新冠肺炎及呼吸系統(tǒng)病患所需全營養(yǎng)配方食品的開發(fā)

段盛林，陳 偉，夏 凱，劉義鳳，韓曉峰,*

(1.中國食品發(fā)酵工業(yè)研究院有限公司， 北京 100015；2.功能主食創(chuàng)制與慢病營養(yǎng)干預(yù)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 北京 100015；3.中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)院 臨床營養(yǎng)科， 北京 100730)

自2019年12月份始，一種名為SARS-CoV-2的新型冠狀病毒(簡稱“新冠病毒”)的爆發(fā)[1]封閉了武漢城，禁足了華夏，蔓延了全球。截止到2020年3月21日，中國國內(nèi)確診病例81 456人，死亡3 261人，全球其他國家累計(jì)確診病例194 545人，死亡了8 124人[2]。這次疫情被世界衛(wèi)生組織(WHO)認(rèn)定為最高風(fēng)險(xiǎn)等級的公共衛(wèi)生事件，影響甚大[3-4]。在我國，拒絕捕食野生動(dòng)物已經(jīng)被列入法律，衛(wèi)生營養(yǎng)健康意識將進(jìn)一步提高，健康的飲食方式和生活方式在悄然興起，新型的食品業(yè)態(tài)必將萌發(fā)。備受關(guān)注的特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品(foods for special medical purposes，F(xiàn)SMP，簡稱“特醫(yī)食品”)產(chǎn)業(yè)定會(huì)蓬勃發(fā)展，尤其是與呼吸系統(tǒng)疾病相關(guān)的全營養(yǎng)配方食品，勢必會(huì)成為臨床診療的重要選擇。疫情之后，市場的需求必然促進(jìn)呼吸系統(tǒng)疾病特醫(yī)食品國家標(biāo)準(zhǔn)的快速出臺，加速呼吸系統(tǒng)疾病全營養(yǎng)配方食品的研發(fā)與應(yīng)用，催生并完善該特定全營養(yǎng)配方食品產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系和產(chǎn)品體系，有助于提高呼吸系統(tǒng)病人尤其重癥危重癥患者的生存質(zhì)量，滿足人們對美好生活需要的愿景。

1 新冠肺炎疫情對食品產(chǎn)業(yè)的影響

隨著2019年底新冠肺炎(COVID-19)疫情的爆發(fā)和蔓延，為有效增強(qiáng)體質(zhì)，人們有意識地增加能提高機(jī)體免疫力食物的攝入。新的食尚不斷涌現(xiàn)，飲食新方式、消費(fèi)新模式正在萌發(fā)，促生了新的消費(fèi)需求和行業(yè)熱點(diǎn)，對食品工業(yè)的發(fā)展提出了新的挑戰(zhàn)和思路。

1.1 食品產(chǎn)業(yè)消費(fèi)方式的變化

居家隔離期間，人們的生活模式極大轉(zhuǎn)變，從“外出聚餐、線下購物”變?yōu)橐浴罢蚁聫N、自給自足、營養(yǎng)健康”為主的消費(fèi)模式。面對暫時(shí)無特效治愈藥的新冠病毒，最有效的是人體自身免疫力。圍繞提高免疫力這一消費(fèi)者核心訴求，富含蛋白質(zhì)的乳制品、植物蛋白產(chǎn)品、肽類產(chǎn)品、補(bǔ)充維生素類產(chǎn)品以及腸道健康產(chǎn)品受到青睞。此外，長時(shí)間的多食少動(dòng)，豐腴了體態(tài)，減肥食品形成了另一個(gè)消費(fèi)風(fēng)口。

同時(shí)，長期居家生活，方便食品掀起了新的消費(fèi)熱潮。淘寶數(shù)據(jù)顯示僅2020年1月20日至2月2日期間，平臺上方便食品的銷量已增長超10倍，其中排名前5的熱銷食品是螺螄粉、自熱火鍋、酵素、車?yán)遄?、速凍水餃。雖然我國各地區(qū)已經(jīng)開始復(fù)工，而疫情造成的餐飲業(yè)停擺尚未恢復(fù)；出于對外賣的安全性考慮，方便速食依然是復(fù)工上班族的重要選擇，這一現(xiàn)狀也支撐了方便食品的中短期持續(xù)暢銷趨勢。

