Композиция основы для детского питания, содержащая казеиновый белок и сывороточный белок (варианты)

Композиция основы для детского питания, содержащая казеиновый белок и сывороточный белок (варианты)

Реферат

Область техники

Изобретение относится к композиции основы для детского питания, которая содержит казеиновый белок и сывороточный белок, являющийся белком кислой или сладкой молочной сыворотки, из которой удален казаиногликомакропептид, и может применяться для получения питательного продукта для лечения последствий недостаточного питания.

Предшествующий уровень техники

Материнское молоко рекомендуется для всех младенцев. Однако в некоторых случаях материнское молоко недоступно и необходимо использовать составы для грудных детей. Обычно нормально доношенных младенцев кормят составами на основе коровьего молока. В качестве источников белка эти составы содержат смесь казеина и сыворотки и обеспечивают питание младенцев, но не обеспечивают концентрации белка и аминокислотный состав, эквивалентные материнскому молоку. Дополнительно к этому эти стандартные составы непригодны для недоношенных детей, а также для детей, имеющих неблагоприятную реакцию к протеину в составе коровьего молока или к лактозе.

Альтернативой составу на основе коровьего молока является соевый состав. Однако соя не является таким хорошим источником белка, как коровье молоко. Кроме того, младенцы не усваивают эффективно некоторые минералы из соевого состава, такие как кальций.

Другой альтернативный состав основан на гидролизованном белке. Эти составы являются гипоаллергическими и имеют меньшую вероятность аллергической реакции.

В идеальном случае для обеспечения возможной близости к женскому молоку белок в детских питательных составах можно получать из казеина и сыворотки в соответствующем соотношении. Однако в обычных составах, имеющих эти белки, проблема состоит в том, что они имеют высокую концентрацию белков для обеспечения получения младенцем необходимого количества аминокислот. Концентрация белков является выше, чем концентрация, обычно имеющаяся в женском молоке, и это может быть неблагоприятным для младенца, поскольку обмен веществ младенца является чувствительным к перегрузке азотом из потребляемых белков.

Для решения этой проблемы были предложены основы для детского питания, имеющие улучшенные аминокислотные составы, например, имеющие гидролизованные сывороточные белки, например, в патенте ЕР-0-418593А2 от 27 марта 1991 описана композиция для искусственного детского питания, содержащая сывороточный белок с содержанием аминокислот, приближенных к материнскому молоку (стр.2 строка 35 до стр.3 строки 11-13). Однако в данном составе не был удален гликомакропептид для снижения содержания треонина, как будет далее описано в заявленном изобретении. Кроме того, сывороточный белок может быть кислым сывороточным белком или сладким сывороточным белком. Обычно предпочтительным с точки зрения питательности является кислый сывороточный белок, поскольку он имеет низкое содержание треонина, а это ближе к женскому молоку. Однако до настоящего времени было невозможно обеспечить преимущество композиции, имеющей концентрацию белков, эквивалентную концентрации в женском молоке, и хороший аминокислотный состав в композициях, имеющих сывороточный белок и казеин. Преимущество, обеспечиваемое казеином в композициях, состоит в том, что он имеет способность образовывать творог, который повышает чувство сытости.

Раскрытие сущности изобретения

Данное изобретение направлено на решение указанных выше проблем.

В соответствии с этим изобретение предлагает композицию для детского питания, которая содержит сывороточный белок, казеиновый белок, свободный аргинин или свободный гистидин, и богатый триптофаном молочный белок или свободный триптофан или их смесь, а также жиры, лактозу, витамины и минералы.

Богатый триптофаном молочный белок предпочтительно имеет уровень 5% или более аминокислот в виде триптофана. Более предпочтительно он составляет 10% или более.

Сывороточный белок представляет собой белок кислой или сладкой молочной сыворотки, из которого удален казеиногликомакропептид. Это обеспечивает преимущество уменьшенного содержания треонина и увеличенного содержания триптофана по сравнению с нормальной сладкой сывороткой и поэтому более пригодно в качестве источника белка для младенцев.

