Смесь олигосахаридов
Изобретение относится к пищевой промышленности. Способ получения смеси олигосахаридов из молока животных, имеющей такой же спектр олигосахаридов, что и молоко, из которого она была получена, включает следующие стадии: (а) концентрированно депротеинизированного молочного материала до общего содержания сухих веществ от 50 до 75% при условии, что температура не повышается до уровня, при котором может происходить гидролиз или десиалилирование олигосахаридов; (б) подвергание концентрированного молочного материала стадии частичного удаления лактозы с получением раствора, имеющего соотношение лактоза: олигосахариды менее 250, и (в) деминерализация молочного материала, причем стадия деминерализации проводится либо перед стадией концентрирования, либо после стадии удаления лактозы. Представлены также смесь олигосахаридов, полученная данным способом из молока животных и пищевые продукты, содержащие указанную смесь олигосахаридов. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 2 табл.
Область техники
Настоящее изобретение относится к смеси олигосахаридов, полученной из молока животных, к пищевым продуктам, содержащим указанную смесь олигосахаридов, и к способу получения указанной смеси олигосахаридов.
Предшествующий уровень техники
В толстом кишечнике человека обитает широкий спектр бактерий, которые оказывают как положительное, так и отрицательное влияние на физиологию кишечника, а также другие системные воздействия. Преобладающие группы бактерий, обнаруженные в толстом кишечнике, включают бактероиды (бактерии-сапрофиты), бифидобактерии, эубактерии, клостридии и лактобациллы. Присутствующие бактерии проявляют активность, варьирующую в зависимости от доступности субстрата, окислительно-восстановительного потенциала, pH, парциального давления и распределения O2 в толстом кишечнике. В большинстве случаев кишечные бактерии можно подразделить на виды, которые оказывают либо потенциально вредное, либо полезное воздействие на организм-хозяин. Патогенные воздействия (которые могут вызываться, например, клостридиями или бактероидами) включают диарею, инфекции, поражение печени, канцерогенез и гнилостные процессы в кишечнике. Полезное для здоровья действие может быть обусловлено ингибированием роста вредных бактерий, стимуляцией иммунных функций, улучшением пищеварения и абсорбцией незаменимых нутриентов и синтезом витаминов. Желательным является увеличение количества и усиление активности тех групп бактерий (таких как бифидобактерии и лактобациллы), которые обладают стимулирующим здоровье действием.
Поскольку речь идет конкретно о грудных детях, то предполагается, что желудочно-кишечный тракт ребенка непосредственно перед его появлением на свет является стерильным. В процессе родов он контактирует с бактериями пищеварительного тракта и кожи матери и начинает заселяться ими. Существуют значительные различия в составе микробиоты кишечника среди грудных детей, обусловленные их питанием. Микрофлора фекалий грудных детей, вскармливаемых материнским молоком, характеризуется преобладанием популяций бифидобактерии с некоторыми видами лактобацилл, в то время как грудные дети, вскармливаемые молочными смесями, имеют более сложную микробиоту, в которой обычно присутствуют все виды - бифидобактерии, бактероиды, клостридии и стрептококки. После отъема от груди состав микробиоты кишечника постепенно приближается к составу микробиоты взрослого человека.
Материнское молоко рекомендуется всем грудным детям. Однако в некоторых случаях грудное вскармливание является неполноценным или неблагоприятным по медицинским показаниям либо сама мать отказывается от кормления грудью. Для таких ситуаций разработаны смеси для грудных детей.
Один из подходов к стимуляции размножения и/или активности полезных бактерий в толстом кишечнике предусматривает добавление пребиотиков в пищевые продукты. Пребиотик - это неусвояемый пищевой компонент, который оказывает полезное воздействие на организм-хозяин тем, что он селективно стимулирует рост и/или активность одного или ограниченного числа видов бактерий в толстом кишечнике и улучшает, тем самым, здоровье организма-хозяина. Такие компоненты являются неусвояемыми в том смысле, что они не расщепляются и не абсорбируются в желудке или тонком кишечнике, а проходят, не претерпевая изменений, в толстый кишечник, где они селективно ферментируются полезными бактериями. Примеры пребиотиков включают некоторые олигосахариды, такие как фруктоолигосахариды (FOS) и галактоолигосахариды (GOS).
