Композиция молочного жира и молочного белка, предпочтительно этерифицированная пальмитиновой кислотой, для улучшения усвоения кальция - RU2468610C2

Описание

Изобретение предусматривает использование композиции молочного жира и молочного белка для повышения количества кальция, поступающего в тело человека.

Снабжение человеческого организма кальцием - это одна из важнейших целей в настоящее время, так как недостаток кальция является причиной некоторых типичных цивилизационных заболеваний.

Получение достаточного количества кальция сегодня необходимо в течение всей жизни. Если человек не будет получать достаточно кальция начиная с ранней юности, то кости достаточно быстро начнут недополучать кальций, а в более позднем возрасте разовьется так называемый остеопороз. Недостаток кальция ведет к снижению плотности костей. Однако еще до развития остеопороза недостаток кальция приводит к многочисленным нарушениям обмена веществ. Симптомы: повышенная возбудимость нервов и мышц, которая может привести к мышечным судорогам.

Давно известно, что одним из важнейших источников кальция для человека является молоко. Так как молоко содержит относительно много кальция, все важнейшие книги по правильному питанию рекомендуют регулярное употребление в пищу молока и молочных продуктов для получения кальция. Тем не менее, до сих пор употребление жира, содержащегося в молоке, считалось скорее нежелательным, так как молочный жир рассматривался как источник таких веществ с отрицательными свойствами, как холестерин и насыщенные жирные кислоты, в том числе и в результате информационной кампании промышленников, заинтересованных в росте потребления растительных жиров. Сегодня благодаря последним результатам научных исследований понятно, что роль холестерина в питании намного сложнее; уже считается доказанным, что умеренное потребление холестерина весьма полезно, так как большая часть холестерина в организме человека вырабатывается им самим.

Что касается насыщенных жирных кислот с длиной цепочки от 12 до 16 атомов углерода, то их отрицательное влияние, в первую очередь, связанное с заболеваниями кровеносных сосудов, не оспаривается. В этой связи молочный жир (как источник этих жирных кислот), как и прежде, считается не самым полезным жиром.

До настоящего времени недостаточно внимания уделялось тому факту, что молочный жир изначально содержит структуры, которые отсутствуют в растительных жирах и могут быть получены лишь со значительными затратами в результате соответствующих модификаций (переэтерификации): так называемые "структурированные липиды".

Под структурированными липидами понимают жиры и масла, в которых структура триглицеридов целенаправленно изменяется так, чтобы целенаправленно переэтерифицировать три связанные с молекулой глицерина жирные кислоты в соответствии с их положением (их обозначают sn-1, sn-2 и sn-3, причем sn-1 и sn-3 практически идентичны, так как находятся снаружи, а sn-2 всегда обозначает среднее положение), чтобы определенные жирные кислоты находились только в положении sn-2. Для этого используются различные технологии и соответствующие продукты: например, BETAPOL компании Loders Croklaan B.V. Wormerveer, Нидерланды. Этот продукт, получаемый из растительных масел ферментативной переэтерификацией, был разработан специально для питания младенцев и доказано улучшает усвоение кальция у младенцев на 30%. Этот продукт отличается тем, что пальмитиновая кислота (С-16), которая обычно встречается в растительных жирах в положениях sn1/sn3, в результате переэтерификации содержится в этом продукте в положении sn-2 примерно на 45%.

Напротив, состав растительных жиров и масел таков, что пальмитиновая кислота в них не содержится в наиболее полезном положении sn-2 (а преимущественно в sn-1/sn-3) (Porsgaard, Т. and Hoy, СЕ, J.Nutr. 130: 1619-1624(2000); Weber, N. et al. J. Nutr. 133: 435-441 (2003)).

