專利名稱：具有健康促進(jìn)作用的含有寡糖的營(yíng)養(yǎng)組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有健康促進(jìn)作用的營(yíng)養(yǎng)組合物，特別是具有促雙岐桿菌生長(zhǎng)作用(bifidogenic effect)和抗致病微生物粘附于腸壁作用的營(yíng)養(yǎng)組合物。
更具體地說(shuō)，在第一方面，本發(fā)明涉及含有至少一種寡糖的這樣的營(yíng)養(yǎng)組合物，所述寡糖具有至少一個(gè)末端阿拉伯糖單元。
本文使用的寡糖意指由至少2個(gè)，直至20個(gè)糖苷連接的單糖單元組成的糖，即聚合度(DP)為2～20的糖。多于20個(gè)單元的糖在本文中稱為多糖。寡糖不易消化或者不可消化，即不容易被哺乳動(dòng)物的消化酶轉(zhuǎn)化為產(chǎn)熱底物(caloric substrates)。
在食品中使用含阿拉伯糖的多糖是公知的。GB 1,072,029公開(kāi)了將分子量在70～95kDa(DP 450～600)范圍內(nèi)的阿拉伯半乳聚糖與人造甜味劑組合用作散裝甜味劑。根據(jù)US 6,004,610，由于這種阿拉伯半乳聚糖的低粘度，它們可以和水解瓜爾膠一起用作飲料中的膳食纖維。WO 00/08948(DE-198，36339)描述了將寡糖(最高至多聚已糖)和多糖(多聚庚糖以上)的組合用于促進(jìn)人大腸菌群。提到阿拉伯聚糖作為許多可能的多糖之一。
根據(jù)本發(fā)明使用的寡糖具有至少一個(gè)末端阿拉伯糖單元，即至少一個(gè)通過(guò)一個(gè)(糖苷)鍵與該寡糖分子的剩余部分連接的阿拉伯糖單元。這些末端阿拉伯糖單元可以位于寡糖主鏈的末端，無(wú)論該末端是還原端(具有自由半縮醛官能團(tuán))還是非還原端，或者既是還原端又是非還原端，但是它們也可以位于主鏈的側(cè)鏈的末端，或者直接由單鍵與主鏈連接。在本說(shuō)明書中，具有一個(gè)或多個(gè)末端阿拉伯糖單元的寡糖也稱作“阿拉伯寡糖”。
本發(fā)明的阿拉伯寡糖的最簡(jiǎn)單的形式是兩個(gè)取代糖殘基的二聚體，兩個(gè)糖殘基中至少一個(gè)是L-阿拉伯糖殘基。另一個(gè)糖殘基可以選自所有的糖殘基，特別是那些存在于天然存在的糖聚合物中的糖殘基，如半乳糖、阿拉伯糖、甘露糖和木糖。最優(yōu)選另一個(gè)糖是阿拉伯糖或半乳糖。類似地，在三糖中，一個(gè)或兩個(gè)末端糖單元是阿拉伯糖殘基，而剩下的糖可以是半乳糖、木糖、甘露糖等，且中心的阿拉伯糖也可以是阿拉伯糖。
更長(zhǎng)的阿拉伯寡糖可以是由糖單元的任何組合組成的直鏈(無(wú)分支)或者優(yōu)選地是支鏈的寡糖，只要至少一個(gè)末端糖單元是阿拉伯糖。寡糖可以在1，2-、1，3-、1，4-和/或(如果適用)1，5-或1，6-位由α-鍵連接，而且，如果包括酮糖，也可以在2，1-、2，4-、2，6-位等連接。阿拉伯寡糖中的L-阿拉伯糖單元通常是它們的呋喃糖苷形式，但是也可以是吡喃糖苷形式。它們主要是α-1，3-或α-1，5連接。存在于阿拉伯寡糖中的L-阿拉伯糖殘基的數(shù)目可以變化，條件是至少一個(gè)阿拉伯糖殘基，優(yōu)選至少兩個(gè)阿拉伯糖單元存在于寡糖鏈的至少一端。因此，僅一個(gè)(即至少一個(gè)末端殘基)、幾個(gè)或基本上所有形成糖寡聚體主鏈的糖殘基可以用L-阿拉伯糖殘基取代。主鏈自身可以由阿拉伯糖單元或其他單元(半乳糖、木糖等)組成。
寡糖單元通常只含有醛糖(和酮糖)，但是也可以含有糖醛酸、甲基化或?；蚱渌Ｒ?guī)衍生化的單元。
阿拉伯寡糖可以是純的、精確定義的寡糖，或者通常是不同鏈長(zhǎng)并且可能還具有不同支鏈模式和/或不同糖組成的寡糖的混合物。阿拉伯寡糖優(yōu)選是天然來(lái)源的，直接從它們的天然源分離，或是分離的和水解的或通過(guò)鏈加長(zhǎng)合成的。水解可以是下述的化學(xué)(酸)水解或酶促(聚糖酶)水解，而合成通常是酶促(轉(zhuǎn)移酶)合成。
這些天然存在的不溶性聚合物的一些適宜的來(lái)源包括主要含有直鏈阿拉伯聚糖的糖用甜菜提取液，含有支鏈阿拉伯糖-木糖-糖類(帶有阿拉伯糖和其他側(cè)單元的木聚糖鏈)的谷物纖維，例如小麥和大麥的谷物纖維，以及含有各種類型的支鏈阿拉伯半乳聚糖的蘋果、馬鈴薯和大豆纖維。它們還可以源自含阿拉伯糖的樹(shù)膠，如阿拉伯樹(shù)膠、黃蓍膠(其黃蓍膠糖部分)、印度膠等。
樣品—如本發(fā)明的營(yíng)養(yǎng)組合物和/或下述的水解產(chǎn)物中一種或多種阿拉伯寡糖的存在可以用本領(lǐng)域公知的分析技術(shù)來(lái)分析，如高效陰離子交換色譜(HPAEC)，并且可以通過(guò)制備凝膠過(guò)濾后接著進(jìn)行三氟乙酸水解和HPAEC來(lái)確定它們的量。
