本发明涉及功能性固体饮料的成分改良与制备，具体涉及一种适用于慢性肾病患者的低磷乳清蛋白粉及其制备方法。
背景技术：
蛋白质是人体不可或缺的营养物质，随着生活水平的提高和健康意识的不断增强，日常的膳食途径已不能满足对蛋白摄入量的需求，在这种情况下蛋白粉产品应运而生。蛋白粉是以富含蛋白质的食材为原料，经分离、提取、制剂等手段得到的固体饮料，用于以食用的方式为人体补充蛋白质。现有技术的蛋白粉产品为常规人群体质设计，普遍仅着眼于蛋白质的含量与吸收率，然而对于特殊体质人群，尤其是肾病人群，现有技术的蛋白粉产品往往难以满足要求。
肾脏疾病往往影响机体的蛋白质和氨基酸代谢，尤其对于肾功能衰竭患者，在透析治疗中血清氨基酸降低更为明显；而且肾脏疾病患者普遍需要控制营养物和盐分的摄入，这进一步影响了患者营养状况，因此肾脏疾病患者普遍存在蛋白质营养不足的症状。现有技术的蛋白粉产品虽然能提供高生物价蛋白质，维持肾病患者体内氮平衡，但是蛋白粉中磷含量过高，一般在200～400mg/100g，在补充蛋白的同时，往往导致高磷血症的发生。并且，市场上目前销售的蛋白粉，在冲调时普遍存在溶解困难的情况，并且在溶解时伴有结块产生，饮用时有颗粒感，且风味单一，不利于病人坚持长期饮用。
技术实现要素：
本发明旨在针对现有技术的技术缺陷，提供一种适用于慢性肾病患者的低磷乳清蛋白粉及其制备方法，以解决现有技术的蛋白粉产品在肾病患者食用过程中易导致高磷血症的技术问题。
本发明要解决的另一技术问题是现有技术的蛋白粉产品溶解困难、溶解过程中易结块。
为实现以上技术目的，本发明采用以下技术方案：
一种适用于慢性肾病患者的低磷乳清蛋白粉，由以下重量百分比的成分组成：分离乳清蛋白80～90％，果糖9～19％，牛磺酸0.1～0.15％，左旋肉碱0.1～0.7％，复合维生素0.1～0.5％，复合矿物质0.1～0.2％，食用香精0.1～0.3％。
作为优选，每100g所述蛋白粉中磷元素含量不超过38mg。
作为优选，每100g所述蛋白粉中钾元素含量不超过35mg。
同时，本发明还提供了上述低磷乳清蛋白粉的制备方法，包括以下步骤：
1)取配方量的复合维生素、复合矿物质、左旋肉碱、牛磺酸、食用香精，在混料机中混合10min；
2)取步骤1)中物料总质量5倍的分离乳清蛋白加入混料机继续混合20min；
3)将余量的分离乳清蛋白和配方量的果糖加入混料机继续混合30min，即得到所述适用于慢性肾病患者的低磷乳清蛋白粉。
在以上技术方案中，所述分离乳清蛋白是市售的、名称为分离乳清蛋白粉的产品。本发明选用分离乳清蛋白作为蛋白质的来源，相对于普通蛋白粉，其蛋白质含量更高，生物利用率可达90％以上。而且，分离乳清蛋白富含α-乳清蛋白、β-乳球蛋白、乳铁蛋白、免疫球蛋白等活性物质，有助于调节人体免疫力。同时分离乳清蛋白含大量bcaa(支键氨基酸)可有效补充肌肉所需的养份，是目前最适合增加肌肉成长和病患恢复健康的营养补充品。更为重要的是，本产品选用的分离乳清蛋白中磷、钾元素含量极低，可避免慢性肾脏疾病患者食用过程中高磷血症等的发生。根据病人的具体情况，按照本发明配方的蛋白供给量计算，补充10～25g本发明产品，可满足病人一天的蛋白质需求。
在以上技术方案中，选用了具有口感好、甜度高、升糖指数低且不宜导致龋齿等优点的果糖成分，在赋予产品甜味的基础上尽可能保证了肾脏疾病患者的食用安全。实验证明，在同等条件下，如果将食用葡萄糖后所产生的血糖升高指数当作100的话，那么食用果糖后，人体的血糖升高指数仅为23，甚至有的能低至19，而蔗糖则高达65。糖尿病肾病目前已成为终末期肾脏病的第二位原因。由于其存在复杂的代谢紊乱，一旦发展到终末期肾脏病，往往比其他肾脏疾病的治疗更加棘手，选择果糖作为产品的碳水化合物来源，对于及时防治和延缓糖尿病肾病的意义重大。
