Результат интеллектуальной деятельности: СИНБИОТИЧЕСКАЯ СМЕСЬ

Область техники, к которой относится изобретение

Это изобретение относится к препарату, содержащему пробиотик и пребиотический олигосахарид, который специально создан для увеличения эффективности этого пробиотика; к пищевым продуктам, содержащим указанный препарат и к применению этого препарата.

Уровень техники

Материнское молоко рекомендовано всем младенцам. Однако в некоторых случаях грудное вскармливание является недостаточным или неэффективным по медицинским показаниям, или мать не хочет кормить грудью. Для подобных ситуаций разработаны смеси для младенцев.

В недавнем прошлом существенное внимание привлекли отдельные штаммы бактерий, так как было обнаружено, что они проявляют полезные для человека свойства при приеме внутрь. В частности, было обнаружено, что отдельно взятые штаммы родов молочно-кислых лактобактерий и бифидобактерий обладают способностью заселять слизистую оболочку кишечника, уменьшают способность патогенных бактерий прикрепляться к эпителию тонкой кишки, обладают иммуномодулирующим действием и способствуют сохранению здоровья. Такие бактерии иногда называются пробиотическими, и уже предложено добавлять подходящие пробиотические бактерии в детские смеси.

Проведены широкие исследования с целью установления новых пробиотических штаммов. Например, EP 0199535, EP 0768375, WO 97/00078, EP 0577903 и WO 00/53200 раскрывают конкретные штаммы лактобактерий и бифидобактерий и их полезные свойства.

Как указано выше, вследствие их способности заселять слизистую оболочку кишечника и уменьшать способность патогенных бактерий прикрепляться к эпителию тонкого кишечника, для предотвращения и лечения диареи у младенцев уже предложены отдельные пробиотические штаммы. Например, сообщалось, что штамм Lactobacillus rhamnosus ATCC 53103, который продается в частности компанией Valio Oy (Финляндия) под торговой маркой LGG, является эффективным для уменьшения вызванной бактериями диареи у младенцев и детей младшего возраста (Canani et al, British Medical Journal 2007, Aug 18; 335 (7615):340) и обычно добавляется к пище человека, такой как кисломолочные продукты.

Другим подходом к предотвращению или лечению инфекции желудочно-кишечного тракта, вызываемой бактериальными патогенами, такими как Escherichia coli (ЕРЕС), является введение пребиотиков, например, путем добавления к продуктам питания. Пребиотик представляет собой неусвояемый пищевой ингредиент, который оказывает благотворное влияние на хозяина, избирательно стимулируя рост и/или активность одной или некоторого ограниченного количества бактерий в толстой кишке, и таким образом улучшает здоровье хозяина. Такие ингредиенты являются неусвояемыми в том смысле, что они не распадаются и не абсорбируются в желудке и в тонкой кишке и соответственно проходят неповрежденными в толстую кишку, где они выборочно ферментируются полезными бактериями. Примеры пребиотиков включают определенные олигосахариды, такие как фруктоолигосахариды (FOS) и галакто-олигосахариды (GOS). Shoaf с соавторами исследовали способность различных пребиотиков, включая фруктоолигосахариды, инулин, галакто-олигосахариды, лактулозу и раффинозу, ингибировать присоединение штамма ЕРЕС Е2348/69 к клеткам Hep-2 и Caco-2. Они наблюдали, что очищенные галакто-олигосахариды показывали наибольшее ингибирование адгезии (прилипания) на клетках и HEp-2 и Caco-2, уменьшая адгезию ЕРЕС до 65 и 70%, соответственно, и сделали вывод, что их наблюдения означают, что некоторые пребиотические олигосахариды могут обладать антиадгезивной активностью и непосредственно ингибировать прикрепление патогенов к поверхности эпителиальных клеток хозяина (Infect Immun 2006 Dec; 74(12):6920-8).

Известно, что женское молоко содержит большее количество неусвояемых олигосахаридов, чем молоко большинства других животных. Фактически, неусвояемые олигосахариды представляют третий по величине твердый компонент (после лактозы и липидов) в грудном молоке, находящиеся в концентрации 12-15 г/л в молозиве и 5-8 г/л в зрелом молоке. Олигосахариды женского молока очень устойчивы к ферментативному гидролизу, что свидетельствует о том, что эти олигосахариды могут проявлять жизненно важные функции, не имеющие прямого отношения к их калорийности.

