Композиции из сывороточного белка, способы и применение - RU2477612C2

Описание

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к пригодным для длительного хранения кислым и нейтральным сывороточным композициям с высоким уровнем содержания белка для питательной добавки или напитка, к способам производства таких композиций и к применению таких композиций в производстве функционального продукта питания или в качестве питательной добавки при заболеваниях и до и после хирургического вмешательства. Кроме того, настоящее изобретение относится к питательным композициям, пригодным и применяемым не только для медицинских целей, но также используемым поклонниками спорта и оздоровительного фитнесса.

Уровень техники

Питательные добавки или напитки разработаны, чтобы помочь людям, не получающим достаточного количества питательных веществ из диетически полного рациона. Питательные добавки обеспечиваются для людей, страдающих заболеваниями, выздоравливающих после хирургического вмешательства или противораковой терапии, анорексии, и для пожилых людей. Они также благоприятны и полезны для лиц, занимающихся тяжелой атлетикой, и лиц, ведущих активный образ жизни. Различные формы питательных добавок являются коммерчески доступными, а источниками белка для таких добавок являются казеинаты и изоляты соевых белков, или комбинация казеина и источников сывороточных белков.

Уровень источника белка в коммерческих продуктах с жидкой рецептурой, как приводится в литературе, определяется казеином в форме Ca-, Na- или K-казеината или концентратом молочного белка (КМБ). Также доступны питательные добавки, основанные на других белках, таких как сывороточный белок. Фактически, коммерчески доступны некоторые длительного хранения жидкие рецептуры, основанные на интактном сывороточном белке, например, Novartis' Resource^® и Clinutren Fruit^®.

Для предоставления идеальной питательной добавки, обеспечивающей многие благоприятные и полезные для здоровья эффекты для лечения больных, выздоравливающих и страдающих анорексией пациентов или пожилых людей, важно применять лучший на сегодняшний день, обладающий хорошим качеством белок с наивысшей биологической ценностью (БЦ-100%). Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН/Всемирная организация здравоохранения предложили наилучшее средство идентификации качества белка, называемое «аминокислотным коэффициентом усвояемости белков (PDCAAS)», указывающее, в какой мере конкретный белок обеспечивает необходимые незаменимые аминокислоты. При оценке белки куриного яйца и молока (сывороточный белок и казеин) оказались белками наилучшего качества, как показано использованием чистого белка (NPU; азот, сохраняющийся в организме/потребляемый азот), биологической ценностью (BV; азот, сохраняющийся в организме/азот, абсорбируемый в кишечнике); и коэффициентом эффективности белка (PER; прибавление веса/потребляемый азот). Среди молочных белков, однако, сыворотка имеет наивысшие показатели и обладает доказанным наивысшим качеством, как иллюстрировано ниже. См. Castellanos, D. et al., Nutr. Clin. Practice, 21:485-504 (2006).

Выраженная неустойчивость сывороточного белка к нагреванию при стерилизации создает проблему, которая не наблюдается, когда в качестве источника белка используют казеин. Тепловая обработка с помощью стерилизации или пастеризации необходима для обеспечения бактериальной безопасности при хранении в не замороженном состоянии. Однако высокие температуры, необходимые для стерилизации, ведут к денатурации сывороточных белков с последующей агрегацией и желированием. В результате жидкие, длительного хранения рецептуры с нативными сывороточными белками являются редкими или содержат относительно низкие количества сывороточных белков, обычно ниже 8%.

С учетом высокого питательного качества сывороточных белков, применение этого источника белка в рецептурах для энтерального питания, как кажется, является очень важным. Однако из-за индуцированного нагреванием желирования или седиментации невозможно встроить в такие рецептуры существенно более высокую концентрацию сывороточного белка, чем та, что присутствует в коммерческих концентратах молочного белка (в концентрате молочного белка сывороточные белки составляют примерно 20% от общего белка).

Известным решением этой проблемы стабильности является частичный гидролиз сывороточных белков протеазами, перед введением материала в композицию, подвергаемую стерилизации тепловой обработкой.

Примером коммерческой энтеральной рецептуры, содержащей 40 г/л частично гидролизованного сывороточного белка, является PEPTAMEN^®, белок, частично гидролизованный трипсином и поэтому остающийся стабильным при стерилизации тепловой обработкой. Также можно объединить гидролизаты сывороточных белков и гидролизаты казеина или казеинаты для приготовления рецептуры на белковой основе. Пример такого подхода раскрыт в патенте US 5,821,217 (описывающем энтеральную рецептуру, содержащую гидролизаты белков) или в патенте US 5,549,905 (описывающем рецептуру для педиатрических пациентов, содержащую 12% калорий в форме гидролизованного сывороточного белка).

Применение частично гидролизованного (сывороточного) белка может быть возможным подходом; однако неотъемлемым недостатком такого применения является горький вкус, возникающий при встраивании частично гидролизованного белка в такие рецептуры. В то время как горький вкус не является существенной проблемой при питании через зонд, он становится серьезной проблемой для рецептуры, предназначенной для перорального приема.

Для достижения мягкого вкуса энтеральной рецептуры на основе сывороточного белка с длительным хранением в незамороженном состоянии нужно найти иные подходы для стабилизации белка, чем гидролиз, иначе рецептура будет неприятной на вкус.

В этом направлении недавно проводились две разработки, но они не достигают стерильности и устойчивости при хранении, применяя известную устойчивость сывороточного белка к кислоте. ЕР 0486425 описывает получение рецептуры на основе сывороточного белка (по меньшей мере 60% сывороточного белка) с pH от 3,5 до 3,9 и содержанием белка примерно 3,88% (9,81 г в 237 мл). Низкое значение pH рецептуры обеспечивается добавлением лимонной и фосфорной кислоты. Рецептуру подвергают пастеризации тепловой обработкой при 95,6°С в течение 4,3 секунд. В Международной патентной публикации WO 99/56563 (соответствующей патенту US 6,475,539) описана энтеральная рецептура с низким значением pH (3,0-4,6), при этом в качестве стабилизатора белков используют высокометоксилированный пектин (0,6-1,25%). Количество концентрата сывороточного белка, применяемое в рецептуре кислого напитка, как описано, составляет от 0,70 г/100 г до 0,75 г/100 г. Сывороточные белки, добавляемые в рецептуру кислого напитка, могут быть в форме концентрата сывороточного белка, изолятов сывороточного белка или частично гидролизованного сывороточного белка. Частный вариант этой рецептуры содержит интактный сывороточный белок в качестве источника белка; итоговый pH рецептуры составляет 4,0-4,35, а тепловую обработку рецептуры осуществляют при 102-104°C в течение 18 секунд.

На основе вышеприведенного обсуждения необходимо получить коммерчески стерильную, пригодную для длительного хранения жидкую сывороточную композицию, в форме кислой или нейтральной жидкой рецептуры, где весь белок или основная часть белка, т.е. в диапазоне от выше 60% до 100%, представлена интактным (не гидролизованным) сывороточным белком. Кроме того, также имеется потребность в получении пригодных для длительного хранения, пероральных и питьевых жидких продуктов из сывороточного белка, обладающих привлекательными органолептическими свойствами (хорошей структурой и вкусом, например, нежным и сливочным приятным вкусом без песчанистости и горечи). Кроме того, имеется ощутимая потребность в получении коммерчески стерильной, длительного хранения сывороточной жидкой композиции, содержащей «постный» белок превосходного или хорошего качества, такой как сывороточный белок, который может обеспечить многочисленные полезные эффекты для пациента, нуждающегося в таком лечении.

Способы и средства достижения вышеописанных и других задач станут понятными из подробного описания.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение обеспечивает различные длительного хранения жидкие или желеобразные композиции с высоким содержанием белка и способы приготовления таких композиций.

Задачей настоящего изобретения - обеспечить длительного хранения кислые сывороточные композиции с высоким содержанием сывороточного белка и pH в диапазоне от 3,5 до 4,3, полезные и пригодные для различных целей. Длительного хранения кислые сывороточные композиции в соответствии с настоящим изобретением, в жидкой или желеобразной форме, могут иметь (1) общее содержание белка в диапазоне примерно от 9 г/100 г белка до 13,5 г/100 г белка, на основе общей массы композиций, и обеспечивать общую потребляемую калорийность 14-54%; и (2) общее содержание энергии в диапазоне по меньшей мере примерно 100-264 ккал/100 г. Кроме того, длительного хранения кислые сывороточные композиции могут включать по меньшей мере один макронутриент, например, по меньшей мере один источник углеводов и/или источник жира или липидов. Источник жира или липидов может составлять по меньшей мере примерно 0-12 г/100 г (0-12%) к общей массе композиций, и обеспечивать по меньшей мере примерно 0-41% общей потребляемой калорийности. Например, источник жира может составлять по меньшей мере примерно 0; 0,25; 0,5; 0,7; 0,9; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10; 11; или 12 г/100 г на основе общей массы композиции, которая в свою очередь может обеспечить общее содержание энергии по меньшей мере примерно 0%; 0,5%, 0,7%, 1,0%, 2,5%, 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 32%, 35%, 37%, 39%, 40% или 41%. В одном воплощении источник жира в одной кислой сывороточной композиции может составлять 0%.

