增強益生菌的儲存穩定性的方法

2023-06-29 00:31:31 1

專利名稱：增強益生菌的儲存穩定性的方法
技術領域：
本發明總地涉及益生菌，更具體地涉及穩定食品和飲料中益生菌的方法。
背景技術：
益生菌類是活的微生物，優選為細菌，當以適當量施用於對象時，會給予對象以健康益處。一些健康益處可能是菌株特異性的，即，通過屬和類而變化，以給予益處(但是不管益處的類型)，有效量的細菌在施用時必須是活著的(或活的)。由於本領域該最重要的考量，相當多的研究已經關於乾燥儲存穩定性的策略以及腸覆層進行以當益生菌穿過對象的胃時保護益生菌。穩定性通常作為活細菌的減少量測量，例如，菌落形成單位(cfu)減少量的對數值減少10倍。涉及儲存穩定性的考量，按照常規經驗，本領域技術人員致力於冷凍乾燥細菌然後保持它們乾燥，通常通過使用疏水覆層進行。但是，活性似乎隨時間降低，即使在乾燥環境中也是如此。在其中溼度為約10%的水的環境中，活性急劇降低。例如，US2005/0266069，第
段陳述，在10%水的環境中對於多種包封的益生菌，在37°C在14天中的41og減少量。食品通常描述為乾燥的(理論上為0-15%的水)，半潮溼的(15-70%的水)，或潮溼的(70-90%)。飲料顯然是大於90%的水。正如所知，如果限於乾燥環境，大的市場區域將保持對益生菌關閉，或要求給料巨大過量的益生菌，以期待有效量可倖存。因此，需要增強具有大於10%的水的食品中或飲料中益生菌的儲存穩定性的方法。
具體實施例方式在一種實施方式中，本發明涉及提供儲存穩定的含益生菌的食品或飲料的方法，該方法包括:形成半滲透的微球體，該微球體包括益生菌、高分子量聚合物、和有效量的抑菌劑；將所述微球體引入到相對高溼度的食品或飲料中，其中所述相對高溼度的食品具有大於10%的水的殘留溼氣水平；和在無冷藏下而在消費前儲存所述食品或飲料至少6周。在另一種實施方式中，本發明涉及提供儲存穩定的含益生菌的食品或飲料的方法，該方法包括:提供半滲透的微球體，該微球體包括益生菌、高分子量聚合物、和有效量的抑菌劑；將所述微球體放進相對高溼度的食品或飲料中，其中所述相對高溼度的食品具有大於10%的水的殘留溼氣水平；和使水進入所述微球體，其中在無冷藏下儲存所述食品或飲料至少6周以後，所述益生菌經歷的菌群減少為1.51og Cfu或更少。〃儲存穩定的〃表示益生菌保留足夠的存活率以給予其健康益處。對於各益生菌的菌株，這樣的量是本領域技術人員已知的。在優選的實施方式中，益生菌經歷的菌群減少量為小於1.51og cfu，優選為小於1.31og cfu，更優選為小於1.1log cfu，更優選為小於1.0log cfu,更優選為小於0.91og cfu,更優選為小於0.81og cfu。之前，本領域技術人員已經考慮到保持益生菌乾燥以保持穩定性是關鍵的。申請人已經出乎意料地發現，良好的穩定性可以使用半滲透的微球體實現，條件是其中包含有效量的抑菌劑，如以下所述。〃半滲透的〃是指能滲透水。在一種實施方式中，滲透性根據高分子量聚合物變化。微球體可以通過多種常規方式形成，例如通過流化床凝聚(fluid bedagglomeration),凝膠珠成型(gel bead formation),噴霧乾燥,或泡沫制粒。在一種實施方式中，控制條件，使得微球體的平均粒度小於500微米。通常，將益生菌凍幹，然後或塗覆、分散、或以其它方式夾帶在微球體中。在一種實施方式中，微球體具有多層組分。在多層實施方式的一種實施方式中，微球體不包括蠟。適宜的益生菌微生物的實例包括酵母，如酵母屬(Saccharomyces),德巴利酵母屬(Debaromyces), Candidaw Pichia和球擬酵母屬(Torulopsis);黴菌如麴黴屬(Aspergillus),根黴屬(Rhizopus),毛黴屬(Mucor),球擬酵母屬(Torulopsis),和青黴屬(Penicillium);和細菌，如屬雙岐桿菌屬(Bifidobacterium),類桿菌屬(Bacteroides),梭狀芽胞桿菌屬(Clostridium),梭形桿菌屬(Fusobacterium), Melissococcus,丙酸菌屬(Propionibacterium),鏈球菌屬(Streptococcus),腸道球菌(Enterococcus),乳球菌(Lactococcus)，Kocuriaw,葡萄球菌(Staphylococcus)，Peptostrepococcus,芽胞桿菌屬(Bacillus),片球菌屬(Pediococcus),細球菌屬(Micrococcus),明串珠菌屬(Leuconostoc), Weissella,氣球菌屬(Aerococcus), Oenococcus 和乳酸菌(Lactobacillus)。