Липидная композиция и способ ее получения, детское питание и способ его получения (варианты)

Липидная композиция и способ ее получения, детское питание и способ его получения (варианты)

Реферат

 

Изобретение относится к области диетических липидов, особенно для детского питания. Липидная композиция, в которой содержание и распределение жирных кислот сходно с содержанием и распределением жирных кислот в жире женского молока, содержит менее 2 мас.% свободных жирных кислот; 35 - 55 мас. % насыщенных жирных кислот; 30 - 45 мас.% мононенасыщенных жирных кислот; 9 - 22 мас.% полиненасыщенных жирных кислот. При этом в качестве насыщенных жирных кислот композиция содержит пальмитиновую, каприловую, каприновую, лауриновую и миристиновую кислоты. В качестве полиненасыщенных жирных кислот композиция содержит арахидоновую и докозагексаеновую кислоты. При этом пальмитиновая кислота находится преимущественно в 2-м положении триацилглицеринов и арахидоновая и докозагексаеновая кислоты распределены между 1-, 2- и 3-м положениями триацилглицеринов. Липидная композиция получается путем переэтерификации смеси липидов, так что происходит случайное распределение остатков жирных кислот между 1-, 2- и 3-м положениями триацилглицерина. Далее свободные жирные кислоты удаляют из продукта. Детское питание содержит белки, углеводы, липиды, витамины и микроэлементы. При этом в качестве липидов питание содержит 50 - 100 мас.% липидной композиции. Детское питание может быть получено в жидкой или порошкообразной форме. Изобретение позволяет получить липидную композицию, состав и структура которой близки к составу и структуре женского молока. 5 с. и 5 з.п.ф-лы, 6 табл.

Изобретение относится к области диетических липидов, особенно для детских готовых форм. Оно относится к липидной композиции, близкой к липидной композиции женского молока.

Жир женского молока по существу состоит из триацилглицеринов (TAGs), структура, состав и распределение жирных кислот которых специфические. Он особенно характеризуется присутствием двух полиненасыщенных жирных кислот с длинной цепью (LC-PUFA), арахидоновой кислоты (АА, С20:4, n-6) и докозагексаеновой кислоты (DHA, С22:6, n-3), преимущественно в 2-положении триацилглицерина, высоким содержанием насыщенной (SFA) пальмитиновой кислоты (Р, С16: 0) и тем фактом, что Р преимущественно находится в 2-положении триацилглицерина.

Липидные композиции для детских готовых препаративных форм, близкие жиру женского молока, а также способы получения таких композиций описаны в Европейском патенте ЕР-В-209327 и в заявках на патент WO 94/26855 (РСТ/ЕР 94/01306) и WO 94/26854 (РСТ/ЕР 94/01304). Эти композиции содержат смесь TAGs, в которых более чем 50% жирных кислот в 2-положении триацилглицерина являются SFAs, преимущественно Р и где жирные кислоты в 1,3-положениях триацилглицерина содержат C₈-C₁₄-ненасыщенные жирные кислоты со средней цепью и насыщенные жирные кислоты (MGFA).

Способ получения этих композиций, который описывается в Европейском патенте ЕР-В-209327, заключается в переэтерификации, катализируемой 1,3-региоспецифической липазой, смеси, состоящей, с одной стороны, из фракции пальмового масла, содержащей 80% тристеарина и 20% 1,3-дипальмитоил-2-олеина, и с другой стороны, из смеси свободных жирных кислот, содержащих значительное количество ненасыщенных жирных кислот. При действии 1,3-региоспецифической липазы остатки ненасыщенных и/или насыщенных жирных кислот со средней цепью вводятся в 1, 3-положения 2-пальмитоилглицеридов. Свободные жирные кислоты сырой смеси затем удаляют перегонкой с водяным паром. Смесь полученных синтетических TAGs, наконец, смешивают с различными растительными маслами В WO 94/26855 указанную выше смесь синтетических TAGs, смешанную с различными растительными маслами в определенных пропорциях, подвергают переэтерификации с использованием 1,3-региоспецифической липазы.

