КОМПОЗИЦИЯ, ПРИМЕНЯЕМАЯ ДЛЯ СТИМУЛИРОВАНИЯ АБСОРБЦИИ МАГНИЯ И/ИЛИ УДЕРЖИВАНИЯ МАГНИЯ
COMPOSITION FOR USE IN PROMOTION OF MAGNESIUM ABSORPTION AND/OR MAGNESIUM RETENTION

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к композиции, применяемой для стимулирования абсорбции магния и/или удерживания магния. Эта композиция предназначается для млекопитающих, предпочтительно людей, более предпочтительно для младенцев. Уровень техники
Магний (Mg) является вторым наиболее распространенным внутриклеточным катионом и, в целом, четвертым наиболее распространенным катионом. Почти во всех ферментативных процессах с использованием фосфора в качестве источника энергии требуется магний для активации. Магний вовлекается почти в каждый процесс биохимического обмена веществ (например, синтез ДНК и белков, гликолиз, окислительное фосфорилирование). Почти для всех ферментов, участвующих в реакциях фосфора (например, аденозинтрифосфатаза [АТФаза]), требуется магний для активации. Магний играет роль молекулярного стабилизатора РНК, ДНК и рибосом. Поскольку магний связан с АТФ внутри клетки, изменение концентрации внутриклеточного магния может способствовать регулированию клеточного биоэнергетика, такого как митохондриальное дыхание.
Общее содержание магния в организме взрослого человека составляет около 2000 мг-экв или 24 г. Приблизительно 60% от общего количества магния в организме содержится в костях и остальное количество в мягких тканях. Обычно концентрация магния в сыворотке крови составляет от 1,8 до 2,5 мг-экв/л. Приблизительно треть этого количества связана с белком. Свободная (то есть, несвязанная) часть магния считается активным компонентом.
Магний поглощается, главным образом, в тонких кишках здорового человека со скоростью, зависящей от потребляемой пищи. Главным образом, абсорбция происходит в тощей кишке и подвздошной кишке путем ионной (пассивной) диффузии и при низкой люминальной концентрации за счет активных процессов переноса. Сигмовидная ободочная кишка также обладает определенной способностью поглощения магния. Предполагается, что минимальное ежедневное потребление 0,3 мг-эквивалент на 1 кг массы тела предотвращает дефицит магния. Обычно младенцам и детям требуется более высокая ежедневная доза, чем для взрослых людей.
Почки являются главным выделительным органом поглощенного магния. Среднее выделение Mg с мочой обычно изменяется между 2 и 5 миллимоль в сутки.
Дефицит магния и гипомагниемия часто не имеют симптомов. Однако сильная симптоматическая гипомагниемия может проявляться клинически как тетания и распространенные судороги. Ранние проявления могут включать мышечные спазмы, тошноту, рвоту и вялость.
Хотя не проводилось всестороннее комплексное изучение, посвященное фактическому охвату гипомагниемией, стратифицированное по возрастной группе, новорожденные, особенно преждевременно родившиеся младенцы, являются сильно предрасположенными к развитию гипомагниемии. Фактически, преждевременные роды рассматриваются как один из главных факторов риска дефицита магния (Caddell JL. Magnesium in perinatal care and infant health. «Магний в перинаталъном периоде ухода, и здоровье младенца». Magnes Trace Elem. 1991; 10(2-4):229-50). Главными причинами высокого риска дефицита родившихся преждевременно младенцев являются запас магния в организме и большая потребность в магнии для костей и внутри клеток, связанная с высокой скоростью роста указанных младенцев. Дефицит магния может повышать риск сильных осложнений у новорожденных, таких как внутричерепное кровоизлияние, перивентрикулярная лейкомаляция или бронхопульмональная дисплазия, а также пожизненные осложнения, такие как корковый паралич и хроническое заболевание легких (Caddell JL, Graziani LJ, Wiswell ТЕ и др. The possible role of magnesium in protection of premature infants from neurological syndromes and visual impairments and a review of survival of magnesium-exposed premature infants «Возможная роль магния в защите преждевременно родившихся младенцев от неврологических синдромов и нарушений зрения и анализ выживания незащищенных магнием преждевременно родившихся младенцев». Magnes Res. 1999; 12(3):201-16; Caddell JL. Evidence for magnesium deficiency in the pathogenesis of bronchopulmonary dysplasia (BPD) «Доказательство дефицита магния при патогенезе бронхопульмональной дисплазии (BPD)». Magnes Res. 1996; 9(3):205-16.)
Таким образом, существует потребность в пищевой композиции, применяемой при использовании стимулирования абсорбции магния и/или удерживания магния, особенно для младенцев и детей младшего возраста, предпочтительно младенцев, родившихся преждевременно или имеющих малый вес при рождении (LBW), или перенесших задержку внутриутробного развития (IUGR), или страдающих нарушением всасывания, хронической диареей, синдромом укороченного кишечника и/или задержкой роста вследствие недостаточного питания, например, субоптимального внутриутробного питания, и/или заболевания.
Известно, что олигосахариды, особенно фруктоолигосахариды и инулин, способствуют абсорбции и/или удерживанию магния, которая зависит от дозы. Часто требуется от средней до повышенной дозы олигосахаридов, эквивалентной более чем 5% от массы потребляемой пищи, чтобы наблюдался положительный эффект. Однако часто наблюдается плохая желудочно-кишечная толерантность к высоким дозам указанных субстратов, что приводит к вздутию живота и боли, метеоризму и в некоторых случаях диарее. Следовательно, существует потребность в новой пищевой композиции, которая может стимулировать абсорбцию магния и/или удерживания магния, при малой дозе, которая совместима с отсутствием желудочно-кишечных симптомов и с хорошей пищеварительной толерантностью. Существует повышенная общая потребность в указанном пищевом вмешательстве для молодняка млекопитающих, особенно младенцев и детей, предпочтительно младенцев, а также молодняка домашних животных.
Существует потребность в указанном вмешательстве, которое способствует поддержанию соответствующего уровня магния, путем активации абсорбции и/или удерживания, у людей и животных, особенно у молодняка млекопитающих.