Поскольку состав женского молока становится лучше изученным, также предлагается добавлять пребиотики в молочную смесь. Разнообразные смеси для младенцев, дополненные пребиотиками, такими как смеси фруктоолигосахаридов и галакто-олигосахаридов, например, являются коммерчески доступньми. Однако такие смеси только приблизительно соответствуют смеси олигосахаридов в женском молоке. В женском молоке обнаружено свыше 100 различных олигосахаридных компонентов, некоторые из которых до настоящего времени вовсе не были обнаружены в молоке животных, например, коровьем молоке, или были обнаружены только в незначительных количествах. Примерами классов олигосахаридов женского молока, которые присутствуют в коровьем молоке и молозиве только в очень небольших количествах или которых нет совсем, являются сиалированные и фукозилированные олигосахариды.

Число и функция этих различных олигосахаридов до сих пор выясняется, хотя отдельные из них также связаны с уменьшением способности патогенов прикрепляться к эпителиальным клеткам хозяина. Например, Cravioto et al сообщили, что обогащенная олигосахаридами фракция из женского молока ингибировала прикрепление ЕРЕС к клеткам НЕр-2 (The Journal of Infectious Diseases 1991; 163:1247-1255).

Смеси для младенцев, содержащие и пробиотики и пребиотики, также находятся в постоянной разработке с целью получить смеси для младенцев, которые воспроизведут насколько возможно точно состав и эффективность женского молока. Например, в WO 2007/101675 предлагается дополнить смесь для младенцев смесью пробиотического бактериального штамма и смесью N-ацетилированных, нейтральных и сиалированных олигосахаридов, которая обеспечит более близкое соответствие в отношении олигосахаридов в женском молоке, чем коммерчески доступные смеси фрукто- и галакто-олигосахаридов, описанные выше. Установлено, что эта смесь, которая описана как симбиотическая, пригодна для предотвращения патогенных инфекций.

Тем не менее, существует постоянная необходимость дополнительного улучшения защитных эффектов смесей для младенцев и аналогичных композиций путем объединения отдельных пробиотиков и пребиотиков, особенно с благоприятными свойствами.

Сущность изобретения

В настоящее время неожиданно было обнаружено, что введение N-ацетил-лактозамина и/или олигосахаридов, содержащих N-ацетил-лактозамин, является высокоэффективным для усиления благоприятного воздействия и эффективности пробиотического Lactobacillus sp, введенного вместе с олигосахаридом.

Соответственно, в первом аспекте настоящее изобретение представляет препарат, содержащий N-ацетил-лактозамин и/или олигосахарид, содержащий N-ацетил-лактозамин, и пробиотический Lactobacillus sp.

Во втором аспекте настоящее изобретение представляет применение пробиотического Lactobacillus sp и N-ацетил-лактозамина и/или олигосахарида, содержащего N-ацетил-лактозамин, в производстве лекарственного средства или питательной композиции для предотвращения и/или лечения патогенных инфекций желудочно-кишечного тракта.

Настоящее изобретение распространяется на способ предотвращения или лечения патогенных инфекций желудочно-кишечного тракта у субъекта, нуждающегося в этом, который включает введение субъекту терапевтического количества препарата, содержащего пробиотический бактериальный штамм и пробиотический Lactobacillus sp и N-ацетил-лактозамин и/или олигосахарид, содержащий N-ацетил-лактозамин.

