Продукт для хранения лиофилизированных молочно-кислых бактерий, смешанных с порошком для раствора для пероральной регидратации
Настоящее изобретение относится к упаковке продуктов, чувствительных к влаге. Пробиотический продукт включает лиофилизированные молочно-кислые бактерии, смешанные с безводным порошком для раствора для пероральной регидратации. При этом лиофилизированные молочно-кислые бактерии и безводный порошок для раствора для пероральной регидратации упакованы в фольгу с осушителем, интегрированным в фольгу. Предложен также способ длительного хранения жизнеспособных лиофилизированных пробиотических молочнокислых бактерий. Способ включает обеспечение безводного порошка для раствора для пероральной регидратации; смешивание лиофилизированных молочно-кислых бактерий с безводным порошком для раствора для пероральной регидратации; упаковку смешанных лиофилизированных молочно-кислых бактерий и безводного порошка для раствора для пероральной регидратации в упаковку, включающую химический осушающий материал, введенный в слой фольги; и герметизацию упаковки. Изобретение позволяет продлить срок годности пробиотического продукта. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл., 4 пр.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к упаковке продуктов, чувствительных к влаге, следовательно, к продлению срока годности такого продукта. В частности, настоящее изобретение относится к продлению срока годности лиофилизированных молочно-кислых бактерий, смешанных с порошком для получения раствора для пероральной регидратации (ORS). Продукт представляет упаковку, включающую два осушителя: один осушитель интегрирован в материал фольги, а второй осушитель представляет безводный ORS. Также настоящее изобретение относится к способам получения таких продуктов.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Пробиотики представляют пищевые добавки из живых микробов, которые благотворно воздействуют на здоровье хозяина, улучшая кишечный микробный баланс. В настоящее время в качестве пробиотиков используют множество различных бактерий, например бактерии, продуцирующие молочную кислоту, такие как штаммы Lactobacillus и Bifidobacteria. Бактерии, продуцирующие молочную кислоту, используют не только из-за оказываемого ими благотворного воздействия на здоровье человека и животного, но и из-за их широкого применения для процессов ферментации в пищевой промышленности. Как правило, микроорганизмы, представленные на рынке для этих целей, имеют лиофилизированную порошкообразную форму в среде с низким содержанием влаги.
Общей проблемой, возникающей при использовании препаратов из лиофилизированных микроорганизмов, является ограниченная стабильность клеток при хранении. Например, со временем микроорганизмы становятся менее жизнеспособными, что в результате приводит к необходимости высоких дозировок для того, чтобы компенсировать такую потерю активности.
Общеизвестно использование алюминиевой фольги в качестве упаковочного материала для хранения микроорганизмов, и наиболее предпочтительна фольга, имеющая слой пластика на внешней стороне поверхности, а именно, алюминиевая фольга, ламинированная полиэтиленом, в качестве упаковочного материала для снижения воздействия кислорода и влаги на лиофилизированные молочно-кислые бактерии.
Хотя в качестве барьера против влаги может быть использована традиционная упаковка, ограничивающая проникновение влаги в упаковку, некоторые молекулы влаги все еще могут пройти в упаковку и оказать негативное воздействие на содержащийся в ней продукт. Дополнительно, даже в случаях, когда барьерные материалы эффективны для ограничения прохождения молекул воды через упаковку, за счет определенных характеристик упаковка все еще пропускает молекулы воды, например, по краям соединенной сварным швом упаковки. Также момент упаковки лиофилизированных микроорганизмов, с точки зрения абсорбции влаги, является по существу слабым местом.
Одним из решений по поддержанию по существу низкого или фактически отсутствующего уровня влаги в упаковке является введение саше с осушающим материалом во внутреннее пространство упаковки для удаления влаги из свободного пространства над продуктом в упаковке. Как правило, осушающий материал, содержащийся в саше, имеет порошкообразную или гранулированную форму и может высыпаться из саше, или выброс может происходить иным образом, загрязняя, таким образом, продукт или продукты, содержащиеся в упаковке. Потребление известных на рынке осушителей не подходит для людей, страдающих, например, диареей. Напротив, это может оказать негативное воздействие. Однако эту проблему решает настоящее изобретение, целью которого является расположение осушителя внутри саше для потребления.
Традиционные осушающие материалы представляют «физические» осушающие материалы, такие как цеолит, которые связывают молекулы воды в полости пор материала.
