減少細菌污染的人乳微濾的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種對人乳原料進行處理以制備具有不可檢測水平的細菌的經(jīng)處理的人乳的方法。使所述乳脫脂以制備脫脂人乳，然后歷經(jīng)微濾以獲得濾液，所述濾液具有不可檢測水平的細菌，包括蠟狀芽孢桿菌。所得人乳可被進一步加工、使用和/或銷售。
【專利說明】減少細菌污染的人乳微濾
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求2011年8月3日提交的美國臨時專利申請N0.61/514，673的權益，其通過引用整體并入本文。
【技術領域】
[0003]本發(fā)明涉及人乳制品。具體而言，本發(fā)明涉及用于制備與人乳原料相比具有較低細菌含量(包括臘狀芽孢桿菌(Bacillus cereus)的人乳制品的方法。
[0004]背景
[0005]人乳和基于人乳的產(chǎn)品為早產(chǎn)嬰兒的優(yōu)選食品。因為早產(chǎn)嬰兒的免疫系統(tǒng)相對為未充分發(fā)育的，所以重要的是基于人乳的產(chǎn)品不含顯著水平的細菌，包括蠟狀芽孢桿菌。同時，重要的是使人乳中脂肪和蛋白含量的任何改變最小化，因為這些組分對于早產(chǎn)嬰兒的健康和發(fā)育至關重要。
[0006]熟知的巴氏消毒方法已經(jīng)用了幾十年以殺滅人乳中的細菌。蠟狀芽孢桿菌為產(chǎn)芽孢桿菌且通常為在巴氏消毒的人乳中發(fā)現(xiàn)的優(yōu)勢菌，因為它可以在典型的巴氏消毒方法中存活。典型的巴氏消毒方法(如，低或中等溫度下約30分鐘)一般不能使產(chǎn)芽孢桿菌，諸如蠟狀芽孢桿菌滅活。遺憾的是，在巴氏消毒方法中滅活芽孢桿菌諸如蠟狀芽孢桿菌需要的超高溫和高壓不利地影響人乳中脂肪和蛋白的組成，特別是結構。
[0007]通過使用過濾來制備具有較低細菌計數(shù)的非人乳的各種方法在本領域為已知的，然而發(fā)現(xiàn)沒有一種方法得到廣泛接受?，F(xiàn)有技術方法通常具有不良流速使得該方法在大規(guī)模上是不經(jīng)濟的，或不利地影響非人乳的質(zhì)量使得消費者不能接受該產(chǎn)品。
[0008]瑞典專利公開N0.380, 422公開了一種方法，其中通過微濾將非人全乳分離成濾液和濃縮級分。通過過濾器孔(孔徑可為從0.1微米至10微米的寬范圍)的濾液由具有大量減少的脂肪含量的非人乳和濃縮物組成，所述濃縮液為過濾器表面所保留的級分，由乳脂組成。不但細菌而且脂肪球被過濾器大量保留。
[0009]美國專利No5，064, 674涉及通過超濾方法使用膜制備低過敏原性非人乳的方法，所述膜將允許分子量小于或等于約5kDa的分子通過。被膜截留的排除組分包括乳蛋白、活性或非活性細菌、細菌蛋白抗原和乳脂。由超濾方法收集的濾液因此不但不含細菌和細菌蛋白抗原，而且不含脂肪和乳蛋白，使得該產(chǎn)品本身不適合用作非人乳。
[0010]因此，在本領域使用以從乳成分中過濾細菌同時有效地對乳滅菌的過濾器的孔也將去除脂肪和至少一些蛋白。此類過濾器被截留物質(zhì)迅速地堵塞；因此，通過過濾器的流速快速下降并且此類無效方法通常具有成本抑制性。此外，由于過濾器保留脂肪和蛋白，所以乳的質(zhì)量也受到不利影響。
[0011]因此，需要一種改進的乳過濾加工方法，所述方法可以提供無菌的或幾乎無菌的產(chǎn)品同時保持人乳或基于人乳的產(chǎn)品的營養(yǎng)含量。
[0012]發(fā)明概述
[0013]現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)人乳的微濾可以通過使用多孔顆粒助濾劑諸如硅藻土成功地實現(xiàn)，而沒有人乳質(zhì)量的降解、過早過濾器堵塞和不足的細菌去除的現(xiàn)有技術問題。
[0014]根據(jù)本發(fā)明將人乳分離成脫脂和乳脂部分以制備具有約1.0%至約0.1%的脂肪含量的人脫脂乳。一旦分離人乳，就將多孔的顆粒助濾劑添加至人脫脂乳。通過首先進行人乳的分離，所述乳的脂肪球的數(shù)量和粒度顯著降低。加入助濾劑允許人乳的微濾。
[0015]人乳為脂肪和蛋白顆粒在水中的乳液。將人乳分離成乳脂和脫脂提供了去除乳液中高百分比的大脂肪顆粒的方法。然后，加入有效地防止可壓縮固體形成將堵塞過濾器的不可滲透的團塊的助濾劑，以允許人乳通過適當大小的微孔膜以保持細菌(包括蠟狀芽孢桿菌)包含于其中，而不存在乳的蛋白含量的不需要的去除。
[0016]在將人乳分離成乳脂和脫脂之后，將助濾劑添加至脫脂人乳中以防止可壓縮固體在過濾過程期間形成將堵塞過濾器的不可滲透的團塊。因此，本發(fā)明提供了不需要高溫巴氏消毒而用于制備具有較低細菌含量(包括蠟狀芽孢桿菌)的人乳制品的方法。
[0017]因此，在一個方面，本發(fā)明提供了對人乳原料進行處理以制備具有比人乳原料低的細菌含量(包括蠟狀芽孢桿菌)的經(jīng)處理的人乳的方法。所述方法包括獲取具有潛在細菌含量(例如蠟狀芽孢桿菌)的人乳原料并將所述人乳原料分離成乳脂和脫脂級分，其中脫脂級分含有約1.0%至約0.1%的脂肪。將助濾劑添加至脫脂級分然后將乳通過使乳通過具有足以減少流經(jīng)其的乳的細菌含量的平均孔徑的一系列微濾器經(jīng)歷微濾，獲得具有比初始人乳原料低的細菌含量的濾液和具有比初始人乳原料高的細菌含量的濃縮液。所得脫脂人乳具有非常低的細菌含量，諸如，平均約IO1個細菌/毫升或更低，其中蠟狀芽孢桿菌的含量的平均值小于約10°(即，小于約I)個/毫升。此產(chǎn)品可被進一步加工、使用和/或以脫脂人乳銷售(參見如圖1)。
[0018]在另一實施方案中，本發(fā)明提供了對人乳原料進行處理以制備具有比人乳原料低的細菌含量(例如，蠟狀芽孢桿菌)的經(jīng)處理的人乳的方法。所述方法包括獲取具有潛在細菌含量(例如蠟狀芽孢桿菌)的人乳原料并將所述人乳原料分離成乳脂和脫脂級分，其中脫脂級分含有約1.0%至約0.1%的脂肪。將助濾劑添加至脫脂級分，通過將乳通過平均孔徑足以減少流經(jīng)其的乳的細菌含量的一系列微濾器來使所述混物物歷經(jīng)微濾，從而獲得具有比初始人乳原料低的細菌含量的濾液和具有比初始人乳原料高的細菌含量的濃縮液。所得脫脂人乳具有非常低的細菌含量，諸如約IO1個細菌/毫升或更低，蠟樣芽孢桿菌含量平均小于約10°( S卩，小于約I)個/毫升。然后，發(fā)現(xiàn)具有低水平的蠟狀芽孢桿菌的人乳乳脂級分可以與過濾的脫脂人乳混合以產(chǎn)生具有非常低的細菌含量的全人乳制品，包括小于10°/毫升的蠟狀芽孢桿菌。此產(chǎn)品可被進一步加工、使用和/或以全人乳銷售。(參見如圖2和3)。
[0019]在另一實施方案中，本發(fā)明提供了對人乳原料進行處以制備具有比人乳原料較低細菌含量(例如蠟狀芽孢桿菌)的經(jīng)處理的人乳理的方法。所述方法包括獲取具有潛在細菌含量(例如蠟狀芽孢桿菌)的人乳原料并將所述人乳原料分離成乳脂和脫脂級分，其中脫脂級分含有約1.0%至約0.1%的脂肪。將助濾劑添加至脫脂級分，通過將乳通過平均孔徑足以減少流經(jīng)其的乳的細菌含量的一系列微濾器來使所述混物物歷經(jīng)微濾，從而獲得具有比初始人乳原料低的細菌含量的濾液和具有比初始人乳原料高的細菌含量的濃縮液。所得脫脂人乳具有非常低的細菌含量，諸如約IO1個細菌/毫升或更低，蠟樣芽孢桿菌含量平均小于約10°( S卩，小于約I)個/毫升。接著，將過濾的脫脂人乳經(jīng)由如例如在美國申請公布2008/0124430中公開的超濾進行濃縮，其通過引用整體并入本文，以獲得約5%至約15%的蛋白含量。然后，發(fā)現(xiàn)具有低水平的蠟狀芽孢桿菌的人乳乳脂級分可以與過濾的脫脂人乳混合以產(chǎn)生具有非常低的細菌含量，包括小于約10° (即，小于約I) /毫升的蠟狀芽孢桿菌的人乳基強化劑產(chǎn)品。本產(chǎn)品可被進一步加工、使用和/或以人乳基強化劑銷售(參見如圖4和5)。
