ПИЩЕВАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ НАКОПЛЕНИЯ БЕЛКА В МЫШЦАХ Российский патент 2006 года по МПК A23L1/30 A23L1/302 A23L1/305 

Область техники, к которой относится изобретение.

Настоящее изобретение касается композиции пищевой добавки; способа получения композиции; применения композиции в производстве функционального питания или медикамента для питания, способа улучшения синтеза мышечных белков, предупреждения потери и ускорения восстановления мышечной массы у пациентов, выздоравливающих после болезни или хирургической операции, при плохом аппетите, например, у пожилых людей, или больных анорексией, или у лиц с ослабленной способностью к перевариванию других источников белка, что включает введение эффективного количества композиции.

Уровень техники.

Многие люди принимают недостаточное количество питательных веществ для полноценного пищевого рациона. Для того, чтобы помочь таким людям, были разработаны пищевые добавки. Пищевые добавки обычно предназначаются не для обеспечения всего набора питательных веществ, необходимых в полноценном пищевом рационе, вместо этого они в основном предназначаются для восполнения пищевого рациона таким образом, что он становится более полноценным. Однако в некоторых случаях они могут обеспечивать полноценное питание.

Есть много объектов для применения пищевых добавок, например заболевшие и выздоравливающие пациенты, больные анорексией и пожилые люди. У заболевших и выздоравливающих пациентов естественный прием пищи часто бывает ниже нормы и недостаточен для удовлетворения пищевых потребностей. Это может ослабить процессы выздоровления и восстановления сил. Значительное число пожилых людей, с другой стороны, склонны принимать недостаточное количество пищи для удовлетворения всех своих пищевых потребностей. Обычно это вызывается снижением энергетических потребностей вслед за снижением веса и уменьшением физической активности. Больные анорексией по определению страдают потерей аппетита и не принимают достаточного количества пищи. Во всех случаях применение пищевых добавок для восполнения недостающих пищевых веществ может оказаться полезным.

Существуют разнообразные пищевые добавки. Семейство добавок, обычно применяемых в Северной Америке, продается под названием ENSURE фирмой Ross Laboratories. Источником белка служат в основном казеинаты и выделенный соевый белок. Другое коммерчески доступное семейство продается под названием RESOURCE фирмой Novartis Nutritional Ltd. В этом случае источником белка служат казеинаты. Еще одно коммерческое семейство продается под названием NUBASICS фирмой Nestle Clinical Nutririon. В основном источником белка в продуктах этого семейства служат казеинаты. Однако известно, что эти продукты обладают тем недостатком, что они необязательно приводят к достаточному получению потребителем питательных веществ, либо вследствие недостаточного потребления продукта, либо недостаточного количества потребляемой пищи. Это особо касается выздоравливающих больных, пожилых людей и больных анорексией, у которых потеря аппетита ведет к недостаточному потреблению питательных веществ.

Доступны или упоминаются в литературе и пищевые добавки, основанные на других источниках белка, таких как белок молочной сыворотки. Обычно пищевые добавки на основе белка молочной сыворотки продаются в виде фруктовых соков, как описано, к примеру, в European Patent Application 0486425 и US Patent №5641531. Однако эти продукты страдают тем недостатком, что они не обеспечивают источник липидов, несмотря на то, что липиды необходимы для адекватного питания.

Таким образом, существует потребность в композиции, способной обеспечить особые требования к питанию у тех, кому необходим усиленный синтез мышечных белков или восстановление мышечной массы.

Сущность изобретения

Замечательно, что найдена композиция, разрешающая вышеизложенные проблемы и дающая возможность таким людям поддерживать или восстанавливать свои силы.

В первом аспекте изобретение касается способа улучшения синтеза мышечных белков, включающего введение индивиду терапевтически эффективного количества композиции, включающей: (i) источник белка, обеспечивающий, по меньшей мере, около 8% и предпочтительно около 10% от общей калорийности композиции и включающий, по меньшей мере, около 50% белка молочной сыворотки; (ii) источник липидов с соотношением жирных кислот ω-3:ω-6 от около 5:1 до около 10:1, обеспечивающий, по меньшей мере, около 18% от общей калорийности композиции; (iii) источник углеводородов, обеспечивающий остальную часть калорийности композиции; и (iv) сбалансированный набор макроэлементов, включающий, по меньшей мере, витамин Е и витамин С.

В контексте настоящего описания слово "включает" следует понимать как "включает, среди прочего". Его не следует понимать как "состоит только из".

Во втором аспекте изобретения предусматривается способ предотвращения потери мышечной массы индивидом, предрасположенным к этому. Способ включает введение индивиду терапевтически эффективного количества вышеуказанной композиции.

В третьем аспекте изобретения предусматривается способ ускорения восстановления мышечной массы у индивида. Способ включает введение индивиду терапевтически эффективного количества вышеуказанной композиции.

В четвертом аспекте изобретение предусматривает способ получения композиции, который включает смешивание компонентов в требуемых количествах.

Неожиданно было обнаружено, что композиция пищевой добавки в соответствии с изобретением вследствие того, что она содержит белок молочной сыворотки, может приводить, по меньшей мере, к 2-кратному увеличению отложения белка в организме у пожилых людей по сравнению с казеином как источником белка. Следовательно, она может помочь таким пациентам сохранить мышечный белок, ускорить восстановление мышечных белков и таким образом быстрее восстановить силы.

