用于腦生長和/或認知和/或心理運動發育的組合物的制造方法與工藝

用于腦生長和/或認知和/或心理運動發育的組合物發明領域本發明涉及用于腦生長和/或認知和/或心理運動發育的組合物。該組合物用于哺乳動物，優選用于人，更優選用于嬰兒。發明背景在發育期間、特別是生命的最初幾年，兒童表現出令人感興趣的神經發育模式和高度的神經可塑性。腦發育和認知發育的關系是極其復雜的，并且自從1990年代以來是增長的研究領域。某些新進展是為了證明在嬰兒中和特別是在早產兒或極低胎齡新生兒(ELGAN)中的腦生長和認知發育之間的聯系(J.Pediatr.2009;155:344-9)。因此，對促進腦生長、特別是早產兒中的腦生長有極大的興趣，以便有利于其認知和/或心理運動發育。已經提出用長鏈多不飽和脂肪酸進行補充以促進認知和心理運動發育，并且大量臨床試驗已經研究了該假說。然而，結合這些數據的近期的薈萃分析表明，這種補充對神經發育沒有顯著作用(SchulzkeSM,PatoleSK,SimmerK,Longchainpolyunsaturatedfattyacidsupplementationinpreterminfants)(綜述)TheCochraneLibrary2011,第2期)。通過大量增加蛋白質和能量攝入也能夠改善早產兒的認知發育(IBrandt,E.J.StickerandM.J.Lentze,catch-upgrowthofheadcircumferenceofverylowbirthweight,smallforgestationalagepreterminfantsandmentaldevelopmenttoadulthood),JPediatr2003;142:463-8)。然而，大量的腸內喂養體積和/或喂養物的高蛋白質/能量密度能夠導致對喂養的不耐受。此外，導致尿素產生增加的高蛋白質攝入可能增加早產兒腎功能不全和代謝性酸中毒的風險。此外，在嬰兒期的高蛋白質/能量攝入已經與代謝健康的長期改變有關(肥胖、II型糖尿病和心血管疾病的風險增加)(KKONG&RJFLOOS,Rapidinfancyweightgainandsubsequentobesity:Systematicreviewsandhopefulsuggestions.Acta2006;95:904-908；JRotteveel,MMvanWeissenbruch,JWRTwisk,HADelemarre-VandeWaal,InfantandChildhoodGrowthPatterns,InsulinSensitivity,andBloodPressureinPrematurelyBornYoungAdultsPediatrics)2008;122:313-321)。需要用于腦生長和/或認知和/或心理運動發育的營養組合物，特別是用于早產或具有低出生體重(LBW)或經歷子宮內生長遲緩(IUGR)的或者遭受由于營養不良(例如次優子宮內營養)和/或疾病引起的生長發育障礙的嬰兒和幼兒，優選嬰兒。更普遍地需要在幼年哺乳動物、特別是嬰兒和兒童、優選嬰兒、以及幼年寵物中的營養干預。發明概述發明人已經令人驚訝地發現給予特定的寡聚糖的混合物以及至少1種長鏈多不飽和脂肪酸(LC-PUFA)和至少1種益生菌在腦生長和/或認知和/或心理運動發育中特別有效。因此，本發明提供包含至少1種LC-PUFA、至少1種益生菌和寡聚糖的混合物的組合物，所述的混合物含有至少一種N-乙酰化寡聚糖、至少一種唾液酸基化寡聚糖和至少一種中性寡聚糖，其用于腦生長和/或認知和/或心理運動發育。根據本發明的組合物優選是營養組合物。LC-PUFA優選在花生四烯酸(ARA)和二十二碳六烯酸(DHA)中進行選擇，更優選LC-PUFA是ARA和DHA的混合物。