CN106061521A - 用于浓缩母乳的方法和设备 - Google Patents
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Abstract
可使用一种设备实现浓缩母乳中的营养，所述设备包括具有正向渗透膜的第一材料薄片；围绕薄片的共同外周长密封到所述第一材料薄片的第二材料薄片，所述第一材料薄片经布置使得水可横越所述正向渗透膜到所述第一及第二薄片的内部；及所述第一及第二薄片的所述内部内的干燥碳水化合物，其展现出渗透汲取性质以汲取未浓缩的挤出母乳中的水以形成浓缩母乳。在预定时间之后，或当在通过所述膜汲水之后剩余的母乳为期望量时，可结束汲水。
Description
相关申请案的交叉参考
本申请案主张2014年1月3日提交的第61/923,542号美国临时申请案及2014年9月16日提交的第62/050,898号美国临时申请案的优先权，所述申请案中的每一者的全部内容是以引用方式并入本文中。
技术领域
本发明大体涉及浓缩母乳内的营养尤其供早产儿使用。
背景技术
早产儿通常需要补充品以对挤出人类母乳增加营养。可用补充品含有牛奶蛋白质及/或大豆。可用的一种母乳增强剂是利用经消毒的混合母乳制作，这破坏了在新鲜挤出母乳中发现的某些营养。此类补充品是被引入到婴儿肠道的第一异物。对传统增强剂馈送的不耐性的风险对于坏死性肠炎的潜在形成最显著，这可造成肠道损坏乃至死亡。
发明内容
本文中的教导允许将母亲自身用于她的早产儿或病婴的母乳浓缩到持续生长及发育所需要的规定营养密度。床边使用是可行的，且可避免添加异物营养及热处理。免疫球蛋白及提供在母乳中以供她自己的婴儿使用的其它独有营养的浓缩可在无外压的情况下且经由正向渗透进行以保护母乳中甚至可通过太用力摇晃液体而损坏的脆弱营养。无硝酸盐的正向渗透膜的使用允许节省膜的营养浓缩侧上的免疫球蛋白且只有水经由正向渗透行进到膜的另一侧。所述过程对营养浓缩具有时间敏感性且废弃侧上的营养的较高浓度允许渗透汲水。
根据本文中的教导，本文中描述的一种方法包含将使展现出渗透汲取性质的材料与大量未浓缩的挤出母乳分离的正向渗透膜放置成接触所述大量未浓缩的挤出母乳以汲取所述大量未浓缩的挤出母乳中的水以形成浓缩母乳，及当所述浓缩母乳达到期望营养水平时收回接触所述浓缩母乳的所述正向渗透膜。
本文中描述的一种设备包含第一材料薄片，其包括正向渗透膜；第二材料薄片，其围绕所述第一材料薄片及所述第二材料薄片的共同外周长密封到所述第一材料薄片，所述第一材料薄片经布置使得水可横越所述正向渗透膜到所述第一及第二薄片的内部；及所述第一及第二薄片的所述内部内的干燥碳水化合物，其展现出渗透汲取性质以汲取未浓缩的挤出母乳中的水以形成浓缩母乳。
下文描述本发明的此类及其它实施例中的变动。
附图说明
图1A是示出了使用并有本文中的教导的设备的一个实例的一系列操作的侧视图；
图1B是示出了图1A的具有测量标记的设备的放大图；
图2是根据本文中的教导的制造小袋的过程的流程图；
图3是根据本文中的教导的小袋的一个实例的横截面；及
图4是使用根据图3的小袋的过程的流程图。
具体实施方式
图1A及1B中示出并有本文中的教导的设备的一个实例。在此设备中，瓶100(可为用于保存挤出母乳的常规瓶)首先填充有未浓缩的挤出母乳。示出了螺口式插口102，其包含跨用以将插口102螺合到瓶100的螺纹下方的环的正向渗透膜104。其它形状及材料可用于瓶100，且除螺合以外的技术可用于将瓶100及插口102附接，前提是形成防止瓶100内侧的流体中有流体泄漏到瓶100外侧的环。密封环或由弹性聚合物制成的其它密封组件可用于(例如)在瓶100与插口102之间形成流体致密密封。瓶100及插口102两者均是理想的食品安全级流体容器。