Сущность изобретения
Авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили, что введение смеси конкретных олигосахаридов, необязательно в сочетании, по меньшей мере, с одной полиненасыщенной жирной кислотой с длинной цепью (ПНЖК-ДЦ) и/или, по меньшей мере, с одним пробиотиком, является особенно эффективным для стимулирования абсорбции магния и/или удерживания магния.
Соответственно, в настоящем изобретении разработана композиция, которая содержит смесь олигосахаридов, причем указанная смесь содержит, по меньшей мере, один N-ацетилированный олигосахарид, по меньшей мере, один сиалилированный олигосахарид и, по меньшей мере, один нейтральный олигосахарид, для стимулирования абсорбции магния и/или удерживания магния.
Предпочтительно, композиция согласно изобретению представляет собой пищевую композицию. Предпочтительно, эта композиция дополнительно содержит, по меньшей мере, одну ПНЖК-ДЦ. Предпочтительно, эта композиция дополнительно содержит, по меньшей мере, один пробиотик.
Предпочтительно, если присутствует ПНЖК-ДЦ, ее выбирают среди арахидоновой кислоты (АРК) и докозагексаеновой кислоты (ДГК), более предпочтительно ПНЖК-ДЦ представляет собой смесь АРК и ДГК.
Предпочтительно, если присутствует пробиотик, его выбирают среди пробиотических бактериальных штаммов, более предпочтительно пробиотик представляет собой молочнокислые бактерии или бифидобактерии. В предпочтительном варианте осуществления пробиотик представляет собой Lactobacillus rhamnosus, Bifidobacterium lactis и Lactobacillus reuteri. В еще более предпочтительном варианте осуществления пробиотик представляет собой пробиотик Bifidobacterium lactis.
Предпочтительно, нейтральный олигосахарид выбирают среди фруктоолигосахаридов (ФОС) и галактоолигосахаридов (ГОС), предпочтительно ГОС.
В одном варианте осуществления смесь олигосахаридов может быть произведена из животного молока, такого как одно или несколько видов из коровьего, козьего, овечьего или буйволиного молока. Например, эта смесь может быть получена путем фракционирования коровьего молока и последующей ферментативной обработки.
Во втором варианте осуществления смесь олигосахаридов может быть получена с использованием ферментативных, химико-ферментативных и/или химических методов.
В третьем варианте осуществления смесь олигосахаридов может быть получена с использованием технологий дрожжевого и/или бактериального брожения. Например, с этой целью могут быть использованы (или не могут) дрожжевые и/или бактериальные клетки, экспрессирующие подходящие ферменты, такие как гликозидазы и/или гликозилтрансферазы при генетической модификации.
Композиция изобретения предпочтительно используется для младенцев, которые родились преждевременно или имеют малый вес при рождении (LBW), или перенесших задержку внутриутробного развития (IUGR), или страдающих нарушением всасывания, хронической диареей, синдромом укороченного кишечника и/или задержкой роста вследствие недостаточного питания, например, субоптимального внутриутробного. питания, и/или заболевания.
Раскрытие изобретения
Используемые в изобретении термины имеют следующее значение. Термин "ребенок" означает человека от момента рождения до половой зрелости. Взрослый человек имеет возраст старше ребенка. Термин "младенец" означает ребенка возрастом менее 12 месяцев.
Термин "преждевременно родившийся младенец" (или "младенец родившийся недоношенным") означает младенца, родившегося, по меньшей мере, до 37-недельного внутриутробного возраста плода.
Термин "младенец с малым весом при рождении" означает, что младенец имеет вес при рождении меньше, чем 2500 г.
Термин "ребенок младшего возраста" означает ребенка возрастом между одним и тремя годами.
Термин "смесь для младенцев" означает пищевой продукт, предназначенный для конкретного пищевого использования младенцами в течение первых четырех - шести месяцев жизни и удовлетворяющий пищевые потребности этой категории людей (Статья 1.2 Директивы Европейской комиссии 91/321/ЕЕС от 14 мая, 1991 о молочной смеси для младенцев и подросших младенцев).
Термин "смесь для младенцев, родившихся преждевременно," означает молочную смесь для младенцев, предназначенную для младенцев, родившихся преждевременно.
Термин "обогатитель грудного молока" означает добавку, применяемую для увеличения калорийности, содержания белков, минералов и витаминов в грудном молоке, питающем младенцев, родившихся преждевременно, или младенцев с малым весом при рождении.
Термин "смесь для подрастающих младенцев" означает пищевой продукт, предназначенный для конкретного пищевого применения для младенцев возрастом свыше четырех месяцев и составляющий основной жидкий элемент для прогрессивно модифицированного режима питания этой категории людей.
Термин "стартовая/начальная смесь для младенцев" означает пищевой продукт, предназначенный для конкретного пищевого применения для младенцев в течение первых четырех - шести месяцев жизни.
Термин "детское питание" означает пищевой продукт, предназначенный для конкретного пищевого применения для младенцев в течение первых лет жизни.
Термин "зерновая композиция для младенцев" означает пищевой продукт, предназначенный для конкретного пищевого применения для младенцев в течение первых лет жизни.
Термин "молоко при прикорме (грудных детей старшего возраста)" означает напиток на основе молока, приспособленный для специальной пищевой потребности детей младшего возраста.
Термин "период отнятия от груди" означает период, в течение которого материнское молоко или молочная смесь для младенцев частично или полностью замещается другой пищей в рационе младенца.
Термин "стимулирование абсорбции магния и/или удерживания магния" означает обеспечение абсорбции магния, или обеспечение удерживания магния, или абсорбции и удерживания.
Термин "питательная композиция" означает композицию, которая снабжает питанием субъекта. Обычно указанную питательную композицию принимают перорально, внутрижелудочно или внутривенно, и обычно она включает в себя источник липидов или жиров и источник белка.
Термин "синтетическая смесь" означает смесь, полученную химическим и/или биологическим методами, которые могут быть химически идентичными естественной смеси, встречающейся в молоке млекопитающих.