1.2 食品產(chǎn)業(yè)銷售模式的變化

新冠疫情期間減少人員接觸的生活方式，使得食品產(chǎn)業(yè)的銷售模式也隨之發(fā)生了巨大變化。各類消費(fèi)人群因?yàn)樾鹿诜窝滓咔椴坏貌恢厮芟M(fèi)習(xí)慣，進(jìn)而在短期內(nèi)影響了食品產(chǎn)業(yè)的銷售模式。疫情加速了農(nóng)貿(mào)市場被商超和線上渠道替代的進(jìn)程，傳統(tǒng)農(nóng)貿(mào)市場的銷售渠道逐漸消失，取而代之的是，超市、電商平臺以及P2P的線下服務(wù)類新零售的高速增長；相比較人群聚集、消費(fèi)環(huán)境無保障的傳統(tǒng)渠道，線上平臺推出的“無接觸配送服務(wù)”大受歡迎。疫情時(shí)期食品產(chǎn)業(yè)多在嘗試從線下向線上過渡，這為食品產(chǎn)業(yè)銷售模式的探究提供了新的思路。

1.3 食品產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變化

目前，我國疫情防控取得了階段性勝利，下步工作重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到身體康復(fù)與生存質(zhì)量的保障。營養(yǎng)支持必將成為疫后人們關(guān)心的焦點(diǎn)，食品企業(yè)的賣點(diǎn)和食品行業(yè)的亮點(diǎn)勢必促成特醫(yī)食品相關(guān)政策的快速出臺，促進(jìn)特醫(yī)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。配合國家的健康產(chǎn)業(yè)政策，以健康為主題的食品產(chǎn)業(yè)勢必蓬勃發(fā)展，加快催生食品產(chǎn)業(yè)的新業(yè)態(tài)，構(gòu)建食品產(chǎn)業(yè)的新模塊，形成食品產(chǎn)業(yè)的新結(jié)構(gòu)。

2 我國呼吸系統(tǒng)疾病全營養(yǎng)配方食品的發(fā)展現(xiàn)狀

特醫(yī)食品是為了滿足進(jìn)食受限、消化吸收障礙、代謝紊亂或特定疾病狀態(tài)人群對營養(yǎng)素或膳食的特殊需要，專門加工配制而成的一類配方食品。該類產(chǎn)品必須在醫(yī)生或臨床營養(yǎng)師指導(dǎo)下，單獨(dú)食用或與其他食品配合食用[5]。恰當(dāng)?shù)臓I養(yǎng)干預(yù)策略與診療手段相配合，可以減少病人相關(guān)并發(fā)癥，縮短住院時(shí)間，減少疾病復(fù)發(fā)與二次入院，減輕病人經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，提高生活質(zhì)量；同時(shí)節(jié)省醫(yī)療資源，救治更多的病人。

伴隨著社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步，我國居民對營養(yǎng)的認(rèn)識和需求日益提高，同時(shí)臨床營養(yǎng)支持正逐漸成為一線治療手段。盡管如此，相比于西方發(fā)達(dá)國家特醫(yī)食品產(chǎn)業(yè)與技術(shù)的完善，我國腸內(nèi)全營養(yǎng)制劑和組件的研究還比較落后；雖然特醫(yī)食品在中國應(yīng)用已有40多年，但長期以來作為藥品管理，也沒有得到足夠的重視[6]。目前我國特醫(yī)食品產(chǎn)業(yè)整體處在起步階段，相關(guān)的第1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)GB 29922《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品通則》2013年才正式出臺，其他法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)在近7年的時(shí)間進(jìn)展緩慢。另外，除了特醫(yī)嬰幼兒配方食品外，到目前為止獲批的國產(chǎn)全營養(yǎng)特醫(yī)食品6個(gè)，國產(chǎn)特醫(yī)組件只有2個(gè)，因此臨床使用的腸內(nèi)營養(yǎng)制劑仍然為進(jìn)口產(chǎn)品壟斷。

呼吸系統(tǒng)疾病全營養(yǎng)配方食品屬于GB 29922—2013規(guī)定的13類特定全營養(yǎng)配方食品，但是它的國家標(biāo)準(zhǔn)還沒有正式出臺，臨床上主要使用的仍然是國外品牌，如：益菲佳(雅培)、Stresson Multifibre(士強(qiáng))(紐迪希亞)和NUTREN?PULMONARY(雀巢)等，國內(nèi)相關(guān)文獻(xiàn)中也有將腫瘤和創(chuàng)傷感染全營養(yǎng)食品用于呼吸系統(tǒng)疾病患者的營養(yǎng)支持，如瑞能(費(fèi)森尤斯卡比華瑞)[7-8]、瑞高(費(fèi)森尤斯卡比華瑞)[9]、能全力(紐迪希亞)[10-11]和Supportan?DRINK(加力康)(費(fèi)森尤斯卡比)等，然而國產(chǎn)產(chǎn)品的應(yīng)用非常少。雖然，西安力邦的“立適康菲能TM”宣稱是肺部病患專用產(chǎn)品，但執(zhí)行的是固體飲料標(biāo)準(zhǔn)，尚未獲得特醫(yī)食品認(rèn)證。

