ПИТАТЕЛЬНАЯ ЭМУЛЬСИЯ С ИНДУЦИРОВАННОЙ ВЯЗКОСТЬЮ
NUTRITIVE EMULSION WITH INDUCED VISCOSITY

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к питательным эмульсиям с индуцированной вязкостью, включающим белковый компонент с определенным содержанием белково-связанного сульфоксида метионина, который повышает стабильность эмульсии.
Уровень техники

Существует много различных типов питательных эмульсий, коммерчески доступных или же иным образом раскрытых в литературе. Как правило, это эмульсии типа "масло в воде" с определенным балансом жиров, белков, углеводов, витаминов и минералов. К некоторым их примерам относятся упакованные питательные жидкости под торговыми марками Glucerna и Ensure, доступные от компании Abbott Laboratories, Columbus, Ohio.
Недавно был разработан новый тип питательной жидкости, которая содержит в качестве части углеводного компонента волоконную систему с индуцированной вязкостью. Эти жидкости имеют выпускную вязкость, обычную для питательной эмульсии, но из-за наличия волоконной системы, эти эмульсии дают в результате более высокую индуцированную вязкость после потребления. Повышенная вязкость способствует уменьшению опорожнения полости желудка и последующего выхода глюкозы в кровь. Повышенная вязкость внутри желудка также приводит к ощущению наполненности желудка и повышенной сытости. Такие напитки с индуцированной вязкостью особенно полезны для диабетиков и людей, заинтересованных в поддержании и снижении своего веса.
Например, в американской патентной заявке №20020193344 (Wolf et al.) раскрывается напиток с индуцированной вязкостью, который содержит волоконную систему с индуцированной вязкостью, содержащую растворимое анионное волокно в комбинации с катионом, растворимым в кислоте, но нерастворимым в воде. Вязкость напитка увеличивается после потребления в тот момент, когда он подвергается воздействию кислой среды желудка (низкое значение рН).
В еще одном примере, в американской патентной заявке №20030013679 (Wolf et al.) раскрывается напиток с индуцированной вязкостью, который содержит частично гидролизованный крахмал в комбинации с нейтральным растворимым волокном. После употребления напитка вязкость его увеличивается в тот момент, когда в желудке он подвергается воздействию кислоты и амилазы.
Было обнаружено, что питательные эмульсии с индуцированной вязкостью более предрасположены к расслаиванию и образованию белкового осадка по сравнению с обычными эмульсиями, через две недели после их приготовления. Также было обнаружено, что эту присущую питательным эмульсиям неустойчивость можно существенно снизить путем приготовления эмульсий с индуцированной вязкостью из белков, у которых содержание белково-связанного сульфоксида метионина составляет 8% или меньшее значение от общего количества белково-связанного метионина в расчете на количество молей.
Раскрытие изобретения
Настоящее изобретение относится к питательным эмульсиям с индуцированной вязкостью, включающим (А) белок, в котором содержание белково-связанного сульфоксида метионина (МСО) составляет не более 8% от общего количества молей белково-связанного метионина, (В) жиры и (С) волоконную систему с индуцированной вязкостью, которая придает эмульсии выпускную вязкость менее 300 мПа·с (300 сантипуаз (сП)) и индуцированную вязкость после потребления по меньшей мере 300 мПа·с. Питательные эмульсии представляют собой эмульсии типа "масло в воде".
Кроме того, было обнаружено, что физическая стабильность питательной эмульсии с индуцированной вязкостью обратно пропорциональна содержанию сульфоксида метионина белкового компонента в эмульсии. Более конкретно, было обнаружено, что улучшенный физически устойчивый жидкий питательный продукт получается в том случае, когда в питательной эмульсии с индуцированной вязкостью используют источник белка с содержанием сульфоксида метионина (МСО) не более 8% от общего количества молей белково-связанного метионина.
Осуществление изобретения
Питательные эмульсии с индуцированной вязкостью по настоящему изобретению включают в качестве основных ингредиентов жиры, белки, подобранные по содержанию сульфоксида метионина, и углеводный компонент, включающий волоконную систему с индуцированной вязкостью. Эти и другие основные или необязательные ингредиенты или особенности питательных эмульсий по настоящему изобретению описаны более подробно ниже.
Используемый в данном контексте термин "питательная эмульсия", если не определено иначе, относится к пероральным жидкостям, находящимся в форме эмульсий типа "масло в воде", которые включают жиры, белок и углеводы и могут быть приготовлены как заменители пищевых продуктов, пищевые добавки или как средства для энтерального непрерывного или периодического введения.
Используемый в данном контексте термин "питательная эмульсия с индуцированной вязкостью", если не определено иначе, относится к питательной эмульсии, включающей волоконную систему с индуцированной вязкостью, описанную ниже в этом документе.
Используемый в данном контексте термин "волоконная система с индуцированной вязкостью", если не определено иначе, подразумевает какой-либо материал или композицию, содержащую волокно, которая при добавлении к питательной эмульсии придает питьевой эмульсии вязкость (выпускную вязкость) при комнатной температуре и повышает (индуцирует) вязкость эмульсии после употребления.
Питательные эмульсии по настоящему изобретению могут включать, состоять из или состоять главным образом из основных элементов и ограничений изобретения, описанных ниже, а также из каких-либо дополнительных или необязательных ингредиентов, компонентов или ограничений, описанных в этом документе или иным образом используемых в пищевых или фармацевтических областях применения.
Все значения в процентном содержании, доли и соотношения, используемые в данном документе, представлены в пересчете на массу всей композиции, если не указано иначе. Поскольку все массовые значения имеют отношение к перечисленным ингредиентам, то они даны на основании активного количества, и поэтому не включают растворители или побочные продукты, которые могут быть включены в коммерчески доступные материалы, если не указано иначе.