Термин "гипоаллергенная композиция" означает композицию с малой вероятностью возникновения аллергических реакций.
Термин "пробиотик" означает препараты микробных клеток или компоненты микробных клеток, или метаболиты микробных клеток с благоприятным воздействием на здоровье или благополучие хозяина. (Salminen S, Ouwehand A. Benno Y. и др. "Probiotics: how should they be defined" «Пробиотики: как их следует определять» Trends Food Sci. Technol. 1999:10 107-10).
Термин "олигосахарид" означает углевод, имеющий степень полимеризации (СП) в диапазоне от 2 до 20 включительно, но не содержащий лактозу.
Термин "нейтральный олигосахарид" означает олигосахарид, не имеющий заряда и N-ацетильного остатка.
Термин "сиалилированный олигосахарид" означает олигосахарид, который содержит остаток сиаловой кислоты (такой как N-ацетилнейраминовая кислота и/или N-гликолилнейраминовая кислота).
Термин "N-ацетилированный" олигосахарид означает олигосахарид, имеющий, по меньшей мере, одну гексозу, содержащую N-ацетильный остаток.
Все проценты являются массовыми, если не оговорено другое.
В первом аспекте изобретения разработана композиция, которая включает в себя олигосахаридную смесь, причем указанная смесь содержит, по меньшей мере, один N-ацетилированный олигосахарид, выбранный из группы, состоящей из GalNAcα1,3Galβ1,4Glc (=3′GalNAc-lac = N-ацетилгалактозаминил-лактоза) и Galβ1,6GalNAcα1,3Galβ1,4Glc (=6′Gal-3GalNAc-lac = галактозил-N-ацетил-галактозаминил-лактоза), Galβ1,4GlcNAcβ1,3Galβ1,4Glc (лакто-N-неотетраоза или LNnT) и Galβ1,3GlcNAcβ1,3Galβ1,4Glc (лакто-N-тетраоза или LNT), по меньшей мере, один сиалилированный олигосахарид, выбранный из группы, состоящей из NeuAcα2,3Galβ1,4Glc (=3′-сиалиллактоза) и NeuAcα2,6Galβ1,4Glc (=6′-сиалиллактоза) и, по меньшей мере, один нейтральный олигосахарид, выбранный из группы, состоящей из Galβ1,6Gal (=β1,6-дигалактозид); Galβ1,6Galβ1,4Glc (=6′Gal-lac); Galβ1,6Galβ1,6Glc; Galβ1,3Galβ1,3Glc; Galβ1,3Galβ1,4Glc (=3′Gal-lac); Galβ1,6Galβ1,6Galβ1,4Glc (=6′,6-диGal-lac); Galβ1,6Galβ1,3Galβ1,4Glc (=6′,3-диGal-lac); Galβ1,3Galβ1,6Galβ1,4Glc (=3′,6-диGal-lac); Galβ1,3GaIβ1,3Galβ1,4Glc (=3′,3-диGal-lac); Galβ1,4Galβ1,4Glc (=4′Gal-lac); и Galβ1,4GaIβ1,4Galβ1,4Glc (=4′,4-диGal-lac); и Fucα1,2Galβ1,4Glc (=2′ фукозиллактоза или ФЛ), для использования при стимулировании абсорбции магния и/или удерживании магния.
Предпочтительно, композиция дополнительно содержит, по меньшей мере, одну ПНЖК-ДЦ. Предпочтительно, композиция дополнительно содержит, по меньшей мере, один пробиотик.
В другом аспекте изобретение относится к композиции, которая содержит:
- 0,25-20 масс. %, предпочтительно 0,3-10 масс. %, более предпочтительно 0,3-5 масс. % и еще более предпочтительно около 0,5 масс. %, относительно общей массы олигосахаридной смеси, по меньшей мере, одного N-ацетилированного олигосахарида,
- 0,5-30 масс. %, предпочтительно 0,75-15 масс. %, более предпочтительно 0,75-10 масс. % и еще более предпочтительно около 1 масс. %, относительно общей массы олигосахаридной смеси, по меньшей мере, одного сиалилированного олигосахарида, и
- 50-99,3 масс. %, предпочтительно 20-80 масс. %, более предпочтительно 10-50 масс. % и еще более предпочтительно приблизительно 50 масс. %, относительно общей массы олигосахаридной смеси, по меньшей мере, одного нейтрального олигосахарида, для использования при стимулировании абсорбции магния и/или удерживании магния.
Согласно предпочтительному варианту изобретения олигосахаридная смесь присутствует в количестве 0,5-50%, более предпочтительно 1-20%, еще более предпочтительно 2-8%, относительно общей массы композиции.
Олигосахаридные соединения определяются по своей структуре, где GalNAc представляет собой N-ацетилгалактозамин, GlcNAc означает N-ацетилглюкозамин, Gal означает галактозу, NeuAc означает N-ацетилнейраминовую кислоту, Fuc означает фукозу и Glc является глюкозой. Олигосахаридная смесь композиции согласно изобретению может быть единственным источником олигосахарида в композиции.
В первом варианте осуществления нейтральный олигосахарид, предпочтительно выбранный из ФОС и ГОС, предпочтительно из такого галактоолигосахарида, как один из указанных выше.
Во втором варианте осуществления, независимо от первого варианта (или в связи с ним), нейтральный олигосахарид предпочтительно является 2′-фукозиллактозой (ФЛ). В указанном случае ФЛ предпочтительно входит в состав группы нейтральных олигосахаридов в олигосахаридной смеси, в процессе ее производства.
