НЕПЕРЕВАРИВАЕМЫЕ ОЛИГОСАХАРИДЫ ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ТОЛСТОКИШЕЧНОЙ ФЕРМЕНТАЦИИ БЕЛКА Российский патент 2024 года по МПК A23L33/21 

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение находится в области питания младенцев и маленьких детей и касается питания для снижения толстокишечной ферментации белка.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Обычно принимают, что микробная экосистема, населяющая кишечник, глубоко влияет на физиологию и здоровье человека. В этом отношении избыточная протеолитическая ферментация часто упоминается, как имеющая корреляцию с несколькими нежелательными состояниями. Протеолитическая ферментация влияет на микробиом кишечника и создает широкий диапазон биоактивных молекул. Протеолитическая ферментация ассоциирована с воспалительным ответом, нежелательной проницаемостью тканей, и с тяжестью колита в кишечнике. Более того, протеолитическая ферментация также вовлечена в развитие метаболических заболеваний, включая ожирение, диабет и неалкогольную жировую болезнь печени (Diether et al., Microorganisms 2019, 7). Также специфические метаболиты протеолитической ферментации, такие как аммиак, п-крезол, фенол и гидросульфид, коррелировали с колоректальным раком (Windey et al., Mol. Nutr. Food Res. 2012, 56, 184-196).

В процессе пищеварения избыточный белок и фрагменты белка, которые не перевариваются в тонкой кишке, попадают в толстую кишку и ферментируются присутствующим микробиомом. Ферментация преимущественно имеет место в дистальном отделе толстой кишки, так как большинство сахаридов истощаются в этой части пищеварительного тракта. В общем микробиом адаптируется к питательным веществам, которые предлагаются. Следовательно, в случае увеличения ферментации белка протеолитические виды, среди которых Klebsiella и Enterobacter, будут более доминирующими. Для исследования протеолитической ферментации примененяют некоторые метаболиты, которые являются уникальными для протеолитической ферментации, такие как разветвленные короткоцепочечные жирные кислоты (BSCFA). BCSFA могут приводить к продукции кишечного газа, обеспечивая нежелательную экологию кишечника. В пищеварительном тракте протеолитическая ферментация является единственным источником BSCFA.

Так как протеолитическая ферментация в желудочно-кишечном тракте в общем является нежелательной, способы снижения протеолитической ферментации были предложены. В WO 2018/215189 A1 обсуждается комбинация двух олигосахаридов человеческого молока (HMO) для снижения вредоносных протеолитических метаболитов. WO 2018/215960 A1 касается той же цели и описывает нейтральный HMO. В WO 2011/060123 A1 описана комбинация длинноцепочечных и короткоцепочечных фрукто-олигосахаридов и гуммиарабика для снижения протеолитической ферментации.

Следовательно, главный фокус, связанный с неперевариваемыми олигосахаридами, направлен на положительную стимуляцию микробиома. Например, для смеси галакто-олигосахаридов и фрукто-олигосахаридов бифидогенный эффект и эффект на патогены в желудочно-кишечном тракте известен (Fanaro et al. Acta P?diatrica, 2005; 94 (Suppl. 449)). Однако, эффект протеолитической ферментации не исследовали.

Желудочно-кишечный тракт и микробиом младенца развиваются. Часто сообщают о точной регуляции потребления белка, так как белок менее эффективно переваривается у младенца и избыток белка будет приводить к нежелательной ферментации белка. Также присутствие микробных протеаз, как следствие ферментации белка в толстой кишке, может повлиять на младенца, так как это может приводить к боли в кишечнике и нарушению барьерной функции (Abrahamse et al., J. of Nutr. 2015, 145(7)).

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Существует необходимость в композициях для уменьшения или предотвращения протеолитической ферментации белка в желудочно-кишечном тракте. Существует специфическая необходимость для младенцев, так как их желудочно-кишечный тракт все еще развивается.

Авторы изобретения в настоящее время неожиданно обнаружили, что питательная композиция, включающая галакто-олигосахариды (GOS) и фрукто-олигосахариды (FOS) и фукозилированные неперевариваемые олигосахариды человеческого молока, в частности фукозиллактозу, точнее 2’-фукозиллактозу (2’-FL), уменьшают или предотвращают протеолитическую ферментацию в желудочно-кишечном тракте пациента. Вредные эффекты, связанные с протеолитической ферментацией, с его помощью снижаются или предотвращаются. Такой эффект не был неизвестным или предполагаемым. В желудочно-кишечной модели in vitro (SHIME) было обнаружено, что посредством введения композиции, включающей GOS и FOS и 2’-FL, количество протеобактерий, предпочтительно протеолитических бактерий, значительно снижалось. Более того, также уровень изобутирата, эксклюзивного метаболита протеолитической ферментации, снижается значительно.

Авторы изобретения неожиданно обнаружили, что фукозилированный неперевариваемый олигосахарид человеческого молока, в частности, фукозиллактоза, более точно 2’-FL, практически не оказывает эффекта на протеолитическую ферментацию. Желудочно-кишечная модель in vitro демонстрирует, что на количество протеобактерий, предпочтительно протеолитических бактерий, и уровень изобутирата существенно влияет фукозилированный неперевариваемый олигосахарид человеческого молока. Однако неожиданно, когда такой фукозилированный неперевариваемый олигосахарид человеческого молока комбинировали со смесью GOS/FOS, эффект на протеолитическую ферментацию и на уровень протеобактерий, предпочтительно протеолитических бактерий, больше чем эффект смеси GOS/FOS отдельно, особенно в отношении образования изобутирата и уменьшения Enterobacter.

Фукозилированный неперевариваемый олигосахарид человеческого молока, в частности, фукозиллактоза, точнее 2’-FL, образует существенную часть человеческого молока. Фукозилированный неперевариваемый олигосахарид человеческого молока и в особенности 2’-FL, ассоциирован с антиадгезивными антимикробными эффектами, модуляцией ответа кишечных эпителиальных клеток, эффектами на развитие иммунитета и на развитие головного мозга.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Следовательно, настоящее изобретение касается комбинации галакто-олигосахаридов, фрукто-олигосахаридов и фукозилированных неперевариваемых олигосахаридов человеческого молока для применения в уменьшении или предотвращении протеолитической ферментации в желудочно-кишечном тракте пациента.

Также изобретение касается комбинации галакто-олигосахаридов, фрукто-олигосахаридов и фукозилированных неперевариваемых олигосахаридов человеческого молока для применения в уменьшении протеобактерий, предпочтительно протеолитических бактерий, в желудочно-кишечном тракте пациента, предпочтительно для применения в снижении бактерий рода Klebsiella и/или Enterobacter.

Также изобретение касается комбинации галакто-олигосахаридов, фрукто-олигосахаридов и фукозилированных неперевариваемых олигосахаридов человеческого молока для применения в уменьшении разветвленных короткоцепочечных жирных кислот (BSCFA) в желудочно-кишечном тракте пациента.

Для некоторых ситуаций изобретение также может быть сформулировано как применение галакто-олигосахаридов, фрукто-олигосахаридов и фукозилированных неперевариваемых олигосахаридов человеческого молока для получения композиции, предпочтительно питательной композиции, для применения в уменьшении или профилактике протеолитической ферментации в желудочно-кишечном тракте пациента.

Для некоторых обстоятельств изобретение также может быть сформулировано, как применение галакто-олигосахаридов, фрукто-олигосахаридов и фукозилированных неперевариваемых олигосахаридов человеческого молока для получения композиции, предпочтительно питательной композиции для применения в снижении протеобактерий, предпочтительно протеолитических бактерий, в желудочно-кишечном тракте пациента, предпочтительно для применения в уменьшении бактерий рода Klebsiella и/или Enterobacter.

Для некоторых обстоятельств изобретение также может быть сформулировано, как применение галакто-олигосахаридов, фрукто-олигосахаридов и фукозилированных неперевариваемых олигосахаридов человеческого молока для получения композиции, предпочтительно питательной композиции, для применения в уменьшении разветвленных короткоцепочечных жирных кислот (BSCFA) в желудочно-кишечном тракте пациента.

Для некоторых ситуаций изобретение также может быть сформулировано, как метод уменьшения или профилактики протеолитической ферментации в желудочно-кишечном тракте пациента посредством введения пациенту комбинации галакто-олигосахаридов, фрукто-олигосахаридов и фукозилированных неперевариваемых олигосахаридов человеческого молока.

