Современные тенденции отечественной индустрии детского питания в производстве заменителей женского молока

Производство детских продуктов – отдельная отрасль пищевой промышленности. К продуктам данной категории предъявляются особые требования, прежде всего к их ингредиентному составу, показателям пищевой и энергетической ценности, санитарно-химическим и санитарно-микробиологическим показателям безопасности. Такой строгий подход обусловЫлен легкоранимым, незрелым состоянием иммунных, ферментных, защитных систем новорожденного и связан с физиологическими потребностями растущего организма ребенка.

Известно, что в период новорожденности 35% потребляемой с пищей энергии тратится на рост, к году – снижается до 3%, в периоды скачков роста возрастает до 4% [1]. Доказанная новая информация о величинах основного обмена, особенностях макро- и микронутриентного состава рационов для детей уточнена в недавно утвержденных «Нормах физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации» [2].

Вопросы питания младенцев актуальны не только для отдельных семей, но и для государства в целом. Несомненно, грудное молоко является лучшим основным продуктом для детей первого года жизни. Оно содержит в оптимальных количествах и соотношениях биологически полноценные белки, жиры, углеводы, витамины и минеральные вещества, а также гормоны, иммунные тела, ферменты, антимикробные и бифидогенные факторы. Этим объясняется высокая биологическая ценность и уникальность материнского молока. Но, к сожалению, в РФ на грудном вскармливании до 3‒6 месяцев находится около 40% всех новорожденных, а к году – около 30% [3]. Например, по данным Министерства здравоохранения Российской Федерации и Федеральной службы государственной статистики, в России на грудном вскармливании в 2019 году находились 43,6% детей в возрасте от 3 до 6 месяцев и 40,3% детей в возрасте от 6 до 12 месяцев. В связи с этим более 800 тыс. детей ежедневно нуждаются в заменителях женского молока [4].

При невозможности обеспечить грудного ребенка материнским молоком важно организовать смешанное или искусственное вскармливание, обеспечивающее его адекватный рост и развитие, с использованием специализированных продуктов детского питания промышленного выпуска – адаптированных молочных смесей (заменителей женского молока) [5].

Мировые и отечественные технологии производства питания для детей первого года жизни направлены на адаптацию белкового, жирового, углеводного, витаминного и минерального состава молочных смесей к составу женского молока [6]. В таблице приведены междуна- родные и европейские стандарты содержания основных пищевых веществ и энергетической ценности в начальных адаптированных молочных смесях для питания детей с рождения до 6 месяцев [6].

Данные, представленные в таблице, демонстрируют гармонизацию требований к химическому составу адаптированных молочных смесей для питания детей первого года жизни, принятых на территории Таможенного союза ЕврАзЭС, с европейскими стандартами [7] и согласуются с показателями международных организаций [8] в отношении макро- и микронутриентного состава детских смесей.

Таблица 1 - Международные и европейские стандарты содержания основных пищевых веществ и энергетической ценности в начальных адаптированных молочных смесях (на 100 мл).

Пищевые вещества	Codex Alimen-tarius Commission		Директива ЕС — Commission directive 2006/141 /ЕС		ТР ТС 033/2013 (приложение 12, приложение 14)
	мин	макс	мин	макс	мин	макс
Энергетическая ценность, ккал	—	—	60	70	—	—
Белок, г	1,22	2,72	1,2	2,0	1,2	1,7
Жир, г	2,24	4,08	2,9	3,9	3,0	4,0
Линолевая кислота, г	0,2	—	0,2	0,78	0,4	0,8
Углеводы, г		—	5,9	9,1	6,5	8,0
Витамин А, ME	170	340	200	600	133	333
Витамин D, ME	27,2	68	40	100	30	50
Витамин Е, ME	0,48	—	0,3	7,5	0,6	1,8
Витамин К, мкг	2,72	—	2,6	16,3	2,5	10
Тиамин, мкг	27,2	—	39	195	40	210
Рибофлавин, мкг	40,8	—	52	260	50	280
Витамин В , мкг	23,8	—	22,8	114	30	100
Витамин В|2, мкг	0,102	—	0,065	0,33	0,1	0,3
Ниацин, мкг	170	—	195	975	200	1000
Фолиевая кислота, мкг	2,72	—	6,5	32,5	6,0	35
Витамин В5, мкг	204	—	260	1300	270	1400
Биотин, мкг	1,02	—	0,98	4,9	1,0	4,0
Витамин С, мг	5,44	—	6,5	19,5	5,5	15
Холин, мг	4,76	—	4,6	32,5	5,0	35
Инозитол, мг	—	—	2,6	26,0	2,0	28