正向渗透膜104可在插口102内形成小袋106，其填充有汲取材料，例如将汲取母乳中的(例如，纯净)水且将所述水保存在小袋106及正向渗透膜104的边界内的干燥碳水化合物或干燥碳水化合物的混合物。在一个实施方案中，正向渗透膜104使用蔗糖作为汲取材料。填充物材料可用于支撑汲取材料且此材料并非至关重要的，前提是其对于挤出母乳来说是惰性的且被指定为安全地接触食品。在一个理想实施方案中，小袋106可随着水被拖曳跨过正向渗透膜104且进入汲取材料中而膨胀。在此实施方案中，正向渗透膜104利用以正向渗透膜104密封的第二可膨胀材料薄片形成小袋106。在其它实施方案中，小袋106是不可膨胀的。即，正向渗透膜104利用以正向渗透膜104密封的第二不可膨胀材料薄片形成小袋，使得小袋106针对其希望保存的水量而设置大小。在任一情况中，第二薄片是由被指定为安全地接触食品的材料形成。下文关于图2到4详细地讨论正向渗透膜及利用正向渗透膜形成的小袋的另一实施例的进一步细节。
再次参考图1A及1B，一旦插口102贴附到瓶100，瓶100就可上下转动使得母乳在正向渗透膜104的一侧上。以此方式，被支撑在小袋106内的汲取材料将在低压或无外压(除重力之外)的情况下汲水。在此实施方案中，插口102的空间可受到限制以防止母乳过度浓缩。
所述设备可用于将挤出母乳从每盎司20千卡(kcal)浓缩到每盎司24卡。瓶100可填充有多达30毫升(ml)母乳且被颠倒。正向渗透膜104的小袋106膨胀以填充插口102。一旦水被汲取到小袋106中足以填充插口102，剩余母乳就具有期望的浓缩营养水平。在另一实施方案中，过滤可如下文讨论般定时。瓶100接着可颠倒使得插口102可旋开且被作为废物而丢弃。替代地，小袋106可被丢弃使得插口102在附接有新的小袋106时可再用。接着可将奶嘴旋到瓶100的螺纹上以给婴儿喂乳。所得液体还可移动到另一输送装置以供婴儿或需要营养物的其它个人吸收。
在另一实施方案中，正向渗透膜104通过任何数目种技术跨插口102配合且固定到插口102以将汲取材料密封在插口102内。在此实施方案中，正向渗透膜104不具有形成小袋106的相对第二薄片。可发生过滤直到插口102内被汲取到汲取材料中的液体水平达到期望达到瓶100内剩余的母乳中的期望营养浓度的水平为止或直到经过时间限制为止。
母乳及汲取材料的测量可提供去除水之后营养浓度的确切衡量。
此系统潜在地适用于用于较大型操作，例如用于婴儿及例如对器官移植及其它免疫力低下患者的食疗的母乳的母乳库。
瓶100及插口102的大小及形状可改变以允许按需要使用不同大小来浓缩不同的母乳量。
本文中描述的浓缩挤出母乳的正向渗透过程可结合单次使用/一次性正向渗透膜或可再用正向渗透膜使用，这取决于是否是单个用户及用于汲取材料/碳水化合物的插口是否是可更换的且是否可消毒。
在又一实施方案中，且无关于小袋106是否是由具有正向渗透膜104的膨胀材料或非膨胀材料形成，正向渗透膜104可形成为茶袋形状且落入未浓缩的挤出母乳的容器中。即，正向渗透膜104并未附接地结合插口102使用。其可为例如茶袋的形状。一旦正向渗透膜104去除了期望量的水，就可从更浓缩母乳中移除正向渗透膜。关于图2到4更详细地描述此实施方案。
可结合图1的设备使用或用作单独茶袋实施方案的小袋的一个实施例是如关于图2的过程200描述般制造。在步骤202处，基于待从挤出母乳中汲取的水量选择汲取材料的量。还可基于过滤的期望时间及正向渗透膜的大小选择所述量。例如，相同量的汲取材料在结合具有较大表面大小的正向渗透膜使用时与结合具有较小表面大小的正向渗透膜使用时相比将更快地汲水。如所提及，用于跨正向渗透膜汲水的汲取材料可为干燥碳水化合物。蔗糖是理想的，但是也可使用例如右旋糖或乳糖等其它干燥碳水化合物。可使用各种干燥碳水化合物的混合物。干燥碳水化合物的形式可为例如细粉末或小片。所述一或多种干燥碳水化合物可与如上所述的填充物材料混合以例如增加成品的保质期。在一个实施方案中，干燥碳水化合物是食品级超细粉末。
