CN116322372A - 营养组合物 - Google Patents

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Abstract

营养组合物。本发明涉及一种包含碳水化合物、蛋白质和脂肪组成成分的合成的营养组合物，其中：(a)该营养组合物具有以干物质计至少3.5g/kg的总钙含量；(b)该蛋白质包含酪蛋白；(c)该营养组合物具有每10克酪蛋白7.5毫摩尔或更少的蛋白结合钙含量：并且(d)NPN与TN的比率为0.7或更少，并且：‑NPN表示该营养组合物中的非蛋白氮，以每100克营养组合物中的克数(g/100g)计；并且‑TN表示该营养组合物中的总氮(TN)，以g/100g计；(e)该脂肪组成成分包含甘油三酯，并且这些甘油三酯包含棕榈酸残基，这些棕榈酸残基占这些甘油三酯中存在的所有脂肪酸残基的超过10％(w/w)；(f)这些甘油三酯中至少10％的棕榈酸残基位于这些甘油三酯的Sn2位。本发明还涉及一种用于制备呈粉末形式的营养组合物的工艺、及该组合物在预防人类受试者、特别地0至36月龄的人类受试者中的肠道不适和便秘中的用途。

Description

营养组合物
技术领域
本发明涉及一种营养组合物、一种用于制备呈粉状形式的这种组合物的工艺、和该营养组合物的特定用途。
背景技术
营养学家长期以来一直认为，提供给年龄为至少6个月的婴儿的最佳食物或营养是其自己母亲的奶；即，新鲜人乳。然而，认识到在许多情况下婴儿无法用母乳进行喂养，因此已制备了基于牛乳的配方并且用于给婴儿提供营养。这些配方含有酪蛋白与乳清蛋白的混合物，以提供与母乳尽可能接近的氨基酸谱。业界已作出了很多努力以改善婴儿配方奶粉使其更接近于母乳。还给年龄超过6个月的较大儿童喂养呈后续配方和成长配方奶形式的用于断奶目的的配方。重要的是，婴儿配方以及后续配方和成长配方奶均显示理想的胃消化特性。
人乳与牛乳的蛋白质系统在量和质上都有实质性差异。在量上的显著差异包括与牛乳(33-35g/L)相比人乳(11g/L)的总蛋白含量较低，该总蛋白质含量常常表示为总氮含量乘以6.25或6.38。乳中的总含氮组分可以分为真蛋白氮和非蛋白氮(NPN)，其中酪蛋白和血清蛋白(后者亦称为乳清蛋白)是主要类别的蛋白质。酪蛋白是在pH 4.6下发生沉淀的来自乳的蛋白质，而乳清蛋白在此pH值下仍然可溶。在成熟的人乳中乳清蛋白与酪蛋白的比率典型地约为60：40至50：50，而在牛乳中乳清蛋白与酪蛋白的比率约为18：82。
尽管婴儿配方随着时间的推移已变得越来越好，但人乳与基于牛乳的婴儿配方之间仍然存在重要的差异，这会导致用这种婴儿配方喂养的婴儿遭受肠道不适和/或甚至由胃消化不良所引起便秘。这会导致婴儿哭泣的次数增加，因此导致父母更加焦虑。相比之下，母乳喂养的婴儿表现出频繁的稀/水样便，这相应地导致更好的肠道舒适性。
Broyard等人描述了酪蛋白分子作为在食品工业的成分使用。酪蛋白分子可以以分离的形式和胶束形式使用，该胶束形式由不同酪蛋白分子和磷酸钙的缔合而存在(C.Broyard等人“Modifications of structures and functions of caseins：ascientific and techn0logical challenge[酪蛋白结构和功能的修饰：科学与技术挑战]”，Dairy Science&Technology[乳品科学与技术]，Institute National de laRecherche Agronomique[法国国家农业科学研究院(INRA，FR)]，第95卷，第6期，第831-862页)。
US 2016/158287涉及婴儿的营养组合物，例如婴儿配方。它描述了一种用于在预防耳炎中使用的实验配方，该实验配方包含富含磷脂和乳脂肪球膜(MFGM)的乳清或乳蛋白浓缩物固体，其中该富含磷脂和MFGM的乳清或乳蛋白浓缩物固体进一步包含一种或多种选自由以下组成的组的生物活性化合物：乳铁蛋白、a-乳清蛋白、嗜乳脂蛋白、MUCl、PAS6/7(乳凝集素)、神经节苷脂、CD14、TLR1和TLR4、IgG、cGMP、唾液酸以及磷脂，并且其中所述富含磷脂和MFGM的乳清或乳蛋白浓缩物固体包含基于富含磷脂乳清或乳蛋白浓缩物固体来源的总脂质的至少20wt％的磷脂。US 2016/158287没有披露所使用的酪蛋白分子的形式，也没有披露每10克酪蛋白的蛋白结合钙的含量。
US 2014/249103披露了包括人乳低聚糖的营养组合物，这些营养组合物可以施用于个体(包括早产儿、婴儿、幼儿和儿童)，用于改善胃肠道功能和耐受性，以及有益细菌的生长；其进一步披露了使用包括人乳低聚糖的营养组合物的合适的方法。
使用婴儿配方时引起肠道不适的重要原因是在胃消化期间在胃中形成凝乳。这种凝乳是通过酪蛋白胶束阻塞到一起而形成。如果形成过多的这种固体凝乳，那么胃排空变得更加困难并且会导致肠道不适或甚至便秘的感觉。
本发明旨在提供一种营养组合物，其通过避免或以任何方式显著地减少在胃消化过程期间胃中的凝乳形成而表现出改善的胃消化特性，由此促进胃排空并改善肠道舒适性。
发明内容
已发现通过仔细地控制营养组合物中钙的量(特别是蛋白结合钙的量)可以显著地减少或甚至避免胃中的凝乳形成，由此改善胃消化。因此，本发明涉及一种合成的营养组合物，其中蛋白质组分包含酪蛋白胶束，这些酪蛋白胶束具有每10克酪蛋白7.5毫摩尔或更少的蛋白结合钙含量并且总钙含量为至少3.5g/kg，并且非蛋白氮(NPN)与总氮(TN)的比率为0.7或更少，并且其中脂肪组成成分包含甘油三酯并且这些甘油三酯包含棕榈酸残基，这些棕榈酸残基占这些甘油三酯中存在的所有脂肪酸残基的超过10％(w/w)；并且这些甘油三酯中至少10％的棕榈酸残基位于这些甘油三酯的Sn2位。
