Клинические рекомендации 2023 / Методические рекомендации по применению смесей (част гидр)

текущий обзор. Все источники информации оценены группой экспертов Союза педиатров России, а также дополнительно — независимыми экспертами.

Комментарии, полученные от экспертов, тщательно систематизировались и обсуждались председателем и членами рабочей группы. Каждый пункт обсуждался, и вносимые в результате этого изменения в руководство регистрировались. Если же изменения не вносились, то регистрировались причины отказа от внесения изменений. Для окончательной редакции и контроля качества рекомендации были повторно проанализированы членами рабочей группы,

которые пришли к заключению, что все замечания и комментарии экспертов приняты во внимание, риск систематических ошибок при разработке рекомендаций сведен к минимуму. В окончательной редакции использованы следующие условные обозначения:

—наличие убедительных данных для рекомендации вмешательства в клиническую практику;

—наличие убедительных данных против применения вмешательства в клинической практике или отсутствие данных об эффективности его использования;

—наличие данных о возможном применении вмешательства в клинической практике при определенных условиях или под особым контролем.

11

Глава 1. Общие положения

Смеси на основе гидролизованного белка широко используются во всем мире уже более 25 лет. Их применение возможно у здоровых детей, а также в качестве лечебных и профилактических формул при различных состояниях.

Гидролиз белков – это необратимое разрушение первичной структуры белка в результате управляемого ферментативного расщепления с образованием пептидов. В детских смесях обычно содержатся гидролизованные сывороточные и казеиновые белки коровьего молока (БКМ).

Для их гидролиза применяют промышленные протеазы - алкалазу, проназу и папаин, а также желудочно-кишечные пищеварительные ферменты: пепсин,

трипсин и химотрипсин. В качестве источника последних используют поджелудочную железу животных. Процесс расщепления БКМ промышленными непанкреатическими протеазами несколько отличается от естественного

(пищеварительными ферментами желудочно-кишечного тракта человека), что может повлиять в том числе на процесс пищеварения белка в организме.

Вследствие этого в настоящее время в производстве гидролизованных смесей наиболее широко используют панкреатические ферменты.

По сути, гидролиз можно рассматривать как «предварительное переваривание» белков, облегчающее их расщепление и всасывание в желудочно-

кишечном тракте.

При промышленном гидролизе первоначально осуществляют сепарацию -

разделение сырого молока на обезжиренное молоко и сливки. Для оптимального процесса температуру продукта, как правило, поддерживают в диапазоне от 45 до

55 °C: термическая обработка изменяет трехмерную структуру сывороточных белков, инициируя «раскрытие» шаровидной композиции, и повышает чувствительность к последующему воздействию пищеварительных ферментов.

Данный процесс был продемонстрирован для β-лактоглобулина (5) и α-

лактальбумина (6), однако казеины незначительно модифицируются под воздействием температуры, что обусловлено их рыхлой и очень гибкой структурой.

12

Термическая обработка казеинов, наоборот, приводит к повышению их стойкости при симулированном пищеварении (5,7,8)

Конечным продуктом промышленного гидролиза является гидролизат белка

(полный или частичный), который в дальнейшем может использоваться для приготовления различных формул.

В зависимости от условий проведения гидролиза: ферментативного воздействия, температуры, времени экспозиции, соотношения фермент/белок,

ультранагревания и ультрафильтрации - белковые гидролизаты могут быть

«частичными» или «глубокими». Основное их различие заключается в размерах пептидных фрагментов, которые измеряются в килодальтонах (кДа).

Смеси на основе частичного гидролиза белка (ЧГБ) получают в результате непродолжительного гидролиза, а высокогидролизные смеси (ВГС) - в ходе более интенсивного и продолжительного процесса с последующей ультрафильтрацией через ультратонкие мембраны.

В настоящее время не разработано универсального стандарта производства гидролизованных формул на основе БКМ. В целом, смеси на основе цельного БКМ содержат белки с молекулярной массой в диапазоне 14–67 кДа, ЧГС - пептиды от

3 до 10 кДа (18% пептидов > 6 кДа). ВГС на 90% состоят из пептидов с молекулярной массой <3 кДа (1–5%> 3,5 кДа) (9).

