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Title
A pilot study analysing the composition of human milk and assessing the effects of fortification with MIRIS Human Milk Analyzer / submitted by Alexandra Kreißl
AuthorKreissl, Alexandra
CensorHaiden, Nadja
Published2014
Description146 Bl. : Ill., graph. Darst.
Institutional NoteWien, Med. Univ., Diss., 2014
Annotation
Zsfassung in dt. Sprache
LanguageEnglish
Bibl. ReferenceOeBB
Document typeDissertation (PhD)
Keywords (DE)Muttermilch / MIRIS / Nährstoff-Zusammensetzung / Fortifizierung / Extra Protein Supplement / ELBW Säugling
Keywords (EN)human milk / MIRIS / nutritional content / fortification / extra protein supplement / ELBW infant
URNurn:nbn:at:at-ubmuw:1-407 Persistent Identifier (URN)
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A pilot study analysing the composition of human milk and assessing the effects of fortification with MIRIS Human Milk Analyzer [4.02 mb]
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Abstract (German)

Muttermilch (MM) ist einzigartig und stellt den Goldstandard für die Ernährung von Neugeborenen dar. Allerdings enthält MM für extremely low birth weight (ELBW) Säuglinge unzureichende Mengen an Protein.

Nährstoffsupplemente zur Anreicherung von MM (human milk fortifier, HMF) wurden entwickelt, um den Nährstoffbedarf von Frühgeborenen zu decken.

Durch Einsatz von HMF kann die empfohlene Proteinzufuhr von 4.0- 4.5g/kg/d für Säuglinge unter 1kg Körpergewicht dennoch nicht erreicht werden. Ein neues Supplement (das Aptamil Protein+®-Milupa/Danone) wurde entwickelt. MIRIS (Muttermilch-Analysator) ist ein Gerät, welches zur Messung der MM-Zusammensetzung entwickelt wurde. MIRIS Hersteller haben angegeben, dass es für destilliertes Wasser und MM-Messung vorgesehen ist. Klinisch ist MM-Messung nach Fortifizierung mit HMF und/oder P+® von großem Interesse. Ziel der Compo-HMA Studie: MIRIS auf die Messbarkeit der MM-Zusammensetzung, vor allem des Proteingehalts, nach Gabe von HMF, bovinem Protein Pulvers (P+®) und weiteren Zusatzstoffen (therapeutische Zusatzstoffe=TA) zu evaluieren. Resultate sollen Basis für weitere in vivo MIRIS-Studien sein. Dies war die Pilotstudie zur geplanten klinischen Studie bei Frühgeborenen, der Additional Protein Supplement Study (APSS). Pre-analytische Untersuchungen aller Studienprodukte wurden mit MIRIS im destillierten Wasser durchgeführt und danach in Kombination mit frühgeborenen MM. Zur Validierung wurde MIRIS mit einer Methode, der Elemental Analyse (EA), verglichen.

Zusammensetzung wurde in MM, nach Fortifizierung mit HMF (Aptamil 4.3%FMS®-Milupa/Danone und BEBA 5%FM85®-Nestlé) und nach zusätzlicher Proteingabe (P+®-Milupa/Danone) in 0.5g Schritten bis zu 4.0g/100ml (0.5gP+® Pulver enthält 0.4g Protein) evaluiert. Veränderungen unter TA- Beigabe wurde untersucht. Unterschiedliche Prozessierungen und Einfluss auf MIRIS wurde evaluiert. MIRIS lieferte bei pre-analytischen Untersuchungen exakte Ergebnisse von bovinem Protein in Wasser (H20+0.5gP+®=0.4g, H20+4.3%FMS®=0.8g, H20+5%FM85®=1.0g pro 100ml).

Abweichung zwischen erwartetem und gemessenem Proteingehalt begann nach Zugabe von 0.5gP+® zu den HM-Fortifier Mischungen und nach 4.0gP+® Beigabe wurde eine Differenz von bis zu 20% beobachtet. Native MM (FMS Gruppe, n=67) setzte sich im Mittelwert aus 1.10.3g Protein, 3.10.8g Fett, 6.60.3g Lactose, 11.70.8g Trockenmasse und 5910kcal Energie/100ml MM zusammen. Nach Fortifizierung von MM mit HMF und 4.0g P+® wurde ein Unterschied im Proteingehalt von 1.0g Protein/100ml in der FMS Gruppe (MIRIS: 4.1g vs. Ziel: 5.1g) und in der FM85 Gruppe (MIRIS:

4.4g vs. Ziel: 5.4g) beobachtet, übereinstimmend mit pre-analytischen Untersuchungen. Im Gegensatz zu MIRIS hat EA den erwarteten Proteingehalt der fortifizierten MM-Mischungen exakt gemessen.