Как правило, физические осушающие материалы абсорбируют воду при высоких уровнях влажности, но прекращают поглощать влагу, когда поры физического осушающего материала заполнятся. Следовательно, физические осушающие материалы могут быть не эффективны при высоких уровнях влажности.
Другим типом осушающего материала являются агенты, образующие гидраты, такие как соли. Традиционными солями, которые могут быть использованы в качестве осушающего материала, являются сульфат магния, двухосновный фосфат натрия, хлорид аммония, карбонат калия, калий-алюминий дисульфат, хлорид магния, диаммоний сульфат, нитрат натрия, хлорид кальция и сульфат кальция, хотя также хорошо известны многие другие. На осушающую способность этих материалов значительное воздействие оказывает относительная влажность в упаковке. Как правило, агент, образующий гидрат, не поглощает воду до достижения определенных значений относительной влажности, при которых образуются первые гидратные формы. В случае хлорида кальция, например, первый гидрат образуется при достижении относительной влажности (RH) менее чем два процента. Тогда вода поглощается солью, образующей гидрат, до тех пор, пока соль образует первый гидрат. Но соль не поглощает никакой дополнительной влаги, пока относительная влажность не достигнет второго уровня, при котором образуют вторые гидраты. Этот процесс непрерывный за счет множества гидратов, образуемых агентом, при этой точке вещество начинает растворяться, и образуется насыщенный раствор. Затем воду поглощает насыщенный раствор.
Хотя эти соли могут быть эффективны для удаления из газа молекул воды, которые могут содержаться в пространстве над продуктом в упаковке, соль только связывает молекулы воды, молекулы воды могут легко выделяться обратно в упаковку. Это известно как дыхание и может вызывать поглощение влаги из воздуха (капли воды и превращение в жидкость) внутри упаковки. Как правило, такое может происходить, если соль становится насыщенной, и если температура упаковки повышается, или если давление в упаковке понижается, что может происходить во время транспортировки или хранения упаковки.
Дополнительно, соли могут не позволить достичь такого уровня влаги в упаковке, который необходим для защиты чувствительного к влаге продукта, содержащегося в ней. Как правило, поскольку соли имеют различные уровни гидратации, влажность может оставаться на определенном уровне без снижения до изменения гидратации. Эти соли могут быть использованы для поддержания определенных уровней влажности в свободном пространстве над продуктом. Например, для определенных продуктов требуется поддержание определенного уровня влаги или влажности в свободном пространстве над продуктом. Контроль влажности в свободном пространстве над продуктом может осуществляться введением подходящих агентов, образующих гидраты.
Также могут быть использованы осушающие материалы, не образующие гидраты, такие как столовая соль (NaCl) или бромид калия (KBr). Например, столовая соль не может абсорбировать влагу при относительной влажности ниже около 75 процентов. При достижении 75 процентной относительной влажности образуется насыщенный раствор, который непрерывно поглощает влагу.
В другом типе осушителя используют технологию химического осушения. Химические осушающие материалы, как правило, абсорбируют влагу при всех уровнях влажности и продолжают поглощать влагу при высоких уровнях относительной влажности. В патентной публикации US № 20070160789 Al описывается гибкая упаковка из фольги с многослойным пластиковым полимером с химическим осушающим материалом, введенным в слой из фольги. Предпочтительно фольга представляет полиэтилен, выбранный из группы, состоящей из полиэтилена сверхнизкой плотности, полиэтилена низкой плотности, линейного полиэтилена низкой плотности, полиэтилена средней плотности и полиэтилена высокой плотности. В изобретении используют такие осушители, как оксид кальция (предпочтительный), оксид магния, оксид бария, оксид стронция, оксид алюминия, частично гидратированный оксид алюминия, сульфат магния, двухосновный фосфат натрия, хлорид алюминия, карбонат калия, калий-алюминий дисульфат, хлорид магния, диаммония сульфат, нитрат натрия, хлорид кальция, сульфат кальция, хлорид натрия, бромид калия, молекулярные сита, глины или любой другой осушающий материал, используемый в настоящем изобретении.