乳酸菌的非限制性實例包括嗜酸乳(酸)細菌(L.acidophilus),食品乳桿菌(L alimentarius), L.amy1vorus,捲曲乳桿菌(L.crispatus),短乳桿菌(L.brevis), L.case4,彎曲乳(酸)桿菌(L.curvatus),纖維二糖乳(酸)桿菌(L.cel1biosus)，德氏乳桿菌(L.delbrueckii)，保加利亞乳(酸)桿菌(ss.Bulgaricus)，香腸乳桿菌(L farciminis),發酵乳桿菌(L.fermentum),加氏乳桿菌(L.gasseri),瑞士乳(酸)桿菌(L.helveticus),乳酸乳(酸)桿菌(L.1actis),植物乳桿菌(L.plantarum),約氏不動桿菌(L.johnsonii), L.reuteri,乾酪鼠李糖乳桿菌(L.rhamnosus), L.sakei,和唾液乳(酸)桿菌(L.sal ivarius)。適宜的益生菌可以獲自Jarrow Formulas,例如，植物乳桿菌(Lactobacillusplantarum) 299v (Ideal Bowel Support 299v的活性成分；100億活生物體)或通常的益生菌，例如胚芽乳(酸)桿菌(L.plantarum),乾酪鼠李糖乳桿菌(L.rhamnosus),或嗜酸乳(酸)桿菌(L.acidophilus)。〃高分子量聚合物〃大於50，000的重均分子量。可以使用多種合成、天然、或改性的聚合物，包括角蛋白，酪蛋白，清蛋白，膠原質，谷蛋白，胰高血糖素，麩質，玉米蛋白，凝膠及其衍生物，源自殼質或殼聚糖的聚合物，多糖聚合物例如基於纖維素的聚合物，例如乙基纖維素，羥基乙基纖維素，羥基丙基纖維素，羥基丙基甲基纖維素，甲基纖維素，乙基羥基乙基纖維素，羧基甲基纖維素和季銨化的纖維素衍生物，澱粉及其衍生物，丙烯酸類聚合物或共聚物如聚丙烯酸酯，聚甲基丙烯酸酯及其共聚物，聚乙烯基醇，天然來源的聚合物，它們是任選衍生的，例如阿拉伯樹膠，瓜爾膠，黃原膠衍生物或刺梧桐樹膠，藻酸鹽，角叉膠，石蓴聚糖(ulvanes)和其它藻類膠體，甘油氨基多糖，透明質酸及其衍生物，蟲漆，香松樹膠，達瑪脂，欖香樹脂和柯巴樹脂，脫氧核糖核酸，粘多糖例如透明質酸，軟骨素硫酸鹽，己內醯胺，短醒黴多糖，膠質，甘露聚糖和半乳甘露聚糖，和葡甘露聚糖，及混合物和/或其衍生物。儘管列出了前述實例，但是應該理解可以使用多種食品等級的高分子量聚合物。
優選的高分子量聚合物的非限制性實例包括乙基纖維素和藻酸鹽。任選地，兩種或更多種高分子量聚合物可以共混。不希望受理論限制，抑菌劑似乎是半滲透微球體的關鍵特徵。正如所附實施例所示，過少或過多的抑菌劑都會導致存活率損失。抑菌劑可以選自尼生素，癸酸，月桂酸，殼聚糖，苯甲酸鈉，富馬酸，山梨酸鉀，PABA，丙酸，TRICL0SAN，和亞油酸。在一種實施方式中，抑菌劑是月桂酸。當抑菌劑是月桂酸時，其優選以下述wt.%範圍(相對於微球體的總重量)存在:約0.3至約15，優選為約0.3至約12，優選為約0.4至約11，優選為約0.5至約10。也可以進一步使用該範圍內的子組合。本發明的微球體用於穩定益生菌以當結合進食品或飲料中時提供較長的保存限期。特別優選的是以下情形，其中微球體在相對高溼度的食品中，該食品的殘留溼氣水平為大於20%的水,優選為大於30%的水,優選為大於40%的水,更優選為大於50%的水。水活性是指(在給定溫度在產品表面的水蒸氣的分壓)除以(在相同溫度高於純水的水蒸氣的分壓的飽和壓力)。在食品領域中，認為彡0.3至0.5至≤0.7的水活性是半溼的，認為>0.7或以上的水活性是潮溼的。在過去認為，包含益生菌的半溼和潮溼的食 品需要冷藏。