Эти причины ведут к (невольной) крайне отрицательной ситуации с получением кальция из пищи: из-за описанных выше "недостатков" молочного жира большинство людей, заботящихся о своем здоровье, употребляют растительные жиры вместо молочного. Для поддержания развития и сохранения костей кальций стараются получать другими путями (например, в виде соли в пищевых добавках), при этом организм усваивает только 60% кальция из-за образования кальциевого мыла в кишечнике. Несколько лучше обстоит дело, если в пищу употребляются богатые кальцием молочные продукты, однако при этом предпочитают продукты, бедные жиром. В результате возникает крайне отрицательное сочетание факторов, когда заботящиеся о своем здоровье люди употребляют кальций и растительные жиры (с пальмитиновой кислотой в положении sn-1/sn-3). Это сочетание приводит к тому, что большая доля употребленного кальция не усваивается человеческим организмом.

Хотя принцип предотвращения образования кальциевого мыла в кишечнике известен в профессиональных кругах много лет (Lucas, A. et al. Arch. Dis. Child 77:F178-F184(1997); Nelson, CM and Innis SM. Am. J. Clin. Nutr. 70:62-69(1999); Ostrom KM. et al. J. Am Coll. Nutr. 21: 564-569(2002)), он практически не применяется в настоящее время в питании. В источниках говорится о том, что вследствие образования кальциевого мыла в кишечнике кальций препятствует поглощению жиров и, следовательно, ведет к меньшему всасыванию жира из кишечника (Jacobsen, R.; Lorenzen, J.K,; Toubro, S.; Krog-Mikkelsen, I.; Astrup, A.; Intern. J. Obesity 29: 292-301 (2005)).

Кроме того, источники указывают на то, что кальций следует принимать вместе с молочными продуктами в том случае, если требуется лучшее усвоение кальция. Однако тот факт, что молочный жир (в том числе, из коровьего, а не только человеческого молока) может внести в это значительный вклад, не был исследован с технологической точки зрения и не нашел практического применения в питании людей.

Следовательно, задачей данного изобретения является разработка продукта, который можно использовать для оптимизации усвоения кальция в человеческом организме.

Предметом настоящего изобретения является использование композиции, включающей по меньшей мере один молочный жир, для создания средства для улучшения усвоения кальция.

Изобретение отличается тем, что благодаря использованию этой композиции можно значительно повысить усвоение кальция человеческим организмом. Таким образом, можно будет сократить количество кальция в рационе.

Молочный жир состоит из физически сепарированной доли молочного жира, как например масло, или из фракции молока, богатой молочным жиром, как например сливки. Предпочтительным является молочный жир, выделенный из молочного молока. Согласно изобретению можно также использовать молочный жир других животных, например козий, овечий, верблюжий и т.п. Дополнительно можно улучшить питательные и физиологические свойства этого компонента молока, сделав следующее: с этой целью можно провести генетический отбор коров, целенаправленно их кормить и/или подвергнуть молочный жир фракционированию (с помощью целенаправленной кристаллизации).

Таким образом, согласно изобретению в качестве молочного жира можно использовать либо тот молочный жир, который уже содержится в одном из компонентов молока (например, в сливках), либо тот, который был получен из молока с помощью физической процедуры сепарирования (например, масло).

Предпочтительным является молочный жир в физически сепарированной части молока. Кроме того, он не подвергается химическим изменениям, например переэтерификации.

Путем соответствующих естественных процедур молочный жир можно изменить так, чтобы спектр жирных кислот и/или распределение жирных кислот в триглицеридных структурах приобретет ценные с физиологической точки зрения свойства. Для этого необходимо, чтобы в триглицериде содержалось меньше пальмитиновой кислоты и/или чтобы имеющаяся пальмитиновая кислота находилась в положении sn-2. Изменения этих параметров можно добиться путем выбора породы коров (гольштейн, джерси, фризская и т.п.). Однако намного эффективнее целенаправленное кормление растениями, уже содержащими нужные жирные кислоты, так как многие пищевые жирные кислоты непосредственно включаются в молоко. По этому поводу имеется большое количество исследований (Palmquist, D.L. et al. J. Dairy Sci. 76:1753-1771 (1993); DePeters E.J. et al. J. Dairy Sci. 84:929-936 (2001); Bell, J.A. et al. J. Dairy Sci. 89:733-748 (2006); Allred S.L. et al. J. Dairy Sci. 89:234-248 (2006); Nielsen, T.S. et al. Reprod. Nutr. Dev. 46:699-712 (2006)). С практической точки зрения можно рекомендовать, например, использовать в качестве корма рапс, сою и гибридный подсолнечник, чтобы изменить спектр жирных кислот так, чтобы содержание насыщенных жирных кислот с отрицательными с питательной точки зрения свойствами (С12-С16) сократилось, а, например, сопряженных линолевых кислот значительно повысилось. Благодаря этому пальмитиновая кислота (С16), абсолютное содержание которой в молочном жире невелико, встраивается в него, в основном, в положении sn-2. Исследования на эту тему также уже проводились (DePeters E.J. et ai. J. Dairy Sci. 84:929-936 (2001); Porsgaard, Т. and Hoy, CE, J.Nutr. 130: 1619-1624 (2000)).

