Теплоустойчивые пробиотические композиции и содержащие их продукты здорового питания - RU2549098C2

Чертежи

Описание

Область изобретения

Настоящее изобретение относится к продуктам здорового питания, в частности к хлебобулочным изделиям, содержащим пробиотики. Предложен способ изготовления продукта, который подвергается тепловой обработке по меньшей мере на одной стадии изготовления, при сохранении живыми достаточного количества пробиотических микроорганизмов.

Предпосылки изобретения

Пробиотики представляют собой живые микробные пищевые добавки, которые благотворно влияют на организм посредством поддержания естественной кишечной флоры, посредством конкуренции с вредными микроорганизмами в желудочно-кишечном тракте, посредством участия в полезных метаболических процессах и посредством усиления резистентности организма-хозяина к токсическим веществам. Ряд организмов используют в пробиотических пищевых продуктах и примером являются микробиологические роды Lactobacillus или Bifidobacterium. Пробиотические организмы должны оставаться живыми в течение срока годности продукта, для того чтобы быть эффективными, и, кроме того, они должны оставаться живыми на всем пути прохождения через желудочно-кишечный тракт в толстую кишку. Пробиотические организмы обычно включают в молочные продукты, такие как йогурты. Существует необходимость во введении полезных микроорганизмов в другие типы пищевых продуктов, например в хлебобулочные изделия. Однако основная проблема при производстве хлебобулочных диетических изделий заключается в температурной обработке, причем температура обычно так высока (превышая 180°С), что продукты почти стерилизуются. В WO 94/00019 описан способ изготовления хлебобулочного изделия, содержащего живые микроорганизмы, включающий охлаждение хлебобулочного изделия и введение в него суспензии живых микроорганизмов. В WO 2009/069122 тех же авторов, которые разработали настоящее изобретение, описан способ изготовления хлебобулочных изделий, включающий инкапсулирование гранул пробиотика, тем самым повышая их стабильность. Задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить способ изготовления приемлемой для питания композиции, содержащей пробиотические микроорганизмы, причем эта композиция является устойчивой к высоким температурам.

Другая задача изобретения заключается в том, чтобы предложить хлебобулочное изделие, содержащее жизнеспособные микроорганизмы в достаточном количестве.

Еще одна задача изобретения заключается в том, чтобы предложить способ изготовления пробиотического хлебобулочного изделия без необходимости введения жизнеспособных микроорганизмов в хлебобулочное изделие после процесса выпечки.

Дополнительная задача изобретения заключается в том, чтобы предложить хлебобулочные изделия, содержащие живые пробиотические микроорганизмы во время всего процесса выпечки.

Еще одна задача изобретения заключается в том, чтобы предложить хлебобулочные изделия, содержащие термостабилизированную пробиотическую композицию.

Также задача изобретения заключается в том, чтобы предложить пробиотические хлебобулочные изделия, обладающие длительным сроком хранения.

Другие задачи и преимущества настоящего изобретения будут очевидны по ходу описания.

Краткое изложение сущности изобретения

Согласно настоящему изобретению предложена гранула пробиотика, содержащая: (1) ядро, содержащее пробиотические микроорганизмы и субстрат, в котором абсорбированы указанные микроорганизмы; (2) внутренний масляный слой, покрывающий указанное ядро; и (3) первый внешний слой и второй внешний слой, которые покрывают указанное ядро и указанный внутренний слой, содержащие по меньшей мере два разных полимера. Указанный субстрат и указанные два разных полимера могут содержать три полисахарида, приемлемых для питания. Указанное ядро может дополнительно содержать один или более чем один вспомогательный агент для указанных микроорганизмов. Предпочтительно агенты способствуют росту указанных микроорганизмов и могут содержать пребиотические вещества, такие как олигосахариды. Указанный внутренний масляный слой может содержать вещество, выбранное из жирных кислот, восков, жиров, масел и липидов. Указанный первый внешний слой обеспечивает стабильность указанных микроорганизмов в условиях верхних отделов желудочно-кишечного тракта, и указанный второй внешний слой увеличивает стабильность указанных микроорганизмов в указанном ядре при повышенной температуре. Указанный субстрат содержит один или более чем один компонент, выбранный из сахаридов и дополнительных агентов. Указанные агенты выбраны из стабилизатора, хелатирующего агента, синергического агента, антиоксиданта и регулятора рН, и указанные сахариды предпочтительно включают пребиотические олигосахариды.

Указанные два внешних слоя в гранулах по изобретению содержат два разных полимера; полимеры могут иметь волокнистую или гелеобразную природу. В одном воплощении по меньшей мере один из внешних слоев содержит волокнистый полисахарид, и по меньшей мере один из внешних слоев содержит гелеобразный полисахарид. Гранула пробиотика согласно изобретению может содержать дополнительные слои, например по меньшей мере один промежуточный слой, расположенный между указанным масляным слоем и указанным вторым внешним слоем. Гранула пробиотика по настоящему изобретению содержит пробиотический микроорганизм, который предпочтительно является бактериальным. Указанный микроорганизм преимущественно включает роды, выбранные из Lactobacillus, Bifidobacterium, Bacillus, Escherichia, Streptococcus, Diacetylactis и Saccharomyces, или их смесь. Микроорганизмы представляют собой в предпочтительном воплощении пробиотические бактерии.

Согласно изобретению предложен способ изготовления гранулы пробиотика, содержащей ядро, содержащее пробиотические микроорганизмы и субстрат, в котором абсорбированы указанные микроорганизмы, окруженное внутренним масляным слоем и двумя внешними полимерными слоями, включающий: (1) смешивание суспензии пробиотических микроорганизмов с субстратом на основе целлюлозы и с вспомогательными агентами для микроорганизмов с получением таким образом смеси для ядра; (2) покрытие частиц указанной смеси для ядра масляным слоем с получением таким образом частиц с масляным покрытием; (3) покрытие указанных частиц с масляным покрытием первым полимерным слоем, который обеспечивает стабильность указанных микроорганизмов в условиях верхних отделов желудочно-кишечного тракта, с получением таким образом частиц, покрытых двумя слоями; и (4) покрытие указанных двухслойных частиц вторым полимерным слоем, который увеличивает стабильность микроорганизмов в указанном ядре в условиях выпечки. Указанные микроорганизмы могут включать один или более чем один микробный штамм, и их смешивают и абсорбируют на микробиологически совместимом полимере, который также приемлем и одобрен для питания, примером которого является полисахарид, такой как вещество на основе целлюлозы. В эту смесь могут быть добавлены вещества, поддерживающие стабильность или рост указанных микроорганизмов. Предпочтительно включают средства поддержки пробиотиков, известные как пребиотики, например мальтодекстрин, трегалоза и так далее. На стадиях нанесения покрытия могут быть использованы методики, известные в данной области техники, включая нанесение покрытия в псевдоожиженном слое, распыление и так далее. При создании покрывающих слоев могут быть использованы растворы или суспензии, а также порошки и так далее. Указанные стадии нанесения покрытия со (2) по (4) приводят к увеличению массы на величину от 10 до 100% относительно массы ядра, например, от 15 до 50%. В предпочтительном воплощении способ производства гранулы пробиотика включает (1) смешивание водной суспензии пробиотических микроорганизмов, содержащих по меньшей мере один род, выбранный из Lactobacillus, Bifidobacterium, Bacillus, Escherichia, Streptococcus, Diacetylactis и Saccharomyces или их смесь, с по меньшей мере одним полисахаридом и по меньшей мере одним олигосахаридом (примером является микрокристаллическая целлюлоза с мальтодекстрином и трегалозой), с получением таким образом смеси для ядра; (2) покрытие частиц указанной смеси для ядра масляным слоем с получением таким образом частиц с масляным покрытием; (3) покрытие указанных частиц с масляным покрытием первым полимерным слоем и вторым полимерным слоем; где указанные два полимерных слоя являются разными и включают по меньшей мере два вещества, выбранные из целлюлозы, модифицированной целлюлозы, полисахарида и/или синтетических полимеров и их смеси.

Важным является то, что изобретение относится к пробиотической композиции, содержащей гранулы, имеющие ядро, содержащее пробиотические микроорганизмы и субстрат, в котором абсорбированы указанные микроорганизмы, окруженное внутренним масляным слоем и двумя внешними полимерными слоями. Пробиотическая композиция по изобретению демонстрирует высокую устойчивость к повышенной температуре. Говоря здесь о высокой устойчивости к повышенной температуре, или говоря о высокой термостабильности, имеют в виду жизнеспособность пробиотических микроорганизмов в гранулах по сравнению со свободными микроорганизмами и, в частности, жизнеспособность пробиотических микроорганизмов в гранулах, добавленных в пищевой продукт, по сравнению со свободными микроорганизмами. В одном аспекте изобретения пробиотические микроорганизмы в ядре трехслойной гранулы выдерживают воздействия на гранулы более высоких температур, чем температура окружающей среды. Термостабильность пробиотической композиции по изобретению достаточно высока, чтобы гарантировать, что часть начальной бактериальной нагрузки, добавленной в пробиотический пищевой продукт по изобретению, остается жизнеспособной даже после всех необходимых стадий производства. Такие стадии могут включать выпечку.

