含有高浓度钠的液态营养组合物及其生产方法 【相关申请的交叉引用】
本申请基于并要求于2007年3月30日提交的在先日本专利申请No.2007-090052的优先权；其全部内容以引用方式并入本申请。
【发明背景】
【发明领域】
本发明涉及适合在例如液态饮食和医疗饮食中使用的具有高钠浓度的液态营养组合物。更具体地，本发明涉及尽管掺入高浓度的蛋白质和钠也不会引起凝胶化或凝结并具有良好的热稳定性和性能的液态营养组合物。
背景技术
在市售液态营养食品(例如传统的液态饮食、医疗饮食和肠内营养产品)中，钠(Na)浓度通常设置为低值。例如，在典型的液态营养食品中，钠浓度最高为约1mg/ml。此时，该液态营养食品的热值(卡值或能量值)不小于1kcal/ml，例如为约1-2kcal/ml。
在医疗领域如医院或服务机构，饮用这类传统液态营养食品的病人有时患有低钠血症。在医疗领域为避免这种现象，将食盐加入传统液态营养食品中之后病人立即摄入所述液态营养食品。例如，有报道说，对于需要使用液态营养食品等肠内营养20天或更多天的大部分严重病人来说，需要补充食盐(钠)(平均5.1g±2.8g/天)(“Johmyaku Keicho Eiyo”(肠外和肠内营养)，第19卷增刊，第79页(2004))。此时，将食盐加入普通液态营养食品中之后病人立即摄入所述液态营养食品。
因此，可以说在医疗领域等，对具有高钠浓度的液态营养食品(例如具有高钠含量的液态饮食和医疗饮食)有高的需求。
关于具有较高钠浓度的液态营养食品，实际上含有2mg/ml钠(食盐为5.1mg/ml)的液态营养食品作为热值为1kcal/ml的食品市售。此外，例如公开号为2004-097116的日本专利申请描述了含有磷酸钠和柠檬酸钠的液态饮料和食品。
然而，当考虑需要为严重病人主动补充钠时，这些传统食品的钠浓度仍然令人不满意。
另一方面，就本发明人所知，迄今还没有钠浓度高于2mg/ml的液态营养食品被提议作为市售产品。原因为将钠盐加入具有高蛋白质浓度的水溶液中至高钠浓度通常导致蛋白质变性，因此在生产液态营养食品之后要维持具有高钠浓度的液态营养食品的质量为初始状态是困难的。也就是说，将钠盐如食盐加入具有高蛋白质浓度的水溶液如液态饮食中至高钠浓度导致不利现象如由于蛋白质凝胶化而使水溶液粘度增加或者由于蛋白质凝结而沉淀，导致产品稳定性和性能问题。
使用酪蛋白酸钠代替钠盐如食盐的加入来作为防止蛋白质凝胶化或凝结的措施被认为是有效的。在含有大量酪蛋白酸钠的水溶液(例如液态制剂)中，水溶液本身的粘度显著增加，结果确保产品良好的热稳定性(耐热性)和性能变得困难。
为此，仍然需要开发钠浓度比传统液态营养食品高的液态营养食品。
发明概述
本发明人现在意外地成功地通过采用有机酸的钠盐作为钠的主要供应源加入具有高蛋白质浓度的水溶液中而即使当蛋白质和钠以高浓度共存时也能在维持具有高蛋白质浓度的水溶液的良好热稳定性和性能的同时不引起凝胶化和凝结。本发明基于该发现。
因此，本发明的目的是提供一种包含高浓度的蛋白质和钠，同时不会引起蛋白质凝胶化或凝结并具有良好的热稳定性和性能的液态营养组合物。
根据本发明，提供了一种包含蛋白质、类脂和糖并具有不小于1kcal/ml的热值的液态营养组合物，其中蛋白质在该组合物中的浓度为30-100mg/ml，钠在该组合物中的浓度大于2mg/ml。
