МОЛОЧНАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ГРУДНЫХ ДЕТЕЙ
POWDERED BABY MILK

Область техники
Настоящее изобретение относится к молочным смесям с низким содержанием лактозы для грудных детей.
Предпосылки создания изобретения
Пищевая аллергия представляет собой иммунологически-опосредованный клинический синдром, который развивается после употребления пищевого продукта. Серьезная реакция, которая сопровождает пищевую аллергию, обычно представляет собой реакцию немедленного типа, опосредованную иммуноглобулинами класса Е (IgE), также известную как аллергия на пищевые белки. Host, A. et al., Dietary Products Used in Infants for Treatment and Prevention of Food Allergy, Arch. Dis. Child. 81:80-84 (1999). К симптомам аллергии на пищевые белки относятся отек Квинке, крапивница, экзема, астма, ринит, конъюнктивит, рвота или анафилаксия.
Аллергия на белки коровьего молока является наиболее распространенным вариантом пищевой аллергии у детей раннего возраста и встречается, приблизительно, у 2-3% детей. Sampson, H.A., Food Allergy. Part 1: Immunopathogenesis and Clinical Disorders, J Allergy din Immunol. 103:717-728 (1999). Одним возможным объяснением преобладания аллергии на белки коровьего молока среди детей является то, что интактный белок коровьего молока, который содержится в традиционных молочных смесях, является самым первым и наиболее распространенным аллергеном, с которым встречается организм ребенка. Кроме того, дети наиболее подвержены пищевой аллергии на белки молока, поскольку слизистая оболочка кишечника детей более проницаема для не полностью переваренных макромолекул, чем слизистая оболочка кишечника взрослых. Moran R., Effects of Prolonged Exposure to Partially Hydrolyzed Milk Protein, J. Pediatr. 121:S90-S4(1992).
Поскольку в настоящее время не существует лекарственного средства, которое позволяет полностью вылечить пищевую аллергию на белки молока, можно ее предотвратить за счет уменьшения поступления белков коровьего молока и других аллергенов в организм детей, путем введения смесей, содержащих гидролизованные белки. Было показано, что введение молочных смесей, содержащих частично или полностью гидролизованные белки, вместо традиционных молочных смесей позволяет уменьшить риск развития пищевой аллергии у детей в будущем. Таким образом, если у ребенка в семейном анамнезе имеется пищевая аллергия, введение частично гидролизованных смесей может снизить риск развития пищевой аллергии у ребенка в будущем.
Композиции с гидролизованными белками могут быть полностью или частично гидролизованными. Детские молочные смеси, содержащие полностью гидролизованные белки (EHF, Extensively Hydrolyzed protein-containing infant Formulas) основаны на коровьем молоке, однако белки предварительно обрабатывают ферментами для разрушения большинства белков, которые вызывают симптомы аллергии. Одним примером такой смеси является коммерчески доступная смесь Enfamil Nutramigen. Она представляет собой основанную на казеине гипоаллергенную детскую молочную смесь для доношенных детей, которые являются чувствительными к интактным белкам коровьего молока и белкам сои. Смеси, содержащие частично гидролизованные белок (PHF, Partially Hydrolyzed protein-containing infant Formulas), с другой стороны, обрабатывают ферментами для того, чтобы разрушить только определенные белки молока.
В идеале, любая молочная смесь, включая PHF, должна как можно больше напоминать человеческое молоко. В человеческом молоке содержатся два основных белка, белок молочной сыворотки и казеин. Белок молочной сыворотки составляет около 60%, в то время как казеин - 40%. Lonnerdal, В., Biochemistry and Physiological Functions of Human Milk Proteins, Am. J. Clin. Nutr. 42:1299-1317 (1985).
Помимо того, что белковый состав молочной смеси должен соответствовать белковому составу грудного молока, PHF не должны вызывать или усиливать сложности, возникающие при абсорбции углеводов. Основным углеводом молочных смесей, основанных на коровьем молоке, является лактоза. Лактоза является дисахаридом глюкозы и галактозы, для ее расщепления организму требуется фермент лактазы. Если лактаза, которая располагается на поверхности мембраны эпителиальных клеток кишечника, присутствует в недостаточном количестве, организм неспособен полностью расщепить лактозу. Указанное состояние, известное как непереносимость лактозы, может проявляться такими симптомами, как вздутие кишечника, метеоризм, колики и диарея.
Один из способов, который позволяет избежать нежелательных побочных эффектов непереносимости лактозы у детей, заключается в создании молочных смесей с низким содержанием лактозы для пищевой поддержки и замещения грудного молока. Молочные смеси с низким содержанием лактозы обычно включают небольшой процент углеводов, содержащих лактозу. Оставшийся углеводный компонент смеси обычно обеспечивается другими источниками, например сухой кукурузной патокой.