在步骤204处，选择存放包装大小。所述大小可结合步骤202中汲取材料量的选择而选择，且可由应用(例如其中将处理母乳的容器的大小)规定。在一个实例中，此将为瓶100。
在上述实施例中，小袋106是由单个正向渗透膜104形成。在步骤206到210处，形成例如图3中所示的小袋300。在步骤206处，利用正向渗透膜的两个薄片302、304形成囊兜。膜薄片302、304并排布置使得渗透汲取是在膜薄片302、304内部进行。膜薄片302、304可使用按压或其它已知技术在施加或不施加热量的情况下围绕大部分边缘表面而密封。当膜薄片302、304是矩形时围绕大部分边缘表面密封的一个实例涉及围绕四个边缘中的三个边缘密封。任选地，膜薄片302、304可利用叠层膜的类似大小的薄片306、308密封以围绕外周长的部分形成密封件310。膜薄片302、304可由多种材料(例如具有纤维素及干燥剂(例如甘油)的聚乙烯或聚酯衬底)形成。膜薄片302、304的至少面向外侧表面应被批准接触食品。甘油用于密封衬底中的微孔以防止微孔被汲取材料密封。
可能的正向渗透膜是购自俄勒冈州奥尔巴尼的Hydration TechnologyInnovations有限责任公司的OsMem FO系列膜产品。叠层膜是选用的且可用于在运输或结构支撑等中起保护作用。当希望或需要叠层膜时，其可由安全地结合食品产品使用且对液体渗透的多种材料形成。替代地，叠层膜可不透液体且在使用小袋300之前移除。在一个实施例中，叠层薄片306、308可为包括(例如)被批准用于制造旨在接触食品的物件的高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)或中等密度聚乙烯(MDPE)树脂或乙烯聚合物的叠层物。
在步骤206中形成囊兜之后，过程200进行到步骤208。在步骤208处用汲取材料312填充由薄片302到308形成的囊兜的开口。上文描述了汲取材料312的实例。一旦用汲取材料312填充囊兜，囊兜就被密封以形成小袋300。任选地，小袋300被密封在热塑树脂内以便于运输及存放。
在上述实施例中，小袋106是由单个正向渗透膜104形成，且小袋300是由正向渗透膜104的两个薄片形成。然而，小袋300也可由折叠在自身上方的单个正向渗透膜104形成以形成汲取材料312的开口。
关于图4描述使用小袋300的过程400。在步骤402处，将小袋300插入到未浓缩的挤出母乳中。在步骤404处，小袋300凭借通过正向渗透膜302、304将水汲取到汲取材料312中而将水从母乳中滤除。当步骤406处达到限制时，过滤结束。步骤406处的限制可为基于实验形成的时间限制。例如，所述限制可基于母乳的量及小袋300的大小而选择，所述限制将产生最终经过滤的母乳产品中的期望浓度。
一旦步骤406处达到限制，过程400就进行到步骤408，其中从现已浓缩母乳中移除小袋300。过程400接着结束。
实验结果表明本文中的教导的有用性及效力。
在测试汲水的定时的一项研究中，如关于图2及3描述的利用正向渗透膜的两个薄片形成且填充有10g蔗糖的3英寸x 3英寸正向渗透小袋被放置在90ml全脂牛奶中。该牛奶在室温下存放在密封容器中两小时，此后移除小袋。测量剩余牛奶且表明从牛奶中去除了12ml水。在另一项研究中，如关于图2及3描述的利用两个薄片形成且填充有10g蔗糖的3英寸x 3英寸正向渗透小袋被放置在60ml全脂牛奶中。在密封容器中在室温下两小时之后，移除小袋。测量剩余牛奶且表明从牛奶中去除了14ml量的水。根据此信息，确定所期望实施例将包含更大量的汲取材料。