Нейтральный олигосахарид может быть приготовлен в виде смеси путем приобретения и смешения индивидуальных компонентов. Например, синтезированные галакто-олигосахариды, такие как Galβ1,6Gal, Galβ1,6Galβ1,4Glc, Galβ1,6Galβ1,6Glc, Galβ1,3Galβ1,3Glc, Galβ1,3Galβ1,4Glc, Galβ1,6Galβ1,6Galβ1,4Glc, Galβ1,6Galβ1,3Galβ1,4Glc, Galβ1,3Galβ1,6Galβ1,4Glc, Galβ1,3GaIβ1,3Galβ1,4Glc, Galβ1,4Galβ1,4Glc, и Galβ1,4GaIβ1,4Galβ1,4Glc, и их смеси являются промышленно доступньши под торговыми марками Vivinal от фирмы Friesland Campina, Нидерланды, и Elix′or. Другими поставщиками олигосахаридов являются фирмы Dextra Laboratories, Sigma-Aldrich Chemie GmbH Kyowa Hakko Kogyo Co., Ltd. В качестве альтернативы, могут быть использованы специальные гликозилтрансферазы и/или гликозидазы, такие как галактозилтрансферазы, и/или фукозилтрансферазы и/или галактозидазы и/или фукозидазы, для получения галакто-олигосахаридов и/или фукозилированных олигосахаридов.
Фукозиллактоза представляет собой фукозилированный олигосахарид (другими словами, олигосахарид, имеющий фукозный остаток). Указанный фукозилированный олигосахарид может быть выделен с помощью хроматографии или операции фильтрации из естественного источника, такого как животное молоко. В качестве альтернативы, его можно получить биотехнологическими методами, с использованием специальных фукозилтрансфераз и/или фукозидазы или за счет применения технологии сбраживания на основе ферментов (рекомбинантных или естественных ферментов) или технологии микробного сбраживания. В последнем случае, микроорганизмы могут или экспрессировать свои естественные ферменты и субстраты, или могут быть подвергнуты инжинирингу для получения соответствующих субстратов и ферментов. Могут быть использованы микробные клонированные культуры и/или смешанные культуры. Образование фукозилированного олигосахарида можно инициировать с помощью акцепторных субстратов, начиная с любой степени полимеризации (СП), от СП=1 и далее. В качестве альтернативы, фукозилированные олигосахариды могут быть получены путем химического синтеза из лактозы и свободной фукозы. Кроме того, фукозилированные олигосахариды доступны, например, от фирмы Kyowa, Hakko, Kogyo Япония.
Согласно изобретению сиалилированный олигосахарид может быть выбран из группы, состоящей из 3′-сиалиллактозы и 6′-сиалиллактозы. Предпочтительно, сиалилированный олигосахарид содержит 3′-сиалиллактозу и 6′-сиалиллактозу. В этом варианте осуществления соотношение 3′-сиалиллактозы и 6′-сиалиллактозы предпочтительно находится в диапазоне между 5:1 и 1:2.
Формы 3′- и 6′-сиалиллактозы могут быть получены путем добавления в композицию естественного источника, такого как животное молоко, или могут быть выделены методами хроматографии или фильтрации из указанного естественного источника. В качестве альтернативы, они могут быть получены биотехнологическими методами, с использованием специфических сиалилтрансфераз или сиалидаз, нейраминидаз, на основе технологии сбраживания с ферментом (рекомбинантными или естественными ферментами), с помощью химического синтеза или по технологии микробного сбраживания. В последнем случае микроорганизмы могут или экспрессировать свои естественные ферменты и субстраты, или могут быть разработаны с целью получения соответствующих субстратов и ферментов. Могут быть использованы микробные клонированные культуры и/или смешанные культуры. Образование сиалил-олигосахарида можно инициировать с помощью акцепторных субстратов, начиная с любой степени полимеризации (СП), от СП=1 и далее. В качестве альтернативы, фукозилированные сиалиллактозы могут быть получены путем химического синтеза из лактозы и свободной N′-ацетилнейраминовой кислоты (сиаловой кислоты). Сиалиллактозы также являются промышленно доступными, например, от фирмы Kyowa Hakko Kogyo, Япония.
N-Ацетилированные олигосахариды могут быть получены путем добавления в композицию естественного источника, такого как животное молоко. В качестве альтернативы, они могут быть получены путем взаимодействия глюкозаминидазы и/или галактозаминидазы с N-ацетилглюкозой и/или N-ацетилгалактозой. С этой целью, аналогично могут быть использованы N-ацетил-галактозилтрансферазы и/или N-ацетил-гликозилтрансферазы. Кроме того, N-ацетилированные олигосахариды могут быть получены с помощью технологии сбраживания, с использованием соответствующих ферментов (рекомбинантных или естественных), и/или микробного сбраживания. В последнем случае микроорганизмы могут или экспрессировать свои естественные ферменты и субстраты, или могут быть разработаны с целью получения соответствующих субстратов и ферментов. Могут быть использованы микробные клонированные культуры и/или смешанные культуры. Образование N-ацетилированного олигосахарида инициировать акцепторными субстратами, исходя из любой степени полимеризации (СП), от СП=1 и далее. Другим вариантом осуществления является химическое превращение кетогексоз (например, фруктозы) или свободных, или связанных с олигосахаридом (например, лактулозы) в N-ацетилгексозамин или олигосахарид, содержащий N-ацетилгексозамин, как описано в статье Wrodnigg, T.M.; Stutz, А.Е. (1999) Angew. Chem. Int. Ed. 38:827-828.
Лакто-N-неотетраоза (LNnT) и лакто-N-тетраоза (LNT) могут быть синтезированы путем ферментативного переноса сахаридных звеньев из донорных функциональных групп в акцепторные группы, с использованием гликозилгидролаз и/или гликозилтрансфераз, как описано, например, в патенте US 5288637 и WO 96/10086. В качестве альтернативы, LNnT может быть получен путем химического превращения кето-гексоз (например, фруктозы), или свободной, или связанной с олигосахаридом (например, лактулоза) в олигосахарид, содержащий N-ацетилгексозамин или N-ацетилгексозамин, как описано в статье Wrodnigg, T.M.; Stutz, A.E. (1999) Angew. Chem. Int. Ed. 38:827-828. Затем полученный таким образом N-ацетил-лактозамин может быть перенесен в лактозу в виде акцепторной функциональной группы.
Предпочтительно N-ацетилированный олигосахарид выбирают из группы, состоящей из лакто-N-неотетраозы (или LNnT) и лакто-N-тетраозы (или LNT). Предпочтительно LNnT и/или LNT включены в группу сиалилированных олигосахаридов в олигосахаридной смеси в ходе ее производства.