Ранее авторы изобретения продемонстрировали, что смесь N-ацетилированных, нейтральных и сиалированных олигосахаридов, полученная из коровьего молока, является эффективной для стимулирования Lactobacillus rhamnosus CGMCC 1.3724 для уменьшения повреждения, вызванного бактериальным токсином, и что наблюдаемая защита зависит от перекрестного действия бактериальной клетки и клетки-хозяина, которое происходит в присутствии OS смеси (неопубликованные данные). Не желая быть связанными теорией, авторы изобретения полагают, что эффективность комбинации N-ацетил-лактозамина и/или олигосахарида, содержащего N-ацетил-лактозамин, с пробиотической Lactobacillus при предотвращении или лечении патогенных инфекций дыхательных путей и желудочно-кишечного тракта является результатом синергетического уменьшения способности патогена прилипать к лтоминальному эпителию при прямом действии олигосахарида на образующие пучки фимбрии адгезина и другие адгезины (например, интимин) и непрямом действии стимулированного перекрестного действия хозяина и пробиотической Lactobacillus.

Раскрытие изобретения

В настоящем описании дана характеристика следующих терминов, которая должна быть принята во внимание при чтении и интерпретировании описания, примеров и пунктов формулы изобретения:

"младенец" означает ребенка в возрасте меньше 12 месяцев;

"смесь для младенцев" означает продукт питания, предназначенный для сбалансированного питания младенцев в течение первых четырех-шести месяцев жизни, и используемый в качестве дополнения к другим продуктам питания до возраста 12 месяцев;

"пробиотические бактерии" означает препараты микробных клеток или компонентов микробных клеток при наличии благоприятного воздействия на здоровье или самочувствие хозяина. (Salminen S, Ouwehand A. Benno Y. et al "Probiotics: how should they be defined" Trend Food Sci. Technol. 1999:10 107-10).

Изобретение относится к N-ацетил-лактозамину и/или олигосахариду, содержащему N-ацетил-лактозамин. Подходящие олигосахариды, содержащие N-ацетил-лактозамин, включают лакто-N-тетраозу (LNT) и лакто-N-неотетраозу (LNnT). LNT и LNnT можно химически синтезировать путем ферментативного переноса единиц сахарида от донорных компонентов на акцепторные части, используя олигосахариды, как описано, например, в Патенте US 5,288,637. Альтернативно, LNT и LNnT можно получить путем химического превращения кетогексоз (например, фруктозы) или свободных или связанных с олигосахаридом (например, лактулозы) в N-ацетилгексозамин или N-ацетилгексозамин, содержащий олигосахарид, как описано в работе Wrodnigg, T.M.; Stutz, А.Е. (1999) Angew. Chem. Int. Ed. 38:827-828. N-ацетил-лактозамин, полученный этим путем, затем может быть перенесен на лактозу как акцепторную часть.

Пробиотические лактобациллы (Lactobacillus) можно выбрать из любого штамма молочно-кислых бактерий, который удовлетворяет определению пробиотика и имеет подходящий срок хранения для продукта, в который следует включить препарат изобретения. Например, требуется, чтобы детские смеси оставались стабильными и эффективными в период времени до 36 месяцев. Разумеется, препарат изобретения не нуждается во включении в другой продукт, например, продукт питания, а его можно потреблять сам по себе или его можно смешать с подходящим вспомогательным веществом (эксципиентом) в форме порошка или капсулы или спрессовать, например, в таблетки.

Примерами предпочтительных видов Lactobacillus являются Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus paracasei и Lactobacillus reuteri. Особенно предпочтительными штаммами являются Lactobacillus rhamnosus ATCC 53103, Lactobacillus rhamnosus CGMCC 1.3724, Lactobacillus reuteri ATCC 55730 и Lactobacillus reuteri DSM 17938.

Выбранные пробиотические Lactobacillus можно культивировать в соответствии с любым подходящим методом, известным в данной области техники, и приготовить для добавления к препарату или питательной композиции изобретения, например с помощью сублимационной сушки или распылительной сушки. Альтернативно, бактериальные штаммы можно приобрести у поставщиков-специалистов, таких как Christian Hansen и Morinaga, уже приготовленные в подходящей форме для добавления к питательньм композициям, например, детской смеси или смеси для младенцев.

Препарат согласно изобретению может обеспечить 10²-10¹⁰ КОЕ пробиотических бактерий на каждый грамм олигосахарида.