在本发明优选的实施方案中，本发明液态营养组合物包含蛋白质、类脂、糖和有机酸的钠盐。有机酸的钠盐更优选为柠檬酸、苹果酸或葡糖酸的钠盐或者它们的混合物。
在本发明一个优选的实施方案中，本发明液态营养组合物的热值为1-3kcal/ml。
在本发明一个更优选的实施方案中，本发明液态营养组合物另外包含20-100mg/ml的类脂和50-350mg/ml的糖。
在本发明另一个优选的实施方案中，本发明液态营养组合物作为食品提供。在本发明另一个更优选的实施方案中，本发明液态营养组合物作为液态饮食、医疗饮食、肠内营养产品或者营养支持的食品或饮料提供。
根据本发明，还提供了一种生产液态营养组合物地方法，包括将有机酸的钠盐加入包含蛋白质、类脂和糖的水溶液中以使钠在该液态营养组合物中的浓度大于2mg/ml。
在本发明另一个实施方案中，提供了一种液态营养食品，其特征在于所述液态营养食品的热值小于1kcal/ml，包含蛋白质、类脂和糖，并具有大于2mg/ml的高钠浓度。此时，优选使用有机酸的钠盐作为主要钠供应源。所述液态营养食品另外包含30-100mg/ml的蛋白质、20-100mg/ml的类脂和50-350mg/ml的糖。
本发明可以提供一种液态营养组合物，尽管蛋白质和钠以高浓度掺入，但是不会引起凝胶化或凝结并且具有良好的热稳定性和性能。关于传统技术，迄今为止将钠盐加入液态营养食品中之后病人如需要营养护理的人立即饮用该液态饮食。此时，例如不能完全避免凝胶化或凝结。在本发明中，因为液态营养食品中事先含有高浓度钠，所以可以事先消除与摄入液态饮食有关的风险因素例如凝胶化或凝结的出现。因此，可以安全地使用该液态营养食品而无需担心。此外，例如当在临床实践中使用本发明液态营养组合物时，可以除去与就地向液态饮食等中添加钠盐有关的工作，结果护理者的工作性可以显著提高。此外，因为钠的补充通常在夏季进行，在这些临床实践中可以显著降低护理者的工作负担。
发明详述
液态营养组合物
如上所述，本发明液态营养组合物包括包含以下的液态营养组合物：蛋白质；类脂；和糖；其中所述液态营养组合物的热值不小于1kcal/ml，并且其特征在于钠在该组合物中的浓度大于2mg/ml。本文所用术语“液态”指的是本发明组合物为主要由水组成并且包含溶解于水中的蛋白质、类脂、糖和钠的水溶液。
本发明液态营养组合物主要用于提供营养并且作为食品仅可以被直接摄入。或者，可以采取这样一种方法，其中液态营养组合物与营养食品如市售液态饮食或营养强化剂以任何混合比混合，同时调节热值(卡)和浓度并且维持为病人或健康人群推荐的蛋白质、类脂、糖、维生素和矿物质的摄入量，所述液态营养组合物可以作为食物或营养强化剂(例如液态饮食、医疗饮食或肠内营养产品)被各使用者(或病人)摄入。
在这种情况下，从健康和保健的角度出发，为了确定蛋白质、类脂、糖等的摄入量，可以适当参考例如各国政府组织、公共组织或学术组织出版或推荐的标准，例如“Nihonjin No Shokuji Sesshu Kijun”(日本的膳食参考摄入量)(日本健康、劳动和福利部出版)。
本发明液态营养组合物还用于补充钠，其在传统产品中含量低。因此本发明液态营养组合物仅可以被直接摄入。或者，液态营养组合物可以与营养食品如市售液态饮食或营养强化剂以任何混合比混合，同时调节钠浓度，并且所述液态营养组合物由此可以作为食品或营养强化剂被各使用者(或病人)摄入。
热值