Вариант выполнения композиции основы для детского питания предпочтительно содержит от 9,0 мас.% до 10 мас.% белка, более предпочтительно 9,5 мас.%. Это соответствует 1,8 г белка/100 ккал. Преимуществом этой концентрации является то, что она эквивалентна количеству белка, обычно присутствующему в женском молоке, и соответствует нижней границе, допустимой стандартами на пищевые продукты.

Вариант выполнения композиции основы предпочтительно содержит от 0,5 до 3 мас.% аргинина, триптофана и гистидина. Неожиданно было обнаружено, что при добавлении фракции сладкой сыворотки со свободными аминокислотами аргинина, тирозина и гистидина, источник белков имеет аминокислотный состав, который близок женскому молоку.

Вариант выполнения композиции основы предпочтительно содержит источник липидов, источник углеводородов и источник белков. Это обеспечивает большую приближенность содержания композиции к женскому молоку.

Вариант выполнения композиции основы предпочтительно содержит сывороточный белок, который не гидролизован. В альтернативных вариантах выполнения он гидролизован.

Фракция сладкой сыворотки предпочтительно по существу не содержит лактозу. Это имеет преимущество уменьшенного уровня лизиновой блокады детского состава.

Вариант выполнения композиции основы предпочтительно содержит от 6 мас.% до 50 мас.% сывороточного белка, более предпочтительно 20-40 мас.% сывороточного белка, наиболее предпочтительно 30 мас.% сывороточного белка. Она предпочтительно содержит от 20 мас.% до около 40 мас.% казеинового белка, более предпочтительно 30%. Отношение сывороточного белка к казеиновому белку наиболее предпочтительно составляет от 60%:40% до 70%:30%.

Свободные аминокислоты предпочтительно находятся в свободной основной форме.

В одном варианте выполнения композиция пригодна для состава для недоношенных младенцев и содержит от более 0 до около 0,1 мас.% гистидина, от 0,1 до 0,3 мас.% аргинина и от 0,3 до 0,5 мас.% триптофана.

В альтернативном варианте выполнения композиция основы пригодна для гипоаллергического состава для полностью выношенных младенцев, в котором источник белков предпочтительно содержит от 0,2 до 0,4 мас.% гистидина, от 1 до 2 мас.% аргинина и от 0,2 до 0,4 мас.% триптофана.

Концентрация триптофана в композиции основы предпочтительно составляет, по меньшей мере, около 135 мг/г, и концентрация треонина в композиции основы составляет менее 350 мг/г. Концентрация треонина предпочтительно соответствует от 4,9 г на 100 г белка до 5,1 г на 100 г белка.

Источник углеводов может включать лактозу, предпочтительно в количестве от 10 до 40 мас.%. Лактоза может быть единственным источником углеводов.

Ниже приводится в качестве примеров описание вариантов выполнения изобретения.

Изобретение обеспечивает создание композиции основы для детского питания, которая содержит аргинин, триптофан, гистидин и сладкую фракцию сыворотки, из которой удален казеиногликомакропептид. Детское питание можно использовать для недоношенных и доношенных младенцев.

Сладкая сыворотка, используемая в источнике белков, может быть получена при изготовлении сыра, в частности сладкая сыворотка, полученная после коагуляции казеина с помощью сычужного фермента. Затем сладкую сыворотку можно обрабатывать по желанию. Например, сладкую сыворотку можно обрабатывать для удаления минералов (катионов, анионов), лактозы, а также различных комбинаций этих веществ. Сладкую сыворотку можно по желанию концентрировать. Подходящие источники сладкой сыворотки предлагаются в торговле. В частности предпочтительно чтобы сладкая сыворотка по существу не содержала лактозу.

Затем сладкую сыворотку обрабатывают для удаления казеиногликомакропептидов. Это можно выполнять с помощью любого подходящего процесса. Один подходящий процесс описан в заявке на Европейский патент №0880902, содержание которой включается в данное описание. В этом процессе величину рН сладкой сыворотки доводят до 1-4,3, если необходимо. Затем сладкую сыворотку вводят в контакт со слабо анионным полимером, который является преимущественно щелочным, пока величина рН сладкой сыворотки не стабилизируется на около 4,5-5,5. Затем собирают фракцию сладкой сыворотки, из которой удален казеиногликомакропептид.

