КОМПОЗИЦИИ ДЛЯ ПИТАНИЯ С ЛИПИДНЫМИ ГЛОБУЛАМИ БОЛЬШОГО РАЗМЕРА
ALIMENTATION COMPOSITION WITH LARGE-SIZED LIPID GLOBULES

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к области молочных смесей для младенцев и подрастающих детей в целях улучшения здоровья костей.
Уровень техники
Грудное вскармливание представляет собой предпочтительный способ кормления младенцев. Однако существуют обстоятельства, которые делают грудное вскармливание невозможным или менее желательным. В таких случаях детские молочные смеси представляют собой хорошую альтернативу. Композиция современных детских молочных смесей адаптирована таким образом, что она соответствует многим особым требованиям к питанию быстро растущего и развивающегося ребенка.
Однако существуют различия между грудным вскармливанием и вскармливанием детскими молочными смесями. Грудное вскармливание в раннем возрасте связано с более высокой плотностью костной массы и содержанием минеральных веществ в костях в последующей жизни в детском возрасте и ранней юности по сравнению с теми, кого вскармливали искусственно. Вывод из этого наблюдения состоит в том, что программы профилактики остеопороза должны начинаться на самой ранней стадии жизненного цикла. Установлена связь дегенеративного заболевания костей (остеопороза) у взрослых, основной проблемы западного здравоохранения, и пиковой костной массы, достигаемой в начале взрослой жизни. После достижения пиковой костной массы содержание костного минерала уменьшается и может упасть ниже уровня безопасности для клинического заболевания. Большинство вмешательств по уменьшению вероятности клинического заболевания осуществляются в среднем возрасте.
Женское молоко представляет собой основной источник энергии для большинства детей в течение первого этапа их жизни. Оно отличается высоким содержанием (20-25%) пальмитиновой кислоты, насыщенной жирной кислоты, которая преимущественно (~70%) занимает положение sn-2 триацилглицеринов. В растительных жирах, обычно используемых в детских молочных смесях, положения sn-1,3 занимают, главным образом, насыщенные жирные кислоты, например, пальмитиновая и стеариновая, и их не следует использовать в детском питании. Триглицериды усваиваются ребенком посредством липаз, которые освобождают жирные кислоты в положениях sn-1,3. Когда данные пальмитиновая и стеариновая кислоты выделяются из растительных триглицеридов, они стремятся к образованию солей с содержащимся в пище кальцием. Кальциевые соли насыщенных жирных кислот нерастворимы и стремятся к осаждению и выделению из организма. Это приводит к потере жизненно важного кальция. Образование кальциевых мыл вызывает потери с калом энергии, а также кальция, и эти потери могут быть столь значительными, что могут повлиять на минерализацию костей, т.е. нормальное развитие скелета и костей ребенка, а также другие аспекты нормального здоровья и развития детей. Поэтому улучшенные детские молочные смеси содержат синтетически структурированные жиры, получаемые для воспроизведения уникальной структуры и характеристик жира женского молока. Такие структурированные жиры включают Betapol или InFat, которые обеспечивают 22% всей пальмитиновой кислоты, из которой 43% находится в положении sn-2, и 25% пальмитиновой кислоты, из которой до 68% находится в положении sn-2, соответственно.
Патентная заявка WO 2005/07373 относится к композициям, содержащим указанные синтетически структурированные триглицериды с высокими уровнями моно- или полиненасыщенных жирных кислот в положениях sn-1 и sn-3 глицеринового скелета, для применения в повышении абсорбции кальция и в профилактике и/или лечении расстройств, связанных со снижением содержания кальция в костях и плотности костей, в профилактике и лечении остеопороза, для улучшения костеобразования и максимизации костной массы и для улучшения костеобразования младенцев и детей раннего возраста.
Цель патентной заявки WO 2007/097523 состоит в предложении заменителя женского молока, в композицию которого входит жир, содержащий диглицерид с ненасыщенными жирными кислотами, занимающими положения 1,2 или положения 1,3, и триглицерид с большим количеством пальмитиновой кислоты или стеариновой кислоты как насыщенной жирной кислоты в положении 2 триглицерида.
В патентной заявке WO 2005/051092 описано получение липида, содержащего комбинацию фосфатидилхолина (PC), фосфатидилэтаноламина (PE), фосфатидилсерина (PS) и фосфатидилинозитола (PI), в котором количественное соотношение между данными глицерофосфолипидами по существу воспроизводит их соответствующее соотношение в жире, содержащемся в натуральном женском молоке.
В других детских молочных смесях количество пальмитиновой кислоты сокращено до уровней, которые наблюдаются в женском молоке. Европейский патент EP 1252824 относится к способу увеличения минерализации костей младенцев и начинающих ходить детей, состоящему в приеме указанными детьми источника кальция и смеси жиров, содержащих мало пальмитиновой кислоты.
Сущность изобретения
Авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили, что размер липидных глобул в детских молочных смесях влияет на состав тела в более позднем возрасте. Определенный выбор размера липидных глобул в детских молочных смесях приводит к увеличению содержания костного минерала (СКМ) и повышению плотности костной массы (ПКМ) в более позднем возрасте. Определенный выбор размера липидных глобул в детских молочных смесях также приводит к повышенной плотности костной массы и/или увеличенному содержанию костного минерала в более позднем возрасте. Если в раннем возрасте использовали детскую молочную смесь согласно настоящему изобретению, которая содержала липиды с большим размером липидных глобул, чем присутствуют в традиционных детских молочных смесях, наблюдали, что в более позднем возрасте состав тела изменялся, приводя к увеличенному содержанию костного минерала и повышенной плотности костной массы.
Важным различием между двумя смесями был размер липидных глобул, в то время как профиль жирных кислот был сходным в обеих смесях, и количество пальмитиновой и стеариновой кислоты, занимающей положения sn-1 и sn-3 жира было также сходным. Кроме того, обе смеси обеспечивали аналогично хороший рост и развитие в раннем возрасте. Неожиданно, увеличение ПКМ и/или СКМ сохранялось в более позднем возрасте, когда обе группы получали такое же питание в течение продолжительного периода, показывая, что питание влияло на ПКМ и/или СКМ и после окончания периода его фактического использования. Питание в раннем возрасте согласно настоящему изобретению оказывает программирующий эффект на ПКМ и/или СКМ.
Стандартные детские молочные смеси содержат растительный жир в качестве липидного компонента. Липид гомогенизируют для создания устойчивой эмульсии, и липидные глобулы малы, имея взвешенный по объему модальный диаметр в пределах около 0,3-0,6 мкм. Менее 55 об.%, как правило, менее 35 об.% по отношению к полному объему липидов приходится на размер 2-12 мкм. Липидные глобулы в большей части покрыты молочными белками, в частности, казеином.
Настоящее изобретение относится к молочным смесям для младенцев или начинающих ходить детей, содержащим растительные жиры с большим размером липидных глобул, чем в стандартных детских молочных смесях. Композиция согласно настоящему изобретению содержит липидные глобулы, которые имеют взвешенный по объему модальный диаметр более 1,0 мкм, предпочтительно, 1,0-10 мкм, и/или из которых имеют диаметр 2-12 мкм по меньшей мере 45, предпочтительнее, по меньшей мере 55 об.% по отношению к полному объему липидов. Эту задачу можно решить путем гомогенизации липидного компонента, содержащего растительный жир, при пониженных давлениях, предпочтительно, в присутствии полярных липидов, чтобы покрыть увеличенные липидные глобулы и сделать их более устойчивыми. Было обнаружено, что полученная таким образом эмульсия масла в воде устойчива в течение по меньшей мере 48 ч. Не наблюдается никаких неблагоприятных эффектов в отношении устойчивости, особенно если смесь сушат с получением порошка и затем разбавляют водой с получением готовой для питья смеси непосредственно перед использованием.
Было неожиданно обнаружено, что размер липидных глобул, принимаемых в раннем возрасте, является одним их определяющих факторов, которые влияют на состав тела, в частности, содержание костного минерала и плотность костной массы и/или нежирную массу тела, в более позднем возрасте. Настоящее изобретение, таким образом, можно использовать для композиций, предназначенных для питания младенцев и/или начинающих ходить детей, в целях увеличения содержания костного минерала и/или повышения плотности костной массы. Настоящее изобретение, таким образом, можно использовать для композиций, предназначенных для питания младенцев и/или начинающих ходить детей, в целях профилактики или сокращения риска остеопороза в более позднем возрасте, улучшения костеобразования, максимизации костной массы и улучшения костеобразования у младенцев и детей раннего возраста.
Настоящее изобретение также позволяет составлять детские молочные смеси с высокими уровнями пальмитиновой и стеариновой кислоты, которые наблюдаются в женском молоке и с применением натуральных липидов, т.е. без применения синтетически полученных триглицеридов, которые стоят намного дороже и строго ограничены законодательством о продуктах питания. Применение синтетически полученных липидов, содержащих пальмитиновую кислоту в положении sn-2, имеет дополнительный недостаток прямого влияния диеты на массу тела, нежирную массу тела и увеличение жировой массы. Неожиданно было обнаружено, что при увеличении ПКМ и СКМ жировая масса и относительная жировая масса преимущественно уменьшается в более позднем возрасте при применении липидных глобул согласно настоящему изобретению.
Подробное описание
Таким образом, настоящее изобретение относится к способу
- повышения плотности костной массы и/или увеличения содержания костного минерала и или
- профилактики остеопороза и/или остеопении,
причем указанный способ включает введение человеку композиции для питания, которая содержит
a) 10-50 мас.% растительных липидов по отношению к сухой массе композиции и
b) липидные глобулы, имеющие
i) взвешенный по объему модальный диаметр более 1,0 мкм, предпочтительно, 1,0-10 мкм, и/или
ii) диаметр 2-12 мкм в количестве, составляющем по меньшей мере 45, предпочтительнее, по меньшей мере 55 об.% по отношению к полному объему липидов.
В целях ясности следует отметить, что липидные глобулы, определенные в пункте b), содержат растительные липиды, которые определены в пункте a), или, иными словами, что условия пунктов a) и b) частично совпадают.
Настоящее изобретение можно также сформулировать как применение липида в получении композиции для питания в целях повышения плотности костной массы и/или увеличения содержания костного минерала, причем указанная композиция для питания содержит
a) 10-50 мас.% растительных липидов по отношению к сухой массе композиции и
b) липидные глобулы, имеющие
i) взвешенный по объему модальный диаметр более 1,0 мкм, предпочтительно, 1,0-10 мкм, и/или
ii) диаметр 2-12 мкм в количестве, составляющем по меньшей мере 45, предпочтительнее, по меньшей мере 55 об.% по отношению к полному объему липидов.
Настоящее изобретение можно также сформулировать как применение липида в получении композиции для питания в целях профилактики остеопороза и/или остеопении, причем указанная композиция для питания содержит
a) 10-50 мас.% растительных липидов по отношению к сухой массе композиции и
b) липидные глобулы, имеющие
i) взвешенный по объему модальный диаметр более 1,0 мкм, предпочтительно, 1,0-10 мкм, и/или
ii) диаметр 2-12 мкм в количестве, составляющем по меньшей мере 45, предпочтительнее, по меньшей мере 55 об.% по отношению к полному объему липидов.
Настоящее изобретение можно также сформулировать как композицию для питания, содержащую
a) 10-50 мас.% растительных липидов по отношению к сухой массе композиции и
b) липидные глобулы, имеющие
i) взвешенный по объему модальный диаметр более 1,0 мкм, предпочтительно, 1,0-10 мкм, и/или
ii) диаметр 2-12 мкм в количестве, составляющем по меньшей мере 45, предпочтительнее, по меньшей мере 55 об.% по отношению к полному объему липидов,
в целях увеличения плотности костной массы и/или повышения содержания костного минерала.