Следует иметь в виду и понимать, что все количественные диапазоны, используемые в данном документе, даже если им не предшествует выражение "примерно", даются в приблизительных значениях, если не указано иначе.
Все ссылки на характеристики или ограничения настоящего изобретения в единственном числе будут включать соответствующие характеристики или ограничения во множественном числе, и наоборот, если не указано иначе или ясно не обозначена противоположность контексту, в котором дается ссылка.
Все комбинации или стадии способа, используемые в данном документе, могут быть осуществлены в любом порядке, если не указано иначе или ясно не обозначена противоположность контексту, в котором приводится ссылка на композицию.
Питательные эмульсии по настоящему изобретению также могут быть по существу свободными от какого-либо необязательного или выбранного основного ингредиента или особенности, описанной в данном документе, при этом подразумевается, что оставшаяся часть состава все еще содержит все необходимые ингредиенты или особенности, описанные в этом документе.
В данном контексте, термин "по существу свободны" означает, что выбранная композиция содержит необязательный ингредиент в количестве, не превышающем функциональное значение, как правило, менее 0,1% по массе, и также включающем количество такого необязательного или выбранного основного ингредиента, равное 0 мас.%.
Вязкость эмульсии
Питательные эмульсии по настоящему изобретению представляют собой эмульсии типа "масло в воде", вязкость которых увеличивается после употребления, главным образом благодаря волоконной системе с индуцированной вязкостью, описанной в настоящем документе. Эти эмульсии обладают питьевой вязкостью перед употреблением, которую называют в настоящем документе "выпускной вязкостью", и более высокой вязкостью после употребления, которую называют в настоящем документе "индуцированной вязкостью".
Индуцированная вязкость, обеспечиваемая этими питательными эмульсиями, способствует снижению опорожнения полости желудка и последующему повышению содержания глюкозы в крови. Индуцированная вязкость также вызывает ощущение полноты и повышенной сытости. Эти питательные эмульсии с индуцированной вязкостью особенно эффективны для диабетиков и людей, заинтересованных в поддержании или снижении своего веса.
Как и напитки с индуцированной вязкостью, питательные эмульсии по настоящему изобретению обладают питательной вязкостью перед употреблением и вязкостью при попадании в желудок (т.е. индуцированной вязкостью). Увеличение вязкости происходит главным образом благодаря наличию в питательной эмульсии волоконной системы с индуцированной вязкостью (описанной в данном документе).
Питательные эмульсии по настоящему изобретению обладают выпускной вязкостью не более 300 мПа·с, предпочтительно от 40 до 250 мПа·с, более предпочтительно от 40 до 150 мПа·с, включая интервал от 75 до 125 мПа·с. В данном контексте и с целью определения питательных эмульсий по настоящему изобретению, выпускную вязкость измеряют после извлечения эмульсии из герметичной упаковки, например, из обрабатываемой реторты или асептически заполненной банки, бутыли или другого контейнера. Измерения вязкости проводят при комнатной температуре, используя вискозиметр Brookfield (модель DV-II+) с 62 шпинделем. Выпускную вязкость измеряют, используя вискозиметр при максимальной скорости вращения шпинделя, и узнают значение на шкале показаний прибора.
Питательные эмульсии по настоящему изобретению, кроме того, характеризуются индуцированной вязкостью по меньшей мере 300 мПа·с, предпочтительно по меньшей мере 350 мПа·с, включая интервал от 400 до 20000 мПа·с, а также включая интервал от приблизительно 800 до приблизительно 15000 мПа·с. Для эмульсии, содержащей волоконную систему с полимер-контролируемой индуцированной вязкостью, индуцированную вязкость измеряют путем добавления 20 мкл бактериальной альфа-амилазы (Sigma) к 250 г эмульсии, перемешивая ферментативно-обработанную эмульсию в течение 30 минут мешалкой Glass-Col, а затем измеряя вязкость с помощью вискозиметра Brookfield (модель DV-II+) с 62 шпинделем при комнатной температуре. Индуцированную вязкость измеряют, используя вискозиметр при максимальной скорости вращения шпинделя, и узнают значение вязкости на шкале показаний прибора. Это измерение индуцированной вязкости предназначается для сравнения ожидаемой индуцированной вязкости после употребления продукта и при попадании его в желудок.
Для эмульсий, включающих кислотно-контролируемую волоконную систему с индуцированной вязкостью, индуцированную вязкость измеряют путем добавления 60 мл 0,1 н. раствора HCl к 250 г эмульсии, перемешивая подкисленную эмульсию в течение 30 минут мешалкой Glass-Col, а затем измеряя полученную в результате вязкость с помощью вискозиметра Brookfield (модель DVII+) с 62 шпинделем при комнатной температуре. Вязкость измеряют, используя вискозиметр при максимальной скорости вращения шпинделя, и узнают значение вязкости на шкале показаний прибора.
Белок с низким содержанием МСО
Питательные эмульсии по настоящему изобретению включают источник белка, в котором содержание белково-связанного сульфоксида метионина составляет не более 8% в расчете на количество молей от количества белково-связанного метионина, предпочтительно от 0 до 5%, включая интервал от 1 до 3%.
По этой причине питательные эмульсии, предпочтительно, по существу свободны от любого другого источника белка. В данном контексте, термин "по существу свободны" означает, что питательные эмульсии включают другой такой источник белка в количестве не более 0,5 мас.%, более предпочтительно в количестве 0 мас.%. Другим источником белка является такой источник, в котором содержание МСО составляет не более 8%.
Выражения "содержание МСО", "содержание сульфоксида метионина" и "содержание белково-связанного сульфоксида метионина" используются в данном документе попеременно для обозначения количества белково-связанного сульфоксида метионина в источнике белка в виде молярного процентного содержания от общего количества белково-связанного метионина. Содержание МСО определяют аналитическими методами, описанными в данном документе.