Бактериальный штамм пробиотика, необязательно присутствующий в композиции изобретения, может быть выбран из любого штамма, который соответствует определению пробиотика, и имеет приемлемый срок хранения для композиции, в которую будет введен этот штамм. Например, если композиция вводится в молочную смесь для младенцев, требуется, чтобы указанная молочная смесь для младенцев оставалась стабильной и эффективной в течение до 12 месяцев. Пробиотический бактериальный штамм предпочтительно представляет собой молочнокислые бактерии или бифидобактерии, и более предпочтительно бифидобактерии.
Примерами предпочтительных молочнокислых бактерий являются Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus paracasei и Lactobacillus reuteri. Особенно предпочтительными штаммами являются Lactobacillus rhamnosus ATCC 53103, Lactobacillus rhamnosus CGMCC 1.3724 и Lactobacillus paracasei CNCM I-2116. Еще более предпочтительным пробиотиком является Lactobacillus rhamnosus, этот термин охватывает Lactobacillus rhamnosus ATCC 53103 и Lactobacillus rhamnosus CGMCC 1.3724. Lactobacillus rhamnosus ATCC 53103 является доступным на фирме Valio Oy, Финляндия под торговой маркой LGG.
Примеры предпочтительных видов бифидобактерии включают в себя Bifldobacterium lactis, Bifldobacterium longum, Bifldobacterium breve и Bifldobacterium infantis. Особенно предпочтительными видами являются: Bifldobacterium lactis CNCM 1-3446, продаваемый среди прочего, фирмой Christian Hansen, Дания под торговой маркой ВЫ 2, Bifldobacterium longum ATCC BAA-999, продаваемый фирмой Morinaga Milk Industry Co. Ltd, Япония под торговой маркой ВВ536, штамм Bifidobacterium breve, продаваемый фирмой Danisco под торговой маркой Bb-03, штамм Bifidobacterium breve, продаваемый фирмой Morinaga под торговой маркой M-16V, штамм Bifidobacterium infantis, продаваемый фирмой «Проктер энд Гэмбл Ко.» под торговой маркой Bifantis, и штамм Bifidobacterium breve, продаваемый фирмой Institut Resell (Lallemand) под торговой маркой R0070.
Согласно изобретению, необязательный пробиотик выбирают среди пробиотических бактериальных штаммов, предпочтительно пробиотик представляет собой молочнокислые бактерии или бифидобактерии, более предпочтительно пробиотик представляет собой Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus reuteri и Bifidobacterium lactis, и еще более предпочтительно пробиотик представляет собой Bifidobacterium lactis.
2
12
6
9
Концентрация пробиотика в композиции может находиться в широких пределах, при условии, что пробиотик обеспечивает описанный эффект. Однако предпочтительно, чтобы пробиотик присутствовал в композиции в количестве, эквивалентном от 10 до 10 КОЕ пробиотических бактериальных штаммов, более предпочтительно между 10 и 10 КОЕ, на каждый грамм композиции. Указанная экспрессия включает в себя следующие возможности: бактерии являются живыми, инактивированными, или мертвыми, или даже присутствуют в виде таких фрагментов, как ДНК, материалы клеточной оболочки, внутриклеточные материалы или бактериальные метаболиты. Другими словами, количество бактерий, которое содержит композиция, выражается в терминах колониеобразующей способности указанного количества бактерий, если бы все бактерии были живыми, независимо от их фактического состояния: живые, инактивированные, или мертвые, фрагментированные, или представляют собой смесь любых или всех указанных состояний.
Композиция необязательно содержит, по меньшей мере, одну ПНЖК-ДЦ, которая обычно представляет собой n-3 или n-6 ПНЖК-ДЦ. Указанная n-3 ПНЖК-ДЦ может быть n-3 жирной кислотой С20 или С22. Предпочтительно, кислота n-3 ПНЖК-ДЦ С20 или С22 присутствует в количестве, по меньшей мере, 0,1 масс.% от всех жирных кислот в композиции. Предпочтительно n-3 ПНЖК-ДЦ является докозагексаеновой кислотой (ДГК, С22:6, n-3). Кислота n-6 ПНЖК-ДЦ может быть С20 или С22 n-6 жирной кислотой. Предпочтительно, С20 или С22 n-6 ПНЖК-ДЦ присутствует в количестве, по меньшей мере, 0,1 масс.% от всех жирных кислот в композиции. Предпочтительно n-6 ПНЖК-ДЦ является арахидоновой кислотой (АРК, С20:4, n-6). Источником ПНЖК-ДЦ могут быть, например, яичные липиды, грибковое масло, рыбий жир с малым содержанием эйкозапентаеновой кислоты (ЕРА) или водорослевое масло. Необязательные ПНЖК-ДЦ композиции изобретения могут быть получены в небольших количествах из масел, имеющих высокое содержание предварительно обработанной арахидоновой кислоты и докозагексаеновой кислоты, таких как рыбий жир или микробные масла.
Предпочтительно, композиции согласно изобретению представляют собой пищевые композиции, более предпочтительно синтетическую пищевую композицию. В этом случае композиция может быть смесью для младенцев, родившихся преждевременно, обогатителем грудного молока, стартовой смесью для младенцев, смесью для подрастающих младенцев, рецептурой детского питания, зерновой рецептурой для младенцев, молоком при прикорме, медицинским пищевым продуктом для клинического питания, или питательной добавкой, которая обычно может быть использована в течение пребывания в больнице и/или будет использована после выписки из больницы. Питательная добавка может предназначаться для родившихся преждевременно младенцев или детей, или взрослых людей. Предпочтительно указанная композиция представляет собой продукт для кормления детей, родившихся преждевременно, такой как молочная смесь для младенцев, родившихся преждевременно, обогатитель грудного молока или питательная добавка для родившихся преждевременно младенцев.
Согласно варианту изобретения, предпочтительно композиция представляет собой молочную смесь для младенцев, родившихся преждевременно, обогатитель грудного молока или питательную добавку. Кроме того, композиция согласно изобретению может быть продуктом для детей или взрослых людей, таким как йогурт или медицинское питание, а также питание для домашних животных.