В одном варианте выполнения композиции основы сывороточный белок является негидролизованным. В альтернативном варианте выполнения фракция сладкой сыворотки гидролизована для предотвращения аллергической реакции у младенцев и для обеспечения более простого переваривания белка. Процесс гидролиза можно выполнять по желанию известным из уровня техники способом. Обычно гидролизат сывороточного белка получают посредством гидролизации фракции сладкой сыворотки в одной или более стадий. Например, для получения сильно гидролизованного белка сладкие сывороточные белки можно подвергать тройному гидролизу с использованием, например, Alcalase 2,4L (EC 940459), затем Neutrase 0,5L (поставляется фирмой Novo Nordisk Ferment AG) и затем панкреатином при 55°С. В качестве альтернативного решения для получения менее гидролизованного белка сладкую сыворотку можно подвергать двойному гидролизу с использованием, например, NOVOZYMES и затем панкреатина.

Было установлено, что если используемая фракция сладкой сыворотки по существу не содержит лактозу, то белок значительно меньше подвергается лизиновой блокаде во время процесса гидролиза. Это позволяет уменьшить степень лизиновой блокады с 15 мас.% всего лизина до менее 10 мас.% лизина, например 7 мас.% лизина. Это значительно улучшает питательное качество источника белков.

Свободные аминокислотные L-аргинин, L-триптофан и L-гистидин входят в источник белков. Они находятся предпочтительно в форме свободных аминокислот и составляют от 1,5 до 3 мас.% источника белков. Например, свободные аминокислоты могут составлять от 2 до 2,6 мас.% источника белков.

В частности, в составах для недоношенных детей гистидин предпочтительно составляет от 1 до 1,5 мас.%, аргинин предпочтительно составляет от 0,6 до 0,9 мас.%, и триптофан предпочтительно составляет от 0,3 до 0,5 мас.% источника белков. В гипоаллергических составах гистидин предпочтительно составляет от 0,2 до 0,4 мас.%, аргинин предпочтительно составляет от 1 до 2 мас.%, и триптофан предпочтительно составляет от 0,2 до 0,4 мас.% источника белков.

По желанию источник белков может включать другие свободные аминокислоты.

Источником углеводов в детском питании может быть углевод, подходящий для такого использования. Предпочтительные источники углеводов выбираются из группы, которая содержит сахарозу, мальтодекстрин, мальтозу, лактозу, кукурузную патоку, сухие остатки кукурузной патоки, сухие остатки рисовой патоки, рисовый крахмал и т.п. Источник углеводов предпочтительно содержит лактозу и мальтодекстрин. Лактоза предпочтительно не содержит никаких аллергенов. В составах для доношенных младенцев источником углеводов предпочтительно является лактоза и, как было указано ранее, предпочтительно в количестве от 10 до 40 мас.%.

Источником липидов может быть любой липид или жир, который пригоден для использования в детских составах. Предпочтительные источники липидов включают молочный жир, сафлоровое масло, липид яичного желтка, каноловое масло, оливковое масло, кокосовое масло, пальмовое масло, пальмоядровое масло, пальмовый олеин, соевое масло, подсолнечное масло, рыбий жир и масло, полученное с помощью микробной ферментации, содержащее длинноцепные, полиненасыщенные жирные кислоты. Эти масла могут быть в высокоолеиновых формах, таких как высокоолеиновое подсолнечное масло и высокоолеиновое сафлоровое масло. Источник липидов может быть также в форме фракций, производных от этих масел, таких как пальмовый олеин, триглицериды с цепью средней длины (МСТ) и сложные эфиры жирных кислот, таких как арахидоновая кислота, линолевая кислота, пальмитиновая кислота, стеариновая кислота, докозагексаеоновая кислота, линоленовая кислота, олеиновая кислота, лауриновая кислота, каприновая кислота, каприловая кислота, капроновая кислота и т.п.

В составах для недоношенных детей источник липидов предпочтительно содержит триглицериды со средним размером цепи, например, в количестве от 15 до 35 мас.% источника липидов, предпочтительно от 25 до 30 мас.%.

Источник липидов предпочтительно имеет отношение n-6 - n-3 жирных кислот от около 5:1 до около 15:1, например, от около 8:1 до около 10:1.