Известно, что женское молоко содержит повышенное количество неусвояемых олигосахаридов по сравнению с молоком большинства видов животных. Фактически неусвояемые олигосахариды являются третьим по количественному содержанию твердым компонентом (после лактозы и липидов) в женском молоке, присутствуя в концентрации от 12 до 15 г/л в молозиве и от 5 до 8 г/л в зрелом молоке. Олигосахариды женского молока являются очень устойчивыми к ферментативному гидролизу, что указывает на то, что эти олигосахариды могут выполнять существенно важные функции, не зависящие напрямую от их калорийной ценности.
По мере изучения состава женского молока было предложено также добавлять пребиотики и в молочные смеси для питания младенцев. В настоящее время промышленностью выпускаются различные смеси для детского питания с добавлением пребиотиков, таких как, например, смеси фруктоолигосахаридов и галактоолигосахаридов. Однако эти смеси лишь в малой степени приближаются к смеси олигосахаридов в женском молоке. В женском молоке обнаружено свыше 100 различных олигосахаридных компонентов, некоторые из которых до настоящего времени не обнаружены в молоке животных, например в коровьем молоке, или обнаружены лишь в малых количествах. Примерами классов олигосахаридов женского молока, которые присутствуют в коровьем молоке и молозиве только в очень малых количествах или не присутствуют вообще, являются сиалилированные и фукозилированные олигосахариды.
Заявка на патент США №2003/0129278 описывает смесь олигосахаридов на основе олигосахаридов, полученных из молока одного или нескольких видов животных, которая отличается тем, что она содержит, по меньшей мере, две олигосахаридных фракции, каждая из которых состоит, по меньшей мере, из двух различных олигосахаридов при отсутствии лактозы. Общий спектр олигосахаридов, присутствующих в указанной смеси, отличается от их спектра в молоке одного или нескольких видов животных, из которого указанные олигосахаридные фракции были экстрагированы. Кроме того, (а) если указанные олигосахариды экстрагированы из молока только одного вида животного, то отношение нейтральных олигосахаридов к кислотным (сиалилированным) олигосахаридам составляет 90-60:10-40 масс.%, или (б) если указанные олигосахариды экстрагированы из молока, по меньшей мере, двух видов животных, то олигосахариды, экстрагированные из молока каждого из двух разных видов животных, составляют 10 масс.% общего количества олигосахаридов, присутствующих в смеси олигосахаридов.
Патент США №5270462 описывает способ извлечения из подсырной сыворотки или сычужной сыворотки связанных сиаловой кислотой олигосахаридов, связанных сиаловой кислотой пептидов и связанных сиаловой кислотой липидов при высокой концентрации, который включает стадии установления pH подсырной сыворотки или сычужной сыворотки на уровне pH 2-5; контактирования сыворотки с катионным обменником с получением прошедшего через катионный обменник раствора и концентрирования и/или обессоливания указанного прошедшего через катионный обменник раствора. Готовая композиция с высоким содержанием сиаловых кислот может использоваться как пищевое сырье или как медицинское сырье.
ЕР 0458358 относится к способу получения сухого обезжиренного молока, содержащего 10-15 масс.% галактоолигосахарида, который включает:
(i) концентрирование обезжиренного молока с получением концентрированного молока с содержанием сухих веществ 20-50 масс.%,
(ii) добавление β-галактозидазы к концентрированному молоку с целью инициирования ферментативной реакции,
(iii) нагревание полученной реакционной смеси в течение от 30 секунд до 15 минут до температуры 70-85°С для прекращения ферментативной реакции и
(iv) распылительную сушку смеси после прекращения реакции.
Целью настоящего изобретения является обеспечение смеси олигосахаридов, которая является эффективной как пребиотик, в частности, в кишечнике человека, и которая имеет олигосахаридный профиль, более приближенный к аналогичному профилю женского молока, чем олигосахаридный профиль, обеспечиваемый смесями фрукто- и галактоолигосахаридов.
