生产含异麦芽酮糖的肠道营养素的方法 【技术领域】
本发明涉及一种生产及使用肠道营养素，特别是肠道营养液或营养悬浮液的方法。
背景技术
肠道营养素是一种通过口服或者胃肠道输送给病人或消费者的营养素，其不会在使用者的口腔及咽腔里产生营养分解。出于这个原因，一般来说，肠道营养素以溶液或悬浮液的形式出现，并且不仅可以用在人身上，也可以用在动物身上。通常肠道营养素包含脂肪、碳水化合物及蛋白成份，以及常见的比如说用来提高其稳定性或改善口味的添加剂。其生产一般包括在施加高温高压的情况下进行巴氏消毒、均质处理及灭菌等步骤。
从US 4,497,800可知一种肠道全营养素。其所述的肠道营养液具有较低的pH值，因而也具有相当的微生物稳定性。然而，它的不足之处是渗透压(osmolaligy)相当高，为此必须添加乳化剂。
从EP 0 126 666 A可知另一种肠道营养素，不过其缺点是味道较苦。
从US 4,959,350还可知一种液状肠道营养素，其pH值也很低，口味也得到了改善。为获得微生物稳定性，该溶液在85℃进行4秒钟的巴氏消毒处理。
上述营养素有一共同点，即从营养生理学的角度来看，它们具有改善肠道功能的能力。因此，它们通常会包含有导致血糖迅速上升的碳水化合物，从而需较大量胰岛素而加重代谢的负担。另一方面，替代性的碳水化合物，例如果糖，不提供任何营养生理学上有价值的葡萄糖，并且在生产肠道营养液时就已自行分解。还有，根据巴氏消毒及灭菌所使用地工艺条件，大家所熟悉的生产肠道营养液的方法经常导致肠道营养素中的一些成份，尤其是酮糖的分解。这样，一方面病人摄取的所需营养物质太少，如酮糖；另一方面象美拉德(Maillard)反应产物一样的转换物质却太多，如危害健康的AGEs(晚期糖基化终末产物)。
【发明内容】
因此，本发明将该技术难题作为研究基础，提供了一种生产肠道营养素，尤其是含酮糖的肠道营养液或营养悬浮液的方法，其克服了上述缺陷，尤其在技术简便及费用低廉的情况下，提供一种在营养生理学上特别有价值的、血糖低而仍然能提供葡萄糖的、无菌或抑菌的肠道营养素的生产方法。
本发明通过提供一种生产含异麦芽酮糖(Isomaltulose)的肠道营养素，尤其是肠道营养液或肠道营养悬浮液的方法，克服了上述技术难题，该方法包括下列步骤：(a)提供原始组份：水、脂肪、至少一种含氮成份，以及至少一种碳水化合物，尤其是异麦芽酮糖；(b)对所提供的原始组份随即进行均质处理；(c)对所提供的原始组份在≥135℃，最好在135℃到137℃之间进行10到30秒的巴氏消毒处理。当然步骤(b)和(c)的顺序可以调换，也就是说，这个方法也可以这样安排，顺序是：步骤(a)提供原始组份，步骤(c)对提供好的原始组份在上述条件下进行巴氏消毒处理，及步骤(b)对已经巴氏消毒处理的原始组份随即进行均质处理。
本发明也通过提供另外一种方法克服了上述技术难题，利用这种方法可以生产一种含异麦芽酮糖的肠道营养素，尤其是肠道营养液或肠道营养悬浮液，其包括下列步骤：(a’)提供原始组份：水、脂肪、至少一种含氮成份，及至少一种碳水化合物，尤其是异麦芽酮糖；(b’)对所提供的原始组份随即进行均质处理；以及(c’)随即对原始组份进行灭菌，尤其在≥120℃，最佳是在125℃到128℃之间进行5到15分钟的高压蒸煮。当然步骤(b’)和(c’)的顺序可以调换，也就是说，这个方法也可以这样安排，顺序是：步骤(a’)提供原始组份，步骤(c)对提供好的原始组份在上述条件下进行灭菌处理，及步骤(b’)对已经高压蒸煮过的原始组份随即进行均质处理。