Кальций, мг	34	—	32,5	91	33	70
фосфор, мг	17	—	16	58,5	15	40
Магний, мг	4,08	—	3,3	9,8	3,0	9,0
Железо, мг	0,10	—	0,2	0,85	0,3	0,9
Цинк, мг	0,34	—	0,33	0,98	0,3	1,0
Марганец, мкг	3,4	—	0,65	65,0	1,0	30
Медь, мкг	40,8	—	22,8	65,0	30	60
Йод, мкг	3,4	—	6,5	32,5	5,0	15
Натрий, мг	13,6	40,8	13,0	39,0	15	30
Калий, мг	54,5	136	39,0	104,0	40	85
Хлориды,мг	37,4	102	32,5	104,0	30	80
Селен, мкг	—	—	0,65	5,9	1,0	4,0

Медико-биологические и химические исследования состава и свойств женского молока, выполненные в последние годы, приводят все больше доводов в пользу обогащения его заменителей белками и минорными нативными соединениями, что существенно повышает биологическую ценность современных адаптированных молочных смесей [9‒12]. К числу подобных соединений относятся белки молока (основные и минорные), биологически активные пептиды, фосфолипиды и другие соединения.

В плане нутритивного значения белки грудного молока можно подразделить на две разновидности:

‒ основные белки: белки молочной сыворотки и казеины, главная роль которых заключается в обеспечении младенца аминокислотами и энергией;

‒ минорные белки, содержащиеся в незначительном количестве, но обладающие высокой функциональной активностью и большим биологическим потенциалом .

Аминокислотный состав белков грудного молока и молока сельскохозяйственных животных значимо отличаются. Это обусловлено, в первую очередь, изменением соотношения между казеином и сывороточными белками. Например, в коровьем молоке на долю сывороточных белков приходится только 20% от всех белков молока, в то время как в женском молоке содержание сывороточных белков достигает 70‒80% от общей суммы белков.

От 25 до 35% всех белков женского молока приходится на α-лактальбумин, в то время как в коровьем молоке его содержание составляет примерно 3%. Содержание незаменимых аминокислот (в том числе лизина, цистеина, триптофана) достигает в α-лактальбумине 65%, что указывает на его высокую биологическую значимость.

Также в составе сывороточных белков грудного молока содержится значительное количество β-лактоглобулина (3-4 г/л). Кроме этого, фракция сывороточных белков женского молока в значимых количествах содержит иммуноглобулины, лактоферрин и лизоцим, которые способствуют формированию иммунной защиты организма ребенка на ранних стадиях развития.

Казеин в женском молоке, в отличие от коровьего молока, присутствует в виде β-казеина (3‒4 г/л) и κ-казеина (1‒2 г/л). Казеин коровьего молока, помимо этих фракций, включает, еще две: αS1-и αS2-казеины. Соответственно, и аминокислотный состав женского молока, отличается от аминокислотного состава сельскохозяйственных животных. Казеины женского молока являются источниками заменимых (аргинин, гистидин, глутаминовая кислота, пролин, серин и тирозин) и незаменимых (метионин, фенилаланин, валин) аминокислот.

Рядом научных исследований подчеркивается влияние и β-, и κ-фракций казеинов на антимикробную, иммуномодулирующую и противовоспалительную активность в кишечнике новорожденного [13, 14].

К минорным белкам молока относится лактоферрин. По химической природе является гликопротеином. Углеводная часть лактоферрина представлена фруктозой, галактозой, маннозой, N-ацетилгалактозамином и N-ацетилнейраминовой кислотой. Этот белок связывает значительную часть железа молока.

Лактоферрин входит в состав антибактериальной системы молока. Его антимикробное действие проявляется в дестабилизации оболочек бактерий и в связывании железа, которое становится недоступным для микроорганизмов. Бактериостатическая активность сохраняется и в пищеварительном канале. Также лактоферрин проявляет иммунопротекторные свойства, способствуя образованию лимфоцитов и фагоцитов. Биологическая ценность лактоферрина настолько значительна, что несмотря на относительно низкое его содержание в молоке, целесообразность его введения в состав детских молочных продуктов и продуктов специального назначения не вызывает сомнений [15]. Бактериостатические свойства лактоферрина с успехом используются и в фармацевтической, и в косметической практике.

В группу минорных белков молока также входят белки, связывающие витамины: белок, связывающий фолат (витамин В9), и белок, связывающий витамин В12. Оба белка также относят к компонентам антибактериальной системы молока. Их эффект в этом плане подобен лактоферрину. Связывая витамины, они делают их недоступными для нежелательной микрофлоры, то есть тормозят ее развитие.

При создании заменителей женского молока в отношении адаптированных начальных молочных смесей для вскармливания детей первого полугодия жизни принят постулат: содержание сывороточных белков не должно быть менее 50% от общего количества белков смеси. Оптимальным соотношением белков молочной сыворотки и казеинов для таких продуктов считают 60:40.