Signifikante Unterschiede zwischen beiden Methoden bestätigten, MIRIS lieferte ein zu niedriges Proteingehalt-Ergebnis von fortifizierter MM mit HMF und P+® Mischungen (p<0.05). MIRIS unterschätzte Kohlenhydrate und den Energie-Gehalt. Prozessierungsarten hatten keinen Einfluss auf den Proteingehalt. Laktationstag korrelierte signifikant mit dem Proteingehalt (p<0.0001; r=-,4243). Zugabe von TA beeinflusste MIRIS.

MIRIS ist ein geeignetes Instrument, um die Zusammensetzung unfortifizierter MM zu ermitteln. MIRIS ist imstande einzeln bovines (in Wasser) und humanes Protein in MM zu messen. Eine Kombination aus beiden Proteinarten scheint MIRIS in Bezug auf Präzision der Proteinmessung zu beeinflussen. Obwohl Kuh- als auch Frauenmilch ähnlichen Spektralbereich in der IR Spektroskopie aufweisen, aber sich im Profil der Wellenlänge unterscheiden, könnte dies die Erklärung unserer Resultate sein.

Prozessierungsarten haben keinen Einfluss auf den Proteingehalt. Von Mutter zu Mutter gibt es große Unterschiede, insbesondere bei Protein.

Proteinanteil frühgeborener MM nimmt mit der Lactationsperiode signifikant ab.

Abstract (English)

Human milk (HM) is unique and the gold standard for feeding neonates. However, HM contains insufficient quantity of protein for extremely low birth weight (ELBW) infants. Human milk fortifiers (HMF) have been developed to achieve the nutritional needs of preterm infants.

By using these HMF the recommended protein intake of 4.0-4.5g protein/kg/day for infants under 1kg bodyweight can still not be achieved. A new supplement (the Aptamil Protein+®-Milupa/Danone) was developed. The MIRIS (Human Milk Analyzer) is a device designed for the measurement of the nutritional content of HM. Manufacturers of MIRIS device stated that it can be used for distilled water and measurements of the nutritional content of HM. For clinical practice, it would be of high interest to measure HM after fortification with HMF and/or Aptamil Protein+®. Aim of Compo-HMA study was to learn about the capability of MIRIS to measure the composition, particular of the protein content, in HM after addition of HMF, a bovine protein powder (P+®) and further additives (therapeutic additives=TA). These findings can form the basis for other in vivo studies using MIRIS device. This was a pilot study for a subsequent clinical trial in preterm infants named Additional Protein Supplement Study (APSS). Preanalytic testing of all study products in sterile water was performed with MIRIS. Then, study products dissolved in preterm HM were analyzed. For validation, protein measurements were compared between MIRIS and a validated method-the Elemental Analysis (EA). Nutrient composition of HM was measured baseline, after fortification with commercial HMF (Aptamil 4.3%FMS®-Milupa/Danone and BEBA 5%FM85®-Nestlé), and after addition of further protein (Aptamil Protein+®-Milupa/Danone) in 0.5g steps up to 4.0g/100ml (0.5g P+® powder contains 0.4g protein). Nutritional content was determined after adding therapeutic additives. Different milk processing types and the influence on MIRIS measurements was evaluated. Preanalytic testing of study products demonstrated that MIRIS was capable to measure bovine protein dissolved in water accurately (H20+0.5gP+®=0.4g, H20+4.3%FMS®=0.8g, H20+5%FM85®=1.0g per 100ml). Impreciseness between anticipated and measured protein content started after adding 0.5g P+® to HM-fortifier mixtures and revealed up to 20% difference after addition of 4.0g P+®.

Native HM (FMS group, n=67) contained in mean 1.10.3g protein, 3.10.8g fat, 6.60.3g lactose, 11.70.8g of dry mass and 5910kcal per 100ml HM.

After fortification of HM with HMF and 4.0g Protein+® a deviation in protein content of 1.0g protein/100ml in FMS® group (actual 4.1g vs.

target 5.1g) and in FM85® group (actual 4.4g vs. target 5.4g) was observed which is consistent with the findings of preanalytic testing.

In contrast to MIRIS, EA measured anticipated protein content of HM fortifier mixtures accurately. Significant differences between the two methods confirmed that MIRIS underestimated the results in protein content of HM fortified with HMF and P+® mixtures (p<0.05). MIRIS underevaluated carbohydrates and energy content. Processing of HM had no effects on protein level. Lactationday correlated significantly with protein content (p<0.0001; r=-,4243). Addition of TA influenced MIRIS measurements of HM. MIRIS is an adjuvant tool to provide the actual nutrient composition of unfortified HM. MIRIS has the ability to measure solely bovine protein (in water) and human protein in HM. A combination of both types of protein generated imprecise results of protein content altogether. Although, cow`s milk and breast milk have a similar spectral region, the wavelength profile is different and this might explain our findings. Processing had no effect on the measured protein content.

Variations from mother to mother according to macronutrients are high, particularly in protein. Protein significantly decreased with lactation period in preterm milk.