Источник углеводов может составлять по меньшей мере примерно 12-55 г/100 г к общей массе композиций. Например, источник углеводов может обеспечивать по меньшей мере примерно 12-20, 12-26; 15-30; 15-55 г/100 г, к общей массе композиций, что в свою очередь обеспечивает по меньшей мере примерно 39-85% от общей потребляемой калорийности. Например, источник углеводов в кислых сывороточных композициях может обеспечить содержание энергии в диапазоне по меньшей мере примерно 39%-46%, 45%-64%, 51%-70%, 57%-76% или 60%-85%.

Длительного хранения кислые сывороточные композиции, как описано ниже, могут быть в форме жидкости или геля, в зависимости от общего содержания сывороточного белка и общего содержания энергии в композициях.

Композиции настоящего изобретения могут обеспечивать содержание белка по меньшей мере примерно от 8 г/100 г до 13,5 г/100 г, где общее содержание белка представлено по меньшей мере примерно на 60-100% сывороточным белком. Например, общее содержание белка может быть представлено по меньшей мере примерно на 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95% или 100% сывороточным белком. Предпочтительно, общее содержание белка может быть в диапазоне по меньшей мере примерно 80-100%; 85-100%, 90%-100%, или по меньшей мере примерно 95%-100% сывороточного белка. Более предпочтительно, общее содержание белка может быть представлено по меньшей примерно на 95%, 96%, 97%, 98%, 99% или 100% сывороточным белком.

Сывороточный белок может быть негидролизованным или гидролизованным сывороточным белком. Содержание белка может составлять по меньшей мере примерно 8 г/100 г; 8,5 г/100 г; 9 г/100 г; 9,5 г/100 г; 10 г/100 г; 10,5 г/100 г; 11 г/100 г; 11,5 г/100 г; 12 г/100 г; 12,5 г/100 г; 13 г/100 г или 13,5 г/100 г сывороточного белка; в форме концентрата сывороточного белка; изолятов сывороточного белка, мицелл сывороточного белка и гидролизатов сывороточного белка, или любой их комбинации. Содержание сывороточного белка может составлять по меньшей мере примерно 8 г/100 г, или по меньшей мере примерно 13,5 г/100 г.

В одном воплощении настоящее изобретение обеспечивает длительного хранения кислые сывороточные композиции с содержанием энергии по меньшей мере 100-264 ккал/100 г и содержанием белка по меньшей мере примерно 13,5 г/100 г, в которых содержание белка представлено по меньшей мере примерно на 90%-100% сывороточным белком, в негидролизованной или гидролизованной интактных формах. Диапазон pH этих композиций при комнатной температуре, в соответствии с изобретением, может составлять по меньшей мере примерно 3,5-4,3. Диапазон pH может также составлять по меньшей мере примерно 3,9-4,1. В этой композиции общее содержание белка может быть представлено по меньшей мере примерно на 90%-100%, по меньшей мере примерно на 95%-100%, по меньшей мере примерно на 95% или по меньшей мере примерно на 100% сывороточным белком, который может весь быть в форме (1) нативной сыворотки, например, мицелл сывороточного белка, концентрата сывороточного белка и изолятов сывороточного белка; и (2) гидролизатов сывороточного белка. Композиции в соответствии с изобретением обладают органолептическими свойствами, т.е. гладкой структурой и сливочной текстурой. Композиции могут обеспечивать содержание энергии в диапазоне по меньшей мере примерно от 100 ккал/100 г до 264 ккал/100 г, например, по меньшей мере примерно 100-120, 120-130, 130-140, 140-150, 150-160, 160-180, 180-200, 200-220, 220-240, 240-264 ккал/110 г, предпочтительно, по меньшей мере примерно 185 ккал/100 г или примерно 260 ккал/100 г. Кроме того, отношение мицелл сывороточного белка или концентрата сывороточного белка или изолятов сывороточного белка к гидролизатам сывороточного белка в композиции может быть в диапазоне по меньшей мере примерно от 46:60 до 100:0, от 40:60 до 60:40, от 50:50 до 80:20, предпочтительно, с отношением по меньшей мере примерно 70:30.

Длительного хранения кислые сывороточные жидкие композиции с содержанием энергии в диапазоне по меньшей мере примерно от 100 ккал/100 г до 264 ккал/100 г и содержанием белка по меньшей мере примерно 13,5 г/100 г, в соответствии с настоящим изобретением, обеспечивают (1) источник белка с общей потребляемой калорийностью по меньшей мере примерно 20-54%; (2) источник жира по меньшей мере примерно 0-12 г/100 г к общей массе композиции, обеспечивающий по меньшей мере примерно 0-41% общей потребляемой калорийности; и (3) по меньшей мере один источник углеводов по меньшей мере примерно 12-26 г/100 г к общей массе композиции, обеспечивающий по меньшей мере примерно 39-46% общей потребляемой калорийности.

В другом воплощении настоящее изобретение дополнительно обеспечивает длительного хранения кислые сывороточные композиции, обеспечивающие по меньшей мере примерно 100 ккал/100 г-264 ккал/100 г общей потребляемой калорийности, pH в диапазоне по меньшей мере примерно 3,5-4,3 и содержание сывороточного белка по меньшей мере примерно 9 г/100 г. Общее содержание белка в данной композиции может составлять по меньшей мере примерно 90%-100%, по меньшей мере примерно 95%-100%, по меньшей мере примерно 95% или по меньшей мере примерно 100% сывороточного белка. Такие композиции, как описано здесь, могут обеспечивать содержание энергии в диапазоне по меньшей мере примерно 100 ккал/100 г-264 ккал/100 г, например, по меньшей мере примерно 100-120, 120-130, 130-140, 140-150, 150-160, 160-180, 180-200, 200-220, 220-240, 240-264 ккал/100 г, предпочтительно, по меньшей мере примерно 185 ккал/100 г или по меньшей мере примерно 260 ккал/100 г. Кроме того, отношение изолятов сывороточного белка или концентрата сывороточного белка или мицелл сывороточного белка к гидролизатам сывороточного белка в таких композициях может быть в диапазоне по меньшей мере примерно от 46:60 до 100:0, от 40:60 до 60:40, от 50:50 до 80:20, предпочтительно, с отношением по меньшей мере примерно 70:30.

Длительного хранения кислая сывороточная композиция с содержанием энергии по меньшей мере примерно от 100 ккал/100 г до 264 ккал/100 г и содержанием белка по меньшей мере примерно 9 г/100 г обеспечивает общую потребляемую калорийность из источника белка по меньшей мере 14-36%, по меньшей мере один источник жира по меньшей мере примерно 0-12 г/100 г к общей массы композиции обеспечивает по меньшей мере примерно 0-41% общей потребляемой калорийности; и по меньшей мере один источник углеводов по меньшей мере примерно 16-30 г/100 г к общей массе композиции обеспечивает по меньшей мереи примерно 45-64% общей потребляемой калорийности.

Для длительного хранения кислых композиций с общим содержанием сывороточного белка по меньшей мере примерно 10 г/100 г и общим содержанием энергии по меньшей мере примерно 100 ккал/100 г-260 ккал/100 г отношение изолятов сывороточного белка или концентрата сывороточного белка или мицелл сывороточного белка к гидролизатам сывороточного белка составляет по меньшей мере примерно от 40:60 до 100:0, от 40:60 до 60:40, от 50:50 до 80:20, предпочтительно, с отношением по меньшей мере примерно 60:40. Общая потребляемая калорийность, обеспеченная источником белка, составляет по меньшей мере примерно 15-40%. Содержание источника углеводов в таких композициях составляет по меньшей мере примерно 15-55 г/100 г, на основе общей массы композиций, обеспечивая по меньшей мере примерно 60-85% общей потребляемой калорийности. Источник жиров или липидов может составлять 0%.

Для получения вышеупомянутых длительного хранения кислых сывороточных композиций в жидкой или желеобразной форме настоящее изобретение также обеспечивает некоторые способы производства различных длительного хранения кислых сывороточных композиций с общим содержанием белка в диапазоне по меньшей мере примерно 9-13,5 г/100 г и общим содержанием энергии по меньшей мере примерно 100-264 ккал/100 г.

В одном воплощении настоящее изобретение обеспечивает способ получения длительного хранения кислых сывороточных композиций с содержанием сывороточного белка по меньшей мере примерно 9-13,5 г/100 г, где общее содержание белка представлено по меньшей мере примерно на 90%-100% сывороточным белком, а содержание энергии составляет по меньшей мере примерно 100-260 ккал/100 г, где способ включает:

(a) смешивание воды по меньшей мере одного эмульгатора и по меньшей мере одного сывороточного белка с общей потребляемой калорийностью по меньшей мере примерно 14-54% до образования первой смеси при температуре по меньшей мере примерно 30-55°C в течение примерно 10 минут;

(b) смешивание первой смеси по меньшей мере с одним источником углеводов по меньшей мере примерно 12-30% и по меньшей мере с одним источником жира по меньшей мере примерно 0-12% до получения второй смеси;

(c) установление pH по меньшей мере примерно до 3,5-4,3 путем добавления раствора кислоты или щелочи пищевого качества до получения кислой сывороточной смеси;

(d) предварительное нагревание указанной кислой сывороточной смеси до температуры в диапазоне примерно 60-80°C в течение примерно 1-10 секунд;

(e) нагревание кислой сывороточной смеси в температурном диапазоне примерно 120°C в течение примерно 11 секунд прямой инжекцией пара, с последующим мгновенным охлаждением до температуры примерно 60-80°C до получения длительного хранения кислой сывороточной композиции;

(f) гомогенизацию указанной длительного хранения кислой сывороточной композиции под давлением 100-240 бар;

(g) факультативно, охлаждение указанной длительного хранения кислой сывороточной композиции до температурного диапазона примерно 20°С-30°C; и

(h) перенос указанной длительного хранения кислой сывороточной композиции в стерильный контейнер.