3 呼吸系統(tǒng)疾病全營養(yǎng)配方食品的研發(fā)與應(yīng)用

諸多臨床實(shí)踐的報(bào)告都表明應(yīng)用呼吸系統(tǒng)疾病特定全營養(yǎng)配方食品進(jìn)行腸內(nèi)營養(yǎng)治療效果更優(yōu)且不增加患者臟器負(fù)擔(dān)[12]?！短厥忉t(yī)學(xué)用途配方食品系列標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施指南》中闡述了臨床上常見的呼吸系統(tǒng)疾病，包括慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease, COPD)[13]、急性肺損傷(acute lung injury, ALI)或急性呼吸窘迫綜合征(acute respiratory distress syndrome, ARDS)[14]營養(yǎng)支持的基本原則和要求以及產(chǎn)品配方的設(shè)計(jì)要求。

3.1 營養(yǎng)支持原則

呼吸系統(tǒng)疾病患者容易出現(xiàn)呼吸窘迫，血氧飽和度低，肺部病灶進(jìn)展明顯，甚至須較長時(shí)間依賴呼吸機(jī)，尤其是危重癥病人在呼吸衰竭或昏迷的過程中無法正常進(jìn)食，這會(huì)加重病人的營養(yǎng)不良狀況，進(jìn)而引發(fā)更嚴(yán)重的感染，導(dǎo)致呼吸機(jī)撤機(jī)困難，甚至危及生命，因此必須給予及時(shí)、準(zhǔn)確的營養(yǎng)支持，尤其要科學(xué)搭配碳水化合物、蛋白質(zhì)和脂肪三大營養(yǎng)素[15-16]。首先，碳水化合物的補(bǔ)充不可過多，否則會(huì)導(dǎo)致呼吸商增高，增加病人的呼吸負(fù)荷，發(fā)生CO2潴留，并可能造成高碳酸血癥[17]。其次，由于危重癥病人對于碳水化合物和脂肪均存在不同程度的代謝障礙，其機(jī)體需要通過蛋白質(zhì)的不斷分解提供能量，因而病人對蛋白質(zhì)的需求量明顯增多；及時(shí)足量的優(yōu)質(zhì)蛋白補(bǔ)充能夠緩解氮元素的快速流失，減少呼吸肌萎縮。第三，由于中鏈甘油三酯(medium chain triglycerides，MCT)消化吸收較普通脂肪容易，可實(shí)現(xiàn)快速供能，并且能有效減少CO2生成，因此適當(dāng)補(bǔ)充MCT非常有必要。同時(shí)，危重癥患者極易出現(xiàn)較重的炎性反應(yīng)，甚至炎癥風(fēng)暴，引起ALI或ARDS。有研究表明ARDS患者的營養(yǎng)支持中聯(lián)合應(yīng)用二十碳五烯酸(EPA)、Y-亞麻酸(GLA)和二十二碳六烯酸(DHA)，可以減少炎性遞質(zhì)的產(chǎn)生與釋放，有效對抗全身炎癥，改善氣體交換，縮短機(jī)械通氣時(shí)間和在ICU停留時(shí)間[5]。最后，患者機(jī)體中大量含磷的能量物質(zhì)(ATP)被消耗，各種離子消耗的增加，同時(shí)攝入不足和分布異?？墒够颊叱霈F(xiàn)低鉀、低鈣、低磷、低鎂、低鈉、低氯等表現(xiàn)和對某些微量元素的需求增加[5]。

COVID-19的典型癥狀以發(fā)熱、干咳、乏力為主；少數(shù)患者伴有鼻塞、流涕、咽痛、肌痛和腹瀉等；尤其是重癥患者多在發(fā)病一周后出現(xiàn)呼吸困難和/或低氧血癥，嚴(yán)重者可快速進(jìn)展為ARDS、膿毒癥休克、難以糾正的代謝性酸中毒和出凝血功能障礙及多器官功能衰竭等[18]。因此，除了要滿足三大功能營養(yǎng)素的上述要求，還要注意維生素、鐵、鋅、硒等多種營養(yǎng)素的強(qiáng)化[19]，幫助機(jī)體提升免疫細(xì)胞對SARS-CoV-2的識別和清除能力。