Совершенно иной способ представляет фракционирование молочного жира путем целенаправленного выкристаллизовывания (Lai, H-C. et al. J. Dairy Sci. 78:794-803 (1995)). Благодаря этому можно получить жидкую фракцию молочного жира, отличающуюся значительно более низким содержанием пальмитиновой кислоты. Такая фракция к тому же более полезна для человека с физиологической точки зрения.

Благодаря вышеописанным изменениям молочного жира можно избежать всех отрицательных факторов, препятствующих широкому распространению молочного жира в здоровых продуктах питания, и воспользоваться преимуществами свойств "структурированных липидов" молока для производства полезных для здоровья продуктов, улучшающих усвоение кальция.

Предпочтительно, чтобы молочный жир в композиции согласно изобретению содержал 10-50% этерифицированной пальмитиновой кислоты (массовый процент относительно молочного жира). Предпочтительно, чтобы в используемом согласно изобретению триглицериде находилось 18-35 мас. процентов, а еще более предпочтительно - 22-28 мас. процентов пальмитиновой кислоты. От 20 до 75% этой пальмитиновой кислоты находится в положении sn-2 триглицерида (от всей пальмитиновой кислоты, содержащейся в триглицериде). Предпочтительно, чтобы в положении sn-2 находились 35-50%, еще лучше - 40-45% пальмитиновой кислоты.

Благодаря этому в кишечнике (где жирные кислоты расщепляются, в первую очередь, из положений sn-1/sn-3) пальмитиновая кислота в глицерине остается этерифицированной (sn-2) и, таким образом, не выделяется, усваивается как моноглицерид. Так как в кишечнике пальмитиновая кислота образует с кальцием так называемое кальциевое мыло, не усваиваемое организмом и ведущее к тому, что значительная доля (более 30%) кальция не усваивается организмом из пищи. Этот принцип предотвращения образования кальциевого мыла аналогичен составу человеческого материнского молока, в котором пальмитиновая кислота на 80% находится в положении sn-2; известно, что эта структура жира является одной из важнейших причин прекрасного усвоения кальция из материнского молока.

Но этот принцип справедлив и для молока других животных. Например, в коровьем молоке примерно 35-55% пальмитиновой кислоты также содержится в положении sn-2. К сожалению, до сих пор наука практически не учитывала это свойство коровьего молока (в противоположность человеческому молоку). Животное молоко (причем для европейского населения наибольшее значение имеет коровье молоко) содержит большое количество кальция, которое должно быть предоставлено молодняку в наиболее удобной форме; природа, благодаря целенаправленному введению пальмитиновой кислоты молочного жира в положении sn-2, создала естественный структурированный липид, который способствует хорошему усвоению кальция из молока.

Кроме того, неожиданно выяснилось, что композиция согласно изобретению ведет к значительно лучшему усвоению кальция человеческим организмом (повышение более чем на 20%), если она содержит помимо молочного жира и молочный белок (и/или его субфракции), по сравнению с использованием только кальция, кальция и молочного белка или кальция и только жира. Кроме того, выяснилось, что сочетание молочного жира и молочного белка гораздо больше нравится потребителям продуктов.