Краткое изложение сущности изобретения
В одном из аспектов изобретение относится к смеси олигосахаридов, полученной из молока животных, в которой смесь имеет отношение лактоза:олигосахариды менее чем 250 и содержит такой же спектр олигосахаридов, что и молоко, из которого она получена. Этот компонент является новым защитным и иммуномодулирующим компонентом, который по своей структуре наиболее близок к олигосахаридам женского молока, например, тем, что относительное содержание сиалилированных олигосахаридов в нем выше по сравнению с выпускаемыми промышленностью пребиотическими компонентами, такими как фруктоолигосахариды и галактоолигосахариды. Низкое отношение лактоза:олигосахариды дает то преимущество, что смесь олигосахаридов может добавляться в молочные смеси для питания младенцев и другие пищевые продукты без введения неестественно высоких количеств лактозы. Например, на 1 литр детской смеси можно добавлять от 0,5 до 50 г смеси олигосахаридов. Предпочтительно смесь имеет отношение лактоза:олигосахариды от 125 до 1,25.
Предпочтительно смесь олигосахаридов получают из молока одного или более видов животных - коровьего молока, козьего молока или молока буйволиц, хотя можно использовать молоко других животных, например, овец, верблюдиц, кобыл и слоних.
Факультативно смесь олигосахаридов содержит также β-галактоолигосахариды (β-GOS). Женское молоко содержит значительно больше нейтральных олигосахаридов, чем молоко животных, например коровье молоко, вот почему желательно повысить содержание GOS в смеси олигосахаридов согласно изобретению с тем, чтобы получить смесь, которая имеет более близкий к женскому молоку олигосахаридный профиль. Отношение олигосахариды:β-галактоолигосахариды в смеси настоящего изобретения может составлять от 0,01 до 99. Предпочтительно отношение OS:GOS составляет от 1:2 до 1:20, причем особенно предпочтительным является отношение от 1:2 до 1:6.
В другом аспекте изобретение относится к пищевому продукту, содержащему смесь олигосахаридов, описанную выше. Факультативно пищевой продукт является продуктом или молочной смесью для питания младенцев; он может быть любым пищевым продуктом или напитком для грудных детей, детей старшего возраста или взрослых. Употребление пищевого продукта, содержащего смесь олигосахаридов в качестве пребиотика, будет селективно стимулировать рост и/или активность одного или ограниченного числа видов бактерий в толстом кишечнике, и улучшать, тем самым, здоровье организма-хозяина.
В следующем аспекте изобретение обеспечивает способ получения смеси олигосахаридов из молока животных, имеющей такой же спектр олигосахаридов, что и молоко, из которого она была получена, который включает стадии (а) концентрирования депротеинизированного молочного материала до общего содержания сухих веществ от 50 до 75%; (б) подвергания концентрированного молочного материала стадии удаления лактозы с получением раствора, в котором отношение лактоза:олигосахариды составляет менее 250, и (в) деминерализации молочного материала, причем стадия деминерализации проводится либо перед стадией концентрирования, либо после стадии удаления лактозы.
Предпочтительно стадия (б) способа включает стадию кристаллизации лактозы с последующей стадией концентрирования с целью удаления кристаллов лактозы и получения раствора, в котором отношение лактоза:олигосахариды составляет менее 250.
Альтернативно стадия удаления лактозы может включать распылительную сушку концентрированного материала, полученного на стадии (а), и последующее добавление воды для растворения олигосахаридов при одновременном удалении лактозы в кристаллизованном виде.
Факультативно стадия кристаллизации и удаления лактозы может повторяться (в случае, если некоторое количество лактозы уже было удалено кристаллизацией) или дополнительно вводиться (в случае, если она осуществляется по разнице в растворимости) с целью последующего концентрирования раствора и удаления лактозы.
Предпочтительно стадия деминерализации проводится после стадии (стадий) удаления лактозы.
Предпочтительно депротеинизированный молочный материал представляет собой ультрафильтрат молока или молочной сыворотки. Однако можно использовать любой депротеинизированный молочный материал, например, кислую сыворотку или сладкую сыворотку (обе они являются побочным продуктом сыроделия), но в каждом случае только после удаления сывороточных белков.