Настоящее изобретение можно также сформулировать как композицию для питания, содержащую
a) 10-50 мас.% растительных липидов по отношению к сухой массе композиции и
b) липидные глобулы, имеющие
i) взвешенный по объему модальный диаметр более 1,0 мкм, предпочтительно, 1,0-10 мкм, и/или
ii) диаметр 2-12 мкм в количестве, составляющем по меньшей мере 45, предпочтительнее, по меньшей мере 55 об.% по отношению к полному объему липидов,
в целях профилактики остеопороза и/или остеопении.
В одном варианте осуществления, способ согласно настоящему изобретению также предназначен для профилактики ожирения, или, иными словами, композиция для питания предназначена для профилактики ожирения или композиция для питания предназначена для использования в профилактике ожирения.
Плотность костной массы, содержание костного минерала, остеопороз
Композицию согласно настоящему изобретению предпочтительно вводят детям в возрасте до 36 месяцев, предпочтительно, до 18 месяцев, предпочтительнее, до 12 месяцев, еще предпочтительнее, до 6 месяцев.
Плотность костной массы (ПКМ) означает количество вещества на кубический сантиметр костей. В настоящем описании термин «костная масса» означает массу минеральных веществ кости. У взрослых низкое значение ПКМ является сильным прогностическим фактором остеопороза и/или остеопении. У детей более высокое значение ПКМ связано с большим ростом и меньшим риском перелома. Оптимальный рост в раннем возрасте представляет собой прогностический фактор большего роста во взрослом состоянии. Содержание костного минерала (СКМ) означает содержание минеральных веществ в костях как меру прочности костей. В процессе роста СКМ представляет собой более уместный параметр, чем ПКМ, потому что факторизует большинство компонентов накопления костной ткани, которые связаны с изменением размеров кости. Поэтому при оценке параметров костей детей СКМ представляет собой более уместный параметр.
Термины «минерализация костей» и «нарастание костной массы» используются взаимозаменяемым образом в рамках настоящего приложения. Таким образом, в рамках настоящего описания и формулы изобретения их следует считать синонимами. Термин «минерализация костей» следует считать синонимом увеличения, повышения или улучшения «прочности костей», «плотности костного минерала», «содержания костного минерала», «костной массы», «нарастания костной ткани», и т.д.
Величины ПКМ и СКМ определяют, как правило, методами ультразвуковой, радиографической абсорбциометрии, одноэнергетической рентгеновской абсорбциометрии (ОЭРА), периферийной двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии (ПДРА), двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии (ДЭРА), однофотонной абсорбциометрии (ОФА), двухэнергетической радиоактивной фотонной абсорбциометрии (ДФА) и количественной компьютерной томографии (ККТ). Предпочтительно, измерять ПКМ и/или СКМ методом ДЭРА.
В контексте настоящего изобретения, увеличение ПКМ определяют как увеличение по меньшей мере на 2%, предпочтительно по меньшей мере на 4%, по сравнению с контрольной группой, не получавшей питание согласно настоящему изобретению. Например, это определено в сравнительном исследовании животных моделей, описанном в примере 2.
В контексте настоящего изобретения, увеличение СКМ определяют как увеличение по меньшей мере на 5%, предпочтительно по меньшей мере на 7%, по сравнению с контрольной группой, не получавшей питание согласно настоящему изобретению. Например, это определено в сравнительном исследовании животных моделей, описанном в примере 2.
Термин «остеопения» в рамках изобретения означает уменьшение костной массы ниже порогового значения, которое угрожает структурной целостности костного скелета. Состояние остеопении представляет собой состояние, в котором плотность костной массы уменьшается по сравнению с нормальным контрольным значением молодого человека. «Нормальное значение молодого человека», известное как «T-критерий», представляет собой сравнение ПКМ с оптимальной или пиковой плотностью тридцатилетнего здорового взрослого человека и определяет риск перелома, который увеличивается, когда ПКМ падает ниже уровня нормального молодого человека. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) установила значения для интерпретации T-критериев и определила остеопороз и остеопению на основании данных значений. Остеопению, с другой стороны, определяют как T-критерий между -1 и -2,5.
Остеопороз представляет собой заболевание костей, которое приводит к повышенному риску перелома. При остеопорозе уменьшается плотность костной массы (ПКМ), нарушается костная микроархитектура, и изменяется количество и разнообразие неколлагеновых белков в кости. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) определяет остеопороз как плотность костной массы с T-критерием ниже -2,5.
Ожирение
Ожирение в рамках настоящего изобретения означает избыток жировой массы тела. Жировая масса также известна как адипозная ткань или жировая ткань. Взрослый человек страдает ожирением, если жировая масса составляет более 25 мас.% (для мужчин) или более 30 мас.% (для женщин) массы тела. Ожирение иногда называют термином «адипоз».
Для определения жировой массы тела в процентах применимы такие методы, как подводное взвешивание, измерение складок кожи, биоэлектрический импедансный анализ, компьютерная томография (КТ)/компьютерная аксиальная томография (КАТ), магниторезонансная томография (МРТ/ЯМР), ультразвуковая эхография и двухэнергетическая рентгеновская абсорбциометрия (ДЭРА). Предпочтительным способом измерения является ДЭРА. В контексте настоящего изобретения жировую массу тела определяют методом ДЭРА.
Липидный компонент
Композиция согласно настоящему изобретению содержит липиды. Липиды обеспечивают 30-60% полной калорийности композиции. Предпочтительнее, композиция согласно настоящему изобретению содержит липиды, обеспечивающие 35-55% полной калорийности, еще предпочтительнее, композиция согласно настоящему изобретению содержит липиды, обеспечивающие 40-50% полной калорийности. Существующий в жидком виде, например, в виде готовой к употреблению жидкости, композиция предпочтительно содержит 2,1-6,5 г жидкости на 100 мл, предпочтительнее, 3,0-4,0 г на 100 мл. По отношению к сухой массе, композиция согласно настоящему изобретению предпочтительно содержит 10-50 мас.%, предпочтительнее, 12,5-40 мас.% липидов, еще предпочтительнее, 19-30 мас.% липидов.
Липиды включают полярные липиды (в том числе фосфолипиды, гликолипиды, сфингомиелин и холестерин), моноглицериды, диглицериды, триглицериды и свободные жирные кислоты. Предпочтительно, композиция содержит по меньшей мере 75 мас.%, предпочтительнее, по меньшей мере 85 мас.% триглицеридов по отношению к полной массе липидов.
Липиды согласно настоящему изобретению включают растительные липиды. Присутствие растительных липидов преимущественно обеспечивает оптимальный профиль жирных кислот, высокое содержание полиненасыщенных жирных кислот и/или лучшее воспроизведение жира женского молока. Применение только липидов из молока коров или других домашних млекопитающих не обеспечивает оптимальный профиль жирных кислот. Как известно, такой менее оптимальный профиль жирных кислот, содержащий большое количество насыщенных жирных кислот, приводит к повышенному ожирению. Предпочтительно, композиция согласно настоящему изобретению содержит по меньшей мере один, предпочтительнее, по меньшей мере два источника липидов, выбранных из группы, в которую входят масло семян льна (льняное масло), рапсовое масло (в том числе масло ярового рапса, рапсовое масло с низким содержанием эруковой кислоты и масло канолы), масло шалфея, перилловое масло, портулаковое масло, масло семян брусники, облепиховое масло, конопляное масло, подсолнечное масло, подсолнечное масло с высоким содержанием олеиновой кислоты, сафлоровое масло, сафлоровое масло с высоким содержанием олеиновой кислоты, оливковое масло, масло семян черной смородины, масло синяка подорожникового, кокосовое масло, пальмовое масло и косточковое пальмовое масло. Предпочтительно, композиция согласно настоящему изобретению содержит по меньшей мере один, предпочтительно по меньшей мере два источника липидов, выбранных из группы, в которую входят льняное масло, масло канолы, кокосовое масло, подсолнечное масло и подсолнечное масло с высоким содержанием олеиновой кислоты. Имеющиеся в продаже растительные липиды, как правило, предлагаются в виде однородной масляной фазы. Существующий в жидком виде, например, в виде готовой к употреблению жидкости, композиция предпочтительно содержит 2,1-6,5 г растительных липидов на 100 мл, предпочтительнее, 3,0-4,0 г на 100 мл. По отношению к сухой массе, композиция согласно настоящему изобретению предпочтительно содержит 10-50 мас.%, предпочтительнее, 12,5-40 мас.%, еще предпочтительнее, 19-30 мас.% растительных липидов. Предпочтительно, композиция содержит 50-100 мас.% растительных липидов по отношению к полной массе липидов, предпочтительнее, 70-100 мас.%, еще предпочтительнее, 75-97 мас.%. Таким образом, следует отметить, что композиция согласно настоящему изобретению также может содержать липиды нерастительного происхождения. Пригодные и предпочтительные липиды нерастительного происхождения подробно описаны ниже.
Размер липидных глобул
Согласно настоящему изобретению, липиды присутствуют в композиции в виде липидных глобул, эмульгированных в водной фазе. Липидные глобулы содержат ядро и оболочку. Ядро содержит растительный жир и предпочтительно содержит по меньшей мере 90 мас.% триглицеридов и предпочтительнее, по существу состоит из триглицеридов. Оболочка содержит фосфолипиды и, возможно, другие полярные липиды. Не все фосфолипиды и/или полярные липиды, которые присутствуют в композиции, должны обязательно содержаться в оболочке, но предпочтительно, чтобы в ней содержалась их основная часть. Предпочтительно, более 50 мас.%, предпочтительнее, более 70 мас.%, еще предпочтительнее, более 85 мас.%, наиболее предпочтительно, более 95 мас.% фосфолипидов и/или полярных липидов, которые присутствуют в композиции, содержатся в оболочке липидных глобул. Не все растительные липиды, которые присутствуют в композиции, должны обязательно содержаться в ядре липидных глобул, но предпочтительно, чтобы их основная часть, предпочтительно, более 50% мас.%, предпочтительнее, более 70 мас.%, еще предпочтительнее, более 85 мас.%, еще предпочтительнее, более 95 мас.%, наиболее предпочтительно, более 98 мас.% растительных липидов, которые присутствуют в композиции, содержалась в ядре липидных глобул.
Липид в композиции согласно настоящему изобретению присутствует в виде липидных глобул, эмульгированных в водной фазе. Липидные глобулы согласно настоящему изобретению имеют
1. взвешенный по объему модальный диаметр более 1,0 мкм, предпочтительно, более 3,0 мкм, предпочтительнее, 4,0 мкм или более, предпочтительно, 1,0-10 мкм, предпочтительнее, 2,0-8,0 мкм, еще предпочтительнее, 3,0-8,0 мкм, наиболее предпочтительно, 4,0-8,0 мкм и/или
2. распределение по размеру таким образом, что по меньшей мере 45 об.%, предпочтительно по меньшей мере 55 об.%, еще предпочтительнее, по меньшей мере 65 об.%, еще предпочтительнее, по меньшей мере 75 об.% частиц имеют диаметр 2-12 мкм. Предпочтительнее, что по меньшей мере 45 об.%, предпочтительно по меньшей мере 55 об.%, еще предпочтительнее, по меньшей мере 65 об.%, еще предпочтительнее, по меньшей мере 75 об.% липидных глобул имеют диаметр 2-10 мкм. Еще предпочтительнее, что по меньшей мере 45 об.%, предпочтительно по меньшей мере 55 об.%, еще предпочтительнее, по меньшей мере 65 об.%, еще предпочтительнее, по меньшей мере 75 об.% липидных глобул имеют диаметр 4-10 мкм.