本發(fā)明的營(yíng)養(yǎng)組合物可以含有一種或幾種不同(類型)的阿拉伯寡糖。當(dāng)本發(fā)明的營(yíng)養(yǎng)組合物含有幾種不同的阿拉伯寡糖時(shí)，它們的不同之處可以在于它們的聚合度(DP，寡糖鏈中的糖殘基總數(shù))；在于存在于它們的寡糖鏈上的L-阿拉伯糖殘基的數(shù)目和/或位置；在于形成寡糖鏈的糖殘基(的類型)，它們的相對(duì)量和/或它們的順序；和/或在于它們的任何組合。而且，存在于本發(fā)明的營(yíng)養(yǎng)組合物中的阿拉伯寡糖的不同之處可以在于它們的獲得方式和/或獲得它們的原料，例如以下進(jìn)一步描述的。
在本發(fā)明中，阿拉伯寡糖優(yōu)選以含有至少一種如上定義的阿拉伯寡糖的水解產(chǎn)物的形式提供并摻入營(yíng)養(yǎng)組合物中。這些水解產(chǎn)物形成本發(fā)明的另一方面。優(yōu)選地，這些水解產(chǎn)物通過(guò)水解含有一種或多種L-阿拉伯糖取代的聚合物的原料獲得，原料優(yōu)選來(lái)自天然來(lái)源。當(dāng)然，也可以使用這些天然存在的聚合物和/或這些可天然獲得的原料的混合物。
一般而言，本發(fā)明的水解產(chǎn)物將含有至少一種寡聚體，通常幾種不同的寡聚體，這取決于所選擇的原料、原料的水解方式，以及水解后應(yīng)用的進(jìn)一步加工、分離和/或純化步驟(如果有的話)。
另外，除了理想的阿拉伯糖末端寡聚體之外，本發(fā)明的水解產(chǎn)物還可以含有大量的阿拉伯糖單體和其他的糖單體。它們還可以含有大量聚合度(鏈長(zhǎng))超過(guò)20的阿拉伯糖取代的糖聚合物。同樣，這將取決于所選擇的原料、原料的水解方式，以及水解后應(yīng)用的進(jìn)一步加工、分離和/或純化步驟(如果有的話)。
根據(jù)本發(fā)明，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在本發(fā)明的營(yíng)養(yǎng)組合物中存在一定量的聚合物(包括不溶性聚合物)單體不會(huì)在本質(zhì)上影響(例如降低)本發(fā)明的L-阿拉伯糖取代的寡聚體的健康促進(jìn)作用，或者可以被容許。但是優(yōu)選地，在本發(fā)明的營(yíng)養(yǎng)組合物中使用的水解產(chǎn)物中的寡聚體量為水解產(chǎn)物中存在的寡聚體、單體和聚合物(包括不溶性聚合物)總量的至少5％，優(yōu)選至少20％。
因此，只要考慮了含阿拉伯糖的碳水化合物，摻入本發(fā)明的營(yíng)養(yǎng)組合物中的水解產(chǎn)物可以含有(重量比)0～50％的單體、10～100％的寡聚體(2～20聚體)和0～70％的聚合物(＞20聚體)。優(yōu)選的比例是2～40％的單體、20～80％的含阿拉伯糖的寡聚體、2～40％的其他寡聚體和10～60％的聚合物。最優(yōu)選的比例是35～75％的含阿拉伯糖的寡聚體、5～30％的其他不可消化的寡聚體、5～30％的單體和15～35％的不可消化的聚合物。
起始聚合物—即提供上述水解產(chǎn)物的聚合物—的水解可以以本領(lǐng)域公知的任何方式進(jìn)行，這取決于所用的原料和期望的水解產(chǎn)物。酸水解和酶促水解是優(yōu)選的，酶促水解是特別優(yōu)選的。適宜的酸水解條件包括在常規(guī)條件下使用含酸的含水介質(zhì)，酸如鹽酸、硫酸、磷酸、有機(jī)酸或聚合的或固定化的酸(酸樹(shù)脂)。
對(duì)于酶促水解，可以使用任何適于降解起始聚合物的酶或酶組合。優(yōu)選地，它們是內(nèi)酶，它們的適宜的實(shí)例和來(lái)源對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是清楚的。酶促合成可以用轉(zhuǎn)移酶進(jìn)行，即能夠?qū)⒗菤埢D(zhuǎn)移至單糖或寡糖的酶。
酶促水解的適宜條件將取決于原料和所用的酶。優(yōu)選地，使用接近酶的最優(yōu)pH和溫度的pH和溫度。舉例來(lái)說(shuō)，適宜的條件可能包括使用底物水溶液中的1μg/ml的純化內(nèi)半乳聚糖酶(endogalactanase)，pH在為4.5～6，溫度為約30℃，持續(xù)30分鐘至3小時(shí)，起始阿拉伯半乳聚糖的濃度為0.5～20重量％。最優(yōu)選地這樣選擇原料、所用的酶、水解條件和任選的進(jìn)一步加工步驟，使所得的水解產(chǎn)物對(duì)用于本發(fā)明的營(yíng)養(yǎng)組合物中而言仍是可接受的，這一點(diǎn)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是清楚的。通常，這將包括使用對(duì)食品應(yīng)用而言是可接受的原料、酶等，例如具有公認(rèn)安全的狀態(tài)。