在更进一步的实施例中，本发明的方法是将上述步骤按顺序(a)、(b)、(c)或(a)、(c)、(b)相继进行，其中在紧接着上述方法的最后一个步骤之后，必要时再添加辅助剂，并对已经过均质处理及巴氏消毒处理的原始组份进行灭菌，尤其是进行高压蒸煮，特别是在≥120℃，最好在125℃到128℃之间进行5到15分钟的高压蒸煮。
本发明更好的实施方式是预先规定上述巴氏消毒和/或灭菌步骤在pH值为6.5到8.0时，特别是在6.5到7.5时进行，或最好在上述生产程序一开始或进行过程中对pH值进行调节。
在本发明中，该肠道营养素特别是指一种抑菌，尤其是无菌或少菌的肠道营养液或肠道营养悬浮液，其适合于人或动物通过口服或直接通过胃肠道(导管喂饲)来获取营养。所说的菌类是微生物有机体，或这些有机体的再生物，尤其是指真菌、孢子、酵母、细菌、杆菌、原形动物、藻类、藓类、蓝藻细菌等及其再生物。在本发明中，所说的巴氏消毒是指通过高温杀死特殊的菌类及病毒，在此过程中没有达到完全消除细菌及病毒的地步。而灭菌，尤其是高压蒸煮，即在蒸汽压力锅内进行灭菌，是指一种旨在完全杀死菌类和病毒的方法，在本发明中特别的是加热至少达到120℃。
本发明因此设定一种肠道营养素的生产办法，这种营养素除了包含对于全营养素来说所必需的营养组份，如水、脂肪和含氮成份外，还包含作为碳水化合物的异麦芽酮糖[又名帕拉金糖(Palatinose)]。异麦芽酮糖通过缓慢释放提供营养生理学上十分有益的葡萄糖，而不会因较高的胰岛素需求而加重代谢负担。异麦芽酮糖有两个特征，即葡萄糖缓慢释放，及非胰岛素相关性全能量值代谢，因而其对本发明生产及使用的肠道营养素来说，具有特别的用处。除此以外，在本发明的生产及使用中还有降低AGEs含量这一特点。在本发明的较佳实施方式中，除了异麦芽酮糖外，其生产的肠道营养素中没有其它的碳水化合物，尤其是没有任何其它糖份，对该实施例而言，异麦芽酮糖是肠道营养素中唯一的碳水化合物，尤其是唯一的糖份。但在另一种较佳实施方式中，异麦芽酮糖可以与其它的碳水化合物如葡萄糖、果糖、转化糖、乳糖、麦芽糖、海藻糖、麦芽糖糊精、果胶、蔗糖、淀粉、水解淀粉、或糖代用品，如异麦芽酚或其它糖醇，如氢化淀粉水解物、甘露醇、山梨醇、木糖醇、赤藓醇、麦芽糖醇、乳糖醇、1，6-GPS(6-O-α-D-吡喃葡萄糖基-D-山梨醇)、1，1-GPM(1-O-α-D-吡喃葡萄糖基-D-甘露醇)或者，1，1-GPS(1-O-α-D-吡喃葡萄糖基-D-山梨醇)等一同存在于肠道营养素中。在后一实施例中，本发明特点是异麦芽酮糖代替了通常可买到的肠道营养素中的碳水化合物的一部分，尤其是代替≥30、≥40、≥50、≥60、≥70、≥80、≥90、或≥95重量％的那部分(指的是肠道营养素中所有碳水化合物的干物质)。
本发明特别指出，在肠道营养素中仅仅使用或主要使用异麦芽酮糖作为碳水化合物，并且将含异麦芽酮糖的原始组份在至少135℃，特别是在135℃到137℃进行10到30秒钟的巴氏消毒处理，和/或将含异麦芽酮糖的原始组份在至少120℃，特别是在125℃到128℃进行5到15分钟的灭菌处理。通常在温度较低时可以减少碳水化合物的分解。但令人惊奇的是，即使在高温时，在缩短停留时间的情况下也可以减少酮糖的分解。保持配方及巴氏消毒条件不变，就可以在已经过均质处理且可以使用的肠道营养素中获得令人惊奇的、特别高的异麦芽酮糖含量。通过这种温和但仍然是无菌或抑菌处理的方法而获得的肠道营养素，其独特之处在于其特别的优点：高微生物稳定性、较好的传入感觉性能，并且还有令人舒服的甜味。除此以外，异麦芽酮糖与快速消化的碳水化合物相比，其只是推迟了被人的小肠壁的葡萄糖苷酶分解的时间，因而血糖上升缓慢，同时已释放出的果糖也被吸收。这两点就导致异麦芽酮糖与快速消化的、高血糖的食品不同，它几乎不需要胰岛素参与代谢。此外，异麦芽酮糖因其在小肠中延迟分解，故其特别适合于保持氧化代谢。因此，本肠道营养素非常适合作为“缓释”营养素，也就是说，延迟且持续地释放碳水化合物的营养素，同时因其对胰岛素的需求较低，故也正好适合于患有血糖代谢紊乱症的人群。
