ВЫСОКОКАЛОРИЙНАЯ ПИТАТЕЛЬНАЯ ДОБАВКА
HIGH-CALORIC NUTRITIVE SUPPLEMENT

Область техники, к которой относится изобретение
В общем смысле изобретение касается питательных добавок, более конкретно - высококалорийной питательной добавки, содержащей изолят молочного белка и/или белок канолы в качестве основного или единственного источника белка. Изобретение касается также способов производства и приема такой питательной добавки.
Уровень техники
Любой индивидуум получает калории из трех основных источников - белков, жиров и углеводов. Подбор правильного соотношения между этими источниками калорий в рационе питания индивидуума зависит от ряда факторов, включая, например, возраст индивидуума, уровень его физической активности и те заболевания, расстройства или состояния, которыми может страдать индивидуум. Например, индивидуумам старшего возраста обычно требуется меньшее общее количество калорий и меньше калорий за счет жира, чем молодым индивидуумам.
Питательные добавки были разработаны с целью увеличения общего количества потребляемых калорий и/или изменения соотношения между белками, жирами и углеводами в рационе питания индивидуума. У больных индивидуумов может отмечаться пониженный аппетит, поэтому им будет полезна питательная добавка с высоким содержанием калорий, способная обеспечить достаточное общее количество калорий в ограниченном объеме.
В частности, индивидуумы, страдающие потерей веса, могут только выиграть от приема высококалорийных питательных добавок. Примерами заболеваний, расстройств и состояний, которые сопровождаются потерей веса или приводят к потере веса, являются, например, нервная анорексия, болезни, вызывающие истощение, включая рак, синдром приобретенного иммунодефицита (СПИД) и саркопения (связанная с возрастом потеря мышечной массы); хроническая болезнь; функциональные расстройства, включая психические расстройства и физическую немощь; ухудшение умственной способности и раны.
Большинство случаев непреднамеренной потери веса включают потери мышечной массы. В таких случаях питательные добавки, содержащие повышенную долю белков и/или аминокислот, могут быть особенно полезны, поскольку обеспечивают материал для образования новой мышечной ткани. Однако увеличение как общего содержания калорий, так и содержания белка в питательной добавке может привести к увеличению вязкости добавки. Это может стать особенно проблематичным в случае добавок, принимаемых перорально или энтеральным путем. Кроме того, добавки с высоким содержанием белка могут обладать неприемлемым вкусом, что создает дополнительную проблему для перорально принимаемых добавок.
Белок молока обеспечивает высокую концентрацию усвояемых аминокислот и поэтому идеально подходит для включения в качестве источника белка в питательные добавки. Если говорить более конкретно, то белок молока поставляет как медленно всасывающиеся (казеин), так и быстро всасывающиеся (белок молочной сыворотки) белки. Такой белковый компонент, как медленно всасывающийся казеин, способствует отложению белка после каждого приема пищи за счет ингибирования распада белка без чрезмерного повышения концентраций аминокислот. Быстро всасывающийся белковый компонент (белок молочной сыворотки) стимулирует синтез белка. Поэтому регулирование соотношения между казеином и сывороточными белками позволяет контролировать содержание белка с учетом потребностей в нем каждого конкретного индивидуума. Например, включение в питательную добавку повышенного количества сывороточного белка будет способствовать образованию мышечной ткани, что особенно предпочтительно для индивидуумов, страдающих потерей мышечной ткани.
Как объяснялось выше, повышенное содержание белка может привести к увеличению вязкости питательной добавки. Это в полной мере относится к молочному белку, соевому белку и казеинатам. Попытки адекватно снизить вязкость добавки путем проведения тепловой обработки в котле с соответствующим временем выдержки, высокотемпературной кратковременной (ВТКВ) обработки и стерилизации, например, с применением прямой инжекции пара (ПИП) или ультравысокотемпературной (УВТ) обработки в автоклаве либо полностью провалились, либо приводили к нежелательным результатам, в частности, к сжиганию белков, повышенной вязкости, к неприемлемым вкусовым качествам, таким как мучнистая консистенция, пригорелый вкус, разделение продукта на фазы и его набухание. Поэтому в высокобелковых питательных добавках стали использовать в качестве источника белка другие белки, а не молочный белок, такие как соевый белок и казеинаты, и ограничивать содержание калорий в этих добавках. Однако использование указанных белков в качестве источника белка имеет существенные недостатки. Например, по сравнению с молочным белком соевый белок имеет дефицит метионина, лизина и аминокислот с разветвленной цепью (лейцина, изолейцина и валина). Вдобавок присутствие в соевом белке ингибиторов трипсина отрицательно влияет на его перевариваемость и, следовательно, на его биодоступность. Вследствие этого соевый белок обычно рассматривается как источник белка более низкого качества, чем молочный белок.
Белки канолы использовались в кормах для скота, а не для пищевых целей, поэтому и не существует предыстории потребления их для питания человека. Канола ранее была известна как рапсовое семя. Семена рапса богаты эруковой кислотой, токсином для млекопитающих с однокамерным желудком. Было выведено растение, содержащее эруковую кислоту, что привело к крупным ежегодным посадкам канолы (слово произошло от выражения Canadian oil (канадское масло)). Поскольку предыстории потребления на пищевые цели не было, остаток растительного сырья после производства масла канолы шел на корм животным. Совсем недавно компаниям удалось установить отличное качество аминокислотного профиля белков семян канолы.
Таким образом, существует потребность в высококалорийной питательной добавке, содержащей источник высококачественного белка, который не имеет дефицита указанных выше аминокислот.