Кроме того, было найдено, что композиция пищевой добавки в соответствии с изобретением вследствие того, что она содержит белок молочной сыворотки, легче переваривается. Следовательно, уменьшается проблема того, что пациент не усваивает достаточного количества пищевой добавки. Аналогично уменьшается проблема того, что пациент не усваивает достаточного количества другой пищи. Далее, композиция обладает хорошо сбалансированным липидным составом, что обеспечивает легко доступный источник энергии.

Предпочтительное воплощение композиции включает белок молочной сыворотки в качестве первичного источника белка (аминокислот). Белок молочной сыворотки может быть сладким, или кислым, или их комбинацией. Предпочтительно он находится в виде частичного гидролизата белка молочной сыворотки, полученного путем ферментативной обработки, предпочтительно трипсином, препаратом Alcalase или Novozyme, белка молочной сыворотки, вследствие чего он становится менее вязким и более легким и обладает тем преимуществом, что он усваивается легче, чем известные композиции витаминизированных напитков и пищевых добавок.

Следует иметь в виду, что настоящее изобретение не ограничивается гидролизатом белка молочной сыворотки. Например, можно использовать негидролизованный белок молочной сыворотки, особенно когда композиция производится в виде порошка.

Частичный гидролиз белка молочной сыворотки одним или несколькими из указанных выше ферментов может проводиться в диапазоне рН от около 6,6 до 8,8 (предпочтительно около 8,5) и при температуре от около 40 до около 70°С (предпочтительно около 65°С) при концентрации фермента от около 0,5 до около 2,5% (предпочтительно около 1,0%) по белку. Предпочтительно ферментативная обработка проводится в течение от около 5 до около 120 минут (предпочтительно 15 минут) для достижения адекватной степени гидролиза.

Предпочтительно гидролизат белка молочной сыворотки составляет как минимум 50% от содержания белка в композиции. Предпочтительно он является единственным источником белка, но его можно комбинировать с интактным белком молочной сыворотки или другим источником белка или пептидов, включая пептиды, находящиеся естественным образом в сыворотке или молоке, такие как гликомакропептид казеина (CGMP). Неожиданно оказалось, что, несмотря на высокое содержание частично гидролизованного белка в композиции, он остается физически стабильным и обладает весьма приемлемым вкусом благодаря способу получения гидролизата и выбору ароматизаторов для получения приемлемого органолептического профиля.

Предпочтительно гидролизованный белок составляет, по крайней мере, около 50% белка молочной сыворотки. Наиболее предпочтительно гидролизованный белок составляет, по крайней мере, около 70% белка молочной сыворотки.

Предпочтительно источник белка обеспечивает от около 8% до около 20%, более предпочтительный вариант для взрослых содержит источник белка, обеспечивающий от около 15% до около 18% (наиболее предпочтительно около 16%) суммарной энергии композиции. Предпочтительный альтернативный вариант, подходящий для детей, содержит источник белка, обеспечивающий от около 8% до около 14% (наиболее предпочтительно около 12%) суммарной энергии композиции.

Замечательно, что вследствие природы белка молочной сыворотки и того, что он усиливает белковый синтез и способен легко усваиваться, композиция оказывает благотворное действие на тех, кто нуждается в пищевых добавках, например страдающих уменьшением мышечной массы и/или слабым аппетитом, например страдающих или выздоравливающих после травмы, болезни или хирургической операции, пожилых или с проблемами усвоения других источников белка, например страдающих хроническим гастритом, у которых понижено расщепление пищи в желудке пепсином. Замечательно, что композиция дает возможность таким лицам сохранить или быстро восстановить силы и тем самым способствует поправке выздоравливающих пациентов.

Предпочтительно источник липидов включает от около 40% до около 65% мононенасыщенных жирных кислот и от около 15% до около 30% полиненасыщенных жирных кислот. Содержание насыщенных жирных кислот предпочтительно составляет менее чем около 30%. В жировую смесь можно включать до 20% среднецепочечных триглицеридов для облегчения расщепления. Источник липидов может содержать, по меньшей мере, около 30 мг витамина Е на 100 г источника липидов.

Предпочтительно источник липидов обеспечивает от около 25% до около 35% общей энергии композиции, более предпочтительно около 30% общей энергии композиции.

Предпочтительно источник углеводов включает сахарозу, кукурузный сироп, мальтодекстрин или их комбинации. Предпочтительно источник углеводов обеспечивает от около 50% до около 60% общей энергии композиции.

Предпочтительное воплощение композиции содержит уникальный набор микроэлементов, обогащенный одним или несколькими веществами, выбранными из группы, в которую входят витамин Е, витамин С, таурин, фолиевая кислота и витамин В-12. Замечательно, что такой набор способствует восполнению питательных веществ, необходимых в большом количестве в период болезни или выздоравливания вследствие окислительного стресса или воспаления, и таких веществ, как витамин В-12, которые плохо всасываются у тех, кто страдает желудочно-кишечными заболеваниями типа хронического гастрита, или у тех, кто подвергался хирургической операции на кишечнике.

Предпочтительно микроэлементы включают, по меньшей мере, фолиевую кислоту и/или витамин В-12.

Предпочтительное воплощение композиции включает пребиотические волокна. Предпочтительно эти волокна выбирают из группы, включающей инулин, гуммиарабик, стойкий крахмал, декстран, ксилоолигосахарид (XOS), фруктоолигосахарид (FOS), галактоолигосахарид или их комбинации.