[0020]附圖簡述
[0021]圖1示出根據(jù)本發(fā)明由未過濾的脫脂制備過濾的脫脂乳級分的代表性方法。
[0022]圖2示出根據(jù)本發(fā)明由過濾的脫脂乳級分制備全乳的代表性方法。
[0023]圖3示出根據(jù)本發(fā)明由過濾的脫脂乳級分制備標準化全乳的代表性方法。
[0024]圖4示出根據(jù)本發(fā)明由正常脫脂制備強化劑的代表性方法。
[0025]圖5示出根據(jù)本發(fā)明由過濾的脫脂乳級分制備強化劑的代表性方法。
[0026]圖6描述了根據(jù)本發(fā)明用于過濾脫脂乳級分的代表性方法。
[0027]發(fā)明詳述
[0028]本文所有出版物、專利和專利申請，包括任何附圖及附錄以引用的方式并入，其程度如同每個單獨的出版物或?qū)＠暾埦唧w地和單獨地被指示為以引用的方式并入。
[0029]除非上下文另有明確規(guī)定，否則在本文和所附權利要求中使用的單數(shù)形式“一個”、“一種”和“所述”包括復數(shù)個指示物。因此，例如，提及“一種樣品”包括多個這樣的樣品，而提及“所述蛋白”包括提及本領域技術人員已知的一種或多種蛋白等。
[0030]除非另有定義，否則本文使用的所有技術和科技術語具有與本發(fā)明所屬領域的普通技術人員通常所理解的相同含義。盡管在實踐本發(fā)明方法和組合物中可使用與本文描述的那些方法和材料相似或相等的方法和材料，但本文描述了示例性方法、裝置和材料。
[0031]可壓縮固體，如本文所述，可包括脂肪、蛋白和/或通常存在于人乳中的其它營養(yǎng)物?？蓧嚎s固體也可包括細菌、細菌碎片、孢子、其它微生物(如，酵母等)和/或脫落的皮膚和/或皮膚細胞(如，來自產(chǎn)乳婦女)。
[0032]除非另有說明，否則本文所有涉及的“乳”是指人乳。
[0033]人乳因其營養(yǎng)組成和免疫益處而以長期來已被認為是早產(chǎn)嬰兒和足月嬰兒的理想的食物。人乳為此類營養(yǎng)和免疫益處的最理想的來源。然而，供體乳的營養(yǎng)價值不同并且存在對供體乳的細菌、病毒和其它污染的關注。對于嬰兒，特別是早產(chǎn)嬰兒，理想的營養(yǎng)情況包括生母的乳?？蛇x地或另外地，母親可以使用吸乳器擠乳并將其儲存以備后用。雖然對于母乳哺育存在一些禁忌，一些禁忌包括具有半乳糖血癥的嬰兒并且其中母親具有活動性結核病，為HTLV I或II陽性，正施用放射性同位素、抗代謝物或化療或為藥物濫用的受試者。關于HIV感染，情況更復雜并且受益的其余風險必須進行專業(yè)評估。
[0034]雖然母乳哺育具有證據(jù)充分的積極效果，但是在美國目前住院起始率僅為64%且在產(chǎn)后6個月的持續(xù)率為約29%。母乳哺育的替代品為使用人供體乳、配制成供應至人乳的補充劑和僅僅嬰兒食品。對擠乳進行強化適用于許多極低出生體重的嬰兒。
[0035]兒科學會政策宣言表明庫人乳可為嬰兒的合適的喂養(yǎng)替代物，所述嬰兒的母親不能或不愿意(例如出于社會原因)提供其自己的乳。
[0036]早產(chǎn)嬰兒通常由專門設計用于這些嬰兒的市售嬰兒配方奶粉或他們自己的母親的乳喂養(yǎng)。關于這些嬰兒的營養(yǎng)需求研究還在進行中。然而，許多研究已證明未補充的早產(chǎn)乳和庫存乳(banked term milk)不能提供足夠量的若干營養(yǎng)物以滿足這些嬰兒的需要(Davies, D.P.，"Adequacy of expressed breast milk for early growth of preterminfants, "ARCHIVES OF DISEASE IN CHILDHOOD, 52,第 296-301 頁，1997).低出生體重嬰兒生長的估計的能量需求約為120Cal/kg/天，雖然任何單個嬰兒的確切的能量需求可變化因為活性的差異、基礎的能量消耗的差異、營養(yǎng)吸收的效果、疾病和利用能量進行組織合成的能力。約50%的能量攝入消耗在基礎的新陳代謝需求、活性和維持體溫。約12.5%用于合成新組織并且25%被儲存。剩余的12.5%被排出。早產(chǎn)人乳通常特定缺乏營養(yǎng)方面。例如，早產(chǎn)人乳通常缺乏鈣、磷和蛋白。因此，已經(jīng)建議當用早產(chǎn)人乳喂養(yǎng)早產(chǎn)嬰兒時，應強化人乳以更好地滿足早產(chǎn)嬰兒的營養(yǎng)需求。
[0037]Similac Natural Care?:和EnfamiI? Human Milk Fortifier 是市售的人乳強
化劑。強化劑在其形式、成分來源和能量以及營養(yǎng)組成方面是不同的。另外，這些產(chǎn)品實質(zhì)上為人造的。在新生兒重癥監(jiān)護病房(NI⑶)中需要液體和粉末人乳強化劑兩者。理想地，最佳強化劑為人源的，諸如美國專利申請2008/0124430和PCT申請W02008/027572中描述的那些，其均通過引用整體并入本文。
[0038]由人類女性乳腺分泌的流體包括多種組分，以下簡稱為乳。擠出的乳并非通常無菌的且即使當在無菌條件下獲得時也含有細菌。乳也可被來自環(huán)境中的微生物(空氣、擠出裝置、接觸手或其它未經(jīng)滅菌的對象、貯乳罐或容器等)非常迅速地污染并且特定病原體諸如蠟狀芽孢桿菌即使 在巴氏消毒乳中也可迅速繁殖。
[0039]乳為許多細菌的優(yōu)異的生長培養(yǎng)基，并且它們可以在數(shù)量上迅速增加除非乳得到適當?shù)丶庸?。細菌生長可破壞乳或如果存在病原細菌甚至造成嚴重的健康危害?？梢酝ㄟ^乳傳播的疾病包括但不限于肺結核(結核分枝桿菌(Mycobacterium tuberculosis))、波狀熱(流產(chǎn)布魯桿菌(Brucella abortus))、傷寒和Q熱(伯內(nèi)特考克斯體(Coxiellaburnetii))。污染可來自乳供體、來自處理乳的人、來自環(huán)境或來自容器?？梢娪谖廴救橹械钠渌⑸锇ǖ幌抻谄咸亚蚓鷮?Staphylococcus spp.)(如，金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus), A組β-溶血金黃色釀胺葡萄球菌(Staphylococcuspyogenes)),鏈球菌屬(Streptococcus spp)(如，肺炎鏈球菌(Streptococcuspneumoniae))、志賀氏菌屬(Shigella spp.)(如，索氏志賀氏菌(Shigella sonnei)、弗氏志賀氏菌(Shigella flexneri)、鮑氏志賀氏菌(Shigella boydii)和痢疾志賀氏菌(Shigella dysenteriae)),經(jīng)典腸病原性大腸桿菌A、B和C、腸侵襲性大腸桿菌A和B,芽孢桿菌屬(Bacillus spp.)(如,臘狀芽孢桿菌、棒狀芽孢桿菌(Baccilus coryneform)),假單胞菌屬(Pseudomonas spp.)(如，銅綠假單胞菌(Pseudomonas aeruginosa))、微球菌屬(Micrococcus spp.),鏈球菌屬(Streptococcus spp.)(如 α-y-溶血鏈球菌屬)，克雷伯氏菌屬(Klebsiella spp.)(如,肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)和產(chǎn)酸克雷伯氏菌(Klebsiella oxytoca)),腸桿菌屬(Enterobacter spp.)(如，陰溝腸桿菌(Enterobacter cloacae)、產(chǎn)氣腸桿菌(Enterobacter aerogenes)),變形桿菌屬(Proteusspp.)(如，奇異變形桿菌(Proteus mirabilis)),朽1 檬酸桿菌屬(Citrobacter spp.)(如，弗氏檸檬酸桿菌(Citrobacter freundii)),沙雷菌屬(Serratia spp.),奈瑟菌屬(Neisseria spp.),念珠菌屬(Candida spp.)