - раствор 6 (Р-6).

Селенит натрия растворяют в питьевой воде при температуре 15-20oС до получения раствора с массовой долей соли 3-5%, перемешивают не менее 5 минут - раствор 7 (Р-7).

Гептамолибдат аммония растворяют в питьевой воде при температуре 15-20oС до получения раствора с массовой долей соли 2-3%, перемешивают не менее 5 минут - раствор 8 (Р-8).

Хлорид хрома растворяют в питьевой воде при температуре 15-20oС до получения раствора с массовой долей соли 4-5%, перемешивают не менее 5 минут - раствор 9 (Р-9).

Оксид магния диспергируют в питьевой воде при температуре 15-20oC до получения суспензии с массовой долей соли 10%. Полученную суспензию смешивают с 20% раствором лимонной кислоты в соотношении 1:1. Перемешивают до полного растворения оксида магния. рН раствора должен составлять 6,6-6,8 - раствор 10 (Р-10).

Готовят белковый модуль, который получают в следующей последовательности. В резурвуар-смеситель, снабженный роторно-пульсационным аппаратом, подают расчетное количество питьевой воды с температурой 10-12oС, при перемешивании вносят С-1 и перемешивают не менее 15 минут. Затем последовательно вносят гидрофосфат калия, дигидрофосфат натрия, трикалия цитрат, тринатрия цитрат, хлорид натрия и перемешивают не менее 5 минут.

В полученный раствор солей последовательно при циркуляции вносят соевые белковые препараты Supro 760 и Supro 651 и выдерживают при перемешивании в течение не менее 10 минут.

Полученный таким образом белковый модуль нагревают до температуры не ниже 85oС, выдерживают не менее 7 секунд и охлаждают до температуры 30-40oС.

В готовый белковый модуль при циркуляции вносят расчетное количество мальтодекстрина и перемешивают в течение не менее 10 минут. Затем последовательно вносят Р2-10 и перемешивают не менее 10 минут.

Полученную водную фазу нормализуют по рН 6,8-7,2 и содержанию сухих веществ. Для нормализации по рН используют 10%-ный раствор лимонной кислоты или 10%-ный раствор едкого натра.

Водную фазу нагревают до (952)oC, выдерживают не менее 60 с и направляют в деаэратор для удаления кислорода и других газов при вакууме от 0,06 до 0,08 МПа.

Из деаэратора водная фаза одновременно с масляным модулем подается в гомогенизатор, в котором гомогенизируется при давлении 17,5-18,0 МПа и температуре (752)oС.

Гомогенизированная смесь поступает в секцию стерилизации, где нагревается до (142+2)oС и выдерживается при температуре стерилизации в трубчатом выдерживателе в течение не менее 4 с, а затем охлаждается до температуры не более 20oС.

Используемые в составе продукта белковые компоненты Supro 760 и Supro 651 производства компании Protein Technologies International (USA), а также мальтодекстрин Maldex 18 производства компании Amylum Group (Belgium) имеются на российском рынке и имеют достаточно низкие цены.

Пример 1 Готовят эмульсионный продукт для энтерального питания состава, приведенного в таблице.

Используемые в составе продукта белковые компоненты Supro 760 и Supro 651 производства компании Protein Technologies International (USA), а также мальтодекстрин Maldex 18 производства компании Amylum Group (Belgium) имеются на российском рынке и имеют достаточно низкие цены.

Для получения 10000 кг необходимо осуществить следующие технологические операции.

Масляную фазу эмульсии готовят следующим образом.

В 3 кг подогретого до 60oС кукурузного масла при перемешивании растворяют жирорастворимые витамины (А - 0,01 кг; Е - 0,08 кг; Д -0,0000125 кг; K1, - 0,0004 кг) и 0,31 кг аскорбилпальмитата и перемешивают 15 минут (Р-11).0 В резервуар-смеситель при перемешивании вносят 90 кг соевого масла и 42 кг кукурузного масла, нагревают до температуры 65oС, а затем вносят 15 кг кокосового масла, 150 кг молочного жира, 6 кг лецитина, нагретого до 65oС, Р-11 и перемешивают 15 минут.

Водную фазу эмульсии готовят следующим образом.

В аппарате для сухого смешения смешивают 1 кг каррагинана и 15 кг мальтодекстрина Maldex 18 (С-1).

В 15 кг питьевой воды с температурой 20oС растворяют 0,35 кг аскорбиновой кислоты и в полученный раствор вносят водорастворимые витамины: В1- 0,01 кг; В2 - 0,013 кг; пантотеновую кислоту - 0,04 кг; В6 - 0,00015 кг; B12 - 0,000015 кг; биотин - 0,00165 кг; фолиевую кислоту - 0,00035 кг; РР - 0,12 кг. Смесь витаминов тщательно перемешивают до полного растворения (Р-2).