Было создано и описано множество молочных смесей, однако ни одна из них не имеет тех преимуществ, которые имеет смесь, заявленная в соответствии с настоящим изобретением. Например, патент США № 5405637 Martinez, et.al., относится к частичному гидролизату белков молока и молочным смесям, содержащим указанный гидролизат. Однако данный патент не раскрывает молочную смесь с содержанием лактозы от 0 до 60%. Кроме того, несмотря на то, что в ссылке описывается степень гидролиза белков приблизительно 6-9%, в патенте не раскрывается молекулярная масса белкового гидролизата, заявленного Martinez, что присутствует в настоящем изобретении.
Патент США № 6777931 Kratky относится к композиции молочной смеси с низким содержанием треонина. В указанной ссылке обсуждается использование белка молочной сыворотки и казеина, белок сыворотки модифицируют таким образом, чтобы удалить гликомакропептид казеина (cGMP). Кроме того, в патенте не обсуждается молочная смесь, содержащая частичный белковый гидролизат с определенным профилем молекулярной массы, как в настоящем изобретении.
Патент США № 6162472, Griffin et al., относится к молочной смеси, содержащей казеин и белок сыворотки с содержанием лактозы менее 20%, но не раскрывает композицию частичного белкового гидролизата.
Патенты США № 6171621 Braun, et al., № 6863918, Bindles, et al., и № 6194009, Kamarel относятся к различным молочным смесям и пищевым продуктам на основе белковых гидролизатов. Однако в указанных патентах не описываются добавки или композиции, имеющие соотношение белок сывортки:казеин приблизительно от 50:50 до 70:30. Кроме того, ни в одном из указанных патентов не описываются частичные гидролизата с молекулярным весом, который применяется в соответствии с настоящим изобретением.
Краткое описание изобретения
Вкратце, настоящее изобретение относится к новой молочной смеси для грудных детей, чей углеводный компонент включает приблизительно 0-60% лактозы, в процентах от общего содержания углеводов в смеси; а белковый компонент представлен частично гидролизованным белком сыворотки и казеином, при этом соотношение белок сыворотки/казеин составляет приблизительно от 50:50 до 70:30, и указанный гидролизованный белок выявляет распределение пептидов по молекулярному весу, в зависимости от молярной массы, как показано в Таблице 1.
Таблица 1
Молекулярная масса (в дальтонах)
Распределение белков по молекулярному весу в %
<500
11-20
500-1000
25-38
1000-2000
27-30
2000-3000
8-16
3000-5000
3-10
>5000
2-11
Настоящее изобретение имеет множество преимуществ, среди которых необходимо отметить, что белковая композиция частично гидролизованного белка молока аналогична композиции человеческого молока, имеет улучшенные вкусовые качества и улучшенные эмульгирующие свойства. Кроме того, молочная смесь, заявленная в соответствии с настоящим изобретением, оказывает меньший индуцирующий эффект на IgG антительный ответ, чем интактные белки коровьего молока. Таким образом, молочная смесь, заявленная в соответствии с настоящим изобретением, обладает меньшим иммуногенным потенциалом.
Детальное описание наиболее предпочтительных вариантов настоящего изобретения
Далее представлено подробное описание наиболее предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения, которые проиллюстрированы одним или несколькими примерами. Каждый из указанных примеров представлен с целью объяснения вариантов осуществления настоящего изобретения и ни в коем случае не ограничивает его сущность. В действительности, любому специалисту в данной области очевидно, что могут быть внесены различные изменения и модификации заявленного изобретения в пределах представленной ниже формулы изобретения. В частности, свойства и особенности одного варианта осуществления настоящего изобретения могут использоваться для описания или иллюстрации другого варианта осуществления настоящего изобретения.
Следовательно, подразумевается, что настоящее изобретение включает такие свои варианты и модификации, которые попадают под представленную ниже формулу изобретения. Другие объекты, характерные особенности и аспекты настоящего изобретения, рассматриваются далее либо являются очевидными из представленного ниже детального описания. Любому специалисту в данной области очевидно, что настоящее обсуждение представляет собой лишь описание примерных вариантов осуществления настоящего изобретения без ограничения всей широты его сущности.
Определения
Используемый термин "низкое содержание лактозы" подразумевает, что содержание лактозы составляет менее 100%, включая 0% лактозы.