，腸球菌屬(Enterococcus spp.)(如，組 D腸球菌屬(Enterococcus)),嗜血菌屬(Haemophilus spp.),色桿菌屬(Chromobacteriumspp.)(如，青紫色素桿菌(Chromobacterium violaceum)),西地西菌屬(Cedecea spp.),寡養(yǎng)單胞菌屬(Stenotrophomonas spp.)(如，嗜麥芽寡養(yǎng)單胞菌(Stenotrophomonasmaltophilia))，沙門菌屬(Salmonella spp.)，嗜溫菌細菌、耐熱細菌和嗜冷細菌。乳細菌污染的更詳細內(nèi)容討論于Cairo等(Braz J Infect Dis第12卷,第3期,Salvador2008年6 月)、Ruediger (The Journal of Infectious Diseases 第 19 卷，第 4 期，1916 年 10 月)、Surjono等(Journal of Tropical Pediatrics, 26(2):58-61, 1980)>Pirraed WB等(Am JPerinatol.1991 年 I 月；8 (I): 25-7)和 Burrow (Public Healthl931 年 6 月，第 52 卷第 6期，234-252)。
[0040]芽孢桿菌屬為革蘭氏陽性桿狀細菌屬且厚壁菌門(Firmicutes)的成員。芽孢桿菌屬種可以為專性需氧菌或兼性厭氧菌，且對過氧化氫酶測試為陽性的。在自然界中普遍存在的芽孢桿菌屬包括自由生存的和病原菌種類。在嚴格環(huán)境條件下，芽孢桿菌屬細胞產(chǎn)生長時間保持休眠的橢圓形芽孢。兩個芽孢桿菌屬種被認為醫(yī)學上重要的:其引起炭疽病的炭疽芽孢桿菌(B.anthracis)，和其引起類似于葡萄球菌屬的食源性疾病蠟狀芽孢桿菌的。第三個種，蘇云金芽孢桿菌(B.thuringiensis)為重要的昆蟲病原體且有時被用于控制昆蟲害蟲。枯草芽孢桿菌(B.subtilis)為值得注意的，食物損壞者，在面包和相關食品中產(chǎn)生粘性。凝結芽孢桿菌(B.coagulans)也引起食品腐敗。芽孢桿菌屬的非限制性實例包括嗜堿芽孢桿菌(B.alcalophilus)、蜂房芽孢桿菌(B.alvei)、嗜胺芽孢桿菌(B.aminovorans)、解淀粉芽孢桿菌(B.amyloliquefaciens)、解硫胺溶硫胺素芽孢桿菌(B.aneurinolyticus)、炭疽芽孢桿菌、海水芽孢桿菌(B.aquaemaris)、短芽孢桿菌(B.brevis)、熱溶芽孢桿菌(B.caldolyticus)、中孢短芽孢桿菌(B.centrosporus)、臘狀芽孢桿菌、環(huán)狀芽孢桿菌(B.circulans)、凝結芽孢桿菌、堅強芽孢桿菌(B.firmus)、黃熱芽孢桿菌(B.fIavothermus)、梭狀芽抱桿菌(B.fusiformis)、球形芽抱桿菌(B.globigii)、下層芽孢桿菌(B.1nfernus)、幼蟲芽孢桿菌(B.larvae)、側孢芽孢桿菌(B.1aterosporus)、緩慢芽孢桿菌(B.1entus)、地衣芽孢桿菌(B.1icheniformis)、巨大芽孢桿菌(B.megaterium)、腸膜芽抱桿菌(B.mesentericus)、膠質(zhì)芽抱桿菌(B.muciIaginosus)、蕈狀芽孢桿菌(B.mycoides)、納豆芽孢桿菌(B.natto)、泛酸芽孢桿菌(B.pantothenticus)、多粘類芽孢桿菌(B.poIymyxa)、假炭疽桿菌(B.pseudoanthracis)、短小芽孢桿菌(B.pumilus)、施氏芽孢桿菌(B.schlegelii)、球形芽孢桿菌(B.sphaericus)、嗜熱芽抱桿菌(B.sporothermodurans)、嗜熱脂肪芽抱桿菌(B.stearothermophiIus)、枯草芽孢桿菌、熱葡糖苷酶芽胞桿菌(B.thermoglucosidasius)、蘇云金芽孢桿菌、普通類桿菌(B.vulgatis)和韋氏芽抱桿菌(B.weihenstephanensis)。
[0041]蠟狀芽孢桿菌為特有的、土壤生、革蘭氏陽性、桿狀、形成芽孢、兼性好氧和β溶血細菌。蠟狀芽孢桿菌為嗜中溫的，在20°C至40°C之間的溫度下最適生長且能夠適應寬范圍的環(huán)境條件。它在自然界中分布廣泛且通常以腐生生物見于土壤中。一些菌株對人體有害且引起食源性疾病，而其它菌株可以益生菌而有益于動物(Ryan KJ;Ray CG(編輯)(2004).Sherris Medical Microbiology (第 4 版).McGraw Hill)。其為“炒飯綜合征(Fried Rice Syndrome)的起因。
[0042]蠟狀芽孢桿菌細菌為需氧菌和像芽孢桿菌屬的其它成員可產(chǎn)生保護性芽孢且因此不易受常規(guī)的巴氏消毒技術的影響。蠟狀芽孢桿菌是少數(shù)食源性疾病(2-5%)的原因，造成嚴重的惡心、嘔吐和腹瀉。當對食物進行不適當?shù)嘏胝{(diào)時，由于細菌芽孢的存活發(fā)生芽孢桿菌食源性疾病。小于或等于100°c (212 T )的烹飪溫度)允許一些蠟狀芽孢桿菌芽孢存活。然后當對食物進行不適當?shù)乩鋬鰰r，允許芽孢萌發(fā)，本問題變得復雜化。烹飪的食物并不意指立即食用或快速冷卻且冷凍應保持在高于60°C (140 T )下。萌發(fā)和生長一般發(fā)生在10-50°C (50-122 0F )之間。細菌生長導致產(chǎn)生腸毒素，其中一種腸毒素對熱和2至11的PH高度耐受；攝入導致兩種類型的疾病，腹瀉和催吐(嘔吐)綜合征。
[0043]蠟狀芽孢桿菌感染對新生嬰兒為特別危險的且在感染嬰兒中導致特別高的死亡率(Hilliard,等.(2003) J.Clin.Microbiol.，41 (7): 3441-3444 和 Lequin 等(2005)Am.J.Neuroradiol.，26:2137-2143)。如上所述，蠟狀芽孢桿菌為不能通過巴氏消毒滅活的致病性產(chǎn)孢菌，如在人乳中發(fā)現(xiàn)的大多數(shù)其它細菌的情形。雖然在喂養(yǎng)新生嬰兒的營養(yǎng)品中不存在對于蠟狀芽孢桿菌的可接受水平的政府指導，但是由于在新生嬰兒中與蠟狀芽孢桿菌感染相關的高的死亡率，出于必要的謹慎，我們已經(jīng)對于我們最終的人乳制品設定了小于lCFU/ml的限制。
[0044]術語“早期”、“早產(chǎn)”和“低-出生-體重(LBW) ”嬰兒可互換使用且是指胎齡小于37周和/或與出生體重小于2500克出生的嬰兒。早產(chǎn)嬰兒的需要特別靈敏。極低-出生-體重嬰兒(<1500g)，I歲之前的死亡率為是25%。對于低-出生-體重嬰兒(<2500g)，I年死亡率為2% ;仍然顯著高于正常-出生-體重嬰兒(>2500g)的0.25%的數(shù)字。
[0045]在一個方面，本發(fā)明提供了用于獲得和加工來自供體或供體的集合的人乳的方法。本發(fā)明的方法包括在強化制備中降低細菌含量同時保持營養(yǎng)價值的方法。通常所述方法包括測量以識別和驗證合適的供體。個體通常由其個人醫(yī)師推薦為供體。其它原因除外，這有助于確保供體沒有慢性疾病。用于驗證和監(jiān)測乳收集和分散的方法和系統(tǒng)描述于美國專利申請 2010/0268658。
[0046]通過詢問以及生物樣品加工進行篩選處理。篩選生物樣品用于病毒(如，HIVl和2>HTLV I和I1、HBV和HCV)和梅毒以及其它原核病原體(例，蠟狀芽孢桿菌)并丟棄測試為陽性的捐贈。
[0047]將在篩選中發(fā)現(xiàn)呈陽性的任何潛在樣品從加工中去除并且除掉供體的另外捐贈。進行的另一測量包括測試針對藥物濫用的供體樣品或混合乳。