Было обнаружено, что питательные эмульсии с индуцированной вязкостью можно приготовить таким образом, что они будут иметь повышенную устойчивость и, следовательно, более продолжительный срок хранения, при этом предусматривается, что источник белка в пределах эмульсии имеет достаточно низкое содержание МСО, определенное в данном документе. Повышение устойчивости наблюдается в виде уменьшения расслаивания, снижения образования белкового осадка, или в виде обоих эффектов, величины которых измеряют через 2 недели, предпочтительно через 6 недель, более предпочтительно через 6 месяцев или через более длительный период времени после первоначального приготовления или расфасовывания.
Было обнаружено, что при получении источников белка с целью использования в пищевых продуктах, различные количества белково-связанного метионина окисляются с образованием частиц белково-связанного сульфоксида метионина. Было обнаружено, что питательные эмульсии с индуцированной вязкостью неустойчивы при их последующем приготовлении с источником белка, у которого содержание МСО превышает 8%, неустойчивы, когда содержание МСО в источнике белка составляет 8% или меньше.
Любой источник белка, пригодный для использования в пищевом продукте, также подходит для использования в настоящем изобретении, при этом предусматривается, что он обрабатывается или подбирается иным способом, чтобы содержание МСО в нем составляло не более 8%. К подходящим источникам белка, из которых выбирают или обрабатывают соответствующие белки, относятся коровье молоко (например, казеин, сыворотка), животные (например, мясо, рыба), злаки (например, рис, кукуруза), овощи (например, соя) или их комбинации.
Не ограничивающие примеры подходящих источников молочного белка включают изоляты молочного белка, казеиновые изоляты, концентрат молочного белка, цельное коровье молоко, частично или полностью обезжиренное молоко и т.д. Хотя предпочтительными являются изоляты молочного белка, надо также понимать, что не все изоляты будут иметь содержание МСО, составляющее не более 8%, поэтому не все такие изоляты пригодны для использования в данном изобретении. То же самое справедливо и для других источников белка.
Ниже в Таблице 1 описаны некоторые коммерчески доступные источники белков, и для каждого из них указано (измерено) содержание МСО. Те источники, у которых содержание МСО составляет не более 8%, пригодны для использования в данном изобретении.
Таблица 1
Коммерчески доступные источники белков
Поставщик
Белок (№ товара)
Содержание МСО
1
I
казеинат кальция
<5%-73%
Поставщик
Белок (№ товара)
Содержание МСО
2
J
казеинат кальция
<5%
3
С
казеинат кальция (№1970)
<1%
4
С
казеинат натрия (№1980)
<1%
5
D
Гидролизат казеина (№2216)
5%
6
E
Конц. сывороточный белок молока (№1932)
8-12%
7
F
Конц. сывороточный белок молока (№15979)
7-15%
8
G
Конц. сывороточный белок молока (R0053 WPC)
24-55%
9
H
Конц. сывороточный белок молока (R0069 WPC)
4-5%
10
G
Конц. сывороточный белок молока (№1735)
11 -65%
11
С
Конц. сывороточный белок молока (№18001)
5%
12
I
Гидролизат соевого белка (№3021)
15%
13
I
Изолят молочного белка (№15821)
8-33%
14
С
Изолят молочного белка
2-3%
15
В
Изолят молочного белка
2%
16
I
Гидролизат сывороточного белка молока (IF-3002 WPH)
11-98%
17
I
Гидролизат сывороточного белка молока (IF-3002 WPH)
<3%-21%
18
С
1342
<5%
19
К
1922
<5%
20
L
Соль минеральной кислоты и казеина (№1380)
1,7-2,4%
21
С
Соль минеральной кислоты и казеина (№1380)
<1%
22
М
Соль минеральной кислоты и казеина (№1380)
<1%
В следующей ниже Таблице 2 описаны коммерчески доступные питательные продукты, каждый из которых содержит источник белка с указанным содержанием МСО (измеренным в конечном продукте). Однако, ни один из перечисленных продуктов не является эмульсией с индуцированной вязкостью, содержащей волоконную систему с индуцированной вязкостью.
Таблица 2
Коммерчески доступные питательные продукты
Продукт
Белок
Содержание МСО
Alimentum<sup></sup> Abbott Laboratories
Белковый гидролизат казеина
4%
Similac<sup></sup> с железом (порошок) Abbott Laboratories
Нежирное молоко, конц. сывороточный белок молока
9%
Порошок Isomil<sup></sup> Abbott Laboratories
Изолят соевого белка
5%
Порошок Good Start<sup></sup> Nestle
Гидролизат сывороточного белка молока
44%
Порошок NAN HA1 Nestle
Гидролизат сывороточного белка молока
10-11%
Жидкость Enlive<sup></sup> Abbott Laboratories
Изолят сывороточного белка молока
23-32%
Glucerna<sup></sup> Shakes Abbott Laboratories
Изолят молочного белка
10-40%
Корм Jevity<sup></sup> Abbott Laboratories
Казеинат
<1%
Поскольку содержание МСО, как правило, увеличивается во время обработки, то с целью определения настоящего изобретения, содержание МСО предпочтительно измеряют в конечном продукте, хотя следует понимать, что настоящее изобретение также включает те конечные продукты, в которых у источника белка содержание МСО составляет не более 8% перед приготовлением и обработкой, если не указано иначе.
Волоконная система с индуцированной вязкостью
Питательные эмульсии по настоящему изобретению включают волоконную систему с индуцированной вязкостью, которая содержит систему, повышающую вязкость эмульсии после употребления, где выпускная и индуцированная вязкость эмульсий после употребления находится в пределах диапазона значений, установленного в данном документе.