3.2 配方食品的設(shè)計(jì)

針對呼吸系統(tǒng)疾病輕癥患者，尤其是當(dāng)前COVID-19的輕癥人群[20]，重點(diǎn)考慮降低碳水化合物，提高蛋白質(zhì)和脂肪的攝入量。蛋白質(zhì)主要選擇乳清蛋白和大豆分離蛋白等整蛋白來源；增加n-3脂肪酸在脂肪組成中的比例可以有效抗炎[21-22]；同時(shí)，礦物質(zhì)和維生素應(yīng)在滿足GB 29922—2013十歲以上人群全營養(yǎng)特醫(yī)食品的建議添加量基礎(chǔ)上，適當(dāng)強(qiáng)化維生素A、B族維生素、維生素C、維生素D[23]、維生素E、鉀、鈣、磷、鎂[24]、鈉、氯等營養(yǎng)素。

呼吸系統(tǒng)疾病重癥與危重癥全營養(yǎng)特醫(yī)食品的配方設(shè)計(jì)，參考國內(nèi)外可/專用于此類人群配方食品的特點(diǎn)和組成[25](見表1)，建議如下：三大營養(yǎng)素供能比為蛋白質(zhì)15%～25%，脂肪45%～55%，碳水化合物(可吸收利用)30%～35%。首先，為兼顧消化吸收能力弱的患者，選擇整蛋白、水解蛋白、短肽及氨基酸的組合。水解小麥蛋白(谷氨酰胺肽)、L-谷氨酰胺、精氨酸[26-29]和核苷酸的合理補(bǔ)充，可以調(diào)節(jié)免疫功能，改善嚴(yán)重膿毒癥時(shí)的高分解代謝狀態(tài)。其次，脂肪酸的設(shè)計(jì)要求MCT供能占總能量的20%～25%，n-3脂肪酸(如DHA和EPA)供能占總能量的1%～6%。第三，考慮到較多患者出現(xiàn)腹瀉，建議添加一定量膳食纖維(包含可溶性纖維和/或不溶性纖維)，在乳劑或混懸液制劑中的質(zhì)量百分比為0.5%～1%。最后，礦物質(zhì)和維生素應(yīng)在滿足GB 29922—2013十歲以上人群全營養(yǎng)特醫(yī)食品的建議添加量基礎(chǔ)上，適當(dāng)強(qiáng)化維生素A、B族維生素、維生素C、維生素D、維生素E、鉀、鈣、磷、鎂、鈉、氯等營養(yǎng)素。

3.3 原料篩選

首先，由于特醫(yī)食品的特殊性，其產(chǎn)品原料的篩選必須符合相關(guān)法規(guī)的要求。特醫(yī)食品中“不得添加標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的營養(yǎng)素和可選擇成分以外的其他生物活性物質(zhì)”[29]。對于一些成分比較復(fù)雜的原料，比如藥食同源的原料，很難保證添加過程中不會(huì)帶入標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定以外的生物活性物質(zhì)，因此不能添加。在符合法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)要求的情況下，盡量選擇營養(yǎng)素單一、營養(yǎng)成分明確的食品原料。蛋白質(zhì)類原料主要選擇乳清蛋白、大豆蛋白等優(yōu)質(zhì)蛋白；碳水化合物選擇麥芽糊精、單糖、雙糖、葡萄糖聚合物等；脂肪要盡量選擇含量明確的植物油脂。其次，考慮到產(chǎn)品的商業(yè)化生產(chǎn)，應(yīng)當(dāng)審核供應(yīng)商/代理商的資質(zhì)和產(chǎn)品信息，如營業(yè)執(zhí)照、生產(chǎn)許可證、內(nèi)/外檢報(bào)告、工藝簡圖等；經(jīng)銷商進(jìn)口資質(zhì)、與廠家的合作協(xié)議等，還要考慮價(jià)格、起訂量和貨期。第三，嚴(yán)格篩選原料的理化指標(biāo)，如灰分、水分、組分含量、輔料占比、微生物、重金屬等，考察原料的基本狀態(tài)、溶解性能、粉體參數(shù)和特殊指標(biāo)(如滲透壓、pH等)。