В еще одном воплощении обеспечивается длительного хранения кислая сывороточная композиция с содержанием белка по меньшей мере примерно 9 г/100 г-13,5 г/100 г, произведенная с помощью способа, описанного выше.

В еще одном воплощении обеспечивается длительного хранения кислая сывороточная композиция с содержанием энергии примерно от 100 ккал/100 г до 260 ккал/100 г и содержанием белка по меньшей мере примерно 10 г/100 г, где общее содержание белка представлено по меньшей мере примерно на 90-100% сывороточным белком. Сывороточный белок, как применяется здесь, может быть в форме негидролизованного или гидролизованного интактного сывороточного белка. Источник сывороточного белка может происходить из нативной сыворотки, например, мицелл сывороточного белка, концентрата сывороточного белка или изолятов сывороточного белка, и гидролизатов сывороточного белка. Подобно вышеупомянутым композициям, длительного хранения кислые сывороточные жидкие композиции обеспечивают приемлемые органолептические свойства и имеют содержание энергии в диапазоне по меньшей мере примерно 100 ккал/100 г-260 ккал/100 г, например, по меньшей мере примерно 100-120, 120-130, 130-140, 140-150, 150-160, 160-180, 180-200, 200-220, 220-240, 240-264 ккал/100 г. Кроме того, отношение изолятов сывороточного белка к гидролизатам сывороточного белка в таких композициях может составлять по меньшей мере примерно 40:60-100:0; 40:60-60:40; 50:50-80:20, предпочтительно, отношение составляет по меньшей мере примерно 70:30. Источник сывороточного белка в таких композициях обеспечивает по меньшей мере примерно 15-40% от общей потребляемой калорийности. Здесь нет доступного источника жира или липидов, однако, в отношении источника углеводов, имеется по меньшей мере примерно 15-55 г/100 г к общей массе композиции, что обеспечивает примерно 60-85% общей потребляемой калорийности. Значение pH композиции при комнатной температуре, в соответствии с изобретением, составляет от 3,5 до 4,3. В одном воплощении pH кислой сывороточной композиции, как описано здесь, может составлять по меньшей мере примерно 3,9-4,1.

Для приготовления длительного хранения кислых сывороточных композиций с общим содержанием белка по меньшей мере примерно 10 г/100 г к общей массе композиции, и содержанием энергии в диапазоне по меньшей мере примерно 100 ккал/10 г-260 ккал/100 г, и значением pH по меньшей мере примерно 3,5-4,3, предпочтительно, от 3,9 до 4,1, настоящее изобретение также обеспечивает способ приготовления таких композиций, включающий:

(a) смешивание воды по меньшей мере одного эмульгатора и по меньшей мере одного сывороточного белка с общей потребляемой калорийностью по меньшей мере примерно 15-40% до образования первой смеси при температуре по меньшей мере примерно 30-55°C, предпочтительно, примерно 50°C, в течение примерно 10 минут;

(b) смешивание первой смеси по меньшей мере с одним источником углеводов по меньшей мере примерно 15-55% до получения второй смеси;

(c) установление pH второй смеси по меньшей мере примерно до 3,5-4,3 путем добавления раствора кислоты или щелочи пищевого качества до получения кислой сывороточной смеси;

(d) предварительное нагревание указанной кислой сывороточной смеси до температуры в диапазоне примерно 60-80°C в течение примерно 1-10 секунд;

(e) нагревание указанной кислой сывороточной смеси в температурном диапазоне примерно 90°C в течение примерно 11-15 секунд прямой инжекцией пара, с последующим мгновенным охлаждением до температуры примерно 60-80°C до получения длительного хранения кислой сывороточной композиции;

(f) гомогенизацию указанной длительного хранения кислой сывороточной композиции под давлением 100-240 бар;

(g) перенос указанной длительного хранения кислой сывороточной композиции в стерильный контейнер; и

(h) охлаждение указанной длительного хранения кислой сывороточной композиции до температуры в диапазоне примерно 20°C-30°C.

В одном воплощении настоящее изобретение обеспечивает длительного хранения кислую сывороточную жидкую композицию с содержанием энергии в диапазоне по меньшей мере примерно 100-260 ккал/100 г и содержанием белка примерно 10 г/100 г, произведенную с помощью способа, как описано выше.

В другом воплощении по меньшей мере один дополнительный ингредиент может применяться в способе, как описано в настоящей заявке на патент, который может быть выбран из группы, состоящей из витамина, минерала, микроэлемента, буферного агента, загустителя, подсластителя, ароматизатора, красителя, волокон, крахмала, пребиотика, аминокислоты, нуклеозида и растительного сырья, и экстрактов из фруктов и овощей.

В другом воплощении настоящее изобретение обеспечивает нейтральную длительного хранения энтеральную нежелеобразную жидкую композицию с содержанием белка по меньшей мере примерно от 8 г/100 г до 13,5 г/100 г или по меньшей мере примерно от 90 г/л до 143 г/л, где общее содержание белка представлено по меньшей мере примерно на 60-100% негидролизованной интактной сывороткой. В одном воплощении общее содержание белка может быть представлено по меньшей мере примерно на 90%-100%; по меньшей мере примерно на 95%-100%, по меньшей мере примерно на 95% или по меньшей мере примерно на 100% негидролизованной интактной сывороткой.

В другом воплощении источник сывороточного белка происходит из негидролизованной сыворотки, например, концентрата сывороточного белка, мицелл сывороточного белка или изолятов сывороточного белка, и из гидролизатов сывороточного белка. Источник сывороточного белка также может быть комбинацией концентрата сывороточного белка и изолятов сывороточного белка или гидролизатов сывороточного белка. В еще одном воплощении источник сывороточного белка может быть представлен на 100% концентратом сывороточного белка или 100% мицеллами сывороточного белка, где общее содержание белка составляет по меньшей мере примерно от 8 г/100 г до 10 г/100 г (для концентрата сывороточного белка) или по меньшей мере примерно от 8 г/100 г до 13 г/100 г (для мицелл сывороточного белка) соответственно. Мицеллы сывороточного белка могут быть в жидкой или в порошковой форме.

Преимуществом настоящего изобретения является то, что композиция имеет pH в диапазоне по меньшей мере примерно 6,5-7,5 и может не содержать лактозы. Она может дополнительно содержать лейцин, цистеин или другую аминокислоту. Композицию можно применять для перорального употребления, кормления через зонд или энтерального применения.

Другим преимуществом настоящего изобретения является то, что композиция обеспечивает хорошие структурные и органолептические свойства и имеет вязкость ниже 200 мПа·с при температуре ниже или равной 20°C.

Другим преимуществом нейтральной, длительного хранения, энтеральной нежелеобразной жидкой композиции в соответствии с изобретением является то, что она может иметь содержание энергии в диапазоне по меньшей мере примерно от 110 ккал/100 г до 200 ккал/100 г, например, по меньшей мере примерно 110-120 ккал/100 г, 110-130 ккал/100 г, 110-140 ккал/100 г, 120-140 ккал/100 г, 140-160 ккал/100 г, 160-180 или 180-200 ккал/100 г; по меньшей мере примерно 140 ккал/100 г или по меньшей мере примерно 180 ккал/100 г, предпочтительно, с содержанием энергии по меньшей мере примерно от 140 до 160 ккал/100 г. В одном воплощении нейтральная длительного хранения энтеральная нежелеобразная жидкая композиция может иметь содержание энергии по меньшей мере выше 140 ккал/100 г.

Дополнительным преимуществом настоящего изобретения является то, что нейтральная, длительного хранения, энтеральная нежелеобразная жидкая композиция дополнительно содержит дополнительный ингредиент, выбранный из группы, состоящей по меньшей мере из одного источника углеводов, источника липидов, витамина, минерала, микроэлемента, буферного агента, загустителя, подсластителя, ароматизатора, красителя, волокон, крахмала, пребиотика, аминокислоты, нуклеозида, растительного сырья и экстрактов из фруктов и овощей. Витамин, минерал и микроэлемент применяют в количествах в соответствии с Рекомендациями по продуктам питания для специальных медицинских целей.

В другом воплощении по меньшей мере одним источником углеводов является мальтодекстрин и/или сахароза и лактоза в диапазоне примерно от 10 г до 20 г/100 г к общей массе композиции. Кроме того, по меньшей мере один источник липидов выбран из группы, состоящей из кукурузного масла, рапсового масла и соевого масла, при этом по меньшей мере один источник липидов составляет по меньшей мере примерно 0-10 г/100 г или по меньшей мере примерно 4-10 г/100 к общей массе нейтральной, длительного хранения, энтеральной нежелеобразной жидкой композиции.