[0048]可對供體定期進行重新鑒定。例如，可能需要供體通過如在其初始鑒定中使用的相同的方案每四個月經(jīng)歷一次篩選。將未重新鑒定或未通過鑒定的供體延遲直至到時對其進行適當?shù)刂匦妈b定。在某些情況下，如果由重新鑒定篩選的結果保證，那么供體被永久地延遲。如果發(fā)生后者情況，那么由該供體提供的所有剩余乳從庫存移除且銷毀。
[0049]合格的供體可以在指定機構(如，在乳庫辦公室)或典型地在家擠乳進行捐贈。在一個方面，合格的供體提供了通過帶回家的乳庫或直接來自乳加工器(乳庫和加工器可為相同的或不同的實體)來收集、儲存和運輸擠乳所需的供給物。供給物在容器上通常將包括計算機可讀代碼(如，條形碼-標簽)且可進一步包括吸乳器。然后供體可在家吸取并冷凍乳，優(yōu)選在_20°C的溫度下。在一個方面，接受供體乳條件是在最后訪問供體乳中心之后10-14天，血液測試結果為滿意的；如果滿意此種結果，那么對于供體在中心取乳或在家收集進行預約。對乳和容器的狀態(tài)進行檢查并且對條碼信息核對數(shù)據(jù)庫。如果滿意，那么將單元放置在供體乳中心或加工中心冷凍(_20°C )直至準備進一步測試和加工。[0050]在另一方面，乳由供體在其家中擠出然后在乳庫設備中收集，其中該過程涉及對取樣的每個供體的乳進行標記以保證該乳真實地來自登記的供體。這需要確保乳來自在被送至加工器且非親自收集的乳樣品上指示的供體。此類受試者標識技術在本領域為已知的(參見如PCT申請W02007/035870，其在別處通常通過引用并入但其通過引用明確地并入本文)?？梢詫θ檫M行儲存(如，在_20°C下)和隔離直至收到測試結果。在整個上述方法中，丟棄任何非符合的乳樣本。如獻血中心的情況，訪問關于供者的所有保密信息，包括血液測試數(shù)據(jù)，受到緊緊地控制。然后將收集、批準(如通過風險因子試驗)的乳通過本發(fā)明的方法進行過濾。
[0051]“乳原料”意指由母親擠出的乳，該乳未經(jīng)加工。
[0052]“全乳”意指沒有脂肪從其中去除的乳。
[0053]“脫脂”或“脫脂乳”意指小于所有或部分脂肪含量的全乳。因此，可以理解”脫脂乳”包括如“低脂乳”這樣的變體，其中“低脂乳低于基本上所有的脂肪含量被除去。
[0054]“乳脂”或“脂肪部分”意指從脫脂乳中分離的全乳的部分。通常，該乳脂包含高于由相同制備獲得的脫脂乳的脂肪酸濃度的長鏈、中鏈和短鏈脂肪酸。
[0055]在本發(fā)明的一個方面，全人乳分離成脫脂和乳脂(即脂肪)。通過常規(guī)方法諸如離心將牛奶脫脂成脫脂乳。在一個方面，將混合乳泵入離心機以將脂肪(乳脂)從其余乳中分離，這將脫脂乳轉(zhuǎn)移至加工罐，于此脫脂乳保持在2-8 °C直至過濾步驟。在離心之后，乳月旨流入小的不銹鋼容器中。在一個方面，將所述乳脂進行巴氏消毒然后對熱量、蛋白和脂肪含量進行定量。在另一個方面，在完成分離之后，測定乳脂的體積、蛋白和脂肪含量并將一部分乳脂加回至脫脂乳以實現(xiàn)針對制備特定產(chǎn)品的熱量、蛋白和脂肪含量。在過濾步驟之前或之后可以加入礦物質(zhì)。
[0056]雖然不是必須的，但是可以認識到本發(fā)明的人乳組合物可用非天然存在的或異源的/不均勻的組分修改或補充。例如，可用適于人類食用的氮源調(diào)節(jié)或修改蛋白含量。此類蛋白被本領域技術人員所熟知且當制備此類組合物時可以很容易地選定?？梢约尤氲暮线m的蛋白組分的實例包括酪蛋白、乳清、脫脂煉乳、脫脂乳、大豆、豌豆、稻、玉米、水解蛋白、游離氨基酸、在具有蛋白的膠態(tài)懸浮液中含有鈣的蛋白源及其混合物。
[0057]本發(fā)明乳組合物的另一組分包含脂肪源。脂肪通常為低出生體重(LBW)兒的能源，不但因為其高的熱量密度，而且因為其在溶液中的低滲透活性。再次，雖然不是必須的，本發(fā)明的乳組合物可以補充脂肪組分。此類異源的或不均勻的脂肪組分包括高油酸紅花油、豆油、分餾椰子油(中鏈甘油三酯、MCT油)、高油酸向日葵油、玉米油、芥花油、椰子油、棕櫚油、棕櫚仁油、魚油、棉籽油和特定的脂肪酸諸如二十二碳六烯酸(DHA)和花生四烯酸。
[0058]二十二碳六烯酸(DHA)為ω-3脂肪酸。DHA為人乳中最豐富的20碳co-3PUFA。然而，人乳DHA含量根據(jù)母親的飲食將變化很大。如果母親經(jīng)常吃富含DHA的魚，那么她的乳將含有較高的DHA水平，而在進食較少魚的母乳中將具有較低的DHA水平。因此，人乳可能需要DHA補充以保證早產(chǎn)兒接受足夠量的DHA。DHA補充通常伴有花生四烯酸補充。Kyle等的美國專利N0.5，492，938描述了從鞭毛藻類獲得DHA的方法及其在藥物組合物和食品補充劑中的用途。
[0059]碳水化合物為本發(fā)明組合物的另一組分。碳水化合物提供了易于獲得的能源，所述能源有助于生長并降低導致營養(yǎng)不良發(fā)展迅速的嬰兒的組織代謝的風險。在人乳和最標準的乳基嬰兒配方中，主要的碳水化合物為乳糖。LBW嬰兒可能不能完全消化乳糖因為在胎兒腸中乳糖酶活性未完全形成直至妊娠期后期(36至40周)。在另一方面，蔗糖酶活性在妊娠32周達最大而消化玉米糖漿固體(葡萄糖聚合物)的葡糖淀粉酶活性在孕晚期(third trimester)與乳糖酶活性一樣快速地增加兩倍。本發(fā)明的人乳組合物可補充有碳水化合物?？捎糜谘a充本發(fā)明人乳組合物的碳水化合物的實例包括但不限于水解的玉米淀粉、麥芽糖糊精、葡萄糖聚合物、蔗糖、玉米糖漿、玉米糖漿固體、大米糖漿、葡萄糖、果糖、乳糖、高果糖玉米糖漿以及難消化的寡糖諸如低聚果糖(FOS)。
[0060]維生素和礦物質(zhì)對于嬰兒的適當營養(yǎng)和發(fā)育為重要的。早產(chǎn)兒或LBW嬰兒需要電解質(zhì)諸如鈉、鉀和氯以維持生長和酸堿平衡。這些電解質(zhì)的足夠攝取也是替代從尿液、糞便以及從皮膚喪失的電解質(zhì)所需的。鈣、磷和鎂為正常骨礦化所需的。對于骨生長，在喂食食物中必須存在足夠量的這些礦物質(zhì)。
[0061]微量礦物質(zhì)與細胞分裂、免疫功能和生長相關。因此，嬰兒生長和發(fā)育需要為其提供足量的微量礦物質(zhì)。重要的微量礦物質(zhì)包括銅、鎂和鐵(其對于血紅蛋白、肌紅蛋白和含鐵酶的合成至關重要)。鋅是生長、多種酶的活性以及DNA、RNA和蛋白合成所需的。銅對于若干重要酶的活性是必要的。錳為骨和軟骨的發(fā)育所需的，并且在多糖和糖蛋白的合成中至關重要。因此，可以為本發(fā)明的人乳和強化劑組合物補充維生素和礦物質(zhì)。
[0062]維生素A為生長、細胞分化、視覺和免疫系統(tǒng)所必需的一種脂溶性維生素。維生素D對于鈣的吸收以及骨的發(fā)育起重要作用，對于磷的吸收影響較小。維生素E(生育酚)防止細胞中多不飽和脂肪酸的過氧化，因此防止組織損傷。葉酸在氨基酸和核苷酸代謝中起重要作用。已經(jīng)示出 在低葉酸攝取的LBW嬰兒中，血清葉酸濃度在2周齡后下降至低于正常水平。此外，若干B族維生素在早產(chǎn)兒母乳中以低濃度存在。
[0063]如上所述，人乳維生素和礦物質(zhì)濃度的可變性以及早產(chǎn)兒增加的需要要求最小的強化以保證發(fā)育中的嬰兒接受足夠量的維生素和礦物質(zhì)。在本發(fā)明的人乳組合物和強化劑中補充的維生素和礦物質(zhì)的實例包括維生素A、維生素B1、維生素B2、維生素B6、維生素B12、維生素C、維生素D、維生素E、維生素K、生物素、葉酸、泛酸、煙酸、m-肌醇、鈣、磷、鎂、鋅、錳、銅、鈉、鉀、氯、鐵和硒。也需要補充另外的營養(yǎng)物質(zhì):鉻、鑰、碘、?；撬?、肉堿和膽堿。
[0064]本發(fā)明提供了不含或基本上不含細菌污染的無菌組合物，包括但不限于不含或基本上不含蠟狀芽孢桿菌，包括67Kcal/dL(20卡路里/盎司)全乳制品和80Kcal/dL(24卡路里/盎司)全乳制品以及人乳強化劑。根據(jù)特定的上下文環(huán)境，當菌落形成單位/毫升(CFU/ml)的數(shù)目為〈I或≤1、或≤2、或≤3、或≤4、或≤5、或≤10、或≤20、或≤30、或< 40、< 50或< 100時，本發(fā)明的組合物被認為是基本上不含細菌或基本上不含細菌的特定屬、種(如，蠟狀芽孢桿菌)或菌株。乳強化劑組合物包括約20-70mg/ml蛋白、約35-85mg/ml脂肪、約70_115mg/ml碳水化合物并含有人IgA。使用本發(fā)明的方法可以獲得各種熱量組合物。示例性的組合物為24卡路里乳組合物和強化乳組合物。