本发明进一步涉及一种用于制备呈粉状形式的这种营养组合物的工艺，其中在制备期间的某些时刻添加盐(有时亦称为矿物质)，其包括(i)钙结合酸或其水溶性钙盐及(ii)至少一种选自柠檬酸钙、磷酸钙和碳酸钙的钙盐。
具体实施方式
在第一方面，本发明涉及一种合成的营养组合物，其包含碳水化合物、蛋白质和脂肪组成成分，其中：
(a)该营养组合物具有以干物质计至少3.5g/kg的总钙含量；
(b)该蛋白质包括酪蛋白；
(c)该营养组合物具有每10克酪蛋白7.5毫摩尔或更少、优选地在3和6毫摩尔之间的蛋白结合钙含量；和
(d)NPN与TN的比率为0.7或更少、优选地在0.01和0.5之间、更优选地在0.03和0.3之间、最优选地在0.05和0.15之间，并且：
-NPN表示该营养组合物中的非蛋白氮，以每100克营养组合物中的克数(g/100g)计；以及
-TN表示该营养组合物中的总氮(TN)，以g/100g计；
(e)该脂肪组成成分包含甘油三酯并且这些甘油三酯包含棕榈酸残基，这些棕榈酸残基占这些甘油三酯中存在的所有脂肪酸残基的超过10％(w/w)；
(f)这些甘油三酯中至少15％的棕榈酸残基位于这些甘油三酯的Sn2位；优选地，这些甘油三酯中至少20％、25％、30％、或甚至至少35％的棕榈酸残基位于Sn2位。
术语“合成的”意指通过化学和/或生物手段获得的，与“天然的(在自然中发现的)”相反，例如合成的营养组合物不是人或动物来源的(例如它不是母乳或牛乳)。婴儿配方是合成的营养组合物的实例；它旨在复制人乳的营养价值，这不是一项简单的任务。
术语“营养”意指它滋养受试者。根据本发明的合成的营养组合物典型地通过肠内、口服、口胃饲或鼻胃饲(优选地口服)服用，并且可以包括碳水化合物、脂肪和蛋白源。
根据本发明的合成的营养组合物可以旨在用于婴儿和/或幼儿，并且可以例如配制为婴儿配方、成长乳、或任何其他基于乳的营养组合物、补充剂(或补充物)，或配制为强化剂如乳强化剂(例如人乳强化剂)。营养组合物可以呈粉末或液体形式。
可以通过在三酰基甘油的Sn2位处使用更高比例的棕榈酸酯来增加特定水平的蛋白结合钙的效果，因为已知与具有较低Sn2棕榈酸酯水平的饮食(例如，仅具有植物油的婴儿配方)相比，这改善了膳食脂肪和钙吸收，参见例如WO 2013068879。已知增加Sn2棕榈酸酯水平可减少肠道炎症、粪便脂肪、便秘、棕榈酸皂并减少哭泣次数。因此，它会增加肠道舒适性。
人乳和牛乳具有高水平的与甘油的Sn2(也称为Sn-2、sn2或sn-2)位连接的棕榈酸酯，而在植物油中，棕榈酸主要在甘油的Sn-1和Sn-3位处连接。Sn-2棕榈酸酯结构化甘油三酯(也称为结构化脂质)的开发使得能够模拟人乳脂肪的组成和结构两者。植物油上的酶促过程能够将棕榈酸的位置改变为Sn-2位，此类产品是可商购的，例如来自邦吉洛德斯公司(Bunge Loders Croklaan)的
Figure BDA0004153748140000051
45。临床研究表明，婴儿配方中富含Sn-2棕榈酸酯会增加脂肪吸收、减少钙皂形成和降低粪便硬度、增加钙保留和增加骨骼矿物质沉积。因此，技术人员将容易理解Sn2棕榈酸酯的所需水平(即甘油三酯中处于Sn2位的棕榈酸残基的％)可以通过改变乳脂肪、植物油和结构化脂质之间的比率来获得。以相同的方式，可以改变棕榈酸相对于甘油三酯中所有脂肪酸残基的wt％。来自各种植物油的脂肪酸组成成分可以例如从各种来源(如维基百科(Wikipedia)或E.G.Giakoumis(E.G.Giakoumis，Renewable Energy[可再生能源]126(2018)第403-419页，表1))发现。
钙是该营养组合物中需存在的重要元素。最低水平是由相关法规所规定。钙可以来自各种来源，如来自任何基于乳的成分，尤其是脱脂乳、全脂乳和/或奶油，或者来自单独添加的一种或多种的钙盐。为了本发明的目的，重要的是在该营养组合物中以干物质计的总钙含量为每千克至少3.5克的Ca(g/kg)。优选地，以干物质计，总钙含量在3.5至9.5g/kg、更优选地3.6至8.0g/kg的范围内。如标准方法ISO 21424：2018(IDF 243)-乳、乳制品、婴儿配方和成人营养品-矿物质和微量元素的测定-电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)所述，可以使用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)确定钙含量。
该营养组合物中的钙可以基本上来自两个来源。首先，钙可以来自用作该营养组合物的原料的乳制品成分。这类乳制品成分可以例如包括奶油、脱脂乳、全脂乳和/或乳清成分(如天然乳清、脱盐乳清、或两者的组合)。其次，钙也可以源自所添加的钙盐。这类钙盐应是可允许用于食品、特别是婴幼儿营养组合物的盐。合适的钙盐的实例是柠檬酸钙、磷酸钙和碳酸钙。也可以使用两种或更多种的这类钙源的组合。如本领域技术人员将理解的，磷酸钙盐可以以不同的形式出现。为了本发明的目的，磷酸钙盐可以呈各种形式，条件是在每一种情况下一摩尔的该盐含有至少一摩尔的钙和一摩尔的正磷酸盐。合适的实例包括磷酸氢钙、磷酸二氢钙、磷酸钙、二磷酸二钙、三磷酸钙、和磷酸三钙。