一般而言，允許水解進(jìn)行到所獲得的水解產(chǎn)物含有至少10％，優(yōu)選至少20％，最優(yōu)選至少50％的含阿拉伯糖的寡聚體。水解可以用任何適宜的方法進(jìn)行，所述方法通常包括確定所形成的寡聚體的量、所形成的單體的量和/或剩余的聚合物的量。適宜的技術(shù)，如色譜技術(shù)對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是清楚的。含阿拉伯糖的起始聚合物可以直接使用，或者可以經(jīng)純化，以增加期望的產(chǎn)物的收率。這種預(yù)處理可以包括化學(xué)提取(氫氧化鈉溶液)或物理提取(擠出)。
舉例來(lái)說(shuō)，下述天然存在的聚合物的降解和轉(zhuǎn)化合成分別可以使用以下酶原料 酶 寡聚體阿拉伯聚糖內(nèi)阿拉伯糖酶阿拉伯寡糖阿拉伯木聚糖 內(nèi)木聚糖酶 阿拉伯木寡糖阿拉伯半乳聚糖內(nèi)半乳聚糖酶阿拉伯半乳寡糖阿拉伯乙糖阿拉伯呋喃糖水解酶 阿拉伯丙糖和更高的同系物水解后得到的水解產(chǎn)物可以直接摻入本發(fā)明的營(yíng)養(yǎng)組合物中，或者在進(jìn)一步處理/純化步驟后摻入，所述處理/純化步驟例如淬滅水解反應(yīng)(例如使酶失活和/或升高pH)；除去水解混合物的組分，如鹽和/或所用的酶；除去水解反應(yīng)的副產(chǎn)物；和/或減少單體的量或者可溶性或不溶性聚合物的量。這可以用本領(lǐng)域公知的任何純化和/或處理技術(shù)進(jìn)行，包括中和、沉淀、過(guò)濾、滲析、超濾，或這些步驟的適宜組合。這些步驟優(yōu)選地產(chǎn)生上述用于摻入本發(fā)明的營(yíng)養(yǎng)組合物的水解產(chǎn)物。
另外，本發(fā)明的營(yíng)養(yǎng)組合物可以含有這些水解產(chǎn)物的組合，即從不同原料、用不同水解條件(例如所用的酶和/或最終水解度)和/或不同的進(jìn)一步純化/處理步驟獲得的水解產(chǎn)物的組合。
因此，在另一方面，本發(fā)明涉及用于制備含有至少一種L-阿拉伯糖取代的寡糖的水解產(chǎn)物的方法，所述方法包括水解一種或多種L-阿拉伯糖取代的聚合物，并任選地包括一個(gè)或多個(gè)本領(lǐng)域公知的進(jìn)一步處理步驟。
本發(fā)明基于以下發(fā)現(xiàn)，即寡聚阿拉伯聚糖具有健康促進(jìn)作用，特別是就預(yù)防和/或治療胃腸道疾病而言。具體地說(shuō)，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)阿拉伯寡糖能夠防止和/或減少不期望的微生物對(duì)腸壁的粘附或易位，并且還具有“促雙岐桿菌生長(zhǎng)”作用，促雙歧桿菌生長(zhǎng)作用意指它們能夠促進(jìn)胃腸道中的健康菌群，這在嬰兒中使之更類似于母乳喂養(yǎng)的嬰兒的菌群和/或可以用于預(yù)防和/或治療天然存在的胃腸道菌群中的任何失調(diào)。這些作用在臨床病人和新生兒中尤其有益。另外，該產(chǎn)品誘導(dǎo)增強(qiáng)的免疫功能和改善的礦物質(zhì)如鈣和鎂的吸收，這對(duì)于絕經(jīng)期婦女、老年人和患有腸功能失調(diào)的病人有益。
本發(fā)明的組合物可以給整個(gè)小腸和大腸和/或它們的一個(gè)或多個(gè)部分，包括十二指腸、空腸、回腸和結(jié)腸提供它們的健康促進(jìn)作用。類似地，本發(fā)明的組合物還可以給整個(gè)腸道和/或其部分提供它們的抗粘附和/或促雙歧桿菌生長(zhǎng)作用，所述部分可以是相同或不同的部分。
為此目的，本發(fā)明的營(yíng)養(yǎng)組合物可以含有幾種不同的寡聚體，它們可以在胃腸道的不同部分提供健康促進(jìn)作用。此外，本發(fā)明的營(yíng)養(yǎng)組合物可以含有幾種不同的寡聚體，它們中的一種或多種提供抗粘附作用，并且它們中的一種或多種提供促雙歧桿菌生長(zhǎng)作用。同樣，本發(fā)明的營(yíng)養(yǎng)組合物可以含有不同的寡聚體(例如具有不同的水解度)，從而在胃腸道的不同部分提供抗粘附作用，和/或幾種不同的寡聚體(例如具有不同的水解度)，從而在胃腸道的不同部分提供促雙歧桿菌生長(zhǎng)作用。