Отдельно в 50 кг питьевой воды с температурой 20oС растворяют 1,43 кг холина (Р-3) 0,4436 кг сульфата железа растворяют в 4,8 кг 1%-ного раствора лимонной кислоты при температуре 20oС. Перемешивают до полного растворения, выдерживают 15 минут (Р-4).

0,3304 кг сульфата цинка, 0,0615 кг сульфата марганца и 0,034 кг сульфата меди растворяют в 20 кг питьевой воды при температуре 15oС, перемешивают 5 минут (Р-5).

0,00199 кг фторида натрия и 0,00098 кг иодида калия растворяют в 0,3 кг питьевой воды при температуре 20oС и перемешивают 5 минут (Р-6).

0,00116 кг селенита натрия растворяют в 0,05 кг питьевой воды при температуре 20oС и перемешивают 5 минут (Р-7).

0,0024 кг гептамолибдата аммония растворяют в 0,05 кг питьевой воды при температуре 20oС и перемешивают 5 минут (Р-8).

0,00272 хлорида хрома растворяют в 0,05 кг питьевой воды при температуре 20oС и перемешивают 5 минут (Р-9).

2,41 кг оксида магния диспергируют в 25 кг питьевой воды при температуре 20oС. Полученную суспензию смешивают со 12,5 кг 20%-ного раствора лимонной кислоты. Перемешивают до полного растворения оксида магния (Р-10).

Готовят белковый модуль, который получают в следующей последовательности. В резурвуар-смеситель, снабженный роторно-пульсационным аппаратом, подают 7332, 50917115 кг питьевой воды с температурой 10oС, при перемешивании вносят С-1 и перемешивают 15 минут. Затем последовательно вносят 41,9 кг гидрофосфата калия, 48,2 кг дигидрофосфата натрия, 264,5 кг трикалия цитрата, 29,0 кг тринатрия иитрата, 72,5 кг хлорида натрия и перемешивают 5 минут.

В полученный раствор солей последовательно при циркуляции вносят 483 кг соевых белковых препаратов и выдерживают при перемешивании в течение 10 минут.

Полученный таким образом белковый модуль нагревают до температуры 85oС, выдерживают 7 секунд и охлаждают до температуры 30oС.

В готовый белковый модуль при циркуляции вносят 1385 кг мальтодекстрина Maldex 18 и перемешивают в течение 10 минут. Затем последовательно вносят Р2-10 и перемешивают 10 минут.

Полученную водную фазу нормализуют до рН 7,2 10%-ным раствором едкого натра.

Водную фазу нагревают в регенеративной секции стерилизованной пластинчатой установки "Стеритуб" до 950C и выдерживают в выдерживателе спирального типа 60 с, затем направляют в деаэратор для удаления кислорода и других газов при вакууме 0,08 МПа.

Из деаэратора водная фаза одновременно с масляным модулем подается в гомогенизатор, в котором гомогенизируется при давлении 18,0 МПа и температуре 75oС.

Гомогенизированная смесь поступает в секцию стерилизации, где нагревается до 142oС за счет теплообмена с циркулирующей под давлением нагретой водой. Смесь выдерживается при температуре стерилизации в трубчатом выдерживателе в течение 4 с и направляется в секции регенерации и охлаждения, где охлаждается до температуры 20oС. В итоге получают продукт, который имеет следующие характеристики.

Пример 2. Проводят аналогично примеру 1, в качестве жирового компонента используют смесь растительных масел в следующем соотношении: Кукурузное масло - 10% Кокосовое масло - 30% Пальмовое масло - 30% Каноловое масло - 30% В качестве стабилизатора используют альгинат натрия.

При этом последовательность получения масляной фазы следующая. В резервуар-смеситель при перемешивании вносят 27 кг кукурузного масла и 90 кг канолового масла, нагревают до температуры 65oС, а затем вносят 90 кг кокосового масла, 90 кг пальмового масла, 6 кг лецитина, нагретого до 65oС, Р-11 и перемешивают 15 минут.

Продукты, полученные в соответствии с примерами 1 и 2, представляют собой в обоих случаях однородную жидкость с рН 7,2, средний диаметр капель эмульсии 1,2 мкм, осмолярность составляет 350 мОсм/л. Вязкость продуктов составляет 0,02-0,03 Пас при 25oС и скорости сдвига в диапазоне 50-400 с-1 на вискозиметре Реотрон. Продукты нейтральны на вкус, не содержат лактозы и глютена. Хотя при хранении допускается образование незначительного отстоя, диспергирующегося при встряхивании, в течение 6 месяцев в полученном продукте образования когерентного осадка или когерентных сливок не наблюдали. Микробиологические показатели продуктов, расфасованных в асептических условиях, после 6 месяцев хранения при температуре 0-25oС соответствовали нормам стерильности.