В предпочтительном аспекте изобретения препарат, описанный выше, включен в питательную композицию. В контексте настоящего изобретения термин "питательная композиция" имеет целью включать любое пригодное к потреблению вещество. Следовательно, это может быть продукт, предназначенный для потребления людьми, в частности смесь для младенцев, молоко для прикорма и тому подобное. Однако потребление препарата не ограничивается младенцами и детьми. В частности препарат по изобретению может быть включен в сухое молоко или зерновые смеси.

Питательная композиция предпочтительно является детской смесью или смесью для младенцев, которая содержит N-ацетил-лактозамин и/или олигосахарид, содержащий N-ацетил-лактозамин, в количестве между 0,1 и 3 г/100 г композиции, в пересчете на сухие вещества.

Смесь для младенцев согласно настоящему изобретению может содержать источник белка в количестве не более чем 2,0 г/100 ккал, предпочтительно от 1,8 до 2,0 г/100 ккал. Полагают, что тип белка не является критическим для настоящего изобретения, при условии, что удовлетворены минимальные требования по содержанию незаменимых аминокислот и гарантирован удовлетворительный рост, хотя предпочтительным является то, что свыше 50 мас.% источника белка составляет сыворотка. Таким образом, можно использовать источник белка на основе сыворотки, казеина и их смесей, также как источники белка на основе сои. Что касается сывороточных белков, источник белка может основываться на кислой сыворотке или сладкой сыворотке или их смеси и может включать альфа-лактальбумин и бета-лактглобулин в любых желательных пропорциях.

Белки могут быть интактными или гидролизованными или быть смесью интактных и гидролизованных белков. Может быть желательным добавление частично гидролизованных белков (степень гидролиза 2-20%), например, для младенцев, предположительно подверженных риску развития аллергии к коровьему молоку. Если требуются гидролизованные белки, процесс гидролиза может быть проведен по желанию и как принято в данной области техники. Например, гидролизат белков сыворотки молока можно получить с помощью ферментативного гидролиза фракции сыворотки в одну или более стадий. Обнаружено, что если фракция сыворотки, используемой в качестве исходного материала, является по существу свободной от лактозы, белок гораздо меньше претерпевает лизиновую блокаду во время процесса гидролиза. Это дает возможность уменьшить степень лизиновой блокады примерно от 15% (от массы всего лизина) до менее чем 10% (от массы всего лизина); например, примерно до 7% от массы лизина, что значительно улучшает питательное качество источника белка.

Смесь для младенцев может содержать источник углеводов. Можно использовать любой источник углеводов, обычно применяемый в смеси для младенцев, такой как лактоза, сахароза, мальтодекстрин, крахмал и их смеси, хотя предпочтительным источником углеводов является лактоза. Предпочтительно источник углеводов обеспечивает 35-65% всей калорийности рецептуры.

Смесь для младенцев может содержать источник липидов. Источником липида может быть любой липид или жир, который пригоден для применения в детских смесях. Предпочтительный источник жира включает пальмовый олеин, высокомасличное подсолнечное масло и высокомасличное сафлоровое масло. Незаменимые жирные кислоты линолевую и α-линоленовую кислоту также можно добавить как небольшие количества масел, содержащих высокие количества готовой арахидоновой кислоты и докозагексаеновой кислоты, например, рыбий жир или микробное масло. В итоге, содержание жира предпочтительно является таким, чтобы давать от 30 до 55% всей калорийности рецептуры. Источник жира предпочтительно имеет соотношение n-6 к n-3 жирным кислотам примерно от 5:1 примерно до 15:1; например, примерно от 8:1 примерно до 10:1.

Смесь для младенцев также может содержать все витамины и минералы, которые считаются необходимыми в ежедневной диете и в питательно значимых количествах. Для определенных витаминов и минералов установлена минимальная потребность. Примеры минералов, витаминов и других нутриентов, необязательно присутствующих в детской смеси, включают витамин A, витамин B1, витамин B2, витамин B6, витамин B12, витамин E, витамин K, витамин C, витамин D, фолиевую кислоту, инозитол, ниацин, биотин, пантотеновую кислоту, холин, кальций, фосфор, йод, железо, магний, медь, цинк, марганец, хлор, калий, натрий, селен, хром, молибден, таурин и L-карнитин. Минералы обычно добавляют в виде соли. Присутствие и количества отдельных минералов и других витаминов будет изменяться в зависимости от предполагаемой популяции младенцев.