Согласно изобретению предложен продукт здорового питания или пищевая добавка, содержащая пробиотическую композицию, как она описана выше, содержащую стабильные гранулы пробиотика. Указанный продукт может предпочтительно включать хлебобулочное изделие, например мучные кондитерские изделия или хлеб. Указанный продукт может также включать тунец, шоколад, фруктовые соки и молочные продукты.

Согласно изобретению предложен продукт здорового питания, содержащий мучные кондитерские изделия, хлеб, муку, мучные изделия, хлебобулочные изделия, замороженную выпечку, йогурт, молочные продукты, шоколад, нектары, фруктовые соки и тунец. Пищевой продукт согласно изобретению, содержащий гранулы пробиотика, может быть подвергнут воздействию более высокой температуры, чем температура окружающей среды, во время процесса производства.

Вышеуказанные и другие характеристики и преимущества изобретения станут гораздо более очевидными благодаря следующим примерам и на основании прилагаемого графического материала, где:

На чертеже показана схема многослойной капсулы согласно одному из воплощений изобретения для включения в продукты здорового питания; инкапсулирование предназначено для придания пробиотическим микроорганизмам максимальной теплостойкости во время стадии нагревания в процессе производства при получении указанного пищевого продукта, а также высокой биологической эффективности в нижних отделах ЖК-тракта после выхода из желудка в неизменном виде; белое ядро содержит пробиотические микроорганизмы и абсорбирующий субстрат; первый темный слой, прилегающий к ядру, представляет собой масляный слой; светлый слой, прилегающий к масляному слою, представляет собой кислотоустойчивый слой; темный слой, прилегающий к кислотоустойчивому слою, представляет собой возможный промежуточный слой; и внешний светлый слой представляет собой теплостойкий слой.

Подробное описание изобретения

В настоящее время неожиданно обнаружили, что пробиотические микроорганизмы могут быть включены в состав ядер гранул, имеющих по меньшей мере три слоя, таким образом получая пробиотические композиции жизнеспособных пробиотических организмов даже после выпечки, при этом композиции к тому же остаются стабильными при хранении и способными к введению жизнеспособных микроорганизмов в толстую кишку после перорального введения.

Согласно изобретению предложены гранулированные пробиотики для применения в качестве пищевых добавок для здорового питания. В частности, настоящее изобретение относится к способу получения хлебобулочных изделий, таких как пробиотические мучные кондитерские изделия. Суспензию пробиотических микроорганизмов смешивают и гранулируют с подходящим веществом-носителем с образованием частиц, составляющих ядро, на которые будет нанесено покрытие. Пробиотический микроорганизм может быть выбран из Bacillus coagulans GBI-30, 6086; Bacillus subtilis var natt; Bifidobacterium sp LAFTI B94; Bifidobacterium bifidum; Bifidobacterium bifidum rosell-71; Bifidobacterium breve; Bifidobacterium breve Yakult; Bifidobacterium breve Rosell-70; Bifidobacterium infantis; Bifidobacterium infantis 35624; Bifidobacterium lactis; Bifidobacterium longum; Bifidobacterium longum Rosell-175; Bifidobacterium longum BB536; Bifidobacterium animalis; Bifidobacterium animalis subsp.lactis BB-12; Bifidobacterium animalis subsp.lactis HN019; Escherichia coli M-17; Escherichia coli Nissle 1917; Lactobacillus acidophilus; Lactobacillus acidophilus DDS-1; Lactobacillus acidophilus LAFTI® L10; Lactobacillus acidophilus LA-5; Lactobacillus acidophilus NCFM; Lactobacillus casei; Lactobacillus casei LAFTI® L26; Lactobacillus casei CRL431; Lactobacillus casei DN114-001 (Lactobacillus casei lmmunitas(s)/Defensis); Lactobacillus brevis; Lactobacillus bulgaricus; Lactobacillus gasseri; Lactobacillus paracasei; Lactobacillus casei F19; Lactobacillus casei Shirota; Lactobacillus paracasei St11 (или NCC2461); Lactobacillus plantarum; Lactobacillus plantarum 299V; Lactobacillus reuteri ATTC 55730 (Lactobacillus reuteri SD2112); Lactobacillus rhamnosus; Lactobacillus salivarius; Lactobacillus delbrueckii; Lactobacillus fermentum; Lactococcus lactis; Lactococcus lactis L1A; Lactococcus lactis subsp; Lactococcus lactis Rosell-1058; Lactobacillus paracasei St11 (или NCC24610; Lactobacillus johnsonii La1 (соответствует Lactobacillus LC1); Lactobacillus johnsonii La1 (соответствует Lactobacillus LC1, Lactobacillus johnsonii NCC533); Lactobacillus rhamnosus Rosell-11; Lactobacillus acidophilus Rosell-52; Streptococcus thermophilus; Diacetylactis; Lactobacillus rhamnosus ATCC 53013 (открыт Gorbach и Goldin(=LGG)); Lactobacillus rhamnosus LB21; Lactobacillus rhamnosus GR-1 и Lactobacillus reuteri RC-14; Lactobacillus acidophilus NCFM и Bifidobacterium bifidum BB-12; Saccharomyces cerevisiae; Saccharomyces cerevisiae (boulardii) lyo; и их смесей.

Для процесса гранулирования может быть использован подходящий гранулятор или, альтернативно, псевдоожиженный слой. Процесс сушки может включать лиофилизацию. Гранулы пробиотика согласно изобретению могут иметь широкий диапазон размеров. Неограничивающим примером гранулы пробиотика согласно изобретению является по существу сферическая частица, имеющая средний диаметр примерно от 0,1 до примерно 1000 микрон. Не желая ограничиваться какой-либо теорией, полагают, что смешивание пробиотических микроорганизмов с микробиологически приемлемым полимером, таким как производное целлюлозы, в ядре из частиц, подлежащее покрытию тройным слоем микробиологически приемлемых веществ, приводит к повышенной теплостойкости микроорганизма, где повышенная устойчивость может являться следствием как пониженной теплопроводности, так и стабилизации клеток. Обработанные пробиотические микроорганизмы согласно изобретению выдерживают нагрев при выпечке при заранее определенных температуре выпечки и времени выпечки. Полагают, что внутренний масляный слой и первый внешний слой (слой энтеросолюбильного покрытия) дополнительно защищают пробиотические микроорганизмы во время их прохождения через верхние отделы желудочно-кишечного тракта, делая возможным высвобождение пробиотиков либо в тонкой кишке, либо в толстой кишке, либо в обеих. Структура гранулированной пробиотической композиции по изобретению обеспечивает относительно высокую стабильность (жизнеспособность микробных клеток) при хранении перед применением при получении пищевых продуктов, а также внутри пищевых продуктов при их хранении. Кроме того, указанная структура обеспечивает желаемое высвобождение жизнеспособных микроорганизмов в нижних отделах желудочно-кишечного тракта субъекта, принимающего в пищу продукты здорового питания, например хлебобулочное изделие для здорового питания. Кроме того, совокупный положительный эффект может быть дополнительно усилен при включении в пробиотическую композицию также олигосахаридов (называемых пребиотиками), способствующих росту полезного микроорганизма. Возможно, указанный первый внешний слой (слой устойчивого в желудочно-кишечном тракте покрытия, называемый слоем энтеросолюбильного покрытия) может быть отделен от указанного второго внешнего слоя (слоя внешнего теплостойкого покрытия) с помощью промежуточного слоя инертного покрытия для предотвращения любого возможного взаимодействия между ними.

Указанный масляный внутренний слой может быть выбран из группы, состоящей из пчелиного воска, карнаубского воска, японского воска, костного воска, парафинового воска, китайского воска, ланолина (шерстяного воска), шеллачного воска, спермацета, мирикового воска, канделильского воска, гидрированного касторового масла, воска эспарто, масла жожоба, воска оурикури, воска рисовых отрубей, соевого воска, церезиновых восков, монтанного воска, озокерита, торфяных восков, микрокристаллического воска, вазелина, полиэтиленовых восков, восков Фишера-Тропша, химически модифицированных восков, замещенных амидных восков, полимеризованных α-олефинов, растительного масла, гидрированного растительного масла, гидрированного касторового масла, жирных кислот, сложных эфиров жирных кислот, жирных спиртов, этерифицированных жирных диолов, гидроксилированных жирных кислот, стеариновой кислоты, стеарата натрия, стеарата кальция, стеарата магния, пальмитата, пальмитолеата, гидроксипальмитата, олеатов длинноцепочечных алифатических спиртов, гидроксилоктакозанилгидроксистеарата, фосфолипидов, лецитина, фосфатидилхолина.