Однако молекулярно-массовый профиль белков позволяет дифференцировать только белковые характеристики смесей, а также частично определяет их остаточную антигенность.

Таблица 1. Молекулярная масса гидролизованного белка в различных типах детских смесей

13

В настоящее время формулы с пониженной аллергенностью условно определяются по содержанию иммунореактивного белка, который составляет <1%

от общего азота (10). ЧГС и ВГС состоят из пептидов различной молекулярной массы. Однако в первом типе смесей преобладают частицы с более высокой молекулярной массой. Состав коммерчески доступных смесей значительно различается и определяется, в первую очередь, технологическими особенностями каждого производителя.

Основными факторами, которые определяют различия между формулами различных производителей являются метод гидролиза (ферментация, нагревание,

ультрафильтрация, обработка под давлением и т.д.), его продолжительность, а

также источник белка (сыворотка, казеин, рис, соя). Получаемые таким образом пептиды будут отличаться не только размером и молекулярным весом, но и аминокислотными последовательностями, что определяет их иммунологические свойства, в том числе способность формировать толерантность. По этой причине экспериментальные данные и результаты клинических исследований, полученные при изучении одной гидролизованной формулы, не могут быть экстраполированы на все смеси данной группы.

Кроме того, гидролиз белка необходимо отличать от другого технологического процесса – ферментации. Нередко такие продукты называют

«зелеными технологиями гидролиза». В отличие от истинного гидролиза,

ферментация происходит при добавлении в пищевой субстрат закваски - дрожжей или бактерий. В ходе данного процесса все макронутриенты расщепляются на более простые вещества и образуются их активные метаболиты.

Важно отметить, что способность к расщеплению белков напрямую зависит от используемых при производстве заквасочных культур. Так, было установлено,

что заквасочные молочнокислые культуры обладают протеолитической

способностью (11–13). При этом, для молочнокислых бактерий необходимо

14

соблюдение строгих требований в отношении питательной среды (11): их ограниченная способность к биосинтезу обусловливает потребность в экзогенном источнике аминокислот для оптимального роста (изолейцина, лейцина, валина,

гистидина и метионина, а также пептидов) (14).

В процессе ферментации цельного молока при рН 4,6 и 20°C происходит разделение белков на две фракции: коагулированный казеин, составляющий около

80% общего содержания белка, и молочную сыворотку, или сывороточные белки,

на долю которых приходится 20%. Обе фракции обладают аллергенными свойствами, однако имеют различные физико-химические характеристики.

Поскольку молоко не содержит таких низкомолекулярных компонентов, рост бактерий-заквасок зависит от их протеолитических систем для гидролиза казеинов

(15), которые являются основным источником аминокислот, обеспечивая 98%

роста бактерий (16). Доказано, что в кисломолочных продуктах наблюдается снижение содержания αs- и β-казеина по сравнению с цельным молоком. Снижение содержания αs-казеина в ферментированном продукте способствует образованию мягкого сгустка в желудке, его легкую доступность для протеаз и последующего переваривания (17).

Кроме того, различия наблюдаются в уровнях α-лактальбумина и β-

лактоглобулина между сырым, пастеризованным или ферментированным молоком.

В ферментированном продукте по сравнению с сырым молоком наблюдается увеличение белковых фракций с молекулярной массой, близкой к лактоферрину и сывороточному альбумину. Это, вероятнее всего, вызвано агрегацией белков и/или полипептидов. Спектр и уровень свободных аминокислот в ферментированном молоке зависят от таких факторов, как тип молока, состав закваски, способ приготовления и условия хранения. Аминокислоты, выделяемые бактериями и накапливающиеся в молоке, влияют на питательный потенциал и биологическую ценность конечного продукта.