В WO 94/26854, где уместно, после удаления диглицеридов ферментативной обработкой, тринасыщенные TAG частично удаляют из указанной выше смеси синтетических TAG переэтерификацией с использованием 1,3-региоспецифической липазы в присутствии масла, которое имеет высокое содержание моно- или диненасыщенных кислот.

Известные способы имеют недостатки.

Поскольку большая часть обычных липаз имеет низкую реакционную способность по отношению к полиненасыщенным жирным кислотам (PUFA), особенно по отношению к LC-PUFA, очень трудно ввести желаемые количества этих жирных кислот, особенно DHA, в TAG с использованием 1,3-региоспецифической липазы. Таким образом, чтобы достичь заметную степень введения, необходимо использовать большой избыток жирной кислоты, например, в концентрированной форме, и продолжительное время реакции. Концентраты PUFA очень дорогие. Продолжительное время реакции может вызвать значительное окисление PUFA, которые особенно восприимчивы к окислению, когда они находятся в форме свободных жирных кислот. Такое окисление снижает питательную ценность PUFAs и может вызвать образование соединений деструкции, которые опасны для здоровья.

Кроме того, использование 1,3-региоспецифической липазы вызывает образование избытка тринасыщенных TAGs, а также диглицеридов. Требуются последующие ферментативные обработки, особенно для удаления из сырого продукта избытка тринасыщенных TAGs, что делает способ сложным и дорогим.

Наконец, полученную липидную смесь, несмотря ни на что, нужно смешать с другими жирами, чтобы она соответствовала составу жира женского молока.

Целью изобретения является предоставление синтетической композиции TAG, состав и структура которой близка составу и структуре женского молока, с использованием синтетического способа введения PUFA, который не вызывает значительное деструктивное окисление этих PUFA.

Это изобретение, следовательно, относится к синтетической липидной композиции, в которой содержание и распределение жирных кислот близки к содержанию и распределению их в жире женского молока и которая отличается тем, что: - она содержит менее 2% по массе свободных жирных кислот, - жирные кислоты триацилглицеринов содержат по массе: - от 35 до 55% насыщенных жирных кислот, среди которых от 18 до 36% пальмитиновой кислоты, от 2 до 40% каприловой и каприновой кислот, самое большее 10% лауриновой кислоты и самое большее 10% миристиновой кислоты, - от 30 до 45% мононенасыщенных жирных кислот, от 9 до 22% полиненасыщенных жирных кислот, среди которых менее чем 2% n-6-полиненасыщенных жирных кислот с длинной цепью, содержащих арахидоновую кислоту, и менее 1% n-3-полиненасыщенных жирных кислот с длинной цепью, содержащих докозагексаеновую кислоту, и отношение жирных кислот n-6:n-3 составляет от 5:1 до 15:1.

- пальмитиновая кислота находится преимущественно в 2-м положении триацилглицеринов и арахидоновая и докозагексаеновая кислоты распределены между 1-, 2- и 3-м положениями триацилглицеринов.

Кислоты АА и DHA могут быть преимущественно в 2-м положении триацилглицеринов.

Поскольку липидная композиция по настоящему изобретению более конкретно предназначается для потребления недоношенными детьми, эта композиция такая, что содержание каприловой и каприновой кислот предпочтительно составляют от 2 до 10% по массе жирных кислот триацилглицеринов.

Изобретение относится также к способу получения указанной выше липидной композиции, характеризующемуся следующими последовательными стадиями: 1) Смесь липидов, содержащую пальмовое масло, обогащенное пальмитиновой кислотой, растительное масло с высоким содержанием ненасыщенных линолевой и альфалиноленовой жирных кислот, масло, которое является источником арахидоновой кислоты, масло, которое является источником докозагексаеновой кислоты, в определенных пропорциях нерегиоспецифически переэтерифицируют для получения требуемой композиции жирных кислот со случайным распределением остатков жирных кислот между 1-, 2- и 3-м положениями триацилглицерина.