Указанный первый внешний слой может содержать одно или более чем одно рН-чувствительное покрытие, обычно называемое в данной области техники как "энтеросолюбильное покрытие", в соответствии с традиционными методами для замедления высвобождения пробиотических микроорганизмов. Подходящие рН-чувствительные полимеры включают полимеры, которые относительно нерастворимы и непроницаемы при рН среды желудка, но которые более растворимы или расщепляемы или проницаемы при рН среды в тонкой кишке или толстой кишке. Такие рН-чувствительные полимеры включают полиакриламиды, производные фталатов, такие как кислые фталаты углеводов, ацетатфталат амилозы, ацетатфталат целлюлозы (САР), другие фталаты сложных эфиров целлюлозы, фталаты простых эфиров целлюлозы, фталат гидроксипропилцеллюлозы (НРСР), фталат гидроксипропилэтилцеллюлозы (НРЕСР), фталат гидроксипропилметилцеллюлозы (НРМСР), сукцинат ацетата гидроксипропилметилцеллюлозы (HPMCAS), фталат метилцеллюлозы (МСР), фталат поливинилацетата (PVAcP), гидрофталат поливинилацетата, САР натрия, кислый фталат крахмала, ацетаттримеллитат целлюлозы (CAT), сополимер стирола и дибутилфталата малеиновой кислоты, сополимер стирола и поливинилацетатфталата малеиновой кислоты, сополимеры стирола и малеиновой кислоты, производные полиакриловой кислоты, такие как сополимеры акриловой кислоты и сложного эфира акриловой кислоты, полиметакриловая кислота и ее сложные эфиры, сополимеры полиакриловой и метакриловой кислот, шеллак и сополимеры винилацетата и кротоновой кислоты. Предпочтительные рН-чувствительные полимеры включают шеллак, производные фталата, CAT, HPMCAS, производные полиакриловой кислоты, в частности сополимеры, содержащие акриловую кислоту и по меньшей мере один сложный эфир акриловой кислоты, полиметилметакрилат, смешанный с сополимерами акриловой кислоты и сложных эфиров акриловой кислоты, и сополимеры винилацетата и кротоновой кислоты, альгиновую кислоту и альгинаты, такие как альгинат аммония, альгинат натрия, калия, магния или кальция. Особо предпочтительная группа рН-чувствительных полимеров включает CAP, PVAcP, НРМСР, HPMCAS, анионные акриловые сополимеры метакриловой кислоты и метилметакрилата и осмополимеры, содержащие акриловую кислоту и по меньшей мере один сложный эфир акриловой кислоты. Ацетатфталат целлюлозы может быть использован в качестве энтеросолюбильного покрытия для инкапсулированных пробиотических композиций по изобретению, чтобы обеспечить замедленное высвобождение пробиотических микроорганизмов, пока лекарственная форма не выйдет из желудка. Раствор САР для покрытия может также содержать один или более чем один пластификатор, такой как диэтилфталат, полиэтиленгликоль-400, триацетин, триацетинцитрат, пропиленгликоль и другие, известные в данной области техники. Предпочтительными пластификаторами являются диэтилфталат и триацетин. Состав САР для покрытия может также содержать один или более чем один эмульгатор, такой как полисорбат-80.

Анионные акриловые сополимеры метакриловой кислоты и метилметакрилата также являются особенно полезными веществами для энтеросолюбильного покрытия для замедления высвобождения пробиотических микроорганизмов, пока они не займут в ЖК-тракте положение, дистальное по отношению к желудку. Сополимеры этого типа поставляются компанией Rohm America, Inc. под товарными знаками EUDRAGIT-L и EUDRAGIT-S. EUDRAGIT-L и EUDRAGIT-S представляют собой анионные сополимеры метакриловой кислоты и метилметакрилата. Соотношение свободных карбоксильных групп и сложных эфиров составляет приблизительно 1:1 в Eudragit-L и приблизительно 1:2 в Eudragit-S. Также могут быть использованы смеси Eudragit-L и Eudragit-S. Для покрытия эти акриловые покрывающие полимеры могут быть растворены в органическом растворителе или смеси органических растворителей или суспендированы в водных средах. Пригодные для этой цели растворители представляют собой ацетон, изопропиловый спирт и метиленхлорид. Как правило, целесообразно включать 5-20 масс.% пластификатора в составы акриловых сополимеров для покрытия.

Пригодные пластификаторы включают полиэтиленгликоли, пропиленгликоли, диэтилфталат, дибутилфталат, касторовое масло и триацетин. Eudragit-L является предпочтительным, поскольку он относительно быстро растворяется при рН среды кишечника. Кроме рН-чувствительных полимеров, перечисленных выше, покрытия для замедленного высвобождения могут состоять из смеси или сочетания двух или более рН-чувствительных полимеров или могут состоять из смеси одного или более чем одного рН-чувствительного полимера и одного или более чем одного рН-нечувствительного полимера. Добавление рН-нечувствительного полимера к рН-чувствительному полимеру полезно при регулировании длительности задержки или скорости высвобождения пробиотических микроорганизмов из гранулы, сферической частицы или пеллет. Например, задержку можно продлить путем смешивания водонерастворимого полимера с рН-чувствительными полимерами, тогда как задержку можно сократить путем смешивания водорастворимого полимера с рН-чувствительными полимерами. Предпочтительные рН-нечувствительные водонерастворимые полимеры включают сложные эфиры целлюлозы, простые эфиры целлюлозы, полиакрилаты, полиамиды, полиэфиры и виниловые полимеры. Предпочтительные рН-нечувствительные водорастворимые полимеры включают гидроксиалкилзамещенные производные целлюлозы, такие как НРС, НЕС и НРМС, поливинилацетат (PVA), полиэтиленгликоль (PEG), полиэтиленоксид (РЕО), сополимеры полиэтиленгликоля и полипропиленгликоля (PEG/PPG) и водорастворимые полиамиды, полисахариды и полиакрилаты.

В такие покрытия могут быть включены различные вспомогательные вещества, включая эмульгаторы, пластификаторы, поверхностно-активные вещества, наполнители и буферные растворы. Наконец, полимерное покрытие может быть охарактеризовано как "квази-энтеросолюбильное" в том смысле, что оно остается по существу неповрежденным в течение значительного периода времени (например, более одного часа) после того, как лекарственная форма выходит из желудка, становясь после этого достаточно проницаемой для пробиотических микроорганизмов, чтобы обеспечить поэтапное высвобождение пробиотических микроорганизмов посредством диффузии через покрытие.

Возможно, в препарате согласно настоящему изобретению имеется промежуточный слой между энтеросолюбильным слоем и внешним теплостойким слоем. Промежуточный слой покрытия композиции согласно настоящему изобретению по существу полностью покрывает энтеросолюбильное покрытие каждой отдельной единицы. Промежуточный слой предусмотрен для того, чтобы предотвратить непосредственный контакт между энтеросолюбильным слоем и внешним теплостойким слоем, тем самым предотвращая любое взаимодействие между ними. Промежуточный слой покрытия согласно любому из воплощений настоящего изобретения возможно и предпочтительно содержит один из водорастворимых полимеров, который включает поливинилы, такие как повидон (PVP: поливинилпирролидон), поливиниловый спирт, сополимер PVP и поливинилацетата, поперечно-сшитые поливинилы, НРС (гидроксипропилцеллюлозу) (более предпочтительно низкомолекулярную), НРМС (гидроксипропилметилцеллюлозу) (более предпочтительно низкомолекулярную), CMC (карбоксиметилцеллюлозу) (более предпочтительно низкомолекулярную), этилцеллюлозу, МЕС (метилэтилцеллюлозу), СМЕС (карбоксиметилэтилцеллюлозу), НЕС (гидроксиэтилцеллюлозу), НЕМС (гидроксиметилэтилцеллюлозу), полиэтиленоксид, гуммиарабик, декстрин, алюмосиликат магния, крахмал, полиакриловую кислоту, полигидроксиэтилметакрилат (РНЕМА), полиметакрилаты и их сополимеры, камедь, водорастворимую камедь, полисахариды, поперечно-сшитые полисахариды, пептиды или поперечно-сшитые пептиды, белок или поперечно-сшитые белки, желатин или поперечно-сшитый желатин, гидролизованный желатин или поперечно-сшитый гидролизованный желатин, коллаген или поперечно-сшитый коллаген, модифицированную целлюлозу, полиакриловую кислоту или поперечно-сшитую полиакриловую кислоту и/или их смеси, но не ограничен ими.