以這種方式，口服給予含有幾種適宜選擇的不同寡聚體的本發(fā)明的營(yíng)養(yǎng)組合物可以在胃腸道的幾個(gè)或基本上所有部分同時(shí)產(chǎn)生期望的健康促進(jìn)作用。此外，通過(guò)口服給予這種組合物，可以在胃腸道的一個(gè)、幾個(gè)或基本上所有的部分同時(shí)獲得抗粘附和促雙歧桿菌生長(zhǎng)作用，所述部分可以相同或不同。而且，通過(guò)使用幾種不同寡聚體的組合，可以獲得協(xié)同作用。
根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的方面，本發(fā)明的營(yíng)養(yǎng)組合物在小腸提供它們的抗粘附作用和/或在大腸提供它們的促雙歧桿菌生長(zhǎng)作用。一般而言，對(duì)于抗粘附作用而言，小的直鏈和支鏈寡聚體，優(yōu)選地具有2～10的聚合度(DP)是最適合的。對(duì)于促雙歧桿菌生長(zhǎng)作用而言，支鏈且具有達(dá)20的DP的寡聚體是最適合的。
一般而言，為了獲得本發(fā)明的健康促進(jìn)作用，給予成人的寡聚體的量通常為每日每千克體重0.01～0.5g；而對(duì)嬰兒為每日每千克體重0.02～1.0g。這些量的寡聚體可以以單劑量日給予，或者以幾劑每日給予，優(yōu)選是每日1～6，特別是1～3劑。
更具體地說(shuō)，為了獲得本發(fā)明的抗粘附作用，給予成人的阿拉伯寡糖的量通常為每日每千克體重0.01～0.2g；而對(duì)嬰兒為每日每千克體重0.02～0.4g；同樣是每日一劑或幾劑。
為了獲得本發(fā)明的促雙歧桿菌生長(zhǎng)作用，給予成人的寡聚體的量通常為每日每千克體重0.1～0.5g；而對(duì)嬰兒為每日每千克體重0.2～1.0g；同樣是每日一劑或幾劑。
從以上清楚地看到，通常為了獲得促雙歧桿菌生長(zhǎng)作用而給予的阿拉伯寡糖的量大于為了獲得抗粘附作用而給予的量，為了獲得促雙歧桿菌生長(zhǎng)作用而給予阿拉伯寡糖通常也導(dǎo)致抗粘附作用，這取決于所存在的寡聚體。
給予本發(fā)明的營(yíng)養(yǎng)組合物可以持續(xù)直到獲得期望的健康促進(jìn)作用，和/或—當(dāng)作為預(yù)防藥給予時(shí)，持續(xù)直到個(gè)體不再處于需要(附加)保護(hù)以避免胃腸道疾病的情況為止。
本發(fā)明的營(yíng)養(yǎng)組合物可以是任何適于對(duì)人給藥的形式，特別是適于對(duì)胃腸道的任何部分給藥的形式。通常且優(yōu)選地，這包括(適于)口服給藥的(組合物)，盡管例如腸內(nèi)給藥，如通過(guò)管或?qū)Ч芙o藥入腸內(nèi)也是本發(fā)明的一部分。
具體而言，該營(yíng)養(yǎng)組合物可以是食品增補(bǔ)劑的形式，或者是易于消費(fèi)的完全食品，如總體食品(total food)或嬰兒配制食品。
當(dāng)本發(fā)明的組合物是食品增補(bǔ)劑形式時(shí)，它可以是用于單獨(dú)給予的形式，如膠囊、片劑、散劑、小藥囊、液體組合物(例如滴劑)或類似形式，優(yōu)選含有本發(fā)明的寡聚體的單位劑量。這種增補(bǔ)劑可以進(jìn)一步包含一種或多種適用于食品增補(bǔ)劑的輔劑、載體或賦形劑，以及一種或多種下述的其他組分和/或添加劑。
食品增補(bǔ)劑還可以是粉末形式，液體組合物(例如滴劑)或類似的形式，為了制備易于消費(fèi)的食品或飲料，將其添加入適宜的食品(組合物)或適宜的液體或固體載體或與它們混合。舉例來(lái)說(shuō)，食品增補(bǔ)劑可以是能與水、牛奶、果汁、兒童飲料、口服再水化溶液混合和/或重構(gòu)(以提供所謂的ORS飲料)等的形式。它還可以是能與固體食品或具有高水含量的食品如發(fā)酵食品，例如酸奶混合的粉末或液體的形式。
根據(jù)本發(fā)明的食品增補(bǔ)劑含有不可消化的含阿拉伯糖的寡糖(1)和不可消化的多糖(3)(無(wú)論是否含有阿拉伯糖單元)，任選地含有其他不可消化的寡糖(2)和可消化的碳水化合物(4)，如葡萄糖、果糖和/或麥芽糖糊精，其中(1)+(2)+(3)與(4)的重量比為1∶5～24∶1。(1)的量是增補(bǔ)劑總干重的1～90％，優(yōu)選是5～40％，(2)的量是0～50％，優(yōu)選是2～25％，(3)的量是2～50％，優(yōu)選是5～30％，(4)的量是4～80％，優(yōu)選是10～50％。如果還有剩余部分的話，它們可以是維生素、礦物質(zhì)、蛋白質(zhì)、著色劑、防腐劑等等。
本發(fā)明的營(yíng)養(yǎng)組合物還可以是易于消費(fèi)的固體、半固體或流體食品的形式。這種食品除了包含一種或多種本發(fā)明的寡聚體之外，通常還包含本領(lǐng)域已知的食品或食品基，并且舉例來(lái)說(shuō)可以如下制備-向本領(lǐng)域已知的食品或食品基中加入上述的食品增補(bǔ)劑；-向本領(lǐng)域已知的食品或食品基中加入一種或多種本發(fā)明的寡聚體；和/或-在其制備過(guò)程中向本領(lǐng)域已知的食品或食品基中摻入一種或多種本發(fā)明的寡聚體。