此外，本发明考虑到血液透析病人体内的牛磺酸含量明显低于健康人，而牛磺酸对肾毒性有保护作用，因此添加了适量的牛磺酸有助于促进慢性肾脏疾病患者的体质恢复。而左旋肉碱，是一种促使脂肪转化为能量的类氨基酸，许多病人如心脏病、高血脂症、肾病、营养不良、甲状腺功能低下疾病等，其肉碱水平普遍低下。左旋肉碱的补充主要依靠外源性补充，而且补充肉碱的重要性不亚于补充维生素和矿物元素。血液透析一次清除70％的游离肉毒碱，所以可以适量补充。可以改善低血压、肌肉痉挛、贫血、虚弱等症状，提高肾病患者生存质量。
在以上技术方案中，所述复合维生素是指含有多种维生素成分的混合物，亦为市售产品，在本发明中，所述复合维生素中至少含有维生素c、维生素b1、维生素b2、维生素b6、叶酸、烟酸、泛酸钙、β-胡萝卜素。
维生素c：维持性血液透析或腹膜透析患者维生素c缺乏的发生率较高，要给予充足的维生素，尤其要补充维生素c，因为长期的iga肾病患者可有贫血，补充维生素c能增加铁的吸收。
维生素b1：高通透性透析膜可增加维生素b1的丢失，因此维持性血液透析患者发生维生素b1缺乏者并不少见，由于维生素b1缺乏时症状不明显，因此易被漏诊。维持性血液透析和腹膜透析患者每日补充维生素b1除从食物中获得0.5～1.5毫克外，还应进行额外补充。
维生素b2：低蛋白饮食和维持性血液透析及腹膜透析患者可发生维生素b2少量缺乏，但大多数患者均可从饮食中得到补充，为预防维生素b2缺乏，需要进行额外补充。
维生素b6：无论是接受保守治疗或是血液透析、腹膜透析治疗者，无论是儿童或成人患者，维生素b6缺乏可引起氨基酸代谢紊乱，引起或加重晚期肾衰竭的一些临床表现，出现外周神经病变、正色素性贫血、免疫功能低下、易患感染和中枢神经系统功能紊乱等。维持性透析患者和肾脏病患者需要补充维生素b6。
叶酸：由于非透析和透析的慢性肾功能衰竭患者，体内易潴留毒素，同时饮食摄入不足、经透析液丢失等，出现叶酸缺乏很常见。推荐慢性肾脏病患者应适当补充叶酸。
烟酸：慢性肾功能衰竭患者低蛋白饮食所提供的烟酸较少，维持性透析的患者经透析液也有少量的烟酸丢失，推荐慢性肾功能衰竭患者每日补充烟酸。
泛酸钙：泛酸在肾病患者饮食中含量是偏低的，血清中的浓度也有个别差异，可以进行适当补充。
β-胡萝卜素：糖尿病患者氧自由基增加会使低密度脂肪蛋白增加，引起动脉粥样硬化，还可损伤肾小球微血管引起糖尿病肾病，β-胡萝卜素有较好的抗氧自由基的能力，每天可以适当补充。
所述复合矿物质是含有超过一种矿物元素的营养补充剂，亦为市售产品，在本发明中，所述复合矿物质中至少含有硫酸亚铁和葡萄糖酸锌成分。复合矿物质的添加，是考虑到肾病发生后，患者蛋白质长期从尿液中大量丢失，体内微量元素排出量亦增加，因此造成体内微量元素失衡，如铁、锌元素降低。
硫酸亚铁：有证据显示，近70％的慢性肾脏病早期患者都有贫血，有更大量铁需求以合成血红蛋白，建议每日进行补充。
葡萄糖酸锌：锌元素是人体不可缺少的微量元素，它能强化血球细胞活性，具抗氧化、抗癌、促进生育力、强化免疫系统的功能。研究表明，肾病患者在透析时不仅易诱发心血管疾病，而且在透析过程所产生的慢性发炎，也易引起洗肾病人营养失衡，常感疲惫、体力不佳，补充微量元素“锌”对降低洗肾患者的发炎，颇有助益。
有证据表明，慢性肾功能衰竭会引起蛋白质代谢异常。透析过程中大量营养成分包括氨基酸、蛋白质和水溶性维生素从透析液中丢失。血透析过程可以循环氨基酸量下降，总蛋白和肌蛋白的水解加速，从而使总蛋白和肌肉蛋白丢失增加，血磷、钾等元素均升高。并且，慢性肾透析患者长期采用低蛋白饮食，血清蛋白质含量较低。