Композиция основы для детского питания может дополнительно содержать ингредиенты, предназначенные для питания грудных детей. В частности детский состав предпочтительно является "питательно полным", т.е. он содержит адекватные питательные вещества для поддержания здоровой жизни грудных детей в течение длительных периодов.

Количество белка на 100 ккал состава составляет обычно от 1,8 г до 4,5 г, например от 1,8 г до 4 г. В гипоаллергических составах для доношенных грудных детей это количество может составлять от 1,8 г/100 ккал до 2,5 г/100 ккал. Для уменьшения белковой нагрузки количество белка может быть менее 2 г/100 ккал. В составах для недоношенных грудных детей количество белка может быть от 2,5 г/100 ккал до 4 г/100 ккал.

Количество источника липидов на 100 ккал состава может быть от около 3,3 г до около 6,5 г, например, от около 4,4 г до около 6,5 г. Количество источника углеводов на 100 ккал общего состава обычно составляет от около 7 г до около 14 г.

В питательно полном виде состав детского питания содержит все витамины и минералы, считающиеся существенными для детской диеты, в достаточных для питания количествах в соответствии со стандартами. Установлены минимальные требования для определенных витаминов и минералов. Примеры минералов, витаминов и других питательных веществ, не обязательно присутствующих в детском составе, включают витамин А, витамин B₁, витамин В₂, витамин B₆, витамин B₁₂, витамин Е, витамин К, витамин С, витамин D, фолиевую кислоту, инозит, ниацин, биотин, пантотеновую кислоту, холин, кальций, фосфор, йод, железо, магний, медь, цинк, марганец, хлор, натрий, калий, селен, хром, молибден, таурин и L-карнитин. Минералы обычно добавляются в виде соли. Наличие и количество специальных минералов и других витаминов может изменяться в зависимости от назначения.

Если необходимо, детское питание может содержать эмульгаторы и стабилизаторы, такие как соевый лицитин, сложные моно- и ди-глицеридные эфиры лимонной кислоты и т.п. Это особенно справедливо для поставки состава в жидком виде.

Детское питание необязательно может содержать другие вещества, которые могут иметь благоприятное действие, такие как волокна, лактоферрин, нуклеотиды, нуклеозиды и т.п.

Детское питание можно приготавливать любым подходящим методом. Например, детское питание можно приготавливать посредством смешивания вместе источника белков, источника углеводов и источника жиров в соответствующих пропорциях. При использовании можно включать в смесь эмульгаторы. Можно добавлять витамины и минералы в это время, однако их добавляют позднее для предотвращения теплового разрушения. Любые липофильные витамины, эмульгаторы и т.п. можно растворять в источнике жиров перед смешиванием. Затем можно подмешивать воду, предпочтительно подвергнутую обратному осмосу, для образования жидкой смеси.

Затем жидкую смесь можно подвергать тепловой обработке для уменьшения бактериальной дозировки. Например, жидкую смесь можно быстро нагревать до температуры в диапазоне от 80°С до 110°С в течение от 5 секунд до 5 минут. Это можно осуществлять с помощью впрыска пара или с помощью теплообменника, например, плиточного теплообменника.

Затем жидкую смесь можно охладить до от 60°С до 85°С, например, с помощью быстрого охлаждения. Жидкую смесь можно гомогенизировать, например, в две стадии: при от 7 Мпа до 40 МПа на первой стадии и при от 2 МПа до 14 МПа на второй стадии. Затем гомогенизированную смесь можно дополнительно охладить для добавления чувствительных к нагреву компонентов, таких как витамины и минералы. В это время обычно нормируют рН и содержание твердых веществ гомогенизированной смеси.

Если необходимо получить порошковую композицию основы для детского питания, то гомогенизированную смесь помещают в подходящее сушильное устройство, такое как распылительная сушилка или сублимационная сушилка, и превращают в порошок. Порошок должен иметь содержание влаги менее 5 мас.%.