Процесс ферментации также приводит к структурному изменению липидов в кисломолочном продукте (18). В ряде исследований продемонстрировано, что

молочнокислые бактерии могут увеличить производство свободных жирных

15

кислот путем липолиза молочного жира (19). Это может также привести к изменению состава свободных жирных кислот (20).

Кроме того, закваски кисломолочных культур играют важную роль в ферментации молочного сахара. Лактоза - основной углевод молока, гидролизуется в процессе пищеварения на глюкозу и галактозу. Данный процесс катализируется лактазами, которые обычно находятся в клетках слизистой оболочки кишечника и выделяются в кишечный сок. Гидролиз лактозы происходит и во время ферментации за счет лактазы, которую вырабатывают молочные бактерии. Таким образом, ферментация снижает содержание лактозы в молочной матрице (21).

Вышеуказанные свойства обусловливают широкое использование ферментированных молочных продуктов в детской диетологии, что обусловлено снижением нагрузки на ферментативные системы и поддержкой микробиоты кишечника ребенка.

Таким образом, процесс ферментации с помощью заквасок затрагивает все макронутриенты и приводит к формированию новых активных метаболититов (так называемых, постбиотиков). В отличие от ферментации, гидролиз белка затрагивает только белковый компонент молочной основы и в зависимости от условий приводит к формированию пептидных остатков различной длины и функциональной активности.

Физиология метаболизма частично гидролизованного белка

Поскольку аминокислотный состав ЧГС и смесей на основе цельных БКМ отличаются от грудного молока, существует предположение, что гидролизованный белок всасывается и метаболизируется быстрее, чем цельный белок грудного молока или стандартной формулы. Исследования, проведенные на животных моделях, а также у взрослых, демонстрируют, что употребление ЧГБ способствует более быстрому перевариванию и всасыванию и, следовательно, увеличению биодоступности аминокислот (22,23). Однако, быстрому увеличению содержания аминокислот в плазме противодействует их ускоренное окисление, что

16

поддерживает уровень концентрации в безопасных пределах. Теоретически более выраженная постпрандиальная аминоацидемия может привести к более высокой секреции инсулина β-клетками: в одном из исследований было продемонстрировано, что максимальная концентрация инсулина в плазме после приема гидролизата сывороточного белка была на 28% больше по сравнению с интактным сывороточным белком (24).

В целом, ЧГС содержат более высокий уровень белка, чем стандартные смеси

(1,5 г/100 мл против 1,3 г/100 мл), что компенсируется снижением уровня углеводов для поддержания изокалорийности формулы (66 ккал/100 мл).

Частично гидролизованный белок, как и смесь на его основе, обладает рядом преимуществ по сравнению с цельным белком: уменьшение молекулярной массы и размера частиц в ходе разрушения четвертичной и третичной структуры белка способствует снижению их антигенности.

Рис.1. Изменения свойств белка в процессе гидролиза.

Кроме того, уменьшение молекулярной массы белка увеличивает ее осмолярность и влияет на скорость транзита смеси в желудке. В проведенном исследовании было продемонстрировано, что ЧГС обладает скоростью

17

опорожнения желудка сопоставимой с грудным молоком, но более быстрой по сравнению со смесью на основе цельного белка.

Рис. Время транзита грудного молока/молочных смесей в желудке. Процент остаточного объема смеси в желудке через 120 минут после приема (25–29)

Некоторые смеси на основе ЧГБ также содержат лактозу в сниженной концентрации, структурированные растительные масла, неперевариваемые олигосахариды и добавленный крахмал в качестве загустителя. Они легче усваиваются, вызывая увеличение желудочной секреции примерно на 50% выше,

чем цельный белок, и сокращая время транзита и желудочно-кишечный дистресс у младенцев, страдающих от беспокойства, колик и запоров. Более быстрое опорожнение желудка у здоровых детей при приеме сывороточного гидролизата по сравнению с сывороточными и казеиновыми смесями было продемонстрировано в исследованиях Billeaud et al. и Tolia et al. Средние значения объема опорожнения желудка в течение 60 минут составили 39,7%, 44,6% и 48,5% для казеиновой,

соевой и сывороточной смеси, соответственно (30).