Факультативно способ включает также обработку β-галактозидазой для получения β-галактоолигосахаридов. Используемая β-галактозидаза может быть микробного, растительного или животного происхождения при условии, что она обладает значительной трансгалактозидазной активностью. Предпочтительно используется β-галактозидаза от Aspergillus oryzae. Такая ферментативная обработка может иметь место перед концентрированием депротеинизированного молочного материала или по завершении стадий удаления лактозы либо, если это потребуется, в обоих случаях, но предпочтительно она проводится по завершении стадий удаления лактозы.
После стадии (стадий) удаления лактозы жидкий продукт может обрабатываться отдельными протеазами и/или их комбинациями с целью расщепления остаточных молочных белков и пептидов до соединений с более низкой молекулярной массой. Это особенно предпочтительно в том случае, если смесь олигосахаридов должна вводиться в гипоаллергенные молочные смеси для детского питания, которые предназначены для грудных детей с аллергией на коровье молоко и которые по этой причине содержат только белки, подвергнутые частичному гидролизу.
Полученный жидкий продукт может применяться в жидком виде, но предпочтительно он подвергается распылительной сушке до получения порошка.
Подробное описание изобретения
Изобретение обеспечивает смесь олигосахаридов, полученную из молока животных, в которой смесь имеет отношение лактоза:олигосахариды менее чем 250, и содержит такой же спектр олигосахаридов, что и молоко, из которого она была получена, и способ получения указанной смеси. Указанная смесь может вводиться в пищевые продукты для детей или взрослых и оказывать пребиотическое, иммуномодулирующее и защитное действие.
В контексте описания "олигосахариды" определяются как олигосахариды, содержащиеся от природы в молоке животных и имеющие степень полимеризации (DP) от 3 до 20 включительно.
Смесь олигосахаридов согласно изобретению содержит также лактозу (DP=2) и имеет отношение лактоза:олигосахариды менее чем 250, предпочтительно от 125 до 1,25. Это соответствует снижению содержания лактозы в смеси олигосахаридов в 2-200 раз по сравнению с исходным молоком животных, что эквивалентно повышению соотношения между олигосахаридами и лактозой в 2-200 раз.
Смесь олигосахаридов согласно изобретению получают из молока одного или более видов животных. Молоко может быть получено от любого вида животных, в частности, от коров, коз, буйволиц, кобыл, слоних, верблюдиц или овец.
Исходным материалом в способе получения смеси олигосахаридов является депротеинизированный молочный материал, такой как молоко, из которого удалены белки, или молочная сыворотка либо любой обработанный или модифицированный сывороточный материал, из которого удалены сывороточные белки. Такие материалы включают кислую сыворотку и сладкую сыворотку. Предпочтительными исходными материалами являются ультрафильтрат молока и ультрафильтрат сыворотки. Альтернативно исходным материалом может быть восстановленный порошок, например, порошкообразный ультрафильтрат.
Исходный материал должен быть депротеинизированным продуктом, поскольку присутствие белков на стадии концентрирования может приводить к нежелательным реакциям Майяра и побурению. Депротеинизация исходного материала может проводиться любыми известными средствами, например осаждением кислотами, тепловыми процессами, ионным обменом. Однако предпочтительно, чтобы удаление белка осуществлялось ультрафильтрацией, в ходе которой из исходного материала удаляются и липиды.
Исходный материал может быть подвергнут также деминерализации любыми известными средствами, например, методом обратного осмоса, нанофильтрацией или ионным обменом. Альтернативно стадия деминерализации может проводиться после стадии (стадий) удаления лактозы, опять же с помощью известных средств.
Величина pH исходного материала может составлять от 3 до 7,5, хотя pH от 5 до 6 является особенно предпочтительным, так как способствует предупреждению гидролиза олигосахаридов, например, десиалилированием сиалиллактозы и снижению риска реакций побурения.
Депротеинизированный молочный материал концентрируется до общего содержания сухих веществ (TS) от 50 до 75%, предпочтительно от 55 до 60% TS, любыми известными средствами при условии, что температура не повышается до уровня, при котором может происходить гидролиз или десиалилирование олигосахаридов. Концентрирование предпочтительно проводится при температурах от 50 до 90°С, более предпочтительно от 50 до 75°С. Выпаривание является одним из предпочтительных способов, которое проводится при давлении от 80 до 200 мбар. В этом способе температура не повышается выше 60°С, что гарантирует отсутствие ее вредного воздействия на олигосахариды. Альтернативно, если исходный материал представляет собой порошок, то концентрирование до требуемого уровня может достигаться соответствующим восстановлением порошка.