В еще одном воплощении по меньшей мере один загуститель выбран из группы, состоящей из крахмала и каррагинанов.

Настоящее изобретение обеспечивает способ производства нейтральной, длительного хранения, энтеральной нежелеобразной жидкой композиции с содержанием энергии по меньшей мере примерно от 110 ккал/100 г до 200 ккал/100 г и общим содержанием белка по меньшей мере примерно от 8 г/100 г до 13 г/100 г, или по меньшей мере примерно от 90 г/л до 143 г/л, где способ включает:

(a) смешивание по меньшей мере одного источника сывороточного белка и по меньшей мере одного источника углевода, источника липида и эмульгатора в воде при температуре 30-60°C, предпочтительно 35°C, до получения первой смеси;

(b) добавления в первую смесь по меньшей мере одного минерала, витамина, микроэлемента и загустителя (например, крахмала) и по меньшей мере одного дополнительного ингредиента до получения второй смеси;

(c) установление pH указанной второй смеси по меньшей мере примерно до 6,5-7,5 путем добавления кислоты пищевого качества (например, лимонной кислоты или фосфорной кислоты) или щелочи пищевого качества (например, калия гидроксида или натрия гидроксида) до получения нейтральной жидкой композиции, не являющейся гелем;

(d) предварительное нагревание нейтральной нежелеобразной жидкой композиции до температуры в диапазоне 60-80°C, предпочтительно, до 65°C (с помощью трубчатого теплообменника);

(e) обработку нейтральной нежелеобразной жидкой композиции под действием ультравысокой температуры с применением прямой инжекции пара (можно с последующим мгновенным охлаждением до температуры 60-65°C, предпочтительно, примерно 65°C) в температурном диапазоне 140-145°C, предпочтительно 145°C, с продолжительностью выдержки 7 секунд, до получения нейтральной, длительного хранения, нежелеобразной жидкой композиции;

(f) гомогенизацию нейтральной, длительного хранения, нежелеобразной жидкой композиции в диапазоне температуры 60-80°C, предпочтительно, примерно 65°C, под общим давлением 200 бар;

(g) охлаждение нейтральной, длительного хранения, нежелеобразной жидкой композиции до температуры в диапазоне примерно 20°С-35°C; и

(h) перенос указанной нейтральной, длительного хранения, нежелеобразной жидкой композиции в стерильный контейнер для энтерального применения.

В одном воплощении вышеупомянутый способ дополнительно включает асептическое добавление лактазы к нейтральной, длительного хранения, энтеральной нежелеобразной жидкой композиции, если композиция не является свободной от лактозы.

В другом воплощении нейтральная, длительного хранения, энтеральная нежелеобразная жидкая композиция с содержанием белка в диапазоне по меньшей мере примерно от 8 г/100 г до 13 г/100 г, или по меньшей мере примерно от 90 г/л до 143 г/л производится в соответствии со способом, приведенным выше.

Дополнительным преимуществом настоящего изобретения является обеспечение нейтральной, длительного хранения, энтеральной нежелеобразной жидкой композиции с содержанием белка в диапазоне по меньшей мере примерно от 8 г/100 г до 13 г/100 г, или по меньшей мере примерно от 90 г/л до 143 г/л, pH в диапазоне по меньшей мере примерно от 6,5 до 7,5, и содержанием энергии в диапазоне по меньшей мере примерно от 110 ккал/100 г до 200 ккал/100 г, в которой общее содержание белка представлено по меньшей мере на 60-100% негидролизованной интактной сывороткой.

Применение термина «или» в формуле изобретения означает «и/или», если недвусмысленно не указано иное, в том случае, если варианты являются только альтернативными, или варианты являются взаимно исключающими, хотя описание поддерживает определение, относящееся к единственным вариантам и к «и/или».

На протяжении данной заявки термин «примерно» применяется для указания того, что величина включает среднеквадратическое отклонение ошибки устройства или способа, применяемого для определения величины.

Термин «один» при использовании в сочетании со словом «включающий» в формуле изобретения или в описании обозначает «один» или несколько, если не указано иначе.

Далее приведены подробные ссылки на воплощения изобретения, один или несколько примеров которых установлены ниже. Каждый пример приведен с целью разъяснения изобретения, но не с целью его ограничения. Фактически, специалисту в данной области техники понятно, что в данном изобретении возможны различные модификации и варианты без отделения от объема и сущности изобретения. Например, характеристики, иллюстрированные или описанные как часть одного воплощения, можно применять в другом воплощении для получения еще одного воплощения. Таким образом, подразумевается, что настоящее изобретение охватывает такие модификации и варианты, как находящиеся в пределах объема пунктов формулы и их эквивалентов. Другие задачи, характеристики и аспекты настоящего изобретения раскрываются или становятся очевидными из следующего подробного описания. Специалисту в данной области техники понятно, что настоящее обсуждение является только описанием примерных воплощений и не предназначено для ограничения более широких аспектов настоящего изобретения.

Как применяется здесь, термин «включать» и его варианты, такие как «включающий», «включает» и «включавший», не предназначены для исключения других добавок, компонентов, целых чисел или этапов.

Применяемый здесь термин «млекопитающие» включает без ограничения грызунов, водных млекопитающих, домашних животных, таких как собаки и кошки, сельскохозяйственных животных, таких как овцы, свиньи, коровы и лошади, и людей. Когда применяется термин «млекопитающие», подразумевается, что он также применяется к другим животным, у которых может проявляться эффект, наблюдаемый или предназначенный для проявления у млекопитающих.

Любая ссылка на численный диапазон в настоящей заявке должна подразумеваться как выражающая описание любого числа, конкретно содержащегося в пределах диапазона и каждой подгруппы чисел, содержащейся в пределах данного диапазона. Кроме того, этот диапазон должен подразумеваться как обеспечивающий поддержку пункта, направленного на любое число, или подгруппу чисел в данном диапазоне. Например, описание 1-10 должно рассматриваться как обеспечивающее диапазон 2-8, 3-7, 5, 6, 1-9, 3,6-4,6; 3,5-9,9; 1,1-9,9 и т.д.

Раскрытие изобретения

Настоящее изобретение относится к сывороточным композициям с высоким содержанием белка и к способам приготовления таких сывороточных композиций, в которых все или большая часть от содержания белка представлено на 60-100%, предпочтительно на 100%, источником сывороточного белка. Эти сывороточные композиции находятся в форме кислых или нейтральных жидких рецептур.

В одном воплощении pH длительного хранения кислых сывороточных жидких композиций, в соответствии с настоящим изобретением, при комнатной температуре, при низком или высоком содержании энергии в соответствии с изобретением, может быть между 3,5 и 4,3, предпочтительно, между 3,9 и 4,1. В еще одном воплощении pH асептической длительного хранения нежелеобразной нейтральной сывороточной жидкой композиции находится в диапазоне примерно 6,5-7,5, предпочтительно от 6,8 до 7,2.

Белки молока содержат два основных компонента, а именно казеин и сывороточные белки. Сывороточный белок является частью молока, не содержащей свернувшегося белка, остающейся после производства сыра. Сывороточные белки являются отличным источником незаменимых аминокислот (НЗАК; 45%), обеспечивающих повышенную пользу для здоровья по сравнению с казеином или белками сои. Что касается аминокислот с разветвленной цепью (АКРЦ), сывороточный белок содержит относительно высокий уровень АКРЦ (≈26%, включая лейцин, изолейцин и валин) с ≈11-14% лейцина (Layman D.K. et al., J. Nutr, 134:968S-973S (2004)).

Сыворотка является «постным белком» и содержит наивысшее количество лейцина, который способствует поддержке тощей массы тела. Помимо своей способности к усилению развития и построения мышц, а также к поддержке мышц у детей, взрослых или пожилых людей, сыворотка может стимулировать иммунную функцию, улучшать когнитивную функцию, контролировать содержание глюкозы в крови, так что она пригодна для питания при диабете, контроля веса и насыщения, противовоспалительных эффектов, заживления ран и восстановления кожи, снижения кровяного давления и т.д. С учетом их функциональной роли, добавки на основе сывороточных белков могут смягчать саркопению, которая отчасти обусловлена резистентностью анаболизма белков к аминокислоте плазмы у пожилых. Как сообщалось, лейцин является ключевой аминокислотой у пожилых при снижении разрушения мышечного белка после насыщения. См. Dardevet, D. et al., Nutr. Res. Rev., 16:61-70, 2003; Combaret, L. et al., J. Physiol., 569(Pt 2):489-99 (2005). Nutr. 2000 Nov; 130(11):2630-5.

При сравнении сыворотки с казеином (содержащим 0,3 г цистеина/100 г белка), белки сладкой сыворотки содержат в 7 раз больше цистеина, в то время как кислая сыворотка содержит в 10 раз больше цистеина. Цистеин является аминокислотой, лимитирующей скорость реакции синтеза глутатиона (GSH), трипептида, образующегося из глутамата, цистеина и глицина, выполняющего особо важные функции в защите организма в случае стресса. Потребность в этих аминокислотах может повышаться в случае стресса у пожилых людей. Кроме того, было показано, что прием пероральных добавок с глутатионом из сывороточного белка повышает уровни GSH в плазме ВИЧ-инфицированных пациентов (Eur. J. Clin. Invest. 2001; 31, 171-178).