Раскрытие изобретения
Изобретение обеспечивает питательную добавку, содержащую источник белка, включающий изолят молочного белка и/или белки канолы, а также соответствующие способы ее производства и применения при лечении дефицита питательных веществ у индивидуума.
В первом аспекте изобретение обеспечивает питательную добавку, содержащую источник белка, включающий изолят молочного белка и/или белки канолы; источник жира и источник углевода и имеющую содержание калорий примерно от 2,25 до 3,25 калорий/миллилитр и вязкость ниже примерно 120 сантипуаз (сП).
Во втором аспекте изобретение обеспечивает способ производства жидкой питательной добавки, предусматривающий приготовление смеси из воды и источника белка, включающего изолят молочного белка и/или белки канолы; подвергание смеси обработке прямой инжекцией пара (ПИП) и гомогенизацию смеси, в котором жидкая питательная добавка имеет вязкость ниже примерно 120 сП.
В третьем аспекте изобретение обеспечивает метод лечения дефицита питательных веществ у индивидуума, предусматривающий прием индивидуумом питательной добавки, содержащей источник белка, включающий изолят молочного белка и/или белки канолы; источник жира и источник углевода, в котором питательная добавка имеет содержание калорий примерно от 2,25 до 3,25 кал/мл и вязкость ниже примерно 100 сП.
Раскрытые выше аспекты настоящего изобретения помогают решить вышеописанные и другие, не обсуждаемые здесь, проблемы, с которыми может столкнуться квалифицированный специалист.
Краткое описание фигур
Эти и другие отличительные признаки настоящего изобретения станут очевидны из нижеследующего подробного описания различных аспектов изобретения вкупе с прилагаемым чертежом, которые отражают различные варианты практического воплощения изобретения, в частности, на чертеже схематически представлен показательный пример способа по изобретению.
Следует заметить, что чертеж выполнен не в масштабе, а предназначен только для иллюстрации типичных аспектов изобретения и, следовательно, не должен рассматриваться как лимитирующий масштаб изобретения.
Подробное описание изобретения
Как указывалось выше, изобретение обеспечивает высококалорийную питательную добавку, содержащую изолят молочного белка и/или белок канолы в качестве основного или единственного источника белка. Изобретение обеспечивает также способы производства и приема указанной питательной добавки.
В контексте описания термины "лечение" и "лечить" относятся как к профилактическому или превентивному лечению, так и к радикальному или изменяющему ход болезни лечению, включая лечение пациентов с повышенным риском развития болезни или с подозрением на возникновение болезни, а также пациентов, которые уже больны или у которых диагностирована болезнь или болезненное состояние. Термины "лечение" и "лечить" включают также поддержку и/или укрепление здоровья индивидуума, не страдающего какой-либо болезнью, но который может быть восприимчив к развитию нездорового состояния, такого как дисбаланс азота, потеря мышечной массы или потеря веса.
Следовательно, "эффективное количество" обозначает количество, которое лечит болезнь или болезненное состояние индивидуума либо в более общем смысле обеспечивает питательную, физиологическую или лечебную поддержку индивидуума. Кроме того, хотя термины "индивидуум" и "пациент" зачастую употребляются в описании как относящиеся к человеку, изобретение не ограничивается только человеком. Поэтому термины "индивидуум" и "пациент" соответственно относятся к любому млекопитающему, страдающему болезненным состоянием, или с повышенным риском развития болезненного состояния, такого как потеря веса.
Обработка изолята молочного белка и/или белка канолы прямой инжекцией пара
Неожиданно было обнаружено, что обработка изолята молочного белка и/или белка канолы с применением прямой инжекции пара (ПИП) снижает вязкость белка до уровня, который делает пригодным указанный белок к использованию в питательной добавке, в частности, в перорально принимаемой питательной добавке. ПИП применяется в пищевой промышленности с начала 1930-х годов. Принцип такой обработки хорошо известен квалифицированному в данной области техники специалисту и подробно не рассматривается здесь.
Возвращаясь к чертежу, необходимо сказать, что на нем представлена схема способа производства жидкой питательной добавки по одному из вариантов практического воплощения изобретения. На начальной стадии S1 проводится перемешивание белковой суспензии, содержащей воду и источник белка, включающий изолят молочного белка и/или белка канолы. В большинстве случаев перед смешиванием с источником белка вода нагревается до температуры примерно от 48,9°С до 87,8°С, предпочтительно - примерно от 51,7°С до 79,4°С, более предпочтительно - примерно от 54,4°С до 65,6°С и наиболее предпочтительно - примерно от 57,2°С до 62,8°С. Белковая суспензия может содержать также любое количество традиционно использующихся ингредиентов, включая, например, пеногасители, цитрат(ы), источник жира, источник углевода, эмульгаторы, витамины, минералы и вкусоароматические добавки. Предпочтительно белковая суспензия стадии S1 включает по меньшей мере нагретую воду и источник белка, включающий изолят молочного белка. Если требуется использовать пеногаситель, то он предпочтительно вводится в белковую суспензию на стадии S1.
На необязательной стадии S2 в белковую суспензию добавляются традиционно использующиеся ингредиенты, которые не были добавлены в белковую суспензию на стадии S1, или дополнительные количества ингредиентов, добавленных на стадии S1, и полученная общая смесь перемешивается. Как отмечалось выше, такие ингредиенты могут включать, например, цитрат(ы), источник жира, источник углевода, эмульгаторы, витамины, минералы и вкусоароматические добавки. Если в смесь ингредиентов требуется добавить один или более цитратов, то они предпочтительно добавляются на стадиях S1 или S2.