基于以上技术认知，本发明开发了一种适用于慢性肾病患者的低磷乳清蛋白粉及其制备方法，该产品中蛋白质含量可达80％，能够作为患者优质的蛋白质补充剂，产品中蛋白来源于分离乳清蛋白，富含8种人体必须的氨基酸和2种条件必需氨基酸，数量充足，比例适宜。相较于其他产品，磷含量低至38mg/100g，钾含量低至35mg/100g，从而限制了磷、钾的含量，对改善慢性肾功能衰竭透析患者微量元素失调也有益处，从而减少高磷血症的发生。产品富含多种维生素及微量元素，能为食用人群补充需要的维生素；其制备方法简单，采用干混方式进行生产，生产过程能耗低、产品重量轻、保质期长、营养保留完整、运输销售成本低、符合低碳经济要求，适合规模化工业生产的需要。
具体实施方式
以下将对本发明的具体实施方式进行详细描述。为了避免过多不必要的细节，在以下实施例中对属于公知的结构或功能将不进行详细描述。除有定义外，以下实施例中所用的技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。
以下实施例中所用的试验试剂耗材，如无特殊说明，均为常规生化试剂；所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；以下实施例中的定量试验，均设置三次重复实验，结果取平均值；以下实施例中的％，如无特别说明，均为质量百分含量。
实施例1
一种适用于慢性肾病患者的低磷乳清蛋白粉，由以下重量百分比的成分组成：分离乳清蛋白85％、果糖13.15％、牛磺酸0.15％，左旋肉碱0.7％，复合维生素0.5％，复合矿物质0.2％，食用香精0.3％。
上述蛋白粉的制备方法，包括以下步骤：
1)取配方量的复合维生素、复合矿物质、左旋肉碱、牛磺酸、食用香精，在混料机中混合10min；
2)取步骤1)中物料总质量5倍的分离乳清蛋白加入混料机继续混合20min；
3)将余量的分离乳清蛋白和配方量的果糖加入混料机继续混合30min，即得到所述适用于慢性肾病患者的低磷乳清蛋白粉。
以下通过实验方法考察血液透析(mhd)患者服用以上蛋白粉后的营养改善状况。
本研究设计为前瞻性、随机、双盲、对照临床试验，以来自北京大学第三医院血透中心的维持性血液透析(mhd)患者为研究对象，随机分为两组，每组30例：
(1)低磷低钾饮食组：低磷乳清蛋白粉30g，根据理想体重个体化设定食谱，使蛋白质摄入1.0±10％g/kg/day，其中优质蛋白50-75％，热量摄入60岁以下35kcal/kg/day。
(2)普通饮食组：采用常规饮食治疗，根据理想体重个体化设定食谱，使蛋白质摄入1.0±10％g/kg/day，热量摄入60岁以下35kcal/kg/day。
评价方法：
患者临床营养状况观察指标，除血清白蛋白，血清前白蛋白、血红蛋白、血清氨基酸含量等项指数监测蛋白质营养状况外，营养护理评价方法均选择测量体重(w)、上臂围(mac)、上臂肌围(mamc)等。mamc能较好的反应蛋白质储存状况。
所有计数资料均以x+s表示，行t检验，比较两组各指标的变化，以p<0.05和p<0.01作为差异显著和非常显著标准。
实验结果：
1、生化指标检测结果
经过15天之后，试验组和对照组干预前后相比，血红蛋白有所升高，血清钠有所降低，但无统计学意义(p>0.05)。与干预前相比，试验组血清白蛋白、前白蛋白均升高，升高有显著差异(p＜0.05)，干预后，试验组和对照组相比，前白蛋白升高有显著差异(p＜0.05)。干预后试验组血清钾、磷、尿素氮和肌酐在干预后均有显著降低(p＜0.05)。详见表1
表1慢性肾功能衰竭透析患者干预前后营养指标对比(x±s)
*与干预前相比，p＜0.05，#与对照组相比，p＜0.05
2、血清氨基酸含量变化
干预前两组慢性肾透析患者的血清必须氨基酸和组氨酸含量均较正常值低。干预后，对照组干预前、后血清氨基酸均无显著变化。干预后，试验组患者血清必需氨基酸和组氨酸含量较干预前升高，特别支链氨基酸-亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸含量明显增高，苏氨酸、组氨酸也有所升高，其余氨基酸的改变无统计学意义。详见表2。