本发明的营养组合物包含蛋白质组分。已发现关键的是，与所存在的蛋白质结合的钙受到仔细的控制并且不应超过某个值，从而最小化或甚至完全地避免胃中的凝乳形成。如上所示，奶牛的乳蛋白可以分为酪蛋白和血清蛋白(亦称为乳清蛋白)。牛乳中乳清蛋白与酪蛋白的比率大约为18∶82。在中性条件下，绝大多数的酪蛋白将以胶束的形式存在。在牛乳中，钙可以以(溶解的)盐和蛋白结合钙的形式存在。大部分的蛋白结合钙(大于90wt％、典型地大于95wt％)将结合到酪蛋白和酪蛋白胶束中，其余的蛋白结合钙高达100％与乳清蛋白缔合。已发现，特别地此蛋白结合钙在胃中的凝乳形成中起重要作用。因此，在本发明的营养组合物中，这种蛋白结合钙的含量应为每10克酪蛋白7.5毫摩尔或更少、优选地在3毫摩尔和6毫摩尔之间。
通常，营养组合物中蛋白结合钙的量是如下确定的。参照图1的程序示意图，首先使液体营养组合物NC(如果呈粉末形式，那么首先使营养组合物在水中复原)在20℃下平衡1小时并且在20℃下以200x g离心15分钟以除去不溶的钙盐，随后将沉淀团块(PEL1)与上清液(SUP)分离。随后使SUP在20℃下平衡2小时，之后在20℃下以100,000x g离心60分钟。将所得到的液体血清层(SER)与奶油层(CRE)和沉淀团块(PEL2)分离，随后经过10kDa膜进行过滤以获得样品的10kDa可渗透级分(渗透物，PER10kD)。通过上述的ICP-MS法，确定SUP和PER10kD中的总钙(<Ca>)浓度，以克/千克(g/kg)计。然后，按照乳中不渗透经过10kDa膜的钙的分数，确定蛋白结合钙的浓度(PBCa，以g/kg计)：
PBCa＝SUP中的<Ca>-PER10kD中的<Ca>
如ISO17997/IDF 29-1-酪蛋白氮含量的测定-第1部分-间接法(参考方法)所述，确定基于乳的液体中的酪蛋白氮含量(CN)(以g/100g产品计)。基于乳的液体中的酪蛋白含量(Cas)(以g/100g计)则为：
Cas＝基于乳的液体中的CN*6.38
营养组合物中的酪蛋白(Cas)含量也可以按不同方式进行确定，特别是如果组合物的加工历史是未知的并且在这种加工期间已发生乳清蛋白变性的话。在这种情况下，乳清蛋白中的一些被确定为上述方法ISO17997/IDF 29-1中的CN，因此将出现CN的不准确值，并且所得到的酪蛋白含量将是不正确的。然而，当使用下述的更复杂方法时，将会始终获得正确的酪蛋白含量。
因此，在此用于确定营养组合物中酪蛋白含量的更复杂方法中，首先确定组合物的总氮含量(TN)、非蛋白氮(NPN)和氨基酸组成。使用如方法ISO 8968-1/IDF 020-1(乳和乳制品-氮含量的测定-第1部分；凯氏原理和粗蛋白质计算)所述的凯氏定氮法，确定TN。如方法ISO 8968-4/IDF 020-4(乳和乳制品-氮含量的测定-第4部分：非蛋白氮含量的测定)所述，确定NPN。TN和NPN两者均以每100克营养组合物的克数(g/100g)表示。氨基酸组成通过基于AOAC法定方法994.12-喂养中的氨基酸中所描述方法的离子交换色谱法进行测定。随后如AOAC法定方法2012.7(基于乳的婴儿配方中乳清蛋白的分数的计算)所述，由氨基酸脯氨酸(Pro)、苯丙氨酸(Phe)、天冬氨酸加天冬酰胺(Asp+Asn)和丙氨酸(Ala)的浓度，计算该营养组合物中乳清蛋白与酪蛋白的比率。基于TN和NPN，可以按照(TN-NPN)*6.38计算出总蛋白含量。随后可以基于总蛋白含量和乳清蛋白与酪蛋白的比率，确定该营养组合物中的酪蛋白含量(以g/100g计)。
然后，通过使用以下公式，按照每10克酪蛋白的蛋白结合钙的以毫摩尔计的量，计算出蛋白结合钙的量(即PBCa/Cas比率)：
Figure BDA0004153748140000071
其中MW(Ca)是钙的摩尔重量，以g/mol计(＝40g/mol)；PBCa是蛋白结合钙，以g/kg计；Cas是酪蛋白的量，以g/100g计(其等于量*10g/kg)。蛋白结合钙的量是在约7的标准pH(即6.5和7.5之间)下确定的。
为了确保蛋白结合钙的量低于7.5毫摩尔/10克酪蛋白的阈值，在营养组合物的制备中可能需要采取特定的措施。然而，也可能的是，某些奶牛品种产生具有在期望范围内的蛋白结合钙含量的乳。另一方面，如果需要采取特定的措施，这典型地将包括使用一种或多种钙结合物质，这些物质可允许使用于食品和具体地婴儿配方，接着使用于配方和成长配方奶。因此，可以使用可以在食品中使用的钙结合酸或其水溶性盐。合适的实例是柠檬酸和柠檬酸盐。因为钾和钠通常也是以盐的形式而添加，所以优选的是使用柠檬酸钾和/或柠檬酸钠作为钙结合物质。所使用的一种或多种钙结合物质的量将取决于在用作原料的乳中的蛋白结合钙水平。除了或者代替钙结合物质的添加，使蛋白结合钙达到正确水平的措施也可以包括添加酪蛋白酸盐作为低钙酪蛋白源、或者加工原料乳以减少蛋白结合钙的量。这种加工可以包括在特定条件下的膜过滤、用离子交换树脂处理原料乳、和/或使乳经历电渗析处理。
营养组合物中NPN与TN的比率应为0.7或更少、优选地在0.01和0.5之间、更优选地在0.03和0.3之间、最优选地在0.05和0.15之间。通常，营养组合物中的高NPN/TN比率(即，高于0.7)是在这些产品中使用广泛水解蛋白质的指示。本发明的一个关键方面是存在于营养组合物中的大部分蛋白质具有其天然形式并因此处于非水解状态。