Указанный второй внешний слой, внешнее теплостойкое покрытие, может содержать линейные, разветвленные или поперечно-сшитые полимеры. Они могут представлять собой гомополимеры, или сополимеры, или привитые сополимеры, или блок-сополимеры, взятые в отдельности или смесь. Хотя они могут являться синтетическими полимерами, предпочтительно такие полимеры могут представлять собой природные полимеры, такие как полисахариды, поперечно-сшитые полисахариды, камеди, модифицированные полисахариды, модифицированный крахмал и модифицированная целлюлоза. Полисахарид может быть выбран из группы, состоящей из хитина, хитозана, декстрана, пуллулана, агаровой камеди, гуммиарабика, камеди карайи, камеди бобов рожкового дерева, трагакантовой камеди, каррагинанов, камеди гхатти, гуаровой камеди, ксантановй камеди и склероглюкана, крахмалов, декстрина и мальтодекстрина, гидрофильных коллоидов, таких как пектин, высший метоксипектин и низший метоксипектин. В композиции могут быть использованы фосфатиды, такие как лецитин. Поперечно-сшитый полисахарид может быть выбран из группы, состоящей из нерастворимых солей металлов или поперечно-сшитых производных альгината, пектина, ксантановой камеди, гуаровой камеди, трагакантовой камеди и камеди бобов рожкового дерева, каррагинана, их солей металлов и их ковалентно сшитых производных. Модифицированная целлюлоза может быть выбрана из группы, состоящей из поперечно-сшитых производных гидроксипропилцеллюлозы, гидроксипропилметилцеллюлозы, гидроксиэтилцеллюлозы, метилцеллюлозы, карбоксиметилцеллюлозы и солей металлов и карбоксиметилцеллюлозы. Более предпочтительно такие полимеры могут представлять собой катионные полимеры. Примеры катионных полимеров включают катионные полиамины, катионные полиакриламиды, катионные полиэтиленимины, катионный поливиниловый спирт, который представляет собой четвертичную соль метилхлорида и привитого сополимера поли(диметиламиноэтилакрилат)/поливиниловый спирт или четвертичную соль метилсульфата и привитого сополимера поли(диметиламиноэтилакрилат)/поливиниловый спирт, ряд сухих смесей PVA с N-(3-хлор-2-гидроксипропил)-N,N,N-триметиламмонийхлоридом, поставляемых компанией Dow Chemical Company под названием QUAT.RTM.-188, содержащих различные количества воды и NaOH, катионный поливинилпирролидон, желатин, поливинилпирролидон, сополимер поливинилацетата и поливинилпирролидона, сополимер поливинилового спирта и поливинилпирролидона, полиэтиленимин, полиаллиламин и его соли, поливиниламин и его соли, продукт конденсации дициандиамида с полиалкиленполиамином, продукт конденсации полиалкиленполиамина с дициандиамидаммонием, продукт конденсации дициандиамида с формалином, аддитивный полимер эпихлоргидрина-диалкиламина; полимер диаллилдиметиламмонийхлорида ("DADMAC"), сополимер диметиламиноэтилметакрилата и нейтральных метакриловых эфиров, поставляемых компанией Rohm Pharma (Degusa) под названием Eudragit Е, сополимер диаллилдиметиламмонийхлорид-SO₂, поливинилимидазол, поливинилпирролидон, сополимер винилимидазола, полиамидин, хитозан, катионизированный крахмал, катионные полисахариды, такие как катионный гуар и катионный гидроксипропилгуар, полимеры винилбензилтриметиламмонийхлорида, (2-метакрилоилоксиэтил)триметил-аммонийхлорид, полимеры диметиламиноэтилметакрилата, поливиниловый спирт с четвертичной аммониевой солью в виде боковой цепи, катионный поливинилформамид, катионный поливинилацетамид, катионный поливинилметилформамид, катионный поливинилметилацетамид, поли(диметиламинопропилметакриламид) (DMAPMAM), поли(диметиламиноэтилакрилат), поли(акрилоилэтилтриметиламмонийхлорид), поли(акриламидопропилтриметиламмонийхлорид) (полиАРТАС), поли(метакриламидопропилтриметиламмонийхлорид) (полиМАРТАС) и его соли, поли(винилпиридин) и его соли, сополимер диметиламина с эпихлоргидрином, сополимер диметиламина с эпихлоргидрином и этилендиамином, поли(амидоамин-эпихлоргидрин), катионный крахмал, сополимеры, которые содержат N-винилформамид, аллиламин, диаллилдиметиламмонийхлорид, N-винилацетамид, N-винилпирролидон, N-метил-М-винилформамид, N-метил-N-винилацетамид, диметиламинопропилметакриламид, диметиламиноэтилакрилат, диэтиламиноэтилакрилат, акрилоилэтилтриметиламмонийхлорид или метакриламидопропилтриметиламмонийхлорид в форме полимеризованных структурных элементов и, в случае необходимости, в расщепленной форме и их соли и их комбинации, но не ограничены ими. Хитозан может иметь степень деацетилирования, изменяющуюся от 80% до более чем 95%. Хитозан может также возможно иметь вязкость, изменяющуюся от 50 мПа·с до 800 мПа·с. Хитозан может возможно представлять собой триметилхитозан или кватернизованный хитозан. Полимер может также возможно представлять собой полиглюкозамин, один из компонентов хитозана. Например, полимер может возможно представлять собой полимер (β-1,4)-D-глюкозамина или полимер (β-1,4)-D-глюкозамина и N-ацетил-D-глюкозамина.

Согласно предпочтительному воплощению изобретения пробиотические микроорганизмы в указанном ядре гранулы смешаны с субстратом. Указанный субстрат может содержать моносахариды, такие как триозы, включая кетотриозу (дигидроксиацетон) и альдотриозу (глицеральдегид), тетрозы, такие как кетотетроза (эритрулоза), альдотетрозы (эритроза, треоза) и кетопентоза (рибулоза, ксилулоза), пентозы, такие как альдопентоза (рибоза, арабиноза, ксилоза, ликсоза), дезоксисахар (дезоксирибоза) и кетогексоза (псикоза, фруктоза, сорбоза, тагатоза), гексозы, такие как альдогексоза (аллоза, альтроза, глюкоза, манноза, гулоза, идоза, галактоза, талоза), дезоксисахар (фукоза, фукулоза, рамноза) и гептоза, такая как (седогептулоза), и октоза и ноноза (нейраминовая кислота). Субстрат может содержать сложные сахариды, такие как (1) дисахариды, такие как сахароза, лактоза, мальтоза, трегалоза, тураноза и целлобиоза, (2) трисахариды, такие как раффиноза, мелезитоза и мальтотриоза, (3) тетрасахариды, такие как акарбоза и стахиоза, (4) другие олигосахариды, такие как фруктоолигосахариды (ФОС), галактоолигосахариды (ГОС) и маннанолигосахариды (МОС), (5) полисахариды, такие как полисахариды на основе глюкозы/глюкан, включая гликоген, крахмал (амилоза, амилопектин), целлюлозу, декстрин, декстран, бета-глюкан (зимозан, лентинан, сизофиран) и мальтодекстрин, полисахариды на основе фруктозы/фруктан, включая инулин, леван бета-2-6, полисахариды на основе маннозы (маннан), полисахариды на основе галактозы (галактан) и полисахариды на основе N-ацетилглюкозамина, включая хитин. Могут быть включены другие полисахариды, включая камеди, такие как гуммиарабик (камедь акации).

Согласно предпочтительному воплощению изобретения пробиотические микроорганизмы в указанном внутреннем ядре смешаны с субстратом, который может дополнительно содержать дополнительные компоненты. Эти компоненты могут быть выбраны из хелатирующих агентов. Предпочтительно хелатирующий агент выбран из группы, состоящей из антиоксидантов, эдетата дикалия, эдетата динатрия, эдетата кальция-динатрия, эдетовой кислоты, фумаровой кислоты, яблочной кислоты, мальтола, эдетата натрия, эдетата тринатрия.

Согласно некоторым воплощениям настоящего изобретения ядро дополнительно содержит как хелатор, так и синергический агент (секвестрант). Не желая ограничиваться какой-либо одной гипотезой или теорией, хелатирующие агенты и секвестранты могут быть возможно дифференцированы, как указано ниже. Хелатирующий агент, такой как лимонная кислота, предназначен для содействия в хелатировании следовых количеств металлов, тем самым способствуя предотвращению потери активного ингредиента(ов), такого как симвастатин, вследствие окисления. Секвестрант, такой как аскорбиновая кислота, возможно и предпочтительно имеет несколько гидроксильных и/или карбоксильных групп, которые могут обеспечить запас атомов водорода для регенерации свободного радикала инактивированного антиоксиданта. Поэтому секвестрант предпочтительно действует как поставщик атомов водорода для восстановления первичного антиоксиданта. Согласно предпочтительным воплощениям настоящего изобретения ядро дополнительно содержит антиоксидант. Предпочтительно антиоксидант выбран из группы, состоящей из гидрохлорида цистеина, 4,4-(2,3-диметилтетраметилен-дипирокатехола), богатого токоферолом экстракта (природный витамин Е), α-токоферола (синтетический витамин Е), β-токоферола, γ-токоферола, δ-токоферола, бутилгидрохинона, бутилгидроксианизола (ВНА), бутилгидрокситолуола (ВНТ), пропилгаллата, октилгаллата, додецилгаллата, третичного бутилгидрохинона (TBHQ), фумаровой кислоты, яблочной кислоты, аскорбиновой кислоты (витамин С), аскорбата натрия, аскорбата кальция, аскорбата калия, аскорбилпальмитата и аскорбилстеарата. В состав ядра могут быть включены лимонная кислота, лактат натрия, лактат калия, лактат кальция, лактат магния, аноксомер, эриторбовая кислота, эриторбат натрия, эриторбиновая кислота эриторбин натрия, этоксихин, глицин, гваяковая камедь, цитраты натрия (цитрат натрия однозамещенный, цитрат натрия двузамещенный, цитрат натрия трехзамещенный), цитраты калия (цитрат калия однозамещенный, цитрат калия трехзамещенный), лецитин, полифосфат, винная кислота, тартраты натрия (тартрат натрия однозамещенный, тартрат натрия двузамещенный), тартраты калия (тартрат калия однозамещенный, тартрат калия двузамещенный), тартрат натрия-калия, фосфорная кислота, фосфаты натрия (фосфат натрия однозамещенный, фосфат натрия двузамещенный, фосфат натрия трехзамещенный), фосфаты калия (фосфат калия однозамещенный, фосфат калия двузамещенный, фосфат калия трехзамещенный), этилендиаминтетраацетат кальция-натрия (ЭДТА кальция-натрия), молочная кислота, тригидроксибутирофенон и тиодипропионовая кислота. Согласно одному предпочтительному воплощению антиоксидант представляет собой ВНА.