Термин "степень гидролиза" относится к количеству пептидных связей, которые разрушаются во время реакции ферментативного гидролиза. Измерения показывают количество специфических белковых связей, которые разрушаются во время гидролиза, выраженное в процентах от общего количества специфических белковых связей, которые присутствуют в интактном белке.
Термин "пробиотик" относится к микроорганизму, который оказывает благоприятное воздействие на организм хозяина.
Используемый термин "пребиотик" относится к нерасщепляемому пищевому ингредиенту, который благоприятно влияет на организм хозяина путем селективного стимулирования роста и/или активности одной или ограниченного числа бактерий в колонии, которые могут оказывать благоприятное воздействие на здоровье хозяина.
Термин "субъект" относится к любому млекопитающему, предпочтительно, к человеку.
Используемый термин "грудной ребенок" относится к человеку, чей возраст меньше одного года.
Используемый термин "молочная смесь" относится к композиции, которая полностью удовлетворяет питательные потребности ребенка и представляет собой заменитель женского молока. В США состав молочных смесей регламентируется постановлениями федерального агентства 21 C.F.R., Разделы 100, 106 и 107. Указанные постановления регулируют макронутриентный, витаминный, минеральный состав молочной смеси, а также уровни других компонентов для того, чтобы наилучшим образом воспроизвести свойства женского грудного молока.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение относится к новой молочной смеси для грудных детей. Новая формула имеет низкое содержание лактозы и содержит смесь частично гидролизованных белков сыворотки и казеина. Частичный белковый гидролизат молочной смеси имеет специфическое и уникальное молекулярно-массовое распределение; получаемый продукт отличается от известных из уровня техники.
Согласно одному варианту своего осуществления в настоящем изобретении раскрывается соотношение белок молочной сыворотки:казеин, которое аналогично соотношению в человеческом грудном молоке. Согласно определенному варианту осуществления настоящего изобретения соотношение белок молочной сыворотки:казеин составляет от 50:50 до 70:30. Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения соотношение белок молочной сыворотки:казеин составляет 60:40.
Белок молочной сыворотки, используемый в соответствии с настоящим изобретением, может быть получен из любого известного источника. Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения белок молочной сыворотки получают из низкокислотного сыра, концентрата белка молочной сыворотки (WPC), который получают при помощи ультрафильтрации (UF сыворотка), ионного обмена и/или электрофореза (ED сыворотка), или из любого изолята, который обрабатывают таким образом, чтобы уменьшить содержание лактозы.
Казеин, используемый в соответствии с настоящим изобретением, может быть также получен из любого известного источника. Например, казеин может представлять собой кислотный казеин, так и обезжиренное сухое молоко (NFM).
Как белок молочной сыворотки, так и казеин может быть разведен или преобразован в раствор, содержащий приблизительно от 20% до 25% твердых веществ, а также приблизительно от 40% до 50% белка по сухой массе.
Согласно настоящему изобретению углеводный компонент содержит от 0% до 60% лактозы. Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения углеводный компонент включает приблизительно от 15% до 55% лактозы. Согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения углеводный компонент включает приблизительно от 20% до 30% лактозы. Согласно еще одному определенному варианту осуществления настоящего изобретения углеводный компонент включает приблизительно от 1 до 25% лактозы. Согласно указанным вариантам осуществления настоящего изобретения источником углеводов может быть любой известный источник такой, как лактоза, глюкоза, сухая кукурузная патока, сухая рисовая патока и т.д. Согласно определенному варианту осуществления настоящего изобретения углеводный компонент включает приблизительно от 25% лактозы и приблизительно 75% сухой кукурузной патоки.
Лактоза может добавляться в молочную смесь или же присутствовать в естественных компонентах молочной смеси. Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения лактоза в естественном состоянии присутствует в сухом гидролизате. Согласно данному варианту осуществления настоящего изобретения углеводный компонент содержит приблизительно от 30% до 70% сухого гидролизата. Согласно определенному варианту осуществления настоящего изобретения приблизительно 50% сухого гидролизата входит в углеводный компонент.
Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения содержание лактозы равно 0%. Согласно данному варианту осуществления настоящего изобретения гидролизат обрабатывают при помощи любого известного способа для удаления лактозы. Альтернативно, для приготовления молочной смеси могут использоваться белковые ингредиенты, не содержащие лактозы.