По необходимости смесь для младенцев может содержать эмульгирующие и стабилизирующие вещества, такие как лецитин сои, эфиры лимонной кислоты моно- и диглицеридов и тому подобное.

В дополнение к N-ацетил-лактозамину и/или олигосахариду, содержащему N-ацетил-лактозамин, смесь для младенцев предпочтительно дополнительно содержит, по меньшей мере, один пребиотик в количестве от 0,3 до 10%. Пребиотик представляет собой неусвояемый пищевой ингредиент, который оказывает благотворное влияние на хозяина, избирательно стимулируя рост и/или активность одной или некоторого ограниченного количества бактерий в толстой кишке, и таким образом улучшает здоровье хозяина. Такие ингредиенты являются неусвояемьми в том смысле, что они не распадаются и не абсорбируются в желудке и в тонкой кишке и соответственно проходят неповрежденными в толстую кишку, где они выборочно ферментируются полезными бактериями. Примеры пребиотиков включают определенные олигосахариды, такие как фруктоолигосахариды (FOS) и галакто-олигосахариды (GOS). Можно использовать комбинацию пребиотиков, такую как 90% GOS с 10% короткоцепочечных фрукто-олигосахаридов, например, продукт, продающийся под торговой маркой Raftilose© или с 10% инулина, например, продукт, продающийся под торговой маркой Raftiline®. Особенно предпочтительной комбинацией пребиотиков является смесь, содержащая 5-70 мас.% по меньшей мере одного N-ацетилированного олигосахарида, выбранного из группы, включающей GalNAcα1,3Gallβ1,4Glc и Galβ1,6GalNAca1,3Galβ1,4Glc, 20-95 мас.% по меньшей мере одного нейтрального олигосахарида, выбранного из группы, включающей Galβ1,6Gal,Galβ1,6Galβ1,4Glc Galβ1,6Galβ1,6Glc, Galβ1,3Galβl3Glc, Galβ1,3Galβ1,4Glc, Galβ1,6Galβ1,6Galβ1,4Glc, Galβ1,6Galβ1,3Galβ1,4Glc Galβ1,3Galβ1,6Galβ1,4Glc и Galβ1,3Galβ1,3Galβ1,4Glc и 2-50 мас.% по меньшей мере одного сиалированного олигосахарида, выбранного из группы, включающей NeuAcα2,3Galβ1,4Glc и NeuAcα2,6Galβ1,4Glc. Такую смесь можно приготовить из молока животных, как описано, например, в WO 2007/101675.

Смесь для младенцев необязательно может содержать другие вещества, которые могут оказывать благоприятное действие, например, лактоферрин, нуклеотиды, нуклеозиды и тому подобное.

Если препарат по изобретению включают в смесь для младенцев или другую питательную композицию на основе молока, композицию можно приготовить любым подходящим способом, известным в данной области техники. Например, смесь для младенцев можно приготовить посредством смешивания вместе источника белка, любых углеводов, отличных от лактозы, и источника жира в соответствующих пропорциях. Если желательно, можно добавить эмульгаторы. Витамины и минералы можно добавить на этой стадии, но обычно их добавляют позже, чтобы избежать термической деградации. Какие-либо липофильные витамины, эмульгаторы и тому подобное можно растворить в источнике жира до смешивания. Затем можно примешать воду, предпочтительно воду, которая была подвергнута обратному осмосу, чтобы получить жидкую смесь.

Затем жидкую смесь можно термически обработать, чтобы уменьшить бактериальную «нагрузку». Например, жидкую смесь можно быстро нагреть до температуры в пределах примерно от 80°C до около 110°C в течение примерно от 5 секунд до около 5 минут. Это можно осуществить нагнетанием пара или с помощью теплообменника, например, пластинчатого теплообменника.