В связи с вышеизложенным, композиция согласно изобретению должна содержать в наиболее предпочтительном варианте:

- по меньшей мере один молочный жир и

- по меньшей мере один молочный белок и/или один продукт гидролиза молочного белка,

и использоваться для создания средства для улучшения усвоения кальция.

Молочный белок должен получаться путем сепарации белков молока. В качестве молочных белков согласно изобретению можно использовать простые фракции (после изоэлектрического осаждения), например казеин, гликомакропептиды и/или сывороточный белок.

Что касается молочного белка, кроме изолированной фракции казеина и/или изолированной фракции сывороточного белка, могут быть использованы и субфракции этих молочных белков или соответствующие продукты после гидролиза белков.

Казеины - это натуральные белки, являющиеся частью молочных белков, которые примерно на 20% состоят из сывороточных белков и примерно на 80% из казеинов. Кальций в молоке связывается в основном с казеинами. Они способны связывать большие количества кальция. Благодаря этому кальций равномерно распределяется в жидкости, а не откладывается на дне в виде осадка. Однако казеины имеет тот недостаток, что выпадают в осадок при кислом рН, в результате чего связанный с казеином кальций не подходит для кислых продуктов.

Различные научно-исследовательские группы в последние годы углубленно изучали связывание кальция казеином и открыли принцип связывающих кальций пептидов. Выяснилось, что некоторые участки казеинов особенно хорошо связывают кальций и что эти участки содержат фосфатные группы, связанные с белком. При гидролизе казеинов образуются, в том числе, казеинфосфопептиды, особенно хорошо связывающие кальций. С химической точки зрения казеинфосфопептиды представляют собой группу пептидов, образующихся из казеинов или фрагментов казеинов и имеющих по меньшей мере одну фосфатную группу. При помощи казеинфосфопептидов сегодня можно получить очень чистые растворы кальция. Такие казеинфосфопептиды предлагаются в коммерческих целях (например, СРР DMV).

Гликомакропептид выделяется из казеинов при изготовлении сыра под действием сычужного фермента и после изготовления сыра находится в так называемой фракции молочной сыворотки. С химической точки зрения гликомакропептид как гидрофильная часть К-казеина является фрагментом К-казеина и аминокислотной последовательностью от 106 до 169. Поэтому он называется казеиногликомакропептидом или казеиномакропептидом. Гликомакропептид встречается в 11 генетических вариантах, наиболее распространенными из которых являются варианты А и В. Кроме того, гликомакропептиды могут содержать и углеводные цепи с гликозидной связью. Как правило, углеводные цепи с гликозидной связью содержатся примерно в 30-50% гликомакропептида. Гликомакропептид не содержит ароматических аминокислот, но в нем есть фосфатная группа, связывающая кальций.

Казеин молока образует с кальцием стабильные структуры (так называемые мицеллы казеина). При гидролитических процессах из казеина можно выделить казеинфосфопептиды и гликомакропептид.

В рамках использования согласно изобретению могут применяться, например, казеинфосфопептид и/или гликомакропептид согласно заявке на патент №DE 102005033630.2, полное описание которой включено путем ссылки в данную заявку. Многочисленные исследования уже доказали наличие у этих компонентов повышенной усвояемости кальция, а также улучшенных свойств, относящихся к связыванию кальция. Кроме того, были проведены обширные тесты, цель которых состояла в том, чтобы проверить, какие количества белка наиболее благоприятны для соответствующей фракции молочного белка. На основании этих данных были определены предпочтительные количества белка и соответствующие соотношения с молочным жиром. Предпочтительны следующие белки (указана рекомендуемая суточная норма для взрослого): гликомакропептид (5-10 г), и/или казеинфосфопептид (2-10 г), и/или казеины (20-40 г), и/или (сладкие) сывороточные белки, богатые гликомакропептидами (40-60 г).