Процентное отношение липидных глобул основано на отношении их объема к полному объему липидов. Модальный диаметр означает диаметр, который является наиболее присутствующим, на основании объема по отношению к полному объему липидов, или пиковое значение на графическом представлении, в котором ось X содержит значения диаметра, и ось Y содержит объемные процентные доли.
Объем липидных глобул и их распределение по размеру можно надлежащим образом определить с помощью анализатора размеров частиц, например, анализатора Mastersizer (Malvern Instruments, Малверн, Великобритания), например, способом, описанным в статье Michalski и др., Lait, 81: 787-796 (2001).
Полярные липиды
Настоящее изобретение предпочтительно содержит полярные липиды. Полярные липиды имеют амфипатическую природу и включают глицерофосфолипиды, гликосфинголипиды, сфингомиелин и/или холестерин. Предпочтительнее, композиция содержит фосфолипиды (сумма глицерофосфолипидов и сфингомиелина). Полярные липиды согласно настоящему изобретению относятся к сумме глицерофосфолипидов, гликосфинголипидов, сфингомиелина и холестерина. Присутствие полярных липидов позволяет сохранять липидные глобулы эмульгированными в водной композиции. Это особенно важно, когда липидные глобулы имеют большой размер.
Композиция согласно настоящему изобретению предпочтительно содержит глицерофосфолипиды. Глицерофосфолипиды составляют класс липидов, образованных из жирных кислот, этерифицированных по гидроксильным группам при атомах углерода 1 и 2 скелета глицеринового остатка, и отрицательно заряженной фосфатной группы, присоединенной к атому углерода 3 глицерина, посредством сложноэфирной связи, и необязательно холиновой группы (в случае фосфатидилхолина, PC), сериновой группы (в случае фосфатидилсерина, PS), этаноламинной группы (в случае фосфатидилэтаноламина, PE), инозитольной группы (в случае фосфатидилинозитола, PI) или глицериновой группы (в случае фосфатидилглицерина, PG), присоединенной к фосфатной группе. Лизофосфолипиды составляют класс фосфолипидов с одной жирноацильной цепью. Предпочтительно, композиция согласно настоящему изобретению содержит PC, PS, PI и/или PE, предпочтительнее, по меньшей мере PC. Предпочтительно, глицерофосфолипиды содержат отрицательно заряженные фосфолипиды, в частности, PS и/или PI. Отрицательно заряженные глицерофосфолипиды преимущественно повышают устойчивость эмульсии масло в воде.
Композиция согласно настоящему изобретению предпочтительно содержит гликосфинголипиды. Термин «гликосфинголипиды» согласно настоящему изобретению означает, в частности, гликолипиды с аминоспиртом сфингозином. Сфингозиновый скелет связан через атом кислорода с заряженной головной группой, например, со скелетом этаноламина, серина или холина. Скелет также имеет амидную связь с жирноацильной группой. Гликосфинголипиды представляют собой церамиды с одним или более сахарными остатками, образующими β-гликозидную связь с гидроксильной группой в положении 1. Предпочтительно, композиция согласно настоящему изобретению содержит ганглиозиды, предпочтительнее, по меньшей мере один ганглиозид, выбранный из группы, в которую входят GM3 и GD3.
Композиция согласно настоящему изобретению предпочтительно содержит сфингомиелин. Сфингомиелины содержат молекулу фосфорилхолина или фосфорилэтаноламина, этерифицированную по гидроксильной группе церамида в положении 1. Их классифицируют как фосфолипид, а также сфинголипид, но не классифицируют как глицерофосфолипид или как гликосфинголипид.
Сфинголипиды согласно настоящему изобретению определяют как сумму сфингомиелина и гликосфинголипидов. Фосфолипиды согласно настоящему изобретению определяют как сумму сфингомиелина и глицерофосфолипидов. Предпочтительно, фосфолипиды представляют собой производные молочных липидов. Предпочтительно, массовое отношение фосфолипидов и гликосфинголипидов составляет от 2:1 до 10:1, предпочтительнее, от 2:1 до 5:1.
Композиция согласно настоящему изобретению содержит фосфолипиды. Предпочтительно, композиция согласно настоящему изобретению содержит 0,2-20 мас.% фосфолипидов по отношению к полной массе липидов, предпочтительнее, 0,5-20 мас.% фосфолипидов по отношению к полной массе липидов, еще предпочтительнее, 0,5-10 мас.%, еще предпочтительнее, 1-10 мас.%, еще предпочтительнее, 3-8 мас.% фосфолипидов. Предпочтительно, композиция согласно настоящему изобретению содержит 0,1-10 мас.% гликосфинголипидов по отношению к полной массе липидов, предпочтительнее, 0,5-5 мас.%, еще предпочтительнее, 2-4 мас.%. Предпочтительно, композиция согласно настоящему изобретению содержит 0,3-20 мас.% (гликосфинголипиды плюс фосфолипиды по отношению к полной массе липидов), более предпочтительно, 0,5-20 мас.% (гликосфинголипиды плюс фосфолипиды) по отношению к полной массе липидов, более предпочтительно, 1,1-10 мас.%.
Композиция согласно настоящему изобретению предпочтительно содержит холестерин. Композиция согласно настоящему изобретению предпочтительно содержит по меньшей мере 0,005 мас.% холестерина по отношению к полной массе липидов, предпочтительнее, по меньшей мере 0,02 мас.%, предпочтительнее, по меньшей мере 0,05 мас.%, еще предпочтительнее, по меньшей мере 0,1 мас.%. Предпочтительно, количество холестерина не превышает 10 мас.% по отношению к полной массе липидов, предпочтительнее, не превышает 5 мас.%, еще предпочтительнее, не превышает 1 мас.% по отношению к полной массе липидов.
Предпочтительно, композиция согласно настоящему изобретению содержит 0,3-25 мас.% полярных липидов по отношению к полной массе липидов, причем полярные липиды представляют собой сумму фосфолипидов, гликосфинголипидов и холестерина, предпочтительнее, 0,6-25 мас.% полярных липидов по отношению к полной массе липидов, предпочтительнее, 0,6-12 мас.%, предпочтительнее, 1,0-10 мас.%, еще предпочтительнее, 3-10 мас.% полярных липидов по отношению к полной массе липидов, причем полярные липиды представляют собой сумму фосфолипидов, гликосфинголипидов и холестерина.
Предпочтительные источники для обеспечения фосфолипидов, гликосфинголипидов и/или холестерина представляют собой яичные липиды, молочный жир, жир пахты и сывороточный жир (в том числе бета-сывороточный жир). Предпочтительный источник фосфолипидов, в частности, PC представляет собой соевый лецитин и/или подсолнечный лецитин. Композиция согласно настоящему изобретению предпочтительно содержит фосфолипиды, полученные из молока. Предпочтительно, композиция согласно настоящему изобретению содержит фосфолипиды и гликосфинголипиды, полученные из молока. Предпочтительно, холестерин также получают из молока. Полярные липиды, полученные из молока, включают полярные липиды, выделенные из молочных липидов, сливочных липидов, сывороточных липидов (бета-сывороточных липидов), молочных сывороточных липидов, сырных липидов и/или липидов пахты. Липиды пахты, как правило, получают в процессе производства пахты. Сывороточные липиды или бета-сывороточные липиды, как правило, получают в процессе производства безводного молочного жира из сливочного масла. Предпочтительно, фосфолипиды, гликосфинголипиды и/или холестерин получают из молочных сливок. Композиция предпочтительно содержит фосфолипиды, гликосфинголипиды и/или холестерин из молока коров, кобыл, овец, коз, буйволиц, лошадей и верблюдиц. Наиболее предпочтительно, использовать липидный экстракт, выделенный из коровьего молока. Размер липидных глобул по настоящему изобретению более сопоставим с глобулами женского молока, которые покрыты мембранами жировых глобул молока, содержащими полярные липиды и мембранные белки. Применение полярных липидов из молочного жира преимущественно включает полярные липиды из мембран жировых глобул молока, которые лучше воспроизводят композицию женского молока. Сопутствующее применение полярных липидов, полученных из молока домашних животных, и триглицеридов, полученных из растительных липидов, таким образом, позволяет производить покрытые липидные глобулы с оболочкой, более похожей на женское молоко, обеспечивая в то же самое время оптимальный профиль жирных кислот. Подходящие имеющиеся в продаже источники молочных полярных липидов представляют собой порошки BAEF, SM2, SM3 и SM4 от фирмы Corman, Salibra от фирмы Glanbia и LacProdan MFGM-10 или PL20 от фирмы Arla. Предпочтительно, источник молочных полярных липидов содержит по меньшей мере 4 мас.% фосфолипидов по отношению к полной массе липидов, предпочтительнее, 7-75 мас.%, наиболее предпочтительно, 20-70 мас.% фосфолипидов по отношению к полной массе липидов. Предпочтительно, массовое отношение фосфолипидов к белкам выше 0,10, предпочтительнее, выше 0,20, еще предпочтительнее, выше 0,3. Предпочтительно, чтобы по меньшей мере 25 мас.%, предпочтительнее, по меньшей мере 40 мас.%, наиболее предпочтительно по меньшей мере 75 мас.% полярных липидов являются полученными из молока.
Композиция жирных кислот
В настоящем описании LA означает линолевую кислоту и/или ацильную цепь (18:2 n6); ALA означает α-линоленовую кислоту и/или ацильную цепь (18:3 n3); LC-PUFA означает длинноцепочечные полиненасыщенные жирные кислоты и/или ацильные цепи, содержащие по меньшей мере 20 атомов углерода в жирноацильной цепи и 2 или более ненасыщенных связей; DHA означает докозагексаеновую кислоту и/или ацильную цепь (22:6, n3); EPA означает эйкозапентаеновую кислоту и/или ацильную цепь (20:5 n3); ARA означает арахидоновую кислоту и/или ацильную цепь (20:4 n6); DPA означает докозапентаеновую кислоту и/или ацильную цепь (22:5 n3); PA означает пальмитиновую кислоту и/или ацильную цепь (16:0); SA означает стеариновую кислота и/или ацильную цепь (18:0).
Предпочтительно, композиция содержит PA и/или SA. PA является основным компонентом липидов женского молока. Предпочтительно, композиция содержит по меньшей мере 16 мас.%, предпочтительнее, по меньшей мере 19 мас.% по отношению к полной массе жирных кислот, еще предпочтительнее, по меньшей мере 20 мас.%. Предпочтительно, композиция содержит менее 35 мас.% в расчете на FA, предпочтительнее, менее 30 мас.%. Чрезмерно высокое содержание PA приводит к избыточному образованию кальциевого мыла и оказывает отрицательное воздействие на ПКМ и/или СКМ. Предпочтительно, пальмитиновая кислота в положении sn-1 или sn-3 в липидах составляет более 75 мас.%, предпочтительнее, 90 мас.%. Настоящее изобретение также позволяет составлять детские молочные смеси с высокими уровнями пальмитиновой и стеариновой кислот, которые наблюдаются в женском молоке, и с применением натуральных липидов, т.е. без применения синтетически полученных триглицеридов, содержащих PA или SA в положении sn-2, которые стоят намного дороже и строго ограничены законодательством о продуктах питания. Применение синтетически полученных липидов, содержащих пальмитиновую кислоту в положении sn-2, имеет дополнительный недостаток, состоящий в прямом воздействии такого питания на массу тела, нежирную массу тела и увеличение жировой массы в раннем возрасте.