因此，本發(fā)明的營(yíng)養(yǎng)組合物可以是用于口服消費(fèi)的食品，例如總體食品或嬰兒配制食品。它們還可以是通過(guò)管或?qū)Ч芙o入胃中的食品，例如通過(guò)管或?qū)Ч堋?br> 本發(fā)明的營(yíng)養(yǎng)組合物，無(wú)論是用于消費(fèi)的食品形式還是食品增補(bǔ)劑形式，都可以進(jìn)一步包含用于食品或食品增補(bǔ)劑的所有期望的組分和/或添加劑，包括但不限于調(diào)味劑、著色劑、防腐劑、糖等，只要它們不(太)干擾期望的寡聚體的健康促進(jìn)作用。該組合物可以含有一種或多種常規(guī)量的肽和/或蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、碳水化合物、維生素、礦物質(zhì)和痕量元素。
除了含有0.07～6％，優(yōu)選0.2～4％的不可消化的含阿拉伯糖的寡糖之外，根據(jù)本發(fā)明的完全食品優(yōu)選包含蛋白質(zhì)(4～35％，優(yōu)選7～25％)、脂質(zhì)(4～40％，優(yōu)選7～35％)、可消化的碳水化合物(30～90％，優(yōu)選35～75％)。至100％的余量(所有百分?jǐn)?shù)均是重量百分?jǐn)?shù))可以是其他不可消化的碳水化合物，其比例為例如0～10％，優(yōu)選為0.1～5％，優(yōu)選至少其一半由寡糖組成。當(dāng)完全食品是管飼食品時(shí)，不可消化的含阿拉伯糖的寡糖的量?jī)?yōu)選是0.07～2.5％，特別是0.2～2％。在嬰兒配制食品中，不可消化的含阿拉伯糖的寡糖的量?jī)?yōu)選更高，即0.15～6％，特別是0.4～4％。
本發(fā)明的組合物還可以含有一種或多種抑制細(xì)菌粘附于胃腸道上皮壁的附加物質(zhì)，包括甘露聚糖、半乳糖醛酸寡聚體，優(yōu)選是天然來(lái)源的，其結(jié)果是可以獲得協(xié)同作用。
本發(fā)明的組合物可以并優(yōu)選還含有益生元(prebiotics)，以及益生化合物，特別是纖維和蛋白質(zhì)。具體而言，纖維包括可溶性和不可溶性不可消化的多糖，如非淀粉多糖(纖維素、半纖維素和其他類型的)、抗性淀粉(resistant starch)、樹(shù)膠等等。特別優(yōu)選本發(fā)明的組合物包含其他通?？扇艿牟豢上墓烟?。它們包括反式半乳寡糖(TOS或GOS)、果寡糖(FOS)、木寡糖(XOS)和甘露寡糖。這些其他寡糖優(yōu)選從天然來(lái)源獲得，其獲取是通過(guò)直接提取而進(jìn)行，如菊粉的情況(FOS)，或者通過(guò)水解適宜的多糖或多糖混合物而進(jìn)行，如菊粉和果聚糖(FOS)、半乳聚糖和半乳甘露聚糖(TOS)，以及木聚糖和其他半纖維素組分(XOS)的情況，或者通過(guò)使用適宜轉(zhuǎn)移酶的酶促合成而進(jìn)行，如FOS和TOS的情況。
這些其他寡糖可以直接加入，尤其是如果它們是通過(guò)直接提取或合成(FOS或TOS)而得到的，或者它們可以與阿拉伯多糖共水解，以獲得含本發(fā)明的阿拉伯寡糖和其他寡糖，如木寡糖和/或半乳寡糖的寡糖部分。它們可以(進(jìn)一步)幫助維持和/或恢復(fù)腸菌群，這又可以導(dǎo)致協(xié)同作用。其他寡糖的量可以變化，如為不可消化的寡糖總重量的10％到400％，尤其是阿拉伯寡糖(AOS)與其他寡糖的比例為1∶3～3∶1。
本發(fā)明的組合物還可以有利地含有益生微生物，如雙岐桿菌、乳酸桿菌和其他乳酸菌，例如含量為每個(gè)個(gè)體每日劑量至少107個(gè)活微生物。
本發(fā)明的組合物還可以包含抗體，如免疫球蛋白，它們特異性地對(duì)致病微生物起作用，更具體地說(shuō)是對(duì)腸毒源性大腸桿菌菌株、輪狀病毒、梭狀芽孢桿菌、沙門氏菌和/或彎曲桿菌種起作用。這些免疫球蛋白的用量為至少20μg/100g組合物。該組合物還可以含有至少2mg/100g組合物的唾液酸化(sialylated)化合物，以及至少2mg/100g產(chǎn)物的殺菌化合物，如優(yōu)選是乳鐵蛋白。
另外，本發(fā)明的組合物可以含有本領(lǐng)域已知的其他健康促進(jìn)組分，如藥物等。具體地說(shuō)，該組合物可以含有對(duì)胃腸道具有有益影響的化合物，如谷氨酰胺/谷氨酸或它們的前體，它們給胃腸壁細(xì)胞提供燃料。此外，通過(guò)使用這種組合，可以獲得協(xié)同作用。