[0065]示例性的全乳組合物包含以下組分:人乳、甘油磷酸鈣、檸檬酸鉀、葡糖酸鈣、碳酸鈣、磷酸鎂、氯化鈉、檸檬酸鈉、硫酸鋅、硫酸銅和硫酸錳。
[0066]強化劑組合物包含以下組分:人乳、碳酸鈣、磷酸鉀、磷酸鈣、甘油磷酸鈣、葡萄糖酸鈣、檸檬酸鈉、氯化鎂、氯化鈣、磷酸鎂、硫酸鋅、硫酸銅和硫酸錳。在一些實施方案中，強化劑還含有約35-85mg/ml人蛋白、約60-110mg/ml脂肪和約60-140mg/ml碳水化合物。在一個實施方案中，強化劑含有約90mg/ml脂肪、約60-90mg/ml碳水化合物和約60mg/ml的人蛋白。
[0067]本發(fā)明的人乳組合物和強化劑的同滲容摩對于組合物的吸附、吸收和消化為重要的。不當?shù)耐瑵B容摩可導致嬰兒的腹脹和嘔吐。本發(fā)明的人乳組合物和強化劑(一旦與乳混合)的同滲容摩通常為小于約400m0sm/Kg H20。典型地同滲容摩為約310m0sm/kg水至約380m0sm/kg水。在本發(fā)明的組合物中補充有碳水化合物或脂肪組分時，應調(diào)節(jié)組合物的同滲容摩。例如，組分的類型(如，碳水化合物或脂肪)影響強化人乳的同滲容摩。碳水化合物水解越多，滲透活性越高。此外，當與人乳重組時由于人乳淀粉酶的進一步水解，部分水解的碳水化合物源可進一步增加同滲容摩。本領域技術人員可以容易地選擇碳水化合物或碳水化合物的組合，其將產(chǎn)生重組強化劑/人乳組合物所需的同滲容摩。
[0068]通常將強化劑與人乳混合以增加4卡路里/盎司。典型地這為乳原料:強化劑的80:20混合物(如，8ml乳和2ml強化劑)。雖然任何和所有相關比率或量的乳與強化劑均包含在本發(fā)明中，但是其它典型的混合物包括70: 30,60: 40和50: 50。
[0069]強化劑典型地置于注射器或瓶子中?？梢园◣в凶⑸淦鞯钠孔印Ｔ谧⑸淦魈准?如，注射器和瓶子)或瓶子的情況中，其可包含刻度標記(即，指示器、線等)以助于正確稀釋。例如，可測試母乳以確定該乳的營養(yǎng)價值。典型的乳平均包含1.1%蛋白質(zhì)、4.2%脂肪、7.0%乳糖(糖)，并且提供每100克70kcal的能量?？梢詸z測母乳的營養(yǎng)價值，然后使用本發(fā)明的強化劑組合物調(diào)節(jié)以使母乳原料增加4卡路里/盎司。
[0070]“單位劑量”是指含有用于嬰兒乳制品的量的強化劑的強化劑的單獨包裝。準備用于早產(chǎn)兒的強化的人乳的量典型在每天25ml至150ml范圍內(nèi)。因此，單一的單位劑量為強化8至40ml乳制品的適量強化劑。對于較大的體積，可以加入額外的單位劑量。因此，單位劑量為2ml強化劑/8ml乳原料或IOml強化劑/40ml乳。在一個方面，所述單位劑量包含IOml注射器，且可包含2ml足以制備多種乳制品的刻度標記。
[0071]通常，制備的人乳的量基于需要提供給嬰兒的24小時營養(yǎng)供應的乳的量。例如，1500gm的嬰兒每天喂食150ml乳。如果使用冷凍的乳，那么將該冷凍的乳置于溫水浴中直至完全解凍。在強化劑中混合要特別注意。需要輕輕混合以避免破壞乳脂肪球，該乳脂肪球的破壞可增加乳脂肪粘附在喂食容器的側壁上，導致脂肪(能量)的顯著喪失。用注射器抽取指定量的強化乳并用標識加以標記。當乳制品完成時，將標記的等份喂食食物交給嬰兒室并置于冰箱中以便于護理人員方便取用。通常，在喂食之前將冷藏的強化乳加溫。例如，在干燥加熱實驗室培養(yǎng)箱中在約35-45°C范圍內(nèi)將強化乳加溫約15分鐘。這使得該強化乳的溫度達到室溫?？梢詫⒃搹娀橥ㄟ^批次喂食(bolus feeding)方式或通過注射器輸液泵持續(xù)喂食方式給予嬰兒。如果使用輸液泵，將注射器針頭垂直放置以使得脂肪持續(xù)注入，并且將注射器直接附于喂食管上以降低脂肪和免疫成分可能粘附的潛在表面積。
[0072]本發(fā)明提供了非異種的人乳及強化劑組合物并且提供了經(jīng)證實促進免疫學進展和嬰兒生長的人蛋白質(zhì)。此外，本發(fā)明的人乳和強化劑組合物為耐受性良好的且使得人乳的健康益處最大化，同時解決了人乳作為能量、蛋白質(zhì)、鈣、磷、鈉及其它微量營養(yǎng)物的來源的變異性。
[0073]在散裝時典型使用單獨的單位劑量規(guī)格包裝。由于在每天喂養(yǎng)期間給予早產(chǎn)兒的乳的體積較小，因此制備小體積的強化人乳。已經(jīng)重復開啟、等分和儲存的散裝容器中的無菌性在醫(yī)院環(huán)境中總是一個擔憂。單獨的單位劑量使得可以向人乳中加入少量強化劑但是不存在污染剩余強化劑的可能性。
[0074]本領域技術人員易于獲得并已知許多類型的容器?？捎糜诒景l(fā)明的方法和組合物中的容器的類型的實例包括瓶子、注射器和罐子(如金屬、玻璃或塑料罐)。
[0075]如上所述，本發(fā)明還涉及通過將本發(fā)明的強化劑加入人乳中以調(diào)節(jié)人乳原料達到希望的營養(yǎng)含量并且將此強化的人乳給予早產(chǎn)兒以為早產(chǎn)兒提供營養(yǎng)的方法。本發(fā)明進一步提供了通過給予早產(chǎn)兒強化的人乳以促進早產(chǎn)兒生長的方法。
[0076]獲得的脫脂乳部分無細菌、真菌和孢子。然后將過濾的脫脂乳單獨儲存或與過濾后的脂肪部分再次組合。在脫脂乳單獨儲存的情況中，隨后可以在食用之前將其與脂肪部分再次組合?；?，可以食用該脫脂乳部分。所述脫脂乳和/或再次組合的乳可以長期儲存，優(yōu)選在低于室溫下儲存，更優(yōu)選在4°C儲存。
[0077]可用于本發(fā)明的示例性的設備(在此也稱為裝置)示于圖6。將連接至冷乙二醇系統(tǒng)以保持容器的溫度的夾套式加工容器(100)填充人乳原料。將該夾套式加工容器(100)連接至泵(200)，所述泵與乳分離器(300)連接。將乳分離器(300)的脫脂口連接至接納夾套式加工容器(400)。將接納夾套式加工容器(400)連接至冷乙二醇系統(tǒng)以保持容器的溫度。用泵(200)將人乳原料從夾套式加工容器(100)泵出通過乳分離器(300)，脫脂級分流向接納夾套式加工容器(400)。結果，接納夾套式加工容器(400)保留人乳原料的脫脂級分。
[0078]如本文使用和根據(jù)特定的上下文，設備可以是指單獨組件或設備，或一起是指兩個或多個不同的組件或設備，或是指在本發(fā)明的工藝中使用的所有組件或設備。本設備的各種組件可以在單個生產(chǎn)設備內(nèi)以連續(xù)的、連接系統(tǒng)進行直接物理接觸，或設備的一個或多個單獨組件或設備可以根據(jù)需要進行物理上分離。因此，在一些實施方案中，示于圖中的所有示例性設備可以一起在相同或不同的室，無論它們是否直接連接。在一些實施方案中，一個或多個組件或設備可位于相同或不同的建筑物中，無論它們是否直接連接。在其它實施方案中，一個或多個組件或設備可以位于相同或不同的地理位置。因此，本發(fā)明的方法和系統(tǒng)包括具有物理上分離的或在不同室之間的不同組件或設備并且需要乳和乳制品物理轉(zhuǎn)移至系統(tǒng)中的下一個組件或設備中。沒有對本說明書進行限制使得需要本文示出和描述的設備和系統(tǒng)以任何特定的物理順序或排列只要本發(fā)明的步驟如本文描述來實現(xiàn)。本領域技術人員將理解為可能實現(xiàn)本發(fā)明的設備的各種排列。
[0079]助濾劑加工容器(500)連接至接納夾套式加工容器(400)并且助濾劑加工容器(500)填充助濾劑。將助濾劑從助濾劑加工容器(500)轉(zhuǎn)移至接納夾套式加工容器(400)。在加工期間，在接納夾套式加工容器(400)中保持恒定混合。