В соответствии с особенно предпочтительным вариантом осуществления, композиция согласно изобретению предназначается для младенцев и детей младшего возраста, родившихся преждевременно или имеющих малый вес при рождении (LBW), или перенесших задержку внутриутробного развития (ШОК), или страдающих нарушением всасывания, хронической диареей, синдромом укороченного кишечника и/или задержкой роста вследствие недостаточного питания, например, субоптимального внутриутробного питания, и/или заболевания. Композиция согласно изобретению может быть назначена до отнятия от груди, и/или в течение, и/или после указанного периода.
Кроме того, изобретение включает применение композиции согласно изобретению в качестве искусственного пищевого агента для стимулирования абсорбции магния и/или удерживания магния.
Все указанные выше области применения конкретно предназначены для младенцев и детей младшего возраста, предпочтительно младенцев, в случае людей. Однако эти области применения также применимы для молодняка домашних животных. Композиции и их применение согласно настоящему изобретению особенно подходят для младенцев и детей младшего возраста, предпочтительно младенцев, родившихся преждевременно, или имеющих малый вес при рождении (LBW), или перенесших задержку внутриутробного развития (IUGR), или страдающих нарушением всасывания, хронической диареей, синдромом укороченного кишечника, и/или задержкой роста вследствие недостаточного питания, например, субоптимального внутриутробного питания, и/или заболевания.
Не желая ограничиваться теорией, авторы изобретения считают, что эффективность комбинации олигосахаридной смеси в описанной выше композиции для стимулирования абсорбции магния и/или удерживания магния, может быть результатом синергетической комбинации эффектов модификации иммунитета. Это тем более верно, когда присутствует пробиотик и/или ПНЖК-ДЦ, поскольку тогда инициируется синергетическая комбинация под действием пробиотических бактериальных штаммов и/или ПНЖК-ДЦ путем стимулирования кислоты специфической олигосахаридной смесью. Олигосахаридная смесь, необязательная ПНЖК-ДЦ и необязательный пробиотический бактериальный штамм могут вводиться в одной композиции или могут вводиться последовательно.
Если композиция назначается младенцам из группы, родившимся преждевременно и имеющим малый вес, то композиция предпочтительно является пищевой композицией, потребляемой, например, в жидком виде. Композиция может иметь полную пищевую рецептуру, такую как молочная смесь для младенцев (родившихся преждевременно), питательная добавка, обогатитель грудного молока, смесь для подрастающих младенцев или молоко при прикорме. В качестве альтернативы, для группы молодняка млекопитающих, композиция может представлять собой корм для домашних животных.
Кроме того, композиция согласно изобретению может содержать источник белка. Тип белка не считается существенным для настоящего изобретения, при условии, что удовлетворяются минимальные потребности содержания существенных аминокислот и обеспечивается удовлетворительный рост. Таким образом, могут быть использованы источники белка на основе сыворотки, казеина и их смесей, а также источники белка на основе сои. Поскольку речь идет о белках сыворотки, источник белка может быть на основе кислой сыворотки, или сладкой сыворотки, или их смесей и может включать альфа-лактоальбумина и бета-лактоглобулина в любых желательных соотношениях. Указанные белки могут быть, по меньшей мере, частично гидролизованы с целью усиления пероральной толерантности к аллергенам, особенно к пищевым аллергенам. В указанном случае композиция является гипоаллергенной композицией.
Композиция согласно настоящему изобретению также может содержать источник углеводов в дополнение к олигосахаридной смеси. Это особенно предпочтительно в случае, когда композиция изобретения представляет собой молочную смесь для младенцев. В указанном случае может быть использован любой углеводный источник, который традиционно находится в молочной смеси для младенцев, такой как лактоза, сахароза, мальтодекстрин, крахмал и их смеси, хотя предпочтительным источником углеводов является лактоза. В любом случае, предпочтительно олигосахаридная смесь является единственным источником пробиотика в композиции согласно изобретению.
Кроме того, композиция согласно настоящему изобретению может содержать источник липидов, включая (или не включая) необязательную ПНЖК-ДЦ. Это особенно существенно, если пищевая композиция изобретения представляет собой молочную смесь для младенцев. В этом случае источником липидов может быть любой липид или жир, который является подходящим для использования в молочной смеси для младенцев. Предпочтительные источники жиров включают олеиновое пальмовое масло, высокоолеиновое подсолнечное масло и высокоолеиновое сафлоровое масло, необязательно, необязательно обогащенное, по меньшей мере, одной ПНЖК-ДЦ, такой как АРК и/или ДГК. Кроме того, могут быть добавлены существенные жирные кислоты: линолевая и α-линоленовая кислота. В композиции, источник жиров (в том числе ПНЖК-ДЦ) предпочтительно имеет соотношение n-6/n-3 жирных кислот приблизительно от 1:2 до 10:1, предпочтительно приблизительно от 3:1 до 8:1.
Кроме того, композиция изобретения может содержать все витамины и минералы, которые считаются существенными в ежедневном рационе и в значительных пищевых количествах. Для определенных витаминов и минералов установлены минимальные потребности. Примеры минералов, витаминов и других питательных веществ, необязательно присутствующих в композиции изобретения, включают витамин А, витамин В1, витамин В2, витамин В6, витамин В12, витамин Е, витамин К, витамин С, витамин D, фолиевую кислоту, инозит, ниацин, биотин, пантотеновую кислоту, холин, кальций, фосфор, иод, железо, магний, медь, цинк, марганец, хлор, калий, натрий, селен, хром, молибден, таурин и L-карнитин. Минералы обычно добавляют в виде соли. Присутствие и количество специфических минералов и других витаминов могут изменяться в зависимости от предполагаемой популяции.
В случае необходимости композиция изобретения может содержать эмульгаторы и стабилизаторы, такие как соя, лецитин, эфиры лимонной кислоты с моно- и диглицеридами, и тому подобное. Кроме того, композиция изобретения может содержать другие вещества, которые могут оказывать благоприятное воздействие, такие как лактоферрин, нуклеотиды, нуклеозиды, ганглиозиды, полиамины и тому подобное.