Высокое массовое отношение LA и ALA в диете связано с пониженной плотностью костной массы. Таким образом, предпочтительно, присутствие LA в достаточном количестве для обеспечения здорового роста и развития, и все же данное количество должно быть как можно меньше для профилактики уменьшения ПКМ. Следовательно, композиция предпочтительно содержит менее 15 мас.% LA по отношению к полной массе жирных кислот, предпочтительно, 5-14,5 мас.%, предпочтительнее, 6-10 мас.%. Предпочтительно, композиция содержит более 5 мас.% LA по отношению к жирным кислотам. Предпочтительно, ALA присутствует в достаточном количестве для обеспечения здорового роста и развития ребенка. Композиция согласно настоящему изобретению, таким образом, предпочтительно содержит по меньшей мере 1,0 мас.% ALA по отношению к полной массе жирных кислот. Предпочтительно, композиция содержит по меньшей мере 1,5 мас.% ALA по отношению к полной массе жирных кислот, предпочтительнее, по меньшей мере 2,0 мас.%. Предпочтительно, композиция содержит менее 10 мас.% ALA, предпочтительнее, менее 5,0 мас.% по отношению к полной массе жирных кислот. Массовое отношение LA/ALA предпочтительно, хорошо сбалансировано для увеличения ПКМ при обеспечении в то же самое время нормального роста и развития. Таким образом, композиция согласно настоящему изобретению предпочтительно содержит массовое отношение LA/ALA от 2 до 15, предпочтительнее, 2-7, предпочтительнее, 4-7, предпочтительнее, 3-6, еще предпочтительнее, 4-5,5, наиболее предпочтительно, 4-5.
Предпочтительно, композиция согласно настоящему изобретению содержит n-3 LC-PUFA, потому что n-3 LC-PUFA повышает пиковую плотность костной массы. Предпочтительнее, композиция согласно настоящему изобретению содержит EPA, DPA и/или DHA, еще предпочтительнее, DHA. Так как низкая концентрация DHA, DPA и/или EPA уже является эффективной, и важны нормальный рост и развитие, содержание n-3 LC-PUFA в композиции согласно настоящему изобретению предпочтительно, не превышает 15 мас.% по отношению к полному содержанию жирных кислот, предпочтительно, не превышает 10 мас.%, еще предпочтительнее, не превышает 5 мас.%. Предпочтительно, композиция согласно настоящему изобретению содержит по меньшей мере 0,2 мас.%, предпочтительно по меньшей мере 0,5 мас.%, предпочтительнее, по меньшей мере 0,75 мас.%, n-3 LC-PUFA по отношению к полному содержанию жирных кислот.
Так как группа жирных кислот n-6, особенно арахидоновая кислота (AA) и ее предшественник LA противодействует группе жирных кислот n-3, особенно DHA и EPA и ее предшественнику ALA, композиция согласно настоящему изобретению содержит относительно низкие количества AA. Содержание n-6 LC-PUFA предпочтительно, не превышает 5 мас.%, предпочтительнее, не превышает 2,0 мас.%, предпочтительнее, не превышает 0,75 мас.%, еще предпочтительнее, не превышает 0,5 мас.% по отношению к полной массе жирных кислот. Так как AA важна для детей в целях оптимального функционирования мембран, особенно мембран нервных тканей, количество n-6 LC-PUFA составляет предпочтительно по меньшей мере 0,02 мас.%, предпочтительнее, по меньшей мере 0,05 мас.%, предпочтительнее, по меньшей мере 0,1 мас.% по отношению к полной массе жирных кислот, предпочтительнее, по меньшей мере 0,2 мас.%. Присутствие AA имеет преимущество в композиции с низким содержанием LA, потому что это компенсирует недостаток LA. Присутствие предпочтительно, низких количеств AA полезно в пище, предназначенной для младенцев в возрасте до 6 месяцев, потому что для таких младенцев детские молочные смеси обычно представляют собой единственный источник питания.
Предпочтительно, помимо растительных липидов, присутствуют липиды, выбранные из рыбьего жира (предпочтительно, из жира тунца) и масла одноклеточных (в том числе масла водорослей, микробов и грибов). Эти источники жира подходят как источники LC-PUFA. В качестве источника n-3 LC-PUFA предпочтительно, использовать масло одноклеточных, включая масло водорослей и микробный жир.
Способ получения липидных глобул
Композиция согласно настоящему изобретению содержит липидные глобулы. Размер липидных глобул можно регулировать, изменяя стадии способа, по которому производят композицию согласно настоящему изобретению. Пригодным и предпочтительным способом получения липидных глобул большего размера является приспособление способа гомогенизации. В стандартной детской молочной смеси липидная фракция (обычно содержащая растительный жир, небольшое количество полярных липидов и жирорастворимых витаминов) смешивают с водной фракцией (обычно содержащей воду, снятое молоко, сыворотку, усвояемые углеводы, в том числе лактозу, водорастворимые витамины и минералы, и необязательно неусвояемые углеводы) путем гомогенизации. Если гомогенизацию не проводить, липидная часть будет очень быстро образовывать сливки, т.е. отделяться от водной части и собираться вверху. Гомогенизация представляет собой способ раздробления жирной фазы на такие мелкие частицы, которые больше не могут быстро отделяться от водной фазы, а поддерживаются в устойчивой эмульсии. Это осуществляют, пропуская молоко при высоком давлении через мелкие отверстия. Однако авторы настоящего изобретения обнаружили, что гомогенизация при меньшем давлении, чем обычно используется в приготовлении детской молочной смеси, приводила к более крупным липидным глобулам согласно настоящему изобретению, в то же время сохраняя достаточно устойчивую эмульсию.
Данный способ включает следующие стадии:
1. Смешивание ингредиентов
Ингредиенты композиции соединяют, например, предпочтительно, смешивают. В основном, липидную фазу, содержащую растительные липиды, и водную фазу добавляют вместе. Ингредиенты водной фазы могут содержать воду, снятое молоко (порошок), сыворотку (порошок), низкожирное молоко, лактозу, водорастворимые витамины и минералы. Предпочтительно, водная фаза содержит белок, усвояемые углеводы и полярные липиды, более предпочтительно, фосфолипиды. Предпочтительно, водная фаза содержит неусвояемые олигосахариды. Предпочтительно, водная фаза имеет значение pH 6,0-8,0, предпочтительнее, pH 6,5-7,5. Предпочтительно, полярные липиды, в частности, фосфолипиды, получают из молока. Присутствие полярных липидов преимущественно приводит к более устойчивым липидным глобулам. Это особенно важно в случае более крупных липидных глобул.
Предпочтительно, липидная фаза содержит 50-100 мас.% растительных липидов по отношению к полной массе липидной фазы. Вместо водной фазы, полярные липиды, предпочтительнее, фосфолипиды, могут также присутствовать в липидной фазе или в обеих фазах. В качестве альтернативы, полярные липиды можно добавлять отдельно к водной и липидной фазе. Предпочтительно, массовое отношение фосфолипидов к полной массе липидов составляет 0,2-20 мас.%, предпочтительнее, 0,5-10 мас.%, еще предпочтительнее, 3-8 мас.%.
Водную и липидную фазы предпочтительно, нагревать перед совместным добавлением, предпочтительно, при температуре 40-80°С, предпочтительнее, 55-70°С, еще предпочтительнее, 55-60°С. Смесь также хранят при этой температуре и перемешивают. Подходящим способом смешивания является использование миксера Ultra-Turrax T50 в течение около 30-60 с при 5000-10000 об/мин. Затем к данной смеси можно добавлять деминерализованную воду для получения целевого процентного содержания сухого вещества. Процентное содержание сухого вещества составляет, например, 15%. В качестве альтернативы, липидную фазу впрыскивают в водную фазу непосредственно перед гомогенизацией.
Минералы, витамины и стабилизирующие смолы можно добавлять в различные моменты процесса в зависимости от их чувствительности к теплу. Смешивание можно, например, осуществлять с помощью мешалки с большими сдвиговыми усилиями. В способе согласно настоящему изобретению снятое молоко (казеин) предпочтительно, не присутствует на данной стадии и добавляется к композиции после гомогенизации жирной фракции и водной фракции (содержащей такие вещества как сыворотка, сывороточный белок, лактоза).
2. Пастеризация
Предпочтительно, смесь затем пастеризуют. Пастеризация включает стадию быстрого нагревания в контролируемых условиях, в которых невозможно выживание микроорганизмов. Температура, составляющая 60-80°C, предпочтительнее, 65-75°С и поддерживаемая в течение по меньшей мере 15 с, обычно достаточно сокращает количество вегетативных клеток микроорганизмов. Известны и коммерчески осуществимы несколько способов пастеризации. В качестве альтернативы, эту стадию можно также осуществлять перед смешиванием, как на стадии 1, и/или заменять стадией нагревания до 60°С на стадии 1.
3. Гомогенизация
Затем необязательно пастеризованную смесь гомогенизируют. Гомогенизация представляет собой способ повышения однородности и устойчивости эмульсии путем уменьшения размера липидных глобул в смеси. Эту стадию способа можно осуществлять с помощью разнообразного оборудования для смешивания, которое прилагает к продукту большое усилие сдвига. Такой тип смешивания разбивает липидные глобулы на меньшие глобулы. Получаемую смесь предпочтительно, гомогенизировать в две стадии при высокой температуре и давлении, например, при 60°C и 30-100 и 5-50 бар, соответственно, с полным давлением 35-150 бар. В качестве альтернативы, получаемую смесь предпочтительно, гомогенизировать в две стадии при меньшей температуре, 15-40°С, предпочтительно, около 20°C и давлении 5-50 и 5-50 бар, соответственно, с полным давлением 5-100 бар. Это значительно ниже стандартных давлений, которые, как правило, составляют 250 и 50 бар, соответственно, с полным давлением 300 бар.
Используемое давление будет зависеть от определенного типа используемого гомогенизатора. Подходящий способ представляет собой использование давления 100 бар на первой стадии и 50 бар на второй стадии в гомогенизаторе Niro Suavi NS 2006 H при температуре 60°С. Подходящий способ представляет собой использование давления 5 бар на первой стадии и 20 бар на второй стадии в гомогенизаторе Niro Suavi NS 2006 H при температуре 20°С. Затем можно необязательно добавлять другие ингредиенты, которые не являются липидами.
4. Стерилизация
Затем эмульсию, полученную на стадии 3, предпочтительно, стерилизуют. Предпочтительно, стерилизацию осуществляют в поточном режиме при ультравысокой температуре (УВТ) и/или в соответствующих контейнерах для получения смеси в виде стерильной жидкости. Подходящим способом обработки УВТ является обработка при 120-130°С в течение по меньшей мере 20 с. В качестве альтернативы, эмульсию, полученную на стадии 3, концентрируют путем выпаривания, затем стерилизуют при ультравысокой температуре, затем подвергают распылительной сушке и получают сухой порошок, которым наполняют соответствующие контейнеры.
В качестве альтернативы, данную стадию стерилизации проводят перед стадией гомогенизации. Предпочтительно, затем подвергать распылительной сушке композицию, полученную указанным выше способом.
Различие оболочки липидных глобул может быть также обусловлено дзета-потенциалом. Дзета-потенциал (ζ-потенциал) представляет собой разность в милливольтах (мВ) электрокинетического потенциала между прочно связанным слоем вокруг поверхности и удаленной зоной электронейтральности и является мерой силы отталкивания или притяжения между частицами в дисперсии. Его значение также связано с устойчивостью коллоидных дисперсий. Высокий абсолютный дзета-потенциал придает устойчивость, т.е. раствор или дисперсия будет сопротивляться агрегации.
Усвояемый углеводный компонент
Композиция предпочтительно содержит усвояемые углеводы. Усвояемые углеводы предпочтительно, обеспечивают 30-80% полной калорийности композиции. Предпочтительно, усвояемые углеводы обеспечивают 40-60% полной калорийности. Существующий в жидком виде, например, в виде готовой к употреблению жидкости, композиция предпочтительно содержит 3,0-30 г усвояемых углеводов на 100 мл, предпочтительнее, 6,0-20, еще предпочтительнее, 7,0-10,0 г на 100 мл. По отношению к сухой массе композиция согласно настоящему изобретению предпочтительно содержит 20-80 мас.%, предпочтительнее, 40-65 мас.% усвояемых углеводов.