Источником сывороточного белка, в соответствии с настоящим изобретением, может быть негидролизованная интактная сладкая сыворотка, например, концентрат сывороточного белка (КСБ), изолят сывороточного белка (ИСБ), или мицеллы сывороточного белка (МСБ) и гидролизаты сывороточного белка (ГСБ) или их комбинация. В одном воплощении источником сывороточного белка может быть комбинация концентрата сывороточного белка и гидролизатов сывороточного белка или изолятов сывороточного белка. В одном воплощении, композиция в соответствии с настоящим изобретением может состоять по меньшей мере примерно на 60-100% из гидролизованного интактного сывороточного белка, предпочтительно, полностью либо с основной частью от содержания белка, состоящей на 100% из не гидролизованного интактного сывороточного белка.

В представленных композициях источник сывороточного белка обладает многочисленными полезными для здоровья и диетическими преимуществами. Он позволяет атлетам наращивать тощую мышечную массу и обеспечивает прирост веса у пациентов, страдающих хронической диареей и нарушением абсорбции питательных веществ (кахексией). См. G.Bounous et al., Clinical & Investigative Med., 16 (3):204-209 (June 1993). С другой стороны, сывороточный белок, такой как КСБ и ИСБ, также можно применять для снижения массы тела, при комбинации с низкокалорийной диетой.

Позитивное влияние источника сывороточного белка на иммунную систему широко признано. КСБ и ИСБ могут повышать функцию иммунной системы благодаря наличию некоторых «фракций сывороточного белка», включая сывороточный альбумин и иммуноглобулины, которые обладают иммуномодулирующими эффектами. Иммуномодулирующие эффекты являются такими эффектами, которые поддерживают гомеостаз иммунной системы, т.е. не вызывают активацию или супрессию помимо тех, что благоприятны для организма в целом. Четыре основных белка в концентратах или изолятах сывороточного белка включают, в порядке распространенности, следующие: β-лактогобулин, α-лактальбумин, бычий сывороточный альбумин (БСА) и иммуноглобулины в общем количестве (включая все пять классов), каждый из которых известен как важная часть иммунной системы (С.V.Morr and E.Y.На, Crit. Rev. in Food Sci. Nutri., 33 (6):431-476 (1993)).

КСБ и ИСБ также содержат ряд так называемых «минорных» фракций сывороточного белка, которые могут обладать важными недиетическими свойствами (С.V.Morr and E.Y.На, supra; P.F.Fox, Developments in Dairy Chemistry, Fox, P.F., ed., Elsevier Applied Science, New York (1989)). Эти «минорные» фракции сывороточного белка включают лактоферрин, лактофорин, лактопероксидазу и лизоцим, которые также считаются выполняющими антибактериальные и другие биологические функции (В.Reiter, Int. J.Tissue React., 1:87 (1983); В.Reiter, Developments in Dairy Chemistry, 281, Fox, P.F., ed., Elsevier Applied Science, New York (1985); С.Kanno, J.Dairy Sc., 72:883 (1989).

Помимо «основных» и «минорных» белков, КСБ также содержит разные благоприятные питательные компоненты, включая минеральный остаток, небелковые азотные соединения (азотсодержащие соединения), липиды, лактозу, фосфолипиды, а также следовые количества натрия, калия, кальция, магния и фосфора (С.V.Morr, and E.A.Foegeding, Food TechnoL, 44:100 (1990)). Небелковые соединения азота включают продукты катаболизма белков, которые в итоге превращаются в мочевину и выводятся, такие как азот мочевины крови (АМК) - форма мочевины, транспортируемая через кровяное русло к почкам для выведения. Таким образом, сывороточный белок содержит массу белковых компонентов и других соединений, включая витамины и минералы, которые, как известно, имеют критическое диетическое значение для людей и животных.

Из сывороточных белков, обсужденных выше, α-лактальбумин обычно составляет примерно 40 мас.% от массы всех белков молока человека. Напротив, α-лактальбумин в коровьем молоке составляет только 4-5 мас.% от всех белков. α-лактальбумин имеет высокое содержание аминокислоты триптофана, предшественника витамина ниацина. Таким образом, благодаря содержанию триптофана, α-лактальбумин является отличным источником эквивалентов ниацина. Один эквивалент ниацина определяется как 1 миллиграмм ниацина или 60 миллиграмм триптофана. Ниацин функционирует как часть кофермента, необходимого для метаболизма, включая синтез жиров, тканевое дыхание и утилизацию углеводов. Он способствует здоровью кожи, нервов и пищеварительного тракта, необходим при пищеварении и стимулирует нормальный аппетит. Сообщалось, что доведение pH сыворотки до более кислого уровня при обработке может вызывать изменение конформации белков, что в свою очередь ведет к увеличению сохранения α-лактальбумина. См. патент US №6,312,755 B1.

Термин «гидролизат молочного белка» относится к молочным белкам, подвергшимся любому типу гидролиза. Так, гидролизат молочного белка может также включать интактные белки, которые избежали гидролиза, а также любые фракции белков, полученных путем обработки или гидролиза.

Термины «сладкая сыворотка» и «кислая сыворотка» также могут относиться к гидролизатам молочного белка, поскольку эти материалы являются продуктом ферментативного или кислотного гидролиза молочных белков. Когда снятое молоко обрабатывают ферментами или кислотами, сладкую или кислую сыворотку, соответственно, отделяют с удалением свернувшегося казеина. Сладкая или кислая сыворотка после этого включает гидролизаты сывороточных белков, а также минорные белки, которые остаются интактными. Сладкую или кислую сыворотку можно конденсировать, высушить, ферментировать, освободить от лактозы, минералов и белка.

Однако сыворотка, как известно в данной области техники, может также включать интактные белки, так же как и различные фракции гидролизованных белков.

Патент US 7,240,320, принадлежащий Nestec, S.A., и его европейский эквивалент Европейский патент №1314361 B1 описывает композицию и способ приготовления композиции, обеспечивающий диетически полную рецептуру с большим содержанием калорий, пригодную для применения в качестве готовой к употреблению жидкой композиции. Композиция содержит высокую концентрацию сывороточного белка примерно 20-90 г/л, при этом по меньшей мере 60% белков являются сывороточными белками. Она устойчива при хранении в течение 6 или более месяцев при комнатной температуре. Однако, что касается способа приготовления нейтральной сывороточной композиции, оба патента описывают двухэтапную процедуру стерилизации с применением непрямой УВТ (ультравысокотемпературной) обработки. По сравнению с ними, настоящее изобретение обеспечивает усовершенствованный способ производства нейтральной, длительного хранения, энтеральной нежелеобразной жидкой композиции с помощью одноэтапного способа стерилизации и обеспечивает высокое количество сывороточного белка, в диапазоне примерно от 8 г/100 г до 13 г/100 г, или по меньшей мере примерно от 90 г/л до 143 г/л, и содержание энергии по меньшей мере примерно от 110 ккал/100 г до 200 ккал/100 г. Способ с одноэтапной стерилизацией, как в настоящем изобретении, является более простым и более рентабельным.

В Европейском патенте №0852468 В1, а также в соответствующей Международной заявке PCT/US96/14052 (опубликованной как WO 97/011614 A1) и в патенте US 5,641,531 описана жидкая питательная добавка с рН примерно 2,8-3,4, значение которого ниже, чем в настоящем изобретении (pH 3,5-4,3). Питательная добавка является прозрачной жидкостью и обладает тонкой текстурой и очень приятным вкусовым впечатлением. Она лишена добавленного жира и макронутриентов. Также описан специфический способ приготовления таких добавок, содержащих до 10 мас.% сывороточного белка и плотность калорий по меньшей мере 1,0 ккал/мл (1,20-1,25 ккал/мл). Напротив, длительного хранения кислые сывороточные композиции в соответствии с настоящим изобретением имеют содержание энергии в диапазоне по меньшей мере примерно от 100 ккал/100 г до 260 ккал/100 г. Источник сывороточного белка происходит только из изолятов сывороточного белка и не является комбинацией других источников сывороточного белка, как применяется в данном изобретении. Как описано в европейском патенте, кислоту добавляют к водному раствору изолята сывороточного белка для установления pH перед добавлением порции углеводов. Авторы изобретения считают этот этап критическим, поскольку они открыли, что «подкисление смеси белка/углевода приводит к получению готового продукта с неприемлемо высокой вязкостью и появлением мутности». См. патент EP 0852468, колонка 6, параграф [0032]. Однако этот критический этап не является проблемой для настоящего изобретения при производстве длительного хранения кислой сывороточной жидкой композиции, поскольку источник белка смешивают с источником углевода перед регулировкой полученной второй смеси.

Различные подходы к приготовлению и применению мицелл сывороточного белка из настоящего изобретения описаны в Международных публикациях WO 2007/110411 A2, WO 2007/110421 A2, WO 2007/110422 A2, WO 2007/110423 A2, раскрытия которых специально включены здесь посредством ссылки.