На стадии S3 смесь ингредиентов стадии S1 и необязательно стадии S2 подвергается обработке прямой инжекцией пара (ПИП). Предпочтительно стадия ПИП по настоящему изобретению включает нагревание смеси ингредиентов до температуры около 121,1°С в течение примерно 45 секунд с последующим мгновенным охлаждением в вакуум-камере примерно до 71,1°С.
На необязательной стадии S4 к смеси ингредиентов добавляются ингредиенты, которые не были добавлены на стадиях S1 или S2, либо дополнительные количества ингредиентов, добавленных на указанных стадиях. Как отмечалось выше, такие ингредиенты могут включать, например, источник жира, источник углевода, эмульгаторы, витамины, минералы и вкусоароматические добавки. Если требуется добавить источник жира, источник углевода или эмульгаторы, то они предпочтительно добавляются на стадиях S1, S2 или S4.
2
2
На стадии S5 смесь ингредиентов гомогенизируется. Может применяться любой способ гомогенизации. Однако предпочтительным способом гомогенизации по настоящему изобретению является двухступенчатая гомогенизация при давлении примерно 175,8 кг/см и 35 кг/см. Необязательно стадия S5 может включать более одной гомогенизации смеси ингредиентов.
На необязательной стадии S6 к смеси ингредиентов добавляются ингредиенты, которые не были добавлены на стадиях S1, S2 или S4, либо дополнительные количества ингредиентов, добавленных на указанных стадиях. Как отмечалось выше, такие ингредиенты могут включать, например, витамины, минералы и вкусоароматические добавки.
На необязательной стадии S7 смесь ингредиентов вторично гомогенизируется. Способ гомогенизации и/или параметры необязательной стадии S7 могут быть такими же, что и на стадии S5, или отличаться от параметров на стадии S5. Если стадия S7 проводится, то она включает охлаждение смеси ингредиентов до температуры ниже примерно 7,2°С с последующей гомогенизацией. Если же необязательная стадия S7 не проводится, то смесь ингредиентов может охлаждаться до температуры ниже примерно 7,2°С, а затем гомогенизироваться на стадии S5 или после добавления дополнительных ингредиентов на необязательной стадии S6. В любом случае смесь ингредиентов может необязательно поддерживаться в течение примерно до 36 часов при температуре ниже примерно 7,2°С.
В заключение смесь ингредиентов подвергается либо асептическому процессу на стадии S8 или процессу автоклавирования на стадии S9. Асептический процесс стадии S8 может включать, например, ультравысокотемпературную (УВТ) обработку или ПИП-обработку при температуре выше примерно 137,8°С с последующей стерильной гомогенизацией. Затем осуществляется асептический розлив готовой добавки в пакеты тетра-брик, консервные банки, бутылки или в другой подходящий контейнер, известный из уровня техники.
Процесс автоклавирования стадии S9 может включать, например, розлив готовой добавки в консервные банки, бутылки или другой подходящий контейнер, известный из уровня техники, и последующую стерилизацию в автоклаве.
Добавки, изготовленные способом, представленным на чертеже, имеют более низкую вязкость, чем известные добавки, содержащие изолят молочного белка. В большинстве случаев добавки, изготовленные по изобретению, имеют вязкость ниже примерно 120 сП, предпочтительно - ниже примерно 100 сП, более предпочтительно - примерно от 50 сП до 90 сП, наиболее предпочтительно - примерно от 50 сП до 75 сП. В дополнение к этому ПИП-обработка изолята молочного белка или других источников белка на ранней стадии производственного процесса способствует значительному снижению вязкости смеси ингредиентов в продолжение остальных стадий производственного процесса. В некоторых случаях вязкость, имеющая место до начала производственного процесса, может снизиться на 500-1000 сП при 10°С. Это дает большое преимущество при крупномасштабном производстве добавки, поскольку облегчает транспортирование добавки с одной стадии производственного процесса на другую, например, перекачивание добавки насосом из резервуара для выдержки к месту окончательной гомогенизации или стерилизации.
Нижеприведенные примеры служат лишь иллюстрацией изобретения и ни в коей мере не ограничивают способы производства добавки по изобретению.
Пример 1
Нагреть воду до 60°С-81,2°С. Добавить белок и пеногаситель; перемешать.
Добавить цитрат(ы) и перемешать.
Стерилизовать прямой инжекцией пара (ПИП) при 121,1°С в течение 45 сек и мгновенно охладить в вакуум-камере до ~71,1°С.
Добавить углеводы и жиры/эмульгаторы; перемешать.
Добавить витамины, минералы и вкусоароматические добавки; перемешать.
2
Гомогенизировать при 175,8/35 кг/см.
Охладить до <7,2°С.
Продукт может храниться в течение 0-36 часов при <7,2°С.
УВТ (ультравысокотемпературная)- или ПИП-обработка при >137,8°С и стерильная гомогенизация.
Асептический розлив в пакеты тетра-брик, консервные банки или бутылки.
Пример 2
Нагреть воду до 60°С-81,2°С. Добавить белок и пеногаситель; перемешать.
ПИП при 121,1°С в течение 45 сек и мгновенно охладить в вакуум-камере до ~71,1°С.
Добавить углеводы и жиры/эмульгаторы; перемешать.
Добавить витамины, минералы и вкусоароматические добавки; перемешать.