Теперь получение композиции согласно изобретению будет описано с помощью примера.
Рецептура композиции может быть получена любым подходящим способом. Например, она может быть получена путем совместного смешивания источника белка, источника углеводов (отличающегося от олигосахаридной смеси), и источника жиров, включая необязательные ПНЖК-ДЦ в соответствующих количествах. Если используются эмульгаторы, то они могут быть добавлены в этот момент. Витамины и минералы могут быть добавлены в этот момент, однако они вводятся позже, чтобы избежать термического разложения. До смешивания, в источнике жиров можно растворить любые липофильные витамины, эмульгаторы и тому подобное. Затем, предпочтительно можно ввести в смесь воду, которая подвергается обратному осмосу, с образованием жидкой смеси. Целесообразно, чтобы температура воды находилась в диапазоне приблизительно между 50°C и 80°C, чтобы облегчить диспергирование компонентов. С целью образования жидкой смеси могут быть использованы промышленно доступные разбавители. На этой стадии может быть добавлена олигосахаридная смесь, если конечный продукт должен иметь жидкую форму. Если конечный продукт должен иметь вид порошка, по желанию, олигосахариды также можно добавлять на этой стадии. Затем жидкую смесь гомогенизируют, например, на двух стадиях.
Затем жидкая смесь может быть обработана термически для того, чтобы снизить содержание бактерий, путем быстрого нагревания жидкой смеси до температуры в диапазоне приблизительно между 80°C и 150°C, например, в течение периода приблизительно между 5 секунд и приблизительно 5 минут. Эта операция может быть осуществлена путем введения пара, в автоклаве или теплообменнике, например, в пластинчатом теплообменнике.
Затем жидкая смесь может быть охлаждена приблизительно до 60°C-85°C например, путем сверхбыстрого охлаждения. Затем жидкая смесь может быть снова гомогенизирована, например, на двух стадиях под давлением приблизительно между 10 МПа и 30 МПа на первой стадии и приблизительно между 2 МПа и 10 МПа на второй стадии. Затем гомогенизированную смесь можно дополнительно охладить, чтобы добавить любые термически чувствительные компоненты, такие как витамины и минералы. В этот момент целесообразно регулируют значение рН и содержание твердых веществ в гомогенизированной смеси.
Гомогенизированную смесь переносят в подходящее устройство сушки, такое как распылительная сушка или лиофильная сушка, и превращают смесь в порошок. Этот порошок должен иметь содержание влаги меньше, чем приблизительно 5% по массе. На этой стадии олигосахаридная смесь может быть добавлена путем сухого смешивания, наряду с необязательным пробиотическим бактериальным штаммом (штаммами), или путем смешивания кристаллических олигосахаридов в виде сиропа, наряду с необязательным пробиотическим бактериальным штаммом (штаммами), и распылительной сушки (или лиофильной сушки).
Если предпочтительной является жидкая композиция, то гомогенизированную смесь можно стерилизовать и затем асептически заполнять композицией подходящие контейнеры или сначала можно заполнять подходящие контейнеры и затем смесь подвергают перегонке в реторте.
В другом варианте осуществления изобретения композиция может представлять собой питательную добавку в количестве, которое является достаточным для достижения желательного эффекта у индивидуума. Обычно эта форма введения более пригодна для родившихся преждевременно, или LBW, или IUGR младенцев, детей старшего возраста и взрослых людей.
Количество олигосахаридной смеси, необязательных ПНЖК-ДЦ и необязательных пробиотических бактериальных штаммов, которые могут быть введены в питательную добавку, будет выбираться в соответствии со способом, которым может быть введена указанная питательная добавка.
Питательная добавка может находиться, например, в виде порошка, таблеток, капсул, пастилок или в виде жидкости. Кроме того, добавка может содержать защитные гидроколлоиды (такие как камеди, белки, модифицированные крахмалы), связующие вещества, пленкообразующие агенты, герметизирующие агенты/материалы, материалы перегородки/оболочки, матричные соединения, покрытия, эмульгаторы, поверхностно-активные вещества, солюбилизирующие агенты (масла, жиры, воски, лецитины и др.), адсорбенты, носители, наполнители, сопутствующие соединения, диспергирующие агенты, смачивающие агенты, технологические добавки (растворители), агенты, улучшающие текучесть, агенты, маскирующие вкус, утяжелители, желирующие агенты и гелеобразующие агенты. Кроме того, питательная добавка может содержать традиционные фармацевтические добавки и адъюванты, наполнители и разбавители, в том числе (но без ограничения указанным), воду, желатин любого происхождения, растительные камеди, лигнин-сульфонат, тальк, сахара, крахмал, аравийская камедь, растительные масла, полиалкиленгликоли, вкусовые добавки, предохранители, стабилизаторы, эмульгирующие агенты, буферные агенты, смазывающие вещества, красители, смачивающие агенты, наполнители и тому подобное.
Питательную добавку можно вводить в продукт, который является приемлемым для потребителя (которым является человек или животное), такой как проглатываемый носитель или подложка, соответственно. Примерами указанных носителей или подложек являются лекарственные препараты, или питание, или кормовая композиция для домашних животных. Не ограничивающими примерами таких композиций являются молоко, йогурт, творог, сыр, ферментированное молоко, ферментированные продукты на основе молока, ферментированные продукты на основе зерна, порошки на основе молока, человеческое молоко, смесь для родившийся преждевременно младенцев, молочная смесь для младенцев, пероральная питательная добавка и энтеральное питание. Кроме того, питательная добавка может содержать материал органического или неорганического носителя, подходящего для энтерального или парэнтерального введения, а также витаминов, минералов микроэлементов и других следовых питательных веществ, в соответствии с рекомендациями правительственных органов, таких как USRDA.
Преимущества, характеристики и различные дополнительные признаки изобретения станут более очевидными при полном рассмотрении иллюстрирующего примера, который теперь будет подробно описан в сочетании с прилагаемыми фигурами, на которых:
Фигура 1 представляет собой гистограмму с нанесенными экспериментальными результатами, в единицах абсорбции магния (%).