Что касается содержания белка в композициях в соответствии с настоящим изобретением, оно может составлять по меньшей мере примерно 8 г/100 г-13,5 г/100 г, где общее содержание белка на 60-100% представлено сывороткой. Например, общее содержание белка может составлять по меньшей мере примерно 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95% или 100% сывороточного белка. Предпочтительно, общее содержание белка может быть в диапазоне по меньшей мере примерно 80-100%; 85-100%, 90%-100%, или по меньшей мере примерно 95%-100% сывороточного белка. Более предпочтительно, общее содержание белка может составлять по меньшей мере примерно 95%, 96%, 97%, 98%, 99% или 100% сывороточного белка.

Сывороточный белок может быть в форме негидролизованного или гидролизованного интактного сывороточного белка. Содержание белка может составлять по меньшей мере примерно 8 г/100 г; 8,5 г/100 г; 9 г/100 г; 9,5 г/100 г; 10 г/100 г; 10,5 г/100 г; 11 г/100 г; 11,5 г/100 г; 12 г/100 г; 12,5 г/100 г; 13 г/100 г; или 13,5 г/100 г источника сывороточного белка, в форме концентрата сывороточного белка, изолятов сывороточного белка, мицелл сывороточного белка и гидролизатов сывороточного белка, или любой их комбинации.

Для способа в соответствии с изобретением сывороточные белки могут присутствовать в количестве по меньшей мере примерно от 8 до 13 г/100 г, или по меньшей мере примерно от 90 до 143 г/л для нейтральных, длительного хранения, энтеральных жидких композиций; по меньшей мере примерно от 9 до 13,5 г/100 г для длительного хранения кислых сывороточных композиций с содержанием энергии в диапазоне по меньшей мере примерно 100-264 ккал/100 г; и по меньшей мере примерно 10 г/100 г для кислых сывороточных композиций с содержанием энергии в диапазоне по меньшей мере примерно 100-264 ккал/100 г с содержанием жира 0%.

Питательные композиции в соответствии с настоящим изобретением обеспечивают содержание энергии в диапазоне по меньшей мере примерно 100-200 ккал/100 г, предпочтительно, по меньшей мере примерно 185 ккал/100 г, для длительного хранения кислой сывороточной рецептуры с общим содержанием белка по меньшей мере примерно 13,5 г/100 г и отношением ИСБ/ГСБ в диапазоне по меньшей мере примерно от 50:50 до 80:20, предпочтительно, по меньшей мере примерно 70:30. В другом воплощении настоящее изобретение обеспечивает содержание энергии в диапазоне по меньшей мере примерно от 200 до 260 ккал/10 г, предпочтительно 245 ккал/100 г, для длительного хранения кислой сывороточной жидкой рецептуры с общим содержанием белка по меньшей мере примерно выше 10 г/100 г и отношением ИСБ/ГСБ в диапазоне по меньшей мере примерно от 50:50 до 70:30, предпочтительно, по меньшей мере примерно 60:40.

В отношении нейтральных, длительного хранения, энтеральных жидких композиций, в соответствии с настоящим изобретением, содержание белка может быть представлено на 100% КСБ или на 100% МСБ.

Общая потребляемая калорийность, обеспечиваемая содержанием белка в длительного хранения кислых или нейтральных композициях может быть в диапазоне по меньшей мере примерно 14-36%; по меньшей мере примерно 20-54%; или по меньшей мере примерно 15-40%.

Предпочтительно, по меньшей мере один источник углеводов может быть в диапазоне по меньшей мере примерно от 15 г/100 г до 51 г/100 г; примерно 10-20 г/100 г; примерно 12-26 г/100 г; или примерно 16-30 г/100 г. Питательные композиции включают по меньшей мере один источник углеводов, который обеспечивает по меньшей мере примерно 39-46%, примерно 45-64%, примерно 60-85% или примерно 40-70% от общей потребляемой калорийности питательной композиции. Например, источник углеводов может обеспечивать по меньшей мере примерно 40% от энергии питательной композиции. Могут применяться некоторые источники углеводов, включающие мальтодекстрин, кукурузный сироп, кукурузный крахмал, модифицированный крахмал, сахарозу, лактозу, фруктозу, олигофруктозу и их смеси.

Также предпочтительно, по меньшей мере один источник липида или жира может быть в диапазоне по меньшей мере примерно от 0,1 до 10 г/100 г; примерно 0-12 г/100 г или примерно 4-10 г/100 г, предпочтительно, по меньшей мере примерно от 0,2 до 7 г/100 г. Для длительного хранения кислой сывороточной композиции с содержанием энергии по меньшей мере примерно 245 ккал/100 г или по меньшей мере примерно 264 ккал/100 г, источник жира составляет по меньшей мере примерно 12 г/100 г общего жира в композиции, обеспечивая по меньшей мере примерно 41% от общей энергии питательной композиции. Например, источник липидов может обеспечивать примерно 30% общей энергии питательной композиции. Источник липидов может быть маслом растительного, молочного или животного происхождения, или их комбинацией. Подходящие источники липидов включают подсолнечное масло с высоким содержанием олеина, сафлоровое масло с высоким содержанием олеина, подсолнечное масло, сафлоровое масло, рапсовое масло, соевое масло, оливковое масло, масло канолы, арахисовое масло, масло рисовых отрубей, молочный жир, масло фундука, кокосовое масло, масло бурачника, масло из почек черной смородины, масло энотеры, льняное масло и структурированные липиды. Источник липидов может включать триглицериды со средней цепью (ТСЦ), обогащенные мононенасыщенными жирными кислотами (МНЖК) и полиненасыщенными жирными кислотами (ПНЖК).

Композиции в соответствии с настоящим изобретением могут обеспечивать содержание энергии в диапазоне по меньшей мере примерно от 100 ккал/100 г до 264 ккал/100 г для длительного хранения кислых сывороточных композиций.

Например, длительного хранения кислые сывороточные композиции с содержанием сывороточного белка по меньшей мере примерно 13,5 г/100 г могут обеспечивать содержание энергии в диапазоне по меньшей мере примерно от 100 ккал/100 г до 264 ккал/100 г. Например, по меньшей мере примерно 100-120, 120-130, 130-140, 140-150, 150-160, 160-180, 180-200, 200-220, 220-240, 240-264 ккал/100 г, предпочтительно, по меньшей мере примерно 185 ккал/100 г, или по меньшей мере примерно 260 ккал/100 г. Отношение мицелл сывороточного белка или концентрата сывороточного белка или изолятов сывороточного белка к гидролизатам сывороточного белка в композиции может быть в диапазоне по меньшей мере примерно от 40:60 до 100:0, от 40:60 до 60:40; от 50:50 до 80:20, предпочтительно, отношение равно по меньшей мере 70:30.

Для длительного хранения кислых сывороточных композиций с содержанием сывороточного белка по меньшей мере примерно 9 г/100 г, эти композиции могут обеспечивать содержание энергии в диапазоне по меньшей мере примерно от 100 ккал/100 г до 264 ккал/100 г. Например, по меньшей мере примерно 100-120, 120-130, 130-140, 140-150, 150-160, 160-180, 180-200, 200-220, 220-240, 240-264 ккал/г, предпочтительно, по меньшей мере примерно 185 ккал/100 г или по меньшей мере примерно 260 ккал/100 г. Отношение изолятов сывороточного белка или концентрата сывороточного белка или мицелл сывороточного белка к гидролизатам сывороточного белка в таких композициях может также быть в диапазоне по меньшей мере примерно от 40:60 до 100:0; от 40:60 до 60:40; от 50:50 до 80:20, предпочтительно, отношение равно по меньшей мере примерно 70:30.

Для длительного хранения кислой сывороточной композиции с содержанием белка по меньшей мере примерно 10 г/100 г, эти композиции могут обеспечивать содержание энергии в диапазоне по меньшей мере примерно от 100 ккал/100 г до 260 ккал/100 г, например, по меньшей мере примерно 100-120, 120-130, 130-140, 140-150, 150-160, 160-180, 180-200, 200-220, 220-240, 240-264 ккал/100 г. Кроме того, отношение изолятов сывороточного белка к гидролизатам сывороточного белка в таких композициях может быть в диапазоне по меньшей мере примерно от 40:60 до 100:0; от 40:60 до 60:40; от 50:50 до 80:20; предпочтительно, отношение составляет по меньшей мере примерно 70:30.

Для нейтральных, длительного хранения, энтеральных нежелеобразных жидких композиций в соответствии с изобретением, эти композиции могут иметь содержание энергии в диапазоне по меньшей мере примерно от 110 ккал/100 г до 200 ккал/100 г. Например, по меньшей мере около 110-120 ккал/100 г, 110-130 ккал/100 г, 110-140 ккал/100 г, 120-140 ккал/100 г, 140-160 ккал/100 г, 160-180 ккал/100 г, или 180-200 ккал/100 г, или по меньшей мере выше 140 ккал/100 г, предпочтительно, содержание энергии составляет по меньшей мере примерно от 140 до 160 ккал/100 г. В одном воплощении нейтральная, длительного хранения, энтеральная нежелеобразная жидкая композиция может иметь содержание энергии по меньшей мере примерно 140 ккал/100 г.

Перед нагреванием водного раствора сывороточного белка pH обычно устанавливают добавлением кислого либо щелочного раствора, предпочтительно пищевого качества. Примером кислоты является соляная кислота, фосфорная кислота, уксусная кислота, яблочная кислота, лимонная кислота, глюконовая кислота, молочная кислота, адипиновая кислота, виннокаменная кислота, фумаровая кислота, углекислота, глюконо-дельта-лактоновая кислота, аскорбиновая кислота или их смеси. Пример щелочного раствора включает натрия гидроксид, калия гидроксид или аммония гидроксид.