Для некоторых ситуаций изобретение также может быть сформулировано, как способ уменьшения протеобактерий, предпочтительно протеолитических бактерий, в желудочно-кишечном тракте пациента, предпочтительно уменьшения протеобактерий, предпочтительно протеолитических бактерий, рода Klebsiella и/или Enterobacter, посредством введения пациенту комбинации галакто-олигосахаридов, фрукто-олигосахаридов и фукозилированных неперевариваемых олигосахаридов человеческого молока.

Для некоторых ситуаций изобретение также может быть сформулировано, как способ уменьшения разветвленных короткоцепочечных жирных кислот (BSCFA) в желудочно-кишечном тракте пациента посредством введения пациенту комбинации галакто-олигосахаридов, фрукто-олигосахаридов и фукозилированных неперевариваемых олигосахаридов человеческого молока.

В одном варианте осуществления изобретения уменьшение или профилактика протеолитической ферментации в желудочно-кишечном тракте пациента расценивается, как нетерапевтическое. Следовательно, в одном варианте осуществления настоящее изобретение касается нетерапевтического способа уменьшения или профилактики протеолитической ферментации в желудочно-кишечном тракте пациента посредством введения пациенту комбинации галакто-олигосахаридов, фрукто-олигосахаридов и фукозилированных неперевариваемых олигосахаридов человеческого молока.

В одном варианте осуществления изобретения уменьшение протеобактерий, предпочтительно протеолитических бактерий в желудочно-кишечном тракте пациента, предпочтительно уменьшение протеобактерий, предпочтительно протеолитических бактерий рода Klebsiella и/или Enterobacter, расценивается как нетерапевтический. Следовательно, в одном варианте осуществления настоящее изобретение касается нетерапевтического способа уменьшения протеобактерий, предпочтительно протеолитических бактерий, в желудочно-кишечном тракте пациента, предпочтительно уменьшении протеобактерий, предпочтительно протеолитических бактерий, рода Klebsiella и/или Enterobacter, посредством введения пациенту комбинации галакто-олигосахаридов, фрукто-олигосахаридов и фукозилированных неперевариваемых олигосахаридов человеческого молока.

В одном варианте осуществления изобретения уменьшение разветвленных короткоцепочечных жирных кислот (BSCFA) в желудочно-кишечном тракте пациента расценивается нетерапевтическим. Следовательно, в одном варианте осуществления настоящее изобретение касается нетерапевтического способа уменьшения разветвленных короткоцепочечных жирных кислот (BSCFA) в желудочно-кишечном тракте пациента посредством введения пациенту комбинации галакто-олигосахаридов, фрукто-олигосахаридов и фукозилированных неперевариваемых олигосахаридов человеческого молока.

Протеолитическая ферментация

Протеолитическая ферментация представляет собой процесс, в котором белки и/или пептиды являются анаэробно разрушаемыми микроорганизмами. Протеолитическая ферментация альтернативно называется белковой ферментацией или белковым разложением или разложением или разлагающей ферментацией. У млекопитающих протеолитическая ферментация происходит в желудочно-кишечном тракте, точнее в тонкой кишке и/или в толстой кишке (или ободочной), наиболее специфически в толстой кишке.

Во время протеолитической ферментации белки и пептиды разрушаются присутствующей микробиотой. Разрушение может происходить посредством нескольких метаболических путей, включая частичное внеклеточное разрушение микробными внеклеточными протеазами и/или пептидазами и/или эндогенными (млекопитающих) протеазами и пептидазами. Полученные аминокислоты могут быть потреблены микроорганизмами и служить в качестве источника энергии и/или строительных блоков. Впоследствии под воздействием белков и/или пептидов состав микробиома нежелательно сдвигается в сторону протеобактерий, предпочтительно протеолитических бактерий. Следовательно, повышенный уровень протеобактерий, предпочтительно протеолитических бактерий, в желудочно-кишечном тракте расценивается как индикатор повышенной протеолитической ферментации, или, иными словами, сниженный уровень протебактерий, предпочтительно протеолитических бактерий, в желудочно-кишечном тракте расценивается индикатором сниженной протеолитической ферментации.

Пептидазы и/или протеазы (и эндогенные и микробные), вовлеченные в протеолитическую ферментацию, могут приводить к дискомфорту или даже расстройствам желудочно-кишечного тракта. Известно, что пептидазы и/или протеазы в желудочно-кишечном тракте могут приводить к воспалительным и/или иммунным ответам. Это особенно опасно для младенцев, поскольку их желудочно-кишечный тракт развивается.

В случае, когда протеолитическая ферментация имеет место в толстой кишке, белки и/или пептиды, которые полностью не перевариваются и/или ферментируются в тонкой кишке, покидают подвздошную кишку и поступают в толстую кишку. Поскольку собственные механизмы переваривания белка организма отсутствуют в толстой кишке, любое последующее разрушение белков и/или пептидов происходит посредством протеолитической ферментации. Продукты протеолитического разрушения могут потребляться посредством обычного поглощения толстой кишкой или покидают организм с экскрементами.

Обычно сахаролитическая ферментация больше преобладает в проксимальных отделах толстой кишки по сравнению с дистальными отделами толстой кишки, поскольку углеводы уменьшаются при прохождении через толстую кишку.

Протеолитические виды

Микробиота в кишечном тракте пациента адаптируется к поставляемым питательным веществам. Существует большой диапазон микроорганизмов, населяющих кишечный тракт, которые способны к протеолитической ферментации, которые являются протеолитическими микроорганизмами. В случае, когда микроорганизмами являются бактерии, протеобактерии, в частности протеолитические бактерии, представляют собой бактерии, способные к протеолитической ферментации. В контексте настоящего изобретения протеобактерии, предпочтительно протеолитические бактерии, могут быть протеобактериальными, предпочтительно протеолитическими бактериальными подвидами или родами. Протеобактерии, предпочтительно протеолитические бактерии, также могут быть любой комбинацией протеобактериальных, предпочтительно протеолитических бактерий, подвидов или видов.

Уменьшение или предотвращение протеолитической ферментации в желудочно-кишечном тракте пациента является полезным для такого пациента. В контексте настоящего изобретения уменьшение или предотвращение протеолитической ферментации сравнимо с контролем, которым является протеолитическая ферментация у пациента, которому не вводят комбинацию галакто-олигосахаридов, фрукто-олигосахаридов и фукозилированных неперевариваемых олигосахаридов человеческого молока. Предпочтительно уменьшение протеолитической ферментации составляет по меньшей мере 10% по сравнению с контролем, более предпочтительно по меньшей мере 20% по сравнению с контролем, более предпочтительно по меньшей мере 40% по сравнению с контролем, более предпочтительно по меньшей мере 60% по сравнению с контролем.

Соответственно протеолитическая ферментация может быть определена посредством определения обогащенности протеобактериями, предпочтительно протеолитическими бактериями в желудочно-кишечном тракте. Следовательно, в одном варианте осуществления изобретения уменьшение протеолитической ферментации представляет собой уменьшение протеобактерий, предпочтительно протеолитических бактерий. В контексте настоящего изобретения, уменьшение протеобактерий, предпочтительно протеолитических бактерий, сравнимое с контролем, которым является присутствие протеобактерий, предпочтительно протеолитических бактерий, у пациента, которому не вводили комбинацию галакто-олигосахаридов, фрукто-олигосахаридов и фукозилированных неперевариваемых олигосахаридов человеческого молока. Предпочтительно уменьшение протеобактерий, предпочтительно протеолитических бактерий, составляет по меньшей мере 10% по сравнению с контролем, более предпочтительно по меньшей мере 20% по сравнению с контролем, более предпочтительно по меньшей мере 40% по сравнению с контролем, более предпочтительно по меньшей мере 60% по сравнению с контролем.

Уменьшение протеобактерий, предпочтительно протеолитических бактерий в желудочно-кишечном тракте пациента является полезным для такого пациента. В контексте настоящего изобретения, уменьшение протеобактерий, предпочтительно протеолитических бактерий, сравнимо с контролем, которым является существование протеобактерий, предпочтительно протеолитических бактерий, у пациента, которому не вводили комбинацию галакто-олигосахаридов, фрукто-олигосахаридов и фукозилированных неперевариваемых олигосахаридов человеческого молока. Предпочтительно уменьшение протеобактерий, предпочтительно протеолитических бактерий, составляет по меньшей мере 10% по сравнению с контролем, более предпочтительно по меньшей мере 20% по сравнению с контролем, более предпочтительно по меньшей мере 40% по сравнению с контролем, более предпочтительно по меньшей мере 60% по сравнению с контролем.