2) Смесь стадии 1) переэтерифицируют смесью свободных жирных кислот, преимущественно содержащей жирные кислоты со средней цепью и олеиновую кислоту, с использованием 1,3-региоспецифической липазы и 3) Свободные жирные кислоты удаляют из продукта реакции стадии 2).

Целью стадии 1) является повышение количества Р в 2-м положении TAG и введение PUFA, особенно LC-PUFA, таких как DHA и АА, в 1-, 2- и 3-м положения TAG. Исходная липидная смесь обогащается пальмитиновой кислотой, например пальмовым стеарином, так, чтобы иметь около 40% Р в 2-м положении TAG. Нерегиоспецифическая переэтерификация может протекать ферментативным путем, катализируемым нерегиоспецифической липазой, или предпочтительно химическим путем, катализируемым химическим катализатором. Посредством этой реакции неслучайное распределение жирных кислот, находящихся в природных липидах, между различными положениями TAGs, превращается в случайное распределение, другими словами, жирные кислоты становятся перегруппированными в равной степени в 3-х положениях. В этой первой стадии содержание Р в 2-м положении достигает около 42%, это содержание практически соответствует всему Р, присутствующему в женском молоке. Если учитывать содержание Р в 1- и 3-м положениях, то по сравнению с женским молоком имеется избыток Р.

Жирные кислоты PUFA и особенно LC-PUFA претерпевают реакцию перегруппировки в форму TAG, которые более стабильны, чем смеси свободных жирных кислот при ограниченном времени реакции при относительно низкой температуре и в инертной атмосфере, например в атмосфере азота. С другой стороны, в соответствии с уровнем техники сначала должны быть получены смеси жирных кислот, предназначенные служить в качестве субстрата для липолиза, который может также вызывать частично их деструкцию посредством окисления.

Липидная смесь, которая является продуктом реакции, имеет значительно повышенную устойчивость к окислению по сравнению с устойчивостью к окислению простой физической смеси липидов с тем же составом жирных кислот PUFA. Это, по-видимому, является результатом распределения жирных кислот PUFA между различными положениями TAGs.

Целью стадии 2) является селективная замена Р в 1- и 3-м положениях на другие жирные кислоты, особенно на MCFA и олеиновую кислоту (О), но не на PUFA. Чтобы сделать это, выгодно использовать кинетическое разрешение, другими словами, тот факт, что большинство 1,3-региоспецифических липаз, модифицированных генетически или иначе, например липазы из Mucor miehei и Candida cylindracea, и панкреатическая липаза, реагируют преимущественно, например, с MCFA, Р и О и дискриминационным образом с LC-PUFA, содержащими 4, 5 и 6 двойных связей, например DHA и АА, По этому способу избыток Р быстро обменивается, a PUFA, особенно DHA, остаются практически нетронутыми в 1- и 3-м положениях.

Отмечено, что после последующего отделения свободных жирных кислот устойчивость к окислению TAGs смеси, полученной со стадии 2, сохраняется или даже повышается.

После второй стадии способа по изобретению необходимо удалить избыток свободных жирных кислот, а также жирные кислоты, образованные в процессе обмена, которые могут подвергаться окислению. Чтобы сделать это, можно использовать любой известный способ, такой как, например, общепринятая нейтрализация или перегонка с водяным паром в вакууме.