Фигура 2 представляет собой гистограмму с нанесенными экспериментальными результатами, в единицах удерживания магния (%).
Пример
Эксперименты были проведены с учетом влияния добавления олигосахаридной смеси (деминерализованный фильтрат сыворотки без лактозы или DDWP), которая представляет собой смесь олигосахаридов коровьего молока (CMOS), обогащенную галактоолигосахаридами, для крыс возрастом 7 недель.
Методика
1. Описание эксперимента
Самцов крыс Wistar (40 особей), возрастом 7 недель поставляла фирма Charles River SA, Франция. Животные приспосабливались к условиям эксперимента в течение 6 суток после прибытия. В течение указанного периода животных размещали индивидуально в стандартных клетках Macrolon, причем они получали рацион из контрольной группы (смотрите таблицы 1-3). После периода акклиматизации животных случайно разделяли на четыре группы в соответствии с весом тела и в течение 7 суток перемещали их в клетки с наполовину проволочным дном, чтобы они приспособились к проволочному дну, которое позднее использовалось в клетках для исследования метаболизма. С этого момента и до конца исследования животные получали экспериментальные рационы в соответствии с группой (Контроль, Синергизм, Контроль + и DDWP), к которой они относятся (смотрите таблицы 1-3). В течение последних 7 суток исследования, животных размещали индивидуально в клетках для исследования метаболизма, чтобы количественно собирать образцы мочи и фекалий.
2. Обработка и рационы
В разработке экспериментальных рационов использовались следующие функциональные компоненты:
- CMOS (PTC Konolfingen, партия 24722): деминерализованный фильтрат сыворотки без лактозы, порошок после распылительной сушки (общее содержание олигосахаридов: 1,3% от сухого вещества).
- Vivinal ГОС (Friesland Foods Domo, Нидерланды): сироп галактоолигосахаридов (Общее содержание олигосахаридов: 58,1% от сухого вещества).
- Синергия 1 (Beneo-Orafty, BE). Смесь порошков 1:1 инулина и фруктоолигосахарида (Общее содержание олигосахаридов: 92% от сухого вещества).
Были исследованы следующие группы режимов питания:
- Контроль. Корм полуискусственным рационом, приспособленным для роста, на основе AIN 93 G. Корм используется для контроля группы Синергизма.
- Синергизм. Корм с контрольным рационом, содержащим 10 масс.% компонента "Синергия 1"
- Контроль +. Корм с контрольным рационом, с добавкой глюкозы, галактозы и лактозы, а также Na, Ca, Mg и Р в таких же концентрациях, которые вносятся с компонентом DDWP. Корм используется для контроля группы DDWP.
- DDWP. Корм с контрольным рационом, содержащим 21,7 масс.% CMOS и 8,6 масс.% Vivinal ГОС, представляющий концентрацию 4 масс.% олигосахаридов в окончательном рационе.
Олигосахариды DDWP обычно получают согласно описанию из документов WO 2007/101675, или WO 2007/090894 и обычно они содержат смесь из приблизительно 30 масс.% GalNAcα1,3Galβ1,4Glc и Galβ1,6GalNAcα1,3Galβ1,4Glc; 50 масс.% Galβ1,6Galβ1,4Glc и Galβ1,3Galβ1,4Glc; 20 масс.% NeuAcα2,3Galβ1,4Glc и NeuAcα2,6Galβ1,4Glc.
Потребление пищи оценивают ежедневно в течение последних 14 суток эксперимента. Образцы мочи и фекалий количественно собирают в период с 16 по 20 сутки. Состав рационов (имеющих одинаковые номера позиций, которые соответствуют группам рациона) приведен в следующих таблицах 1,2 и 3.
3. Параметры магния
Как показано на гистограмме фигуры 1, для каждой одной группы рациона эффективность абсорбции магния (%) измеряют методом атомно-эмиссионной спектроскопии с индуктивно связанной плазмой (ICP-OES), с анализом концентрации минералов в рационе и фекалиях. Как показано на гистограмме фигуры 2, для каждой одной группы рациона удерживание магния (%) измеряют методом ICP-OES, с анализом баланса концентрации минералов в рационе, фекалиях и моче.
"Синергия" означает смесь олигосахаридов, известную для улучшения пищеварительной биологической доступности магния и других минералов (Coudray С, Tressol J.C., Gueux Е. и др. Effects of inulin-type fructans of different chain length and type of branching on intestinal absorption and balance of calcium and magnesium in rats. Eur. J. Nutr. 2003; 42(2):91-8; Lobo A.R., Filho J.M., Alvares E.P. и др. Effects of dietary lipid composition and inulin-type fructans on mineral bioavailability in grooving rats. Nutrition 2009; 25(2):216-25). "Синергия" следует сопоставлять с группой "контроль", поскольку они имеют аналогичный состав минералов и других питательных веществ. Известно, что смесь "Синергия" улучшает абсорбцию и/или удерживание магния в зависимости от дозы.
Композиция "Контроль +" аналогична рациону, который содержит DDWP. При проведении указанных сопоставлений между каждой группой аналогичных композиций из фигуры 1 видно, что абсорбция магния улучшается по сравнению с контрольными рационами ("Контроль" и "Контроль +"), с "Синергизм", а также рационом, содержащим DDWP. На фигуре 2 показано, что влияние «синергизма» на удерживание магния является незначительным, однако оно улучшается за счет рациона DDWP согласно изобретению.
Все эти результаты являются более интересными, когда в рационе имеется малая доза олигосахаридов DDWP (4%), в то время как доза «синергизма» в рационе является достаточно высокой (10%), причем его пищеварительная толерантность предполагается достаточно низкой, особенно для популяции младенцев.
Таким образом, пищевые композиции согласно изобретению демонстрируют влияние на стимулирование абсорбции магния и удерживание магния при малой дозе, причем ожидается, что композиция будет иметь хорошую пищеварительную толерантность, особенно для популяции младенцев.