Согласно предпочтительным воплощениям настоящего изобретения ядро дополнительно содержит стабилизатор. Предпочтительно стабилизатор может представлять собой основное вещество, которое может повышать значение рН водного раствора или дисперсии препарата до по меньшей мере примерно 6,8. Примеры таких основных веществ включают антациды, такие как алюмометасиликат магния, алюмосиликат магния, алюминат магния, безводный гидроксид алюминия, синтетический гидротальцит, синтетический силикат алюминия, карбонат магния, осажденный карбонат кальция, оксид магния, гидроксид алюминия и гидрокарбонат натрия и их смеси; и регуляторы рН, такие как L-аргинин, фосфат натрия, гидрофосфат динатрия, дигидрофосфат натрия, фосфат калия, гидрофосфат дикалия, дигидрофосфат калия, цитрат динатрия, сукцинат натрия, хлорид аммония и бензоат натрия и их смеси, но не ограничены ими. Основное вещество может быть выбрано из группы, состоящей из неорганического водорастворимого или неорганического водонерастворимого соединения. Примеры неорганического водорастворимого основного вещества включают карбонаты, такие как карбонат натрия или калия, бикарбонат натрия, гидрокарбонат калия, фосфаты, выбранные, например, из безводного двухосновного фосфата натрия, калия или кальция, тринатрийфосфата, гидроксиды щелочных металлов, выбранные из гидроксида натрия, калия или лития, и их смеси, но не ограничены ими. Бикарбонат натрия преимущественно служит для нейтрализации кислотных групп в композиции в присутствии влаги, которая может абсорбироваться на частицах композиции во время хранения. Карбонат кальция оказывает буферное действие в хранящейся композиции без видимого воздействия на высвобождение вещества при приеме внутрь. Дополнительно установлено, что карбонаты значительно стабилизируют композицию. Примеры неорганического водонерастворимого основного вещества включают подходящие щелочные соединения, способные придавать необходимую основность, включают некоторые фармацевтически приемлемые неорганические соединения, обычно используемые в антацидных композициях, например оксид магния, гидроксид магния или карбонат магния, гидрокарбонат магния, гидроксид или карбонат алюминия или кальция, комбинированные алюминиево-магниевые соединения, такие как гидроксид магния и алюминия, силикатное соединение, такое как алюмосиликат магния (Veegum F), алюмометасиликат магния (Nesulin FH2), алюмосиликат магния (Nisulin А); а также фармацевтически приемлемые соли фосфорной кислоты, такие как трикальцийфосфат; и их смеси, но не ограничены ими.

Изобретение дает возможность производить различные пищевые продукты для здорового питания, не разделяя стадии смешивания и нагревания. Имеется возможность, например, приготовления хлебного теста, содержащего гранулы пробиотика, избегая любых трудновыполнимых стадий введения по способам предшествующего уровня техники. Массовое соотношение между пробиотической композицией и остальной частью теста может составлять, например, 1:100.

Инкапсулированные пробиотические микроорганизмы согласно настоящему изобретению могут быть введены в муку, мучные изделия, хлебобулочные изделия, йогурт, тунец, замороженную выпечку, шоколад, горячие напитки, нектары и фруктовые соки и другие продукты, которые во время обработки и/или процесса производства могут подвергаться воздействию более высокой температуры, чем температура окружающей среды (комнатная).

Изобретение далее будет дополнительно описано и проиллюстрировано в следующих примерах.

ПРИМЕРЫ

Способ

1. Абсорбция микроорганизмов на микрокристаллическом субстратеядра

Lactobacillus acidophilus и Bifidobacterium абсорбировали на МКЦ-субстрате исходя из соотношения 38:62 соответственно. Для этой цели готовили 30%-ную суспензию микроорганизмов и мальтодекстрина и трегалозы на водной основе. Концентрация микроорганизмов в этой суспензии составляла примерно 15% (масс./масс.). Абсорбцию проводили при конечной температуре менее 35°С.

2. Первый слой покрытия с использованием гидрированного растительного масла

Нанесение покрытия проводили с использованием устройства для нанесения покрытия в псевдоожиженном слое на основе метода горячего плавления. Для этой цели гидрированное растительное масло распыляли на МКЦ-субстрат с абсорбированными бактериями при 40°С с получением 40%-ного прироста массы. Поток входящего воздуха регулировали так, чтобы он был низким.

3. Второй слой покрытия - энтеросолюбильное покрытие

Нанесение покрытия проводили с использованием раствора этилцеллюлозы Е100 и альгината натрия в соотношении 85:15 соответственно, в этаноле с общей концентрацией твердых частиц 6% (масс./масс.). Конечная цель процесса нанесения покрытия состояла в получении 20%-ного прироста массы за счет покрытия. Процесс нанесения покрытия проводили с использованием устройства для нанесения покрытия в псевдоожиженном слое при 40°С.

4. Третий слой покрытия - теплостойкое покрытие

Альгинат кальция использовали в качестве теплостойкого полимера для третьего слоя покрытия. Сначала раздельно готовили водные растворы альгината натрия (3% масс./масс.) и хлорида кальция (5% масс./масс.). Затем оба раствора альгината натрия и хлорида кальция попеременно распыляли на микроорганизмы с нанесенным покрытием до получения прироста массы на 20% (масс./масс.).

Способ

1. Абсорбция микроорганизмов на микрокристаллическом субстрате ядра

Lactobacillus acidophilus и Bifidobacterium абсорбировали на МКЦ-субстрате исходя из соотношения 38:62 соответственно. Для этой цели готовили 30%-ную суспензию микроорганизмов и мальтодекстрина и трегалозы на водной основе. Концентрация микроорганизмов в этой суспензии составляла примерно 15% (масс./масс.). Абсорбцию проводили при конечной температуре менее 35°С, чтобы избежать воздействия на микроорганизмы высоких температур и, таким образом, высокотемпературного повреждения.

2. Первый слой покрытия с использованием гидрированного растительного масла

Нанесение покрытия проводили с использованием устройства для нанесения покрытия в псевдоожиженном слое на основе метода горячего плавления. Для этой цели гидрированное растительное масло распыляли на МКЦ-субстрат с абсорбированными микроорганизмами при 40°С с получением 40%-ного прироста массы. Поток входящего воздуха регулировали так, чтобы он был низким.

3. Второй слой покрытия - энтеросолюбильное покрытие

Альгинат натрия использовали в качестве энтеросолюбильного полимера. Готовили водный раствор альгината натрия (2% масс./масс.). Раствор альгината натрия распыляли на микроорганизмы с нанесенным покрытием до получения прироста массы на 15%.

4. Третий слой покрытия - теплостойкое покрытие

Хитозан использовали в качестве теплостойкого полимера для третьего слоя покрытия. Сначала готовили водный раствор хитозана (4% масс./масс.) с рН 5 при использовании HCl. Полученный раствор распыляли на микроорганизмы с нанесенным покрытием до получения прироста массы на 20% (масс./масс.).

Способ

1. Абсорбция микроорганизмов на микрокристаллическом субстрате ядра

Lactobacillus acidophilus и Bifidobacterium абсорбировали на МКЦ-субстрате исходя из соотношения 38:62 соответственно. Для этой цели готовили 30%-ную суспензию бактерий и мальтодекстрина и трегалозы на водной основе. Концентрация бактерий в этой суспензии составляла примерно 15% (масс./масс.). Абсорбцию проводили при конечной температуре менее 35°С, чтобы избежать воздействия на бактерии высоких температур и, таким образом, высокотемпературного повреждения.