2
Гомогенизировать при 175,8/35 кг/см.
Охладить до <7,2°С.
Продукт может храниться в течение 0-36 часов при <7,2°С.
УВТ- или ПИП-обработка при >137,8°С и стерильная гомогенизация.
Асептический розлив в пакеты тетра-брик, консервные банки или бутылки.
Пример 3
Нагреть воду до 60°С-81,2°С. Добавить белок, жир, эмульгаторы и пеногаситель; перемешать.
ПИП при 121,1°С в течение 45 сек и мгновенно охладить в вакуум-камере до ~71,1°С.
2
Гомогенизировать при 175,8/35 кг/см.
Добавить углеводы; перемешать.
Добавить витамины, минералы и вкусоароматические добавки; перемешать.
2
Гомогенизировать при 175,8/35 кг/см.
Охладить до <7,2°С.
Продукт может храниться в течение 0-36 часов при <7,2°С.
УВТ- или ПИП-обработка при >137,8°С и последующая гомогенизация.
Асептический розлив в пакеты тетра-брик, консервные банки или бутылки.
Пример 4
Нагреть воду до 60°С-81,2°С. Добавить белок, жир, углевод, эмульгаторы и пеногаситель; перемешать.
ПИП при 121,1°С в течение 45 сек и мгновенно охладить в вакуум-камере до ~71,1°С.
2
Гомогенизировать при 175,8/35 кг/см.
Добавить витамины, минералы и вкусоароматические добавки; перемешать.
Охладить до <7,2°С.
Продукт может храниться в течение 0-36 часов при <7,2°С.
УВТ- или ПИП-обработка при >137,8°С и последующая гомогенизация.
Асептический розлив в пакеты тетра-брик, консервные банки или бутылки.
Пример 5
Нагреть воду до 60°С-81,2°С. Добавить белок, углевод и пеногаситель; перемешать.
ПИП при 121,1°С в течение 45 сек и мгновенно охладить в вакуум-камере до ~71,1°С.
Добавить жир и эмульгаторы.
2
Гомогенизировать при 175,8/35 кг/см.
Добавить витамины, минералы и вкусоароматические добавки; перемешать.
Охладить до <7,2°С.
Продукт может храниться в течение 0-36 часов при <7,2°С.
УВТ- или ПИП-обработка при >137,8°С и последующая гомогенизация.
Асептический розлив в пакеты тетра-брик, консервные банки или бутылки.
Пример 6
Нагреть воду до 60°С-81,2°С. Добавить белок, углевод, жир, эмульгаторы, минералы, некоторые витамины и пеногаситель; перемешать.
ПИП при 121,1°С в течение 45 сек и мгновенно охладить в вакуум-камере до ~71,1°С.
2
Гомогенизировать при 175,8/35 кг/см.
Добавить витамины и вкусоароматические добавки; перемешать.
Охладить до <7,2°С.
Продукт может храниться в течение 0-36 часов при <7,2°С.
УВТ- или ПИП-обработка при >137,8°С и последующая гомогенизация.
Асептический розлив в пакеты тетра-брик, консервные банки или бутылки.
Пример 7
Нагреть воду до 60°С-81,2°С. Добавить белок и пеногаситель; перемешать.
Добавить цитрат(ы) и перемешать.
ПИП при 121,1°С в течение 45 сек и мгновенно охладить в вакуум-камере до ~71,1°С.
Добавить углеводы и жиры/эмульгаторы; перемешать.
Добавить витамины, минералы и вкусоароматические добавки; перемешать.
2
Гомогенизировать в две стадии при 175,8/35 кг/см.
Охладить до <7,2°С.
Продукт может храниться в течение 0-36 часов при <7,2°С.
Розлив в консервные банки или бутылки и стерилизация в автоклаве.
Пример 8
Нагреть воду до 60°С-81,2°С. Добавить белок и пеногаситель; перемешать.
ПИП при 121,1°С в течение 45 сек и мгновенно охладить в вакуум-камере до ~71,1°С.
Добавить углеводы и жиры/эмульгаторы; перемешать.
Добавить витамины, минералы и вкусоароматические добавки; перемешать.
2
Гомогенизировать в две стадии при 175,8/35 кг/см.
Охладить до <7,2°С.
Продукт может храниться в течение 0-36 часов при <7,2°С.
Розлив в консервные банки или бутылки и стерилизация в автоклаве.
Пример 9
Нагреть воду до 60°С-81,2°С. Добавить белок, жир, эмульгатор и пеногаситель; перемешать.
ПИП при 121,1°С в течение 45 сек и мгновенно охладить в вакуум-камере до ~71,1°С.
2
Гомогенизировать при 175,8/35 кг/см.
Добавить углеводы; перемешать.
Добавить витамины, минералы и вкусоароматические добавки; перемешать.
2
Гомогенизировать при 175,8/35 кг/см.
Охладить до <7,2°С.
Продукт может храниться в течение 0-36 часов при <7,2°С.
Розлив в консервные банки или бутылки и стерилизация в автоклаве.
Пример 10
Нагреть воду до 60°С-81,2°С. Добавить белок, жир, углевод, эмульгаторы и пеногаситель; перемешать.
ПИП при 121,1°С в течение 45 сек и мгновенно охладить в вакуум-камере до ~71,1°С.
2
Гомогенизировать при 175,8/35 кг/см.
Добавить углеводы; перемешать.
Добавить витамины, минералы и вкусоароматические добавки; перемешать.
2
Гомогенизировать при 175,8/35 кг/см.