使用如方法ISO 8968-1/IDF 020-1(乳和乳制品-氮含量的测定-第1部分；凯氏原理和粗蛋白质计算)所述的凯氏定氮法，确定总氮(TN)。另外，如方法ISO 8968-4/IDF 020-4(乳和乳制品-氮含量的测定-第4部分；非蛋白氮含量的测定)所述，确定复原样品的非蛋白氮含量(NPN)。TN和NPN两者均以每100克营养组合物的克数(g/100g)表示。
在一个实施例中，本发明的营养组合物具有每10克酪蛋白3和7毫摩尔之间、优选地每10克酪蛋白4和7毫摩尔之间、更优选地每10克酪蛋白4和6.5毫摩尔之间、最优选地每10克酪蛋白4和6毫摩尔之间的蛋白结合钙含量。
在另一实施例中，本发明的营养组合物中的甘油三酯包含棕榈酸残基，这些棕榈酸残基占这些甘油三酯中存在的所有脂肪酸残基的超过15％(w/w)，优选地超过20％。
在又另一实施例中，本发明的营养组合物包含如下的甘油三酯，这些甘油三酯中至少15％的棕榈酸残基位于这些甘油三酯的Sn2位，优选地这些甘油三酯中至少20％、25％、30％、或甚至至少35％的棕榈酸残基位于Sn2位。
优选地，本发明的营养组合物中的甘油三酯包含棕榈酸残基，这些棕榈酸残基占这些甘油三酯中存在的所有脂肪酸残基的超过15％(w/w)，并且甘油三酯中至少15％的棕榈酸残基位于这些甘油三酯的Sn2位，优选地这些甘油三酯中至少20％、25％、30％、或甚至至少35％的棕榈酸残基位于Sn2位。
在一个实施例中，本发明的营养组合物中的甘油三酯包含棕榈酸残基，这些棕榈酸残基占这些甘油三酯中存在的所有脂肪酸残基的超过25％(w/w)，并且甘油三酯中至少15％的棕榈酸残基位于这些甘油三酯的Sn2位，优选地这些甘油三酯中至少20％、25％、30％、或甚至至少35％的棕榈酸残基位于Sn2位。
营养组合物中所使用的脂肪组成成分原则上可以是已知用于婴儿配方和幼儿配方的任何脂肪组成成分。这种脂肪组成成分可以由在制备过程中的不同阶段所添加的两种或更多种的组分所组成。然而，优选的是，所使用总脂肪组成成分的至少部分是源自牛乳脂肪。更具体地，优选的是，基于该脂肪组成成分的总重量，该脂肪组成成分包含至少20重量％、优选地至少45重量％的源自牛乳脂肪源的三酰基甘油(TAG)。优选的牛乳脂肪源是全脂乳、奶油、和无水乳脂肪。可以使用这些牛乳脂肪源中的任一种以及这些牛乳脂肪源中的两种或更多种的任意组合。
在一个特别优选的实施例中，本发明营养组合物中所使用的脂肪组成成分包含
(a)基于TAG中的脂肪酸酰基的总重量0.5重量％-2.2重量％、优选地0.6重量％-2.0重量％的丁酸酯基(C4：0)；和
(b)基于TAG中的脂肪酸酰基的总重量18.0重量％-35.0重量％、优选地19.0重量％-32.0重量％的在TAG的sn-1和sn-3位的长链饱和脂肪酸酰基，该长链饱和脂肪酸酰基具有12个或更多碳原子的链长。
可以通过标准方法ISO 15884/IDF 182：2002(乳脂肪-脂肪酸甲酯的制备)和ISO15885/IDF 184(乳脂肪-通过气液色谱法测定脂肪酸组成成分)确定脂肪组成成分中不同脂肪酸的含量。可以根据Luddy，F.E.，Barford，R.A.，Herb，S.F.，Magidman，P.和Riemenschneider，R.W.J.Am.Oil Chem.Soc.[美国油脂化学社杂志]，41，693-696(1964)中所披露的方法，确定脂肪酸在甘油主链上的分布。在本质上，此方法包括利用sn-1，3特异性胰脂肪酶(猪)将TAG(三酰基甘油)水解。通过薄层色谱法将所需的形成的2-单酰基甘油进行分离，随后将它们甲基化以便进行气相色谱分析并且以摩尔浓度进行定量。通过以下公式，由总脂肪中此脂肪酸的摩尔浓度[FA-TAG]和sn-2位的此脂肪酸的摩尔浓度[FA(sn-2)]计算甘油主链的sn-1，3位的脂肪酸的摩尔浓度[FA(sn-1，3)]：
Figure BDA0004153748140000101
本发明的营养组合物还包含碳水化合物。典型地，这类碳水化合物将主要地由乳糖组成。也可以包含其他碳水化合物成分，如低聚糖(例如，低聚果糖和/或低聚半乳糖)。优选地，碳水化合物包括不可消化的低聚糖，如低聚半乳糖、低聚果糖、菊糖、低聚木糖，它们都是容易商购的。在一个优选的实施例中，不可消化的低聚糖包括低聚半乳糖和低聚果糖。在另一实施例中，本发明的组合物包含每100克组合物0.1和10克之间的不可消化的低聚糖，优选地1.0和6.0克之间的不可消化的低聚糖，更优选地其包含每100克组合物0.1和10克之间的低聚半乳糖，优选地1.0和6.0克之间的低聚半乳糖。在又另一实施例中，本发明的组合物包含每100克组合物1和30克之间的不可消化的低聚糖，优选地2.0和25克之间的不可消化的低聚糖，更优选地其包含每100克组合物5和20克之间的低聚半乳糖，优选地10和20克之间的低聚半乳糖。低聚半乳糖由例如菲仕兰坎皮纳公司(FrieslandCampina(NL))出售。
在一个特别优选的实施例中，本发明的营养组合物还包含至少一种人乳低聚糖。合适的人乳低聚糖包括岩藻糖基化乳糖，特别是2′-岩藻糖基乳糖(2′-FL)和3-岩藻糖基乳糖(3-FL)、乳糖-N-四糖(LNT)、乳糖-N-新四糖(LNnT)和6′-唾液酸苷乳糖(6′-SL)。其中，最优选的是2′-FL。如果存在，以干物质计，营养组合物中人乳低聚糖的总量合适地为每100克0.05至2.0克、更合适地0.1至1.0克(g/100g)。