液态营养组合物的热值优选为1-3kcal/ml，更优选为1-2.5kcal/ml，仍然更优选为1-2kcal/ml，进一步更优选为1.5-2kcal/ml。通常，当液态营养组合物的热值高时，蛋白质或其它组分的浓度高，结果可能出现凝胶化或凝结。具体地，当液态营养组合物的热值过高时，即使可以发挥本发明的效果和作用也不能完全抑制凝胶化或凝结。另一方面，当液态营养组合物的热值低时，出现凝胶化或凝结的可能性低。然而，此时本发明中想要的效果和作用不容易发挥。因此，理想的是将液态营养组合物的热值调节至适当水平。
为了使本发明组合物获得上述热值，例如优选将组合物中蛋白质的浓度、类脂的浓度和糖的浓度分别调节至30-100mg/ml、20-100mg/ml和50-150mg/ml。
蛋白质
食品应用中可以使用的任何蛋白质均可以用在本发明中而没有特别限制。这类蛋白质的具体实例包括动物蛋白如牛奶蛋白和肉蛋白；植物蛋白如大豆蛋白；和动物或植物蛋白的酶分解产物包括肽或氨基酸。它们可以单独使用或以两种或更多种的任何组合使用。
蛋白质的热值(能量)优选占该液态营养组合物中全部能量的3-10重量％。
在本发明中，蛋白质在该组合物中的浓度优选为30-90mg/ml，更优选为35-80mg/ml，仍然更优选为40-75mg/ml。
类脂
食品应用中可以使用的任何类脂均可以用在本发明中而没有特别限制。这种类脂的具体实例包括植物油如大豆油、玉米油、棉子油、紫苏子油、椰子油和菜籽油；动物油如牛油、猪脂和鱼油；及合成甘油三酯。它们可以单独使用或者以两种或更多种的任何组合使用。
类脂的能量优选占该液态营养组合物中全部能量的2-10重量％。
在本发明中，类脂在该组合物中的浓度优选为20-90mg/ml，更优选为20-80mg/ml，仍然更优选为25-75mg/ml。
糖
食品应用中可以使用的任何糖均可以用在本发明中而没有特别限制。这类糖的具体实例包括单糖如葡萄糖和果糖；多糖如淀粉和糊精；低聚糖包括二糖如麦芽糖和乳糖。它们可以单独使用或者以两种或更多种的任何组合使用。
糖的能量优选占该液态营养组合物中全部能量的5-35重量％。
在本发明中，糖在该组合物中的浓度优选为80-320mg/ml，更优选为100-300mg/ml，仍然更优选为120-280mg/ml。
钠
钠在本发明液态营养组合物中的浓度优选为2.2-8mg/ml，更优选为2.4-7mg/ml，仍然更优选为3-7mg/ml，进一步优选为3-6mg/ml。通常，在具有高蛋白质浓度的液态营养组合物中，当钠浓度高于上述钠浓度范围的上限时，可能会出现凝胶化或凝结。具体地，当钠在营养组合物中的浓度过高时，即使可以发挥本发明效果和作用也不能容易地完全抑制凝胶化或凝结。另一方面，当钠在营养组合物中的浓度低于上述钠浓度范围的下限时，可能会出现凝胶化或凝结。然而此时不能容易地发挥预期效果和作用。为此，考虑到钠浓度和蛋白质浓度之间的关系，优选将钠在液态营养组合物中的浓度调节至适当水平。
在本发明中，可以根据组合物中钠浓度和蛋白质浓度之比确定钠在液态营养组合物中的浓度。例如，钠的量基于组合物中含有的1mg蛋白质为不小于0.02mg，优选为0.02-0.07mg。
在本发明中，钠在液态营养组合物中的浓度优选为根据与热值的关系而给出的值。具体地，在本发明中，每热值的钠浓度优选高于2mg/kcal，更优选为2.2-8mg/kcal。因此，例如当热值为1.5kcal/ml时，钠浓度优选高于3mg/ml。