Концентрат мицелл сывороточного белка (после испарения или микрофильтрации) можно применять в жидкой форме в виде дисперсии или в полутвердой форме, или в сухой форме. Его можно применять в широком ряду приложений, таких как те, что описаны выше, в виде приложений для мицелл сывороточного белка.

Эмульгатор в соответствии с настоящим изобретением может включать диглицериды, моноглицериды, моноглицерид молочной кислоты, глицерина моностеарат, натрия стеароил лактилаты и их смеси.

Красящий агент может быть природным или искусственным красящим агентом, который может включать фруктовый сок, овощные соки, рибофлавин, каротиноид, куркуму, ликопины, краситель FD&C и лак FD&C или их комбинацию.

Подсластитель может быть выбран из группы, состоящей из сахарозы, фруктозы, глюкозы, и их смесей. Подсластитель может также быть не содержащим калорий или низкокалорийным подсластителем.

Рекомендуемые нормы суточного потребления в US (USRDI) для витаминов и минералов определены и установлены в Рекомендуемом суточном рационе питания, Отдел по пищевым продуктам и питанию, Национальная Академия наук, Национальный научно-исследовательский совет. Heограничивающие примеры таких витаминов и минералов включают калий, кальций, магний, железо, цинк, медь, марганец, хром, молибден, селен, фосфор, йод, бета-каротин, холин, витамин А, витамин С, витамин B₁, витамин В₂, витамин В₃, витамин В₅, витамин В₆, витамин В₇, витамин В₉, витамин В₁₂, витамин D, витамин Е, и витамин К.

Как применяется здесь, термин «аминокислоты» относится к аминокислотам в свободной форме или к фармацевтически или диетически приемлемой солевой форме. Например, незаменимые аминокислоты включают изолейцин, лейцин, лизин, метионин, фенилаланин, треонин, триптофан, валин или гистидин. Условно незаменимые аминокислоты в свободной форме или в форме фармацевтически или диетически пригодных солей включают тирозин, цистеин, аргинин или глутамин.

Как применяется здесь, термин «растворимое волокно» относится к растворимым волокнам, таким как агар, альгинаты, карубин, пектин, например, пектины из фруктов и овощей, например, из цитрусовых фруктов и яблок, и их производные, бета-глюкан, такой как бета-глюкан овса, каррагинаны, в частности каппа, лямбда и йота-каррагинаны, фурцелларан, инулин, арабиногалактан, целлюлоза и ее производные, склероглюкан, подорожник, такой как оболочки семян подорожника, слизи и камеди, например, общедоступные растительные камеди, и, в частности, конжаковая камедь, ксантановая камедь, гуаровая камедь, камедь бобов рожкового дерева, камедь тары, камедь трагаканта, аравийская камедь, камедь карайи, гхатти камедь, геллановая камедь и другие родственные вещества, как камедь стеркулии, люцерна, клевер, пажитник, мука тамаринда. Могут применяться нативные и модифицированные, например, гидролизованные растворимые волокна.

Как применяется здесь, термин «пребиотик» относится к неперевариемому пищевому ингредиенту, стимулирующему рост и/или активность пробиотиков. Пребиотики в соответствии с настоящим изобретением могут включать камедь акации, альфа-глюкан, арабиногалактаны, бета-глюкан, декстраны, фруктоолигосахариды, галактоолигосахариды, галактоманнаны, гентиоолигосахариды, глюкоолигосахариды, гуаровую камедь, инулин, изомальтоолигосахариды, лактосахарозу, лактулозу, леван, мальтодекстрины, частично гидролизованную гуаровую камедь, пектиколигосахариды, ретроградированный крахмал, сойолигосахариды, сахароспирты, ксилоолигосахариды, или их комбинацию.

Как применяется здесь, термин «антиоксидант» предпочтительно подразумевает включение одного или нескольких различных веществ (таких как бета-каротин (предшественник витамина А), витамин С, витамин Е и селен), подавляющих окисление или реакции, стимулируемые активными формами кислорода (АФК) и другими радикалами и нерадикальными формами. Кроме того, антиоксиданты являются молекулами, способными замедлять или предотвращать окисление других молекул. Как применяется здесь, неограничивающие примеры антиоксидантов включают каротеноиды, кофермент Q10 («Ко Q10»), флавоноиды, глутатион, Годжи (волчью ягоду), гесперидин, «Lacto-wolfberry», лигнан, лютеин, ликопен, полифенолы, селен, витамин А, витамин B₁, витамин В₆, витамин B₁₂, витамин С, витамин D, витамин Е и их комбинации. Воплощение настоящего изобретения включает антиоксиданты.

Как применяется здесь, «сбалансированное питание» предпочтительно является продуктами питания, содержащими достаточные типы и уровни макронутриентов (белков, жиров и углеводов) и микронутриентов, чтобы быть достаточными в качестве единственного источника питания для животного, у которого их применяют. Воплощение настоящего изобретения направлено на сбалансированную питательную композицию.

Как применяется здесь, «эффективное количество» предпочтительно является количеством, предотвращающим дефицит, лечащим заболевание или медицинское состояние у индивидуума, или в целом, снижающим симптомы, контролирующим прогрессирование заболевания или обеспечивающим диетический, физиологический или медицинский полезный эффект у индивидуума. Лечение может зависеть от пациента или от врача. В дополнение, в то время как термины «индивидуум» и «пациент» часто применяются для обозначения человека, изобретение не ограничивается таким образом. Соответственно, термины «индивидуум» и «пациент» относятся к любому животному, млекопитающему или человеку, подверженному риску развития медицинского состояния, способному получать пользу от лечения.

Как применяется здесь, термин «пожилой» предпочтительно относится к человеку в возрасте шестидесяти пяти или более лет, более предпочтительно, в возрасте 75 или более лет.

Как применяется здесь, «неполное питание» предпочтительно является продуктами питания, не содержащими достаточные уровни макронутриентов (белков, жиров и углеводов) или микронутриентов, чтобы быть достаточными в качестве единственного источника питания для животного, у которого их применяют. Воплощение настоящего изобретения направлено на неполную питательную композицию.

Как применяется здесь, «долговременное применение» предпочтительно означает непрерывное применение в течение более 6 недель. Воплощение настоящего изобретения направлено на долговременное применение.

Подразумевается, что композиция предпочтительно дополнительно включает любое число дополнительных ингредиентов, включая, например, одно или несколько из: витамина, минерала, сахара, фармацевтически пригодного носителя, наполнителя, ароматизатора, или красителей.

Как применяется здесь, «ожирение» предпочтительно является состоянием, при котором природный запас энергии, хранящийся в жировой ткани животных, в частности людей и других животных, увеличивается до степени, при которой увеличение ожирения связано с определенными проблемами для здоровья или с повышением смертности. «Страдающий ожирением» определяется как взрослый человек с ИМТ более 30.

Все диапазоны дозировок, содержащиеся в данной заявке, предназначены для включения всех числовых величин, целых или дробных, содержащихся в пределах указанного диапазона.

Как применяется здесь, «кратковременное применение» предпочтительно является непрерывным применением в течение менее 6 недель. Воплощение настоящего изобретения направлено на кратковременное применение.

Как применяется здесь, термины «лечение», «лечить» и «для облегчения» предпочтительно относятся как к профилактическому или превентивному воздействию (предотвращающему и/или замедляющему развитие целевого патологического состояния или расстройства), так и к лечебному, терапевтическому или модифицирующему заболевание воздействию, включающему терапевтические меры, лечащие, замедляющие, уменьшающие симптомы и/или прекращающие прогрессирование диагностированного патологического состояния или расстройства; и к лечению пациентов, подверженных риску развития заболевания, или с ожидаемым риском развития заболевания, а также пациентов, страдающих или имеющих диагноз заболевания или патологического состояния. Термины «лечение» и «лечить» также относятся к поддержке и/или укреплению здоровья у индивидуума, не страдающего заболеванием, но восприимчивого к развитию нездорового состояния, такого как дисбаланс азота или потеря мышечной ткани. Термины «лечение», «лечить» и «для облегчения» также предназначены для включения потенциации или иного усиления одной или нескольких первичных профилактических или терапевтических мер. Термины «лечение», «лечить» и «для облегчения» также предназначены для включения диетического лечения заболевания или состояния, или диетического лечения для профилактики или предотвращения заболевания или состояния.

Как применяется здесь, «кормление через зонд» предпочтительно является введением сбалансированного или неполного продукта питания в желудочно-кишечную систему животного иным способом, чем посредством перорального применения, включая без ограничения назогастральный зонд, орогастральный зонд, гастральный зонд, еюностомический зонд (J-зонд), зонд для чрескожной эндоскопической гастростомии (ЧЭГ), порт, такой как порт грудной стенки, обеспечивающий доступ в желудок, тощую кишку, и другие подходящие порты доступа. Воплощение настоящего изобретения направлено на применение через зонд.