Согласно настоящему изобретению белки гидролизуют при помощи протеолитического фермента, Протеазы N. Протеаза N "Amano" коммерчески доступна и поставляется компанией Amano Enzyme U.S.A. Co., Ltd., Elgin, IL. Протеаза N представляет собой композицию протеолитических ферментов, которые выделяют из бактерий вида Bacillus subtilis. Данный протеолитический порошок имеет характеристику "не менее 150000 единиц/г", это означает, что одна единица Протеазы N - это количество фермента, которое приводит к получению аминокислотного эквивалента, равного 100 микрограммам тирозина, в течение 60 минут при рН 7.0. Для получения молочной смеси, заявленной в соответствии с настоящим изобретением, Протеазу N используют в количестве приблизительно от 0.5% до приблизительно 1.0% по весу от общего количества белка, которое требуется гидролизовать.
Белковый гидролиз при помощи Протеазы N обычно осуществляют при температуре приблизительно от 50°С до 60°С. Гидролиз осуществляют в течение времени, которое является достаточным для достижения степени гидролиза приблизительно от 4% до 10%. Согласно определенному варианту осуществления настоящего изобретения гидролиз осуществляют в течение времени, которое является достаточным для достижения степени гидролиза приблизительно от 6% до 9%. Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения гидролиз осуществляют в течение времени, которое является достаточным для достижения степени гидролиза приблизительно 7.5%. Указанная степень гидролиза обычно достигается в течение получаса - трех часов.
Во время гидролиза необходимо поддерживать постоянный рН. Согласно способу, заявленному в соответствии с настоящим изобретением, рН доводят и поддерживают на уровне приблизительно от 6.5 до 8. Согласно определенному варианту осуществления настоящего изобретения поддерживают рН~7.0.
Для поддержания постоянного и оптимального уровня рН во время гидролиза могут использоваться растворы белка молочной сыворотки, казеина, вода и Протеаза N, каустический раствор гидроксида натрия и/или гидроксида калия. Если для достижения рН используется гидроксид натрия, количество добавляемого к раствору гидроксида натрия должно поддерживаться на уровне, чтобы общее содержание твердых веществ в конечном растворе было менее 0.3%. Для доведения рН раствора до желаемой величины также может использоваться 10% раствор гидроксида калия, который можно добавлять как до введения фермента, так и во время процесса гидролиза для поддержания оптимального рН.
Количество каустического раствора, которое добавляют к раствору во время белкового гидролиза, можно контролировать при помощи рН-стата или путем последовательного или пропорционального добавления каустического раствора. Гидролизат может быть получен при помощи стандартного серийного процесса или непрерывного процесса.
Для того чтобы удостовериться в качестве составляющих частично гидролизованного белка, его подвергают процессу деактивации ферментов для завершения процесса гидролиза. Этап деактивации ферментов может включать тепловую обработку при температуре приблизительно 82°С в течение приблизительно 10 минут. Альтернативно, фермент может быть деактивирован путем нагревания раствора до температуры приблизительно 92°С в течение 5 секунд. После завершения процесса деактивации фермента гидролизованный белок собирают и хранят в жидком состоянии при температуре менее 10°С.
Согласно одному варианту осуществления изобретения жидкий частично гидролизованный белок, полученный описанными способами, может использоваться самостоятельно или смешиваться с другими ингредиентами для получения молочной смеси. Альтернативно, частично гидролизованный белок может быть получен в форме порошка, который получают распылительным высушиванием жидкого гидролизованного белка. Высушенный таким образом гидролизованный белок затем может быть включен в молочную смесь. Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения жидкий частично гидролизованный белок может быть сконцентрирован при помощи выпаривания с последующей распылительной сушкой. Аналогично, полученный указанным образом гидролизованный белок может быть включен в молочную смесь. Молочная смесь, содержащая описанные частично гидролизованные белки, может быть создана при помощи любого известного способа получения молочных смесей, известного специалистам в данной области.
Молочная смесь, используемая в соответствии с настоящим изобретением, является сбалансированной по питательным веществам и содержит подходящие типы жиров, углеводов, белков, витаминов и минералов в нужных количествах.
Количество липидов или жиров может варьировать от 3 до 7 г/ 100 ккал. Источниками липидов могут быть любые известные источники, включая овощные масла такие, как пальмовое масло, соевое масло, пальмоелин, кокосовое масло, масло триглицеридов средних цепей, высокоолеиновое подсолнечное масло, высокоолеиновое сафлоровое масло и т.п. Количество белков обычно варьирует от 1 до 5 г/100 ккал. Количество углеводов обычно варьирует от 8 до 12 г/ 100 ккал.
Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения молочная смесь может содержать пробиотик. Согласно данному варианту осуществления настоящего изобретения может использоваться любой известный пробиотик. Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения пробиотик выбран из группы, включающей бактерии Lactobacillus и Bifidobacterium.
Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения молочная смесь может содержать один или более пребиотиков. Согласно данному варианту осуществления настоящего изобретения может использоваться любой известный пребиотик. К пребиотикам, которые могут использоваться в соответствии с настоящим изобретением, относятся лактулоза, галакто-олигосахарид, фрукто-олигосахарид, сизомалато-олигосахарид, олигосахариды соевых бобов, лактосукроза, ксило-олигосахарид и гентио-олигосахариды.
Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения молочная смесь может содержать другие компоненты такие, как длинноцепочечная полиненасыщенная жирная кислота (LCPUFA). К подходящим LCPUFA относятся, без ограничений указанными, α-линолевая кислота, γ-линолевая кислота, линолевая кислота, линоленовая кислота, эйкозапентаеновая кислота (ЕРА), арахидоновая кислота (ARA) и докозагексаеновая кислота (DHA). Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения молочная смесь содержит DHA. Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения молочная смесь содержит ARA. Согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения молочная смесь содержит как DHA, так и ARA.
Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения молочная смесь содержит DHA и ARA. Согласно данному варианту осуществления настоящего изобретения весовое соотношение ARA:DHA составляет, обычно, от 1:3 до 9:1. Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения указанное соотношение варьирует от 1:2 до приблизительно 4:1. Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения указанное соотношение варьирует от 2:3 до 2:1. Согласно определенному варианту осуществления настоящего изобретения данное соотношение составляет 2:1.
Эффективное количество DHA согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения варьирует, обычно, от 3 мг на кг массы тела в день до 150 мг на 1 кг массы тела в день. Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения указанное количество находится в пределах от 6 мг на 1 кг массы тела в день до 100 мг на 1 кг массы тела в день. Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения указанное количество варьирует от 10 мг на 1 кг массы тела в день до приблизительно 60 мг на 1 кг массы тела в день. Согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения указанное количество составляет от 15 мг на 1 кг массы тела до 30 мг на 1 кг массы тела в день.
Количество DHA в молочных смесях, используемых в соответствии с настоящим изобретением, обычно варьирует от 5 мг/100 ккал до 80 мг/100 ккал. Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения оно составляет от 10 мг/100 ккал до приблизительно 50 мг/100 ккал; согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения оно варьирует от 15 мг/100 ккал до 20 мг/100 ккал. Согласно определенному варианту осуществления настоящего изобретения количество DHA составляет приблизительно 17 мг/100 ккал.
Эффективное количество ARA согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения составляет, обычно, от 5 мг на 1 кг массы тела в день до 150 мг на 1 кг массы тела в день. Согласно одному варианту осуществления данного изобретения данное количество варьирует от 10 мг на 1 кг массы тела в день до 120 мг на 1 кг массы тела в день. Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения указанное количество находится в пределах от 15 мг на 1 кг массы тела в день до 90 мг на 1 кг массы тела в день. Согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения данное количество составляет от 20 мг на 1 кг массы тела в день до 60 мг на 1 кг массы тела в день.
Эффективное количество ARA согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения составляет, обычно, от 5 мг на 1 кг массы тела в день до 150 мг на 1 кг массы тела в день. Согласно одному варианту осуществления данного изобретения данное количество варьирует от 10 мг на 1 кг массы тела в день до 120 мг на 1 кг массы тела в день. Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения указанное количество находится в пределах от 15 мг на 1 кг массы тела в день до 90 мг на 1 кг массы тела в день. Согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения данное количество составляет от 20 мг на 1 кг массы тела в день до 60 мг на 1 кг массы тела в день.
Молочная смесь, обогащенная маслами, содержащими DHA и ARA, используемая в соответствии с настоящим изобретением, может быть получена с помощью стандартных технологий, хорошо известных специалистам в данной области. Например, указанные соединения могут быть добавлены в формулу путем замещения эквивалентного количества масла такого, как подсолнечное масло с высоким содержанием олеиновых кислот, обычно присутствующее в такой смеси. Или же, например, масла, содержащие DHA и ARA, могут быть добавлены в формулу путем замещения эквивалентного количества всех оставшихся жиров, которые обычно присутствуют в смесях, не включающих DHA и ARA.
Источниками DHA и ARA могут быть любые известные источники. Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения источниками DHA и ARA являются одноцепочечные масла, как описано в патентах США 5374567; 5550156 и 5397591. Однако настоящее изобретение не ограничивается только указанными маслами. DHA и ARA могут быть природными или синтетическими.
Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения источник почти полностью очищен от ЕРА. Например, согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения молочная смесь содержит менее 16 мг, ЕРА/100 ккал; согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения - менее 10 мг ЕРА/ 100 ккал; согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения - менее 5 мг ЕРА/100 ккал. Согласно одному особенному варианту осуществления настоящего изобретения молочная смесь не содержит ЕРА. Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения молочная смесь не содержит ЕРА, даже в следовых количествах.
Молочная смесь, заявленная в соответствии с настоящим изобретением, имеет определенное молекулярно-массовое распределение. Указанное молекулярно-массовое распределение придает смеси подходящие эмульгирующие и вкусовые качества по сравнению с другими частично гидролизованными белками, известными из области техники. Кроме того, было показано, что указанное определенное молекулярно-массовое распределение индуцирует меньший антительный IgG ответ, чем интактный белок молока.
Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения частично гидролизованный белок, заявленный в соответствии со способами настоящего изобретения, может быть включен в пищевую добавку. Частично гидролизованный белок может использоваться в жидкой форме и смешиваться с другими ингредиентами для получения жидкой пищевой добавки. Альтернативно, частично гидролизованный белок может быть высушен при помощи распылительной сушки и включен в порошковую пищевую добавку. Пищевая добавка, содержащая описанный частично гидролизованный белок, может быть получена при помощи способов создания пищевых добавок, хорошо известных специалистам в данной области.
Для определения молекулярно-массового распределения гидролизированных белков, полученных при помощи описанного выше белкового гидролиза, используется эксклюзионная хроматография размеров (SEC). Специфически, достаточное количество порошковой молочной смеси взвешивают для получения 0.5 грамм белка в 50 мл конической пробирке для центрифугирования. В пробирку добавляют воду до объема 45 мл. Смесь помещают в миксер Sarstedt D-5223 и перемешивают в течение одного часа. После перемешивания 1% белковый раствор получают путем добавления еще 5 мл воды в пробирку. Контрольный стандарт получают и перемешивают также в течение одного часа.
2
4
Отдельно в мензурку объемом 1000 мл добавляют 14.91 грамм хлорида калия (КСl). КСl растворяют путем добавления 700 мл воды в мензурку. Затем к раствору КСl (элюент) добавляют 250 мл ацетонитрила и 1.0 мл трифторуксусной кислоты. рН доводят до 3.0 при помощи 0.2М раствора КНРO.
Реакционную пробирку для HPLC наполняют, после чего пробирку отмывают элюентом с оставлением приблизительно 50 мл для растворения образцов и контрольных стандартов. Линии, полученные на аппарате Hitachi L-6200 A Intelligent Pump очищают элюентом и колонки эквилибрируют элюентом в течение одного часа.
После того как образцы перемешивают в течение одного часа, 5.0 мл каждого образца переносят при помощи пипетки в стеклянные пробирки с закручивающейся крышкой. В каждую пробирку при помощи пипетки также добавляют 5.0 мл дихлорметана. Пробирки закрывают и перемешивают при помощи инверсии 4 раза. Затем образцы центрифугируют в течение 5 минут при 200 Х g.
Пока образцы находятся в центрифуге контрольные стандарты 1-5 растворяют элюентом (800 мкл+3200 мкл). Приблизительно 1 мл каждого стандарта при помощи пипетки переносят в каждую из двух колб для автоматического отбора, колбы закрывают.
Верхний (водный) слой центрифугированных образцов 1-10 растворяют элюентом (100 мкл+900 мкл). Колбы помещают на поддон в автоматический пробоотборник в следующей последовательности: пустая колба, стандарт, образцы и второй стандарт. Поддон помещают в автоматический пробоотборник Hitachi. Общее количество колб, которые подвергаются анализу, вводится в программу при помощи кнопок, располагающихся на передней панели прибора, после чего образцы исследуют. Результаты показывают молекулярно-весовой профиль белков.
Согласно одному варианту осуществлению настоящего изобретения частично гидролизованный белок, заявленный в соответствии с настоящим изобретением, имеет среднюю молекулярную массу 2000, распределение белков по молекулярному весу представлено в Таблице 1.
Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения белки в частично гидролизованном белке, заявленном в соответствии с настоящим изобретением, распределяются по молекулярному весу, как представлено в Таблице 2.
Таблица 2
Молярная масса (в дальтонах)
Распределение белков по молекулярному весу, %
<500
17
500-1000
36.6
1000-2000
30
2000-3000
9.6
3000-5000
4.2
>5000
2.8
В представленных ниже примерах описаны некоторые варианты осуществления настоящего изобретения. Другие варианты осуществления настоящего изобретения, в пределах представленной ниже формулы изобретения, будут очевидны специалистам в данной области. Подразумевается, что специфические варианты осуществления настоящего изобретения, а также примеры их реализации, представлены исключительно с целью иллюстрации и лучшего понимания настоящего изобретения и находятся в пределах представленной ниже формулы изобретения без ограничения его объема и сущности. Во всех представленных ниже примерах, если дополнительно не оговаривается иное, все данные выражены в процентах от массы.