Интересно, что в качестве альтернативного или дополнительного способа связывания кальция могут быть использованы также сывороточные белки или продукты их гидролиза. Однако в этом случае связывание не настолько эффективно, как при использовании вышеназванных казеинов и продуктов их гидролиза. Тем не менее, при условии достаточного количества сывороточные белки или продукты их гидролиза также могут эффективно использоваться для связывания кальция; просто их требуется больше, чем казеинов. Однако для многих продуктов количество белка не играет решающей роли, поэтому в зависимости от поставленной цели можно использовать казеины (и/или продукты их гидролиза) или большее количество сывороточных белков (и/или продуктов их гидролиза).

В качестве молочных белков можно использовать, например, сывороточные белки и их гидролизаты, предлагаемые в коммерческих целях. Тем не менее, в этом случае для хорошего связывания кальция потребуется количество белка, в 2-4 раза превышающее количество казеинов. При этом не все сывороточные белки и их гидролизаты подходят одинаково хорошо. На практике удалось выяснить, что лучше всего подходят так называемые кислые фракции (изоэлектрическая точка которых ниже рН 6,0).

Массовое соотношение молочного жира и молочного белка в композиции согласно изобретению должно составлять от 0,0625 до 5, предпочтительно от 0,5 до 4, наиболее предпочтительно - от 1 до 3. Соотношение зависит от вида белка и готового к употреблению продукта.

Количество молочного жира и, возможно, молочного белка в композиции для улучшения потребления кальция согласно изобретению может находиться в пределах, характерных для обычных молочных продуктов, не изготовленных путем рекомбинации отдельных молочных компонентов. Однако предметом изобретения всегда являются композиции, состоящие из рекомбинированных продуктов, которые были изготовлены из полученных различными физическими способами фракций молока.

При этом рекомбинированное молоко - это жидкое молоко, получаемое путем добавки воды к сухому обезжиренному молоку и отдельной добавки молочного жира в количестве, необходимом для получения необходимой доли жира (см. справочник по технологии переработки молока, издательство Mann GmbH & Со. KG, 45894 Gelsenkirchen, 2003, c.412). По аналогичной технологии из предварительно сепарированных компонентов производятся рекомбинированные молочные продукты (например, мороженое).

В принципе еще более предпочтительным является вариант использования комбинации молочного жира, молочного белка и кальция в одной композиции, так как в этом случае можно выбрать оптимальное соотношение компонентов, гарантирующее оптимальное усвоение кальция. Однако кальций может поступать и в форме соответствующих пищевых добавок.

В другом предпочтительном варианте композиция согласно изобретению должна приниматься вместе с кальцием в форме по меньшей мере одной соли, допущенной согласно законодательству о продуктах питания и/или фармацевтическим нормам. При этом на каждые 1000 мг кальция (что соответствует рекомендуемой дневной норме для взрослого человека) следует принимать около 60-400 г композиции молочного жира и молочного белка согласно изобретению. Предпочтительно принимать около 80-150 г композиции согласно изобретению на 1000 мг кальция, наиболее предпочтительно - примерно 100 г. По меньшей мере одна соль кальция должна либо содержаться в том же продукте, то есть в той же форме, что и композиция согласно изобретению, либо приниматься как можно ближе по времени к приему композиции из молочного жира и, возможно, молочного белка согласно изобретению.

В принципе источник кальция и его суточное потребление должны находиться в определенном соответствии с суточным потреблением композиции молочного жира и молочного белка. В качестве источника кальция можно использовать любые содержащие кальций соли, допущенные согласно законодательству о продуктах питания и/или фармацевтическим нормам. В качестве некоторых примеров, не претендующих на абсолютность, можно назвать следующие соли:

карбонат кальция, хлорид кальция, цитрат кальция, глюконат кальция, глицерофосфат кальция, лактат кальция, ортофосфат кальция, оксид кальция и/или гидроксид кальция.

В форме согласно изобретению допустима добавка к композиции согласно изобретению минеральных веществ и/или микроэлементов. В качестве возможных минеральных веществ и/или микроэлементов можно назвать следующие (неполный список): магний, медь, железо, селен, фтор, йод, марганец. Для предотвращения проблем, связанных с отложением кальция в кровеносных сосудах, в композицию согласно изобретению, можно добавлять, например, магний. Для этого можно использовать все соли магния, допущенные с точки зрения законодательства о продуктах питания. В качестве суточной нормы рекомендуется не более 250 мг магния (для одного взрослого).