В одном варианте осуществления изобретения протеолитические рода Klebsiella или протеолитические рода Enterobacter или обе снижаются в желудочно-кишечном тракте пациента. Klebsiella представляет собой бактериальный род и все виды являются факультативно анаэробными, грамм-отрицательными. Klebsiella представляет собой обычного жителя толстой кишки, но также известна, как оппортунистический человеческий патоген вне толстой кишки. Увеличенное присутствие колоний Klebsiella было ассоциировано с болезнью Крона, воспалением кишечника, воспалительными заболеваниями кишечника и раком толстой кишки.

Enterobacter представляет собой бактериальный род и все виды являются факультативно анаэробными, грамм-отрицательными. Enterobacter представляет собой обычного жителя толстой кишки, но также известна, как оппортунистический человеческий патоген вне толстой кишки. Увеличенное присутствие колоний Enterobacter было ассоциировано с болезнью Крона, воспалением кишечника, воспалительных заболеваний кишечника и рака толстой кишки.

Предпочтительно уменьшение или предотвращение протеолитической ферментации сопровождается уменьшением протеобактерий, предпочтительно протеолитических бактерий, в желудочно-кишечном тракте пациента, предпочтительно посредством уменьшения Klebsiella или Enterobacter или обоих.

Разветвленные короткоцепочечные жирные кислоты

Короткоцепочечные жирные кислоты (SCFA) представляют собой жирные кислоты с менее чем шестью атомами углерода и являются конечными продуктами ферментации неперевариваемых углеводов и белков в толстой кишке анаэробной флорой кишечника. Ацетат, пропионат и бутират являются наиболее доминирующими SCFA, присутствующим в толстой кишке. Разветвленные короткоцепочечные жирные кислоты (BSCFA), такие как изо-бутират и изо-валерат, создаются посредством ферментации разветвленных аминокислот, таких как валин, лейцин и изолейцин. Из-за того факта, что в желудочно-кишечном тракте BSCFA продуцируются исключительно посредством протеолитической ферментации, такие молекулы являются маркерами протеолитической ферментации (Windey et al., Mol. Nutr. Food Res. 2012, 56, 184-196). Уменьшение BSCFA в толстой кишке непосредственно связано с уменьшением протеолитической ферментации.

В одном варианте осуществления изобретения комбинация по изобретению уменьшает BSCFA в желудочно-кишечном тракте пациента, предпочтительно снижает изо-бутират и/или изо-валерат, наиболее предпочтительно снижает изо-бутират. Предпочтительно уменьшение BSCFA в желудочно-кишечном тракте пациента сопровождается снижением или предотвращением протеолитической ферментации в желудочно-кишечном тракте пациента.

Неперевариваемые олигосахариды

В соответствии с настоящим изобретением обнаружено, что неперевариваемые олигосахариды снижают или предотвращают протеолитическую ферментацию в желудочно-кишечном тракте пациента, уменьшают протеобактерии, предпочтительно протеолитические бактерии, в желудочно-кишечном тракте пациента и/или уменьшают BSCFA в желудочно-кишечном тракте пациента. Комбинация галакто-олигосахаридов и фрукто-олигосахаридов и фукозилированных неперевариваемых олигосахаридов человеческого молока являются особенно подходящими для таких эффектов.

Неперевариваемые олигосахариды (NDO) являются соединениями типа неперевариваемых сахаров. Такие соединения проходят через первую часть желудочно-кишечного тракта, по существу, не перевариваются. В кишечнике такие соединения ферментируются высвобождением микробиотой, среди остальных коротко-цепочечных жирных кислот, которые абсорбируются человеческим организмом. NDO предпочтительно не перевариваются или только частично перевариваются в кишечнике под действием кислот или пищеварительных ферментов, присутствующих в верхней части человеческого пищеварительного тракта и ферментируются кишечной микробиотой человека. Например, сахароза, лактоза, мальтоза и обычные мальтодекстрины расцениваются перевариваемыми.

Галакто-олигосахариды (GOS) и фрукто-олигосахариды (FOS)

Настоящая комбинация включает галакто-олигосахариды (GOS) и фрукто-олигосахариды (FOS).

GOS предпочтительно выбирают из группы, состоящей из бетагалакто-олигосахаридов, альфагалакто-олигосахаридов и галактана. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения GOS являюются бетагалакто-олигосахаридами. Предпочтительно GOS включают галакто-олигосахариды с бета(1,4), бета(1,3) и/или бета(1,6) гликозидными связями и терминальную глюкозу. Трансгалакто-олигосахариды являются, например, доступными под торговым наименованием Vivinal®GOS (Domo FrieslandCampina Ingredients), Bi2muno (Clasado), Cup-oligo (Nissin Sugar), Oligomate55 (Yakult), Promovita (Dairy Crest), Bioligo (Ingredion).

Фрукто-олигосахариды могут в другом контексте иметь названия, как фрукто-олигосахариды, олигофруктоза, полифруктоза, полифруктан, инулин, леван и фруктан и могут относиться к олигосахаридам, включающим бета-связанные блоки фруктозы, которые предпочтительно связаны бета(2,1) и/или бета(2,6) гликозидными связями и предпочтительно DP между 2 и 200. Предпочтительно фрукто-олигосахариды содержат терминальную бета (2,1) гликозидно связанную глюкозу. Предпочтительно, фрукто-олигосахариды содержат по меньшей мере 7 бета-связанных блоков фруктозы. В дополнительном предпочтительном варианте осуществления изобретения используют инулин. Инулин является типом фрукто-олигосахаридов, где по меньшей мере 75% гликозидных связей являются бета(2,1) связями. Обычно, инулин имеет среднюю длину цепи от 8 до 60 моносахаридных блоков. Подходящие фрукто-олигосахариды для применения в комбинации по настоящему изобретению являются коммерчески доступными под торговыми наименованиями Raftiline®HP (Orafti). Другими подходящими источниками являются Raftilose (Orafti), Fibrulose и Fibruline (Cosucra) и Frutafit и Frutalose (Sensus).

Настоящая комбинация включает смесь GOS и FOS. Предпочтительно смесь GOS и FOS присутствует в массовом соотношении от 1/99 до 99/1, более предпочтительно от 1/19 до 19/1, более предпочтительно от 1/1 до 19/1, более предпочтительно от 2/1 до 15/1, более предпочтительно от 5/1 до 12/1, еще более предпочтительно от 8/1 до 10/1, еще более предпочтительно в соотношении около 9/1. Такое массовое соотношение является особенно предпочтительно, когда GOS имеет низкий средний DP и FOS имеет относительно высокий DP. Предпочтительно GOS являются короткоцепочечными галакто-олигосахариды (scGOS) и FOS являются длинноцепочечными фрукто-олигосахаридами (lcFOS). Наиболее предпочтительной является смесь GOS со средним DP ниже 10, предпочтительно ниже 6, и FOS со средним DP выше 7, предпочтительно выше 11, еще более предпочтительно выше 20. Предпочтительно GOS имеет средний DP в диапазоне от 3-7 и FOS имеют средний DP в диапазоне 20-40. В таком варианте осуществления изобретения дополнительно предпочтительно, чтобы GOS и FOS присутствовали в массовом соотношении в диапазоне от 5:1 до 12:1, предпочтительно в массовом соотношении от 8:1 до 10:1.

Олигосахариды человеческого молока

Человеческое молоко является предпочтительной пищей для младенцев и также обозначается, как золотой стандарт. Человеческое молоко содержит особенно высокий уровень олигосахаридов около 10 г/л, который является обычно гораздо большим, чем уровень NDO в молоке домашних животных. Также по сравнению с NDO в молоке домашних животных, HMO являются структурно различными. Человеческие NDO являются очень комплексными и состоят из гетерогенной группы из более чем 130 различных соединений с различной композицией сахаров. Из-за их комплексной и полиморфной структуры крупномасштабный синтез затруднен. Следовательно, в настоящее время технически и экономически реально получать композиции, такие как молочные смеси, с составом NDO, идентичным человеческому молоку. В комбинации для применения по настоящему изобретению включают фукозилированные неперевариваемые олигосахариды человеческого молока.

Фукозилированные неперевариваемые олигосахариды человеческого молока

Фукозиллактоза (FL) представляет собой фукозилированный неперевариваемый олигосахарид, присутствующий в человеческом молоке. Она не присутствует в коровьем молоке. Она состоит из трех моносахаридных блоков фукозы, галактозы и глюкозы, связанных вместе. Лактоза является блоком галактозы, связанным с блоком глюкозы посредством бета 1,4 связи. Блок фукозы связан с блоком галактозы молекулы лактозы посредством альфа 1,2 связи (2’-фукозиллактоза, 2’-FL) или посредством альфа 1,3 связи с блоком глюкозы лактозы (3-фукозиллактоза, 3-FL). 2’-FL представляет собой наиболее обильный NDO в человеческом молоке. HMO, используемые в настоящем изобретении, представляют собой наиболее предпочтительно 2’-FL.