Пример 1
Данный пример иллюстрирует способ получения частично гидролизованного белка. Изначально 60.3 кг сухих немолочных соединений (молочный порошок) и 37.4 кг концентрата белка сыворотки (60%) перемешивают в баке, содержащем воду, при 54°С. Общее содержание твердых соединений в смеси составляет от 20% до 23%. После этого измеряют рН смеси. К смеси добавляют гидроксид калия и натрия, чтобы довести рН смеси до 7.0. После установления рН к смеси добавляют 0.5 кг фермента Amano N, после чего рН снова доводят до 7.0 при помощи гидроксида натрия и гидроксида калия. Общее количество гидроксида натрия, добавляемого к смеси, составляет 0.3 кг. Общее количество гидроксида калия, добавляемого к смеси, составляет 1.5 кг.
Реакцию гидролиза осуществляют в течение 90 минут, отсчет времени начинают с момента добавления фермента Amano N. По окончании 90 минут смесь нагревают для инактивации фермента. Этап нагревания включает повышение температуры смеси до 82°С в течение 10 минут. Степень гидролиза, достигаемого в данном примере, составляет от 6% до 9%. После этого смесь охлаждают и высушивают распылительной сушкой для получения порошкового гидролизованного белка.
Пример 2
В данном примере описываются возможные ингредиенты, которые могут использоваться для приготовления молочной смеси, заявленной в соответствии с настоящим изобретением.
Таблица 3: Рецепт одного из возможных вариантов получения гидролизованного белка
Ингредиент
кг на 100 кг сухого гидролизата
Обезжиренные твердые соединения молока
60.3
Концентрат сывороточного белка
37.4
Гидроксид калия
1.5
Фермент (Amano N)
0.5
Гидроксид натрия
0.3
3
1
6
12
К ингредиентам, представленным в Таблице 3, могут быть добавлены витамины. Например, в молочную смесь могут добавляться следующие витамины: витамин А, витамин D, витамин Е, витамин K, тиамин, рибофлавин, витамина В гидрохлорид, витамин В, ниацинамид, фолиевая кислота, пантотенат кальция, биотин и аскорбиновая кислота.
К ингредиентам, представленным в Таблице 3, могут быть добавлены минералы. Например, в молочную смесь могут быть добавлены следующие минералы: фосфат кальция, глицерофосфат кальция, глюконат кальция, цитрат натрия, хлорид калия, цитрат калия, фосфат калия, фосфат магния, сульфат железа, сульфат цинка и сульфат меди.
Пример 3
В данном примере иллюстрируется стимулирующий эффект частично гидролизованного белка, полученного в Примере 1, на IgG-антительный ответ. В семи педиатрических исследованиях в различных точках США принимали участие 323 младенца. В исследовании принимали участие здоровые доношенные дети, которых отбирали для исследования через короткий промежуток времени после рождения.
Младенцев, чьи матери выражали желание кормить грудью, объединяли в группу А. Младенцев, чьи матери отказались от грудного вскармливания, двойным слепым способом разделяют на две группы В и С. Младенцы из группы В получали молочную смесь, содержащую частично гидролизованный белок, полученный, как описано в Примере 1. Младенцы из группы С получали коммерчески доступную молочную смесь на основе молока с преобладанием сывороточного белка (Enfamil, предоставляется компанией Mead Johnson Co., Evansville, IN). В обеих молочных смесях содержится одинаковое количество белков, углеводов и жиров.
Детей оценивают с месячными интервалами, до 4-х месяцев во всех точках осуществления исследования, и до 6-ти и 8-ми месячного возраста в трех точках из семи. Кровь на анализ берут на 3, 6 и 8 месяц для определения сывороточных антител к молоку. Антитела класса IgE к белкам молока подсчитывают при помощи твердофазного иммуноферментного анализа с использованием биотина-авидина; антитела класса IgG к белкам молока подсчитывают при помощи твердофазного иммуноферментного анализа, описанного у Burks, et al., Burks, A.W., et al., Antibody Response to Milk Protein in Patients with Milk Protein Intolerance Documented by Challenge, J. Allergy Clin. Immunol. 85:921-927 (1990). Дополнительный анализ крови осуществляют для измерения уровней ферритина и гемоглобина и определения гематокрита у младенцев, которых обследуют в возрасте 8 месяцев.