Охладить до <7,2°С.
Продукт может храниться в течение 0-36 часов при <7,2°С.
Розлив в консервные банки или бутылки и стерилизация в автоклаве.
Пример 11
Нагреть воду до 60°С-81,2°С. Добавить белок, углевод и пеногаситель; перемешать.
ПИП при 121,1°С в течение 45 сек и мгновенно охладить в вакуум-камере до ~71,1°С.
Добавить жир и эмульгаторы.
2
Гомогенизировать в две стадии при 175,8/35 кг/см.
Добавить витамины, минералы и вкусоароматические добавки; перемешать.
Охладить до <7,2°С.
Продукт может храниться в течение 0-36 часов при <7,2°С.
Розлив в консервные банки или бутылки и стерилизация в автоклаве.
Пример 12
Нагреть воду до 60°С-81,2°С. Добавить белок, углевод, жир, эмульгаторы, минералы, некоторые витамины и пеногаситель; перемешать.
ПИП при 121,1°С в течение 45 сек и мгновенно охладить в вакуум-камере до ~71,1°С.
2
Гомогенизировать в две стадии при 175,8/35 кг/см.
Добавить витамины и вкусоароматические добавки; перемешать.
Охладить до <7,2°С.
Продукт может храниться в течение 0-36 часов при <7,2°С.
Розлив в консервные банки или бутылки и стерилизация в автоклаве.
Высококалорийная питательная добавка
Изобретение касается также питательных добавок, содержащих источник белка, включающий изолят молочного белка и/или белок канолы, и имеющих вязкость, позволяющую принимать эти добавки перорально. Питательные добавки по изобретению могут изготавливаться вышеописанным способом или любым другим способом.
Питательные добавки по изобретению в большинстве случаев характеризуются высокой плотностью распределения калорий - примерно от 2,25 до 3,25 кал/мл. Источник белка обеспечивает примерно от 10% до 22% общего количества калорий в добавке, источник жира - примерно от 34% до 55%, а источник углеводов - примерно от 25% до 55% общего количества калорий в добавке.
Табл. 1 демонстрирует типичные пределы колебаний количества ингредиентов в питательных добавках по изобретению.
Питательные добавки по изобретению содержат изолят молочного белка и/или белок канолы в качестве основного или единственного источника белка. Как отмечалось выше, при производстве добавки способом по изобретению ПИП-обработка снижает вязкость добавки, что позволяет использовать изолят молочного белка в качестве источника белка и восполнить, тем самым, дефицит аминокислот в добавках, известных из уровня техники. Питательные добавки по изобретению могут также включать в качестве источника белка один или более из общего белка молока, концентрата молочного белка, изолята соевого белка, гидролизата белка молочной сыворотки и свободных аминокислот. Источник белка может включать белки канолы, такие как Supertein (фракция 2S белка канолы) и Puratein (фракция 12S белка канолы) от ADM. Источник белка может включать аминокислоты с разветвленной цепью (АКРЦ) (т.е. лейцин, изолейцин и/или валин) в любой форме, например в форме свободных аминокислот; нативные белки в форме дипептидов, трипептидов, фракционированного белка или гидролизованного белка; в обогащенной форме (изолят белка) и/или в форме соли. Равным образом АКРЦ могут вводиться в любую комбинацию перечисленного. При введении АКРЦ в питательную добавку по изобретению их количество предпочтительно составляет по меньшей мере примерно от 5% до 50% от массы источника аминного азота (т.е. % общего количества аминокислот и, следовательно, % общего количества калорий за счет источника белка), более предпочтительно - по меньшей мере примерно от 10% до 40% от указанной массы, еще более предпочтительно - по меньшей мере примерно от 15% до 35% от указанной массы и наиболее предпочтительно - по меньшей мере примерно от 22% до 35% от указанной массы.
В дополнение к этому питательные добавки по изобретению могут содержать также источник жира (например, одно или более из масла канолы, кукурузного масла, хлопкового масла, соевого масла, соевого лецитина, высокоолеинового подсолнечного масла, подсолнечного масла, рыбьего жира, среднецепочечных триглицеридов (СЦТ), высокоолеинового сафлорового масла, сафлорового масла, оливкового масла, масла бурачника (бораго), масла черной смородины, масла энотеры, льняного масла, пальмоядрового масла и кокосового масла). Предпочтительно может использоваться рыбий жир, например, концентрированный рыбий жир, содержащий около 70% эйкозапентаеновой кислоты (ЭПК), или масло, содержащее около 45% ЭПК и около 10% докозагексаеновой кислоты (ДГК). Это масло может включать указанные жирные кислоты в виде выпускаемых промышленностью готовых препаратов торговой марки ЕРАХ 4510 от Pronova biocare. В одном из вариантов воплощения композиция по изобретению включает примерно от 2,5 г до 7,5 г рыбьего жира/порцию, более предпочтительно - примерно от 3,5 г до 6,5 г, еще более предпочтительно - примерно от 4,5 г до 5,5 г, и наиболее предпочтительно - примерно 5,5 г. Такая композиция может альтернативно или также включать примерно от 0,5 г до 5 г СЦТ/порцию, предпочтительно - примерно от 1 г до 4,5 г, более предпочтительно - примерно от 1,5 г до 4 г, еще более предпочтительно - примерно от 2 г до 3,5 г, наиболее предпочтительно - примерно от 2,5 г до 3 г. В типичных случаях в сутки можно принимать от двух до трех порций композиции по изобретению, хотя допускается прием и пяти-шести порций.