2’-FL, (β-L-Fuc-(1→2)-β-D-Gal-(1→4)-D-Glc) и 3-FL (β-L-Fuc-(1→3)-[β-D-Gal-(1→4)]-D-Glc), являются коммерчески доступными например от Sigma-Aldrich. Альтернативно они могут быть выделены из человеческого молока, например, как описано в Andersson & Donald, 1981, J Chromatogr. 211:170-1744, или получены генетически модифицированными микроорганизмами, например, как описано в Albermann et al, 2001, Carbohydrate Res. 334:97-103.

Комбинация для применения по настоящему изобретению предпочтительно включает массовое соотношение GOS плюс FOS к фукозилированным неперевариваемым олигосахаридам человеческого молока в диапазоне от 100:1 до 1:1, более предпочтительно в диапазоне от 80:1 до 1:1, предпочтительно в диапазоне от 60:1 до 1:1, более предпочтительно в диапазоне от 40:1 до 1:1, более предпочтительно в диапазоне от 20:1 до 1:1, более предпочтительно в диапазоне от 10:1 до 1:1, более предпочтительно в диапазоне от 100:1 до 4:1, более предпочтительно в диапазоне от 80:1 до 4:1, предпочтительно в диапазоне от 60:1 до 4:1, более предпочтительно в диапазоне от 40:1 до 4:1, более предпочтительно в диапазоне от 20:1 до 4:1, более предпочтительно в диапазоне от 10:1 до 4:1, более предпочтительно в диапазоне от 100:1 до 6:1, более предпочтительно в диапазоне от 80:1 до 6:1, предпочтительно в диапазоне от 60:1 до 6:1, более предпочтительно в диапазоне от 40:1 до 6:1, более предпочтительно в диапазоне от 20:1 до 6:1, более предпочтительно в диапазоне от 10:1 до 6:1. Предпочтительно GOS имеют средний DP в диапазоне 3-7 и FOS имеют средний DP в диапазоне 20-40. В этом варианте осуществления изобретения дополнительно предпочтительно, чтобы GOS и FOS присутствовали в массовом соотношении от 5:1 до 12:1, предпочтительно в массовом соотношении от 8:1 до 10:1.

Комбинация для применения по настоящему изобретению предпочтительно включает массовое соотношение GOS плюс FOS к 2’-FL в диапазоне от 100:1 до 1:1, более предпочтительно в диапазоне от 80:1 до 1:1, предпочтительно в диапазоне от 60:1 до 1:1, более предпочтительно в диапазоне от 40:1 до 1:1, более предпочтительно в диапазоне от 20:1 до 1:1, более предпочтительно в диапазоне от 10:1 до 1:1, более предпочтительно в диапазоне от 100:1 до 4:1, более предпочтительно в диапазоне от 80:1 до 4:1, предпочтительно в диапазоне от 60:1 до 4:1, более предпочтительно в диапазоне от 40:1 до 4:1, более предпочтительно в диапазоне от 20:1 до 4:1, более предпочтительно в диапазоне от 10:1 до 4:1, более предпочтительно в диапазоне от 100:1 до 6:1, более предпочтительно в диапазоне от 80:1 до 6:1, предпочтительно в диапазоне от 60:1 до 6:1, более предпочтительно в диапазоне от 40:1 до 6:1, более предпочтительно в диапазоне от 20:1 до 6:1, более предпочтительно в диапазоне от 10:1 до 6:1. Предпочтительно GOS имеют средний DP в диапазоне 3-7 и FOS имеет средний DP в диапазоне 20-40. В указанном варианте осуществления дополнительно предпочтительно, чтобы GOS и FOS присутствовали в массовом соотношении в диапазоне от 5:1 до 12:1, предпочтительно в диапазоне от 8:1 до 10:1.

Неперевариваемые олигосахариды, иные чем GOS, FOS, и фукозилированные неперевариваемые олигосахариды человеческого молока

В одном варианте осуществления изобретения питательная композиция дополнительно включает NDO, иные чем GOS, FOS и фукозилированные неперевариваемые олигосахариды человеческого молока. Такие другие NDO предпочтительно выбирают из группы, состоящей из ксило-олигосахаридов, арабино-олигосахаридов, арабиногалакто-олигосахаридов, глюко-олигосахаридов, хито-олигосахаридов, глюкоманно-олигосахаридов, галактоманно-олигосахаридов, маннан-олигосахаридов, N-ацетилированных олигосахаридов, и сиалилированные олигосахаридов. Другие NDO стимулируют образование здоровой кишечной микробиоты.

Питательная композиция

Комбинация GOS, FOS и фукозилированных неперевариваемых олигосахаридов человеческого молока для применения по настоящему изобретению предпочтительно содержится в питательной композиции. Далее комбинация GOS, FOS и фукозилированных неперевариваемых олигосахаридов человеческого молока, содержащаяся в питательной композиции, также называется как питательная композиция для применения по изобретению или питательная композиция по изобретению или настоящая питательная композиция.

Настоящая питательная композиция включает предпочтительно 0,5-20 масс% комбинации GOS, FOS и фукозилированных неперевариваемых олигосахаридов человеческого молока, более предпочтительно 1,5-15 масс%, еще более предпочтительно 2,5-12 масс%, наиболее предпочтительно 5,0-10,0 масс%, на основании сухой массы питательной композиции. На основании 100 мл настоящая питательная композиция предпочтительно включает 0,35 до 2,5 масс% комбинации GOS, FOS и фукозилированные неперевариваемые олигосахариды человеческого молока, более предпочтительно 0,35-2,0 масс%, еще более предпочтительно 0,4-1,5 масс%, на основании 100 мл питательной композиции. Меньшее количество комбинации будет менее эффективным в уменьшении и/или предотвращении протеолитической ферментации, тогда как слишком высокое количество приведет к побочным эффектам вздутия и дискомфорта в животе.

Предпочтительно, настоящая питательная композиция включает от 1 мг до 3 г фукозиллактозы на 100 мл, более предпочтительно от 10 мг до 2 г, более предпочтительно от 20 мг до 1 г, еще более предпочтительно от 20 мг до 500 мг FL, еще более предпочтительно от 50 мг до 500 мг FL на 100 мл. На основании сухой массы, настоящая питательная композиция предпочтительно включает от 0,005 масс% до 20 масс% фукозиллактозы, более предпочтительно от 0,07 масс% до 10 масс%, более предпочтительно от 0,15 масс% до 5 мас.%, более предпочтительно от 0,15 мас.% до 3 мас.%. Предпочтительно, настоящая питательная композиция включает от 1 мг до 3 г 2’-FL на 100 мл, более предпочтительно от 10 мг до 2 г, более предпочтительно от 20 мг до 1 г, еще более предпочтительно от 20 мг до 500 мг FL, еще более предпочтительно от 50 мг до 500 мг FL на 100 мл. На основании сухой массы настоящая питательная композиция предпочтительно включает от 0,005 мас.% до 20 мас.% 2’-FL, более предпочтительно от 0,07 мас.% до 10 мас.%, более предпочтительно от 0,15 мас.% до 5 мас.%, более предпочтительно от 0,15 мас.% до 3 мас.% 2’-FL. Меньшее количество фукозиллактозы будет менее эффективным в уменьшении протеолитической ферментации, тогда как слишком высокое количество приведет к нежелательно высокой стоимости продукта. В одном варианте осуществления изобретения фукозилированные неперевариваемые олигосахариды человеческого молока для применения по настоящему изобретению состоят из фукозиллактозы. В одном варианте осуществления изобретения фукозилированные неперевариваемые олигосахариды человеческого молока для применения по настоящему изобретению состоят из 2’-фукозиллактозы.