该营养组合物特别适合于0至36月龄的人类受试者，特别是婴儿(0-12月龄的人，根据食品法典委员会(CODEX STAN 72-1981)，进一步称为CODEX)和高达36月龄的幼儿。用于婴儿的营养组合物通常被称为婴儿配方，针对较大的儿童的配方奶和成长乳通常也使用如前文所述的术语。当作为婴儿配方使用时，根据本发明的营养组合物应含有处于CODEX所规定的量的各成分(如果需要，按照个别国家的其他法规所规定的)。因此，根据本发明的婴儿营养组合物包含如上所述的蛋白质、碳水化合物、和脂肪组成成分，并且还将包含维生素、盐、和微量元素以及符合食品法典CODEX(如果需要，其他的国家法规)所规定规格的其他物质。
本发明的营养组合物可以呈即食配方的形式，采用可饮用或者可勺取的形式，或者采用粉状配方的形式。在所生产、运输和销售的形式中，合适地呈粉末形式。随后可以将粉末与水混合，以获得由婴儿或幼儿食用的即饮型或即勺取配方。呈其即饮或即勺取形式的最终营养组合物的pH值典型地将会在6.5和7.5之间，这是此类型食品的标准pH值。
本发明还涉及一种用于制备如上所述呈粉末形式的营养组合物的工艺，该工艺包括以下步骤：
(a)制备包含乳清蛋白源、酪蛋白源、脂肪源、碳水化合物源和盐的混合物；
(b)将步骤(a)中所得到的混合物喷雾干燥成为粉末；和
(c)任选地将盐干共混到从步骤(b)得到的粉末中，以获得该营养组合物，
其中这些盐包括
(i)钙结合酸或其水溶性盐；和
(ii)至少一种选自磷酸钙和碳酸钙的钙盐，并且
其中在步骤(a)中添加该钙结合酸或其水溶性盐，并且在步骤(a)和/或步骤(c)中添加该至少一种钙盐。
该工艺的步骤(a)可以通过本领域已知的任何方式来进行。混合物的每个组分，即乳清蛋白源、酪蛋白源、脂肪源、碳水化合物源、和盐，其自身可由两种或更多种的子组分所组成，或者可以与一种或多种其他组分组合成为单一成分。例如，脂肪源可以由一种或多种牛乳脂肪组分以及一种或多种植物脂肪和/或油组分所组成，其中的各组分可以在步骤(a)期间的不同阶段添加。另一方面，如果使用全脂乳，则可以将其用作脂肪源、乳清蛋白源、酪蛋白源、碳水化合物源、和盐来源，这些全部被组合在单一成分中。同样地，脱脂乳将会是组合的乳清蛋白源、酪蛋白源、碳水化合物源、和盐来源。盐还可以包含多种不同的盐组分，它们可以在步骤(a)期间添加，但也可能在干混步骤(c)期间添加。出于本发明工艺的目的，盐应以任意方式包含
(i)钙结合酸或其水溶性盐；和
(ii)至少一种选自柠檬酸钙、磷酸钙和碳酸钙的钙盐，优选的是磷酸钙和碳酸钙。为了本发明的目的，甚至更优选的是使用这两种钙盐的组合，因为这能够更精确地微调最终营养组合物中的蛋白结合钙水平。
钙结合酸或其水溶性盐合适地是选自柠檬酸、柠檬酸钠、柠檬酸钾及这些中两种或更多种的任意组合，优选地柠檬酸钠与柠檬酸钾的组合。
所使用的乳清蛋白源原则上可以是常规地用于或可用于制备营养组合物的任何乳清蛋白源。为了本发明的目的，适合使用脱盐乳清。然而，也可以使用从原料乳中分离出的乳清产品，其中只需最少的热处理便可将尽可能多的乳清蛋白保持在其天然状态(所谓的天然乳清)。
可以在步骤(a)期间的不同阶段添加不同成分。例如，步骤(a)可以通过以下的连续步骤而执行：
(a1)将经组合的一种或多种酪蛋白源、乳脂肪源、和乳清蛋白源进行共混；
(a2)将所得到的混合物加热以蒸发这种混合物中所包含水的部分，随后使该混合物冷却；
(a3)向经冷却的混合物中添加盐和维生素；
(a4)巴氏灭菌；和
(a5)添加植物油源，典型地是一种或多种植物油共混物，并且使该混合物均质化。
随后可以在步骤(b)中将所得到的均质混合物喷雾干燥。在步骤(a1)中所使用的酪蛋白源和乳脂肪源可以是两种不同的组分，如脱脂乳(酪蛋白源)和奶油或无水乳脂肪(乳脂肪源)，但也可以组合成为单一组分，如全脂乳。
众所周知，如果需要，可以在步骤(a)期间的不同时刻按不同顺序执行巴氏灭菌和均质化。上面给出的实例只是将所有成分共混到一起的一种方法。原则上，可以使用任意顺序的步骤来得到所有成分的均匀混合物。
在步骤(b)中，将从步骤(a)得到的混合物喷雾干燥，以获得呈粉末形式的营养组合物。喷雾干燥是公知的技术，并且可以使用适合于由从步骤(a)得到的液体营养组合物混合物生产粉末的任何喷雾干燥技术。
最后，在任选的步骤(c)中，可以将其他成分干共混到从步骤(b)得到的粉末中，以获得最终的营养组合物粉末。可以在此步骤(c)中被干混的一种成分是盐(的部分)，特别是柠檬酸钙、磷酸钙和/或碳酸钙。在本发明的工艺中，在步骤(a)中添加钙结合酸或其水溶性盐，而在步骤(a)和/或步骤(c)中添加一种或多种钙盐。合适地在添加该一种或多种钙盐之前添加钙结合组分。除了盐以外，在干混步骤(c)期间也可以添加其他成分。此类成分包括例如维生素、乳糖、低聚半乳糖(GOS)、人乳低聚糖(HMO)、和在营养组合物中适当地存在的微量元素(其预混物)。这在本领域中是众所周知的。
已发现本发明的营养组合物导致胃中的凝乳形成减少或者甚至根本没有凝乳形成，由此促进胃排空和胃消化。这有助于防止婴幼儿中的肠道不适和便秘。因此，在另一方面，本发明涉及如上所述的营养组合物，其用于预防人类受试者、合适地0至36月龄的人类受试者中的肠道不适和便秘。
通过以下的实例进一步说明本发明，然而不将本发明的范围局限于这些具体实施例。
附图说明
图1是用于测定蛋白结合钙的程序的示意图。
图2示出了所使用体外胃消化模型的设置。
图3示出了在不同pH值下根据本发明的两个样品和一个比较样品的体外胃消化后的摄影图像。
图4示出了所测试模型配方的SDS-PAGE电泳图。
图5示出了根据本发明的营养组合物在体外胃消化后的摄影图像。