Эту третью стадию предпочтительно проводят путем выполнения контролируемой нейтрализации свободных жирных кислот и, следовательно, селективной очистки, минимизации гидролиза и омыления. Основой этой селективной очистки является проведение операции в водно-спиртовой фазе при острожном перемешивании, которое ведет к распределению свободных жирных кислот между липидной фазой и водно-спиртовой фазой, которая не смешивается с липидной фазой, в то время как к водно-спиртовой фазе постепенно добавляют основание, например концентрированный водный раствор NaOH или КОН, например, при помощи рН-стата, отрегулированного у установленной точки, например около 9,5. Образуются мыла, которые растворяются по мере того, как они образуются, в водно-спиртовой фазе, что вызывает смещение равновесия и возрастающую нейтрализацию (устранение кислотности) липидной фазы. Выбранное значение рН минимизирует нейтрализацию фенольных производных. Выбранная температура реакции выше, чем точка плавления липидов и ниже, чем точка кипения водно-спиртовой смеси. Когда все жирные кислоты экстрагируются, рН стабилизируют, что указывает на конец реакции. После нейтрализации две фазы разделяют декантацией и выделяют бескислотную липидную фазу, из которой удаляют этанол, например, выпариванием в вакууме, и удаляют остаточные мыла, например, промыванием водно-спиртовым раствором или обработкой адсорбентом, особенно аморфным силикагелем.

Изобретение относится также к детскому питанию, содержащему белки, соответственно гидролизованные, углеводы, липиды и соответствующие витамины и микроэлементы, отличающемуся тем, что оно содержит на массу сухого вещества от 15 до 35% липидов, от 50 до 100% которых состоит из указанной выше липидной композиции.

Такое детское питание можно получить в жидкой или порошкообразной форме с введением указанной выше липидной композиции путем смешивания во влажном состоянии различных компонентов с последующей стерилизацией или пастеризацией и асептической упаковкой в случае жидкого продукта или сушкой, например сушкой распылением, или путем сухого смешивания в случае порошка.

Приведенные ниже примеры иллюстрируют изобретение. В этих примерах указываются, если не оговорено особо, массовые части и проценты.

Пример 1 1.1) Химическая переэтерификация Смесь липидов, природа и состав которых указывается в таблице 1, используют в качестве исходного материала.

Указанную выше смесь липидов, содержащую 24 г рыбьего жира (с 24,6% DHA и 6,4% FPA), 12 г масла, которое является источником АА (содержит 37% АА), 60 г пальмового стеарина (содержит 75% Р), 984 г пальмового масла и 120 г соевого масла (содержит LA и ALA), беспорядочно переэтерифицируют в присутствии 0,5% метоксида натрия в качестве катализатора при 50^oС с непрерывным перемешиванием в атмосфере азота в течение 4 ч. Реакционную смесь затем промывают 2 л горячей воды для удаления мыл и затем сушат при 50^oС в вакууме 0,02038 г/см² (20 мбар).

Для избежания окисления в реакционную смесь можно добавить небольшое количество натриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты (EDTA-NA₃).

1.2) 1,3-региоспецифический ферментативный ацидолиз Ацидолиз является катализируемой 1,3-региоспецифической липазой перегруппировкой смеси, состоящей из продукта предыдущей стадии 1 и смеси жирных кислот, состав которых указывается в таблице 2.

940 г продукта предыдущей стадии 1 и 940 г смеси продажной олеиновой кислоты и С_8-12: 0-кислот, имеющих состав, указанный в таблице 2, подвергают переэтерификации, катализируемой иммобилизованной 1,3-региоспецифической липазой (Li-pozyme IM 60, Novo) в количестве 10% липазы относительно количества субстратов. Содержание воды в липазе устанавливают путем добавления 6% воды и выдерживания в течение 10 ч до ее использования. Реакцию затем проводят при 40^oС в атмосфере азота в течение 5 ч. После реакции липазу отделяют фильтрованием и выделяют сырую смесь, содержащую TAGs и свободные жирные кислоты.