表2慢性肾功能衰竭患者试验前后血清必须氨基酸含量对比
*与干预前相比，p＜0.05，#与对照组相比，p＜0.05
试验结果表明，慢性肾功能衰竭患者因长期使用低蛋白饮食，血清蛋白质和氨基酸含量降低，在给患者提供适量的蛋白质后，血清蛋白质营养状况明显改善，必须氨基酸含量升高，特别是支链氨基酸升高更为明显。
因为要接受透析的患者，血磷、钾等元素均升高。因此，本试验选用低磷、低钾的乳清蛋白粉，从而限制了磷、钾的含量，对改善慢性肾功能衰竭肾透析患者血清以上元素失调也有一定益处，从而减少了高磷血症的发生，降低的继发性甲状旁腺功能亢进和肾性骨病的发生。
以下通过实验方法考察以上蛋白粉在水中的溶解效果。
试验方法：
取一透明烧杯，倒入固定量的待冲调的产品(如按每次冲调12g/包)加入50ml的温水，搅拌2-3分钟，检验产品的溶解性能如何，是否有结团、不溶物等现象。取三支完全相同透明烧杯按以上方法冲调，分别将其静置6h、8h、10h后，观察产品的沉降情况，并观察产品的澄清度。
实验结果：
经2～3分钟均匀搅拌，产品在45℃温度下完全溶解，没有结团、不溶物等现象出现，并且搅拌完全后，产品处于澄清状态(其他同类产品会出现结团，并有悬浮絮状物)。观察长时间静置结果，放置6h和8h时，溶解状态依然保持良好，没有出现沉淀，放置超过10h后，才开始产生少许沉淀物，可见产品的稳定性和溶解性很好(同类产品一般6～8h就会产生沉淀，甚至更短时间)。
本实施例提供了一种适用于慢性肾病患者的低磷乳清蛋白粉及其制备方法，该技术方案针对慢性肾脏疾病患者的体质特征设计了全新的蛋白粉配方，一方面改善了蛋白质来源中磷、钾元素含量，另一方面针对慢性肾脏疾病患者、尤其是透析治疗者的营养紊乱情况匹配了适宜的微量元素，旨在为肾脏疾病患者补充优质蛋白的基础上避免高磷血症的发生，同时改善其营养状况、促进体质恢复。在此基础上，本实施例根据配方物料的特点设计了制备方法，该方法采用干混方式进行，并通过对加料顺序、加料量的限定降低了能耗，所得产品重量轻、水溶性好、营养保留完整。
实施例2
一种适用于慢性肾病患者的低磷乳清蛋白粉，由以下重量百分比的成分组成：分离乳清蛋白80％、果糖19％、牛磺酸0.1％，左旋肉碱0.1％，复合维生素0.5％，复合矿物质0.1％，食用香精0.2％。
上述蛋白粉的制备方法，包括以下步骤：
1)取配方量的复合维生素、复合矿物质、左旋肉碱、牛磺酸、食用香精，在混料机中混合10min；
2)取步骤1)中物料总质量5倍的分离乳清蛋白加入混料机继续混合20min；
3)将余量的分离乳清蛋白和配方量的果糖加入混料机继续混合30min，即得到所述适用于慢性肾病患者的低磷乳清蛋白粉。
实施例3
一种适用于慢性肾病患者的低磷乳清蛋白粉，由以下重量百分比的成分组成：分离乳清蛋白90％、果糖9％、牛磺酸0.15％，左旋肉碱0.4％，复合维生素0.2％，复合矿物质0.15％，食用香精0.1％。
实施例4
一种适用于慢性肾病患者的低磷乳清蛋白粉，由以下重量百分比的成分组成：分离乳清蛋白83％、果糖16.5％、牛磺酸0.1％，左旋肉碱0.1％，复合维生素0.1％，复合矿物质0.1％，食用香精0.1％。
实施例5
一种适用于慢性肾病患者的低磷乳清蛋白粉，由以下重量百分比的成分组成：分离乳清蛋白88.6％、果糖10.2％、牛磺酸0.13％，左旋肉碱0.4％，复合维生素0.3％，复合矿物质0.17％，食用香精0.2％。
以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明。凡在本发明的申请范围内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。