[0080]接納夾套式加工容器(400)連接至泵(600)，然后該泵連接至預濾器殼體(700)的輸入口。預濾器殼體(700)中的過濾器容納有孔徑為I至10微米的過濾器。預濾器殼體(700)的輸出口連接至微濾器殼體(800)的輸入口。在微濾器殼體(800)中的過濾器容納有孔徑為0.2至I微米的過濾器。微濾器殼體(800)的輸出口連接至過濾的脫脂夾套式加工容器(900)，夾套式加工容器(900)連接至冷乙二醇系統(tǒng)以保持容器所需的溫度。
[0081]用泵(600)將在接納夾套式加工容器(400)中與助濾劑混合的人乳的脫脂級分泵出通預濾器殼體(700)，預濾器殼體(700)含有I至10微米孔徑的過濾器。濾液，通過過濾器的人乳脫脂級分的部分，接著通過微濾器殼體(800)。來自該操作的濾液在過濾的脫脂夾套式加工容器(900)中被捕獲。該過濾的脫脂人乳不含或含有較低細菌含量(相對于微濾之前的乳)，而在脂肪和蛋白質(zhì)含量中具有最小的變化。然后可以直接使用濾液級分以制備其它產(chǎn)品，諸如由100%人乳制備的人脫脂乳、人全乳或人乳強化劑。
[0082]濾液級分優(yōu)于通過將會殺滅產(chǎn)孢子和嗜冷細菌像蠟狀芽孢桿菌的常規(guī)巴氏消毒技術(超高溫和壓力)獲得的人乳，因為這些巴氏消毒技術也改變?nèi)巳橹竞偷鞍椎男问胶凸δ?。此外，根?jù)本發(fā)明獲得的人乳更安全，因為細菌，諸如嗜冷細菌，特別為蠟狀芽孢桿菌,可以通過本發(fā)明去除。
[0083]第一濃縮物級分由具有增加細菌含量的人乳和在夾套式加工容器(400)中添加至人乳級分的助濾劑組成，所述第一濃縮物級分為人脫脂乳級分的部分，所述人脫脂乳級分由預濾器(700)的保留膜表面保留并回收。因此，由于其增加的細菌含量和助濾劑含量，隨后丟棄濃縮物級分。
[0084]第二濃縮物級分也由具有增加的細菌含量的人乳組成且因此隨后也丟棄，所述第二濃縮物級分為人脫脂乳級分的部分，所述人脫脂乳由微濾器(800)的保留膜表面保留并回收。
[0085]所得濾液不含助濾劑和含有(如果存在的話)可忽略水平的細菌。在某些實施方案中，將所得濾液在進一步加工步驟中于低溫下進行至少30分鐘的巴氏消毒以殺滅任何殘留的細菌。
[0086]過濾
[0087]在本發(fā)明中，過濾以兩步進行:具有助濾劑的預過濾和微濾。膜的特定物理形式不是關鍵的。因此，膜介質(zhì)可以為例如盤或圓柱體形式。通常，預濾器和微濾器包括膜。使用泵，例如蠕動泵將人乳級分推動通過過濾器以迫使產(chǎn)物通過過濾器的膜。
[0088]預過濾用于從人乳級分過濾出大顆粒，然后將產(chǎn)物通過微濾器過濾。這是必需的，因為每單位體積的人乳級分具有太多大顆粒并將阻塞微濾器。然而，即使使用預過濾步驟(孔徑在1.0至10微米之間)，人乳級分也可堵塞預濾器。這是由人乳中可壓縮固體引起的，形成將堵塞過濾器的不可滲透的團塊。為了補救由可壓縮固體引起的這個情況，將助濾劑與人乳級分混合。
[0089]過濾器
[0090]本文描述的在過濾和/或微濾過程中使用的過濾器可包括基本上任何市售的過濾材料和/或過濾器組件。通常的過濾材料可基本上不反應的(如，它們不會與通過其的物質(zhì)發(fā)生化學反應和/或修飾通過其的物質(zhì))且一般不與材料發(fā)生相互作用(如吸收或吸附)，所述材料小到足以通過過濾材料中的孔。在市售過濾器和/或過濾組件中使用且可適用于本過濾和/或微濾過程的示例性的過濾材料為聚四氟乙烯(PTFE)，盡管許多其它等價聚合物過濾材料為市售的且可用于本過濾和/或微濾方法。例如，其它合適的過濾材料可包括尼龍、聚丙烯、聚四氟乙烯(PTFE)和玻璃微纖維。此外，如本文所述的過濾材料可顯示出不同程度的親水性或疏水性，因此，可以選擇過濾材料以使與乳級分中待過濾固體的靜電相互作用最小化。
[0091]可以選擇孔徑用于所需的過濾結果(如，過濾之后目標蠟狀芽孢桿菌CFU計數(shù))。過濾器孔徑可小于約5 μ m(如，小于約4 μ m、小于約3 μ m、小于約2 μ m、小于約I μ m、小于約0.9 μ m、小于約0.8 μ m、小于約0.7 μ m,小于約0.6 μ m、小于約0.5 μ m、小于約0.4 μ m、小于約0.3 μ m、小于約0.2 μ m、小于約0.1 μ m或其中任何其它值或值范圍內(nèi)或范圍以下)。
[0092]助濾劑
[0093]本文使用的術語“助濾劑”是指通常具有高孔隙率和低密度的顆粒物質(zhì)。示例性的助濾劑可包括硅藻土，通常被稱為Ce I i te或ke i se I guhr或由許多專有商標名稱已知，在所述商標下銷售各種未處理的和處理的硅藻土品種。助濾劑、Celite和硅藻土(及其語法變體或其各種專有商品名)在本文中可互換使用。
[0094]硅藻土包括矽藻(一類有硬殼的藻類)的腐化的殘留物。這些腐化的殘留物為高度可滲透的且多孔的，因此適用于過濾應用。然而，也可使用合成產(chǎn)生的材料(如聚合物材料等)條件是所述材料未以不期望的方式化學修飾該乳或與該乳進行化學反應?？捎弥鸀V劑的實例包括二氧化硅、木纖維素和珍珠巖。另外，天然或合成助濾劑應該具有足夠的孔隙率以使脫脂乳制品自由地流動同時在過濾過程期間形成的助濾劑墊中有效地保留乳脂和/或其它固體。
[0095]助濾劑可具有約I μ m至約100 μ m (如約I μ m、約2 μ m、約5 μ m、約10 μ m、約15 μ m、約20 μ m、約30 μ m、約40 μ m、約50 μ m、約75 μ m、約100 μ m或其中任何其它值或值
范圍)的平均粒徑。通常選擇粒度大于濾液將通過的過濾器的孔的助濾劑。顆粒助濾劑可具有相對均勻的粒度，或可具有一系列粒度(如，如上所述)。助濾劑可為無菌的且可任選地進一步化學處理或修飾(如，其PH可為酸性或堿性的，材料可為煅燒的等)。此類化學處理或修飾可有助于去除乳制品中的某些組分(如，可以在接觸酸性或堿性助濾劑時沉淀的那些)?；颍T如煅燒的處理可硬化助濾劑顆粒，為助濾劑提供另外的機械強度使其在過濾過程的壓力下未壓縮或機械變形。
[0096]可以以懸浮液可通過的“墊”或?qū)拥男问绞褂弥鸀V劑以去除和/或保留懸浮的顆粒物質(zhì)。然而，由于助濾劑為高度多孔材料且也為高度吸附劑，所以它們可在待過濾的液體(如脫脂乳)中懸浮，吸收來自待過濾的混合物的液體并形成漿料。在混合形成包括助濾劑的漿料之后，然后可將該漿液通過傳統(tǒng)的過濾或微濾(如，如本文描述)。該過濾在溶液中保留助濾劑和夾帶的固體(即，保留物或濃縮液)，以及當懸浮液通過時且過濾和濾液通過時，助濾劑累積成含有夾帶固體的“墊”，其本身繼續(xù)充當過濾器，有效地形成了三維過濾，其繼續(xù)截留和去除固體同時仍然允許液體或非常細小的顆粒物質(zhì)通過。由于助濾劑為高度多孔的，所以該墊可以繼續(xù)積累而不會堵塞濾液通過的過濾器和助濾劑墊。
[0097]在本過濾過程和方法中，可以約10克至約100克的助濾劑/500ml乳(如約20克至約60克、約30克至約50克或其中任何其它值或值范圍內(nèi))范圍內(nèi)的量加入助濾劑。可以選擇助濾劑的量以最大化過濾和/或最小化過濾器堵塞同時最小化所需的助濾劑的量。在一些實施方案中，助濾劑以約20g/L、約25g/L、約30g/L、約35g/L、約40g/L、約45g/L或約50g/L存在。
[0098]在本過濾過程和方法中，可以選擇具有滲透性的助濾劑使得可堵塞下游過濾器的固體或不需要的固體(如，細菌)通過助濾劑去除同時允許其它所需固體(如，蛋白)通過助濾劑。本文使用的“滲透性”是指測量多孔材料允許液體通過其的能力。因此，適合用于本方法的助濾劑可具有約0.100至約1.000、約0.200至約0.800、約0.300至約0.700、或約0.400至約0.600范圍內(nèi)的滲透性(達西)。或，助濾劑可具有約0.100、約0.200、約
0.300、約 0.400、約 0.500、約 0.600、約 0.700、約 0.800、約 0.900 或約 1.000 的滲透性。因
此，在某些實施方案中，可以選擇具有滲透性的助濾劑以便截留更大的固體同時允許蛋白通過，最小化蛋白損失。