Настоящая питательная композиция представляет собой предпочтительно молочную смесь 1 уровня, молочную смесь 2 уровня или молочную смесь 3 уровня, предназначенную для маленьких детей, предпочтительно молочную смесь 1 уровня или молочную смесь 2 уровня. Настоящая питательная композиция может быть преимущественно применена, как полное питание для младенцев. Предпочтительно настоящая питательная композиция представляет собой молочную смесь 1 уровня. Молочную смесь 1 уровня определяют как смесь для применения у младенцев, и может, например, быть начальной смесью, предложенной для применения у младенцев от 0 до 6 или от 0 до 4 месяцев. Молочная смесь 2 уровня предназначена для младенцев в возрасте от 4 или 6 месяцев до 12 месяцев. В таком возрасте младенцы начинают пробовать другую пищу. Молочная смесь 2 уровня или для маленьких детей предназначена для детей от 12 до 36 месяцев. Настоящая питательная композиция 2 уровня предпочтительно включает липидный компонент, белковый компонент и углеводный компонент и ее предпочтительно вводят в жидкой форме. Настоящая питательная композиция также может быть в форме сухого питания, предпочтительно в форме порошка, который сопровождается инструкциями, как смешивать указанную сухую пищу, предпочтительно порошок, с подходящей жидкостью, предпочтительно водой. Настоящая питательная композиция предпочтительно включает другие фракции, такие как витамины, минералы, микроэлементы и другие микронутриенты с целью получения полной питательной композиции. Предпочтительно молочные смеси включают витамины, минералы, микроэлементы и другие микронутриенты в соответствии с международными руководствами.

Настоящая питательная композиция предпочтительно включает липиды, белок и перевариваемые углеводы, где липиды обеспечивают от 5 до 50% общей калорийности, белки обеспечивают от 5 до 50% общей калорийности, и перевариваемые углеводы обеспечивают от 15 до 90% общей калорийности. Предпочтительно, в настоящей питательной композиции липиды обеспечивают от 35 до 50% общей калорийности, белок обеспечивает от 7,0 до 12,5% общей калорийности, и перевариваемые углеводы обеспечивают от 40 до 55% общей калорийности. Для расчета % общей калорийности для белка, всю энергию, обеспеченную белками, пептидами и аминокислотами, необходимо принимать во внимание. Предпочтительно липиды обеспечивают от 3 до 7 г липидов на 100 ккал, предпочтительно от 4 до 6 г на 100 ккал, белок обеспечивает от 1,6 до 4 г на 100 ккал, предпочтительно от 1,7 до 2,5 г на 100 ккал и перевариваемые углеводы обеспечивают от 5 до 20 г на 100 ккал, предпочтительно от 8 до 15 г на 100 ккал питательной композиции. Предпочтительно настоящая питательная композиция включает липиды, обеспечивающие от 4 до 6 г на 100 ккал, белок, обеспечивающий от 1,6 до 2,0 г на 100 ккал, более предпочтительно от 1,7 до 1,9 г на 100 ккал и перевариваемые углеводы обеспечивают от 8 до 15 г на 100 ккал питательной композиции. В одном варианте осуществления изобретения липиды обеспечивают от 3 до 7 г липидов на 100 ккал, предпочтительно от 4 до 6 г на 100 ккал, белок обеспечивает от 1,6 до 2,1 г на 100 ккал, предпочтительно от 1,6 до 2,0 г на 100 ккал и перевариваемые углеводы обеспечивают от 5 до 20 г на 100 ккал, предпочтительно от 8 до 15 г на 100 ккал питательной композиции и где предпочтительно компонент перевариваемых углеводов включает по меньшей мере 60 мас.% лактозы на основании всех перевариваемых углеводов, более предпочтительно по меньшей мере 75 мг%, еще более предпочтительно по меньшей мере 90 мас.% лактозы на основании всех перевариваемых углеводов. Количество общей калорийности определяют по сумме калорий, полученных из белка, липидов, перевариваемых углеводов и неперевариваемых углеводов.

Настоящая питательная композиция предпочтительно включает компонент перевариваемых углеводов. Предпочтительными компонентами перевариваемых углеводов являются лактоза, глюкоза, сахароза, фруктоза, галактоза, мальтоза, крахмал и мальтодекстрин. Лактоза является основным перевариваемым углеводом, присутствующим в человеческом молоке. Настоящая питательная композиция предпочтительно включает лактозу. Предпочтительно настоящая питательная композиция не включает высоких количеств углеводов, иных чем лактоза. По сравнению с перевариваемыми углеводами, такими как мальтодектрин, сахароза, глюкоза, мальтоза и другие перевариваемые углеводы с высоким гликемическим индексом, лактоза имеет более низкий гликемический индекс и, следовательно, является предпочтительным. Настоящая питательная композиция предпочтительно включает перевариваемые углеводы, где по меньшей мере 35 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 50 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 60 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 75 мас.%, еще более предпочтительно по меньшей мере 90 мас.%, наиболее предпочтительно по меньшей мере 95 мас.% перевариваемых углеводов, является лактоза. На основании сухой массы настоящая питательная композиция предпочтительно включает по меньшей мере 25 мас.% лактозы, предпочтительно по меньшей мере 40 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 50 мас.% лактозы.

Настоящая питательная композиция предпочтительно включает по меньшей мере один липид, выбираемый из группы, состоящей из животных липидов (за исключением человеческих липидов) и растительных липидов. Предпочтительно настоящая питательная композиция обеспечивает комбинацию растительных липидов и по меньшей мере одного масла, выбираемого из группы, состоящей из рыбьего жира, животного жира, масла водорослей, масла грибов и бактериального масла. Липиды настоящей питательной композиции предпочтительно обеспечивают от 3 до 7 г на 100 ккал питательной композиции, предпочтительно липиды обеспечивают от 4 до 6 г на 100 ккал. Находясь в жидкой форме, например, в виде готовой к употреблению жидкости, питательная композиция предпочтительно включает от 2,1 до 6,5 г липидов на 100 мл, более предпочтительно от 3,0 до 4,0 г на 100 мл. На основании сухой массы настоящей питательной композиция предпочтительно включает от 12,5 до 40 мас.% липидов, более предпочтительно от 19 до 30 мас.%. Предпочтительно липиды включают незаменимые жирные кислоты альфа-линоленовую кислоту (ALA), линолевую кислоту (LA) и/или длинноцепочечные полиненасыщенные жирные кислоты (LC-PUFA). LC-PUFA, LA и/или ALA могут быть обеспечены в виде свободных жирных кислот, в форме триглицеридов, в форме диглицеридов, в форме моноглицеридов, в форме фосфолипидов, или в виде смеси одного или более из вышеуказанного. Предпочтительно настоящая питательная композиция включает по меньшей мере один, предпочтительно по меньшей мере два источника липидов, выбираемых из группы, состоящей из рапсового масла (такие как сурепное масло, рапсовое масло с низким содержанием эруковой кислоты и масло канола), подсолнечное масло с высоким содержанием олеиновой кислоты, саффлоровое масло с высоким содержанием олеиновой кислоты, оливковое масло, морские масла, микробные масла, кокосовое масло, пальмоядровое масло. Настоящая питательная композиция не является человеческим молоком.

Настоящая питательная композиция предпочтительно включает белок. Белок, используемый в питательной композиции, предпочтительно выбирают из группы, состоящей из нечеловеческих животных белков, предпочтительно белков молока, растительных белков, таких как предпочтительно соевой белок и/или рисовый белок и их смеси. Настоящая питательная композиция предпочтительно содержит казеин и/или белки сыворотки, более предпочтительно белки коровьей сыворотки и/или коровий казеин. Следовательно, в одном варианте осуществления изобретения белок в настоящей питательной композиции включает белок, выбираемый из группы, состоящей из белка и казеина сыворотки, предпочтительно белка и казеина сыворотки, предпочтительно белка сыворотки и/или казеина из коровьего молока. Предпочтительно белок включает менее чем 5 мас.% на основании общего белка свободных аминокислот, дипептидов, трипептидов иди гидролизованного белка. Настоящая питательная композиция предпочтительно включает казеин и белки сыворотки в массовом соотношении казеин: белок сыворотки 10:90-90:10, более предпочтительно 20:80 до 80:20, еще более предпочтительно 35:65 до 55:45.

Мас.% белка на основании сухой массы настоящей питательной композиции рассчитывают в соответствии с методом Kjeldahl посредством измерения общего азота и с использованием фактора конверсии 6,38 в случае белка, или фактора конверсии 6,25 для других белков чем казеин. Термин ‘белок’ или ‘белковый компонент’, как используется в настоящем описании, относится к сумме белков, пептидов и свободных аминокислот.