Если необходимо получить жидкий детский состав, то гомогенизированную смесь заполняют в подходящие емкости, предпочтительно асептически. Однако жидкую композицию для детского питания можно также автоклавировать в емкости. Подходящие устройства для выполнения такого заполнения предлагаются в торговле. Жидкое детское питание может быть в виде готового для кормления состава, имеющего содержание твердых веществ от 10 до 14 мас.%, или же может быть в виде концентрата, обычно с содержанием твердых веществ от 20 до 26 мас.%

Ниже приводится описание специальных примеров выполнения изобретения в качестве иллюстрации.

Пример 1

а) Концентрат белка сладкой молочной сыворотки растворяют в деионизированной воде и доводят рН до 4,25 посредством контактирования раствора с катионообменным полимером (IMAC HP 1100E, Rohm and Haas). Раствор обрабатывают слабоанионным полимером (IMAC HP 661, Rohm and Haas, который регенерирован в форме ОН) в течение около 6 часов при температуре 8°С. При достижении величины рН 5,25 и отсутствии дальнейшего ее изменения, извлекают раствор. Из раствора извлекают свыше 85 мас.% первоначально имеющегося казеиногликомакропептида.

b) Раствор, полученный на стадии а) нормализуют в деминерализованной воде при температуре 55°С. Затем раствор нагревают до 75°С в течение 20 секунд. рН раствора доводят до 7,5 посредством добавления Са(ОН)₂ и раствора NaOH и КОН.

Затем реактивную смесь подвергают микрофильтрации и ультрафильтрации и затем сушат с помощью лиофилизации и упаковывают в металлические банки. Белок имеет низкие уровни лизиновой блокады с 6,9% блокированного лизина и 9% реактивного лизина.

c) Полученный на стадии b) белок комбинируют с 0,72 мас.% L-аргинина, 0,44 мас.% L-триптофана и 1,38 мас.% L-гистидина. Смесь переводят в порошковое детское питание. Детское питание представляет собой следующую композицию основы, приведенную в виде таблицы

Таблица
Компонент	Количество
Сухое обезжиренное молоко, являющееся источником казеина	8-10%
Белок кислой или сладкой молочной сыворотки, из которой был удален казеиногликомакропептид	6-50%
Источник сывороточного белка, обогащенный альфа-лактальбумином	От более 0 до 2%
Свободный аргинин	0,1-0,3%
Свободный гистидин	от более 0 до 0,1%

Композиция основы имеет концентрацию белка 9,5 процентного соотношения масс или 1,8 г белка/100 ккал.

В качестве источника казеина использовали сухое обезжиренное молоко, а в качестве источника триптофана использовали богатый триптофаном молочный белок, представляющий собой источник сывороточного белка, обогащенный альфа-лактальбумином.

1. Композиция основы для детского питания, содержащая сывороточный белок, являющийся белком кислой или сладкой молочной сыворотки, из которой был удален казеиногликомакропептид, казеиновый белок, свободный аргинин, свободный гистидин и богатый триптофаном молочный белок, или свободный триптофан или их смесь.

2. Композиция основы по п.1, которая содержит от 9,0 до 10,0 мас.% белка.

3. Композиция основы по любому из п.1 или 2, которая содержит от 1,5 до 3 мас.% аргинина, триптофана и гистидина.

4. Композиция основы по любому из пп.1-3, которая содержит источник липидов, источник углеводов и источник белков.

5. Композиция основы по любому из пп.1-4, которая содержит негидролизованный сывороточный белок.

6. Композиция основы по любому из пп.1-5, в которой белок сладкой молочной сыворотки по существу, не содержит лактозу.

7. Композиция основы по любому из пп.1-6, которая содержит от 6 до 50 мас.% сывороточного белка и от 20 до 40 мас.% казеинового белка.

8. Композиция основы для детского питания для недоношенных младенцев, полученная из основы, заявленной в пп.1-7, которая содержит от более 0 до 0,1 мас.% гистидина, от 0,1 до 0,3 мас.% аргинина и от 0,3 до 0,5 мас.% триптофана.

9. Композиция основы для детского питания для полностью выношенных младенцев, заявленная по любому из пп.1-7, которая содержит от 0,2 до 0,4 мас.% гистидина, от 1 до 2 мас.% аргинина и от 0,2 до 0,4 мас.% триптофана.