Многие из источников жира, перечисленных выше, включают n-3 полиненасыщенные (омега-3) жирные кислоты, такие как альфа-линоленовая кислота (АЛК), ЭПК и ДГК, либо по отдельности, либо в комбинации. В одном из вариантов воплощения композиция по изобретению содержит рыбий жир, обеспечивающий примерно от 0,5 г до 3,0 г n-3 полиненасыщенных жирных кислот, предпочтительно -примерно от 1,5 г до 2,0 г n-3 полиненасыщенных жирных кислот.
Если присутствует только одна ЭПК, то ее количество может составлять, например, по меньшей мере примерно от 600 мг до 2 г/порцию, предпочтительно - по меньшей мере примерно от 1,5 г до 1,8 г/порцию композиции. ЭПК и ДГК могут присутствовать, например, в виде комбинации, в которой ЭПК присутствует в количестве примерно от 500 мг до 1,5 г, предпочтительно - около 1,0 г/порцию композиции, а ДГК присутствует в количестве примерно от 250 мг до 1,5 г, предпочтительно - примерно от 500 мг до 750 мг, более предпочтительно - около 650 мг/порцию композиции. В одном из вариантов воплощения композиция по изобретению содержит как ЭПК, так и ДГК в примерном соотношении 2:1, 1:2 или 1,5:1.
В другом варианте воплощения композиция по изобретению может включать смесь из n-6 полиненасыщенных жирных кислот, например, линолевой кислоты и одной или более n-3 полиненасыщенных жирных кислот, таких как АЛК, ЭПК и ДГК. Эти n-6 и n-3 полиненасыщенные кислоты могут присутствовать в примерных соотношениях 0,1:1,0 и 1,0:0,1 (например, 0,2:1,0; 0,5:1,0; 0,8:1,0; 1:1; 1,2:1,0 и 1,5:1,0, более предпочтительно - примерно 1,1:1,0).
Необязательно композиция по изобретению может включать мононенасыщенные жирные кислоты (МНЖК). При включении этих кислот в композицию по изобретению она будет предпочтительно содержать примерно от 2 г до 3,5 г МНЖК/порцию, более предпочтительно - примерно от 2,5 г до 3 г МНЖК/порцию композиции, и примерно от 3 г до 6 г полиненасыщенных жирных кислот/порцию, более предпочтительно - примерно от 4,5 г до 5 г полиненасыщенных жирных кислот/порцию композиции.
Питательные добавки по изобретению могут содержать также источник углевода (например, один или более из сахара, жидкой сахарозы, мальтодекстрина, сухой кукурузной патоки, высокофруктозной кукурузной патоки, кукурузной патоки, растворимого пищевого волокна, трегалозы, изомальтулозы и фруктозы). Если композиция по изобретению представляет собой смесь с высокой плотностью питательных веществ, то она предпочтительно содержит медленно усваиваемый или медленно метаболизируемый сахар, т.е. сахар, метаболизм которого пролонгирован во времени, и обеспечивает замедление инсулиногенного ответа. Потребление указанных cахаров может улучшить чувствительность к инсулину, снизить концентрации глюкозы крови/плазмы и ускорить метаболическую ответную реакцию, включая улучшение азотного баланса и эндогенного белкового синтеза. Пригодными для этого сахарами являются, например, изомальт, изомальтулоза, трегалоза, D-тагатоза, декстрин тапиоки и сукромальт.
Питательные добавки по изобретению могут содержать также витамины (например, один или более витаминов А, С, D, Е, К, В6, В12, тиамина, рибофлавина, фолиевой кислоты, пантотеновой кислоты, биотина и холина) и минералы (например, один или более из ниацина, кальция, железа, марганца, хлорида, фосфора, йода, магния, цинка, меди, натрия, калия, хрома, молибдена и селена).
Пептиды, полученные из молочного белка, обладают, как было показано, различными биоактивными свойствами, включая гипотензивные и антитромботические свойства. Такие пептиды могут служить также носителями для минералов. Пептиды, полученные как из казеина, так и из белков молочной сыворотки, могут оказывать дополнительное физиологическое и/или лечебное полезное действие. Например, некоторые пептиды, высвобождающиеся из казеина в процессе переваривания, способны воздействовать на желудочно-кишечную перистальтику, увеличивать время прохождения пищи через желудочно-кишечный тракт и проявлять антидиарейное действие. Это может быть особенно полезно для индивидуумов, страдающих потерей веса, вызванной болезнью или лечением болезни. Фосфопептиды казеина способны предупреждать также осаждение фосфата кальция, увеличивая, тем самым, концентрацию растворимого кальция в просвете тонкой кишки. В дополнение к этому биоактивные соединения и аминокислоты белка молочной сыворотки способны улучшать иммунную функцию и поддерживать здоровье желудочно-кишечного тракта и способны функционировать также как антиоксиданты.
В качестве дополнительного средства для поддержки здоровья желудочно-кишечного тракта композиции по изобретению могут содержать также растворимое и/или нерастворимое пищевое волокно. Повышенное потребление пищевых волокон, как было показано, дает многочисленные полезные преимущества, включая сокращение времени прохождения пищи; увеличение массы стула; облегчение акта дефекации; укрепление защитного барьера кишечника (в результате чего предупреждается попадание бактерий в кровоток); улучшение ферментации и продуцирования короткоцепочечных жирных кислот (КЦЖК), служащих источником энергии для клеток слизистой кишечника, и стимуляцию иммунных клеток желудочно-кишечного тракта.