图6示出了实例3的营养组合物的SDS-PAGE电泳图。
实例
实例1-模型配方的制备
制备了具有不同水平的蛋白结合钙的模型配方并且在体外进行了测试，以证明在胃消化期间蛋白结合钙对胃中凝乳形成的影响。
使用Pyne和McGann(Pyne，G.T.和McGann，T.C.A.(1960).The colloidalphosphate of milk：II.Influence of citrate[乳的胶体磷酸盐：II.柠檬酸盐的影响].Journal of Dairy Research[乳品研究杂志]，27(1)，9-17)所述的方法，制备具有不同程度的酪蛋白矿化的乳样品。
为此，获得了一批50公斤的巴氏灭菌脱脂乳。取三个子样品(各200g)，将其中的一个(样品2)保持在其初始pH值，但通过添加1M盐酸(酸)将样品1调节至pH5.7并且通过添加1M氢氧化钠(碱)将样品3调节至pH 8.0。pH调节是在5℃下执行，其中使乳样品以及酸和碱在此温度下平衡1小时，之后进行pH调节。
由于该pH调节，乳中的盐平衡已发生了变化。为了使经调节乳的血清组成成分重新平衡，将这些样品进行透析。因此，随后使用标称截留分子量为14kDa的透析膜，相对于初始巴氏灭菌脱脂乳，将样品1、样品2和样品3彻底地进行透析。在5℃下执行24小时第一次透析，由此对于样品1、样品2和样品3中每个，针对5000g的初始巴氏灭菌乳，将200g乳在温和搅拌下进行透析。在此透析阶段之后，将透析管转移至在5℃下容纳5000g初始巴氏灭菌脱脂乳的另一个容器中，并且在相同条件下再次进行24小时透析。在此透析步骤之后，从透析管中取出样品。
如使用标准设备在20℃下所测量的，经透析样品1DIA(从样品1获得的经透析样品)、2DIA(从样品2中获得的经透析样品)、和3DIA(从样品3获得的经透析样品)的pH值为6.8。
随后分别使用样品1DIA、样品2DIA、和样品3DIA制备模型配方MF1、MF2和MF3，其中将21g的各个经渗析样品与21g的脱盐乳清(
Figure BDA0004153748140000151
90Liquid ex FrieslandCampina成分，其具有以干物质计13.5wt％的总蛋白含量、以干物质计84.5wt％的乳糖含量、以干物质计0.040wt％的钙含量、28wt％的总固体含量)和58g的乳渗透物进行混合，该乳渗透物通过将巴氏灭菌脱脂乳在50℃下使用10kDa膜进行超滤而产生，并且具有小于0.05g/100g的TN、4.9wt％的乳糖含量和0.028wt％的钙含量。
随后对模型配方MF1、MF2和MF3的总氮含量(TN)、非蛋白氮含量(NPN)、酪蛋白氮含量(CN)、和钙含量(Ca)进行分析。随后以每10g酪蛋白的Ca毫摩尔数计，计算蛋白结合钙与酪蛋白的比率(PBCa/Cas)。
使用如方法ISO 8968-1/IDF 020-1(乳和乳制品-氮含量的测定-第1部分：凯氏原理和粗蛋白质计算)所述的凯氏定氮法，确定TN。
如方法ISO 8968-4/IDF 020-4(乳和乳制品-氮含量的测定-第4部分：非蛋白氮含量的测定)所述，确定NPN。
如ISO17997/IDF 29-1-酪蛋白氮含量的测定-第1部分-间接法(参考方法)所述，确定CN。然后，按照CN*6.38，计算经透析样品的酪蛋白含量。
如标准方法ISO 21424I IDF 243：2018(乳、乳制品、婴儿配方和成人营养品-矿物质和微量元素的测定-电感耦合血浆原子质谱法(ICP-MS))所述，使用电感耦合等离子体原子质谱法(ICP-MS)确定钙含量。
如前文中参照图1所述，确定PBCa。因此，首先使MF1、MF2、和MF3的样品在20℃下平衡1小时，并且在20℃下以200x g离心15分钟以除去任何不溶的钙盐，随后将沉淀团块与上清液(SUP)分离。随后使SUP在20℃下平衡2小时，之后在20℃下以100,000x g离心60分钟。将所得到的液体血清层与奶油层和沉淀团块分离，随后经过10kDa膜进行过滤，以获得该样品的10kDa可渗透级分(PER10kD)。通过上述的ICP-MS方法，确定SUP和PER10kD中的总钙(<Ca>)浓度，以克/千克(g/kg)计。按照如下，计算蛋白结合钙的浓度(PBCa，以g/kg计)：
PBCa＝SUP中的<Ca>-PER10kD中的<Ca>
模型配方MF1、MF2和MF3的关键参数示于表1。
表1.模型配方MF1、MF2和MF3的组成参数
Figure BDA0004153748140000161
Figure BDA0004153748140000171
脂肪酸测定
通过标准方法ISO 15884/IDF 182：2002(乳脂肪-脂肪酸甲酯的制备)和ISO15885/IDF 184(乳脂肪-通过气液色谱法测定脂肪酸组成成分)确定本发明的组合物的脂质组成成分中不同脂肪酸的含量。这些ISO方法允许确定相对于TAG中该脂肪酸的总摩尔数([FA-TAG])的脂肪酸摩尔浓度。可以根据Luddy，F.E.，Barford，R.A.，Herb，S.F.，Magidman，P.和Riemenschneider，R.W.J.Am.Oil Chem.Soc.[美国油脂化学社杂志]，41，693-696(1964)中所披露的方法，确定脂肪酸在甘油主链上的分布。本质上，此方法包括利用sn-1，3特异性胰脂肪酶(猪)将三酰基甘油(TAG)水解。通过薄层色谱分离所需形成的2-单酰基甘油，然后将其甲基化以进行气相色谱分析，并相对于sn-2位的脂肪酸总摩尔数([FA(sn-2)])以摩尔浓度进行定量。原则上乳脂肪源可以是任何可用的牛乳脂肪源，例如全脂乳、奶油、无水乳脂肪(AMF)或由干法分馏、临界CO2提取或本领域已知的其他分馏方法产生的乳脂肪馏分。然而，发现特别适合使用全脂乳和/或奶油作为乳脂肪源。