Любая волоконная система с индуцированной вязкостью, о которой известно, что она используется или иным образом подходит для безопасного и эффективного перорального введения, пригодна и для использования в данном изобретении, некоторые примеры таких систем описаны в патентных заявках США №20020193344, 20030125301 и 20030013679 (Wolf et al.), описания которых включены в данный документ по ссылке.
Для использования в данном изобретении также пригодны глюкоманнановые композиции, описанные в американском патенте №6733769 (Ryan et al.), описание которого также включено в данный документ по ссылке.
А) Волоконная система с полимер-контролируемой индуцированной вязкостью
Волоконная система с индуцированной вязкостью предпочтительно представляет собой волоконную систему с полимер-контролируемой индуцированной вязкостью, например, систему, описанную в американской патентной заявке №20030013679, описание которой включено в этот документ по ссылке. Такая система содержит нейтральное растворимое волокно и частично гидролизованный крахмал, степень полимеризации (СП) которого составляет по меньшей мере 10.
Используемый в данном документе термин "нейтральное водорастворимое волокно" относится к тем волокнам, которые могут растворяться в воде при комнатной температуре и которые не несут на себе заряд при нейтральном значении рН.
Питательные эмульсии по настоящему изобретению включают те варианты осуществления, в которых массовое соотношение нейтрального растворимого волокна к частично гидролизованному крахмалу в волоконной системе с полимер-контролируемой индуцированной вязкостью варьируется в диапазоне от 0,35:5,0 до 1:5,0, включая интервал от 0,7:5,0 до 1:5,0, а также включая соотношение 1:5,0.
Внутри эмульсии, содержащей волоконную систему с полимер-контролируемой индуцированной вязкостью, нейтральное растворимое волокно поддерживается в диспергированном, нерастворимом состоянии за счет присутствия частично гидролизованного крахмала. В случае двух или более полимеров, например, тех, что присутствуют в одном и том же растворе, растворимость менее растворимого полимера (т.е. нейтрального растворимого волокна) уменьшается с увеличением концентрации более растворимого полимера (т.е. частично гидролизованного крахмала). Однако, когда частично гидролизованный крахмал гидролизуется альфа-амилазой в желудке, постепенное его исчезновение в желудке дает возможность раствориться нейтральному растворимому волокну внутри потребляемой композиции с образованием геля и композиции с более высокой вязкостью внутри желудка. Полученная в результате вязкая масса препятствует опорожнению полости желудка и замедляет или останавливает всасывание глюкозы.
Не ограничивающие примеры нейтральных растворимых волокон, пригодных для использования в волоконной системе с полимер-контролируемой индуцированной вязкостью по данному изобретению, включают гуаровую смолу, пектин, смолу рожкового дерева, метилцеллюлозу, β-глюканы, глюкоманнан, конжаковую муку и их комбинации. Предпочтительными являются волокно глюкоманнана, гуаровая смола и их комбинации. Концентрация этих нейтральных растворимых волокон обычно составляет по меньшей мере 0,4%, включая интервал от 0,55 до 3,0%, а также включая интервал от 0,65 до 1,5%, в расчете на массу питательной эмульсии.
К примерам частично гидролизованного крахмала, пригодным для использования в данной конкретной волоконной системе с индуцированной вязкостью, относятся те, у которых степень полимеризации составляет по меньшей мере 10, предпочтительно по меньшей мере 20, включая интервал от 40 до 250, или от 60 до 120, и которые пригодны для использования в перорально вводимых пищевых продуктах. В данном контексте, степень полимеризации (СП) - это количество глюкозных или моносахаридных звеньев, объединенных в одну молекулу. Концентрация частично гидролизованного крахмала составляет обычно по меньшей мере 2%, включая интервал от 3 до 20%, а также включая интервал от 3,5 до 6%, в расчете на массу питательной эмульсии.
Не ограничивающие примеры некоторых частично гидролизованных крахмалов, пригодных для использования в данном изобретении, включают те, что получают посредством кислотного гидролиза, ферментативного гидролиза или обоими упомянутыми способами. Предпочтительными примерами являются те, у которых степень полимеризации (СП) составляет от 40 до 250, включая мальтодекстрин со СП 100, и другие подходящие полисахариды, такие как инулин, гидролизованная гуаровая смола, гуммиарабик и их комбинации. Величина СП - это степень полимеризации частично гидролизованного крахмала, т.е. количество моносахаридных звеньев в частично гидролизованном крахмале.
Частично гидролизованный крахмал можно также охарактеризовать в единицах эквивалентов декстрозы (ДЭ) точнее, по сравнению со значениями СП, при этом ДЭ частично гидролизованного крахмала составляет менее 10, включаю интервал от 1 до 8. Эквивалент декстрозы (ДЭ) - это традиционная мера, представляющая среднюю восстановительную способность мальтодекстрина или другого полисахарида по сравнению со стандартом декстрозы. Значения ДЭ выводятся из формулы [ДЭ=100÷СП], где СП - это степень полимеризации мальтодекстрина или другого материала, т.е. количество моносахаридных звеньев в полисахариде. Для справки, глюкоза (декстроза) имеет ДЭ, равное 100; крахмал имеет ДЭ, равное приблизительно нулю.
Волоконная система с индуцированной вязкостью в данном изобретении включает те варианты осуществления, в которых нейтральным растворимым волокном является глюкоманнан или конжаковая мука, а частично гидролизованным крахмалом является крахмал, молекулярная масса которого составляет от 1000 до 50000 Дальтон.
В) Волоконная система с кислотно-контролируемой индуцированной вязкостью
Волоконная система с индуцированной вязкостью, пригодная для использования в данном изобретении, включает волоконные системы с кислотно-контролируемой индуцированной вязкостью, например те, которые описаны в американской патентной заявке №20020193344, описание которой включено в этот документ по ссылке. Такая система содержит растворимое анионное волокно в комбинации с водонерастворимым, кислотно-растворимым источником поливалентного катиона.