Введение пищевых волокон в композиции по изобретению может быть особенно полезно для индивидуумов, нуждающихся в дополнительных калориях и белке, и для тех, кто может лечиться по "программе приема медикаментозных средств" (medication pass program), подробно описанной ниже.
Волокна, пригодные для введения в композиции по изобретению, включают нерастворимые волокна и растворимые волокна. Нерастворимые волокна, включающие целлюлозу, некоторые гемицеллюлозы и лигнин, являются полностью нерастворимыми в воде и минимально ферментируемыми в толстом кишечнике. Они проявляют свое полезное действие, в первую очередь, как наполнители, увеличивающие объем, что обусловлено их способностью удерживать воду. Нерастворимые волокна увеличивают массу стула и сокращают время прохождения его через кишечный тракт, помогая предупредить или облегчить запоры. В дополнение к этому они способны повышать экскрецию желчных кислот. Целлюлоза и гемицеллюлоза содержатся в стеблевых и листовых овощах и в наружной покровной оболочке семян, в то время как лигнин - в плодоножках и семенах фруктов и овощей и в отрубной оболочке зерновых. Значительные количества нерастворимого волокна обнаружены также в сое, пшеничных отрубях и цельных зернах других злаков.
Растворимые волокна растворяются в воде и поддаются сбраживанию в толстом кишечнике. Уровень сбраживания зависит от степени растворимости и размера частиц волокон. Так, с повышением растворимости и снижением размера частиц волокон сбраживание их происходит быстрее и в полном объеме. Полезное действие растворимых волокон проявляется в замедленном опорожнении желудка, замедленной абсорбции некоторых нутриентов в тонком кишечнике и в снижении уровня холестерина сыворотки крови. Растворимые волокна включают пектин, камеди, некоторые гемицеллюлозы, оболочки семян подорожника блошного, гуаровую камедь, фруктоолигосахариды (ФОС), инулин и галактоолигосахариды (ГОС). В дополнение к этому значительные количества растворимого волокна обнаружены в фруктах, овощах и зерновых, таких как ячмень и овес.
В ходе процесса ферментации образуются короткоцепочечные жирные кислоты (КЦЖК), и они, как предполагается, ответственны за некоторые из полезных воздействий, приписываемых волокнам. Ацетат, пропионат и бутират содержат 83% КЦЖК, образующихся в толстом кишечнике. КЦЖК легко абсорбируются слизистой кишечника и подвергаются метаболизму в кишечнике и печени, обеспечивая энергию, стимулируя абсорбцию натрия и воды в толстом кишечнике и способствуя интерстициальному росту. Благодаря этим своим свойствам, КЦЖК, как предполагается, снижают риск и частоту случаев диареи, вызываемой болезнью, лекарственными средствами и бактериальным обсеменением кишечника. Бутират является предпочтительным видом топлива для клеток слизистой толстого кишечника и имеет важное значение для поддержания слизистой кишечника, которая служит основным барьером, задерживающим проникание бактерий в кровоток. КЦЖК способствуют также здоровой среде в кишечнике. Они подавляют рост вредных бактерий и стимулируют рост полезных бактерий, таких как бифидобактерии и лактобациллы. Полезные бактерии выполняют ряд важных функций в желудочно-кишечном тракте, включая поддержание его здоровья, стимуляцию иммунных реакций и подавление роста вредных бактерий, особенно при лечении антибиотиками. Стимулируя бактериальный рост и ферментацию, растворимые волокна проявляют умеренное послабляющее действие и могут быть полезны для предупреждения запоров или облегчения боли при запорах.
Некоторые примеры других пищевых волокон, которые могут необязательно использоваться в композициях по изобретению, включают волокна из отрубей и семян; целлюлозу; хитин; хитозан; гемицеллюлозу; лигнин; углеводы (например, бета-галактоолигосахариды, альфа-галактоолигосахариды, фруктоолигосахариды, фукоолигосахариды, манноолигосахариды, ксилоолигосахариды, сиалил-олигосахариды, N-гликопротеин-олигосахариды, O-гликопротеин-олигосахариды, гликолипид-олигосахариды, целлоолигосахариды, хитозан-олигосахариды, хитин-олигосахариды, галактуроноолигосахариды, глюкуроноолигосахариды, бета-глюкан-олигосахариды, арабиноксилоолигосахариды, арабиногалактоолигосахариды, ксилоглюкоолигосахариды, галактоманноолигосахариды, рамноолигосахариды); растворимые углеводы или сахариды (например, фрукто(оз)аны/инулины, галатаны, фукоиданы, арабины, зиланы, ксантаны, бета-глюканы, галактуронаны, N-гликаны, O-гликаны, гиалуроновые кислоты, хондроитины, ксилоглюканы, арабиногалактаны, альгинаты, каррагинаны, галактоманнаны, арабиноксиланы, гликолипид-гликаны, гликопротеин-гликаны, протеогликаны, запасные углеводы, фруктаны, галактоолигосахариды бобовых, фукоидан, альфа-глюкан, ламинарин, каррагинан, маннаны, галактоманнаны, агар, натуральная камедь, N-гликозидно-связанные углеводы гликопротеинов, гликаны гликолипидов, полученные ферментативным путем углеводы (галакто-/глюко-/ксилоолигосахариды), бактериальные углеводы (ксантан), олигосахариды: галакто-/глюко-[из альфа-1,2- и альфа- 1,3-глюкозных остатков и ксилоолигосахариды, целлюлозы, гемицеллюлозы (арабины, галактаны), пектины, хитины; D-глюкозу; D-фруктозу; D-галактозу; D-маннозу; L-фукозу; D-N-ацетилглюкозамин; D-N-ацетилгалактозамин; D-ксилозу; L-рамнозу; D-арабинозу; D-аллозу; D-талозу; L-идозу; D-рибозу; D-галактуроновую кислоту; D-глюкурон и D-маннуроновую кислоту.