Предпочтительным является вариант, при котором к композиции согласно изобретению добавляются также витамины, особенно предпочтителен витамин D, отвечающий за всасывание кальция из тонкого кишечника. В качестве других возможных витаминов могут использоваться, например, витамины группы В (В1, В6, В12), витамин Е, А или К.

Предпочтительным вариантом использования композиции согласно изобретению является также добавка растворимых балластных веществ, например, олигофруктозы, галактоолигосахаридов и/или фитостеринов.

Для стабилизации композиции согласно изобретению можно использовать обычные эмульгаторы, например, лецитины, моно- и диглицериды или другие эмульгаторы, допущенные к использованию при производстве продуктов питания.

Композицию согласно изобретению можно использовать как добавку к продуктам питания, пищевую добавку или как фармацевтический препарат.

Композицию согласно изобретению можно использовать для производства продуктов в жидком, твердом, порошкообразном, уплотненном или любом другом агрегатном состоянии. От агрегатного состояния продукта зависит и форма применения. Предпочтительным является оральный прием. Возможны также интрагастральное (напрямую в желудок), назогастральное (с помощью зонда через нос в желудок), парентеральное (непосредственно в тело, минуя желудочно-кишечный тракт) и внутривенное (напрямую в вену) применения.

Таким образом, возможен выпуск продукции, используемой в качестве обычных продуктов питания или в качестве диетических продуктов. Возможен, однако, и выпуск продукции, относящейся к сфере фармацевтики или самолечения.

Композиция согласно изобретению может найти разностороннее применение. Она особенно хорошо подходит для создания молокообразных продуктов в виде эмульсий, включая питание грудных детей, йогуртных продуктов, сластей, порошков, таблеток, уплотненных продуктов, батончиков, желе или эмульсий (неполный список).

Типичные примеры использования - применение в молочных продуктах, детском питании, блюдах из творога и йогурта, сывороточных напитках, десертах, мороженом, фруктовых батончиках, таблетках, капсулах, спреях или одноразовых упаковках с порошком.

Полное раскрытие всех приведенных выше и ниже заявок, патентов и публикаций вводится путем ссылки в данную патентную заявку.

Можно исходить из того, что специалист сможет максимально широко использовать вышеприведенное описание даже без приведения других вариантов. В этой связи приведенные варианты использования и примеры следует рассматривать исключительно как описательное и ни в коем случае не ограничительное раскрытие.

Пример 1

Композиция согласно изобретению может содержать компоненты согласно следующей таблице 1 (в качестве примера указывается рекомендуемая суточная норма для взрослого человека).

Пример 2

На базе следующих компонентов композиции изготавливается напиток для взрослых согласно изобретению:

Благодаря своим компонентам этот продукт уже содержит достаточно кальция, поэтому добавление дополнительного соединения с кальцием не требуется.

Потребляемое количество составляет 330 мл на порцию и не должно превышать 800 мл в день.

Пример 3

На базе следующих компонентов композиции изготавливается детское питание для грудных детей согласно изобретению (указаны ингредиенты на 100 мл готового детского питания):

другие ингредиенты: эмульгаторы, минеральные вещества и витамины согласно положениям Директив ЕС, относящихся к детскому питанию для грудных детей, и Положению о диетическом питании.

Потребляемое количество зависит от возраста ребенка и составляет около 1 л в день.

Реферат

Изобретение относится к пищевой промышленности. Предложено применение композиции, содержащей по меньшей мере один молочный жир и по меньшей мере один молочный белок и/или по меньшей мере один продукт гидролиза молочного белка, для изготовления средства для улучшения усвоения кальция. При этом массовое соотношение молочного жира и молочного белка составляет от 0,0625 до 5. Изобретение позволяет повысить усвоение кальция организмом человека. 12 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 пр.

Формула