Предпочтительное воплощение композиции представлено порошковой формой для растворения в воде перед употреблением или готовым к употреблению витаминизированным напитком в жидком виде, либо в виде пудинга с текстурой типа крема или желе, пригодного для потребления теми, кто страдает дисфагией или другими проблемами при глотании, или в форме плитки, что обеспечивает интересный выбор различных возможностей.

Предпочтительное воплощение композиции составляется для потребления человеком и/или введения человеку. Предпочтительно альтернативное воплощение составляется для потребления домашним животным.

Предпочтительное воплощение композиции по настоящему изобретению включает добавление, по меньшей мере, одного пробиотического микроорганизма. Пробиотический микроорганизм обладает свойством восстановления природного баланса кишечной флоры после терапии антибиотиками.

Более предпочтительное воплощение композиции в порошковой форме содержит молочнокислые бактерии и/или продукты их метаболизма. Предпочтительно молочнокислые бактерии выбирают из группы, состоящей из L.johnsonii, Lb.paracasei или их комбинации. Такой продукт обладает свойством ингибировать рост Н.pylori в желудке, который связан с возникновением язвы, особенно у лиц с гастритом. Наиболее предпочтительно пробиотические бактерии включают штамм Lb.paracasei, депонированный под номером NCC 2461.

Преимущество настоящего изобретения заключается в том, что оно предусматривает композицию, которую можно представить в виде функционального пищевого продукта, поэтому она не требует специального введения.

Другое преимущество настоящего изобретения состоит в том, что в виде пудинга с текстурой типа крема или желе этот продукт могут потреблять те, кто страдает дисфагией.

Следующее преимущество настоящего изобретения состоит в том, что предпочтительное воплощение обогащено витамином Е и витамином С и в таком виде может применяться для восполнения этих веществ в крови после снижения в связи с инфекцией, сепсисом или другим окислительным стрессом. Предпочтительно одно из воплощений дополнительно включает таурин и в таком виде может применяться для восполнения таурина в крови после снижения в связи с инфекцией, сепсисом или другим окислительным стрессом.

Следующее преимущество настоящего изобретения состоит в том, что предпочтительный вариант изобретения предусматривает, в частности, обогащение витамином В-12 и фолиевой кислотой, которые плохо всасываются у больных желудочно-кишечными заболеваниями или после операции на пищеварительном тракте.

Другие свойства и преимущества настоящего изобретения описаны в и станут понятными из описания предпочтительных в настоящее время вариантов осуществления изобретения, изложенных ниже.

Краткое описание фигур

Фигура 1 иллюстрирует графически синтез белка после приема пищевых добавок, содержащих белок молочной сыворотки или казеин.

Фигура 2 иллюстрирует графически баланс белка после приема пищевых добавок, содержащих казеин или белок молочной сыворотки.

Подробное раскрытие изобретения

Настоящее изобретение обеспечивает способы и пищевые добавки, которые особенно подходят для дополнительного питания лиц, требующих усиления синтеза мышечных белков, или тех, кому это может принести пользу. К таким лицам относятся и пожилые. Благодаря ее компонентам пищевая добавка быстрее переваривается и поэтому повышается вероятность того, что пациент будет принимать терапевтически эффективное количество добавки или другого продукта для обеспечения адекватного питания.

Источник белка включает, по крайней мере, около 50% белка молочной сыворотки, который предпочтительно, по меньшей мере, частично гидролизован. Используемый для получения гидролизата белок молочной сыворотки может представлять собой коммерчески доступный источник белка молочной сыворотки на основе сладкой сыворотки или кислой сыворотки или их комбинаций. Предпочтительно белок молочной сыворотки представляет собой источник белка молочной сыворотки, содержащий более 80% белка молочной сыворотки. Подходящим концентратом белка молочной сыворотки является LACPRODAN 9087, а подходящие источники выделенного белка молочной сыворотки включают ALACEN 895 (New Zealand Milk Products Inc.), BiPRO (Le Sueur Isolates, Le Sueur, Minnesota), PROVON-190 (Avonmore Ingredients Inc., Monroe, Wisconsin) и LACPRODAN 9212 (Royal Proteins Inc., Rosemont, Illinois).

Источник белка при желании может включать другие подходящие виды белка. Например, источник белка может дополнительно включать небольшие количества белка казеина, соевого белка, рисового белка, белка горошка, белка цератонии, белка овса, молочного белка, гликомакропептида казеина или смесь этих белков. Также при желании источник белка может дополнительно включать небольшие количества свободных аминокислот. Другие пригодные типы белка предпочтительно составляют менее 50% веса источника белка, еще предпочтительней - менее 30%.

Источник белка предпочтительно обеспечивает от около 8% до около 20% энергии пищевой добавки. Например, источник белка может обеспечивать от около 15% до около 18% энергии пищевой добавки в варианте, предназначенном для взрослых, или от около 8% до около 14% энергии добавки в варианте, предназначенном для педиатрического применения.

Пищевая композиция включает источник липидов. Предпочтительно источник липидов обеспечивает от около 18% до около 40% энергии пищевой добавки, более предпочтительно от около 25% до около 35% энергии пищевой добавки. Например, источник липидов может обеспечивать около 30% энергии пищевой добавки.

Источник липидов может включать среднецепочечные триглицериды (МСТ) до уровня 20% от всех липидов. Источник липидов обогащен мононенасыщенными жирными кислотами. В частности, источник липидов содержит, по крайней мере, около 40% мононенасыщенных жирных кислот. Предпочтительно источник липидов содержит от около 45% до около 65% мононенасыщенных жирных кислот, например около 55%.