Затем жидкую смесь можно охладить примерно от 60°C до около 85°C, например, с помощью сверхбыстрого охлаждения. Затем жидкую смесь можно гомогенизировать, например, в две стадии примерно от 7 МРа до около 40 МРа на первой стадии и примерно от 2 МРа до около 14 МРа на второй стадии. Затем гомогенизированную смесь можно дополнительно охладить, чтобы добавить какие-либо чувствительные к температуре компоненты, например, витамины и минералы. Значение pH и содержание твердой фазы гомогенизированной смеси удобно стандартизировать на этой стадии.

Гомогенизированную смесь переносят в подходящий сушильный аппарат, такой как распылительная сушилка или сублимационная сушилка, и превращают в порошок. Порошок должен иметь содержание влаги меньше, чем около 5% по массе.

Препарат по изобретению можно сделать заблаговременно и добавить непосредственно в питательную композицию путем сухого смешивания. Альтернативно, пробиотические Lactobacillus и N-ацетил-лактозамин и/или олигосахарид, содержащий N-ацетил-лактозамин, можно добавить отдельно к питательной композиции путем сухого смешивания.

В другом варианте осуществления препарат по изобретению может быть в форме добавки, включающей пробиотические Lactobacillus и N-ацетил-лактозамин и/или олигосахарид, содержащий N-ацетил-лактозамин в количестве, достаточном для достижения желательного эффекта у индивидуума. Предпочтительно ежедневная доза N-ацетил-лактозамина и/или олигосахарида, содержащего N-ацетил-лактозамин, составляет от 0,1 до 3 г, и ежедневная доза пробиотических Lactobacillus составляет от 10⁵ до 10¹² КОЕ. Количества N-ацетил-лактозамина и/или олигосахарида, содержащего N-ацетил-лактозамин и пробиотические Lactobacillus, которые следует включить в добавку, будут подбираться в соответствии и в зависимости от того, как будет применяться добавка. Например, если добавку следует вводить дважды в день, каждая добавка может содержать от 0,05 до 1,5 г N-ацетил-лактозамина и/или олигосахарида, содержащего N-ацетил-лактозамин и от 10³ до 10⁶ КОЕ пробиотических Lactobacillus. Добавка может быть, например, в форме таблеток, капсул, пастилок или жидкости. Добавка может содержать дополнительно защитные гидроколлоиды (например, камеди, белки, модифицированные крахмалы), связующие вещества, вещества, образующие пленку, инкапсулирующие вещества/материалы, вещества стенки/оболочки, матричные соединения, покрытия, эмульгаторы, поверхностно-активные вещества, растворители (масла, жиры, воски, лецитины и т.д.), адсорбирующие вещества, переносчики, наполнители, сопутствующие соединения, диспергирующие вещества, смачивающие вещества, технологические добавки (растворители), антислеживающие агенты, вещества, корректирующие вкус, утяжеляющие вещества, желирующие вещества и вещества, образующие гель. Добавка также может содержать обычные фармацевтические дополнительные компоненты и адьюванты, эксципиенты и разбавители, включая, но, не ограничиваясь этим, воду, желатин любого происхождения, растительные камеди, лигнинсульфонат, тальк, сахара, крахмал, аравийскую камедь, растительные масла, полиалкиленгликоли, вкусовые добавки, консерванты, стабилизирующие вещества, эмульгирующие вещества, буферы, смазывающие вещества, красители, увлажняющие вещества, наполнители и тому подобное.

Кроме того, добавка может содержать органические или неорганические вещества-носители, пригодные для перорального или энтерального введения, а также витамины, минералы, микроэлементы и другие микронутриенты в соответствии с рекомендациями

государственных органов, например, USRDA.

Препарат согласно изобретению является, в частности, эффективным для предотвращения и лечения патогенных инфекций верхних дыхательных путей и желудочно-кишечного тракта, включая инфекции энтеропатогенной E. coli (EPEC), энтерогеморрагенной E.coli (EHEC), энтеротоксигенной E. coli (EXEC) и Salmonella sp в отношении инфекций желудочно-кишечного тракта и инфекцию Streptococcus pneumoniae в отношении инфекций верхних дыхательных путей.

Теперь изобретение будет дополнительно проиллюстрировано путем ссылки на следующий пример.

Пример 1

Пример композиции подходящей смеси для младенцев для использования в

настоящем изобретении приведен ниже