在本发明液态营养组合物中，将有机酸的钠盐用作主要钠供应源以使钠浓度高于传统液态营养食品(例如液态饮食)的钠浓度。具体地，在本发明具有高钠浓度的组合物中，通过添加有机酸的钠盐实现增加的钠浓度。
可以提及在分子中具有羧基的有机酸如柠檬酸、苹果酸和葡糖酸作为有机酸。水溶液形式的这些有机酸可以发挥对各矿物离子的螯合作用。在本发明中，认为螯合作用使蛋白质和矿物离子(如钠)之间的相互作用最小化从而抑制了凝胶化或凝结。然而，应注意的是上述解释是假设的，并不限制本发明。
因此，在本发明中，优选将柠檬酸、苹果酸或葡糖酸的钠盐用作有机酸的钠盐。这些有机酸在它们的分子中含有一个或多个、两个或更多个或者三个或更多个羧基。在本发明中，还可以使用它们的混合物。这类有机酸钠盐的具体实例包括柠檬酸三钠、苹果酸二钠和葡糖酸钠。
其它组分
在本发明液态营养组合物中，除了上述组分之外，可以添加其它组分，它们的实例包括膳食纤维、维生素(例如维生素C或维生素E)、矿物质(例如锌、铁、铜或锰)、有机酸、有机碱、果汁和香料。它们可以单独添加或以两种或更多种的组合添加。此外，如果需要，可以使用其它添加剂如稳定剂、防腐剂、润湿剂、乳化剂、甜味剂、着色剂、抗氧化剂和pH调节剂。
此外，例如当本发明营养组合物用在制药应用中时，可以使用辅助活性成分与本发明营养组合物结合，例如天然源的生药、核酸、肽或抗菌剂。
在本发明液态营养组合物中，本文所用术语“液态”指的是本发明组合物为主要由水组成并且包含溶解于水中的蛋白质、类脂、糖和钠的水溶液。
在本发明液态营养组合物中，如果需要，可以调节平均粒径。例如，平均粒径优选不大于2μm，更优选不大于1.5μm，进一步优选不大于1μm。
本发明营养组合物可以作为食品或药物制剂提供。当营养组合物作为药物制剂提供时，这类药物制剂的实例包括各国家医疗组织中通过立法分类为药物制剂的用于补充营养的营养食品类组合物或营养强化剂。
在本发明另一个优选的实施方案中，如上所述，本发明营养组合物作为食品提供。也就是说，本发明液态营养组合物可以说是液态营养食品组合物。更优选提供本发明液态营养组合物作为液态饮食、医疗饮食、肠内营养产品或者用于营养支持的食品和饮料。
本文所用术语“液态饮食”指的是具有足够高的流动性的液态食品以使病人等不需要咀嚼就能饮用该食品。例如，液态饮食具有的水含量为约60-85重量％并具有能够平滑地流过营养管的足够高的流动性。该水平的流动性例如为满足在25℃的温度和60cm的高度差的条件下流下速度不小于100ml/hr的要求的流动性。
医疗饮食为推荐病人摄入的从治疗或预防角度用在医疗领域且不总是指分类为药物制剂的那些的食品。肠内营养食品指的是管道喂食营养强化剂并包括分类为药物制剂的那些和作为食品的那些。
提供营养的饮料和食品例如包括健康食品、功能食品和宣称降低疾病风险的食品并且进一步包括分类为病人食品的食品。这些食品还包括从保健方面在各国家(例如日本)可能具有立法限制的食品。标签“宣称降低疾病风险”可以是基于JOINT FAO/WHO FOOD STANDARDSPROGRAMME(Codex Alimentarius Commission)指定或允许或者参照所述标准指定或允许的具有降低疾病风险可能性的食品标签。
生产方法
如上所述，生产本发明液态营养组合物的方法包括将有机酸的钠盐加入包含蛋白质、类脂和糖的水溶液中以使钠在该液态营养组合物中的浓度大于2mg/ml。此时，例如可以采取这样的方法，其中在加入有机酸的钠盐之后，液态营养组合物还通过添加蒸馏水等稀释以使该食品具有预定的钠浓度。此时，如果需要，由此获得的液态制剂可以例如用均化器均化或者进行杀菌处理，然后包装。