如上所述的一种较佳实施方式中，紧接在本发明的生产程序的最后一个步骤之后，也就是说，在巴氏消毒或均质处理的步骤(b)或(c)之后，再对已经过均质处理的原始组份进行灭菌。如果将已获得的肠道营养素在经过巴氏消毒处理或均质处理后灌入无菌容器中，那么就可以无需这个灭菌步骤。
本发明还可以在经过巴氏消毒、均质处理或灭菌后，特别是在高压蒸煮后对产品进行干燥，尤其是进行喷雾干燥，必要时进行烧结。使用前将得到的粉末溶解于水中即可复原。
因此，本发明还涉及一种利用上述的技术方法生产出含异麦芽酮糖的肠道营养素。
在本发明一较佳的实施例中，其是一种水份在重量上占到70％到80％(相对于总体溶液或总体悬浮液的总重量)的肠道营养素。
在本发明另一较佳实施例中，其是一种含氮成份在重量上占1％到3.5％(相对于肠道营养素的总重量)的肠道营养素。
在本发明另一较佳实施例中，其还可以是一种脂肪成份在重量上占2％到4.5％(相对于肠道营养素的总重量)的肠道营养素。
在本发明另一较佳实施例中，其还可以是一种碳水化合成份在重量上占6％到11％(相对于肠道营养素的总重量)的肠道营养素。其中，异麦芽酮糖在重量上的含量为1％到20％，特别是5％到15％这个范围(相对于溶液或悬浮液的总重量)。
在本发明另一较佳实施例中，上述肠道营养素，尤其是肠道营养液的pH值为2到10，尤其是2到8，更佳的是6.5到8.0，最佳是6.5到7.5。
在本发明另一较佳实施例中，脂肪含量，尤其是甘油三酯为3～60％，含氮成份的含量为10～35％，碳水化合物的含量为5～87％(相对于总的能量含量)。
在本发明另一较佳实施例中，其渗透压等于或低于350毫渗量(milliosmal)。
在本发明另一较佳实施例中，所述的脂肪可为植物脂肪，尤其是植物油，比如玉米油、椰子油、豆油或葵花籽油或这些油的混合物；当然也可以使用其它的脂肪成份，特别是合成油。
在本发明另一较佳实施例中，其中含氮成分可以是蛋白质、肽、氨基酸、这些物质的混合物、蛋白质或肽的水解物、尤其是水解过的乳白蛋白、水解过的乳清、酸乳清、奶酪乳清、酪蛋白、水解过的酪蛋白、酪蛋白盐、水解过的大豆蛋白质或/和游离氨基酸等。在本发明另一较佳实施例中，还可以使用原生的植物蛋白质或由植物蛋白质制成的含氮成份，比如油菜籽、菜豆、小麦、芝麻或豌豆等的蛋白质水解物，当然也可以使用这些水解物的混合物。
在本发明另一较佳实施例中，本发明方法步骤(a)的原始组份包括调味品、缓冲剂、盐、防腐剂、香料、其它增甜剂、矿物质、维生素、惰性材料、与食品相容的酸、微量元素、电解液和/或乳化剂、有药学活性的物质、抗生素、抗氧化剂等等。
本发明还涉及异麦芽酮糖在肠道营养素中或生产肠道营养素，特别是在根据一种上述的方法生产的肠道营养素中作为低血糖的碳水化合物的应用，也就是说，它对胰岛素的需求比较低，这样的肠道营养素适合健康的人体或动物，也适合于血糖代谢和/或胰岛素代谢紊乱的人体或动物。
本发明的其它有益的实施方式，根据相应的从属权利要求是显而易见的。
现借助于下列实施例对本发明作详细的阐释。
【具体实施方式】