表1 部分呼吸系統(tǒng)疾病全營養(yǎng)配方食品信息

3.4 劑型選擇與制備工藝

適用于此類患者的特醫(yī)食品的劑型可以選擇粉劑、乳劑和脂肪組件等形式。粉劑方便攜帶，適用于輕癥和恢復(fù)期患者；乳劑和脂肪組件針對重癥和危重癥患者設(shè)計(jì)，支持鼻胃管或鼻腸管喂養(yǎng)。

3.4.1特定全營養(yǎng)粉劑

特定全營養(yǎng)粉劑的制備工藝見圖1。由于嬰配的生產(chǎn)工藝已經(jīng)較為成熟[30]，現(xiàn)階段以濕法工藝為主流，也有干法[31]和干濕法復(fù)合工藝。對比干濕兩種工藝的優(yōu)缺點(diǎn)，特定全營養(yǎng)粉劑采用干濕復(fù)合工藝：將碳水化合物、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)類原料混合并溶于水中，再將抗氧化劑溶于油脂中；水相與油相經(jīng)混合、剪切和溶解，再經(jīng)過濾、均質(zhì)后進(jìn)行噴霧干燥，得到基粉；為避免熱敏性營養(yǎng)素在噴霧干燥過程中遭到破壞，故先將維生素等原料混合均勻[32]，再按照逐級遞增的方式與基粉混合均勻，即得到特定全營養(yǎng)粉。

圖1 特定全營養(yǎng)粉的制備工藝Fig.1 Preparation process of specific full-nutritional powder

3.4.2特定全營養(yǎng)乳劑

特定全營養(yǎng)乳劑的制備工藝見圖2。主要有原料混合、剪切、高壓均質(zhì)和滅菌等過程。制備特定全營養(yǎng)乳的過程中需考慮產(chǎn)品穩(wěn)定性及滲透壓，通過微流變分析、離心穩(wěn)定性分析和靜置穩(wěn)定性分析相結(jié)合評價(jià)產(chǎn)品的穩(wěn)定性，使全營養(yǎng)乳在較長時(shí)間內(nèi)保持乳液均一，避免脂肪上浮及密度較大物質(zhì)的下沉引起的分層現(xiàn)象。危重病人通常需要通過鼻胃管或鼻腸管來喂養(yǎng)，因此在保證穩(wěn)定性的前提下，乳液滲透壓是一個(gè)非常重要的指標(biāo)，需要控制全營養(yǎng)乳液的滲透壓處于300～380 mOsmol/kg。

圖2 特定全營養(yǎng)乳的制備工藝Fig.2 Preparation process of specific full-nutritional emulsion

3.4.3功能性脂肪乳

近年來，功能性油脂如富含多不飽和脂肪酸的植物油及深海魚油是脂肪乳開發(fā)的重點(diǎn)，其在臨床上的益處正在日益顯現(xiàn)[33]。能夠快速供能的腸內(nèi)營養(yǎng)型脂肪乳可以作為單一營養(yǎng)支持在一定條件下配合呼吸系統(tǒng)疾病重癥與危重癥患者的綜合性治療，尤其是進(jìn)展迅速的COVID-19病人。按照第四代脂肪乳[34]的設(shè)計(jì)思路，油脂組成選用大豆油30%、MCT 30%、橄欖油25%、魚油15%。脂肪乳的制備工藝見圖3。

圖3 功能性脂肪乳的制備工藝Fig.3 Preparation process of functional fat emulsion

4 總結(jié)與展望

突如其來的COVID-19疫情對于我國醫(yī)療體系以及特醫(yī)食品產(chǎn)業(yè)都是一場前所未有的考驗(yàn)，應(yīng)對尚無特效藥的COVID-19，科學(xué)合理的營養(yǎng)支持是一線治療中不可或缺的干預(yù)手段。然而面對新冠這樣突發(fā)性、高傳染性的大流行性疾病，對其特定全營養(yǎng)配方食品的研發(fā)和生產(chǎn)能力都提出了極高要求。按照COVID-19患者在不同病癥階段的不同營養(yǎng)需求，設(shè)計(jì)適用于呼吸系統(tǒng)疾病的全營養(yǎng)配方食品，通過營養(yǎng)素合理配比，原料配方篩選以及工藝研究和優(yōu)化，最終形成針對呼吸系統(tǒng)疾病營養(yǎng)支持的特定全營養(yǎng)粉劑、乳劑和功能性脂肪乳，適合臨床上輕癥、重癥以及恢復(fù)期的呼吸系統(tǒng)疾病患者的營養(yǎng)支持治療的需要。