[0099]在一些實施方案中，助濾劑具有約0.100至約0.500的滲透性且在約25g/L至約50g/L的負載(即，在乳級分中的濃度)下使用。在其它實施方案中，助濾劑具有約0.300至約0.400的滲透性且在約30g/L至約45g/L的負載下使用。在又其它實施方案中，助濾劑具有約0.300至約0.400的滲透性且在約35g/L至約40g/L的負載下使用。在某些實施方案中，助濾劑具有約0.300的滲透性且在約25g/L至約50g/L的負載下使用。在其它實施方案中，助濾劑具有約0.300的滲透性且在約50g/L的負載下使用。
[0100]如上所述，助濾劑防止可壓縮固體形成將堵塞傳統(tǒng)過濾器的不可滲透的團塊。在預濾器的濃縮液中截留這些可壓縮固體連同細菌含量和全部助濾劑。所得濾液含有最少量的可壓縮固體、很少量的細菌含量且無助濾劑。將來自預過濾過程的濾液(具有在濃縮液中截留的可壓縮固體)通過孔徑在0.2至1.0微米之間的微濾器。
[0101]微濾
[0102]將微濾用于來自預過濾步驟的濾液。對于在預過濾步驟中截留的幾乎所有可壓縮固體，濾液可流過孔徑為約0.2至約1.0微米的微濾器，最小可壓縮固體堵塞微濾器。微濾步驟的濃縮液將含有來自預過濾步驟的剩余的可壓縮固體和細菌含量，包括蠟狀芽孢桿菌。所得濾液將基本上含有無細菌污染的人乳。
[0103]超濾
[0104]在一些實施方案中，將微濾乳進一步超濾。根據(jù)一個實施方案，用于過濾微濾的脫脂乳的超濾膜進行尺寸調(diào)整以防止分子量大于40kDa的任何物質(zhì)通過。此類排除的物質(zhì)包括但不限于:乳蛋白和乳脂?；?，也可使用防止分子量大于l_40kDa和其中任意范圍的任何物質(zhì)通過的超濾膜。通?？墒褂冒s0.45 μ m或更小(如，約0.2 μ m)的過濾器。通常將使用0.2μπι的過濾器。在一些實施方案中，可以使用分級過濾(如，在約0.45 μ m下的第一過濾和在約0.3 μ m下的第二過濾和在約0.2 μ m下的第三過濾或其任意組合)。從脫脂中分離脂肪導致易于過濾。滅菌可以使用合適的深度過濾器或膜過濾器通過已知方法，諸如過濾或切向過濾進行。
[0105]以下乳蛋白可被超濾膜(分子量列于括號):乳白蛋白(_14kDa);酪蛋白(_23kDa);乳球蛋白(?37kDa);白蛋白(_65kDa)和免疫球蛋白OlOOkDa)截留。具有
3.5kDa或較小分子量攔截的超濾膜可例如，分別從Advanced Membrane Technology, SanDiego, Calif和Dow Denmark, Naskov, Denmark獲得。也可使用由陶瓷材料制成的超濾膜。陶瓷過濾器優(yōu)于合成過濾器。陶瓷過濾器可以用流通蒸汽滅菌。
[0106]通常將壓力梯度施加在整個超濾膜上以促進過濾。通常，調(diào)整壓力梯度以保持通過膜所需的過濾流量。在一個方面，在開始過濾之前，將超濾膜首先填充少量乳并丟棄滲透液。以此種方式填充的過濾器被認為有利于過濾效率。
[0107]概述
[0108]在微濾之后，來自預濾器和微濾步驟的濃縮液可以以任何可接受的方式丟棄。
[0109]本發(fā)明的方法可以有利地用于其中所需終產(chǎn)物為全人乳、標準人乳、人乳強化劑或脫脂人乳。
[0110]具有低脂肪含量的人乳通過細菌保持膜的流通率通常高于具有高脂肪含量的人乳通過細菌保持膜的流通率。在某些情況下，通過將過濾的脫脂人乳與巴氏消毒的人乳脂肪級分組合制備具有較高脂肪含量，諸如約3.5%或約9.0%的人乳為更有利的。該脂肪級分可以為具有約10%的最低脂肪含量的乳脂級分。
[0111]本發(fā)明通過以下實施例進一步說明，所述實施例不應理解為限制。鑒于本公開內(nèi)容，本領域技術人員應理解，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可對公開的具體實施方案進行許多改變并且仍可獲得相同或相似的結果。
實施例
[0112]材料和方法
[0113]方法A:人乳的溫度調(diào)節(jié)
[0114]在以下實施例中使用的人乳獲得自人乳供體。在連接至乙二醇系統(tǒng)的500L夾套式處理容器中將人乳的溫度調(diào)節(jié)至合適的加工溫度(約20°C至約30°C )。
[0115]方法B:人乳的乳脂和脫脂級分的分離
[0116]將具有人乳原料的夾套式加工容器連接至Westfalia乳分離器。將Westfalia分離器的乳汁和脫脂口連接至類似的加工容器。將約10升的脫脂人乳級分和2升的乳脂乳級分轉(zhuǎn)移至高密度聚乙烯容器中用于過濾。兩種級分均儲存在冰箱(約2°C至約8°C)中直至準備用于過濾。
[0117]方法C:將細菌引入人乳級分
[0118]在實驗中，使用人乳級分的人工接種來說明本發(fā)明可能非常高的效價降低。將細菌接種物，(包括蠟狀芽孢桿菌)添加至人乳級分。這通過在恒定混合期間將接種物添加至人乳級分的處理容器中實現(xiàn)。足夠的接種物與人乳級分混合以實現(xiàn)最少300個菌落形成單位/毫升(CFU/mL)。
[0119]方法D:細菌測定測試
[0120]由于用于接種人乳級分的接種物為蠟狀芽孢桿菌，所以使用甘露醇-蛋黃-多粘菌素瓊脂(MYP瓊脂)，因為所述瓊脂被設計成對蠟狀芽孢桿菌具有選擇性和差異性。當測試蠟狀芽孢桿菌時，將ImL人乳制品的樣品置于三個MYP瓊脂板上，每個板含有0.33mL樣品。將板在32°C下溫育24小時并讀取。任何粉紅色菌落可以認為是蠟狀芽孢桿菌，所述菌落也為卵磷脂酶陽性，菌落周圍觀察到沉淀區(qū)域。
[0121]方法E:大量營養(yǎng)元素測定測試
[0122]在將乳級分實現(xiàn)過濾工藝之前和之后，需要測量最終濾液的脂肪、蛋白、碳水化合物和總卡路里含量。對于本文的實驗，使用由Sterling Instruments, Westfield, NewYork, USA制造的Acudairy紅外乳品分析儀測定大量營養(yǎng)元素。
[0123]過濾裝置
[0124]預濾器
[0125]在實驗中使用的預濾器為Filtrox Filtrodisc BioSD微型囊式過濾器。設計用于細胞分離的這些過濾器為一次性使用的。該過濾器由Filtrox AG, St.Gallen, Switzerland制造。[0126]助濾劑介質(zhì)
[0127]在本實驗中使用的助濾劑介質(zhì)為Celpure?，其由Advanced Minerals Corporation, Goleta, California, USA 制造。
[0128]微濾器
[0129]在本實驗中使用的微濾器為Meissner PTFE膜囊式過濾器。Meissner過濾器由Meissner Filtration Products, INC, Camarillo, California, USA 制造。
[0130]方法F:過濾設置
[0131]用四分之一英寸管設置Watson-Marlow螺動泵。將來自泵的管首先連接FiltroxFiltrodisc BioSD微型囊式過濾器輸入。然后將Filtrox Filtrodisc BioSD微型囊式過濾器的輸出經(jīng)由1/4管連接至Meissner PTFE膜囊式過濾器的輸入。結果為兩個過濾器串聯(lián)連接，產(chǎn)物預計流動為首先通過Filtrox Filtrodisc BioSD微型囊式過濾器,然后通過Meissner PTFE膜囊式過濾器。使用四分之一英寸管，將Meissner PTFE膜囊式過濾器的輸出引導至500mL收集容器。
[0132]方法G:乳級分的過濾
[0133]過濾器準備
[0134]一旦完成過濾設置，必須用去離子(DI)水潤濕過濾器，然后乳級分可以通過該過濾器。為了實現(xiàn)過濾器的潤濕，將含有DI水的容器連接至在方法F描述的過濾設置中連接至Watson-Marlow螺動泵的輸入管。此時,將至少IOOmL的DI水泵送通過過濾器以濕潤在乳級分的過濾制備中的過濾器。
[0135]用于過濾的級分的制備
[0136]在乳級分可以流過過濾器之前，必須助濾劑添加至乳級分。對于實驗，對于每500mL的乳級分加入約20克至約60克的Celpure助濾劑。