Используемый здесь термин "анионное растворимое волокно" относится в водорастворимым волокнам, которые несут на себе отрицательный заряд после растворения в воде при комнатной температуре.
Термин "водонерастворимые кислотно-растворимые поливалентные катионы" относится к солям, которые не растворяются в воде при нейтральном значении рН и будут взаимодействовать с кислотой с высвобождением катиона. Поливалентные катионы, перечисленные в десятом издании The Merck Index, являются либо нерастворимыми, либо практически нерастворимыми в воде и растворимыми в кислоте, и представляют собой примеры соответствующих солей.
Как часть волоконной системы с кислотно-контролируемой индуцированной вязкостью, поливалентные катионы не растворяются в питательной эмульсии. После употребления и при попадании в желудок кислотно-растворимые поливалентные катионы растворяются и диссоциируют в кислой среде желудка. Диссоциированные катионы затем взаимодействуют и химически сшиваются с анионным растворимым волокном, которое затем образует в желудке вязкий гель или массу. Полученная в результате вязкая масса препятствует опорожнению полости желудка и замедляет или останавливает всасывание глюкозы.
Эти волоконные системы с кислотно-контролируемой индуцированной вязкостью включают те варианты осуществления, в которых водонерастворимый кислотно-растворимый источник поливалентного катиона представлен в количестве от 200 до 9000 частей на миллион, включая интервал от 300 до 4000 частей на миллион, а также включая интервал от 400 до 1000 частей на миллион, в расчете на массу питательной эмульсии (в расчете на массу катиона).
Не ограничивающие примеры подходящих водонерастворимых кислотно-растворимых источников поливалентного катиона, пригодных для использования в волоконной системе с индуцированной вязкостью, включают любые водорастворимые кислотно-растворимые соли магния, кальция, железа, хрома, марганца, молибдена, меди или цинка, к некоторым примерам которых относятся карбонат кальция, фторид кальция, молибдат кальция, оксалат кальция, двухосновный фосфат кальция, трехосновный фосфат кальция, пирофосфат кальция, сахарат кальция, фторид магния, гидроксид магния, оксид магния, пероксид магния, трехосновный фосфат кальция, пирофосфат магния, селенит магния, карбонат магния, оксид магния, сульфид магния и их комбинации. Предпочитают использовать карбонат кальция и/или трифосфат кальция.
Поэтому питательные эмульсии, предпочтительно, по существу свободны от любых водорастворимых поливалентных катионов или любых катионов, которые иным образом становятся растворимыми в конечном пищевом продукте. В данном контексте, термин "по существу свободны" означает, что питательная эмульсия содержит водорастворимый или растворимый в продукте поливалентный катион в количестве менее 0,2 мас.%, предпочтительно 0 мас.%.
Эти волоконные системы с кислотно-контролируемой индуцированной вязкостью включают те варианты осуществления, в которых растворимое анионное волокно представлено в количестве от 0,2 до 5%, включая интервал от 0,4 до 3%, а также включая интервал от 0,8 до 1,5%, в расчете на массу питательной эмульсии; неограниченные примеры растворимых анионных волокон, пригодных для использования в волоконной системе с индуцированной вязкостью, включают альгинат, низкометоксилированный пектин, каррагенан, ксантан, геллановую камедь и их комбинации. Альгинат является предпочтительным.
Питательные макроэлементы
Питательные эмульсии по настоящему изобретению включают жиры, белок и углевод. Как описывалось в данном документе, белком должен являться белковый источник с низким содержанием МСО, а углевод должен включать волоконную систему с индуцированной вязкостью. Жировой компонент описывается ниже.
Хотя концентрации или количества каждого питательного макрокомпонента в питательной эмульсии по настоящему изобретению могут сильно варьироваться в зависимости от пищевых потребностей предполагаемого пользователя, такие концентрации или количества в большинстве своем попадают в пределы одного из следующих диапазонов (см. Таблицу 3).
Таблица 3
Диапазон содержания макрокомпонентов в питательных эмульсиях
Питательный макроэлемент
Варианты осуществления
А
В
С
Углевод<sup>1</sup> - % от суммарного количества калорий
10-85
20-60
40-60
Жир - % от суммарного количества калорий
10-85
10-50
15-35
Белок с низким содержанием МСО - % от суммарного количества калорий
5-80
10-30
15-25
Углевод<sup>1</sup> 1 г/100 мл
1-40
4-30
10-20
Жир г/100 мл
0,1-30
0,5-15
1-5
Белок с низким содержанием МСО г/100 мл
0,5-30
1-15
2-10
<sup>1</sup> - включает волоконную систему с индуцированной вязкостью
Питательные эмульсии по настоящему изобретению включают жиры. К пригодным для этих целей жирам или их источникам относятся те, которые, как известно, используются или безопасны для использования в перорально вводимых пищевых продуктах; не ограничивающие примеры таких жиров включают кокосовое масло, фракционированное кокосовое масло, соевое масло, кукурузное масло, оливковое масло, сафлоровое масло, высокоолеиновое сафлоровое масло, МСТ масло (среднецепные триглицериды), подсолнечное масло, высокоолеиновое подсолнечное масло, пальмовое и косточковое пальмовое масла, пальмовый олеин, масло канола, морские масла, хлопковое масло и их комбинации.
Питательные эмульсии могут включать в качестве части жирового компонента полиненасыщенные жирные кислоты, включая сложные эфиры полиненасыщенных жирных кислот или другие природные или синтетические источники, включая короткоцепочные (менее 6 атомов углерода на одну цепь), среднецепочные (от 6 до 18 атомов углерода на одну цепь) и длинноцепочные (в которых по меньшей мере около 20 атомов углерода на одну цепь) жирные кислоты, в которых имеется две или более двух двойных С=С связей, включая n-3 (омега-3) и n-6 (омега-6) полиненасыщенные жирные кислоты.