Оральная регидратация (ORT) является простым, дешевым и эффективным лечением дегидратации, ассоциируемой с диареей. ORT состоит из раствора солей и сахаров, который вводят перорально, и которые также называют раствором для пероральной регидратации (ORS) и смесью для пероральной регидратации (ORF). ORT используют во всем мире, но это наиболее важно для развивающихся стран, где она спасает миллионы детей от смерти, вызванной диареей, - второй по значимости причине смерти детей в возрасте до пяти лет. Для оценки эффективности введения молочно-кислых бактерий в растворе для пероральной регидратации провели несколько исследований. Например, проведенные многоцентровые исследования для оценки эффективности Lactobacillus GG, вводимой в растворе для пероральной регидратации пациентам с острой фазой приступа диареи любой этиологии, показали, что введение раствора для пероральной регидратации, содержащего Lactobacillus GG, детям с острой диарей безопасно и снижает длительность диареи, снижает шансы на длительное течение и ведет к более быстрой выписке из больницы (J Pediatr Gastroenterol Nutr. 2(K)O Jan;30(t):54~60). Однако, как указывалось выше, проблема состоит в том, что лиофилизированные молочно-кислые бактерии требуют низкой активности воды (как правило aw<0,2) в порошкообразной матрице для оптимального срока хранения при комнатной температуре без значительной потери жизнеспособности.
В виду очень высокой гигроскопичности (способности привлекать молекулы воды из окружающей среды) порошка для раствора для пероральной регидратации, однако до настоящего времени не удавалось смешать лиофилизированные молочно-кислые бактерии с ORS порошкообразной формы и сохранять бактерии жизнеспособными во время хранения при комнатной температуре в течение длительного периода времени. Изменяющееся качество при хранении живых пробиотических культур в результате приводит к непредсказуемым потерям дозировки и активности препаратов, вводимых пациентам с острой водянистой диареей, и это является трудной для решения технологической проблемой, в частности, в развивающихся странах.
С точки зрения хранения способ тестируют в настоящем изобретении для оценки того, могут ли какие-либо смеси солей успешно работать в качестве осушителей внутри упаковки, смешанными с лиофилизированными Lactobacillus reuteri. Упаковку получают из материала фольги, описанного в US20070160789 A1. Неожиданно авторы настоящего изобретения установили, что L. reuteri, смешанные с безводным ORS, успешно хранятся в течение по меньшей мере 12 месяцев при температуре 30°C, что означает более длительное время хранения при более низких температурах. Ранее не были описаны данные о такой преимущественной стабильности при хранении. Насколько известно авторам настоящего изобретения, таких продуктов в мире не существует.
Подводя итог, до настоящего времени не удалось смешать лиофилизированные молочно-кислые бактерии с порошкообразным ORS и сохранить бактерии жизнеспособными при комнатной температуре в упаковке любой формы в течение длительного периода времени. Настоящее изобретение предлагает решение этой проблемы удалением влаги в две стадии двумя различными осушителями. Первый осушитель представляет безводный ORS, работающий в качестве осушителя, окружающий микроорганизмы в момент упаковки, а второй осушитель, находящийся в фольге, абсорбирует влагу, которая может появиться в процессе хранения. При использовании безводного ORS, оба функционируют как осушитель, который не нуждается в удалении, одновременно выполняя роль раствора для пероральной регидратации.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к способу упаковки продуктов, чувствительных к влаге, следовательно, к продлению срока годности такого продукта, в частности, продлению срока годности лиофилизированных молочно-кислых бактерий, смешанных с порошком для получения раствора для пероральной регидратации (ORS). Упаковка включает два осушителя: один осушитель интегрирован в материал фольги, а второй осушитель представляет безводный ORS.
Один объект настоящего изобретения относится к продлению срока годности лиофилизированных молочно-кислых бактерий, смешанных с порошкообразной формой для получения раствора для пероральной регидратации (ORS).
Другой объект настоящего изобретения относится к упаковке, включающей два осушителя для удаления влаги в две стадии для хранения лиофилизированных молочно-кислых бактерий.
Другой объект относится к саше с двумя осушителями: один осушитель интегрирован в материал фольги, как описано в US20070160789 Al, а другой осушитель представляет безводный ORS, находящийся свободно внутри саше и окружающий продукт.