在一種實施方式中，微球體在相對高溼度的食品中，該食品的水活性大於0.6，優選為大於0.7，優選為大於0.8，更優選為大於0.9。在一種實施方式中，相對高溼度的食品包括寵物食品，快餐食品，健康棒(healthbars)，和未熟的預包裝混合物，例如奶粉。在一種實施方式中，微球體在飲料中。作為參照，大多數飲料的水活性為1.0。在一種實施方式中，飲料的PH小於5。這樣的飲料的實例包括果汁和無醇飲料(蘇打水)。實施例以下實施例僅針對說明的目的，並不意圖限制本發明的範圍。除非另有說明，否則所有的百分比均基於重量。實施例1本發明的示例性微球體如下形成:用包含3.33%ETH0CEL乙基纖維素和月桂酸的穩定化材料覆蓋得自Custom Probiotics Inc的凍幹的L.rhamnosus (IOOg起始重量),所述 3.339i)ETHOCEL 乙基纖維素購自 The Dow Chemical Company Midland MI (乙氧基含量為48.0%-49.5%，在5%(80: 20甲苯:乙醇)溶液中用Ubbelohde粘度計在25°C測得的溶液粘度為12.6-15.4cP)。將月桂酸和乙基纖維素分散在80%乙酸乙酯/20%乙醇的溶劑共混物中以形成穩定化溶液。將穩定化溶液經流化床塗覆機使用Wurster法施用於細菌。Wurster法的特徵在於使噴嘴定位在流化床的底部，該流化床是經氮氣流懸浮在流化床塗覆機室的固體粒子的流化床。該粒子跟隨在噴嘴頂部上的環狀流。噴嘴將穩定化溶液的霧化流噴灑在該粒子上，這產生均勻的微球體。設定溫度為80°C，這使得室內溫度為約55°C。流速為0.6g/min。工藝壓力為0.8巴。噴嘴壓力為1.8巴。該方法得當均勻的球形粒子，其粒度平均在500微米範圍內，經光學顯微鏡法測定。包含在微球體中的月桂酸的所得量基於以下估算:在每次流化床塗覆試驗結束時復原的細菌量，以及在每次試驗過程中注射到室中的穩定化溶液的總量。計算微球體的組成並以wt.%範圍(相對於微球體的總重量)給出在表I中:表I
權利要求
1.一種提供儲存穩定的含益生菌的食品或飲料的方法，包括: 形成半滲透的微球體，該微球體包括益生菌、高分子量聚合物、和有效量的抑菌劑， 將所述微球體引入到相對高溼度的食品或飲料中，其中所述相對高溼度的食品具有大於10%的水的殘留溼氣水平，和 在消費前在無冷藏下儲存所述食品或飲料至少6周。
2.權利要求1的方法，其中所述益生菌經歷的菌群減少量為llogcfu或更少。
3.權利要求1的方法，其中所述高分子量聚合物是乙基纖維素。
4.權利要求1的方法，其中所述高分子量聚合物是藻酸鹽。
5.權利要求1的方法，其中所述微球體在飲料中。
6.權利要求5的方法，其中所述飲料的pH小於5。
7.權利要求1的方法，其中所述微球體在相對高溼度的食品中，所述食品的殘留溼氣水平為大於20%的水,優選為大於30%的水,優選為大於40%的水，更優選為大於50%的水。
8.權利要求1的方法，其中所述微球體在相對高溼度的食品中，所述食品的水活性為大於0.6,優選為大於0.7,優選為大於0.8,更優選為大於0.9。
9.權利要求1的方法，其中所述相對高溼度的食品包括寵物食品，快餐食品，健康棒，和未熟的預包裝混合物。
10.權利要求1的方法，其中所述微球體具有多層組分，條件是所述微球體不包括蠟。
11.權利要求1的方法，其中所述微球體的粒度小於500微米。
12.提供儲存穩定的含益生菌的食品或飲料的方法，包括: 提供半滲透的微球體，該微球體包括益生菌、高分子量聚合物、和有效量的抑菌劑， 將所述微球體放進相對高溼度的食品或飲料中，其中所述相對高溼度的食品具有大於10%的水的殘留溼氣水平，和 使水進入所述微球體，其中在無冷藏下儲存所述食品或飲料至少6周以後，所述益生菌經歷的菌群減少為1.51og cfu或更少。
全文摘要
本申請描述了提供儲存穩定的含益生菌的食品或飲料的方法，包括形成半滲透的微球體，所述微球體包括益生菌、高分子量聚合物、和有效量的抑菌劑。
文檔編號A23L3/34GK103167807SQ201180050229
公開日2013年6月19日 申請日期2011年9月6日 優先權日2010年8月26日
發明者L.洪, K.L.利希藤沃爾德, K.瑪德杜裡, S.A.沙, C.J.塔克, C.沃爾福勒 申請人:陶氏環球技術有限責任公司