MF1、MF2和MF的脂肪组成成分(也称为脂肪馏分)中的棕榈酸残基的量是总脂肪酸残基的32wt％，并且甘油三酯中43％的棕榈酸残基与甘油三酯的Sn2位连接。
实例2-体外胃消化
在NIZO(荷兰埃德市(Ede))，使用半动态消化模型，使用适合于模拟婴儿胃状态的消化条件，进行配方MF1、MF2(两者均根据本发明)和MF3(比较)的体外胃消化实验。
对于样品的体外胃消化，使用如在图2中所述的系统。对于典型的实验，将0.83g30mM HCl放入置于37℃和约120rpm的搅拌水浴装置中的100mL瓶中。也使该样品在37℃下平衡。随后将20mL样品以1mL/min的速率输入瓶中，但以0.13mL/min的速率添加胃液(含有250U/mL胃蛋白酶和8.75U/mL脂肪酶的30mM HCl)。将胃液保持在冰上，以防止酶活性的损失。将猪胃蛋白酶(西格玛公司(Sigma))用作胃液中的胃蛋白酶源，而Amano脂肪酶A(安满能公司(Amano))是所使用的标准脂肪酶。
体外胃消化的标准条件总结于表2中。
表2.体外胃消化的标准条件
Figure BDA0004153748140000181
为了允许在规定的pH值下进行采样，首先确定样品的缓冲曲线。为此，将样品与不同体积的30mM HCl加以混合并测定pH值。基于达到某个pH值所需的30mM HCl的量和泵送速度，可以计算出应取样的时间点。为了抑制采样后的胃蛋白酶活性，以50μL/10mL经消化样品的水平添加胃酶抑素A储备溶液(18mL甲醇+2mL冰醋酸中0.02g胃酶抑素A)。
在消化期间的设定点(pH 6.0、5.0、4.5、3.5)取出产品(针对各pH点使用单独的产品)，将容器的内容物倾倒入培养皿中并拍照，以便对凝乳形成和分解进行目视观察。随后，将样品以4000x g离心10分钟，并且通过倾析使沉淀团块与上清液分离。将这两个级分称重并进行冷冻干燥，随后在还原条件下通过SDS-PAGE进行分析。
图3示出了在不同pH值下的体外胃消化后的模型配方的摄影图像。在其中对样品进行摄影的容器的直径为88mm。图3示出了在任何pH值下在样品MF1(根据本发明)中均未观察到可见凝乳形成。在样品MF2(根据本发明)中，在pH 6.0下未观察到可见凝结，但随着消化的进行，在pH 5.0下观察到凝结。然而，在进一步进行时，在此样品中未观察到残留的凝乳颗粒，从而表明最初形成的凝乳颗粒的分解。对于样品MF3(比较)，在pH 6.0下已经观察到强的凝结，尽管随时间推移观察到颗粒的一些分解，甚至在消化结束时(pH 3.5；＞120min)仍然观察到大的残留凝乳颗粒。
也将样品MF1、样品MF2和样品MF3进行离心，得到沉淀团块和上清液(血清)，并且在还原条件下通过SDS-PAGE进行分析。如在图4中所述，仅在初始样品和所形成的沉淀团块中观察到在25-35kDa范围内在SDS-PAGE凝胶上所观察到的完整酪蛋白。
在pH 6.0下，在所有样品MF1、样品MF2和样品MF3的沉淀团块中，均观察到残留的完整酪蛋白；然而，在pH 5.0下，在样品MF1中不再观察到残留的完整酪蛋白，但样品MF2和样品MF3仍然显示残留的完整酪蛋白。在较低的pH下，在样品MF2中不再观察到完整的酪蛋白。然而，在样品MF3中，即使在消化过程结束时(pH 3.5)，仍然观察到残留的完整酪蛋白，可能也包含在仍然在这些样品中观察到的大凝乳颗粒内(参见图3)。因此，显然所形成凝乳颗粒的大小是决定样品中酪蛋白分解速率的关键因素。如果形成大的颗粒，则总颗粒表面积较低，并且消化酶经过颗粒的扩散很可能是限速步骤，酪蛋白分解缓慢。
实例3-营养组合物
由经加热的全脂乳、奶油、和脱盐乳清制备复合共混物。为此，将145kg的全脂乳与163kg的脱盐乳清和16kg的奶油加以混合。如上所述，确定各成分和复合共混物的TN、NPN、总钙含量和酪蛋白含量。另外，如上所述，确定乳和复合共混物的蛋白结合钙(PBCa)。使用罗斯-高特里巴(Rose Gottlieb)法(ISO 1211/IDF 1，乳-脂肪含量的测定-重量法(参考方法))确定脂肪含量。结果示于表3中。
表3.特性
Figure BDA0004153748140000201
使复合共混物经受蒸发处理并添加其他成分(配方参见表4)。将所得到的混合物进行巴氏灭菌，均质化并且喷雾干燥，从而获得水分含量为2.5％的经喷雾干燥基础粉末。通过干混将其他的成分添加到经喷雾干燥的基础粉末中，如在表4中所示。
最终营养组合物粉末具有＜3.0％的水分含量。
表4.营养组合物配方
Figure BDA0004153748140000202
Figure BDA0004153748140000211
以每90克水13克粉末的水平，使粉状营养组合物在40℃的去离子水中复原60分钟。利用上述方法，确定产品中酪蛋白矿化的水平(即，蛋白结合钙，PBCa/Cas)。
利用前文中所描述的方法，对营养组合物进行分析。如前文所述，利用TN、NPN和氨基酸组成确定酪蛋白含量。结果示于表5中。
表5.营养组合物的关键特征
总蛋白(6.38*TN) g/100g 11.4
酪蛋白(CN*6.38) g/100g 4.2