Настоящая питательная композиция предпочтительно включает белок, обеспечивающий от 1,6 до 4,0 г белка на 100 ккал питательной композиции, предпочтительно обеспечивающий от 1,6 до 3,5 г, еще более предпочтительно от 1,75 до 2,5 г на 100 ккал питательной композиции. В одном варианте осуществления настоящая питательная композиция включает белок, обеспечивающий от 1,6 до 2,1 г белка на 100 ккал питательной композиции, предпочтительно обеспечивающий от 1,6 до 2,0 г, более предпочтительно от 1,75 до 2,1 г, еще более предпочтительно от 1,75 до 2,0 г на 100 ккал питательной композиции. В одном варианте осуществления настоящего изобретения питательная композиция включает белок в количестве менее чем 2,0 г на 100 ккал, предпочтительно обеспечивая от 1,6 до 1,9 г, еще более предпочтительно от 1,75 до 1,85 г на 100 ккал питательной композиции. Слишком низкое содержание белка на основании общей калорийности приводит к менее адекватному росту и развитию младенцев и маленьких детей. Слишком высокое количество даст метаболическую нагрузку, например, на почки младенцев и маленьких детей. Находясь в жидкой форме, например, в виде готовой к употреблению жидкости, питательная композиция предпочтительно включает от 0,5 до 6,0 г, более предпочтительно от 1,0 до 3,0 г, еще более предпочтительно от 1,0 до 1,5 г белка на 100 мл, наиболее предпочтительно от 1,0 до 1,3 г белка на 100 мл. На основании сухой массы настоящая питательная композиция предпочтительно включает от 5 до 20 мас.% белка, предпочтительно по меньшей мере 8 мас.% белка на основании сухой массы общей питательной композиции, более предпочтительно от 8 до 14 мас.%, еще более предпочтительно от 8 до 9,5 мас.% белка на основании сухой массы всей питательной композиции.

С целью соответствия требованиям калорийности младенца или маленького ребенка, питательная композиция предпочтительно включает от 45 до 200 ккал/100 мл жидкости. Для младенцев питательная композиция имеет более предпочтительно от 60 до 90 ккал/100 мл жидкости, еще более предпочтительно от 65 до 75 ккал/100 мл жидкости. Такая плотность калорий обеспечивает оптимальное соотношение между водой и потреблением калорий. Для маленьких детей, людей в возрасте от 12 до 36 месяцев, питательная композиция более предпочтительно имеет плотность калорий от 45 до 65, еще более предпочтительно от 50 до 60 ккал/100 мл. Осмолярность настоящей композиции составляет предпочтительно от 150 до 420 мОсмоль/л, более предпочтительно от 260 до 320 мОсмоль/л. Низкая осмолярность имеет целью дополнительно уменьшить желудочно-кишечный стресс.

Когда питательная композиция находится в готовой к употреблению, жидкой форме, предпочтительный объем, вводимый на ежедневной основе, находится в диапазоне от около 80 до 2500 мл, более предпочтительно от около 200 до 1200 мл в сутки. Предпочтительно, количество кормлений в сутки составляет от 1 до 10, предпочтительно от 3 до 8. В одном варианте осуществления изобретения питательную композицию вводят ежедневно в течение периода по меньшей мере 2 дней, предпочтительно в течение периода по меньшей мере 4 недель, предпочтительно в течение периода по меньшей мере 8 недель, более предпочтительно в течение периода по меньшей мере 12 недель, в жидкой форме, где общий объем, вводимый за сутки составляет от 200 мл до 1200 мл и где количество кормлений в сутки составляет от 1 до 10.

Настоящая питательная композиция, находясь в жидкой форме, предпочтительно имеет вязкость от 1 до 60 мПа.с, предпочтительно от 1 до 20 мПа.с, более предпочтительно от 1 до 10 мПа.с, наиболее предпочтительно от 1 до 6 мПа.с. Низкая вязкость обеспечивает соответствующее введение жидкости, например, правильный пассаж через отверстие в соске. Также такая вязкость тесно имитирует вязкость человеческого молока. Более того, низкая вязкость приводит к нормальному опорожнению желудка и лучшему потреблению энергии, что является необходимым для младенцев, которые нуждаются в энергии для оптимального роста и развития. Настоящая питательная композиция альтернативно находится в форме порошка, подходящей для восстановления водой до готовой к употреблению жидкости. Настоящую питательную композицию предпочтительно получают посредством смешивания порошковой композиции с водой. Обычно молочную смесь получают таким образом. Настоящее изобретение, следовательно, также относится к упакованной порошковой композиции, где указанная упаковка обеспечивается с инструкциями по смешиванию порошка с подходящим количеством жидкости, посредством этого давая жидкую композицию с вязкостью от 1 до 60 мПа.с. Вязкость жидкости определяют с использованием Physica Rheometer MCR 300 (Physica Messtechnik GmbH, Ostfilden, Germany) со скоростью сдвига 95 с^-1 при 20°C.

Применение

Неожиданно было обнаружено, что комбинация галакто-олигосахаридов (GOS) и фрукто-олигосахаридов (FOS) и фукозилированных неперевариваемых углеводов человеческого молока, предпочтительно фукозиллактозы, более предпочтительно 2’-фукозиллактозы (2’-FL), уменьшает или предотвращает протеолитическую ферментацию в желудочно-кишечном тракте пациента. Вредные эффекты, относящиеся к протеолитической ферментации, посредством нее уменьшаются или предотвращаются. Следовательно, в одном аспекте комбинацию галакто-олигосахаридов (GOS) и фрукто-олигосахаридов (FOS) и фукозилированных неперевариваемых углеводов человеческого молока используют для уменьшения или предотвращения протеолитической ферментации в желудочно-кишечном тракте пациента. Предпочтительно уменьшение или предотвращение протеолитической ферментации развивается в толстой кишке, более предпочтительно проксимальной толстой кишке.

Так как протеолитическая ферментация в желудочно-кишечном тракте пациента может приводить к воспалительному и/или иммунному ответам, настоящее изобретение также касается уменьшения или уменьшения риска или профилактики воспалительного и/или иммунного ответа у пациента, посредством уменьшения или предотвращения протеолитической ферментации в желудочно-кишечном тракте пациента посредством введения комбинации галакто-олигосахаридов (GOS) и фрукто-олигосахаридов (FOS) и фукозилированных неперевариваемых углеводов человеческого молока, предпочтительно содержащихся в питательной композиции, как определено в настоящем описании.

Также неожиданно было обнаружено, что с комбинацией галакто-олигосахаридов (GOS) и фрукто-олигосахаридов (FOS) и фукозилированных неперевариваемых углеводов человеческого молока, предпочтительно фукозиллактозы, более предпочтительно 2’-фукозиллактозы (2’-FL) количество протеобактерий, предпочтительно протеолитических бактерий, значительно снижается в желудочно-кишечном тракте пациента. Следовательно, в одном аспекте, комбинация галакто-олигосахаридов (GOS) и фрукто-олигосахаридов (FOS) и фукозилированных неперевариваемых углеводов человеческого молока используется для уменьшения протеобактерий, предпочтительно протеолитических бактерий, в желудочно-кишечном тракте пациента, предпочтительно для применения в уменьшении бактерий рода Klebsiella и/или Enterobacter. Предпочтительно уменьшение протеобактерий, предпочтительно протеолитических бактерий, имеет место в толстой кишке, более предпочтительно в проксимальной толстой кишке.

Так как протеолитическая ферментация в желудочно-кишечном тракте пациента может приводить к воспалительному и/или иммунному ответам, настоящее изобретение также касается уменьшения или уменьшения риска или предотвращения воспалительного и/или иммунного ответов у пациента, посредством снижения протеобактерий, предпочтительно протеолитических бактерий, в желудочно-кишечном тракте пациента посредством введения комбинации галакто-олигосахаридов (GOS) и фрукто-олигосахаридов (FOS) и фукозилированных неперевариваемых углеводов человеческого молока, предпочтительно содержащихся в питательной композиции, как описано в настоящем описании.

Более того также было обнаружено, что уровень разветвленной короткоцепочечной жирной кислоты изо-бутирата, исключительного метаболита протеолитической ферментации, существенно снижается. Следовательно, в одном аспекте комбинацию галакто-олигосахаридов (GOS) и фрукто-олигосахаридов (FOS) и фукозилированных неперевариваемых углеводов человеческого молока используют для уменьшения разветвленных короткоцепочечных жирных кислот (BSCFA) в желудочно-кишечном тракте пациента. Предпочтительно уменьшение BSCFA развивается в толстой кишке, более предпочтительно в дистальном отделе толстой кишки.

При смешивании фукозилированных неперевариваемых олигосахаридов человеческого молока со смесью GOS/FOS, эффект на протеолитическую ферментацию и на уровень протеобактерий, предпочтительно протеолитических бактерий, больше, чем эффект смеси GOS/FOS отдельно, особенно в отношении формирования изо-бутирата и уменьшения Klebsiella и/или Enterobacter.