益生菌優選在益生菌菌株中進行選擇，更優選的益生菌是乳桿菌或雙歧桿菌。在優選的實施方案中，益生菌是乳雙歧桿菌(Bifidobacteriumlactis)和羅伊乳桿菌(Lactobacillusreuteri)。中性寡聚糖優選在寡聚果糖(FOS)和半乳寡聚糖(GOS)中進行選擇，優選GOS。在1個實施方案中，寡聚糖混合物可以來源于動物乳，例如奶牛、山羊、綿羊或水牛乳中的1種或多種。例如，其通過奶牛的乳分餾并且進一步酶處理而獲得。在第二實施方案中，寡聚糖混合物可以使用酶、化學-酶和/或化學的方法進行制備。在第三實施方案中，寡聚糖混合物可以使用酵母和/或細菌性發酵技術進行制備。例如，經基因修飾或未經基因修飾的表達合適的酶(例如糖苷酶和/或糖基轉移酶)的酵母和/或細菌細胞可能用于此目的。本發明的組合物優選用于早產或具有低出生體重(LBW)或經歷子宮內生長遲緩(IUGR)的和/或遭受由疾病和/或營養不良引起的生長延遲的嬰兒。發明詳述如本文所用的，以下術語具有以下的含義。術語“兒童”是指處于出生和青春期階段之間的人。成人是比兒童更年長的人。術語“嬰兒”是指年齡在12個月以下的兒童。術語“早產兒”是指在低于37周胎齡出生的嬰兒。術語“低出生體重嬰兒”是指具有低于2,500g的出生體重的嬰兒。術語“幼兒”是指年齡在1和3歲之間的兒童。術語“嬰兒配方食品”是指針對在生命最初4至6個月期間的嬰兒的特定營養應用并且自身滿足該類人群營養需求的食品(1991年5月14日，theEuropeanCommissionDirective91/321/EEC的第1.2條，關于嬰兒配方食品和后續配方食品)。術語“早產兒配方食品”是指針對早產兒的嬰兒配方食品。術語“人乳強化劑”是指用于增加喂給早產兒或低出生體重嬰兒的母乳中的熱量、蛋白質、礦物質和維生素的添加劑。術語“后續配方食品”是指針對年齡超過4個月的嬰兒的特定營養應用并且含有在這類人群的進行性的多樣化膳食中的主要液體元素的食品。術語“初始嬰兒配方食品”是指針對在生命最初4個月期間的嬰兒的特定營養應用的食品。術語“嬰兒食品”是指針對在生命最初幾年期間的嬰兒的特定營養應用的食品。術語“嬰兒谷物組合物”是指針對在生命最初幾年期間的嬰兒的特定營養應用的食品。術語“成長乳”是指適合于幼兒的特定營養需要的基于乳的飲料。術語“斷奶期”是指在嬰兒的膳食中母乳或嬰兒配方食品部分地或完全地被其他食物取代的時期。術語“腦生長和/或認知和/或心理運動發育”是指腦生長和/或認知和/或心理運動發育的支持。術語“營養組合物”是指喂養個體的組合物。該營養組合物通常經口、經胃內或靜脈內攝入，并且其通常包括脂質或脂肪源和蛋白質源。術語“合成的混合物”是指通過化學和/或生物學方法獲得的混合物，其能夠與哺乳動物乳中天然存在的混合物在化學上相同。術語“低過敏原組合物”是指不太可能引起變態反應的組合物。術語“益生菌”是指對宿主的健康或幸福有益的微生物細胞制劑或微生物細胞的組分或微生物細胞代謝物(SalminenS,OuwehandA.BennoY.等人“益生菌:其應當如何被定義”TrendsFoodSci.Technol.1999:10107-10)。術語“寡聚糖”是指聚合度(DP)范圍在2-20(包含端點)、但不包括乳糖的碳水化合物。術語“中性寡聚糖”是指不帶電荷并且沒有N-乙酰基殘基的寡聚糖。術語“唾液酸基化寡聚糖”是指具有唾液酸(例如N-乙酰基神經氨酸和/或N-乙醇酰基神經氨酸)殘基的寡聚糖。術語“N-乙酰化的”寡聚糖是指具有至少一種載有N-乙酰殘基的己糖的寡聚糖。除非另有說明，所有百分比是按重量計。