Другие объекты и преимущества будут видны для специалиста, и эти преимущества и объекты входят в объем притязаний настоящего изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР
Фигура 1 - график, показывающий жизнеспособность Lactobacillus reuieri с различными осушителями при температуре +30°C ежемесячно вплоть до 12 месяцев:
1 ) L.reuteri + фольга с осушителем
2) L.reuteri + фольга с осушителем + безводный ORS
3) L.reuteri + фольга с осушителем + не безводный ORS
4) L.reuteri + фольга с осушителем + безводный ORS
5) L.reuteri + фольга с осушителем + не безводный ORS.
ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ И ВАРИНТОВ ЕГО ВОПЛОЩЕНИЯ
Способ и устройство по настоящему изобретению относятся к упаковке продуктов, чувствительных к влаге, следовательно, к продлению срока годности такого продукта, в частности, продлению срока годности лиофилизированных молочно-кислых бактерий, смешанных с порошкообразной формой для получения раствора для пероральной регидратации (ORS). Упаковка включает два осушителя: один осушитель интегрирован в материал фольги, а второй осушитель представляет безводный ORS. Фольга предпочтительно получена из алюминия с подходящим защитным покрытием, таким как полиэтилен или лак. Причиной является то, что алюминиевая фольга представляет барьер, отличающийся от хорошо известных барьеров от влаги, а описываемый в настоящей патентной заявке продукт очень чувствителен к влаге. Тестирование барьерных характеристик упаковки проводят согласно способам, известным из предшествующего уровня техники (Allinson et at International Journal of Pharmaceutics Volume 221, Issues 1-2. 19 June 2001, страницы 49-5).
Используемый в описании настоящей патентной заявки термин «безводный ORS» относится к компонентам порошкообразного ORS, являющимся безводными, то есть свободными от воды. Компоненты могут быть закуплены в безводной форме или могут быть получены безводными при использовании способов, известных из предшествующего уровня техники.
Целью настоящего изобретения является обеспечение способа и устройства, которые в результате позволяют выживать лиофилизированным молочно-кислым бактериям в течение такого срока, как 12 месяцев, при температуре хранения около +30°C в количестве по меньшей мере 10E+07 КОЕ/грамм (начиная с 5×10E+ 09 КОЕ/грамм), и предпочтительно по меньшей мере 10E+08 КОЕ/грамм и наиболее предпочтительно 10E+09 КОЕ/грамм при этой температуре и отправной точке. Эта стабильность, как известно, приводит к максимальным потерям через около 18 месяцев хранения продукта при темпеатуре +25°C и менее и когда температура ниже. Это означает, что целью является хранение в течение 18 месяцев при температуре +25°C с достижением по меньшей мере 10E+07 КОЕ/грамм (начиная с 5×10E+09 КОЕ/грамм), а предпочтительно по меньшей мере 10E+08 КОЕ/грамм и наиболее предпочтительно 10E+09 КОЕ/грамм при этой температуре и отправной точке.
Признаки настоящего изобретения будут более ясны из следующих приведенных в качестве иллюстрации не ограничивающих примеров.
ПРИМЕР 1
Тестируемые параметры
В примерах тестируют способ по настоящему изобретению для оценки достижения хранения по меньшей мере в течение 12 месяцев при температуре 30°C при смешивании солей раствора ORS с лиофилизированными L. reuteri в саше, как ускоренное исследование, которое, как известно, означает более длительное время хранения при более низких температурах. Новый способ получения включает применение нового материала фольги с осушителем, как описано в US20070160789 Al.
Проводимое исследование состоит из пяти различных тестируемых параметров, приведенных в Таблице:
| Таблица 1 | |||||
| Тестируемый параметр | L. reuteri DSM | Безводный ORS | ORS | PET12/PE/ALU 12/PE/PE+ осушитель/PE от Alcan* |
PETP12/ALU 9/LLDPE70 от Amcor Flexibles** |
| 1 | X | X | |||
| 2 | X | X | X |
| 3 | X | X | X | ||
| 4 | X | X | X | ||
| 5 | X | X | X | ||
| * Фольга с интегрированным осушителем, как описано в US20070I60789 Al. **Контрольная фольга без интегрированного осушителя. |
ПРИМЕР 2.