Способ факультативно включает дополнительную стадию обработки депротеинизированного молочного материала β-галактозидазой с получением молочного материала, содержащего β-галактоолигосахариды (β-GOS). Соответственно молочный материал может обрабатываться β-галактозидазой перед концентрированном молочного материала (стадия (а)) и/или после стадии (стадий) удаления лактозы (стадия (б)), но предпочтительно указанная обработка проводится после завершения стадии (стадий) удаления лактозы. β-галактозидаза катализирует распад лактозы до моносахаридов - галактозы и глюкозы и последующее образование галактоолигосахаридов. Предпочтительно используется β-галактозидаза, продуцируемая Aspergillus oryzae. Такой фермент выпускается промышленностью, как Lactase F от фирмы Amano, Япония. Активность фермента, измеряемая в соответствии с методом FCCIV (Международного производственного стандарта), может составлять от 1000 до 30000 ед./кг лактозы. Обработка ферментом может проводиться при pH от 3 до 8 и температуре от 4 до 70°С на исходном материале с концентрацией лактозы от 5 до 70 г/100 г TS при концентрации фермента от 1,5 до 10 г/кг смеси олигосахаридов. Предпочтительно используется около 5 г фермента на каждый кг смеси олигосахаридов, и инкубация продолжается от 1 до 24 часов при 40-70°С. После использования фермент может инактивироваться нагревом.
Предпочтительно стадия удаления лактозы осуществляется кристаллизацией лактозы. Кристаллизация лактозы может проводиться в концентрированном исходном материале путем охлаждения концентрированного материала с добавлением или без добавления затравки кристаллов, например. Кристаллы лактозы удаляются затем любым известным способом, например центрифугированием, фильтрацией, декантацией.
Альтернативный способ отделения лактозы от олигосахаридов основан на разнице в растворимости. Исходный материал подвергается распылительной сушке, после чего добавляется вода для растворения олигосахаридов при одновременном удалении кристаллизованной лактозы.
Полученный раствор обогащен большим количеством олигосахаридов, причем отношение олигосахариды:лактоза в нем в 2-200 раз превышает указанное отношение в молоке, из которого указанный раствор был получен.
Раствор может подвергаться повторному концентрированию, как описано выше, а затем может проводиться стадия удаления лактозы. Этот процесс может повторяться многократно, сколько потребуется.
После удаления из раствора требуемого количества лактозы он может обрабатываться единичными протеазами и/или комбинацией протеаз с целью расщепления остаточных молочных белков и пептидов до соединений с более низкой молекулярной массой. Эта стадия может быть желательной в том случае, если смесь предназначается для введения в гипоаллергенные молочные смеси для питания младенцев.
Раствор предпочтительно обрабатывается также β-галактозидазой с образованием β-галактоолигосахаридов, как описано выше. Это позволяет получить второй предполагаемый ингредиент для пищевых продуктов, содержащий олигосахариды молока, определение которых дается выше, и GOS с DP от 3 до 10.
После обработки β-галактозидазой в количестве от 1 до 6 мг фермента/г TS раствора с общей концентрацией сухих веществ 50% и лактозы около 35% конечный раствор может содержать примерно от 2 до 4% олигосахаридов, примерно от 2 до 15% GOS, примерно от 15 до 30% лактозы, примерно от 5 до 10% галактозы и примерно от 2 до 14% глюкозы. Отношение олигосахариды:β-GOS может варьировать от 0,01 до 99, но составляет от 1,2 до 1:20, более предпочтительно от 1:2 до 1:6.
Полученный раствор может применяться в жидком виде или может быть подвергнут сушке (например, распылительной сушке) с получением порошка. Готовый порошок содержит около 50% лактозы, остальное составляет смесь олигосахаридов (примерно от 1 до 20%, включая сиалилированные олигосахариды), моносахариды, такие как глюкоза и галактоза, около 10% соединений небелкового азота, 2% остаточных белков и некоторое количество остаточных солей.