接着，执行人类母乳样本研究。在一项测试中，使用两个3.5英寸x 3.5英寸正向渗透小袋。每一小袋是由在牛奶测试中使用的相同正向渗透膜的两个薄片形成且各自被填充有20g蔗糖。小袋在使用之前以热水冲洗15分钟以去除蔗糖，但是此步骤并非必需的。每一小袋最初重22gm，所述重量在冲洗结束时增加10gm。每个小袋的增加重量是归因于在冲洗期间跨正向渗透膜汲取水及将水汲取到小袋中。
两个小袋被添加至235ml的挤出母乳。其浸泡在以34华氏度用密闭容器存放在冰箱中的母乳中3.25小时。在浸泡之后，移除两个小袋并对其称重。样本中剩余的母乳表明少量水去除-所去除的水量不足以实现浓缩母乳中的期望营养水平。归因于此少量水去除，如关于图2及3描述，也由相同正向渗透膜的两个薄片形成且填充有20g蔗糖的第三3.5英寸x3.5英寸正向渗透小袋经受选用的热水冲洗15分钟。第三小袋经历与前面两个小袋相同的重量增加。在冲洗之后，小袋放置在剩余母乳(即，现在已部分浓缩的母乳)内。该母乳及小袋放置在冰箱中且在34°F下浸泡在密闭容器中2.0小时。
在从冰箱中移除母乳之后，在浸泡结束时移除第三小袋。由全部三个小袋去除的总水量是29ml。处理中损耗的流体为10ml。在处理之后，针对营养及甘油含量分析196ml的量中的浓缩(经处理)母乳。分析未施加过滤的未浓缩(未经处理)的挤出母乳的120ml控制样本的营养含量。
下文如表格1中产生比较结果
灰、氯化物、食用纤维、水分、蛋白质、饱和脂肪、胆固醇、磷、反式脂肪及维生素C全部是根据可适用的AOAC INTERNATIONAL官方分析方法(OMA)测量。维生素A、铁及钠是根据已知测试(例如，WRE)方法测量。糖类是根据符合OMA及WRE两者的方法测量。钙是根据环境保护署(EPA)6020方法测量。
如可根据测试结果得知，卡洛里(含热量)、蛋白质、饱和脂肪、糖类、钙、钠及碳水化合物中产生理想增加，其中除磷之外的其它含量特性很少改变。据信，磷的减少具有误差。甘油含量是可忽略的，且即使没有发生选用冲洗步骤，此结果预期也不会改变。
根据研究，应注意，对母乳样本的浸泡/过滤步骤期间使用的温度低于用于牛奶样本的温度显著地减缓从样本汲水。浸泡/过滤步骤期间的汲取材料的量增加及/或较高温度将通过正向渗透促进更快的母乳浓缩。小袋的表面面积及/或总大小增加超过围封汲取材料所需要的增加预期会对所述过程及结果(如果有的话)产生可忽略的影响。
如所提及，本文中的测试中使用的温度是室温(高达77°F或25℃)及37°F。较高温度可用于加速过程，但是可导致母乳的存放寿命的对应缩短。例如，母乳的室温存放不建议超过6到8小时。(参见母乳喂养医学会2004年(新泽西，普林斯顿)发表的“ClinicalProtocol Number#8:Human Milk Storage Information for Home Use for HealthyFull Term Infants”)。冰箱温度通常高达39°F或4℃且可存放五天。隔热冷冻袋可在高达39°F的温度下使母乳保持新鲜达24小时。母乳在所描述温度下存放较长持续时间是安全的，但是某些脂类甚至母乳温度从37°F增加到39°F也预期会增加浸泡/过滤步骤的速度。如果浸泡/过滤步骤是在室温下进行，那么可能需要立即使用。
虽然已利用某些实施例描述了本发明，但是本发明的范围并无此限制。熟练的技术人员在得到本文中的教导之后将了解落入随附权利要求书的范围内的修改及变动。
Claims (16)
1.一种方法，其包括：
将使展现出渗透汲取性质的材料与大量未浓缩的挤出母乳分离的正向渗透膜放置成接触所述大量未浓缩的挤出母乳以汲取所述大量未浓缩的挤出母乳中的水以形成浓缩母乳；及