实施例1：
含有异麦芽酮糖添加剂的肠道营养素的生产及巴氏消毒处理[通过UHT(Ultra High Temperature超高温)加热]
A)根据下面的配方(B小节)，用烧杯依次取出各溶液成份：盐、维生素、碳水化合物、最后是蛋白质，而后依次放入一个装了水的容器中，并用一个Ultra Turrax搅拌机(德国IKA公司生产的高性能搅拌机)对其进行均质处理。最后用泵将均质处理后的物质输入试验装置中。此试验装置由进口、预热器、UHT加热器、保温器、冷却器及出口这几部分组成。UHT加热器是一种非直接的、用蒸汽加热，通常是用来对牛奶进行UHT加热的装置。在保温器中的停留时间因泵的输送功率而不同。本发明的巴氏消毒根据下面表1的试验时间及温度来进行。
借助于高效阴离子交换色谱(HPAEC)(采用氢氧化钠作为洗涤液以及安培电化学检测)，来对碳水化合物的组成部分进行分析证明(结果见表1)。
表1：T(温度)[℃]t(时间)[秒] 组1 组2 组3 130 135 140 50 30 10 (对照组)异麦芽酮糖[g/kg]UHT步骤之前的溶液中UHT步骤之后的溶液中异麦芽酮糖的分解[％] 101.07 100.23 100.07 69.25 72.52 81.20 31 28 19
在所有三组中所测的细菌及病毒数基本上是相同的。但在采用本发明方法(组2和3)时，与一个温度更低、巴氏消毒处理的时间更长的对照组方法(组1)相比，异麦芽酮糖的分解降低得很明显。由于缩短了孵育期(theincubation times)，所以分解程度降低了约三分之一。
B)含异麦芽酮糖的配方举例
原材料 Kg/100kg
水 76.379001
异麦芽酮糖 10.000000
麦芽糊精10 DE(Glucidex 12) 5.295000
酪蛋白酸钙(喷雾干燥) 3.400000
脂肪混合物(标准品) 3.110000
酪蛋白酸钠(喷雾干燥) 0.900000
氯化钾 0.185500
乳化剂：单甘油酯(Myverol 18-0) 0.125000
一水合柠檬酸钾 0.110000
磷酸二氢钾(K11-01) 0.105000
乳化剂：卵磷脂(02-F) 0.080000
无水柠檬酸钠(6090度) 0.080000
磷酸钙 0.060000
麦芽糊精20 DE(Glucidex 21) 0.044122
粗的氧化镁 0.040000
无水柠檬酸二氢钾 0.030000
涂层的重酒石酸胆碱 0.022000
粉末化的维生素C 0.013600
乳酸铁(Fe2+) 0.005000
一水合硫酸锌 0.002750
氯化钠 0.002000
烟碱性胺 0.002000
抗氧化剂：抗坏血酸棕榈酸酯 0.001500
维生素A乙酸酯(325) 0.001400
1％碘粉的碘化锌 0.001150
葡萄糖酸铜(Cu2+) 0.000845
一水合硫酸锰(Mn2+) 0.000715
D-泛酸钙 0.000550
1％钼粉的钼酸钠 0.000500
维生素D3 0.000450
氟化钠 0.000400
1％硒粉的硒化钠 0.000300
0.1％维生素B12 0.000240
1％铬粉的氯化铬(Cr3+) 0.000225
维生素B6-HCl 0.000225
维生素B2 0.000187
维生素B1-HCl 0.000150
5％SD维生素K1 0.000060
叶酸 0.000024
生物素，d 0.000006
总计 100.000000
实施例2
通过高压蒸煮进行消毒