Не ограничивающие примеры полиненасыщенных жирных кислот, пригодных для использования в данном изобретении, включают альфа-линоленовую кислоту (ALA, С18:3n-3), стеаридоновую кислоту (С18:4n-3), эйкозапентеновую кислоту (ЕРА, С20:5n-3), докозапентеновую кислоту (С22:5n-3), докозагексеновую кислоту (DHA, C22:6n-3), линолевую кислоту (С18:2n-6), гамма-линоленовую кислоту (GLA, С18:3n-6), эйкозадиеновую кислоту (С20:2n-6), арахидоновую кислоту (ARA, C20:4n-6), ди-гомо-линоленовую кислоту (DGLA, С20:3n-6) и их комбинации.
Питательные эмульсии по настоящему изобретению, кроме того, могут включать углевод в дополнение к углеводу, предоставляемому волоконной системой с индуцированной вязкостью, описанной в данном документе. Не ограничивающие примеры таких дополнительных углеводов включают дополнительный гидролизованный или модифицированный крахмал или кукурузный крахмал, полимеры глюкозы, кукурузный сироп, сухую кукурузную патоку, углеводы, полученные из риса, глюкозу, фруктозу, лактозу, кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы, не перевариваемые олигосахариды (например, фруктоолигосахариды), мед, сахарные спирты (например, малитол, эритрит, сорбит) и их комбинации.
Питательные эмульсии по настоящему изобретению, кроме того, могут включать любой другой питательный элемент, наполнитель или другую добавку, при этом предусматривается, что такие необязательные ингредиенты безопасны для использования при пероральном введении и не оказывает чрезмерное влияние на характеристики продукта. В этом отношении витамины и минералы являются предпочтительными.
МСО методика
Содержание сульфоксида метионина (МСО) в источнике белка, пригодного для использования в данном изобретении, определяют в соответствии со следующей методикой. С целью правильного выбора белка, потенциальный источник белка подвергают ферментативному гидролизу при 37°С в течение 24 часов. Полученный в результате ферментативный гидролизат затем исследуют на содержание МСО и метионина методом обратно-фазной ВЭЖХ. Процентное содержание МСО в источнике белка определяют по следующей формуле:
Белково-связанный МСО, в мольных % от
общего количества белково-связанного метионина = <img file="00000001.tif" he="13" wi="32" img-content="undefined" img-format="tif" />
МСО = сульфоксид метионина в молярных единицах
MET = метионин в тех же самых молярных единицах
В качестве примера вышеупомянутой методики, источник белка (казеинат кальция и казеинат натрия) оценивают следующим образом:
А. Приготовление стандарта
а. Растворяют 100 мг L-метионина и 50 мг сульфоксида DL-метионина (Fluka 64430) в 1000 мл воды. Это раствор с высоким содержанием стандарта.
b. Разбавляют 25,0 мл раствора с высоким содержанием стандарта до 50 мл добавлением воды. Это раствор с низким содержанием стандарта.
В. Приготовление образца
а. Растворяют 90-95 мг казеинатного ингредиента в 25 мл 0,05 М PIPES, рН 7,5, содержащем азид натрия в количестве 0,1%.
b. Добавляют пипеткой 3,00 мл раствора казеината в 1-драхмовый пузырек (3,697 мл).
с. Добавляют 150 мкл раствора проназы (Sigma P-5147) с концентрацией 2 мг/мл в 0,05М PIPES, рН 7,5, содержащий азид натрия в количестве 0,1%.
d. Добавляют 60 мкл раствора лейцинаминопептидазы (Sigma L-0632) с концентрацией 2 мг/мл в воде.
е. Добавляют 30 мкл раствор пролидазы (Sigma Р-6675) с концентрацией 2 мг/мл в воде.
f. Закупоривают пузырек и аккуратно перемешивают. Отбирают по 1600 мкл в каждый из двух закатанных пузырьков для автоматического отбора пробы для ВЭЖХ (VWR 66020-953) и закупоривают пузырьки.
g. Выдерживают при 37°С на протяжении 24 часов.
h. Тест на содержание МСО и MET с помощью системы ВЭЖХ описывается ниже.
С. ВЭЖХ Система
Колонка: ODS-AQ, 4,6×250 мм, 5 мкм, 120А, Waters AQ 12S052546WT
Подвижная фаза А: Вода
2
4
Подвижная фаза В: 350 мл 0,02 М КНРO, рН 2,9; 650 мл ацетонитрила
Температура: 40°С.
Детектирование: УФ при 221 нм, 214 нм.
Ввод: 1 мкл.
Образцы белка
Измеряют и сравнивают содержание МСО в различных коммерческих источниках белка. Затем оценивают различные источники белка на предмет физической устойчивости в питательной эмульсии с индуцированной вязкостью.
Из девяти проверенных источников белка те, у которых содержание МСО не превышало 8%, показали хорошую эмульсионную устойчивость, в то время как источники с содержанием МСО менее 8%, показали только среднюю или низкую устойчивость. Эти результаты иллюстрируют обратно пропорциональную зависимость между содержанием МСО и высотой пика ВЭЖХ и между содержанием МСО и устойчивостью эмульсии с индуцированной вязкостью. Данные испытаний собраны в следующей ниже Таблице 4.
Таблица 4
Зависимость между содержанием МСО и высотой пика ВЭЖХ и между содержанием МСО и устойчивостью эмульсии с индуцированной вязкостью.