Предпочтительно комбинация галакто-олигосахаридов (GOS) и фрукто-олигосахаридов (FOS) и фукозилированных неперевариваемых углеводов человеческого молока находится в форме, предпочтительно включаемой в питательную композицию, которая подходит для введения человеку. В одном варианте осуществления изобретения настоящая питательная композиция подходит для младенцев и/или маленьких детей. В одном варианте осуществления изобретения настоящая питательная композиция предназначена для применения в обеспечении питания человека в возрасте от 0 до 36 месяцев. Маленькими детьми или тоддлерами, называют людей в возрасте от 12 до 36 месяцев. Младенцев определяют, как людей в возрасте до 12 месяцев. Так, иными словами, настоящая питательная композиция подходит для людей в возрасте от 0 до 36 месяцев. Когда в настоящем описании используется термин “младенцы и/или маленькие дети”, он может быть заменен на “людей в возрасте от 0 до 36 месяцев”. Предпочтительно настоящая питательная композиция подходит для человека в возрасте от 0 месяцев до 12 месяцев. Такие младенцы имеют все еще развивающийся кишечный тракта и, следовательно, нуждаются в уменьшении протеолитической ферментации. Более того микробиом таких младенцев полностью не развит, и уменьшение протиолитической ферментации поддерживает развитие здорового микробиома. В предпочтительном варианте осуществления изобретения питательная композиция для применения по настоящему изобретению предназначена для применения у младенца, который рожден посредством кесарева сечения, также называемые как младенцы К-сечения. Поскольку у младенцев К-сечения развитие здорового микробиома отложено из-за стерильных условий при рождении, такие младенцы особенно нуждаются в уменьшении или предотвращении протеолитической ферментации и уменьшении протеолитической ферментации и уменьшении протеобактерий, предпочтительно протеолитических бактерий, в желудочно-кишечном тракте.

Недоношенные младенцы имеют еще менее развитый кишечный тракт. Недоношенные младенцы, определяемые как младенцы, рожденные до 37 недели гестации, предпочтительно до 32 недели, следовательно, особенно нуждаются в снижении протеолитической ферментации в желудочно-кишечном тракте. В предпочтительном варианте осуществления изобретения настоящая питательная композиция подходит для недоношенного младенца, предпочтительно для недоношенного младенца, рожденного до 37 недели гестации, более предпочтительно для недоношенного младенца, рожденного до 32 недели гестации.

Предпочтительно настоящую питательную композицию вводят пациенту непосредственно после рождения пациента. Предпочтительно настоящую питательную композицию вводят пациенту в первые 2 месяца после рождения пациента, предпочтительно в первые 4 месяца после рождения пациента.

Способы по настоящему изобретению, включающие введение настоящей комбинации галакто-олигосахаридов (GOS) и фрукто-олигосахаридов (FOS) и фукозилированных неперевариваемых углеводов человеческого молока или введение питательной композиции, включающей комбинацию галакто-олигосахаридов (GOS) и фрукто-олигосахаридов (FOS) и фукозилированных неперевариваемых углеводов человеческого молока также относятся к введению эффективного количества комбинации галакто-олигосахаридов (GOS) и фрукто-олигосахаридов (FOS) и фукозилированных неперевариваемых углеводов человеческого молока пациенту, нуждающемуся в этом.

Настоящую питательную композицию предпочтительно вводят энтерально, более предпочтительно перорально.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На фиг. 1 показана продукция бутирата в дистальном отделе толстой кишки недополненных (контроль) и дополненных SHIME® блоками.

На фиг. 2 показана продукция изо-бутирата в дистальном отделе толстой кишки недополненных (контроль) и дополненных SHIME® блоками.

На фиг. 3 показан относительный избыток Bifidobacterium в проксимальном отделе толстой кишки.

На фиг. 4 показан относительный избыток Veillonella в проксимальном отделе толстой кишки.

На фиг. 5 показан относительный избыток Proteobacteria в проксимальном отделе толстой кишки.

ПРИМЕРЫ

Пример 1 Комбинация scGOS/lcFOS с 2’-FL положительно влияет на состав микробиоты кишечника младенца и метаболическую активность в симуляторе микробной экосистемы человеческого кишечника (SHIME®)

В этом эксперименте исследовали эффект: i) смеси scGOS/lcFOS (соотношение 9:1), ii) 2’-FL и iii) комбинации scGOS/lcFOS (соотношение 9:1) и 2’-FL на эко-физиологию кишечной микробиоты с использованием in vitro модели кишечника SHIME®.

Материалы и методы

Образец фекалий от 3 месячного здорового младенца, рожденного посредством К-сечения, исключительно на грудном вскармливании, без анамнеза использования антибиотиков, использовали в качестве инокулята для симуляции микробиоты кишечника младенца в отделах толстой кишки quad-SHIME®, динамической модели человеческого желудочно-кишечного тракта, включающей 4 SHIME® блока, запущенных параллельно (ex ProDigest, Gent, Belgium). Каждый блок SHIME® состоит из 3 реакторов, симулирующих 1) желудок и тонкую кишку, 2) проксимальный отдел толстой кишки и 3) дистальный отдел толстой кишки.

Блоки SHIME® получали модифицированное SHIME® питание, 1 недополненное, действующее как исходный контроль (0,5 г/л казеина, 4,6 г/л белка сыворотки, 4 г/л муцина, 1 г/л экстракта дрожжей, 0,2 г/л цистеина, 2,3 г/л глюкозы, 2,6 г/л лактозы и 0,12 г/л галактозы), и другой 3 дополненный или 2’-FL (0,1% масс/об), scGOS/lcFOS (9:1) (0,8 масс/об), или scGOS/lcFOS/2’-FL (0,8% масс/об scGOS/lcFOS-9/1 соотношение+0,1 масс/об 2’-FL). scGOS был VivinalGOS® lcFOS был RaftilineHP®. Образцы из сосудов толстой кишки собирали на протяжении 2 недельного периода симуляции. Состав микробиоты, короткоцепочечные жирные кислоты (SCFA) и гликопрофили анализировали с использованием 16s rRNA секвенирования, газовой хроматографии-масс спектрометрии (GCMS) и высокоэффективной анион-обменной хроматографии с пульсовым амперометрическим определением (HPAEC-PAD), соответственно.

Результаты

Продукция SCFA

Профили короткоцепочечных жирных кислот (SCFA) показали, что ацетат был наиболее избыточным в дистальной части толстой кишки, с последующим пропионатом. Концентрации ацетата и пропионата были выше в присутствии scGOS/lcFOS и scGOS/lcFOS/2’-FL, чем в контроле и 2’-FL-дополненных блоках. Неожиданно замена части scGOS/lcFOS 2’-FL не снижала количества образующихся ацетата и пропионата. Сходные наблюдения, как для дистального отдела толстой кишки, также наблюдали для проксимального отдела толстой кишки.

Интересно, бутират образовывался раньше в дистальном отделе толстой кишки и в более высоких концентрациях в присутствии 2’-FL и scGOS/lcFOS/2’-FL относительно контроля и scGOS/lcFOS групп (фиг. 1). Уровень изо-бутирата, разветвленной SCFA, полученной в результате протеолитической ферментации, был неожиданно снижен в дистальном отделе толстой кишки в присутствии scGOS/lcFOS (фиг. 2). Неожиданно замена части scGOS/lcFOS 2’-FL дополнительно снижала продукцию изо-бутирата в дистальном отделе толстой кишки. Такое снижение преодолевает снижение, которое можно ожидать от отдельных компонентов. Снижение изо-бутирата является показательным для сниженной протеолитической ферментации.

Гликопрофиль

Гликопрофили с течением времени определяли для каждого реактора модели SHIME для различных питаний. Хроматограммы (не показаны) записывали, представляя проксимальный отдел толстой кишки (PC) и дистальный отдел толстой кишки (DC) в различные временные точки, т.е. через 8 часов после предшествующего цикла кормления (T0), через 1 час (T1), 3 часа (T3) и 5 часов (T5) ферментации.

Данные гликопрофиля выявили, что 2’-FL не использовался, когда вводили отдельно, но неожиданно использовался только в присутствии scGOS/lcFOS и медленно метаболизировался через проксимальный и дистальный отдел толстой кишки. Все другие углеводы, включая scGOS, использовались в течение первого часа в проксимальной части толстой кишки.