2. Первый слой покрытия с использованием гидрированного растительного масла

Нанесение покрытия проводили с использованием устройства для нанесения покрытия в псевдоожиженном слое на основе метода горячего плавления. Для этой цели гидрированное растительное масло распыляли на МКЦ-субстрат с абсорбированными микроорганизмами при 40°С с получением 40%-ного прироста массы. Поток входящего воздуха регулировали так, чтобы он был низким.

3. Второй слой покрытия - энтеросолюбильное покрытие

Альгинат натрия использовали в качестве энтеросолюбильного полимера. Готовили водный раствор альгината натрия (2% масс./масс.). Раствор альгината натрия распыляли на бактерии с нанесенным покрытием до получения прироста массы на 15%.

4. Третий слой покрытия - теплостойкое покрытие

Хитозан использовали в качестве теплостойкого полимера для третьего слоя покрытия. Сначала готовили водный раствор хитозана (4% масс./масс.) с рН 5 при использовании HCl. Полученный раствор распыляли на микроорганизмы с нанесенным покрытием до получения прироста массы на 20% (масс./масс.).

Способ

1. Абсорбция микроорганизмов на микрокристаллическом субстрате ядра

Lactobacillus acidophilus и Bifidobacterium абсорбировали на МКЦ-субстрате исходя из соотношения 38:62 соответственно. Для этой цели готовили 30%-ную суспензию микроорганизмов и мальтодекстрина и трегалозы на водной основе. Концентрация микроорганизмов в этой суспензии составляла примерно 15% (масс./масс.). Абсорбцию проводили при конечной температуре менее 35°С, чтобы избежать воздействия на микроорганизмы высоких температур и, таким образом, высокотемпературного повреждения.

2. Первый слой покрытия с использованием насыщенного растительного масла

Нанесение покрытия проводили с использованием устройства для нанесения покрытия в псевдоожиженном слое на основе метода горячего плавления. Для этой цели насыщенное растительное масло распыляли на МКЦ-субстрат с абсорбированными микроорганизмами при 40°С с получением 40%-ного прироста массы. Поток входящего воздуха регулировали так, чтобы он был низким.

3. Второй слой покрытия - энтеросолюбильное покрытие

Альгинат натрия использовали в качестве энтеросолюбильного полимера. Готовили водный раствор альгината натрия (2% масс./масс.). Раствор альгината натрия распыляли на микроорганизмы с нанесенным покрытием до получения прироста массы на 15%.

4. Третий слой покрытия - теплостойкое покрытие

Хитозан использовали в качестве теплостойкого полимера для третьего слоя покрытия. Сначала готовили водный раствор хитозана (4% масс./масс.) с рН 5 при использовании HCl. Затем после полного растворения хитозана добавляли диоксид кремния (1% масс./масс.). Полученный раствор распыляли на микроорганизмы с нанесенным покрытием до получения прироста массы на 25% (масс./масс.).

Способ

1. Абсорбция микроорганизмов на микрокристаллическом субстрате ядра

Lactobacillus acidophilus и Bifidobacterium абсорбировали на МКЦ-субстрате исходя из соотношения 38:62 соответственно. Для этой цели готовили 30%-ную суспензию микроорганизмов и мальтодекстрина и трегалозы на водной основе. Концентрация микроорганизмов в этой суспензии составляла примерно 15% (масс./масс.). Абсорбцию проводили при конечной температуре менее 35°С, чтобы избежать воздействия на микроорганизмы высоких температур и, таким образом, высокотемпературного повреждения.

2. Первый слой покрытия с использованием гидрированного растительного масла

Нанесение покрытия проводили с использованием устройства для нанесения покрытия в псевдоожиженном слое на основе метода горячего плавления. Для этой цели гидрированное растительное масло распыляли на МКЦ-субстрат с абсорбированными микроорганизмами при 40°С с получением 40%-ного прироста массы. Поток входящего воздуха регулировали так, чтобы он был низким.

3. Второй слой покрытия - энтеросолюбильное покрытие

Альгинат натрия использовали в качестве энтеросолюбильного полимера. Готовили водный раствор альгината натрия (2% масс./масс.). Раствор альгината натрия распыляли на микроорганизмы с нанесенным покрытием до получения прироста массы на 15%.

4. Третий слой покрытия - теплостойкое покрытие

Хитозан использовали в качестве теплостойкого полимера для третьего слоя покрытия. Сначала готовили водный раствор хитозана (4% масс./масс.) с рН 5 при использовании HCl. Полученный раствор распыляли на микроорганизмы с нанесенным покрытием до получения прироста массы на 30% (масс./масс.).

Способ

1. Абсорбция микроорганизмов на микрокристаллическом субстрате ядра

Lactobacillus acidophilus и Bifidobacterium абсорбировали на МКЦ-субстрате исходя из соотношения 38:62 соответственно. Для этой цели готовили 30%-ную суспензию микроорганизмов и мальтодекстрина и трегалозы на водной основе. Концентрация микроорганизмов в этой суспензии составляла примерно 15% (масс./масс.). Абсорбцию проводили при конечной температуре менее 35°С, чтобы избежать воздействия на микроорганизмы высоких температур и, таким образом, высокотемпературного повреждения.

2. Первый слой покрытия с использованием гидрированного растительного масла

Нанесение покрытия проводили с использованием устройства для нанесения покрытия в псевдоожиженном слое на основе метода горячего плавления. Для этой цели гидрированное растительное масло распыляли на МКЦ-субстрат с абсорбированными микроорганизмами при 40°С с получением 40%-ного прироста массы. Поток входящего воздуха регулировали так, чтобы он был низким.

3. Второй слой покрытия - энтеросолюбильное покрытие

Альгинат натрия использовали в качестве энтеросолюбильного полимера. Готовили водный раствор альгината натрия (2% масс./масс.). Раствор альгината натрия распыляли на микроорганизмы с нанесенным покрытием до получения прироста массы на 25%.

4. Третий слой покрытия - теплостойкое покрытие

Хитозан использовали в качестве теплостойкого полимера для третьего слоя покрытия. Сначала готовили водный раствор хитозана (4% масс./масс.) с рН 5 при использовании HCl. Полученный раствор распыляли на микроорганизмы с нанесенным покрытием до получения прироста массы на 20% (масс./масс.).

Пример 7

Инкапсулированные гранулы с пробиотическими микроорганизмами проверяли на теплостойкость. Соответственно, полученные инкапсулированные гранулы с микроорганизмами из Примера 6 выдерживали при 85°С в течение 45 минут. Затем определяли количество колониеобразующих единиц в г (КОЕ/г), используя описанный ниже метод подсчета.

Метод подсчета Lactobacillus acidophilus и Lactobacillus bifidus: 10 г образца суспендировали в 90 мл фосфатного буфера и помещали в гомогенизатор Stomacher на 10 минут. Затем полученную суспензию перемешивали в течение 90 минут. Смесь затем серийно (десятикратно) разводили и наконец вливали в соответствующие среды для культивирования на чашках Петри. Для ацидофильных лактобактерий и бифидобактерий использовали питательные среды МРС (Мозера-Рогоза-Шарпа), содержащие либо цистеин, либо мальтозу соответственно. Полученные чашки затем инкубировали в течение 3 суток в анаэробных условиях. В конце подсчитывали микроорганизмы и соответственно рассчитывали значение КОЕ/г.

Пример 8

Пробиотическое печенье

Это пробиотическое печенье состоит из 0,3 г наполнителя и 30 г печенья. Наполнитель: следующие ингредиенты смешивают при комнатной температуре (проценты являются массовыми процентами, исходя из общей массы наполнителя): рецепт печенья: 1 часть сахара, 2 части маргарина, 3 части муки, смешанных с 1 процентом пробиотического порошка.

Жизнеспособность микроорганизмов

Максимальная температура составляла примерно 200°С, применяемая в течение вплоть до 4,5 минут, что соответствует большинству процессов промышленного изготовления печенья. Примерно 50% живых микроорганизмов сохранялось после выпечки.

Пример 9

Пробиотический хлеб

Этот пробиотический хлеб состоит из 0,3 г наполнителя и 30 г хлеба. Жизнеспособность микроорганизмов

Уровень жизнеспособности микроорганизмов, полученный при моделировании процесса, составлял от 50% до 80%. Было получено до 83% живых организмов через 10 минут выпечки при 200°С при исходном количестве 10⁹ микроорганизмов на грамм.

Пример 10

Оценка теплостойкости инкапсулированных пробиотических микроорганизмов по настоящему изобретению в сухом состоянии

Цель

Оценка теплостойкости и жизнеспособности инкапсулированных пробиотических микроорганизмов в сравнении с пробиотическими микроорганизмами без покрытия при использовании методики на основе настоящего изобретения в сухом состоянии.