Источник липидов также может содержать полиненасыщенные жирные кислоты. Предпочтительно источник липидов содержит от около 15% до около 30% полиненасыщенных жирных кислот, например около 20% полиненасыщенных жирных кислот. Липидный профиль добавки предпочтительно планируют таким образом, чтобы соотношение полиненасыщенных жирных кислот ω-6:ω-3 составляло от около 1:1 до около 10:1. Предпочтительно соотношение жирных кислот ω-6:ω-3 составляет от около 5:1 до 9:1, например около 7:1.

Источник липидов содержит насыщенные жирные кислоты в количестве, по крайней мере, около 35%, включая среднецепочечные триглицериды. Более предпочтительно источник липидов содержит менее чем около 30% насыщенных жирных кислот.

К подходящим источникам липидов относятся подсолнечное масло с высоким содержанием олеиновой кислоты, сафлоровое масло с высоким содержанием олеиновой кислоты, подсолнечное масло, сафлора, рапсовое масло, соевое масло, оливковое масло, смесь canola, кукурузное масло, арахисовое масло, масло рисовых отрубей, молочный жир, масло фундука и структурированные липиды. Фракционированное кокосовое масло является хорошим источником среднецепочечных триглицеридов.

Пищевая добавка также включает источник углеводов. Источник углеводов предпочтительно обеспечивает от около 40% до около 65% энергии пищевой добавки, в особенности от около 50% до около 60% энергии пищевой добавки. Например, источник углеводов может обеспечивать около 54% энергии добавки. Можно использовать несколько углеводов, включая мальтодекстрин, кукурузный сироп, кукурузный крахмал, модифицированный крахмал, сахарозу, фруктозу или их смеси. При желании добавка может быть свободна от лактозы.

Пищевая добавка предпочтительно включает полный набор витаминов и минералов. Например, можно включить достаточное количество витаминов и микроэлементов так, чтобы они составляли от около 50% до около 500% рекомендованного ежедневного потребления витаминов и микроэлементов на 1000 калорий пищевой добавки. Пищевая добавка предпочтительно обогащена витамином Е. Например, пищевая добавка может содержать от 80 до 120 международных единиц витамина Е на 1000 ккал. Более предпочтительно пищевая добавка содержит около 30 международных единиц витамина Е на порцию добавки в 250 мл. Кроме того, пищевая добавка обогащена витамином С, обеспечивая от около 150 до около 250 мг на 1000 ккал, или предпочтительно около 60 мг на порцию. Добавка также предпочтительно содержит 200 мкг фолиевой кислоты и 3 мкг витамина В-12 на порцию. Альтернативные воплощения добавки для применения в педиатрии содержат модифицированный набор витаминов и минералов, специально приспособленный к особым потребностям этой возрастной группы.

Пищевая добавка также включает источник растворимых, пребиотических волокон. Пребиотические волокна - это волокна, положительно влияющие на организм хозяина тем, что они избирательно стимулируют рост и/или активность бактерий в толстом кишечнике, которые способны улучшить состояние здоровья хозяина. К подходящим растворимым, пребиотическим волокнам относятся фруктоолигосахариды (FOS) и инулин. Соответствующие экстракты инулина можно получить у фирмы Orafti SA, Tirlemont 3300, Бельгия, под торговой маркой "Raftiline". Аналогично, подходящие фруктоолигосахариды можно получить у фирмы Orafti SA, Tirlemont 3300, Бельгия, под торговой маркой "Raftilose". Предпочтительно FOS и инулин добавляют в соотношении от около 60:40 до около 80:20, наиболее предпочтительно около 70: около 30. Другие возможные волокна включают такие камеди, как гуаровая камедь, ксантановая камедь, ксилоолигосахариды, гуммиарабик, пектин, камедь акации, стойкий крахмал, декстраны или их смеси. Выбранные волокна не должны вызывать чувства насыщения.

Растворимые пребиотические волокна, как сообщалось, способствуют росту бифидобактерий в желудочно-кишечном тракте и при определенных обстоятельствах предупреждают или уменьшают рост таких патогенов, как клостридии. Далее, усиление роста бифидобактерий имеет и другие полезные эффекты. Кроме того, при сбраживании волокон в толстом кишечнике образуются короткоцепочечные жирные кислоты. Эти жирные кислоты служат источником энергии для клеток кишечника.

Растворимые, пребиотические волокна предпочтительно находятся в количестве, достаточном для обеспечения пациенту от около 4 до около 9 г растворимых, сбраживаемых волокон в день. Таким образом, пребиотические волокна могут находиться в количестве от около 6 до около 12 г на 1000 ккал. Альтернативные воплощения включают смеси пребиотических волокон в количестве 9 г или меньше, например 4 г смеси.

При желании, пищевая добавка также может содержать источник нерастворимых пищевых волокон. Подходящими источниками нерастворимых пищевых волокон являются оболочечные волокна стручковых и зерновых растений, например волокна горошка, овса, ячменя и сои.

Пищевая добавка предпочтительно имеет энергосодержание от около 800 ккал/л до около 2000 ккал/л, например около 1000 ккал/л или около 1500 ккал/л.

Пищевая добавка может иметь вид растворимого порошка, жидкого концентрата, пудинга, плитки или готового состава, пригодного для приема внутрь или парентерального введения. Особенно предпочтительны составы в виде напитка. Также могут присутствовать различные ароматизаторы, подслащивающие вещества и другие добавки. Можно применять искусственные подслащивающие вещества на основе ацетосульфама и L-аспартила, например ацесульфам-К, аспартам или их смеси.