В предпочтительном аспекте изобретения смеси олигосахаридов, описанные выше, вводятся в пищевой продукт. В контексте настоящего изобретения термин "пищевой продукт" включает любое годное к употреблению вещество. Следовательно, это может быть продукт, предназначенный для потребления человеком, в частности молочная смесь для питания младенцев, обезвоженные молочные порошки, включая молочные смеси для прикорма грудных детей старшего возраста или зерновые смеси (каши).
Молочная смесь для питания младенцев может быть приготовлена любым подходящим способом. Например, молочная смесь для питания младенцев может быть приготовлена путем смешивания вместе источника белка, любых углеводов, кроме лактозы, и источника жира, взятых в соответствующих пропорциях. При необходимости могут быть добавлены эмульгаторы. Одновременно могут быть добавлены витамины и минералы, но обычно они вносятся позднее, чтобы предупредить их распад при тепловой обработке. Еще до смешивания липофильные витамины, эмульгаторы и т.п. можно предварительно растворить в источнике жира. Для получения жидкой смеси может добавляться вода, предпочтительно вода, подвергнутая обработке в условиях обратного осмоса.
Полученная жидкая смесь может быть подвергнута тепловой обработке с целью снижения бактериальной нагрузки. Например, жидкая смесь может быть подвергнута быстрому нагреванию до температуры примерно от 80 до 110°С в течение примерно от 5 секунд до 5 минут. Это может достигаться прямой инжекцией пара или в теплообменнике, например в пластинчатом теплообменнике.
После этого жидкая смесь может быть охлаждена до температуры примерно от 60 до 85°С, например, способом мгновенного охлаждения. Затем жидкая смесь может быть подвергнута гомогенизации, например, в две стадии при давлении примерно от 7 до 40 МПа на первой стадии и примерно от 2 до 14 МПа на второй стадии. Гомогенизированная смесь может быть подвергнута последующему охлаждению с целью добавления чувствительных к нагреву компонентов, таких как витамины и минералы.
Величина pH и содержание сухих веществ гомогенизированной смеси унифицированы на данном этапе.
Гомогенизированная смесь транспортируется в соответствующую сушильную установку, например, распылительную сушилку или сублимационную сушилку, где превращается в порошок. Порошок должен иметь влагосодержание ниже примерно 5 масс.%
Смесь олигосахаридов согласно изобретению может добавляться в молочную смесь для питания младенцев или другой пищевой продукт путем влажного смешивания на соответствующей стадии производственного процесса или путем сухого смешивания, но предпочтительно она добавляется путем влажного смешивания непосредственно перед распылительной сушкой, например в стандартизованном баке. Однако квалифицированному специалисту в данной области техники очевидно, что количество углеводов в молочной смеси для питания младенцев необходимо регулировать с учетом дополнительных углеводов, обеспечиваемых смесью олигосахаридов. Конечная концентрация смеси олигосахаридов в пищевом продукте или в молочной смеси для новорожденных или грудных детей предпочтительно должна составлять от 2 до 50 г/л, например, 32,5 г/л скармливаемой смеси. Однако указанные количества не следует рассматривать как ограничивающие; их необходимо адаптировать к той целевой аудитории, в питании которой они используются, с учетом, например, массы тела и возраста или состояния здоровья новорожденного или грудного ребенка. Предпочтительно новорожденному в каждое кормление можно давать молочную смесь, содержащую смесь олигосахаридов согласно изобретению.
Альтернативно смеси олигосахаридов могут добавляться в пищевые продукты для детей или взрослых путем сухого смешивания. Смесь может добавляться в молочную смесь для новорожденного или грудного ребенка в концентрациях примерно от 5 до 40 граммов олигосахаридов на каждые 100 г сухой молочной смеси без введения неестественно высоких количеств лактозы в молочную смесь. Однако указанные количества не следует рассматривать как ограничивающие; их необходимо адаптировать к той целевой аудитории, в питании которой они используются, с учетом, например, массы тела и возраста новорожденного или грудного ребенка либо состояния здоровья конкретной целевой аудитории.