Перспективным направлением адаптации белкового состава заменителей женского молока является обогащение минорными функциональными белками, обладающими положительными иммунномодулирующими эффектами .

Для заменителей женского молока принципиальное значение имеет нативная природа эссенциальных ингредиентов. Однако, несмотря на высокий исследовательский уровень в этой области, отечественное производство минорных ингредиентов из коровьего молока в настоящее время осуществляется в ограниченных количествах [15]. В частности, существуют запатентованные способы производства лактоферрина, которые реализуются в небольших количествах для фармацевтической промышленности.

Трудности промышленного получения минорных ингредиентов из молока-сырья хорошо известны. Они связаны, во-первых, с тем, что содержание биологически активных соединений в молоке находится в незначительном количестве и в нестабильной форме, и для их извлечения в промышленных масштабах требуются большие объемы высококачественного сырья. Во-вторых, все ценные компоненты молока находятся в тесно связанном друг с другом или другими соединениями виде. Следовательно, для их фракционирования нужны особо чувствительные, высокотехнологичные приемы. В большинстве существующих способов извлечения эссенциальных ингредиентов молока само сырье впоследствии становится непригодным для использования на пищевые цели. Это большой урон и для заготовителей молока, и для пищевой промышленности, особенно в условиях недостатка молока-сырья для многих перерабатывающих предприятий.

Эти и другие проблемы, существующие в молочной отрасли в нашей стране, предопределяют импорт в РФ не только необходимых ингредиентов для производства заменителей грудного молока, но и полностью готовых современных поликомпонентных адаптированных начальных и последующих молочных смесей для питания детей первого года жизни. В результате импорт сухих адаптрированных молочных смесей, предназначенных для искусственного вскармливания детей раннего возраста, расфасованных для розничной продажи в 2018 году, составил 43,6 тыс. тонн, в 2019 году – 36,5 тыс. тонн, в 2020 году – 31,3 тыс. тонн [4].

Детское питание, производимое на территории Российской Федерации из ввозного сырья, оказывается дороже в среднем на 30% в связи с импортными пошлинами, составляющими от 10 до 15%. Кроме этого, в связи с санкционными действиями в отношении России, существует угроза и продовольственной стабильности населения.

Неменьшие опасения возникают также по поводу микробиологической и гигиенической безопасности ввозимых продуктов, поскольку имеются прецеденты некачественных поставок детского питания, производимого за рубежом. Например, в 2003 году было обнаружено отсутствие в детских смесях, производимых компаниями Хумана, Ремедия, Беби Ситтер, витамина В1. В 2008 году в Китайской Народной Республике произошел меламиновый скандал. В 2013 году выявлена опасность ботулизма в детских смесях, производимых компанией Fonterra. В 2017 году в детских смесях, производителем которых является компания Лакталис, обнаружен сальмонеллез. Также есть серьезные опасения о возможности использования генно-модифицированных ингредиентов или компонентов, полученных с применением генно-модифицированных микроорганизмов, в составе заменителей женского молока, произведенных за рубежом, несмотря на строгие ограничения в законодательстве РФ (ТР ТС 021 и ТР ТС 033) [16].

Все эти аспекты побудили Правительство Российской Федерации инициировать выполнение комплексного научно-технического проекта полного инновационного цикла «Создание пилотного производства отечественных белковых компонентов – основы сухих молочных продуктов для питания новорожденных и детей до 6 месяцев» [4].

В основу данного проекта положены запатентованные способы обработки коровьего молока-сырья, позволяющие одновременно элиминировать его от посторонней микрофлоры, извлекать минорные компоненты, сохраняя основной состав и свойства молока, а также делающего его пригодным для его последующей переработки с целью использования в пищевой промышленности [17‒21].

Все описанные методы включают мембранные способы обработки молока без высокотемпературного воздействия, а также использование методов хроматографического разделения, например, при выделении лактоферрина.

Использование данных технологий позволит получать ингредиенты с улучшенными характеристиками, по сравнению с существующими аналогами, для производства заменителей грудного молока. В частности, благодаря каскадным механизмам мембранной обработки и отсутствию высоких температур, сывороточные белки сохранят свое нативное состояние. Конечный углеводно-белковый ингредиент будет иметь более сбалансированный аминокислотный состав, отличающийся меньшей концентраций треонина (примерно на 20%) и более высоким содержанием незаменимых аминокислот – триптофана (примерно на 14%), лейцина (примерно на 7,7%) и лизина (примерно на 8,9%). Состав белка в продукте будет отличаться более высоким содержанием α-лактальбумина, который содержится в женском молоке и обладает максимальной биологической ценностью. При этом возможно достижение высокого уровня деминерализации – более, чем на 90%.

Ингредиент такого состава станет успешной альтернативой импортным аналогам и будет востребован в производстве сухих молочных продуктов для питания новорожденных и детей до 6 месяцев.