Итог

Как инкапсулированные, так и неинкапсулированные пробиотические микроорганизмы (L. Acidophillus и Bifidobacteria) помещали в печь, которую предварительно нагревали до 80°С, либо в течение 30 минут, либо в течение 45 минут. Затем пробиотики вынимали и проводили анализ числа КОЕ для определения жизнеспособности микроинкапсулированных микроорганизмов в сравнении с неинкапсулированными. Результаты показывают, что воздействие на неинкапсулированные пробиотики таких температурных режимов может быть катастрофическим, когда не может быть подсчитано число КОЕ/г, что указывает на то, что произошло полное разрушение неинкапсулированных микроорганизмов. В противоположность этому, инкапсулированные пробиотики, полученные согласно процессу микроинкапсулирования по настоящему изобретению, не демонстрировали значительного уменьшения жизнеспособности при анализе в условиях такой тепловой обработки. На основании этих результатов можно сделать вывод, что процесс микроинкапсулирования с использованием многослойного покрытия согласно настоящему изобретению обеспечивает теплостойкость пробиотиков в условиях, описанных выше.

Материалы

2 грамма смеси пробиотических микроорганизмов с нанесенным покрытием (L. Acidophillus и Bifidobacteria) согласно настоящему изобретению. Состав слоев покрытия представлен в таблице 1.

2 грамма смеси бактерий без покрытия (L. Acidophillus и Bifidobacteria).

Метод

Процесс микроинкапсулирования проводили согласно основному протоколу процесса производства с номерами партий RDEN 904051 и RDEN 904051.

Испытание нагреванием

Как микроинкапсулированные, так и неинкапсулированные (контроль) пробиотики помещали в печь, которую предварительно нагревали до 80°С, в течение либо 30 минут, либо 45 минут.

Анализ числа КОЕ

Анализы числа КОЕ проводили для бактерий до и после процесса нагревания с использованием метода, описанного ниже:

1) 10 г образца с 90 мл фосфатного буфера;

2) гомогенизатор Stomacher в течение 10 минут;

3) перемешивание образцов в течение 90 минут;

4) десятикратные разведения;

5) глубинный посев;

6) для ацидофильных лактобактерий использование среды МРС с цистеином;

7) для бифидобактерий использование среды МРС с мальтозой вместо лактозы;

8) инкубирование в течение 3 суток в анаэробных условиях;

9) подсчет бактерий и расчет числа КОЕ/г. Метод подробно описан в других источниках (K.G. de С.Lima et al./LWT - Food Science and Technology 42 (2009), 491-494).

У инкапсулированных пробиотических бактерий сначала разрушали многослойную оболочку, окружающую микроорганизмы, с использованием ступки и пестика, а затем применяли вышеуказанный способ подсчета КОЕ.

Результаты

Вывод

На основании результатов Таблицы 3 можно сделать вывод, что процесс микроинкапсулирования с использованием процесса нанесения многослойного покрытия согласно настоящему изобретению обеспечивает теплостойкость пробиотиков в сухом состоянии.

Пример 11

Оценка теплостойкости инкапсулированных пробиотических микроорганизмов по настоящему изобретению в условиях полувыпечки

Цель

Оценка теплостойкости и жизнеспособности инкапсулированных пробиотических микроорганизмов при использовании методики согласно настоящему изобретению в сравнении с пробиотическими микроорганизмами без покрытия в условиях полувыпечки.

Итог

Как инкапсулированные, так и неинкапсулированные пробиотические микроорганизмы (L. Acidophillus и Bifidobacteria) смешивали с ингредиентами белого хлеба и подвергали выпечке при 180°С, 70%-ной влажности в течение 40 минут. Чтобы облегчить извлечение микроорганизмов из запеченного теста, и инкапсулированные, и неинкапсулированные микроорганизмы вводили в тесто при использовании двух различных методов, называемых "серпянка" и "равиоли". Соответственно, микроорганизмы добавляли в тесто либо опосредованно при использовании серпянки для изолирования микроорганизмов от теста (эксперимент I по методу серпянки), либо непосредственно путем создания отдельного кармана (эксперимент II по методу равиоли), сделанного из того же теста, уже содержащего микроорганизмы. Согласно методу серпянки микроорганизмы либо предварительно заключали в серпянку, которую затем вводили в тесто перед процессом выпечки (эксперимент Ia), либо микроорганизмы помещали на тонкий кусок серпянки, который предварительно вводили в тесто посредством образования небольшого углубления в центре порции теста и заполнения его тонким куском серпянки (эксперимент Ib). Согласно методу "равиоли" сначала формировали из теста небольшой карман наподобие равиоли, в который помещали 2 грамма смеси микроорганизмов с нанесенным покрытием, и закрывали. Карман затем помещали в центр порции теста. С помощью этих способов можно также предотвратить прилипание теста к микроорганизмам после процесса выпечки. Важно предотвратить прилипание теста к микроорганизмам, поскольку в таком эксперименте тесто может создавать механическое препятствие для дробящего усилия во время процесса дробления, действуя как "амортизатор". Таким образом можно гарантировать, что покрытие полностью разрушено во время процесса дробления перед анализом числа КОЕ. После выпечки микроорганизмы извлекали и определяли число КОЕ/г для каждого штамма микроорганизмов как инкапсулированных, так и неинкапсулированных микроорганизмов.

Результаты анализа КОЕ ясно показывают, что микроорганизмы без покрытия не смогли выжить в условиях выпечки, тогда как инкапсулированные микроорганизмы демонстрировали теплостойкость во время процесса выпечки и высокое значение жизнеспособности после процесса выпечки.

Материалы

3 чашки муки

10 грамм дрожжей

2 столовые ложки оливкового масла

1/8 чайной ложки соли

вода

2 грамма смеси пробиотических микроорганизмов с нанесенным покрытием (L. Acidophillus и Bifidobacteria)

2 грамма смеси бактерий без покрытия (L. Acidophillus и Bifidobacteria)

Методы

Процесс выпечки

Смешивали все ингредиенты для выпечки хлеба, и через несколько минут замешивания тесто оставляли подниматься. Тесто затем делили на отдельные порции. Микроорганизмы вводили в порции теста с использованием двух различных методов, "серпянка" и "равиоли", которые описаны ниже (прокомментированные в эксперименте I и эксперименте II соответственно).

Эксперимент I - метод "серпянки"

Эксперимент Ia - Как инкапсулированные, так и неинкапсулированные микроорганизмы вводили в тесто, когда они были предварительно заключены в "серпянку". 2 г либо инкапсулированных, либо неинкапсулированных микроорганизмов помещали в середину каждой порции теста.

Эксперимент Ib - 2 г инкапсулированных микроорганизмов помещали на поверхность тонкого куска серпянки, который предварительно вводили в середину порции теста посредством образования углубления и заполнения его тонким куском серпянки. Углубление затем закрывали оставшимся тестом.

Эксперимент II - метод "равиоли"

Сначала формировали из теста небольшой карман наподобие равиоли, в который помещали 2 г смеси инкапсулированных микроорганизмов, и закрывали. Карман затем помещали в центр порции теста.

Тесто оставляли подниматься в течение дальнейших 15 минут.

Процесс выпечки проводили при 180°С в течение 40 минут.

На нижнюю полку печи помещали металлический лоток с 1/2 литра воды для создания внутри печи влажности перед помещением буханок хлеба в печь. Созданную внутри печи влажность измеряли перед помещением буханок хлеба в печь. Для достижения оптимального уровня влажности при выпечке буханки хлеба ставили в печь, когда влажность достигала значений от 60 до 70%. Как только порции теста были выпечены, микроорганизмы легко извлекали и передавали на анализ числа КОЕ.

Анализ числа КОЕ

Анализы числа КОЕ проводили для микроорганизмов до и после процесса выпечки с использованием метода, описанного ниже:

1) 10 г образца с 90 мл фосфатного буфера;

2) гомогенизатор Stomacher в течение 10 минут;

3) перемешивание образцов в течение 90 минут;

4) десятикратные разведения;

5) глубинный посев;

6) для ацидофильных лактобактерий использование среды МРС с цистеином;

7) для бифидобактерий использование среды МРС с мальтозой вместо лактозы;

8) инкубирование в течение 3 суток в анаэробных условиях;

9) подсчет микроорганизмов и расчет числа КОЕ/г.

Метод подробно описан в других источниках (К.G. de С.Lima et al./LWT - Food Science and Technology 42 (2009), 491-494).

У инкапсулированных пробиотических микроорганизмов сначала разрушали многослойную оболочку, окружающую микроорганизмы, используя ступку и пестик, а затем применяли вышеуказанный способ подсчета КОЕ.

Результаты

Вывод

Результаты, полученные выше, показывают, что инкапсулированные пробиотические микроорганизмы при использовании методики согласно настоящему изобретению являются устойчивыми к нагреванию при выпечке под воздействием влажности, присутствующей в тесте во время процесса выпечки.