2 л продуктов полностью обеспечивают суточную физиологическую потребность организма человека в энергии и жизненно важных питательных веществах, содержат суточную норму витаминов, минеральных веществ и микроэлементов. Изменение состава продуктов, указанных в примерах, приводит к нарушению их сбалансированности, а также потере устойчивости к стерилизации. Изменение способа приготовления продуктов также приводит к потере устойчивости к стерилизации.

Список литературы 1. RU 2045911, 1992.

2. US 6241996, 2001.

3. Лященко Ю. Н. , Петухов А.Б. Основы энтерального питания, М., "Вега Интел XXI", 2001, 344 с.

Формула изобретения

1. Способ получения эмульсионного продукта для энтерального питания, предусматривающий смешивание в воде при перемешивании белкового компонента, мальтодекстрина, минеральных веществ, витаминов, внесение в полученную смесь растительного масла или смеси растительных масел, гомогенизацию полученного продукта, отличающийся тем, что после гомогенизации продукт стерилизуют, в качестве белкового компонента используют смесь соевых белков в форме протеинатов кальция и натрия, дополнительно вносят аскорбилпальмитат, при этом вначале получают белковый модуль, внося в воду смесь стабилизатора с мальтодекстрином в соотношении 1: (10-15), затем минеральные вещества в виде солей К2НРО42О, К3Сit. Н2О, NаН2РО42О, NaCl, Na3Cit. 5,5Н2О, затем смесь соевых протеинатов кальция и натрия с последующим нагревом полученного белкового модуля до температуры не ниже 85oС и охлаждением не выше 30oС, в полученный белковый модуль вносят оставшийся мальтодекстрин, растворы водорастворимых витаминов и минеральных веществ в виде солей микроэлементов: FeSO42О, ZnSO42О, MnSO4 Н2О, CuSO42О, (NH4)6Мо7O242О, KJ, NaF, Na2SeO3, СrСl32О и раствор МgО в лимонной кислоте, при следующем соотношении компонентов, мас. %: Соевый белок (в форме протеината натрия) - 2,75-3,5 Соевый белок в форме протеината кальция - 1,4-1,7 в том числе Кальций - 0,045-0,050 Растительное масло или смесь растительных масел - 2,8-4,2 Мальтодекстрин DE 15-20 - 12-16 Лецитин - 0,04-0,10 Стабилизатор - 0,005-0,100 Аскорбилпальмитат - 0,0028-0,0035 Минеральные соли - 0,45-0,55 K3Cit. H2О - 0,25-0,28 К2НРО42О - 0,035-0,045 NаН2РО42О - 0,045-0,050 NaCl - 0,068-0,074 Na3Cit. 5,5Н2О - 0,028-0,032 MgO - 0,022-0,026 Соли микроэлементов - 0,0084-0,0092 FeSO42О - 0,004-0,005 ZnSO42О - 0,0030-0,0035 MnSO4 Н2О - 0,00060-0,00062 CuSO42О - 0,00032-0,00034 (NH4)6Мо7O242О - 0,000022-0,000026 KJ - 0,0000096-0,0001000 NaF - 0,000018-0,000022 Na2SeO3 - 0,00001-0,000012 СrСl32О - 0,000025-0,000029 Витамины - 0,0025-0,027 А - 0,00009-0,00011 D - 0,000000122-0,000000127 E - 0,00072-0,00088 K1 - 0,000003-0,000005 C - 0,0033-0,0040 B1 - 0,00009-0,00012 B2 - 0,00012-0,00014 Пантотеновая кислота - 0,00035-0,00045 B6 - 0,000135-0,000165 B12 - 0,000000135-0,000000165 Фолиевая кислота - 0,0000030-0,0000035 Биотин - 0,0000135-0,0000165 PP - 0,0011-0,0013 Холин - 0,0117-0,0143 Вода - Остальное 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве растительных масел используют каноловое масло, кокосовое масло, высокоолеиновое подсолнечное масло, пальмовое масло.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно вносят молочный жир в соотношении с соевым, кокосовым и кукурузным маслами 5,5: 2,5: 1: 1 соответственно.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве стабилизатора используют каррагинан, альгинат натрия, ксантан, пектин.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что соотношение соевого протеината кальция к соевому протеинату натрия составляет 1: (1,5-5).

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3