1.3) Контролируемая нейтрализация для удаления свободных жирных кислот 1,4 кг сырой смеси предыдущей стадии и 3,5 л 90% этанола вводят в реактор и осторожно перемешивают при 40^oС в атмосфере азота. В него непрерывно добавляют 670 г 25% водного раствора КОН при поддержании рН реакционной смеси между 8,5 и 9,5 при помощи рН-стата, отрегулированного у установленной точки 9,5. Образуются мыла, которые растворяются по мере того, как они образуются в водно-спиртовой фазе, которая не смешивается с липидной фазой, вызывая смещение в равновесии распределения жирные кислот между липидной фазой и водно-спиртовой фазой в сторону водно-спиртовой фазы и в результате этого возрастающую нейтрализацию липидной фазы. Значение рН стабилизируется, указывая на то, что было экстрагировано все количество жирных кислот. Перемешивание затем останавливают: водно-спиртовая фаза, которая легче, отделяется от липидной фазы, и липидную фазу выделяют.

Состав жирных кислот в полученном продукте определяют газожидкостной хроматографией метиловых эфиров этих кислот после метилирования триглицеридов (МЭЖК).

Для определения распределения жирных кислот между 2-м положением и 1-, 3-м положениями TAG проводят липолиз с панкреатической липазой (IUPAC 2.210).

Результаты анализа основных жирных кислот и их распределение в полученной смеси указываются в приведенной ниже таблице 3.

Отмечено, что состав жирных кислот, а также их распределение в TAGs очень схожи с составом и распределением их в женском молоке.

Кроме того, устойчивость к окислению (OSI) полученного продукта, измеренная в испытании на ускоренное окисление устройством Omnion (R), США, как период индукции при 80^oС и скорости потока воздуха 150 мл/мин, соответствует индексу около 160 ч, другими словами, приблизительно в 1,5-2 раза выше, чем индекс 100 ч, измеренный для исходной смеси липидов.

Содержание твердых компонентов жира, определенное импульсным ядерным магнитным резонансом (NMR, IUPAC, 2.150 6.2 2.2) следующее: Содержание твердых компонентов (%) при указанной температуре (^oС) % - (^oС) N-5 - 40,3: N-10 - 29,9 N-15 - 19 N-20 - 10,4 N-30 - 1,2 N-35 - 0 Предшествующие результаты показывают, что не имеется значительного количества нежелательных тринасыщенных TAG.

Пример 2 Процедуру проводят так же, как в примере 1, стадия 1), за исключением того, что состав исходной липидной смеси представляет состав, указанный в таблице 4.

Затем проводят ферментативную переэтерификацию, как в примере 1, стадия 2), за исключением того, что состав смеси свободных жирных кислот, такой, как определено в таблице 5, и того, что отношение TAGs/смесь жирных кислот составляет 70:30.

Результат анализа основных жирных кислот и их распределение в полученной смеси указывается в таблице 6.

Отмечено, что состав жирных кислот, а также их распределение в TAGs, очень схожи с составом и распределением их в жире женского молока.

Формула изобретения

1. Синтетическая липидная композиция, в которой содержание и распределение жирных кислот близки к содержанию и распределению их в жире женского молока, отличающаяся тем, что она содержит менее 2% по массе свободных жирных кислот, жирные кислоты триацилглицеринов содержат по массе 35 - 55% насыщенных жирных кислот, среди которых 18 - 36% пальмитиновой кислоты, 2 - 40% каприловой и каприновой кислот, не более 10% лауриновой кислоты и не более 10% миристиновой кислоты; 30 - 45% мононенасыщенных жирных кислот; 9 - 22% полиненасыщенных жирных кислот, среди которых менее 2% п-6-полиненасыщенных жирных кислот с длинной цепью, содержащих арахидоновую кислоту, и менее 1% п-3-полиненасыщенных жирных кислот с длинной цепью, содержащих докозагексаеновую кислоту, и отношение жирных кислот п-6:п-3 составляет от 5: 1 до 15:1, пальмитиновая кислота находится преимущественно во 2-м положении триацилглицеринов и арахидоновая и докозагексаеновая кислоты распределены между 1-, 2- и 3-м положениями триацилглицеринов.