Изолят молочного белка Код источника
Содержание МСО
Высота ВЭЖХ пика в мАU/г при 214 нм
Устойчивость эмульсии с индуцированной вязкостью при 55°С через 2 недели
1
С 09
2,8%
2381
Хорошая
2
С 15
2,9%
2488
Хорошая
3
С 16
2,8%
2397
Хорошая
4
С 18
2,5%
2390
Хорошая
5
C 08
1,8%
2325
Нет данных
6
В 04
2,1%
Нет данных
Хорошая
7
А 59
8%
2014
Хорошая
8
А 04
13%
1822
Средняя
9
А 17
33%
1344
Низкая
Примеры
Следующие ниже примеры иллюстрируют частные варианты осуществления настоящего изобретения, включая соответствующие методики приготовления питательных эмульсий по настоящему изобретению. Примеры приведены исключительно с целью иллюстрации и их не следует толковать как ограничения настоящего изобретения, поскольку можно осуществить многие вариации данных примеров, не отклоняясь от сути и не выходя за рамки данного изобретения.
Пример 1
Ниже представлен пример питательной эмульсии по настоящему изобретению с индуцированной вязкостью и способ ее приготовления (см. Таблицу 5). Этот вариант осуществления включает волоконную систему с полимер-контролируемой индуцированной вязкостью в комбинации с белком, в котором содержание МСО в конечном продукте составляет 1-3%.
Таблица 5
Ингредиенты питательной эмульсии - Пример 1
Жировая смесь
Углевод-минеральная суспензия
Высокоолеиновое сафлоровое масло
14,5 кг
Вода
341 кг
Масло канола
13,7 кг
Мальтодекстрин со СП 100
45,3 кг
Соевый лецитин
0,7 кг
Фруктоза
28 кг
Предварительно приготовленная витаминная смесь DEK
47,3 г
Измельченный трехкальциевый фосфат
0,9 кг
Бета-каротин 30%
6,5 г
Хлорид магния
0,4 кг
Пальмитат витамина А
4,6 г
Цитрат натрия
2,4 кг
Лютеин
4,9 г
Фруктоолигосахариды
12,6 кг
Витамин Е
71,9 г
Двухосновный фосфат калия
0,35 кг
Порошок из крахмала водоросли аморфофаллюс
5,57 кг
Мальтодекстрин со СП 5
21,1 кг
Гуаровая смола
3,33 кг
Сироп мальтитола (70% твердых частиц)
34,3 кг
Хлорид калия
1,2 кг
Карбонат кальция
0,8 кг
Геллановая камедь
0,2 кг
Белково-водная суспензия "белок в воде"
Двухосновный фосфат магния
3,1 кг
Вода
398 кг
Цитрат калия
550 г
Изолят молочного белка
37,2 кг
Предварительно приготовленная смесь ультра/микроэлементов
270 г
Казеинат натрия
3,24 кг
Йодид калия
0,16 г
Казеинат натрия с низкой вязкостью
5,7 кг
Хлорид хрома
1,6 г
Витаминный раствор
Вода
39 кг
Водорастворимая предварительно приготовленная витаминная смесь
70,9 г
Аскорбиновая кислота
425 г
Сукралоза
300 г
Холин хлорид
343 г
Ароматизатор ваниль
1,5 кг
При приготовлении вышеуказанной питательной эмульсии (~1000 кг), жировую смесь готовят отдельно смешиванием указанных ингредиентов. Белково-водную суспензию также готовят отдельно смешиванием указанных ингредиентов. Углеводо-минеральную суспензию аналогично готовят как отдельную смесь смешиванием указанных ингредиентов.
2
Углеводо-минеральную суспензию затем добавляют к белково-водной суспензии, и доводят рН смесь до 6,7-7,0. К полученной в результате смеси добавляют жировую смесь. Приготовленную таким образом смесь затем обрабатывают при сверхвысоких температурах (146,1°С (295°F) в течение 5 секунд) и гомогенизируют при давлении 27,58 МПа (4000 фунт/дюйм). Затем смешивают ингредиенты для витаминного раствора и доводят рН до 6,5-7,5 при помощи 45% раствора КОН. Витаминный раствор затем добавляют к стандартизированной гомогенизированной смеси. Затем конечную смесь упаковывают и запаивают в отдельные 8-унциевые контейнеры (примерно 237 мл) и подвергают обработке в реторте.
Полученный в результате продукт имеет выпускную вязкость 120 мПа·с и индуцированную вязкость свыше 14000 мПа·с (при обработке альфа-амилазой). Продукт остается устойчивым без существенного расслаивания или образования белкового осадка через 2 недели, 6 месяцев и 12 месяцев.
Пример 2
Ниже представлен пример питательной эмульсии по настоящему изобретению с индуцированной вязкостью и способ ее приготовления (см. Таблицу 6). Этот вариант осуществления включает волоконную систему с полимер-контролируемой индуцированной вязкостью в комбинации с белком, в котором содержание МСО в конечном продукте составляет 1-3%.