[0137]過濾
[0138]輸入Watson-Marlow螺動泵(在方法F中描述的過濾設置的起點)連接至含有具有添加的Celpure的乳級分的容器。設置泵以實現(xiàn)約15mL/分鐘至約40mL/分鐘的流速。當泵啟動時，打開每個過濾器上的通風口以在泵送過程的起始使該過濾器準備好且然后當系統(tǒng)準備好時關閉通風口。將具有Celpure的乳級分泵送通過過濾器直至預濾器FiltooxFiltrodisc BioSD微型膠囊充滿Celpure (約20克Celpure)。產(chǎn)物通過預濾器和微濾器，產(chǎn)生約167mL至約450mL的最終濾液。
[0139]大量營養(yǎng)元素和細菌測量
[0140]在完成過濾之后，進行大量營養(yǎng)元素和細菌測量。如方法D和方法E描述進行測量且對初始乳級分、經(jīng)預濾器之后的濾液和微濾之后的最終濾液進行測量。
[0141]實施例1
[0142]在室溫下，將約500mL乳原料級分與約40g Celpure? 300混合。如在方法C中描述，向該混合物中加入約600CFU/mL的蠟狀芽孢桿菌。將混合物以約30mL/min的速率泵出。過濾設置遵循方法F以及過濾遵循方法G。然而，開始泵入產(chǎn)物之后不久進料壓力開始增加，表明堵塞預濾器。將大量營養(yǎng)元素和細菌測試的結果記錄在表I中。注意:BC CFU/mL=蠟狀芽孢桿菌菌落形成單位的數(shù)目/毫升。
[0143]表I[0144]
【權利要求】
1.一種對人乳原料進行處理以獲得與人乳原料相比具有較低細菌含量的微濾人乳的方法，其包括: (a)提供人乳原料； (b)將所述乳原料分離成乳脂級分和脫脂乳級分； (C)使用助濾劑通過一個或多個預濾器預過濾所述脫脂乳級分以制備預過濾的脫脂乳；以及 (d)通過一個或多個微濾器將在步驟(C)中獲得的預過濾的所述脫脂乳進行微濾以獲得微濾的人脫脂乳。
2.根 據(jù)權利要求1所述的方法，其中通過離心將所述乳原料分離成乳脂級分和脫脂級分。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述助濾劑為硅藻土。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中將所述助濾劑添加至在步驟(b)中獲得的所述脫脂乳級分以形成漿液。
5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其中將所述漿液通過所述預濾器以形成所述預過濾的脫脂乳。
6.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中將在步驟(d)獲得的所述微濾的人脫脂乳進一步濃縮。
7.根據(jù)權利要求6所述的方法，其中將在步驟(d)獲得的所述微濾的人脫脂乳通過超濾進一步濃縮。
8.根據(jù)權利要求7所述的方法，其中所述濃縮的微濾的人脫脂乳具有約5%至約15%的蛋白含量。
9.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述方法進一步包括將人乳脂添加至所述微濾的人脫脂乳以制備全人乳制品。
10.根據(jù)權利要求6所述的方法，其中所述方法進一步包括將乳脂添加至所述超濾的人脫脂乳以制備全人乳制品。
11.根據(jù)權利要求9或10中任一項所述的方法，其中所述人乳脂為在步驟(b)中獲得的所乳脂級分。
12.根據(jù)權利要求11所述的方法，其中所述人乳脂級分在添加至所述過濾的脫脂乳之前進行滅菌。
13.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述方法進一步包括(e)對所述微濾的脫脂乳進行巴氏消毒。
14.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述細菌包括芽孢桿菌種。
15.根據(jù)權利要求14所述的方法，其中所述芽孢桿菌種為蠟狀芽孢桿菌。
16.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述微濾的脫脂乳級分具有不超過IO1個細菌/毫米。
17.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中在步驟(b)中制備的所述脫脂乳級分含有約1.0%至約0.1%的脂肪含量。
18.根據(jù)權利要求4所述的方法，其中在所述脫脂乳級分中的所述助濾劑為約2%w/v至約 20%w/v。
19.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述微濾器具有足以減少所述脫脂乳的細菌含量的平均孔徑。
20.根據(jù)權利要求19所述的方法，其中所述微濾器的平均孔徑為約0.2至I微米。
21.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述預濾器具有約I至10微米的平均孔徑。
22.—種制備微濾人脫脂乳的裝置，所述裝置包括: 用于儲存人乳原料的夾套式加工容器(100)； 用于將接納來自所述夾套式加工容器(100)的所述乳原料分離成乳脂級分和脫脂乳級分的乳分離器(300)； 用于儲存來自所述乳分離器(300)的所述脫脂乳級分的接納夾套式加工容器(400)； 用于儲存硅藻土助濾劑的硅藻土助濾劑加工容器(500)； 用于預過濾來自所述接納夾套式加工容器(400)的所述脫脂乳與來自所述硅藻土助濾劑加工容器(500)的所述助濾劑的混合物的預濾器殼體(700)； 用于微濾接 納自所述預濾器殼體(700)的所述預過濾的脫脂乳的微濾器殼體(800)； 用于儲存接納自所述微濾器殼體(800)的所述微濾的脫脂乳的脫脂夾套式加工容器(900)。
23.根據(jù)權利要求22所述的裝置，其中由所述裝置制備的微濾脫脂乳具有不超過IO1個細菌/毫米。
24.根據(jù)權利要求22所述的裝置，其中由所述裝置制備的微濾的人脫脂乳具有不超過10°個蠟狀芽孢桿菌細胞/毫升。
25.根據(jù)權利要求22所述的裝置，其中所述預濾器殼體(700)包括平均孔徑為約I至10微米的一個或多個過濾器。
26.根據(jù)權利要求22所述的裝置，其中所述微濾器殼體(800)包括平均孔徑為約0.2至I微米的一個或多個微濾器。
27.根據(jù)權利要求22所述的裝置，其中所述接納夾套式加工容器(400)連接至冷乙二醇系統(tǒng)以保持所述容器的溫度。
28.根據(jù)權利要求22所述的裝置，其中所述脫脂夾套式加工容器(900)連接至冷乙二醇系統(tǒng)以保持所述容器的溫度。
29.根據(jù)權利要求22所述的裝置，其中所述裝置進一步包括用于超過濾所述微濾脫脂乳的超-濾殼體。
30.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中將所述助濾劑以約20g/L至約50g/L的濃度添加至所述脫脂乳級分。
31.根據(jù)權利要求30所述的方法，其中所述助濾劑具有約0.100D至約0.300D的滲透性。
32.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中將所述助濾劑以約25g/L至約50g/L的濃度添加至所述脫脂乳級分并且所述助濾劑具有約0.100D至約0.300D的滲透性。
33.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中將所述助濾劑以約50g/L的濃度添加至所述脫脂乳級分并且所述助濾劑具有約0.300D的滲透性。
【文檔編號】A23C1/00GK103987265SQ201280048394
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2012年8月3日 優(yōu)先權日:2011年8月3日
【發(fā)明者】J.福尼爾, S.伊克, A.芒托亞 申請人:普羅萊克塔生物科學公司