Пищевую добавку можно получить, к примеру, смешиванием источника белка, суспендированного в воде, предпочтительно в воде, обработанной методом обратного осмоса, с источником липидов. Можно использовать коммерчески доступные эмульгаторы для получения жидкой смеси, которые можно включить в смесь. В это время можно добавить витамины и микроэлементы, однако их обычно добавляют позже, чтобы избежать термической деградации. Все добавляемые липофильные витамины, эмульгаторы и т.п. можно растворять в источнике липидов перед смешиванием. После этого жидкую смесь гомогенизируют, например, в две стадии, на первой стадии при давлении от около 7 до около 40 МПа, а на второй - от около 2 до около 14 МПа. Гидролиз белка проводится, как описано ранее. С другой стороны, белок молочной сыворотки можно растворить в воде и гидролизировать до образования эмульсии. Такая процедура предпочтительна, когда требуется смесь из гидролизованного белка молочной сыворотки с другими интактными белками. Если принята такая практика, то интактный белок и липид добавляют к гидролизованному белку молочной сыворотки после процедуры гидролиза, а затем гомогенизируют эту смесь. Гидролиз останавливают путем денатурации фермента, предпочтительно тепловой обработкой или изменением рН или сочетанием обоих способов. Инактивацию фермента проводят в условиях, которые сводят к минимуму отрицательные эффекты нагревания на стабильность белка, вкус и качество продукта. Например, инактивацию фермента можно осуществить нагреванием до температуры в пределах от около 90°С в течение 5 минут до около 110°С в течение около 15 секунд. Это может проводиться путем обработки паром или с помощью теплообменника, например тарельчатого теплообменника.

Затем жидкую смесь можно охладить постепенно до около 20-30°С, к примеру, путем быстрого охлаждения и теплообменника, предпочтительно тарельчатого теплообменника. В это время или позже можно добавить источник углеводов в сухом виде или в виде жидкой кашицы. Затем эту смесь можно еще больше охладить и добавить такие термочувствительные компоненты, как витамины и микроэлементы. Затем добавляют воду, предпочтительно воду, обработанную методом обратного осмоса, для получения жидкой смеси. На этой стадии удобно стандартизировать рН и состав гомогенизируемой смеси.

После этого жидкую смесь подвергают термической обработке, например, асептическим путем, чтобы уменьшить содержание бактерий и стерилизировать продукт. Так, жидкую смесь можно быстро нагреть до температуры в пределах от около 110°С в течение 5 минут до около 150°С в течение около 5 секунд. Это может проводиться путем обработки паром или с помощью теплообменника, например тарельчатого теплообменника. Затем жидкую смесь гомогенизируют, например, в две стадии, на первой стадии при давлении от около 7 до около 40 МПа, а на второй - от около 2 до около 14 МПа.

Если нужно получить жидкую пищевую добавку, то гомогенизированную смесь заполняют в соответствующие емкости типа банок. Заполнение может проводиться асептическим путем, либо емкости стерилизуют. Соответствующие установки для заполнения доступны коммерческим путем.

Неожиданно мы обнаружили, что белки молочной сыворотки способны стимулировать синтез белка после приема пищи у пожилых людей, тогда как другие белки типа казеина к этому неспособны. Так, пищевая добавка по настоящему изобретению, содержащая белок молочной сыворотки, повышала синтез белка в два раза в целом организме у пожилых людей по сравнению с казеином как источником белка. Следовательно, она может способствовать сохранению и более быстрому восстановлению мышечных белков, а тем самым восстановлению сил у пожилых людей или пациентов, заболевших или выздоравливающих после болезни, операции или травмы.

Считается, что белок молочной сыворотки быстро переходит из желудка в кишечник и легко гидролизуется и всасывается. Это может привести к сокращению того периода после приема пищи, когда пациент чувствует насыщение, и вызывать быстрое возвращение аппетита. Напротив, белки типа казеина, которые медленно переходят из желудка, вызывают стойкое удлинение того периода после приема пищи, когда пациент чувствует насыщение. Следовательно, пищевая добавка может применяться для обеспечения дополнительного питания пожилым, больным и выздоравливающим пациентам, склонным к анорексии и/или нехватке белка и энергии.

Известно также, что данный аминокислотный состав хорошо подходит для усиления эндогенной продукции глутамина. Следовательно, пищевая добавка может применяться как непрямой источник глутамина для животных или человека. В частности, пищевая добавка может применяться для питания больных с истощением запасов глутамина, например критически больных или пациентов, страдающих от сепсиса, травмы, ожогов, воспаления, или пациентов после хирургической операции. Кроме того, пищевая добавка может применяться для усиления синтеза глутамина у пациентов, страдающих повреждением или заболеванием кишечника, или для поддержания физиологических функций кишечника. Более того, пищевая добавка может применяться для поддержания или повышения уровня глутамина в плазме крови у человека и животных и для улучшения иммунной функции.

Кроме того, известно, что белок молочной сыворотки содержит много треонина, важного строительного компонента муцинов. Следовательно, пищевая добавка обладает преимуществом в том, что она может применяться для дополнительного питания пациентов, страдающих от или при повышенном риске нарушения или уменьшения продукции муцина, например пациентов во время воспалительной реакции, страдающих от недоедания, страдающих кистозным фиброзом, раковыми заболеваниями, хроническим воспалением кишечника, язвенным колитом и болезнью Крона, во время лечения с применением нестероидных противовоспалительных препаратов и т.п., а также при общем парентеральном питании.