在一個方面，本發明提供用于腦生長和/或認知和/或心理運動發育的組合物，其包含：●至少一種LC-PUFA，●至少一種益生菌，和●寡聚糖混合物，該混合物含有至少一種選自GalNAcα1,3Galβ1,4Glc(=3’GalNAc-lac=N-乙酰-半乳糖胺基-乳糖)、Galβ1,6GalNAcα1,3Galβ1,4Glc(=6’Gal-3GalNAc-lac=半乳糖基-N-乙酰-半乳糖胺基-乳糖)、Galβ1,4GlcNAcβ1,3Galβ1,4Glc(乳-N-新四糖或LNnT)和Galβ1,3GlcNAcβ1,3Galβ1,4Glc(乳-N-四糖或LNT)的N-乙酰化寡聚糖，至少一種選自NeuAcα2,3Galβ1,4Glc(=3’-唾液酸基乳糖)和NeuAcα2,6Galβ1,4Glc(=6’-唾液酸基乳糖)的唾液酸基化寡聚糖，以及至少一種選自Galβ1,6Gal(=β1,6-二半乳糖苷);Galβ1,6Galβ1,4Glc(=6’Gal-lac);Galβ1,6Galβ1,6Glc;Galβ1,3Galβ1,3Glc;Galβ1,3Galβ1,4Glc(=3’Gal-lac);Galβ1,6Galβ1,6Galβ1,4Glc(=6’,6-diGal-lac);Galβ1,6Galβ1,3Galβ1,4Glc(=6’,3-diGal-lac);Galβ1,3Galβ1,6Galβ1,4Glc(=3’,6-diGal-lac);Galβ1,3Galβ1,3Galβ1,4Glc(=3’,3-diGal-lac);Galβ1,4Galβ1,4Glc(=4’Gal-lac)和Galβ1,4Galβ1,4Galβ1,4Glc(=4’,4-diGal-lac);和Fucα1,2Galβ1,4Glc(=2’巖藻糖基乳糖或FL)的中性寡聚糖。在第二方面，本發明涉及用于腦生長和/或認知和/或心理運動發育的組合物，所述的組合物包含至少一種長鏈多不飽和脂肪酸、至少一種益生菌、和寡聚糖混合物，所述的寡聚糖混合物包含：●相對于寡聚糖混合物的總重量，0.25-20重量%、優選0.3-10重量%、更優選0.3-5重量%和甚至更優選大約0.5重量%的至少一種N-乙酰化寡聚糖，●相對于寡聚糖混合物的總重量，0.5-30重量%、優選0.75-15重量%、更優選0.75-10重量%和甚至更優選大約1重量%的至少一種唾液酸基化寡聚糖，和●相對于寡聚糖混合物的總重量，50-99.3重量%、優選20-80重量%、更優選10-50重量%和甚至更優選大約50重量%的至少一種中性寡聚糖。根據優選的實施方案，寡聚糖混合物是按組合物的總重計0.5-70%、更優選1-20%、甚至更優選2-5%的量存在。寡聚糖化合物以其結構進行定義，其中GalNAc是N-乙酰半乳糖胺，GlcNAc是N-乙酰葡萄糖胺，Gal是半乳糖，NeuAc是N-乙酰神經氨酸，Glc是葡萄糖和Fuc是巖藻糖。本發明組合物的寡聚糖混合物能夠是組合物中的寡聚糖的唯一來源。在第一實施方案中，中性寡聚糖優選地在FOS和GOS中進行選擇，優選GOS，例如以上所引用的那些。在第二實施方案中，獨立于或不來源于第一實施方案，中性寡聚糖優選是2’-巖藻糖基乳糖(FL)。在這種情況中，在其制備期間FL優選包含在寡聚糖混合物中的中性寡聚糖的組中。中性寡聚糖可以通過購買和混合各個組分而被制成混合物。例如合成的半乳寡聚糖(例如Galβ1,6Gal、Galβ1,6Galβ1,4Glc、Galβ1,6Galβ1,6Glc、Galβ1,3Galβ1,3Glc、Galβ1,3Galβ1,4Glc、Galβ1,6Galβ1,6Galβ1,4Glc、Galβ1,6Galβ1,3Galβ1,4Glc、Galβ1,3Galβ1,6Galβ1,4Glc、Galβ1,3Galβ1,3Galβ1,4Glc、Galβ1,4Galβ1,4Glc和Galβ1,4Galβ1,4Galβ1,4Glc及其混合物)可以以商標從FrieslandCampina,荷蘭和購買得到。