存在于本發(fā)明的營(yíng)養(yǎng)組合物中的一種或多種上述寡聚體的量通常還特別取決于所使用的寡聚體、組合物的形式(例如作為總體食品或作為食品增補(bǔ)劑)、預(yù)期的健康促進(jìn)作用(例如粘附抑制和/或促雙岐桿菌生長(zhǎng))，以及每日要給予的劑數(shù)。一般而言，該量將是這樣的，即其允許在上述的每日量中容易地給予寡聚體，例如每日一劑或幾劑。
除非特別指明，要給予的量為下面給出的每日劑量。成人的每日劑量為相應(yīng)于2000kcal/日的能量攝入，或者每日每千克體重約25kcal。因此，當(dāng)考慮完全食品時(shí)，作為每日劑量給出的量意指對(duì)成人每2000kcal能量的量。對(duì)于嬰兒而言，能量攝入通常更高，例如每日每千克體重約50kcal。對(duì)于食品增補(bǔ)劑而言，該量自然更高如果增補(bǔ)劑含有能量組分，如碳水化合物，則每日劑量的量可以是，例如每200或每400kcal能量的量。給出的量還可以指以下和所附權(quán)利要求中給出的營(yíng)養(yǎng)組合物的總重量。
通常，本發(fā)明的營(yíng)養(yǎng)組合物將含有單位劑量的寡聚體和/或預(yù)定量的水解產(chǎn)物。舉例來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的食品增補(bǔ)劑可以含有總共0.3～10.0g的含阿拉伯糖的寡聚體，和/或總共2.5～50g的本發(fā)明的水解產(chǎn)物。優(yōu)選的量為0.5～8g寡聚體和5～25g水解產(chǎn)物。本發(fā)明的總體食品舉例來(lái)說(shuō)可以含有總共0.5～10.0g的寡聚體(優(yōu)選1.0～8g)，和/或總共2.5～50g(優(yōu)選5～25g)的本發(fā)明的水解產(chǎn)物。本發(fā)明的嬰兒配制食品舉例來(lái)說(shuō)可以含有總共0.5～10.0g(優(yōu)選1.0～8.0g)的寡聚體，和/或總共1～20g(優(yōu)選2.0～16.0g)的本發(fā)明的水解產(chǎn)物。
本發(fā)明的營(yíng)養(yǎng)組合物可以用于預(yù)防或治療多種胃腸道疾病中的任何一種，和/或減少或緩解這些疾病的癥狀。這些疾病包括，但不限于傳染性腹瀉、旅行者腹瀉、抗生素相關(guān)性腹瀉。本發(fā)明的組合物特別適合于預(yù)防由微生物，如大腸桿菌或志賀氏菌引起的傳染性腹瀉，該疾病可能發(fā)生在旅行期間和/或用抗生素治療后。
對(duì)于這些和其他應(yīng)用，該寡聚體提供以下作用和優(yōu)點(diǎn)-它們降低和/或防止病原體，如大腸桿菌(EHEC)和志賀氏菌粘附于胃腸道(壁)上，特別是腸壁上；這降低了感染的危險(xiǎn)；-它們促進(jìn)胃腸道內(nèi)的天然菌群從而減少或防止病原體的生長(zhǎng)；-它們促進(jìn)和/或恢復(fù)胃腸道內(nèi)的正常消化和適宜的電解質(zhì)平衡。
在這些和其他應(yīng)用中，使用該寡聚體的一些其它優(yōu)點(diǎn)包括-它們刺激不被例如TOS刺激的，也被認(rèn)為是益生元的雙岐桿菌種的生長(zhǎng)；-發(fā)酵本發(fā)明的寡聚體可以改善鈣從結(jié)腸的吸收；-該寡聚體的粘度使它們特別適合于制備用于通過(guò)管或?qū)Ч芟蛭钢薪o藥的食品。
在另一方面，本發(fā)明因此涉及至少一種寡聚體和/或含有至少一種上述寡聚體的水解產(chǎn)物在(制備)營(yíng)養(yǎng)組合物中的用途，所述營(yíng)養(yǎng)組合物用于預(yù)防和/或治療胃腸道疾病，如上面所列的疾病，特別是用于預(yù)防和/或治療腹瀉，特別是傳染性腹瀉。
本發(fā)明還涉及至少一種寡聚體，和/或含有至少一種上述寡聚體的水解產(chǎn)物在(制備)營(yíng)養(yǎng)組合物中的用途，所述營(yíng)養(yǎng)組合物用于減少和/或防止不期望的微生物，如病原體粘附和/或生長(zhǎng)于胃腸道(壁)。
同樣，在另一方面，本發(fā)明還涉及至少一種寡聚體，和/或含有至少一種上述寡聚體的水解產(chǎn)物在(制備)營(yíng)養(yǎng)組合物中的用途，所述營(yíng)養(yǎng)組合物用于促進(jìn)或恢復(fù)天然腸菌群，和/或防止或減少天然腸菌群的失調(diào)。
盡管本發(fā)明的寡聚體最優(yōu)選具有2～20的聚合度，但是應(yīng)該清楚，具有稍大聚合度，如聚合度在21～30的范圍內(nèi)的一般類型的寡聚體也可以提供某些健康促進(jìn)作用。因此，盡管不優(yōu)選，但如果其導(dǎo)致本文所述的健康促進(jìn)作用，則使用少量的這些寡聚體應(yīng)被認(rèn)為與上述實(shí)施方案等價(jià)。