Также известно, что белок молочной сыворотки содержит много цистеина, важного антиоксиданта и прямого предшественника глутатиона. Следовательно, пищевая добавка имеет преимущество в том, что она может применяться для дополнительного питания пациентов, страдающих от истощения глутатиона и низкого антиоксидантного статуса. Например, пищевая добавка может применяться в качестве дополнительного питания для пожилых или пациентов, находящихся в состоянии или выздоравливающих после острого или хронического воспаления.

Количество пищевой добавки, которое нужно давать пациенту, зависит от таких факторов, как состояние пациента, вес, возраст пациента, и наличия других источников питания. Однако нужное количество легко определяется медицинскими работниками. Пищевую добавку можно принимать несколькими дозами, к примеру, 2-5 раз в день, или принимать всю требуемую дозу за один прием.

В качестве примера, но не для ограничения, далее следует описание примеров изобретения для его дальнейшей иллюстрации.

Пример 1

Получают пищевую добавку в виде готового напитка. Пищевая добавка включает следующие компоненты:

Таблица 1КомпонентСырой вес (% от общего веса композиции)Энергия (%)Белок:4,816белок молочной сыворотки  Углевод:1354мальтодекстрин  сахароза  Липиды:2,8 г30сафлоровое масло с высоким содержанием олеиновой к-ты
кукурузное масло
смесь canola  Витамины и микроэлементыне менее 5% 

Липидная смесь содержит около 25% насыщенных жирных кислот, около 55% мононенасыщенных жирных кислот и около 20% полиненасыщенных жирных кислот. Отношение ω-6:ω-3 составляет около 7:1. Формула содержит 30 Ед витамина Е и 60 мг витамина С на 1 порцию.

Энергосодержание добавки составляет 1000 ккал/л.

Пример 2

Получают пищевую добавку в виде готового напитка. Пищевая добавка содержит 16% калорий в виде белка, из которого 70% составляет гидролизованный белок молочной сыворотки, а остальное - интактный белок. Остальные компоненты описаны в Примере 1.

Энергосодержание добавки составляет 1000 ккал/л.

Пример 3

Получают пищевую добавку в виде готового напитка. Пищевая добавка содержит 16% калорий в виде белка, из которого от 50 до 100% составляет белок молочной сыворотки или гидролизованный белок молочной сыворотки.

Энергосодержание добавки составляет 1500 ккал/л.

Пример 4

Получают пищевую добавку в виде порошка. Пищевая добавка содержит 16% калорий в виде белка, из которого от 50 до 100% составляет белок молочной сыворотки или гидролизованный белок молочной сыворотки. Добавка может содержать пробиотические бактерии, предпочтительно L.johnsonii.

Пример 5. Педиатрический напиток

Получают пищевую добавку в виде готового напитка, приспособленного к потребностям растущих детей. Например, пищевая добавка содержит меньше калорий в виде белка, предпочтительно 10-12% калорий в виде белка, и содержит больше калорий в виде углеводов. Остальные компоненты описаны в Примере 1.

Энергосодержание добавки составляет 1000 ккал/л.

Пример 6. Педиатрический порошок

Получают пищевую добавку в виде порошка. Пищевая добавка содержит 10-12% калорий в виде белка, из которого от 50 до 100% составляет белок молочной сыворотки или гидролизованный белок молочной сыворотки. Добавка может содержать пробиотики, предпочтительно В.bifidus и S.thermophilus.

Пример 7. Плитки и пудинги

Получают альтернативные формы добавки в виде пудингов, желе и плиток. Пудинги и желе подходят для лиц с дисфагией. Все альтернативные формы получают таким образом, что они содержат 10-16% калорий в виде белка, из которого от 50 до 100% составляет белок молочной сыворотки или гидролизованный белок молочной сыворотки.

Эксперимент №1

Целью данного исследования было сравнение влияния добавок, содержащих белок молочной сыворотки или казеин, на метаболизм и баланс белка в целом организме после приема пищи у здоровых пожилых людей. С этой целью сравнивали кинетику лейцина после приема добавки на основе казеина (CAS) или белка молочной сыворотки (WP).

Материалы

L-[1-¹³C]-лейцин (молярный избыток 99%), L-[5,5,5-²H₃]-лейцин (молярный избыток 97%) и [¹³С]-бикарбонат натрия (молярный избыток 99%) получали у фирмы Eurisotop (Gif-sur-Yvette, Франция). Изотопную и химическую чистоту лейцина проверяли методом газовой хроматографии/масс-спектроскопии (GCMS) и тестировали на стерильность и пирогенность перед употреблением. Вводимые внутривенно изотопные индикаторы (L-[1-¹³C]-лейцин и [¹³С]-бикарбонат) готовили на стерильной, свободной от пирогенов воде. В каждом эксперименте их фильтровали через мембранные фильтры с размером пор 0,22 μм. L-[5,5,5-²H₃]-лейцин использовали для получения двух меченных изотопом белковых фракций из коровьего молока: казеина и белка молочной сыворотки. Меченые белки получали путем инфузии молочным коровам дейтерированного индикатора, сбора молока и очистки 2 белковых фракций методами микрофильтрации и ультрафильтрации. Обогащение лейцина (молярный избыток) составило 8,28 и 8,16% соответственно. Фракции меченных белков смешивали с соответствующими немечеными фракциями до общей концентрации L-[5,5,5-²H₃]-лейцина около 10 мкмоль/кг. Чистота и бактериологическое качество белков соответствовали критериям для потребления человеком.