Предпочтительно, усвояемыми источниками углеводов являются лактоза, глюкоза, сахароза, фруктоза, галактоза, мальтоза, крахмал и мальтодекстрин. Лактоза является основным усвояемым углеводом, присутствующим в женском молоке. Композиция согласно настоящему изобретению предпочтительно содержит лактозу. Композиция согласно настоящему изобретению предпочтительно содержит усвояемые углеводы, причем лактоза составляет по меньшей мере 35 мас.%, предпочтительнее, по меньшей мере 50 мас.%, предпочтительнее, по меньшей мере 75 мас.%, еще предпочтительнее, по меньшей мере 90 мас.%, наиболее предпочтительно по меньшей мере 95 мас.% усвояемых углеводов. По отношению к сухой массе композиция согласно настоящему изобретению предпочтительно содержит по меньшей мере 25 мас.% лактозы, предпочтительно по меньшей мере 40 мас.%.
Неусвояемые олигосахариды
Предпочтительно, композиция согласно настоящему изобретению содержит неусвояемые олигосахариды со степенью полимеризации (СП) от 2 до 250, предпочтительнее, 3-60. Неусвояемые олигосахариды преимущественно улучшают абсорбцию минералов, состав и архитектуру костей. Преимущественные механизмы осуществляются через повышенную растворимость минералов, которая предполагается через увеличение бактериального производства короткоцепочечных жирных кислот в кишечнике и/или увеличение абсорбирующей поверхности кишечника за счет усиления пролиферации энтероцитов посредством данных короткоцепочечных жирных кислот. Таким образом, неусвояемые олигосахариды предполагают усиливающие эффекты увеличения ПКМ и/или СКМ покрытых липидных глобул композиции согласно настоящему изобретению.
Неусвояемый олигосахарид предпочтительно, выбирают из группы, в которую входят фруктоолигосахариды (например, инулин), галактоолигосахариды (например, трансгалактоолигосахариды или бета-галактоолигосахариды), глюкоолигосахариды (например, гентио-, нигеро- и циклодекстринолигосахариды), арабиноолигосахариды, маннанолигосахариды, ксилоолигосахариды, фукоолигосахариды, арабиногалактоолигосахариды, глюкоманноолигосахариды, галактоманноолигосахариды, содержащие сиаловую кислоту олигосахариды и содержащие уроновую кислоту олигосахариды. Предпочтительно, композиция содержит гуммиарабик в сочетании с неусвояемым олигосахаридом.
n
Предпочтительно, композиция согласно настоящему изобретению содержит фруктоолигосахариды, галактоолигосахариды и/или содержащие галактуроновую кислоту олигосахариды, предпочтительнее, галактоолигосахариды, наиболее предпочтительно, трансгалактоолигосахариды. В предпочтительном варианте осуществления композиция содержит смесь трансгалактоолигосахаридов и фруктоолигосахаридов. Предпочтительно, композиция согласно настоящему изобретению содержит галактоолигосахариды с СП 2-10 и/или фруктоолигосахариды с СП 2-60. Галактоолигосахарид предпочтительно, выбирают из группы, в которую входят трансгалактоолигосахариды, лакто-N-тетраоза (LNT), лакто-N-неотетраоза (neo-LNT), фукозиллактоза, фукозилированная LNT и фукозилированная neo-LNT. В особенно предпочтительном варианте осуществления способ согласно настоящему изобретению включают введение трансгалактоолигосахаридов ([галактоза]-глюкоза; где n представляет собой целое число между 1 и 60, т.е. 2, 3, 4, 5, 6,...., 59, 60; предпочтительно, n выбирают из 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или 10). Трансгалактоолигосахариды (TOS), например, продают под товарным знаком Vivinal™ (Borculo Domo Ingredients, Нидерланды). Предпочтительно, сахариды трансгалактоолигосахаридов имеют β-связи.
Фруктоолигосахарид представляет собой неусвояемый олигосахарид, содержащий цепь из β-связанных звеньев фруктозы с СП или средним СП 2-250, предпочтительнее, 10-100. Фруктоолигосахариды включают инулин, леван и/или полифруктан смешанного типа. Особенно предпочтительным фруктоолигосахаридом является инулин. Фруктоолигосахариды, пригодные для применения в композициях, представляют собой уже имеющиеся в продаже, например, RaftilineHP (Orafti).
Содержащие уроновую кислоту олигосахариды предпочтительно, получают при разложении пектина. Содержащие уроновую кислоту олигосахариды предпочтительно, представляют собой содержащие галактуроновую кислоту олигосахариды. Поэтому композиция согласно настоящему изобретению предпочтительно содержит продукт разложения пектина с СП между 2 и 100. Предпочтительно, продукт разложения пектина получают из яблочного пектина, свекольного пектина и/или цитрусового пектина. Предпочтительно, композиция содержит трансгалактоолигосахарид, фруктоолигосахарид и продукт разложения пектина. Массовое отношение трансгалактоолигосахарид: фруктоолигосахарид: продукт разложения пектина составляет предпочтительно, (20-2):1:(1-3), предпочтительнее, (12-7):1:(1-2).
Предпочтительно, композиция содержит 80 мг - 2 г неусвояемых олигосахаридов на 100 мл, предпочтительнее, 150 мг - 1,50 г, еще предпочтительнее, 300 мг - 1 г на 100 мл. По отношению к сухой массе, их содержание в композиции составляет предпочтительно, 0,25-20 мас.%, предпочтительнее, 0,5-10 мас.%, еще предпочтительнее, 1,5-7,5 мас.%. Меньшее количество неусвояемых олигосахаридов произведет менее эффективное воздействие на СКМ и/или ПКМ, в то время как чрезмерно большое количество приведет к побочным эффектам вздутия живота и желудочно-кишечного дискомфорта.
Белковый компонент
Композиция согласно настоящему изобретению предпочтительно содержит белки. Белковый компонент предпочтительно, обеспечивает 5-15% полной калорийности. Предпочтительно, композиция согласно настоящему изобретению содержит белковый компонент, который обеспечивает 6-12% полной калорийности. Предпочтительнее, композиция содержит белок до 9% по отношению к полной калорийности, предпочтительнее, композиция содержит 7,2-8,0% белка по отношению к полной калорийности, еще предпочтительнее, между 7,3-7,7% по отношению к полной калорийности. Низкая концентрация белка преимущественно обеспечивает сниженный инсулиновый ответ, таким образом, предотвращая пролиферацию адипоцитов у детей. Женское молоко содержит меньшее количество белка по отношению к полной калорийности, чем коровье молоко. Концентрацию белка в композиции для питания определяют по сумме белка, пептидов и свободных аминокислот. По отношению к сухой массе, композиция предпочтительно содержит менее 12 мас.% белка, предпочтительнее, 9,6-12 мас.%, еще предпочтительнее, 10-11 мас.%. По отношению к готовому для питья жидкому продукту, композиция предпочтительно содержит менее 1,5 г белка на 100 мл, предпочтительнее, 1,2-1,5 г, еще предпочтительнее, 1,25-1,35 г.
Источник белка следует выбирать таким образом, чтобы выполнить минимальные требования для содержания незаменимых аминокислот и обеспечить удовлетворительный рост. Поэтому предпочтительны такие источники белка на основе белков коровьего молока, как сыворотка, казеин и их смеси и белки на основе сои, картофеля или гороха. В случае применения белков сыворотки источник белка основан предпочтительно, на кислой сыворотке или сладкой сыворотке, изоляте белков сыворотки или их смеси и может включать α-лактальбумин и β-лактоглобулин. Предпочтительнее, источник белка основан на кислой сыворотке или сладкой сыворотке, из которой удалили казеиногликомакропептид (CGMP). Удаление CGMP из белка сладкой сыворотки преимущественно сокращает содержание треонина в белке сладкой сыворотки. Сокращение содержания треонина также обеспечивают преимущественно применением кислой сыворотки. Необязательно источник белка можно дополнить свободными аминокислотами, включая метионин, гистидин, тирозин, аргинин и/или триптофан, чтобы улучшить аминокислотный профиль. Предпочтительно, белок обогащенной α-лактальбумином сыворотки используют, чтобы оптимизировать аминокислотный профиль. Применение источников белка с оптимизированным аминокислотным профилем, близким к женскому молоку, позволяет обеспечить все незаменимые аминокислоты при уменьшенной концентрации белка, ниже 9% по отношению к полной калорийности, предпочтительно, 7,2-8,0% по отношению к полной калорийности, и все же обеспечить удовлетворительный рост. Если сладкую сыворотку, из которой был удален CGMP, используют как источник белка, ее предпочтительно, дополнять свободным аргинином в количестве 0,1-3 мас.% и/или свободным гистидином в количестве 0,1-1,5 мас.% по отношению к полной массе белка.
Казеин преимущественно присутствует. В процессе усвоения казеина выделяется казеинфосфопептид (CPP), который улучшает ПКМ и/или СКМ. CPP улучшает абсорбцию кальция в тонкой кишке. Предпочтительно, композиция содержит по меньшей мере 3 мас.% казеина по отношению к сухой массе. Предпочтительно, казеин не изменен и/или не гидролизован.
Предпочтительно, композиция содержит кальций. Кальций является основным катионом костного минерала. Предпочтительно, композиция содержит по меньшей мере 200 мг кальция в расчете на 100 г сухой массы, предпочтительнее, по меньшей мере 300 мг, еще предпочтительнее, по меньшей мере 350 мг/100 г сухой массы. Предпочтительно, композиция содержит менее 1500 мг кальция на 100 г сухой массы, предпочтительнее, менее 1000 мг, еще предпочтительнее, менее 800 мг/100 г сухой массы.
Предпочтительно, композиция содержит фосфат. Фосфат является основным анионом костного минерала. Предпочтительно, композиция содержит по меньшей мере 100 мг фосфата в расчете на 100 г сухой массы, предпочтительнее, по меньшей мере 150 мг, еще предпочтительнее, по меньшей мере 200 мг/100 г сухой массы. Предпочтительно, композиция содержит менее 1000 мг фосфата на 100 г сухой массы, предпочтительнее, менее 500 мг, еще предпочтительнее, менее 350 мг/100 г сухой массы.
Предпочтительно, массовое отношение кальция и фосфата составляет 2,5-1,0, предпочтительнее, 2,0-1,5. Сбалансированное отношение кальция и фосфата благотворно влияет на ПКМ и/или СКМ у детей.
Предпочтительно, композиция содержит витамин D. Витамин D регулирует уровни кальция и фосфора в крови, способствуя их абсорбции из пищи в кишечнике и способствуя реабсорбции кальция в почках, что обеспечивает нормальную минерализацию костей. Он также необходим для роста костей и ремоделирования костей остеобластами и остеокластами. Предпочтительно, композиция содержит по меньшей мере 3 мкг витамина D в расчете на 100 г сухой массы, предпочтительнее, по меньшей мере 5 мкг, еще предпочтительнее, по меньшей мере 8 мкг/100 г сухой массы. Предпочтительно, композиция содержит менее 100 мкг витамина D на 100 г сухой массы, предпочтительнее, менее 50 мкг, еще предпочтительнее, менее 20 мкг/100 г сухой массы.