实施例
通过以下实施例进一步解释本发明，并不非限制本发明。
实施例1
提供市售液态饮食(“Mei-balance 1.5HPZ”，Meiji Dairies Corporation制造，1.5kcal/ml)并用作液态制剂。将该液态制剂分成两等份。然后将蒸馏水和柠檬酸三钠水溶液加入各等份以稀释各等份并由此制备热值为1kcal/ml的液态制剂。此时，仅用蒸馏水稀释的液态制剂的钠浓度为1.1mg/ml。另一方面，用柠檬酸钠水溶液稀释的液态制剂的钠浓度为2.4mg/ml。
将这些液态制剂杀菌(间接加热，140℃，2秒)，然后均化(均化器，200kgf/cm2+50kgf/cm2)，并装入LL砖制容器(长寿命砖制容器)(200ml)中以生产两种液态饮食(1kcal/ml)。
将这两种液态饮食(产品)在室温(约20℃)下储存1星期，然后确定所述液态饮食的质量。
结果，两种产品均未出现凝胶化或凝结，并且质量良好。
当柠檬酸三钠用于增加液态营养食品中钠的含量(浓度)时，获得钠浓度为2.4mg/ml的液态饮食。所述液态饮食可以在对比例中通过施加传统杀菌条件和均化条件生产。也就是说，具有高钠浓度的液态饮食具有良好的热稳定性和性能。
实施例2
提供市售液态饮食(“Mei-balance 1.5HPZ”，Meiji Dairies Corporation制造，1.5kcal/ml)并用作液态制剂。将所述液态制剂分成表1中所示数量的等份样品并放置在各独立的容器中。将表1所示的蒸馏水和钠盐水溶液加入各分好的液态制剂中进行稀释以制备热值为1kcal/ml的液态制剂。此时，仅用蒸馏水稀释的液态制剂的钠浓度为1.1mg/ml。另一方面，用各钠盐水溶液稀释的液态制剂的钠浓度如表1所示。
将这些液态制剂装入各软包容器(200ml)中并进行甑馏杀菌(121℃，9分钟30秒)以生产表1所示的16种液态饮食(1kcal/ml)。
确定这些液态饮食(产品)的粘度、沉淀百分数和平均粒径。
在室温(约25℃)下用B型粘度计(“TVB-10”，TOKI SANGYO CO.，LTD.制造)测量粘度。
通过用沉淀物的重量除以样品总重量确定沉淀百分数并用百分数表示。具体地，将50g样品装入离心沉淀管中并用离心机(“KUBOTA-5200”，KUBOTA Manufacturing Corporation制造)在3000rpm下处理30分钟，用所得沉淀物的重量除以样品总重量以确定沉淀百分数。
平均粒径用粒度分布仪(“SALD-2000”，SHIMADZUCORPORATION制造)测量的中值粒径表示。
结果如表1所示。
表1
当硝酸钠、酒石酸钠、异抗坏血酸钠、抗坏血酸钠和富马酸二钠用作钠盐以增加钠在液态营养食品中的含量(浓度)时，粘度稍微增加。
此时，任何钠盐的使用对沉淀百分数均没有显著影响。
当乳酸钠、谷氨酸钠、丙酸钠和琥珀酸二钠用作钠盐时，平均粒径稍微增加。当硝酸钠、酒石酸钠、异抗坏血酸钠、抗坏血酸钠和富马酸二钠用作钠盐时，平均粒径进一步增加。可以说较小平均粒径提供较高稳定性。
当柠檬酸三钠、苹果酸二钠和葡糖酸钠用于增加钠在液态营养食品中的含量(浓度)时，可以在传统杀菌条件下生产钠浓度为3-6mg/ml的液态饮食。具有高钠浓度的热稳定性和性能良好。