實(shí)施例實(shí)施例1生產(chǎn)阿拉伯寡糖含有80％約一半是可溶的膳食纖維的商品糖用甜菜纖維(Atlantis系列2025)含有約39％的阿拉伯糖(在TFA水解后用HPAEC測(cè)定)。將纖維溶解在醋酸鹽緩沖液(50mM，pH 5)中，并在40℃下與內(nèi)阿拉伯糖酶(endo-arabinase)，例如存在于商品酶制劑Ultra SP(NovoNordisk)中的酶一起溫育。溫育一段時(shí)間后，使用加熱步驟(100℃)停止反應(yīng)。將產(chǎn)物噴霧干燥，產(chǎn)物含有約10％的單體(大部分是阿拉伯糖)、20％的阿拉伯寡糖(DP 2～6)、10％的其他寡糖(DP 2～20)、10％的可溶性纖維(DP＞20)和50％的不可溶性纖維(DP＞20)。
實(shí)施例2生產(chǎn)阿拉伯寡糖在40℃和pH 5下，將阿拉伯聚糖(Megazyme，50％聚合物形式的阿拉伯糖)與Ultra SP(10μl)一起溫育3小時(shí)。在使酶失活后，將產(chǎn)物冷凍干燥并用HPAEC分析。溫育3小時(shí)后，碳水化合物部分由約25％的單體、40％的阿拉伯寡糖(DP 2～20)、10％的其他寡糖(不含阿拉伯糖)和25％的DP在20以上的物質(zhì)組成。在0.1mm濾器上過(guò)濾后，將無(wú)菌液體噴霧干燥。
實(shí)施例3抗粘附作用將水解纖維獲得的不同寡糖用于測(cè)量對(duì)病原體結(jié)合于人結(jié)腸癌細(xì)胞的抑制。用于結(jié)合實(shí)驗(yàn)的細(xì)胞在標(biāo)準(zhǔn)條件下生長(zhǎng)。將生長(zhǎng)培養(yǎng)基從細(xì)胞中除去，并加入0.2ml最低必需培養(yǎng)基、0.4ml EHEC溶液(2×108cfu/ml)和0.4ml試驗(yàn)溶液(5～10mg/ml水解纖維)。使用適宜的空白作為對(duì)照。在37℃下將細(xì)胞溫育1小時(shí)，然后除去培養(yǎng)基。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)方法，將細(xì)胞用PBS緩沖液洗滌五次、溶解、均化、稀釋并且平鋪以計(jì)數(shù)菌落形成單元。比較空白與一個(gè)部分中發(fā)現(xiàn)的cfu的量，該部分的抑制力可以計(jì)算為結(jié)合降低的百分?jǐn)?shù)。下表總結(jié)了結(jié)合降低的結(jié)果。結(jié)果顯示，含阿拉伯糖的寡糖比任何其他寡糖都更好地降低EHEC與Caco2細(xì)胞的結(jié)合。尤其是阿拉伯寡糖表現(xiàn)出非常高的結(jié)合降低能力，而且阿拉伯木寡糖和阿拉伯半乳寡糖表現(xiàn)出高于60％的結(jié)合降低。所有其他寡糖(不含阿拉伯糖)具有低于60％的結(jié)合降低活性。
實(shí)施例4促雙歧桿菌生長(zhǎng)作用-來(lái)自糖用甜菜的水解阿拉伯糖(DP 2～9，含有約10％的單體)(參見(jiàn)實(shí)施例3)刺激雙岐桿菌屬菌株乳雙歧桿菌(Bifidobacterium lactis)、嬰兒雙歧桿菌(Bifidobacterium infantis)、角雙歧桿菌(Bifidobacteriumangulatum)和假小鏈雙歧桿菌(Bifidobacterium pseudocatelulatum)的生長(zhǎng)。-當(dāng)向5g糞便中加入150mg特定的寡糖時(shí)，雙岐桿菌的生長(zhǎng)增加。當(dāng)該寡糖是反式半乳寡糖時(shí)，雙岐桿菌含量增加5％。當(dāng)該寡糖是阿拉伯半乳聚糖時(shí)，在相同時(shí)間內(nèi)其數(shù)目增加了約38％。當(dāng)使用阿拉伯糖寡聚體時(shí)，增加約68％。
實(shí)施例5營(yíng)養(yǎng)組合物通過(guò)混合以下組分制備嬰兒配制食品。
組分g/100ml蛋白質(zhì)當(dāng)量 1.40酪蛋白 0.60乳清蛋白0.80碳水化合物 7.0乳糖1.3葡萄糖 0.2麥芽糖 2.1多糖3.5脂質(zhì)3.6飽和的 1.4一不飽和的 1.7多不飽和的 0.5根據(jù)實(shí)施例1的阿拉伯寡糖 0.1其他組分EEC規(guī)則321推薦量的礦物質(zhì)、痕量元素和維生素。
實(shí)施例6治療腹瀉的增補(bǔ)劑在罐中，將實(shí)施例2的產(chǎn)物(10kg干重)、葡萄糖(20kg)、檸檬酸鉀(2.9kg)和氯化鈉(3.2kg)溶解在水至總量1000升，得到液體。
實(shí)施例7增強(qiáng)腸功能的增補(bǔ)劑制備2g水解阿拉伯木聚糖、2g果寡糖、2g大豆多糖、1g含有約1010個(gè)冷凍干燥的乳酸桿菌細(xì)胞的益生制劑、5g麥芽糖糊精和調(diào)味劑的混合物，作為12g的每日劑量形式包裝在小袋中。它改善腸功能。