Композиция для питания
Композиция согласно настоящему изобретению предпочтительно, особенно пригодна для обеспечения ежедневной потребности в пище ребенка в возрасте до 36 месяцев, особенно для ребенка в возрасте до 24 месяцев, еще предпочтительнее, для ребенка в возрасте до 18 месяцев, наиболее предпочтительно, в возрасте до 12 месяцев. Поэтому композиция для питания предназначается для кормления или используется для кормления детей. Композиция согласно настоящему изобретению содержит липид, предпочтительно, белок и предпочтительно, усвояемый углеводный компонент, причем липидный компонент предпочтительно, обеспечивает 30-60% полной калорийности, белковый компонент предпочтительно, обеспечивает 5-20% и усвояемый углеводный компонент предпочтительно, обеспечивает 25-75% полной калорийности. Предпочтительно, композиция согласно настоящему изобретению содержит липидный компонент, обеспечивающий 35-50% полной калорийности, белковый компонент обеспечивает 6-12% полной калорийности и усвояемый углеводный компонент обеспечивает 40-60% полной калорийности. Величину полной калорийности определяют по сумме калорий, полученных из белков, липидов и усвояемых углеводов.
Композиция согласно настоящему изобретению не представляет собой женское молоко. Композиция согласно настоящему изобретению содержит растительные липиды. Композиции согласно настоящему изобретению предпочтительно содержат другие фракции, в том числе витамины и минералы, в соответствии с международными директивами о детских молочных смесях.
Предпочтительно, композиция представляет собой порошок, предназначенный для разбавления водой. Было неожиданно обнаружено, что размер и покрытие полярными липидами липидных глобул остались неизменными после стадии сушки и последующего разбавления. Присутствие более крупных липидных глобул может производить слегка отрицательный эффект на долгосрочную устойчивость жидкой композиции. Однако разделение липидного и водного слоев не наблюдалось в течение 48 ч, что намного превышает период времени между приготовлением из порошка готовой для питья жидкости и ее потреблением, который составляет менее 24 ч и, как правило, не превышает 1 ч. Таким образом, композиция в виде порошка с крупными липидными глобулами имеет дополнительное преимущество согласно настоящему изобретению.
Для удовлетворения потребностей ребенка в калориях, композиция предпочтительно содержит 50-200 ккал/100 мл жидкости, предпочтительнее, 60-90 ккал/100 мл жидкости, еще предпочтительнее, 60-75 ккал/100 мл жидкости. Такая калорийность обеспечивает оптимальное соотношение между потреблением воды и калорий. Осмолярность композиции согласно настоящему изобретению составляет предпочтительно, 150-420 мОсмоль/л, предпочтительнее, 260-320 мОсмоль/л.
-1
Предпочтительно, композиция представляет собой жидкость с вязкостью до 35 мПа·с, предпочтительнее, до 6 мПа·с, которую измеряют вискозиметром Брукфильда при 20°C и скорости сдвига 100 с. Пригодна композиция в виде порошка, который можно разбавлять водой с получением жидкости, или в виде жидкого концентрата, который следует разбавлять водой. Когда композиция представляет собой жидкость, предпочтительное суточное потребление составляет около 80-2500 мл, предпочтительнее, около 450-1000 мл в сутки.
Ребенок
Рост костей происходит очень быстро в младенческом возрасте. Поэтому композиция согласно настоящему изобретению предназначается преимущественно для питания детей в возрасте 0-36 месяцев, предпочтительнее, для детей в возрасте 0-18 месяцев, предпочтительнее, для детей в возрасте 0-12 месяцев, еще предпочтительнее, для детей в возрасте 0-6 месяцев.
Предпочтительно, композицию следует использовать для питания недоношенных детей или слишком маленькие для гестационного возраста. Такие дети после рождения растут опережающими темпами, что создает повышенный риск развития недостаточности ПКМ и/или СКМ в более позднем возрасте.
Применение
Композиция согласно настоящему изобретению предназначена предпочтительно, для орального детского питания. Согласно настоящему изобретению, величина ПКМ и/или СКМ увеличивается, особенно в возрасте от 5 лет, особенно после 13 лет, более всего после 18 лет.
Авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили, что когда в младенческом и детском возрасте мышей кормили композицией для питания, содержащей липидные глобулы увеличенного размера, наблюдалось иное и значительное воздействие на состав тела в более позднем возрасте по сравнению с мышами, которых в младенческом и детском возрасте кормили композицией для питания, имеющей аналогичную композицию жирных кислот, но содержащую липидные глобулы меньшего размера. На 42 день, соответствующий детскому возрасту у людей, не наблюдалось никакого различия в росте (весе) между двумя группами, но после 42 дня обе группы кормили по диете западного стиля, которая содержала много жира и много пальмитиновой кислоты. Неожиданно в возрасте 70 и 126 дней, который соответствует раннему взрослому и взрослому возрасту у людей, мыши, которых ранее кормили композицией для питания согласно настоящему изобретению, прежде чем их перевели на диету западного стиля, имели существенно повышенное содержание костного минерала и повышенную плотность костной массы по сравнению с мышами, которые получали контрольную композицию в детском возрасте. Эти эффекты были еще более выраженными, когда увеличивали размер липидных глобул.
Это показывает, что ранее питание влияет на ПКМ и/или СКМ после окончания периода его фактического использования. В одном варианте осуществления влияние на ПКМ и/или СКМ происходит в более позднем возрасте. Термин «в более позднем возрасте» означает, что этот возраст превышает возраст использования диеты предпочтительно по меньшей мере на один год.
Важное отличие двух смесей заключалось в размере липидных глобул. Профиль жирных кислот был аналогичным в обеих смесях, и количество пальмитиновой и стеариновой кислоты, занимающей положения sn-1 и sn-3 в жире, было также аналогичным. Кроме того, обе смеси обеспечивали аналогично хороший рост и развитие в раннем возрасте.
Несмотря на улучшение абсорбции жира, увеличение жировой массы не наблюдали, а наблюдали даже увеличение нежирной массы тела. Авторы настоящего изобретения полагают, что различное влияние архитектуры липидных глобул, в частности, их размер, между композицией согласно настоящему изобретению и традиционной смесью для питания детей на здоровье костей невозможно объяснить эффектом улучшения абсорбции кальция вследствие уменьшения образования мыла из кальциевых солей пальмитиновой и/или стеариновой кислоты, как известно из предыдущих исследований структурированных липидов. Кроме того, применение таких липидов оказывает иное воздействие на состав тела, в том числе на массу тела, нежирную массу тела и жировую массу, как показано в примере 4.
Таким образом, настоящее изобретение можно использовать для композиций, предназначенных для питания младенцев и/или начинающих ходить детей, в целях увеличения содержания костного минерала и/или увеличения плотности костной массы. Настоящее изобретение, следовательно, можно использовать для композиций, предназначенных для питания младенцев и/или начинающих ходить детей, в целях профилактики или сокращения риска остеопороза в более позднем возрасте, для улучшения костеобразования и максимизации костной массы и для улучшения костеобразования у младенцев и детей раннего возраста. Кроме того, условия типа «повышение прочности костей» или «для более прочных костей» и аналогичные включены в применение или способ согласно настоящему изобретению.
Настоящее изобретение также позволяет составлять детские молочные смеси с высокими уровнями пальмитиновой и стеариновой кислоты, которые наблюдаются в женском молоке, и с применением натуральных липидов, т.е. без применения синтетически полученных триглицеридов, которые стоят намного дороже и строго ограничены законодательством о продуктах питания.
В настоящем описании и в формуле изобретения глагол «содержать» и его производные используют в его неограничительном смысле, означающем, что объекты после этого слова включены, но объекты, которые не упомянуты специально, не исключаются. Кроме того, упоминание элемента в единственном числе не исключает возможности того, что этот элемент присутствует в количестве более одного, если по контексту четко не требуется наличие одного и только одного из этих элементов. Таким образом, единственное число обычно означает «по меньшей мере один».
Пример 1. Способ получения ДМС с липидными глобулами большего размера
Пример 1A
Детские молочные смеси получали растворением предварительно смешанной сухой деминерализованной сыворотки, лактозы, концентрата белка сыворотки, сухого снятого молока, галактоолигосахаридов, минералов и витаминов в деминерализованной воде до содержания сухого вещества 22,5 г на 100 г и нагреванием водной фазы при 65°С.
Масляную смесь получали, используя более 98 мас.% растительных масел, масло, содержащего LC-PUFA, жирорастворимые витамины и антиоксиданты. Перед смешиванием водную фазу и масляную фазу нагревали до 65°C. Масляную смесь добавляли к водной фазе и перемешивали с помощью миксера Ultra-Turrax T50 в течение около 30-60 с со скоростью 5000-1000 об/мин. Содержание сухого вещества в данной смеси составляло около 26%. Продукт обрабатывали посредством УВТ в течение 30 с при 125°С и затем охлаждали до 20°С.
Давление гомогенизации составляло 200 и 50 бар, соответственно, в гомогенизаторе Niro Suavi NS 2006 H. Для приготовления детской молочной смеси 2 ее гомогенизировали в две стадии при давлении 5 и 20 бар, соответственно, в гомогенизаторе Niro Suavi NS 2006 H.
Продукты сушили с получением порошка методом распылительной сушки. Длинноцепочечный инулин смешивали в сухом виде с порошком. Количество растительных глицерофосфолипидов составляло 0,2 мас.% по отношению к полной массе жира для диеты 1 и 2.
Размер липидных глобул измерен с помощью анализатора Mastersizer 20000 (Malvern Instruments, Малверн, Великобритания) и приведен в таблице 1. Методом конфокальной лазерной сканирующей микроскопии проверяли, были ли липидные глобулы покрыты фосфолипидами или нет, перед распылительной сушкой. В качестве флуоресцентных зондов использовали Annexin V Alexa Fluor 488 (молекулярные зонды In Vitrogen) для маркировки фосфолипидов и Nile Red (Sigma-Aldrich) для маркировки триглицеридов. После маркировки образцов молочных смесей добавляли гистологическую среду Vectrahield (Vector Laboratories Inc., Барлингейм, США) для уменьшения движения частиц и фотоотбеливания. Наблюдения проводили с помощью лазерного сканирующего микроскопа Zeiss с длинами волн возбуждения 488/543/633 нм и эмиссионными фильтрами, установленными на полосу пропускания 505-530 и полосу пропускания 560-615.
Таблица 1Характеристики липидных глобул различных молочных смесей
ДМС
Взвешенный по объему модальный диаметр, мкм
Доля глобул диаметром 2-12 мкм, об.%
Стандартная ДМС
0,5
5,1
Экспериментальная ДМС (крупные липидные глобулы)
4,0
72,2
После 5 месяцев хранения при комнатной температуре размер липидных глобул в диете 1 не изменился, причем взвешенный по объему модальный диаметр составлял 0,5 мкм. Для диеты 2 взвешенный по объему модальный диаметр, равный 4,8 мкм, также оставался достаточно устойчивым.
Пример 1B
Готовили детскую смесь, содержащую на 1 кг порошка 4800 ккал, 248 г липидов, 540 г усвояемых углеводов, 55 г неусвояемых олигосахаридов и 103 г белков. Композицию готовили, используя порошок BAEF (Corman, Ге, Бельгия), смесь растительных масел, деминерализованную сухую сыворотку, лактозу, неусвояемые олигосахариды (галактоолигосахариды и длинноцепочечные фруктоолигосахариды в массовом отношении 9/1). Кроме того, использовали описанные в прототипах витамины, минералы и микроэлементы.
Количество BAEF было таким, что композиция содержала 7,24 мас.% фосфолипидов (из BAEF) по отношению к полной массе липидов. Учитывая небольшие количества фосфолипидов в масляной смеси, полное количество фосфолипидов составляло 7,39 мас.% по отношению к полной массе липидов. BAEF также обеспечивает небольшое количество холестерина (около 0,08 мас.% по отношению к полной массе липидов детской смеси) и гликосфинголипидов (около 1,65% гликосфинголипидов по отношению к полной массе липидов детской смеси).