В табл.2-4 (см. ниже) приводятся показательные примеры композиций питательных добавок по изобретению. Представленные композиции имеют высокое содержание калорий - 2,25; 2,5 и 3,0 кал/мл, хотя масштаб изобретения включает более высокие и более низкие показатели содержания калорий. Предпочтительно содержание калорий в питательных добавках по изобретению составляет примерно от 2,25 до 3,25 кал/мл.
Как указывалось выше, питательные добавки по изобретению в большинстве случаев имеют вязкость ниже 120 сП, предпочтительно ниже 100 сП, более предпочтительно - примерно от 50 сП до 90 сП, наиболее предпочтительно - примерно от 50 сП до 75 сП. Обладая такой вязкостью, питательные добавки по изобретению пригодны для перорального или энтерального приема. Если питательная добавка предназначена для перорального приема, то может быть желательным дополнительно ввести в нее один или более ароматизаторов.
Лечение последствий недостаточности питательных веществ с применением высококалорийной питательной добавки
Настоящее изобретение включает также способы лечения недостаточности питательных веществ у индивидуума, предусматривающие прием индивидуумом питательной добавки, содержащей источник белка, включающий изолят молочного белка и/или белок канолы; источник жира и источник углевода, и имеющей содержание калорий примерно от 2,25 до 3,25 кал/мл. Недостаточность питательных веществ может быть обусловлена болезнью, расстройством или болезненным состоянием. Прием питательной добавки может проводиться перорально или энтеральным путем.
Заболевания, расстройства и болезненные состояния, подлежащие лечению по настоящему изобретению, включают, например, нервную анорексию, болезни, вызывающие истощение, такие как рак, синдром приобретенного иммунодефицита (СПИД) и саркопения (связанные с возрастом потери мышечной массы); хронические болезни; функциональные расстройства, включая психические расстройства и физическую немощь; ухудшение умственной способности и раны. Высококалорийные высокобелковые питательные добавки, такие как добавки, обеспечиваемые одним из вариантов воплощения настоящего изобретения, особенно полезны для лечения потери мышечной массы, обусловленной вышеперечисленными и другими состояниями.
Как отмечалось выше, композиции по изобретению могут включать источники белка, состоящего, по меньшей мере частично, из аминокислот с разветвленной цепью (АКРЦ). АКРЦ, равно как и инсулин и инсулиноподобный ростовой фактор-1 (ИПРФ-1), ингибируют, как было показано, распад белка, вызываемый индуцирующим протеолиз фактором (ИПФ). Именно эта их способность доказывает полезность терапевтического применения АКРЦ (либо по отдельности, либо в смеси друг с другом) совместно с инсулином или ИПРФ-1. Кроме того, ИПФ-индуцируемый распад белка снижается, как сообщалось, под действием эйкозапентаеновой кислоты. АКРЦ способны ингибировать также распад белка, вызываемый другими факторами, помимо ИПФ, что также свидетельствует в пользу их терапевтического применения для предупреждения, помимо прочего, и расщепления белка. Удивительным образом было установлено, что каждая АКРЦ (лейцин, изолейцин и валин) равным образом эффективна и как антагонист белкового распада. Эти результаты представляют, в частности, интерес в рамках ранее проведенных исследований, направленных на изучение способности специфических аминокислот (например, лейцина) инициировать и способствовать синтезу белков через механизм усиления активности аппарата синтеза. Цель указанных исследований состояла в улучшении анаболизма скелетных мышц.
Способы лечения по настоящему изобретению могут включать также прием медикаментозного средства или другого терапевтического агента. В одном из вариантов воплощения питательная добавка по изобретению включена в "программу применения медикаментозных средств", в рамках которой индивидуум принимает небольшое количество питательной добавки в сочетании с одним или более из медикаментозных средств. В предпочтительном варианте воплощения этот совместный прием является периодическим, обеспечивающим регулярные небольшие количества питательной добавки. Такой способ лечения особенно полезен для индивидуумов, чувствительных к приему больших объемов пищи или питательных добавок и подверженных вследствие этого повышенному риску недоедания или потери веса. Таким образом, прием питательной добавки по изобретению как часть "программы применения медикаментозных средств" может осуществляться в виде совместного приема питательной добавки и лекарственного средства и способен обеспечить калории и белок для поддержания веса и/или его прибавления, а также белок, способствующий заживлению ран, избежать дефицита нутриентов, связанного с неадекватным поступлением пищи в организм, снизить риск недоедания и связанных с ним осложнений, улучшить аппетит, предупредить раннее наступление чувства сытости и поможет индивидууму улучшить общее потребление питательных веществ с пищей. В дополнение к этому указанный прием поможет сократить отходы, обусловленные несоблюдением режима, и снизить затраты на восполнение недоедания и потери веса.
Вышеприведенное описание различных аспектов изобретения имеет целью его раскрытие и объяснение. Оно не является исчерпывающим или лимитирующим изобретение приведенной точной формой изложения, и вполне очевидно, что возможны многочисленные модификации и варианты, которые могут быть очевидны квалифицированному в данной области техники специалисту.