Испытуемые

В этом испытании добровольно участвовали 9 пожилых здоровых мужчин. Их возраст составлял 71,8±1 (среднее ±SE) лет при нормальном весе (индекс массы тела: 25,3±1,0 кг/м²). У испытуемых были нормальные биохимические анализы крови и мочи, они прошли медосмотр, который не выявил никаких почечных, сердечно-сосудистых, желудочно-кишечных и эндокринных заболеваний в прошлом. Во время испытания их просили поддерживать обычную физическую активность.

План экспериментов

Испытание состояло из двух протоколов, отличающихся лишь белковым составом жидких пищевых добавок: i) добавка, содержащая 30 г казеина (CAS), и ii) добавка, содержащая 30 г белка молочной сыворотки. Полный состав жидких добавок указан ниже в табл.1.

Все добровольцы участвовали в двух протоколах в случайном порядке. Между каждым протоколом соблюдался период промывания не менее 3 недель. За 4 дня до протокола добровольцев инструктировали соблюдать сбалансированный рацион, дающий энергию ≈30 ккал/кг/день, из которых 16% было в виде белка. Накануне протокола вечером они получали стандартную еду (849 ккал и 16% белка). После этого никакой пищи не давали. Утром, примерно в 7:30, ретроградно вставляли катетер в дорзальную вену руки и из него отбирали пробы артериальной крови после помещения руки в вентилируемую камеру, нагретую до 60°С. Второй катетер вставляли в вену контралатеральной руки для введения индикатора. После введения дозы [¹³С]-бикарбоната (6 мг) вводили начальную дозу (4,2 мкмоль/кг) L-[1-¹³С]-лейцина и начинали его непрерывную инфузию (0,06 мкмоль/кг/мин), которую продолжали в течение 590 минут. После 170 минут инфузии (0 мин) давали одну из добавок в течение 5 минут.

Отбирали пробы крови и выдыхаемого воздуха перед инфузией (-180, -170 мин), перед приемом добавки, когда изотопный индикатор выходил на плато (-40, -20, 0 мин), и после приема добавки с интервалом в 20 минут (20, 40, 60, 80, 100, 120 мин), с интервалом в 30 минут (150, 180, 210, 240, 270, 300 мин) и с интервалом в 40 минут (340, 380, 420 мин). После центрифугирования крови образцы плазмы смешивали с внутренним стандартом (норлейцин) и хранили при -20°С до последующего анализа. Пробы выдыхаемого воздуха собирали в вакуумные сосуды Vacutainer на 10 мл (Becton Dickinson, Grenoble, Франция) для анализа на содержание [¹³C]-CO₂. Общую продукцию двуокиси углерода измеряли методом непрямой калориметрии с разомкнутым контуром на регулярно повторяемых циклах в 20 минут.

Аналитические методы

Обогащение плазмы [¹³С]-лейцином и кетоизокапроатом (KIC) и [²Н₃]-лейцином измеряли методом GCMS (Hewlett-Packard 5971A) при помощи производных трет-бутилдиметилсилила. Делали поправки на изотопное обогащение [¹³С] и [²Н₃]. Концентрации лейцина измеряли методом GCMS, используя норлейцин в качестве внутреннего стандарта. Обогащение [¹³C]-CO₂ измеряли на газовом хроматографе, снабженном масс-спектрометром для определения соотношения изотопов (система μGas, Fisons Instrument, VG Isotech, Middlewich, Англия).

Добавки анализировали на содержание лейцина и изотопное обогащение методом GCMS, используя норлейцин в качестве внутреннего стандарта. Содержание азота определяли методом Кьельдаля.

Вычисления

Параметры метаболизма белка в нестационарных условиях (то есть после приема добавки) оценивали с помощью модели пула предшественников.

Общую скорость появления лейцина в периферической циркуляции (Total Leu Ra) рассчитывали из скорости внутривенной инфузии индикатора ([¹³С]-лейцина) с поправкой на скорость его появления в плазме, из концентрации лейцина в крови и изотопного обогащения внутривенного индикатора лейцина в плазме. Три разных потока лейцина составляют Total Leu Ra: i) скорость поступления экзогенного (с пищей) лейцина (Exo Leu Ra), ii) внутривенная инфузия меченного лейцина, и iii) скорость поступления эндогенного лейцина при расщеплении белков (Endo Leu Ra). После стадии всасывания Exo Leu Ra равняется нулю, так что Endo Leu Ra равняется Total Leu Ra с поправкой на скорость инфузии индикатора. После приема добавки Exo Leu Ra рассчитывали из одновременных изменений степени обогащения поступившего с добавкой индикатора и Total Leu Ra согласно преобразованию Proietto уравнений Стила (Steele). В этой ситуации Endo Leu Ra получали вычитанием Exo Leu Ra и скорости инфузии индикатора из Total Leu Ra. Спланхническую экстракцию, представляющую собой ту долю лейцина, которая остается в кишечнике или печени при первичном поступлении, рассчитывали как разность между общим поступлением лейцина и интегрированной площадью под кривой (AUC) Exo Leu Ra, деленную на общее поступление лейцина.