Порошок BAEF соединяли с предварительно приготовленными смесями галактоолигосахаридов, лактозы и витаминов с предварительно приготовленными смесями минералов в воде, при комнатной температуре, путем перемешивания. Гидроксид калия использовали для установления pH в интервале 6,8-7,0. Содержание сухого вещества в смеси составляло около 27%. Смесь нагревали до 60°С. Смесь растительных масел также нагревали до 60°С, добавляли к водной фазе и перемешивали с помощью миксера Ultra-Turrax T50 в течение 30-60 с со скоростью 5000-10000 об/мин. Затем добавляли деминерализованную воду для получения содержания сухого вещества около 15%.
Затем масляно-водную смесь гомогенизировали при давлении 100 бар на первой стадии и 50 бар на второй стадии в гомогенизаторе Niro Suavi NS 2006 H. Температура составляла 60°С. Затем добавляли сухую деминерализованную сыворотку для получения конечного содержания сухого вещества 18%. Продукт обрабатывали методом УВТ при 125°С в течение 30 с. Продукт превращали в порошок методом распылительной сушки. Мальтодекстрин вместе с длинноцепочечным инулином смешивали в сухом виде с порошком.
Размер липидных глобул измеряли с помощью анализатора Mastersizer 20000 (Malvern Instruments, Малверн, Великобритания). Взвешенный по объему модальный диаметр составлял 7,3 мкм. Намного меньший второй пик присутствовал при 0,52 мкм. Объемная доля липидных глобул, имеющих размер 2-12 мкм, составляла 71% по отношению к полному объему липидов. Методом конфокальной лазерной сканирующей микроскопии проверяли, что более крупные липидные глобулы согласно настоящему изобретению были покрыты фосфолипидами перед распылительной сушкой и после разбавления водой порошка, полученного распылительной сушкой. В обоих случаях липидные глобулы были покрыты слоем фосфолипидов. В качестве флуоресцентных зондов использовали Annexin V Alexa Fluor 488 (молекулярные зонды In Vitrogen) для маркировки фосфолипидов и Nile Red (Sigma-Aldrich) для маркировки триглицеридов. После маркировки образцов молочных смесей добавляли гистологическую среду Vectrahield (Vector Laboratories Inc., Барлингейм, США) для уменьшения движения частиц и фотоотбеливания. Наблюдения проводили с помощью лазерного сканирующего микроскопа Zeiss с длинами волн возбуждения 488/543/633 нм и эмиссионными фильтрами, установленными на полосу пропускания 505-530 и полосу пропускания 560-615. Размер липидных глобул также совпадал перед сушкой и после разбавления водой порошка, полученного распылительной сушкой.
Взятые в качестве контроля, липидные глобулы стандартной детской смеси (Nutrilon 1) не показали маркировку фосфолипидами, которая наблюдается методом конфокальной лазерной сканирующей микроскопии. Вместо этого глобулы были покрыты белком, как определено по флуоресценции белкового пятна, окрашенного Fast Green FCF. Взвешенный по объему модальный диаметр липидных глобул в этой стандартной детской молочной смеси по измерениям составил 0,5 мкм. Значительно меньший второй пик присутствовал при 8,1 мкм. Объемная доля липидных глобул, имеющих размер 2-12 мкм, составляла 34% по отношению к полному объему липидов.
Таблица 2Характеристики липидных глобул различных молочных смесей
Взвешенный по объему диаметр, мкм
Доля глобул диаметром 2-12 мкм, об.%
ζ-потенциал, мВ
Стандартная детская молочная смесь (Nutrilon 1)
0,5
34
-22,4
Детская молочная смесь согласно настоящему изобретению
7,3
71
-16
Женское молоко
5,3
98
-13,8
Также анализировали женское молоко и показали, что взвешенный по объему модальный диаметр липидных глобул составлял 5,3 мкм. Объемная доля липидных глобул, имеющих размер 2-12 мкм, составляла 98% по отношению к полному объему липидов. Липидные глобулы были покрыты слоем фосфолипидов.
Также измеряли дзета-потенциалы и взвешенные по объему средние диаметры. Результаты приведены в таблице 2.
Пример 2. Программирующий эффект размера глобул липидов на состав взрослого организма
Потомство мышей линии C57/BL6 отлучали от грудного вскармливания в возрасте 15 дней. Экспериментальное искусственное вскармливание продолжали до 42-дневного возраста. В возрасте 42-98 дней весь молодняк содержали на одной диете на основе смеси AIN-93G с измененной липидной фракцией (содержащей 10 мас.% липидов, из которых 50 мас.% составлял свиной жир и 1% составлял холестерин по отношению к полной массе липидов), которая представляла диету западного стиля.
Экспериментальными диетами, которые использовали для искусственного вскармливания, являлись:
1) Контрольная диета на основе детской молочной смеси (ДМС). Эта диета содержала 282 г стандартной ДМС на 1 кг, ДМС 1 по примеру 1A, т.е. малые липидные глобулы. Остальную часть диеты составляли белок AIN-93G, углеводы и волокна. Все липидное содержание диеты обеспечивала ДМС.
2) Диета на основе ДМС согласно настоящему изобретению. Эта диета отличалась от диеты 1 тем, что она содержала 282 г ДМС 3 по примеру 1A, т.е. с более крупными липидными глобулами, чем в контрольной смеси. Все липидное содержание диеты обеспечивала ДМС.
В возрасте 42 дней всех мышей переводили на «диету западного стиля», содержащую 10 мас.% липидов, которую продолжали до 98-дневного возраста. Композиция жирных кислот двух экспериментальных диет была одинаковой с вычисленным количеством линолевой кислоты (LA) 14% по отношению к полной массе жирных кислот, альфа-линоленовой кислоты (ALA) 2,6% по отношению к полной массе жирных кислот и отношением LA/ALA=5,4. Количество DHA составляло 0,2 мас.% и количество ARA составляло 0,35 мас.%. Композиция жирных кислот диеты западного стиля приведена в таблице 5.
Мышей взвешивали два раза в неделю. Прием пищи определяли один раз в неделю в течение всего эксперимента. Для определения состава тела (т.е. СКМ, ПКМ, жировой массы (ЖМ) и нежирной массы (НМ)) проводили сканирование методом ДЭРА (двухэнергетическая рентгеновская абсорциометрия) под общей анестезией в возрасте 6, 10 и 14 недель, через 42, 70 и 98 дней после рождения, соответственно, в режиме денситометрии с помощью формирователя изображений PIXImus (GE Lunar, Мэдисон, штат Висконсин, США). В возрасте 98 дней самцов мышей анатомировали.
Результаты
При сравнении групп не наблюдали никакого влияния на рост (массу тела) и прием пищи в течение экспериментального периода. Кроме того, развитие массы тела и жировой массы (определенное методом ДЭРА) не отличалось значительно до 42-дневного возраста (окончание периода диетического вмешательства). Обнаружено прямое воздействие на СКМ. Мыши, получавшие диету 2 с крупными липидными глобулами, показывали более высокие значения СКМ.
Последующее содержание всех групп на диете западного стиля в период между днем 42 и днем 98 привело к четким различиям в составе тела в конце эксперимента (день 98), см. таблицу 3. Не было различия между воздействием на ПКМ в 98 день. Однако в 98-дневном возрасте значение СКМ было выше у мышей, получавших липиды с крупными липидными глобулами (диета 2 по сравнению с диетой 1). Это показывает, что воздействия на СКМ сохраняются в более позднем возрасте в случае получения диеты с крупными липидными глобулами в раннем возрасте, и что это увеличение содержания костного минерала сопровождается по меньшей мере таким же качеством костной ткани, которое выражает значение ПКМ. Интересно, что развитие жировой массы и относительной жировой массы в более позднем возрасте было меньше у мышей, которые получали диету с более крупными липидными глобулами в младенческом и детском возрасте, по сравнению с мышами, которые получали контрольную диету.
Таблица 3Содержание костного минерала, плотность костной массы, жировая масса и относительная жировая масса
Параметр
День
Диета 1
Диета 2
Масса тела(ст. ош.), г
42
25,84 (046)
26,10 (0,30)
70
30,93 (0,69)
30,19 (0,55)
98
33,98 (0,99)
33,60 (0,68)
Нежирная масса тела (ст. ош.), г
42
20,83 (0,30)
20,52 (0,21)
70
20,34 (0,37)
22,19 (0,69)
98
22,89 (0,43)
22,73 (0,42)
Среднее содержание костного минерала(ст. ош.), г
42
0,461 (0,009)
0,475 (0,011)*
70
0,475 (0,007)
0,537 (0,018)*
98
0,538 (0,009)
0,551 (0,012)*
Средняя плотность костной массы(ст. ош.), г/см<sup>2</sup>
42
0,049 (0,001)
0,050 (0,001)
70
0,054 (0,001)
0,055 (0,001)
98
0,057 (0,001)
0,058 (0,001)
Средняя жировая масса (ст. ош.), г
42
4,42 (0,19)
4,19(0,13)
70
5,94 (0,39)
5,58 (0,27)
98
8,35 (0,67)
7,29 (0,37)
Процентное отношение жира к массе тела(ст. ош.), %
42
17,43 (0,49
16,98 0,48
70
22,40 (0,99
20,07 0,80
98
26,31 (1,33)
24,18 (0,83)
*P<0,05
Эти результаты показывают, что значения СКМ и/или ПКМ в более позднем возрасте очевидно увеличиваются только за счет содержания в раннем возрасте на диете с увеличенным размером липидных глобул. Сделан вывод, что пища, содержащая липидные глобулы с измененной липидной архитектурой, программирует и/или направляет организм в раннем возрасте таким образом, чтобы в последующей жизни развивался более здоровый состав тела с повышенным значением ПКМ и/или СКМ, что обеспечивает профилактику и/или сокращает риск остеопороза.
Пример 3. Программирующий эффект размера глобул липидов на состав взрослого организма
Потомство мышей линии C57/BL6 отлучали от грудного вскармливания в возрасте 15 дней. Экспериментальное искусственное вскармливание продолжали до 42-дневного возраста. В возрасте 42-126 дней весь молодняк содержали на одной диете на основе смеси AIN-93G с измененной липидной фракцией (содержащей 10 мас.% липидов, из которых 50 мас.% составлял свиной жир и 1% составлял холестерин по отношению к полной массе липидов), которая представляла диету западного стиля.
Экспериментальными диетами, которые использовали для искусственного вскармливания, являлись:
1) Контрольная диета на основе детской молочной смеси (ДМС). Эта диета содержала 282 г стандартной ДМС (Nutrilon 1) на 1 кг с размером липидных глобул, как указано в примере 1A. Остальную часть диеты составляли белок AIN-93G, углеводы и волокна. Все липидное содержание диеты обеспечивала ДМС.
2) Диета на основе ДМС согласно настоящему изобретению. Эта диета отличалась от диеты 1 тем, что она содержала 282 г ДМС согласно настоящему изобретению по примеру 1A, т.е. содержала более крупные липидные глобулы, чем контрольная смесь. Все липидное содержание диеты обеспечивала ДМС.
В возрасте 42 дней всех мышей переводили на «диету западного стиля», содержащую 10 мас.% липидов, которую продолжали до 126-дневного возраста. Композиция диет приведена в таблице 4. Композиция жирных кислот двух экспериментальных диет и диеты кафетерия приведена в таблице 5. Профиль жирных кислот двух экспериментальных диет был очень похожим.
Таблица 4Композиция экспериментальных диет на 1 кг
Диета 1, контрольная ДМС
Диета 2, ДМС согласно настоящему изобретению
Диета западного стиля
Калорийность, ккал
3922
3922
4016
Липиды, г
70
70
100
Фосфолипиды, г
0,12
5,16
н.о.