Средняя концентрация антител класса IgG в молоке была сравнима во всех группах на момент начала исследования. Однако увеличение уровня IgG антител к белкам молока было существенным в группе детей, получавших молочную смесь С, по сравнению с детьми на грудном вскармливании (группа А) или с детьми из группы В. Указанная низкая концентрация антител класса IgG к белкам молока в группе В указывает на выраженный стимулирующий эффект интактных белков коровьего молока на IgG-антительный ответ (группа С). Таким образом, можно сделать вывод, что частично гидролизованный белок молока (группа В) обладает пониженным иммуногенным потенциалом.
На момент начала исследования среди описанных трех групп не было выявлено существенных различий в концентрации сывороточных IgE антител к белкам молока. Также не было выявлено существенных различий в концентрации IgE у младенцев на разных режимах вскармливания во время исследования. Средние уровни ферритина, гематокрита и гемоглобина находились в пределах нормы у детей в возрасте 8 месяцев, среди трех групп также не было выявлено существенных различий.
Пример 4
В данном примере иллюстрируется определенный вариант молочной смеси, обогащенной частично гидролизованным белком, заявленным в соответствии с настоящим изобретением. В данном примере содержание лактозы в углеводном компоненте составляет приблизительно 23.5%.
Таблица 4: Питательный состав молочной смеси
Ингредиент
На 100 кг
Твердая кукурузная патока
44.256 кг
Частично гидролизованные NFM и WPC твердые вещества
26.865 кг
Смесь жиров
26.628 кг
Смесь одноклеточных масел ARA и DHA
0.709 кг
Карбонат кальция
0.400 кг
Фосфат кальция, трехосновной
0.200 кг
Хлорид калия
0.200 кг
Хлорид холина
0.134 кг
Фосфат магния
0.100 кг
L-карнитин
0.010 кг
Аскорбиновая кислота
162.900 г
Инозитол
39.887 г
Таурин
33.875 г
Токоферола ацетат
25.278 г
Витамин А
7.871 г
Ниацинамид
6.475 г
Витамин-K<sub>1</sub>
5.454 г
Пантотенат кальция
3.299 г
Витамин В<sub>12</sub>
2.122 г
Биотин в порошке
1.608 г
Витамин D<sub>3</sub>
0.969 г
Рибофлавин
0.755 г
Тиамин НСl
0.601 г
Пиридоксин НСl
0.518 г
Фолиевая кислота
0.122 г
Сульфат железа, гептагидрат
49.600 г
Лактоза
138.017 г
Сульфат цинка
16.422 г
Селенит натрия
0.018 г
Сульфат меди
1.688 г
Сульфат марганца
0.239 г
В данном примере лактоза в натуральном виде присутствует в частично гидролизованном твердом NFM и WPC. Более специфично, приблизительно 50% частично гидролизованного твердого NFM и WPC содержит лактозу. Следовательно, количество лактозы к твердом NFM и WPC составляет приблизительно 13.433 кг. Дополнительное количество лактозы в композиции составляет 138.017 г. Таким образом общее содержание лактозы в молочной смеси составляет приблизительно 13.571 кг.
В молочной смеси содержание твердой кукурузной патоки составляет 44.256 кг. Общее содержание углеводов в смеси составляет 57.827 кг, лактоза составляет только 13.571 кг от общего содержания. Таким образом, содержание лактозы составляет приблизительно 23.5% от общего содержания углеводов в молочной смеси.
Все ссылки, приведенные в данном описании, в том числе на публикации, патенты, патентные заявки, отчеты, обзоры, рукописи, тезисы, брошюры, книги, сайты Интернета, журнальные статьи, периодические издания и т.д., включены в описание исключительно в качестве цитируемого материала. Обсуждение ссылок имеет целью просуммировать утверждения авторов указанных публикаций и здесь не делается каких-либо допущений по поводу их вхождения в уровень техники. Заявителю оставляют право оспорить точность и достоверность цитируемых источников информации. Раскрытые в описании и другие модификации и варианты настоящего изобретения могут быть осуществлены специалистом в данной области знаний без выхода за пределы объема изобретения, который отражен в формуле. Кроме того, должно быть понятно, что различные аспекты и воплощения изобретения могут быть частично или полностью изменены без изменения его сущности. Специалисту в данной области также ясно, что приведенное в данной заявке описание изобретения служит исключительно иллюстративным целям и ни в коей мере не ограничивает объема изобретения, сущность которого выражена в формуле. Таким образом, содержание и широта притязаний формулы изобретения не ограничивается описанием, которое характеризует предпочтительные воплощения изобретения.