根据实施例1(小节B)中的配方，用烧杯依次取出各溶液成份：盐、维生素、碳水化合物、最后是蛋白质，而后依次放入一个装了水的容器中，并用一个Ultra Turrax搅拌机对其进行均质处理。而后，经均质处理的物质被放到一个高压容器中，并在一个实验蒸汽高压锅中接受灭菌处理。按照上述的本发明方法，并依照下面表2中的试验时间及温度进行高压蒸煮(灭菌)。
借助于高效阴离子交换色谱(HPAEC)(采用氢氧化钠作为洗涤液以及安培电化学检测)，来对碳水化合物的组成部分进行分析证明(结果见表2)。
表2：T(温度)[℃]t(时间)[秒]p(bar abs.) 组1 组2 组3 115 121 128 30 15 5 1.7 2.1 2.5(对照组)异麦芽酮糖[g/kg]高压蒸煮之前的溶液中高压蒸煮之后的溶液中异麦芽酮糖的分解[％] 100.25 100.13 100.26 58.71 61.27 69.37 41 39 31
在所有三组中所测的细菌及病毒数基本上是相同的。但在采用本发明的方法(组2和3)时，与一个温度更低、消毒时间更长的对照方法(组1)相比，异麦芽酮糖的分解降低得很明显。由于缩短了孵育期，所以分解降低了约33％。
实施例3
含有异麦芽酮糖添加剂的肠道营养素的生产、巴氏消毒处理(即UHT加热处理)及灭菌(高压蒸煮)。
根据实施例1中的配方(B小节)，用烧杯依次取出各溶液成份：盐、维生素、碳水化合物、最后是蛋白质，而后依次放入一个装了水的容器中，并用一个Ultra Turrax搅拌机对其进行均质处理。而后用泵将均质处理后的物质输入试验装置中。此试验装置由进口、预热器、UHT加热器、保温器、冷却器及出口这几部分组成。它是一种非直接的、用蒸汽加热通常是用来对牛奶进行UHT加热的UHT装置，在保温系统中的停留时间因泵的输送功率而不同。本发明的巴氏消毒根据下面表3中的试验时间及温度来进行。
借助于高效阴离子交换色谱(HPAEC)(采用氢氧化钠作为洗涤液以及安培电化学检测)，来对碳水化合物的组成部分进行分析证明(结果见表3)。
表3：T(温度)[℃]t(时间)[秒] 组1 组2 组3 130 135 140 50 30 10(对照组)异麦芽酮糖[g/kg]UHT步骤之前的溶液中UHT步骤之后的溶液中异麦芽酮糖的分解[％] 100.65 99.38 100.05 66.38 76.36 83.72 34 23 16
组3反应后的产品(即在巴氏消毒处理步骤完成后带有最高的剩余异麦芽酮糖含量的产品)，被放到一个高压容器中并在一个实验蒸汽高压锅中接受灭菌处理。按照上述的本发明方法，并依照下面表4中的试验时间及温度进行高压蒸煮(灭菌)。
借助于高效阴离子交换色谱(HPAEC)(采用氢氧化钠作为洗涤液以及安培电化学检测)，来对碳水化合物的组成部分进行分析证明(结果见表4)。
在所有三组中所测的细菌及病毒数基本上是相同的。但在采用本发明的方法(组2和3，5和6)时，与一个温度更低、消毒时间更长的对照组方法(组1、4)相比，异麦芽酮糖的分解降低得很明显。由于缩短了孵育期，所以对高压蒸煮步骤来说，分解降低了约40％，对整个生产程序来说，分解降低了22％。
表4：T(温度)[℃]t(时间)[秒]p(bar abs.) 组4 组5 组6 115 121 128 30 15 5 1.7 2.1 2.5(对照组)异麦芽酮糖[g/kg]高压蒸煮之前的溶液中高压蒸煮之后的溶液中高压蒸煮情况下的异麦芽酮糖的分解[％]总的异麦芽酮糖的分解[％] 83.72 83.72 83.72 60.28 65.30 70.30 28 22 16 40 35 31