Хотя указанная смесь предпочтительно предназначается для введения в пищевые продукты целевого назначения - в питательные смеси для новорожденных или грудных детей, ее добавление может оказаться полезным в пищевых продуктах без определенного назначения, или в продуктах для взрослой аудитории. Например, смеси олигосахаридов согласно изобретению могут вводиться в продукты серии "здоровое питание" и питательные продукты для людей пожилого возраста. Такие пищевые продукты могут включать молоко, йогурт, творог, сыр, ферментированные молочные напитки, ферментированные продукты на молочной основе, мороженое, ферментированные продукты на зерновой основе или продукты на молочной основе, наряду с другими.
Ниже приводится описание изобретения со ссылкой на следующие примеры.
Пример 1
Ниже описан один из способов приготовления смеси олигосахаридов согласно изобретению.
200000 литров ультрафильтрата молочной сыворотки подвергают предварительному концентрированию до общего содержания сухих веществ (TS) 22% (масс./масс.), пастеризуют примерно при 75°С в течение примерно 30 секунд, а затем концентрируют выпариванием при 60°С до TS 59% (масс./масс.). Жидкость охлаждают в кристаллизаторе со скоростью 2°С в час в течение 24 часов для кристаллизации лактозы в ней. Затем кристаллизованную лактозу удаляют промыванием в отжимной центрифуге. Оставшуюся жидкость осветляют в декантаторе-осветлителе. Полученные в декантаторе-осветлителе 77000 литров с TS 17,7% повторно концентрируют выпариванием при 60°С до достижения TS 55% (масс./масс.) и подвергают второй стадии кристаллизации лактозы при тех же условиях, что и на первой стадии. Полученные таким путем 29000 литров раствора с TS 20,5% деминерализуют известным per se комбинированным способом электродиализа и ионного обмена с выходом 28500 литров деминерализованного на 90% раствора с TS 17,3%. Этот раствор, который содержит около 2 граммов олигосахаридов молока животных на 100 г TS и 70 граммов лактозы на 100 г TS, можно добавлять непосредственно в пищевой продукт, например в молочную смесь для питания младенцев, в виде влажной фазы или можно подвергнуть сушке, например, распылительной сушке, а затем добавить в пищевой продукт, такой как молочная смесь для питания младенцев, способом сухого смешивания.
Пример 2
100 кг смеси олигосахаридов, полученной согласно примеру 1, с TS 50% нагревают до 60°С в стандартном баке и устанавливают ее pH на уровне 6-6,5. Измеряют концентрации лактозы, глюкозы, галактозы, галактоолигосахаридов и других олигосахаридов в смеси. Добавляют 4,5 мг готового препарата лактазы Lactase F (от Amano, Япония) на каждый грамм TS, и общую смесь выдерживают при 60°С в течение трех часов. Затем температуру повышают до 110°С за 11 секунд путем прямой инжекции пара с целью инактивирования фермента. Повторно измеряют концентрации лактозы, глюкозы, галактозы, галактоолигосахаридов и других олигосахаридов в смеси. Результаты измерений приводятся ниже.
| (% сухих веществ) | Лактоза | Глюкоза | Галактоза | OS | GOS |
| При времени 0 | 70 | 3 | 5 | 2 | 0,7 |
| Спустя 3 часа | 29 | 12 | 11 | 2 | 10 |
Пример 3
Пример композиции молочной смеси для питания младенцев, содержащей смесь олигосахаридов согласно настоящему изобретению, приводится ниже.