Холестерин, г
0,00
0,06
1
Усвояемые углеводы, г
644
644
600
Лактоза, г
145,9
145,9
0
Сахароза, глюкоза, г
85
85
150
Мальтодекстрин, г
360
360
450
Волокна, г
47,5
47,5
47,5
Белок
179
179
179
н.о. = не определено
Мышей взвешивали два раза в неделю. Прием пищи определяли один раз в неделю в течение всего эксперимента. Для определения состава тела (т.е. жировой массы (ЖМ) и нежирной массы (НМ)), проводили сканирование методом ДЭРА (двухэнергетическая рентгеновская абсорциометрия) под общей анестезией в возрасте 6, 10 и 14 недель, 42, 70, 98 и 126 дней после рождения, соответственно, в режиме денситометрии с помощью формирователя изображений PIXImus (GE Lunar, Мэдисон, штат Висконсин, США). В возрасте 126 дней самцов мышей анатомировали, и их органы препарировали и взвешивали (в том числе жировые ткани, печень, большеберцовые мышцы). Кровь анализировали на лептин, резистин и инсулин (натощак).
Таблица 5Композиция жирных кислот экспериментальных диет
Диета 1, контрольная ДМС
Диета 2, ДМС согласно настоящему изобретению
Диета западного стиля
C12:0
9,4
8,7
5,3
C14:0
4,4
5,3
2,7
C16:0
18,7
21,3
23,1
C18:0
3,5
5,2
9,0
C18:1 n-9
39,9
37,7
40,5
C18:2 n-6(LA)
15,7
12,6
11,9
C18:3 n-3(ALA)
2,4
2,1
1,3
Другие
6,0
7,1
6,7
n-6
16,0
12,9
11,9
n-3
2,4
2,1
1,3
n-6/n-3
6,58
6,12
9,1
LA/ALA
6,46
6,00
9,15
SFA
39,3
44,4
41,9
MFA
42,1
39,8
42,3
PUFA
18,3
14,9
13,2
Результаты
При сравнении групп в течение экспериментального периода не наблюдали никакого воздействия на рост (массу тела) и прием пищи.
Последующее содержание всех групп на диете западного стиля между днем 42 и днем 126 привело к четким различиям в составе тела в конце эксперимента (день 126), см. таблицу 6. Развитие обоих показателей (СКМ и ПКМ) в более позднем возрасте было выше у мышей, которые получали диету с крупными липидными глобулами в младенческом и детском возрасте, по сравнению с мышами, которые получали контрольную диету. Общая масса тела была сопоставимой при сравнении двух групп. Экспериментальная группа имела увеличенную нежирную массу тела.
Таблица 6Масса тела, нежирная масса тела, содержание костного минерала и плотность костной массы с течением времени для мышей, получавших контрольную или экспериментальную диету в младенческом возрасте
Параметр
День
Диета 1, контрольная ДМС
Диета 2, ДМС согласно настоящему изобретению
Масса тела(ст. ош.), г
42
23,50 (0,45)
24,24 (0,51)
70
29,88 (0,46)
30,16 (0,77)
98
33,32 (0,57)
33,69 (0,95)
126
34,47 (0,80)
34,15 (1,16)
Нежирная масса тела (ст. ош.), г
42
18,96 (0,34)
19,96 (0,40)*
70
21,31 (0,42)
22,32 (0,48)
98
22,22 (0,49)
23,91 (0,45)*
126
23,30 (0,43)
24,19 (0,53)*
Среднее содержание костного минерала (ст. ош.), г
42
0,364 (0,005)
0,383 (0,009)
70
0,436 (0,007)
0,474 (0,013)*
98
0,468(0,011)
0,501 (0,013)*
126
0,482 (0,000)
0,523 (0,012)*
Средняя плотность костной массы(ст. ош.), г/см<sup>3</sup>
42
0,046 (0,000)
0,048 (0,001)*
70
0,051 (0,001)
0,053 (0,001)
98
0,052 (0,001)
0,055 (0,001)
126
0,052 (0,001))
0,055 (0,001)
Средняя жировая масса (ст. ош.), г
42
3,78 (0,13)
3,77 (0,21)
70
7,84 (0,35)
7,13 (0,65)
98
10,68 (0,53)
9,19 (0,79)*
126
10,48 (0,67)
9,11 (0,90)*
Процентное отношение жира к массе тела(ст. ош.),%
42
16,59 (0,45)
15,83 (0,68)
70
26,89 (1,07)
23,81 (1,61)
98
32,38 (1,42)
27,25 (1,67)*
126
30,78 (1,42)
26,67 (1,77)*
* P<0,05 по сравнению с контрольной группой
Количество пальмитиновой кислоты составляет 18,7% в контрольной группе и 21,3% в экспериментальной группе, так что оно даже выше в экспериментальной группе. Около 25% жира в экспериментальной диете обеспечивает жир коровьего молока, в котором около 37,8% пальмитиновой кислоты занимает положение sn-2, таким образом, около 72,2% пальмитиновой кислоты находится в положении sn-1 и sn-3. Растительный жир содержит около 7,5% своих остатков пальмитиновой кислоты в положении sn-2 и, таким образом, 92,5% находится в положении sn-1 и sn-3. Итак, в контрольной диете 18,7*0,925=17,3% остатков пальмитиновой кислоты находится в положениях sn-1 и sn-3 по отношению к полной массе жирных кислот, и в экспериментальной группе (0,25*0,772*21,3)+(0,75*0,925*21,3)=18,1% пальмитиновой кислоты находится в положениях sn-1 и sn-3 по отношению к полной массе жирных кислот. Так как остатки пальмитиновой кислоты в положении sn-1 и sn-3 связаны с уменьшением абсорбции кальция, уменьшением абсорбции жира и уменьшением ПКМ и/или СКМ, весьма неожиданно, что наблюдалось увеличение ПКМ и/или СКМ, когда экспериментальную диету принимали в течение раннего роста.
Эти результаты показывают, что значения СКМ и/или ПКМ в более позднем возрасте очевидно увеличиваются за счет содержания в раннем возрасте на диете с увеличенным размером липидных глобул. Сделан вывод, что пища, содержащая липидные глобулы с измененной липидной архитектурой, программирует и/или направляет организм в раннем возрасте таким образом, чтобы в последующей жизни развивался более здоровый состав тела с повышенным значением ПКМ и/или СКМ, что обеспечивает профилактику и/или сокращает риск остеопороза. При сравнении результатов экспериментов 2 и 3 видно, что эффекты в 98-дневном возрасте относительно сильнее в эксперименте 3, показывая дальнейшее улучшение эффекта в случае покрытия липидных глобул полярными липидами, предпочтительнее, полученными из молока полярными липидами.
Интересно, что при сходном раннем развитии жировой массы (не отличающейся значительно в 42 день, когда закончился период диетического вмешательства) развитие жировой массы и относительной жировой массы в более позднем возрасте сокращалось у мышат, которые получали диету с более крупными липидными глобулами в младенческом и детском возрасте, по сравнению с мышатами, которые получали контрольную диету.
Пример 4
Параллельно проводили эксперимент, в котором воздействие ДМС со стандартными растительными липидами сравнивали с ДМС, в которой липидный компонент содержит структурированные триглицериды с увеличенным количеством пальмитиновой кислоты в положении sn-2. Из литературы известно, что при применении таких липидов образуется меньше свободной пальмитиновой кислоты, приводя к меньшему образованию нерастворимого пальмитата кальция, таким образом, увеличивая биодоступность кальция и пальмитиновой кислоты. Экспериментальные условия были аналогичны приведенным в примере 3. Исследованные диеты были основаны на AIN-93G, содержащем такие же углеводные и белковые компоненты. Диета содержала 7% липидов, причем диета 1 содержала пальмовое масло, кокосовое масло, рапсовое масло, подсолнечное масло и подсолнечное масло с высоким содержанием олеиновой кислоты. В диете 2 часть около 70 мас.% жира представляла собой липид Betapol™ 45 (Lipid Nutrition, Нидерланды), в котором около 45% пальмитиновой кислоты этерифицировано в положении sn-2 триглицерида вместо типичных для растительных жиров 7,5%. Диеты имеют очень сходную композицию жирных кислот, см. таблицу 7.
Таблица 7Композиция жирных кислот диет
Диета 1, контрольная ДМС
Диета 2, Betapol
C12:0
11,5
11,5
C14:0
4,6
4,3
C16:0
17,1
17,1*
C18:0
3,0
2,8
C18:1 n-9
36,0
38,7
C18:2 n-6(LA)
14,0
14,0
C18:3 n-3(ALA)
2,6
2,6
Другие
11,2
9,3
* Повышенная доля липида с занятым положением sn-2
Результаты приведены в таблице 8. Диета, содержащая больше пальмитиновой кислоты в положении sn-2, увеличивала массу тела, нежирную массу тела и жировую масса в 42-дневном возрасте. Эти эффекты сохранялись в более позднем возрасте. Также наблюдали увеличение в более позднем возрасте содержания костного минерала и плотности костного минерала. Это отличается от эффекта крупных липидных глобул в примерах 2 и 3, в которых наблюдали сопутствующее уменьшение жировой массы и не наблюдали никакого влияния на общую массу тела в более позднем возрасте и в котором прямое воздействие диеты (т.е. воздействие в 42-дневном возрасте) на массу тела, нежирную массу тела и жировую массу было значительно меньшим.
Таблица 8Содержание костного минерала, плотность костной массы, жировая масса и относительная жировая масса
День
Диета 1
Диета 2
Масса тела(ст. ош.), г
42
23,8 (0,55)
24,7 (0,63)
70
26,8 (0,72)
30,3 (0,86)*
98
28,1 90,67)
31,8 (1,49)*
Нежирная масса тела (ст. ош.), г
42
18,0 (0,81)
20,7 (0,41)
70
20,0 (0,33)
22,7 (0,54)*
98
21,3 90,48)
22,9 (0,77)*
Среднее содержание костного минерала(ст. ош.), г
42
0,410 (0,013)
0,411 (0,010)
70
0,504 (0,008)
0,535 (0,014)
98
0,557 (0,016)
0,583 (0,18)
Средняя плотность костной массы (ст. ош.), г/см<sup>2</sup>
42
0,045 (0,001)
0,046 (0,001)
70
0,053 (0,001)
0,054 (0,001)
98
0,053 (0,001)
0,055 (0,001)
Средняя жировая масса (ст. ош.), г
42
3,7 (0,22)
4,3 (0,14)
70
5,1 (0,22)
5,9 (0,44)
98
5,1 (0,23)
5,4 (0,62)
Процентное отношение жира к массе тела(ст. ош.),%
42
17,0 (0,39)
17,6 (0,57)
70
20,3 (0,57)
20,4 (0,91)
98
19,2 (0,78)
18,8 (1,33)
* P<0,05
Пример 5. Детское питание с липидными глобулами большего размера
Смесь для питания детей содержала на 1 кг порошка 4810 ккал, 255 г липидов, 533 г усвояемых углеводов, 58 г неусвояемых олигосахаридов (галактоолигосахариды и длинноцепочечные фруктоолигосахариды в массовом отношении 9/1), 96 г белков и витамины, минералы, микроэлементы, известные в прототипах.
Липидная композиция такова, что 0,57 мас.% липидов состоит из фосфолипидов. Композиция содержит около 0,17 мас.% гликосфинголипидов по отношению к полной массе липидов. Композиция содержит около 0,006 мас.% холестерина по отношению к полной массе липидов. В качестве источника фосфолипидов использовали гликосфинголипиды и порошок холестерина SM-2 (Corman, Ге, Бельгия). Около 97-98% липидов представляют собой растительные липиды, остальные компоненты представляют собой молочный жир, рыбий жир и микробный жир. Количество LC-PUFA составляет около 0,64 мас.% по отношению к полной массе жирных кислот. Отношение LA/ALA равно 5,2.
Гомогенизацию осуществляли аналогично примеру 1. Взвешенный по объему модальный диаметр составлял более 1 мкм. Объемная доля липидных глобул, имеющих размер 2-12 мкм, составляла более 45% по отношению к полному объему липидов.