Таблица 6
Ингредиенты питательной эмульсии - Пример 2
Жировая смесь
Углевод-минеральная суспензия
Диацилглицериновое масло
17,7 кг
Вода
341 кг
Высокоолеиновое сафлоровое масло
9,4 кг
Мальтодекстрин со СП 100
45,3 кг
Масло канола
1,5 кг
Фруктоза
28 кг
Соевый лецитин
0,6 кг
Измельченный трехкальциевый фосфат
0,9 кг
Предварительно приготовленная витаминная смесь DEK
47,3 г
Хлорид магния
0,4 кг
Пальмитат витамина А
4,6 г
Цитрат натрия
2,4 кг
Витамин Е
71,9 г
Фруктоолигосахариды
12,6 кг
Порошок из крахмала водоросли аморфофаллюс
5,57 кг
Двухосновный фосфат калия
0,35 кг
Гуаровая смола
3,33 кг
Мальтодекстрин со СП 5
21,1 кг
Сироп мальтитола (70% твердых частиц)
34,3 кг
Хлорид калия
1,2 кг
Карбонат кальция
0,8 кг
Геллановая камедь
0,2 кг
Микрокристаллическая целлюлоза
0,6 кг
Белково-водная суспензия "белок в воде"
Двухосновный фосфат магния
3,1 кг
Вода
398 кг
Цитрат калия
550 г
Изолят молочного белка
30,6 кг
Предварительно приготовленная смесь ультра/микроэлементов
270 г
Казеинат натрия
10 кг
Йодид калия
0,16 г
Казеинат натрия с низкой вязкостью
5,7 кг
Хлорид хрома
1,6 г
Витаминный раствор
Вода
39 кг
Водорастворимая предварительно приготовленная витаминная смесь
70,9 г
Аскорбиновая кислота
425 г
Сукралоза
300 г
Холин хлорид
343 г
Ароматизатор ваниль
1,5 кг
При приготовлении вышеуказанной питательной эмульсии (~1000 кг), жировую смесь готовят отдельно смешиванием указанных ингредиентов. Белково-водную суспензию также готовят отдельно смешиванием указанных ингредиентов. Углеводо-минеральную суспензию аналогично готовят как отдельную смесь смешиванием указанных ингредиентов.
2
Углеводо-минеральную суспензию затем добавляют к белково-водной суспензии, и доводят рН смесь до 6,7-7,0. К полученной в результате смеси добавляют жировую смесь. Приготовленную таким образом смесь затем обрабатывают при сверхвысоких температурах (146,1°С (295°F) в течение 5 секунд) и гомогенизируют при давлении 27,58 МПа (4000 фунт/дюйм). Затем смешивают ингредиенты для витаминного раствора и доводят рН до 6,5-7,5 при помощи 45% раствора КОН. Витаминный раствор затем добавляют к стандартизированной гомогенизированной смеси. Затем конечную смесь упаковывают и запаивают в отдельные 8-унциевые контейнеры (примерно 237 мл) и подвергают обработке в реторте.
Полученный в результате продукт имеет выпускную вязкость 120 мПа·с и индуцированную вязкость свыше 14000 мПа·с (при обработке альфа-амилазой). Продукт остается устойчивым без существенного расслаивания или образования белкового осадка через 2 недели, 6 месяцев и 12 месяцев.
Пример 3
Ниже представлен пример питательной эмульсии по настоящему изобретению с индуцированной вязкостью и способ ее приготовления (см. Таблицу 7). Этот вариант осуществления включает волоконную систему с полимер-контролируемой индуцированной вязкостью в комбинации с белком, в котором содержание МСО в конечном продукте составляет 1-3%.
Таблица 7
Ингредиенты питательной эмульсии - Пример 3
Жировая смесь
Углевод-минеральная суспензия
Диацилглицериновое масло
8,8 кг
Вода
341 кг
Высокоолеиновое сафлоровое масло
12,9 кг
Мальтодекстрин со СП 100
45,3 кг
Масло канола
5,5 кг
Фруктоза
28 кг
Соевый лецитин
2,2 кг
Измельченный трехкальциевый фосфат
0,9 кг
Предварительно приготовленная витаминная смесь DEK
47,3 г
Хлорид магния
0,4 кг
Пальмитат витамина А
4,6 г
Цитрат натрия
2,4 кг
Витамин Е
71,9 г
Фруктоолигосахариды
12,6 кг
Порошок из крахмала водоросли аморфофаллюс
5,57 кг
Двухосновный фосфат калия
0,35 кг
Гуаровая смола
3,33 кг
Мальтодекстрин со СП 5
21,1 кг
Сироп мальтитола (70% твердых частиц)
34,3 кг
Хлорид калия
1,2 кг
Карбонат кальция
0,8 кг
Геллановая камедь
0,2 кг
Белково-водная суспензия "белок в воде"
Двухосновный фосфат магния
3,1 кг
Вода
398 кг
Цитрат калия
550 г
Сывороточный белок молока
8,1 кг
Предварительно приготовленная смесь ультра/микроэлементов
270 г
Казеинат натрия
4,4 кг
Йодид калия
0,16 г
Казеинат кальция
21,7 кг
Казеинат натрия с низкой вязкостью
11 кг
Хлорид хрома
1,6 г
Витаминный раствор
Вода
39 кг
Водорастворимая предварительно приготовленная витаминная смесь
70,9 г
Аскорбиновая кислота
425 г
Сукралоза
300 г
Холинхлорид
343 г
Ароматизатор ваниль
1,5 кг
При приготовлении вышеуказанной питательной эмульсии (~1000 кг), жировую смесь готовят отдельно смешиванием указанных ингредиентов. Белково-водную суспензию также готовят отдельно смешиванием указанных ингредиентов. Углеводо-минеральную суспензию аналогично готовят как отдельную смесь смешиванием указанных ингредиентов.
2
Углеводо-минеральную суспензию затем добавляют к белково-водной суспензии, и доводят рН смесь до 6,7-7,0. К полученной в результате смеси добавляют жировую смесь. Приготовленную таким образом смесь затем обрабатывают при сверхвысоких температурах (146,1°С (295°F) в течение 5 секунд) и гомогенизируют при давлении 27,58 МПа (4000 фунт/дюйм). Затем смешивают ингредиенты для витаминного раствора и доводят рН до 6,5-7,5 при помощи 45% раствора КОН. Витаминный раствор затем добавляют к стандартизированной гомогенизированной смеси. Затем конечную смесь упаковывают и запаивают в отдельные 8-унциевые контейнеры (примерно 237 мл) и подвергают стерилизации в реторте.
Полученный в результате продукт имеет выпускную вязкость 120 мПа·с и индуцированную вязкость свыше 14000 мПа·с (при обработке альфа-амилазой). Продукт остается устойчивым без существенного расслаивания или образования белкового осадка через 2 недели, 6 месяцев и 12 месяцев.