| Нутриент | На 100 ккал | На 1 литр |
| Энергетическая ценность (ккал) | 100 | 670 |
| Белок (г) | 1,83 | 12,3 |
| Жир (г) | 5,3 | 35,7 |
| Линолевая кислота (г) | 0,79 | 5,3 |
| α-линоленовая кислота (мг) | 101 | 675 |
| Лактоза (г) | 11,2 | 74,7 |
| OS смесь (из примера 1) (г) | 1,49 | 1,0 |
| GOS (из примера 2) (г) | 0,746 | 5,0 |
| Минералы (г) | 0,37 | 2,5 |
| Na (мг) | 23 | 150 |
| K (мг) | 89 | 590 |
| Cl(мг) | 64 | 430 |
| Ca (мг) | 62 | 410 |
| P (мг) | 31 | 210 |
| Mg (мг) | 7 | 50 |
| Мn (мкг) | 8 | 50 |
| Se (мкг) | 2 | 13 |
| Витамин A (мкг RE) | 105 | 700 |
| Витамин D (мкг) | 1,5 | 10 |
| Витамин E (мг ТЕ) | 0,8 | 5,4 |
| Витамин K1 (мкг) | 8 | 54 |
| Витамин C (мг) | 10 | 67 |
| Витамин B1 (мг) | 0,07 | 0,47 |
| Витамин B2 (мг) | 0,15 | 1,0 |
| Ниацин (мг) | 1 | 6,7 |
| Витамин B6 (мг) | 0,075 | 0,50 |
| Фолиевая кислота (мкг) | 9 | 60 |
| Пантотеновая кислота (мг) | 0,45 | 3 |
| Витамин B12 (мкг) | 0,3 | 2 |
| Биотин (мкг) | 2,2 | 15 |
| Холин (мг) | 10 | 67 |
| Fе (мг) | 1,2 | 8 |
| I (мг) | 15 | 100 |
| Cu (мг) | 0,06 | 0,4 |
| Zn (мг) | 0,75 | 5 |
1. Способ получения смеси олигосахаридов из молока животных, имеющей такой же спектр олигосахаридов, что и молоко, из которого она была получена, включающий следующие стадии:
(а) концентрирование депротеинизированного молочного материала до общего содержания сухих веществ от 50 до 75% при условии, что температура не повышается до уровня, при котором может происходить гидролиз или десиалилирование олигосахаридов;
(б) подвергание концентрированного молочного материала стадии частичного удаления лактозы с получением раствора, имеющего соотношение лактоза: олигосахариды менее 250, и
(в) деминерализация молочного материала, причем стадия деминерализации проводится либо перед стадией концентрирования, либо после стадии удаления лактозы.
2. Способ по п.1, в котором стадия (б) включает стадию кристаллизации лактозы и стадию концентрирования для удаления кристаллов лактозы и получения раствора, имеющего соотношение лактоза: олигосахариды менее 250.
3. Способ по п.1, в котором стадия (б) включает распылительную сушку депротеинизированного молочного материала и последующее добавление воды для растворения олигосахаридов при одновременном удалении лактозы в кристаллизованном виде.
4. Способ по любому из предшествующих пп.1-3, в котором депротеинизированный молочный материал представляет собой ультрафильтрат молока или ультрафильтрат молочной сыворотки.
5. Способ по п.1, в котором стадия удаления лактозы повторяется один или более раз с последующим концентрированием раствора и удалением лактозы.
6. Способ по п.1, дополнительно включающий обработку жидкого продукта после стадии (б) единичными протеазами и/или их комбинациями для расщепления остаточных молочных белков и пептидов до соединений с более низкой молекулярной массой.
7. Способ по п.1, дополнительно включающий обработку молочного материала β-галактозидазой с получением сывороточного материала, содержащего β-галактозилолигосахариды.
8. Способ по п.1, дополнительно включающий обработку жидкого продукта β-галактозидазой с получением раствора, содержащего β-галактозилолигосахариды.
9. Способ по п.7 или 8, в котором используемая β-галактозидаза выделена из Aspergillus oryzae.
10. Способ по п.1, дополнительно включающий распылительную сушку жидкого продукта с получением порошка.
11. Смесь олигосахаридов, полученная способом по любому из пп.1-10 из молока животных, в которой смесь имеет соотношение лактоза: олигосахариды менее, чем 250 и содержит такой же спектр олигосахаридов, что и молоко, из которого она была получена.
12. Смесь олигосахаридов по п.11, в которой смесь имеет соотношение лактоза : олигосахариды от 125 до 1,25.
13. Смесь олигосахаридов по п.11 или 12, которая получена из молока одного или более видов животных - коровьего молока, козьего молока или молока буйволиц.
14. Смесь олигосахаридов по п.11, содержащая также β-галактоолигосахариды.
15. Смесь олигосахаридов по п.14, в которой соотношение олигосахариды: β-галактоолигосахариды составляет от 0,01 до 99.
16. Смесь олигосахаридов по п.14 или 15, в которой соотношение олигосахариды: β-галактоолигосахариды составляет от 1:2 до 1:20.
17. Пищевой продукт, содержащий смесь олигосахаридов по любому из пп.11-16.
18. Пищевой продукт по п.17, который является продуктом или молочной смесью для питания младенцев.