NPN g/100g 0.18
NPN/TN 0.10
脂肪 g/100g 27
2′-FL g/100g 0.25
GOS g/100g 3.0
乳糖 g/100g 51.7
Ca mg/100g 421
PBCa/Cas mmol/10g酪蛋白 5.2
随后利用实例2中所述的方法使样品经历体外消化，在pH 6.5、6.0、5.5、4.5和3.5下取样。达到这些pH值后的样品的摄影图像示于图4中，SDA-PAGE电泳图示于图6中。
如从图5和图6中可见，在pH低于6.0时，未观察到大的凝结物并且不再观察到完整的酪蛋白(参见25-35kDa范围)，从而清楚地表明在胃条件(pH＜5)下未发生凝乳形成并且消化有效地进行。
实例4：婴儿配方和成长乳的配制
在表6中示出了根据本发明的婴儿配方和成长乳的实例。婴儿配方的剂量为约13g/100mL，成长乳的剂量为15g/100mL。
技术人员将理解，所有成分的确切的量可针对不同年龄组或为符合监管要求进行调整。
表6.婴儿配方和成长配方组合物
Figure BDA0004153748140000221
应理解，婴儿配制品的配方同样可用于后续配方。婴儿配方或后续配方可以使用本领域已知的技术制成粉末。
在一个实施例中，本发明涉及如在表6中指定的组合物。在另一实施例中，本发明涉及如在表6中指定的组合物，其中该低聚半乳糖已用一种或多种其他不可消化的低聚糖(如低聚果糖、菊糖或低聚木糖)替代。

Claims (15)

1.一种合成的营养组合物，其包含碳水化合物、蛋白质和脂肪组成成分，其中：
(a)该营养组合物具有以干物质计至少3.5g/kg的总钙含量；
(b)该蛋白质包括酪蛋白；
(c)该营养组合物具有每10克酪蛋白7.5毫摩尔或更少的蛋白结合钙含量；并且
(d)NPN与TN的比率为0.7或更少，并且：
-NPN表示该营养组合物中的非蛋白氮，以每100克营养组合物中的克数(g/100g)计；以及
-TN表示该营养组合物中的总氮(TN)，以g/100g计；
(e)该脂肪组成成分包含甘油三酯并且这些甘油三酯包含棕榈酸残基，这些棕榈酸残基占这些甘油三酯中存在的所有脂肪酸残基的超过10％(w/w)；并且
(f)这些甘油三酯中至少10％的棕榈酸残基位于这些甘油三酯的Sn2位。
2.根据权利要求1所述的营养组合物，其中该营养组合物具有每10克酪蛋白3和7毫摩尔之间、优选地每10克酪蛋白4和7毫摩尔之间、更优选地每10克酪蛋白4和6.5毫摩尔之间、最优选地每10克酪蛋白4和6毫摩尔之间的蛋白结合钙含量。
3.根据前述权利要求中任一项所述的营养组合物，其中这些甘油三酯包含棕榈酸残基，这些棕榈酸残基占这些甘油三酯中存在的所有脂肪酸残基的超过15％(w/w)，优选地超过20％。
4.根据前述权利要求中任一项所述的营养组合物，其包含如下的甘油三酯，这些甘油三酯中至少15％的棕榈酸残基位于这些甘油三酯的Sn2位；优选地，这些甘油三酯中至少20％、25％、30％、或甚至至少35％的棕榈酸残基位于Sn2位。
5.根据前述权利要求中任一项所述的营养组合物，其中基于该脂肪组成成分的总重量，该脂肪组成成分包含至少20重量％、优选地至少45重量％的源自牛乳脂肪源的三酰基甘油(TAG)。
6.根据权利要求5所述的营养组合物，其中该牛乳脂肪源是全脂乳、奶油或无水乳脂肪。
7.根据前述权利要求中任一项所述的营养组合物，其中该脂肪组成成分包含
(a)基于TAG中的脂肪酸酰基的总重量0.5重量％-2.2重量％、优选地0.6重量％-2.0重量％的丁酸酯基(C4∶0)；和
(b)基于TAG中的脂肪酸酰基的总重量18.0重量％-35.0重量％、优选地19.0重量％-32.0重量％的在TAG的sn-1和sn-3位的长链饱和脂肪酸酰基，该长链饱和脂肪酸酰基具有12个或更多碳原子的链长。
8.根据前述权利要求中任一项所述的营养组合物，该营养组合物进一步包含至少一种人乳低聚糖，优选地岩藻糖基化乳糖，更优选地2′-岩藻糖基乳糖。
9.根据权利要求8所述的营养组合物，其中该至少一种人乳低聚糖是按以干物质计每100克的该营养组合物中0.05至2.0克的量而存在。
10.根据前述权利要求中任一项所述的营养组合物，该营养组合物进一步包含不可消化的低聚糖，优选地其中该组合物进一步包含每100克组合物0.1和10克之间的低聚半乳糖。
11.根据前述权利要求中任一项所述的营养组合物，该营养组合物呈粉末形式。
12.一种用于制备根据权利要求11所述的营养组合物的工艺，该工艺包括以下步骤
(a)制备包含乳清蛋白源、酪蛋白源、脂肪源、碳水化合物源和盐的混合物；
(b)将步骤(a)中所得到的混合物喷雾干燥成为粉末；和
(c)任选地将其他的盐干共混到从步骤(b)得到的粉末中，以获得该营养组合物，
其中这些盐包括
(i)钙结合酸或其水溶性盐；和
(ii)至少一种选自磷酸钙和碳酸钙的钙盐，并且
其中在步骤(a)中添加该钙结合酸或其水溶性盐，并且在步骤(a)和/或步骤(c)中添加该至少一种钙盐。
13.根据权利要求12所述的工艺，其中在步骤(c)中添加该至少一种钙盐。
14.根据权利要求12或13所述的工艺，其中该钙结合酸或其水溶性盐是选自柠檬酸、柠檬酸钠、柠檬酸钾及这些中两种或更多种的任意组合，优选地柠檬酸钠与柠檬酸钾的组合。
15.根据权利要求1-11中任一项所述的营养组合物，其用于预防人类受试者、优选地0至36月龄的人类受试者中的肠道不适和便秘。
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