Микрофлора

Результаты секвенирования 16S rRNA показали увеличение относительного избытка Bifidobacterium в проксимальном отделе толстой кишки при дополнении или scGOS/lcFOS или scGOS/lcFOS/2’-FL (Фиг. 3). Неожиданно замена части scGOS/lcFOS 2’-FL не снижала относительный избыток Bifidobacterium даже если 2’-FL не демонстрировал биологического эффекта. Сходные тенденции наблюдали в дистальном отделе толстой кишки (данные не показаны).

Кроме того, увеличение избытка Veillonella, лактат-использующей бактерии, которая продуцирует пропионат, наблюдали главным образом в группе scGOS/lcFOS/2’-FL (фиг. 4). Наоборот, избыток Proteobacteria (с доминированием рода Klebsiella) неожиданно снижался при дополнении scGOS/lcFOS или scGOS/lcFOS/2’-FL, но не в группе 2’-FL (Фиг. 5). Это является показательным для сниженной протеолитической ферментации. Рассматривая отдельные эффекты scGOS/lcFOS и 2’-FL комбинированный эффект scGOS/lcFOS/2’-FL оказался неожиданным.

Заключение

Из результатов следует, что 2’-FL метаболизируется только в присутствии scGOS/lcFOS, приводя к микробной экосистеме, которая предположительно оказывает пользу для здоровья. В частности может быть заключено, что scGOS/lcFOS/2’-FL увеличивает уровень Bifidobacterium и Veillonella и снижает потенциальные патогены. Более того scGOS/lcFOS/2’-FL снижает уровень изо-бутирата, что является показателем меньшей протеолитической активности в толстой кишке. Действительно это указание на меньшую протеолитическую активность в толстой кишке уже наблюдали для scGOS/lcFOS отдельно, без дополнительного присутствия 2’-FL. Также было обнаружено, что scGOS/lcFOS/2’-FL усиливает продукцию бутирата, который является важным SCFA для созревания и развития кишечника. Также может быть сделано заключение, что в частности младенцы, рожденные посредством кесарева сечения, получают пользу комбинации scGOS/lcFOS/2’-FL для снижения протеолитической ферментации.

Пример 2: Молочная смесь

Усиленная молочная смесь, которая после восстановления водой до готовой жидкой молочной смеси, включает на 100 мл:

около 13,7 г сухого вещества, 66 ккал

1,35 г белка (белок/казеин коровьей сыворотки в массовом соотношении 1/1), 11 мас.% на основании сухой массы, 2,0 г/100 ккал

8,2 г перевариваемых углеводов (из которых 5,6 г лактозы, и 2,1 г мальтодекстрина)

3,0 г жира (главным образом растительного жира).

0,8 г неперевариваемых олигосахаридов scGOS (источник Vivinal GOS) и lcFOS (источник RaftilinHP) в массовом соотношении 9:1 и 0,1 г 2’-фукозиллактозы.

Композиция дополнительно включает витамины, минералы, микроэлементы и другие микронутриенты в соответствии с международными руководствами 2006/141/EC для молочной смеси.

Молочная смесь особенно предназначена для младенцев, рожденных посредством К-сечения. Также молочная смесь предназначена для уменьшения протеолитической ферментации и/или снижения нежелательных эффектов протеолитической ферментации.

Настоящее изобретение относится к молочной смеси, включающей неперевариваемые олигосахариды. Предложен способ снижения или предотвращения протеолитической ферментации в желудочно-кишечном тракте пациента, посредством введения пациенту комбинации галакто-олигосахаридов, фрукто-олигосахаридов и фукозилированных неперевариваемых олигосахаридов человеческого молока. Причем массовое соотношение галакто-олигосахаридов к фрукто-олигосахаридам находится в диапазоне от 5:1 до 12:1. Массовое соотношение галакто-олигосахаридов плюс фрукто-олигосахариды к фукозилированным неперевариваемым олигосахаридам человеческого молока находится в диапазоне от 100:1 до 1:11. Комбинация в питательной композиции содержится в количестве 0,5-20 мас.%. Также предложены способ снижения протеобактерий, предпочтительно протеолитических бактерий, в желудочно-кишечном тракте пациента и способ снижения разветвленных короткоцепочечных жирных кислот (BSCFA) в желудочно-кишечном тракте пациента Изобретение направлено на снижение или предотвращение протеолитической ферментации и уменьшение количества протеолитических бактерий в желудочно-кишечном тракте. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 ил., 2 пр.

1. Способ снижения или предотвращения протеолитической ферментации в желудочно-кишечном тракте пациента, посредством введения пациенту комбинации галакто-олигосахаридов, фрукто-олигосахаридов и фукозилированных неперевариваемых олигосахаридов человеческого молока,

где массовое соотношение галакто-олигосахаридов к фрукто-олигосахаридам находится в диапазоне от 5:1 до 12:1, и

где массовое соотношение галакто-олигосахаридов плюс фрукто-олигосахариды к фукозилированным неперевариваемым олигосахаридам человеческого молока находится в диапазоне от 100:1 до 1:11,

где комбинация в питательной композиции содержится в количестве 0,5-20 мас.%.

2. Способ снижения протеобактерий, предпочтительно протеолитических бактерий, в желудочно-кишечном тракте пациента, предпочтительно снижения протеобактерий, предпочтительно протеолитических бактерий, рода Klebsiella и/или Enterobacter, посредством введения пациенту комбинации галакто-олигосахаридов, фрукто-олигосахаридов и фукозилированных неперевариваемых олигосахаридов человеческого молока,

где массовое соотношение галакто-олигосахаридов к фрукто-олигосахаридам находится в диапазоне от 5:1 до 12:1, и

где массовое соотношение галакто-олигосахаридов плюс фрукто-олигосахариды к фукозилированным неперевариваемым олигосахаридам человеческого молока находится в диапазоне от 100:1 до 1:11,

где комбинация в питательной композиции содержится в количестве 0,5-20 мас.%.

3. Способ снижения разветвленных короткоцепочечных жирных кислот (BSCFA) в желудочно-кишечном тракте пациента посредством введения пациенту комбинации галакто-олигосахаридов, фрукто-олигосахаридов и фукозилированных неперевариваемых олигосахаридов человеческого молока,

где массовое соотношение галакто-олигосахаридов к фрукто-олигосахаридам находится в диапазоне от 5:1 до 12:1, и

где массовое соотношение галакто-олигосахаридов плюс фрукто-олигосахариды к фукозилированным неперевариваемым олигосахаридам человеческого молока находится в диапазоне от 100:1 до 1:11,

где комбинация в питательной композиции содержится в количестве 0,5-20 мас.%.

4. Способ по п. 3, где BSCFA представляет собой изо-бутират.

5. Способ по любому из предшествующих пунктов, где комбинация содержится в питательной композиции, предпочтительно которая содержится в молочной смеси 1 уровня или молочной смеси 2 уровня.

6. Способ по любому из предшествующих пунктов, где пациентом является младенец, рожденный посредством кесарева сечения.

7. Способ по любому из предшествующих пунктов, где комбинацию вводят пациенту в первые 2 месяца после рождения пациента, предпочтительно в первые 4 месяца после рождения пациента.

8. Способ по любому из предшествующих пунктов, где комбинацию вводят пациенту непосредственно после рождения пациента.

9. Способ по любому из пп. 1, 2, 4-8, где желудочно-кишечный тракт является толстой кишкой, более предпочтительно проксимальным отделом толстой кишки.

10. Способ по любому из пп. 3-8, где желудочно-кишечный тракт является толстой кишкой, более предпочтительно дистальным отделом толстой кишки.

11. Способ по любому из предшествующих пунктов, где фукозилированные неперевариваемые олигосахариды человеческого молока включают фукозиллактозу, предпочтительно включают 2'-фукозиллактозу (2'-FL).

12. Способ по любому из предшествующих пунктов, где галакто-олигосахариды имеют среднюю степень полимеризации в диапазоне 3-7 и фрукто-олигосахариды имеют среднюю степень полимеризации в диапазоне 20-40.

13. Способ по любому из предшествующих пунктов, где массовое соотношение галакто-олигосахаридов к фрукто-олигосахаридам находится в диапазоне 8:1 и 10:1.

14. Способ по любому из предшествующих пунктов, где комбинация содержится в молочной смеси 1 уровня или молочной смеси 2 уровня в количестве более предпочтительно 1,5-15 мас.%, еще более предпочтительно 2,5-12 мас.%, наиболее предпочтительно 5,0-10,0 мас.%, на основании сухой массы питательной композиции.