Пример 12

Оценка теплостойкости инкапсулированных пробиотических микроорганизмов по настоящему изобретению в условиях полной выпечки

Цель

Оценка теплостойкости и жизнеспособности инкапсулированных пробиотических микроорганизмов при использовании методики согласно настоящему изобретению в условиях полной выпечки с использованием промышленного метода. Это исследование предназначено для того, чтобы продемонстрировать пригодность концепции инкапсулированных пробиотиков согласно настоящему изобретению, устойчивых к процессу выпечки, при котором они подвергаются напряжениям сдвига, влажности и нагреванию.

Краткий обзор

Цель этого исследования состояла в том, чтобы оценить устойчивость инкапсулированных пробиотиков согласно настоящему изобретению в процессе выпечки, используемом в промышленности. В соответствии с этим инкапсулированные пробиотики непосредственно добавляли в тесто, подвергаемое сначала напряжениям сдвига при замешивании и затем нагреванию и влажности в процессе выпечки. Этот процесс разработан так, чтобы имитировать процесс выпечки, который осуществляют в промышленном методе. Для этой цели инкапсулированные пробиотики согласно настоящему изобретению добавляли непосредственно в муку и другие ингредиенты, в которые затем добавляли воду (метод прямого добавления), и затем замешивали и выпекали. Соответственно, инкапсулированные пробиотики добавляли непосредственно в ингредиенты для приготовления теста и затем гомогенно распределяли в тесте посредством замешивания, при этом на них воздействовала влажная среда во время приготовления теста с последующим воздействием нагревания в процессе выпечки. После процесса выпечки проводили анализ числа КОЕ для определения жизнеспособности инкапсулированных микроорганизмов. Результаты анализа КОЕ ясно показали, что инкапсулированные микроорганизмы демонстрируют высокое значение жизнеспособности после процесса выпечки. Поэтому можно сделать вывод, что инкапсулированные пробиотики согласно настоящему изобретению определенно устойчивы к влажной среде в условиях сильного сдвига, существующих во время замешивания теста, а также к нагреванию в процессе выпечки.

Материалы

Ингредиенты для выпечки хлеба:

белая мука: 231 грамм;

оливковое масло: 18,7 грамм;

соль: 2 грамма;

дрожжи: 5 грамм;

инкапсулированные пробиотики: 2 грамма;

тесто перед выпечкой: 398,7 грамм;

хлеб после выпечки: 364,5 грамма.

Общая методика процесса выпечки

Инкапсулированные пробиотические микроорганизмы L. Addophillus и Bifidobacteria гомогенно смешивали со всеми остальными ингредиентами для выпечки хлеба (белый хлеб). Добавляли воду и затем замешивали тесто. Полученное тесто затем выпекали при 180°С, 70%-ной влажности в течение 40 минут. Этот процесс был следующим:

Оборудование

Миксер Kenwood: чан на 5 литров.

Приготовление теста

Поместить муку, дрожжи и инкапсулированные микроорганизмы в чан для смешивания.

Смешать вместе все ингредиенты.

Добавить масло и соль.

Постепенно добавлять воду до тех пор, пока мучная смесь не образует плотное тесто.

Оставить миксер включенным для замешивания теста в течение 10 минут.

Выключить миксер и оставить тесто выстаиваться в накрытом чане и подниматься в течение 30 минут.

Включить миксер на несколько секунд, чтобы "опустить" тесто.

Процедура выпечки

Сначала печь предварительно нагревали до 180°С, затем помещали в нее тесто. Выпечку проводили при 180°С в течение 40 минут. Металлический лоток, содержащий 1/2 литра воды, помещали на нижнюю полку печи для создания соответствующей влажности (относительная влажность примерно 70%) внутри печи перед помещением теста. Созданную внутри печи влажность измеряли перед выпечкой. Тесто помещали в форму для выпечки и выпекали в течение 40 минут (180°С и относительная влажность 70%). В конце выпечки снова проверяли влажность.

Условия выпечки

Влажность перед выпечкой: 70% (относительная влажность). Влажность после выпечки: 70% (относительная влажность).

Длительность выпечки: 40 минут.

После выпечки образец выпеченного хлеба передавали на определение числа КОЕ/г инкапсулированных микроорганизмов.

Анализ числа КОЕ

Анализы числа КОЕ проводили для инкапсулированных пробиотиков после процесса выпечки с использованием метода определения КОЕ, описанного ниже:

1) брали 20 г образца (выпеченный хлеб), к которому добавляли 90 мл стерильного фосфатного буфера;

2) эту смесь затем разрушали, используя ступку и пестик в течение нескольких минут;

3) добавляли дополнительные 160 мл стерильного фосфатного буфера в одноразовый стерильный пакет гомогенизатора Stomacher.

Эту смесь затем гомогенизировали в течение 2 минут с использованием гомогенизатора Stomacher.

Анализ числа КОЕ/г проводили с использованием следующей стандартной процедуры:

1) десятикратные разведения;

2) глубинный посев;

3) для ацидофильных лактобактерий использование среды МРС с цистеином;

4) для бифидобактерий использование среды МРС с мальтозой вместо лактозы;

5) инкубирование в течение 3 суток в анаэробных условиях;

6) подсчет микроорганизмов и расчет числа КОЕ/г.

Метод подробно описан в других источниках (К.G. de С.Lima et al./LWT - Food Science and Technology 42 (2009), 491-494).

Результаты

Результаты анализа КОЕ до и после выпечки суммированы в Таблице 5. Результаты анализа КОЕ ясно показывают, что инкапсулированные микроорганизмы демонстрировали теплостойкость в процессе полной выпечки и высокое значение жизнеспособности после процесса выпечки.

Вывод

Инкапсулированные пробиотики согласно настоящему изобретению устойчивы к нагреванию при выпечке во время промышленного изготовления, когда инкапсулированные пробиотики непосредственно добавляют ко всем ингредиентам и затем подвергают процессу замешивания при влажности, присутствующей в тесте, и затем нагреванию в процессе выпечки. Эти обнаружения ясно показывают, что препараты со слоями покрытия по изобретению обеспечивают пробиотики необходимой защитой, чтобы выдержать все стадии изготовления хлебобулочного изделия, включая напряжения сдвига при замешивании, относительно высокую влажность и нагревание при выпечке.

Способ

1. Абсорбция микроорганизмов на микрокристаллическом субстрате ядра

Lactobacillus acidophilus и Bifidobacterium абсорбировали на МКЦ-субстрате исходя из соотношения 38:62 соответственно. Для этой цели готовили 30%-ную суспензию микроорганизмов и мальтодекстрина и трегалозы на водной основе. Концентрация микроорганизмов в этой суспензии составляла примерно 15% (масс./масс.). Абсорбцию проводили при конечной температуре менее 35°С, чтобы избежать воздействия на микроорганизмы высоких температур и, таким образом, высокотемпературного повреждения.

2. Первый слой покрытия с использованием стеариновой кислоты

Нанесение покрытия проводили с использованием устройства для нанесения покрытия в псевдоожиженном слое на основе метода горячего плавления. Для этой цели стеариновую кислоту распыляли на МКЦ-субстрат с абсорбированными микроорганизмами при 40°С с получением 40%-ного прироста массы. Поток входящего воздуха регулировали так, чтобы он был низким.

3. Второй слой покрытия - энтеросолюбильное покрытие

Альгинат натрия использовали в качестве энтеросолюбильного полимера. Готовили водный раствор альгината натрия (2% масс./масс.). Раствор альгината натрия распыляли на микроорганизмы с нанесенным покрытием до получения прироста массы на 15%.

4. Третий слой покрытия - теплостойкое покрытие

Хитозан использовали в качестве теплостойкого полимера для третьего слоя покрытия. Сначала готовили водный раствор хитозана (4% масс./масс.) с рН 5 при использовании HCl. Полученный раствор распыляли на микроорганизмы с нанесенным покрытием до получения прироста массы на 30% (масс./масс.).

Хотя это изобретение описано в аспекте некоторых конкретных примеров, возможны многие модификации и изменения. Поэтому понятно, что в объеме прилагаемой формулы изобретения изобретение может быть реализовано иным способом, чем конкретно описанный.

Реферат

Изобретение относится к продуктам здорового питания. Предложены гранулы пробиотиков, содержащие ядро, включающее пробиотические микроорганизмы и субстрат, в котором абсорбированы указанные микроорганизмы и по меньшей мере три слоя, включающих внутренний масляный слой, покрывающий указанное ядро, и первый внешний слой и второй внешний слой. При этом указанный первый внешний слой представляет собой слой энтеросолюбильного покрытия, содержащий pH-чувствительный полимер, выбранный из группы, включающей альгиновую кислоту, альгинат аммония, альгинат натрия, калия, магния или кальция. Указанный второй внешний слой представляет собой слой внешнего теплостойкого покрытия. Предложены способы изготовления гранул, а также пищевой продукт, содержащий вышеуказанные гранулы. Изобретение позволяет получить пробиотические гранулы, адаптированные выдерживать высокие температуры выпечки при тепловой обработке пищевых продуктов. 4 н. и 7 з.п. ф-лы, 1 ил., 5 табл., 13 пр.

Формула