2. Липидная композиция по п. 1, отличающаяся тем, что жирные кислоты триацилглицеринов содержат 2 - 10% по массе каприловой и каприновой кислот.

3. Липидная композиция по п.1, отличающаяся тем, что она имеет устойчивость к окислению 0SI, соответствующую индексу, который по меньшей мере в 1,5 раза выше, чем индекс физической смеси триглицеридов того же самого состава при 80^oС и скорости потока воздуха 150 мл/мин.

4. Способ получения липидной композиции по одному из пп.1-3, характеризующийся следующими последовательными стадиями: 1) смесь липидов, содержащую пальмовое масло, обогащенное пальмитиновой кислотой, растительное масло с высоким содержанием ненасыщенных линолевой и альфа-линоленовой жирных кислот, масло, которое является источником арахидоновой кислоты, масло, которое является источником докозагексаеновой кислоты, в определенных пропорциях нерегиоспецифически переэтерифицируют для получения требуемой композиции жирных кислот со случайным распределением остатков жирных кислот между 1-, 2- 3-м положениями триацилглицерина; 2) смесь стадии 1) переэтерифицируют смесью свободных жирных кислот, преимущественно содержащих жирные кислоты со средней цепью и олеиновую кислоту, с использованием 1,3-региоспецифической липазы и 3) свободные жирные кислоты удаляют из продукта реакции стадии 2).

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что переэтерификация стадии 1) протекает химическим путем с эффективным количеством катализатора, особенно метоксида натрия, при температуре менее 80^oС в течение самое большее 10 ч в инертной атмосфере.

6. Способ по п.4, отличающийся тем, что на стадии 3) избыток свободных жирных кислот, а также жирные кислоты, образованные во время процесса обмена, удаляют нейтрализацией или перегонкой с водяным паром в вакууме.

7. Способ по п.4, отличающийся тем, что на стадии 3) избыток свободных жирных кислот, а также жирные кислоты, образованные во время процесса обмена, удаляют регулируемой нейтрализацией свободных жирных кислот при температуре выше, чем точка плавления липидов и ниже, чем точка кипения водно-спиртовой смеси, при минимизации гидролиза и омыления и тем, что операцию проводят в водно-спиртовой фазе с осторожным перемешиванием, которое вызывает распределение свободных жирных кислот между липидной фазой и водно-спиртовой фазой, которая не смешивается с липидной фазой, в то время как к водно-спиртовой фазе постепенно добавляют основание, особенно при помощи рН-стата, отрегулированного у установленной точки в диапазоне 8,5 - 9,5, тем, что образуются мыла, которые растворяются по мере того, как они образуются, в водно-спиртовой фазе, что вызывает смещение в равновесии и возрастающую нейтрализацию (устранение кислотности) липидной фазы до тех пор, пока не стабилизируется значение рН, когда все жирные кислоты экстрагируются, и тем, что после нейтрализации две фазы разделяют декантацией и выделяют нейтрализованную липидную фазу, из которой спирт удаляют, например, выпариванием в вакууме, и остаточные мыла удаляют промыванием водно-спиртовым раствором или обработкой адсорбентом, например аморфным силикагелем.

8. Детское питание, содержащее белки, соответственно гидролизованные, углеводы, липиды и соответствующие витамины и микроэлементы, отличающееся тем, что оно содержит на массу сухого вещества 15 - 35% липидов, 50 - 100% которых состоит из липидной композиции по одному из пп.1-3.

9. Способ получения детского питания по п.8 в жидкой форме путем смешивания различных компонентов во влажном состоянии с последующей стерилизацией или пастеризацией и асептической упаковкой, заключающийся в том, что дополнительно вводят липидную композицию по одному из пп.1-3.

10. Способ получения детского питания по п.8 в порошкообразной форме путем сушки жидкой смеси различных компонентов, например сушкой распылением, или путем сухого смешивания различных компонентов, заключающийся в том, что дополнительно вводят липидную композицию по одному из пп.1-3.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5