Как применяется здесь, термин «витамин» предпочтительно подразумевает включение любого из различных жирорастворимых или водорастворимых органических веществ (неограничивающие примеры включают витамин А, витамин B₁, витамин В₆, витамин В₁₂, витамин С, витамин D, витамин Е), необходимых в микроколичествах для нормального роста и активности организма и получаемых природным путем из растительных и животных продуктов питания или изготовленных синтетическим путем провитаминов, производных, аналогов.

Как применяется здесь, пробиотические микроорганизмы (далее «пробиотики») предпочтительно являются микроорганизмами (живыми, включая полуживые или ослабленные, и/или не размножающиеся), метаболитами, препаратами микробных клеток или компонентами микробных клеток, которые могут обеспечивать пользу для здоровья организма-носителя при применении в адекватных количествах, более конкретно, благоприятно влияющих на организм носителя путем улучшения баланса кишечной микрофлоры, что оказывает благоприятное влияние на здоровье или самочувствие организма-носителя (Salminen S, Ouwehand A. Benno Y. et al “Probiotics: how should they be defined” Trends Food Sci. Technol. 1999:10 107-10). В целом считается, что эти микроорганизмы подавляют или оказывают влияние на рост и/или метаболизм патогенных бактерий в кишечном тракте. Пробиотики могут также активировать иммунную функцию организма-носителя. По этой причине имеется много различных подходов к включению пробиотиков в продукты питания. Примерами пробиотиков являются штаммы Bifidobacterium и Lactobacillus, такие как Bifidobacterium lactis (Коллекция культур Германии: DSM20215), Bifidobacterium longum (CNCM I-2170), Lactobacillus paracasei (CNCM I-2116, CNCM I-1292), Lactobacillus johnsonii (CNCM I-1225), Lactobacillus salivarius, и дополнительно включая Aerococcus, Aspergillus, Bacteroides, Bifidobacterium, Candida, Clostridium, Debaromyces, Enterococcus, Fusobacterium, Lactobacillus, Lactococcus, Leuconostoc, Melissococcus, Micrococcus, Mucor, Oenococcus, Pediococcus, Penicillium, Peptostrepococcus, Pichia, Propionibacterium, Pseudocatenulatum, Rhizopus, Saccharomyces, Staphylococcus, Streptococcus, Torulopsis, Weissella, или их комбинации.

Композиции в соответствии с настоящим изобретением можно применять как комбинацию в форме фармацевтической или питательной композиции. Предпочтительно, можно применять питательные композиции. Композиции в соответствии с настоящим изобретением можно применять для введения любым подходящим образом, например, энтерально или перорально, предпочтительно в жидкой форме. Факультативно, композиции можно применять в форме раствора для питания через зонд.

Факультативно, композиции в соответствии с изобретением могут быть диетически сбалансированными, т.е. могут включать витамины, минералы, микроэлементы, а также дополнительные источники азота, углеводов и жирных кислот, так что их можно применять в качестве единственного источника питания, обеспечивающего по существу все необходимые суточные количества витаминов, минералов, углеводов, жирных кислот, белков и тому подобного. Соответственно, композиции из настоящего изобретения можно обеспечивать в форме диетически сбалансированного полного питания, например, пригодного для перорального питания или кормления через зонд. Предпочтительно, композиции в соответствии с изобретением предназначены для перорального применения.

Примеры

Следующие примеры иллюстрируют некоторые предпочтительные воплощения изобретения для иллюстрации способа, раскрытого в нем, и не предназначены для ограничения объема изобретения каким-либо образом. В этих примерах части и проценты являются массовыми, если не указано иное.

Пример 1. Нейтральная, сывороточная жидкая нежелеобразная композиция с высоким содержанием сывороточного белка из концентрата сывороточного белка (по меньшей мере примерно 10 г/100 г или 110 г/л).

Длительного хранения нейтральную сывороточную жидкую нежелеобразную композицию с содержанием сывороточного белка до 100% (до 10 г/100 г или 11 г/100 мл) готовили в соответствии с поточной диаграммой, показанной внизу.

Диапазон pH полученной нейтральной сывороточной жидкой композиции составляет примерно от 6,8 до 7,2. Другие свойства нейтральной сывороточной жидкой композиции включают низкую вязкость, приятный сладкий вкус и устойчивость при хранении до 9 месяцев.

Для достижения необходимых нейтральных сывороточных жидких композиций в соответствии с настоящим изобретением без какой-либо ощутимой агрегации белка (желирования), применялись некоторые дополнительные параметры, как иллюстрировано в вышеупомянутой поточной диаграмме. Растворение ингредиентов (эмульгаторов, концентрата сывороточного белка, мальтодекстрина, сахара, масел, минералов и витаминов) проводили в воде при температуре от 30°C до 60°C. Затем устанавливали pH смеси примерно до 6,5-7,5, предпочтительно, от 6,8 до 7,2, с помощью КОН или лимонной кислоты. Операция тепловой обработки включала два последовательных этапа: (1) предварительное нагревание до 60-80°C в течение менее 15 секунд с применением непрямой тепловой обработки; и (2) стерилизацию при 140-145°C в течение 7 секунд с помощью прямой инжекции пара. Стерилизованную жидкость затем охлаждали до 20°C-30°C и асептически разливали в стерильные бутылки.

Пример 2. Нейтральная сывороточная жидкая нежелеобразная композиция с высоким содержанием сывороточного белка из мицелл сывороточного белка (по меньшей мере примерно 13 г/100 г или 143 г/л).

Длительного хранения, нейтральную, сывороточную жидкую нежелеобразную композицию с содержанием сывороточного белка до 100% (по меньшей мере примерно 13 г/100 г или 14,3 г/100 мл) готовили в соответствии с поточной диаграммой, показанной внизу.

Диапазон pH полученной нейтральной сывороточной жидкой композиции составляет примерно от 6,8 до 7,2. Другие свойства нейтральной сывороточной жидкой композиции включают низкую вязкость, приятный сладкий вкус и устойчивость при хранении.

Для достижения необходимой нейтральной сывороточной жидкой композиции в соответствии с настоящим изобретением без какой-либо ощутимой агрегации белка (желирования), применялись обусловленные параметры, подобные тем, как применялись в примере 1, как иллюстрировано в вышеприведенной поточной диаграмме.

Пример 3. Кислая сывороточная жидкая композиция с низким содержанием энергии по меньшей мере примерно от 100 до 185 ккал/100 г, общим содержанием белка по меньшей мере примерно 13,5 г/100 г и отношением изолята сывороточного белка к гидролизату сывороточного белка по меньшей мере примерно 70:30.

Анализ макронутриентов кислой сывороточной жидкой композиции с низким содержанием энергии и общим содержанием белка по меньшей мере 13,5 г/100 г приведен ниже.

Приведенная ниже поточная диаграмма иллюстрирует способ получения вышеупомянутой кислой сывороточной жидкой композиции с низким содержанием энергии по меньшей мере примерно от 100 до 185 ккал/100 г, общим содержанием белка по меньшей мере примерно 13,5 г/100 г и отношением изолята сывороточного белка к гидролизату сывороточного белка 70:30.

Пример 4. Кислая сывороточная жидкая композиция с «высоким» содержанием энергии 245 ккал/100 г, общим содержанием белка 10 г/100 г и отношением изолята сывороточного белка к гидролизату сывороточного белка 60:40.

Анализ макронутриентов кислой сывороточной жидкой композиции с высоким содержанием энергии и общим содержанием белка 10 г/100 г приведен ниже.

Приведенная ниже поточная диаграмма иллюстрирует способ получения вышеупомянутой кислой сывороточной жидкой композиции с «высоким» содержанием энергии 245 ккал/100 г, общим содержанием белка по меньшей мере примерно 10 г/100 г и отношением изолята сывороточного белка к гидролизату сывороточного белка 60:40.

В другом воплощении сывороточная композиция в соответствии с данной заявкой может быть объединена с витамином D, предпочтительно, с 1,25-дигидрокси-витамином D, или предпочтительно, с 25-гидрокси-витамином D. Эта комбинация особенно полезна для улучшения состояния мышц и скелета у пожилых людей, для ослабления ухудшения состояния мышц и скелета у пожилых людей, для улучшения подвижности у пожилых людей, для стимуляции восстановления/возврата функциональности мышц и скелета у пожилых людей после заболевания или повреждения, и для стимуляции улучшения массы костной ткани у пожилых людей.

Термин «примерно», как применяется здесь, подразумевает обозначение обеих числовых величин в диапазоне числовых величин. Кроме того, все числовые диапазоны должны подразумевать включение каждого целого числа в пределах диапазона.

Необходимо понять, что изобретение не ограничивается точной конфигурацией, иллюстрированной и описанной здесь. Соответственно, все подходящие модификации, легко достигаемые рядовым специалистом в данной области техники с помощью установленного описания, или путем рутинных экспериментов, находятся в пределах сущности и объема изобретения, как определено формулой изобретения.

Реферат

Группа изобретений включает различные композиции из сывороточного белка в качестве питательных рецептур, пригодных для применения в качестве готовых к употреблению жидких композиций, длительного хранения и содержащих высокий уровень негидролизованного сывороточного белка, а также способы приготовления данных композиций. Изобретение обеспечивает получение композиций, обладающих профилактическими и диетическими свойствами с увеличенным сроком хранения. 5 н. и 8 з.п. ф-лы, 4 пр., 1 табл.

Формула