当所述浓缩母乳达到期望营养水平时收回接触所述浓缩母乳的所述正向渗透膜。
2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：
在放置所述正向渗透膜之前测量未浓缩的挤出母乳的所述量。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述材料是干燥碳水化合物。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述干燥碳水化合物是蔗糖、右旋糖或乳糖中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述浓缩母乳在从放置所述正向渗透膜的时间开始的预定时间达到所述期望营养水平。
6.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：
将所述大量未浓缩的挤出母乳放置到具有测量标记的容器中；及其中：
放置所述正向渗透膜包括将所述正向渗透膜放置在所述容器的一端处使得所述材料位于在重力方向上与所述大量未浓缩的挤出母乳相对的第二容器内；及
所述浓缩母乳在由所述测量标记指示的所述浓缩母乳的水平为期望值时达到所述期望营养水平。
7.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：
将所述大量未浓缩的挤出母乳放置到具有测量标记的容器中；及其中：
放置所述正向渗透膜包括将所述正向渗透膜放置在所述容器的一端处使得所述材料位于在重力方向上与所述大量未浓缩的挤出母乳相对的第二容器内；及
所述浓缩母乳在再也没有水可被汲取到所述第二容器中时达到所述期望营养水平。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述正向渗透膜形成围封所述材料的小袋。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述小袋是由围绕薄片的共同外周长密封的所述正向渗透膜的两个薄片形成或是由密封自身以包围所述材料的所述正向渗透膜的单个薄片形成。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述小袋是由围绕薄片的共同外周长密封到可膨胀材料薄片的所述正向渗透膜的单个薄片形成。
11.一种设备，其包括：
第一材料薄片，其包括正向渗透膜；
第二材料薄片，其围绕所述第一材料薄片及所述第二材料薄片的共同外周长密封到所述第一材料薄片，所述第一材料薄片经布置使得水可横越所述正向渗透膜到所述第一及第二薄片的内部；及
所述第一及第二薄片的所述内部内的干燥碳水化合物，其展现出渗透汲取性质以汲取未浓缩的挤出母乳中的水以形成浓缩母乳。
12.根据权利要求11所述的设备，其进一步包括：
保存所述未浓缩的挤出母乳的第一容器，所述第一容器具有指示所述容器内的量的测量标记。
13.根据权利要求12所述的设备，其进一步包括：
第二容器，其经配置以附接到所述第一容器的一端且支撑所述第一材料薄片及所述第二材料薄片使得所述第一材料薄片比所述第二薄片更靠近所述第一容器且接触所述第一容器内的母乳。
14.根据权利要求11所述的设备，其中所述干燥碳水化合物是粉末。
15.根据权利要求11所述的设备，其中所述干燥碳水化合物包括蔗糖、右旋糖或乳糖中的至少一种。
16.根据权利要求11所述的设备，其中第二材料薄片包括所述正向渗透膜。
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Legal Events
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