Ранние исследования Grimble et al. продемонстрировали, что гидролизаты сывороточного, яичного и казеинового белка, содержащие в основном ди- и

трипептиды, всасываются быстрее, чем гидролизаты на основе более длинных

18

пептидов. Таким образом был сделан вывод, что доля ди- и трипептидов определяет скорость всасывания гидролизатов белка. В связи с этим, гидролизаты белка,

содержащие в основном ди- и трипептиды, всасываются быстрее, чем интактные

(цельные) белки (24).

Конечные продукты гидролиза белка - дипептиды и трипептиды,

всасываются по всей поверхности тонкого кишечника с участием специфических ко-транспортеров. Тетрапептиды и более крупные молекулы белка требуют предварительного гидролиза щеточной каемкой. Цельный сывороточный белок обычно всасывается в течение 2–2,5 часов, в то время как гидролизованный – в

течение 1-1,5 часов. Аминокислоты, образующиеся в результате гидролиза белка,

всасываются в кровь и попадают в портальное кровообращения быстрее, чем свободные аминокислоты.

Важно, что на фоне использования ЧГС у детей может наблюдаться изменение окраски стула, что связано с выведением с калом не использованной для переваривания частично гидролизованных белков желчи, окрашивающей его в зеленый цвет.

Кроме того, в результате гидролиза изменяется вкус продукта – ЧГС значимо отличаются от смесей на основе интактного белка. Это связано с тем, что происходит уменьшение длины цепи БКМ. Смеси на основе глубоко гидролизованного белка обладают горьковатым привкусом, в то время как ЧГС на вкус более схожи с сывороточными смесями, однако иногда имеют легкую горчинку послевкусия.

В РФ смеси на основе гидролизованного белка определены Техническим регламентом Таможенного союза "О безопасности молока и молочной продукции" (ТР ТС 033/2013), согласно которому, существует две категории продуктов на основе гидролизованного белка:

•"продукты на основе частичных гидролизатов белка" – это молочная продукция для детского питания, произведенная из белков молока сельскохозяйственных животных, подвергнутых частичному гидролизу;

19

•"продукты переработки молока на основе полных или частичных гидролизатов белка" - молочная продукция, произведенная из белка коровьего молока, подвергнутого полному или частичному гидролизу.

Согласно Техническому регламенту Таможенного Союза, ТР ТС 027/2012,

пищевая продукция диетического лечебного и диетического профилактического питания должна удовлетворять физиологическим потребностям организма человека в необходимых пищевых веществах и энергии с учетом факторов риска и патогенеза заболеваний, соответствовать установленным гигиеническим требованиям по допустимому содержанию контаминантов и биологически активных веществ и соединений, микроорганизмов и других биологических организмов, представляющих опасность для здоровья нынешнего и будущих поколений (32).

В Европе смеси на основе глубокого гидролиза белка подпадают под категорию пищевых продуктов для специальных медицинских целей, предназначенных для использования под медицинским наблюдением, а на основе частичного гидролиза уже несколько лет продаются в категории для рутинного использования у здоровых детей. В актуальной версии директивы EFSA (Европейского агентства по безопасности пищевых продуктов) говорится, что только смеси с частичным гидролизом белка (100% сывороточные белки, гидролизованные трипсином)

разрешены для использования в качестве обычной смеси для здоровых доношенных детей (33).

Таким образом, в настоящее время только смеси с частичным гидролизом (100%

сыворотка, частично гидролизованная трипсином) одобрены и доступны в качестве детской смеси для рутинного использования у здоровых доношенных детей.

Понятие «гипоаллергенности»

Термин «гипоаллергенная» смесь не имеет общепринятого определения. В

Европейском союзе это понятие ассоциируется с продуктами питания, которые способствуют «снижению риска аллергии на белки коровьего молока (АБКМ)», как это определено в Директиве Комиссии 2006/141/ЕС от 22 декабря 2006 г. о смесях для детского питания и последующих смесях, а также о внесении поправок в

20