Общую скорость исчезновения лейцина из плазмы (Total Leu Rd) рассчитывали как Total Leu Ra минус скорость изменения общего пула лейцина. Total Leu Rd соответствует сумме потоков окисленного лейцина (Leu Ox) и лейцина, идущего на синтез белков (неокислительное расходование лейцина, или NOLD). Leu Ox получали, разделяя скорость образования [¹³C]-CO₂ на изотопное обогащение [¹³C]-кетоизокапроата в плазме. Следовательно, NOLD равняется Total Leu Rd минус Leu Ox.

Баланс лейцина после приема с пищей рассчитывали за период 420 мин, вычитая AUC Leu Ox из общего поступления лейцина (введенный с пищей лейцин + введенный при инфузии лейцин).

При всех вычислениях использовали те же константы для объема распределения лейцина (0,5 л/кг), поправочного коэффициента на размер пула при моментальном смешиваниии (0,25) и коэффициента извлечения СО₂ (0,8), что использовались ранее.

Статистический анализ

Результаты выражали в виде среднего значения ±SD. Статистический анализ проводили с целью: i) охарактеризовать изменения кинетики лейцина после приема добавки (изменений после стадии всасывания) и ii) сравнить 2 протокола. Для этого индивидуальные кривые стандартизировали, вычитая среднее значение базисной линии (точки от -40 до 0 мин) из каждого индивидуального значения.

Изменения, вызванные приемом добавки. Для оценки изменений кинетики лейцина, вызванных приемом добавки, рассчитывали доверительный интервал по каждому приему добавки, используя стандартизированные значения базисной линии следующим образом: 0±Тα×SD. В этом уравнении SD - стандартное отклонение n индивидуальных значений базисной линии по данному протоколу, а Тα - критическое значение распределения Стьюдента для (n-1) степеней свободы. Изменения считали статистически достоверными (α=0,05), если все индивидуальные значения находились вне этого интервала.

Сравнение 2 протоколов. Каждую индивидуальную кривую характеризовали по ее максимуму. Потоки лейцина и баланс лейцина после приема с пищей сравнивали методом ANOVA для повторных измерений (Statview 4.02, Abacus Concept, Berkeley, CA) по необработанным и стандартизированным значениям.

Результаты

Синтез белка

После приема добавки, содержащей казеин (CAS), наблюдалось лишь незначительное повышение неокислительного расходования лейцина (NOLD), служащего показателем синтеза белка в целом организме. Напротив, прием добавки, содержащей белок молочной сыворотки (WP), вызывал заметное повышение NOLD за период от 40 до 160 мин (см. фиг.1), которое было значительно выше, чем при приеме CAS (p<0,01).

Баланс

После приема добавки, содержащей белок молочной сыворотки (WP), баланс лейцина после приема (показатель белкового баланса) на протяжении 7 ч составил 135±18 мкмоль/кг (см. фиг.2), что почти в 2 раза выше, чем после приема добавки, содержащей казеин (54±14 мкмоль/кг). Это отличие имеет высокую статистическую значимость (р<0,001) (см. фиг.2).

Таблица 2
Формулы добавок на основе казеина и белка молочной сыворотки (г/100 г жидкого продукта)ИнгредиентыCASWPУглеводы12,5012,50Казеин7,50 Выделенный белок молочной сыворотки 7,50Жиры2,002,00Смесь витаминов и микроэлементов0,320,32Ароматизатор0,100,10Вода77,3677,36

Следует иметь в виду, что возможны различные изменения и модификации данных предпочтительных воплощений, описанных в настоящем изобретении. Такие изменения и модификации могут осуществляться, не отходя от духа и не выходя за рамки настоящего изобретения, и не уменьшая сопутствующие ему преимущества. Поэтому подразумевается, что такие изменения и модификации охватываются прилагаемой формулой изобретения.

Изобретение касается композиции пищевой добавки, применяемой в производстве функционального питания. Предложено применение композиции, содержащей источники белка, липидов, углеводов и набор макроэлементов для получения съедобного носителя для синтеза мышечных белков, предупреждения потери или ускорения восстановления мышечной массы. При этом источник белка содержит, по крайней мере, 50 мас.% белка молочной сыворотки и обеспечивает, по крайней мере, 8% от общей калорийности композиции. Источник липидов включает от 40 до 65 мас.% мононенасыщенных жирных кислот, 15-30 мас.% полиненасыщенных жирных кислот и менее чем 30 мас.% насыщенных жирных кислот. Соотношение жирных кислот ω3:ω6 составляет 5:1-10:1. Источник липидов обеспечивает, по крайней мере, 18% от общей калорийности композиции. Изобретение позволяет улучшить синтез белка в мышцах и ускорить восстановление мышечной массы. 11 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл.

1. Применение композиции, включающей

источник белка, обеспечивающий, по крайней мере, 8% от общей калорийности композиции и содержащий, по крайней мере, 50 мас.% белка молочной сыворотки в качестве источника белка,

источник липидов, который обеспечивает, по крайней мере, 18% от общей калорийности композиции, и который включает от 40 до 65 мас.% мононенасыщенных жирных кислот, от 15 до 30 мас.% полиненасыщенных жирных кислот и содержание насыщенных жирных кислот составляет менее чем 30 мас.%, а соотношение жирных кислот ω-3:ω-6 от 5:1 до 10:1, и

источник углеводов и набор микропитательных веществ, включающий, по меньшей мере, витамины Е и С,

для получения съедобного носителя для улучшения синтеза мышечных белков, предупреждения потери или ускорения восстановления мышечной массы.