權(quán)利要求
1.單獨(dú)或多個(gè)每日劑量形式的營(yíng)養(yǎng)組合物，所述組合物含有不可消化的寡糖，所述寡糖每日劑量包含0.3～10g含有至少一個(gè)末端阿拉伯糖單元的不可消化的寡糖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的營(yíng)養(yǎng)組合物，所述組合物每日劑量進(jìn)一步包含0.5～10g選自果寡糖、半乳寡糖、木寡糖和甘露寡糖的其他不可消化的寡糖。
3.完全食品組合物，所述組合物含有蛋白質(zhì)(4～3重量％)、脂質(zhì)(4～35重量％)，以及可消化的碳水化合物(30～90重量％)，以干重計(jì)，所述組合物含有0.07～6％的含有至少一個(gè)末端阿拉伯糖單元的不可消化的寡糖。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的完全食品組合物，其是流體管飼組合物，以干重計(jì)，其含有0.07～2.5％的含有至少一個(gè)末端阿拉伯糖單元的不可消化的寡糖。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的完全食品組合物，其是嬰兒配制食品，以干重計(jì)，其含有0.15～6％的含有至少一個(gè)末端阿拉伯糖單元的寡糖。
6.營(yíng)養(yǎng)增補(bǔ)劑，以干重計(jì)，所述營(yíng)養(yǎng)增補(bǔ)劑含有(1)1～90％的含有至少一個(gè)末端阿拉伯糖單元的不可消化的寡糖；(2)0～50％的其他不可消化的寡糖，(3)2～50％的不可消化的多糖，其中(1)、(2)和(3)的總量為至少20％，以及(4)4～80％的可消化的碳水化合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的營(yíng)養(yǎng)增補(bǔ)劑，所述增補(bǔ)劑每日劑量形式進(jìn)一步含有107個(gè)益生微生物。
8.含有至少一個(gè)末端阿拉伯糖單元的寡糖用于預(yù)防和治療致病微生物粘附于腸壁，和/或用于在增強(qiáng)腸道內(nèi)促雙歧桿菌生長(zhǎng)微生物的用途。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的用途，其中所述含阿拉伯糖的寡糖是以下不可消化的糖類混合物的一部分(a)10～100％(重量)的所述含阿拉伯糖的寡糖；(b)0～50％的其他寡糖；(c)0～50％的單糖；(d)0～70％的多糖。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的用途，其中所述含阿拉伯糖的寡糖是以下不可消化的糖類混合物的一部分(a)20～80％(重量)的所述含阿拉伯糖的寡糖；(b)10～50％的其他寡糖；(c)2～40％的單糖；(d)10～60％的多糖。
11.根據(jù)權(quán)利要求8～10之任一項(xiàng)的用途，其中所述含阿拉伯糖的寡糖包含至少50％的含有至少兩個(gè)末端阿拉伯糖單元的寡糖。
12.由酶促水解含阿拉伯糖的多糖獲得的糖混合物，其含有(a)20～80％(重量)的含阿拉伯糖的寡糖；(b)2～40％的其他不可消化的寡糖；(c)2～40％的單糖；和(d)10～60％的不可消化的多糖。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的糖混合物，其含有(a)35～75％(重量)的含阿拉伯糖的寡糖；(b)5～30％的其他不可消化的寡糖；(c)5～30％的單糖；和(d)15～35％的不可消化的多糖。
全文摘要
本發(fā)明涉及在胃腸道內(nèi)具有有益作用，尤其是抗致病微生物粘附作用和促雙歧桿菌生長(zhǎng)作用(bifidogenic effect)的營(yíng)養(yǎng)組合物，該組合物含有不可消化的寡糖，所述寡糖每日劑量包含0.3～10g含有至少一個(gè)末端阿拉伯糖單元的寡糖。該營(yíng)養(yǎng)組合物可以進(jìn)一步包含0.5～10g選自果寡糖、半乳寡糖、木寡糖和甘露寡糖的其他不可消化的寡糖。阿拉伯寡糖可以通過(guò)天然(植物)來(lái)源的含阿拉伯糖的多糖的受控水解獲得。
文檔編號(hào)A23L1/308GK1482868SQ01821471
公開(kāi)日2004年3月17日 申請(qǐng)日期2001年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月27日
發(fā)明者卡特連·瑪麗亞·約瑟法·范拉埃里, 埃爾莫·維辛, 維辛, 卡特連 瑪麗亞 約瑟法 范拉埃里 申請(qǐng)人:努特里奇亞有限公司