寡聚糖的其他供應商是DextraLaboratories、Sigma-AldrichChemieGmbH和KyowaHakkoKogyoCo.,Ltd。或者，特定的糖基轉移酶和/或糖苷酶(例如半乳糖基轉移酶和/或巖藻糖基轉移酶和/或半乳糖苷酶和/或巖藻糖苷酶)可以用于生產半乳寡聚糖和/或巖藻糖基化的寡聚糖。巖藻糖基乳糖是巖藻糖基化的寡聚糖(即具有巖藻糖殘基的寡聚糖)。該巖藻糖基化的寡聚糖可以通過色譜或過濾技術從天然來源(例如動物乳)分離出來。或者，其可以通過生物技術手段使用特定的巖藻糖基轉移酶和/或巖藻糖苷酶或者通過使用基于酶的發酵技術(重組的或天然的酶)或微生物發酵技術來生產。在后一種情形中，微生物可以表達其天然酶和底物或者可以被設計為產生相應的底物和酶。可以使用單一的微生物培養物和/或混合的培養物。巖藻糖基化的寡聚糖形成能夠被起始于任意聚合度(DP)(從DP=1向前)的受體底物啟動。或者，巖藻糖基化的寡聚糖可以通過化學合成從乳糖和游離的巖藻糖進行生產。巖藻糖基化的寡聚糖也可以從例如日本的Kyowa,Hakko,Kogyo獲得。根據本發明，唾液酸基化寡聚糖能夠選自3’-唾液酸基乳糖和6’-唾液酸基乳糖。優選地，唾液酸基化寡聚糖包含3’-唾液酸基乳糖和6’-唾液酸基乳糖。在該實施方案中，3'-唾液酸基乳糖和6'-唾液酸基乳糖之間的比例優選位于5:1和1:2之間的范圍。唾液酸基乳糖的3’-和6’-形式可以通過向組合物中加入天然來源(例如動物乳)來獲得，或者可以通過色譜或過濾技術從這些天然來源分離出來。或者，其可以通過生物技術手段使用特定的唾液酸基轉移酶或唾液酸酶、神經氨酸酶、通過基于酶的發酵技術(重組的或天然的酶)、通過化學合成或通過微生物發酵技術來生產。在后一種情形中，微生物可以表達其天然酶和底物或者可以被設計為產生相應的底物和酶。可以使用單一的微生物培養物和/或混合的培養物。唾液酸基-寡聚糖形成能夠被起始于任意聚合度(DP)(從DP=1向前)的受體底物啟動。或者，唾液酸基乳糖可以通過化學合成從乳糖和游離的N’-乙酰神經氨酸(唾液酸)進行生產。唾液酸基乳糖也可以從例如日本的KyowaHakkoKogyo購買獲得。N-乙酰化的寡聚糖可以通過向組合物加入天然來源(例如動物乳)來獲得。或者，其可以通過氨基葡糖苷酶和/或氨基半乳糖苷酶對N-乙酰-葡萄糖和/或N-乙酰半乳糖的作用來進行制備。同樣地，N-乙酰-半乳糖基轉移酶和/或N-乙酰-糖基轉移酶可以用于該目的。N-乙酰化的寡聚糖也可以通過使用相應的酶(重組或天然的)的發酵技術和/或微生物發酵的應用來生產。在后一種情形中，微生物可以表達其天然的酶和底物或者可以被設計為產生相應的底物和酶。可以使用單一的微生物培養物和/或混合的培養物。N-乙酰化寡聚糖形成能夠被起始于任意聚合度(DP)(從DP=1向前)的受體底物啟動。如Wrodnigg,T.M.;Stutz,A.E.(1999)Angew.Chem.Int.Ed.38:827-828中所述，另一種選擇是將游離的或者結合到寡聚糖(例如乳果糖)上的酮己糖(例如果糖)進行化學轉化為N-乙酰己糖胺或者含寡聚糖的N-乙酰己糖胺。例如，如US專利號5,288,637和WO96/10086中所述，LNnT和LNT可以通過使用糖基水解酶和/或糖基轉移酶將糖單元從供體部分向受體部分進行酶轉移來合成。或者，如Wrodnigg,T.M.;Stutz,A.E.(1999)Angew.Chem.Int.Ed.38:827-828中所述，LNnT可以通過將游離的或者結合到寡聚糖(例如乳果糖)上的酮己糖(例如果糖)進行化學轉化為N-乙酰己糖胺或者含寡聚糖的N-乙酰己糖胺來進行制備。以這種方法產生的N-乙酰-乳糖胺然后可以被轉移到作為受體部分的乳糖。優選地，N-乙酰化寡聚糖選自乳-N-新四糖(或LNnT)和乳-...