Получение саше, включающего смесь L. reuteri в безводном порошкообразном ORS
| Безводный ORS содержит: | |
| L.reuteri DSM 17938: | 68,000 мг/саше около 10E+11 КОЕ/грамм |
| Безводная глюкоза: | 3781,000 мг/саше |
| Безводный цитрат натрия: | 866,000 мг/саше |
| Хлорид калия: | 379,000 мг/саше |
| Хлорид натрия: | 365,000 мг/саше |
| Сульфат цинка: | 4,000 мг/саше |
| ИТОГО | 5463,000 мг/саше |
Смесь заполняют при комнатной температуре в пакетики из алюминиевой фольги с осушителем (10 см × 12 см, при использовании упаковочного материала PET12/PE/ALU 12/PE/PE+осушитель/PE от Aican) на столе LAF (Holten Laminair Model S-2010 1.2 от Heio-Holten A/S, Denmark) в микробиологической лаборатории BioGaia Lund. В каждый пакетик добавляют 5,46 г порошкообразного ORS, L. reuteri добавляют при использовании весов XP-600 от Denver Instrument GmbH. Germany. Затем заполненные пакетики из алюминиевой фольги заваривают при использовании устройства для сварки фольги модель F460/2 от Kettenbaum Folienschweisstechnik GmbH & Co. KG, Germany. Поскольку проницаемость влаги по существу отсутствует, в частности, при толщине алюминия более чем 0,025 мм, следовательно, он наиболее предпочтителен; заваривание является чувствительной частью укупоривания, это означает, что используемое сварное устройство должно выполнять высококачественные непрерывные сварные швы без нарушения герметичности, как известно в данной области техники. Также эти пакетики используют в исследовании, описанном в Примере 2.
ПРИМЕР 3
Исследование стабильности лиофилизированных L.reuteri DSM 17938 во время хранения порошкообразного раствора для пероральной регидратации (ORS) при температуре 30°C в течение 12 месяцев
Оценивают жизнеспособность порошкообразного L. reuteri DSM 17938 по предшествующему уровню техники № 1012 BioGaia AB. Stockholm, Sweden (спецификация на продукт PS137) в порошкообразном растворе для пероральной регидратации от Norfoods AB, Sweden. Безводный порошкообразный ORS получают по Примеру 1. Тестируют параметры, приведенные в Таблице 1. Образцы хранят в климатических камерах при температуре 30°C/65% ОВ от BioGaia AB Lund, Sweden.
ПРИМЕР 4
Результаты приведены на Фигуре 1. Микроорганизмы хранят в фольге с интегрированным осушителем и безводным ORS, неожиданно (график 2 на Фигуре 1) продемонстрирована почти такая же жизнеспособность, что и у организмов, хранящихся без ORS (график 1 на Фигуре 1).
Микроорганизмы, хранящиеся в фольге с интегрированным осушителем, демонстрируют большую жизнеспособность в процессе хранения по сравнению с микроорганизмами, хранящимися в фольге без осушителей, поскольку осушитель в фольге абсорбирует почти всю влагу в пакетике в процессе хранения. Но фольга только с осушителем и безводным ORS (график 3 на Фигуре 1) имеют недостатки, поскольку жизнеспособность микроорганизмов хуже по сравнению с микроорганизмами, хранящимися в фольге с интегрированным осушителем и безводным ORS (график 2 на Фигуре 1).
В заключении, ни только один безводный ORS, ни только одна фольга с интегрированным осушителем не способны обеспечить продукт с достаточным сроком годности. Хранение, включающее их оба вместе, приводит к сохранению активности в конце срока годности.
Настоящее изобретение описано со ссылкой на конкретные варианты воплощения настоящего изобретения, специалисту в области техники, к которой относится настоящее изобретение, следует понимать, что настоящее изобретение имеет многочисленные изменения, модификации и варианты, и все такие изменения, модификации и варианты входят в объем притязаний по настоящему изобретению.
1. Пробиотический продукт, включающий лиофилизированные молочно-кислые бактерии, смешанные с безводным порошком для раствора для пероральной регидратации, лиофилизированные молочно-кислые бактерии и безводный порошок для раствора для пероральной регидратации упакованы в фольгу с осушителем, интегрированным в фольгу.
2. Пробиотический продукт по п.1, в котором фольга включает алюминий.
3. Пробиотический продукт по п.2, в котором фольга дополнительно включает слой полиэтилена.
4. Пробиотический продукт по п.1, в котором осушитель, интегрированный в материал фольги, включает оксид кальция.
5. Пробиотический продукт по п.1, в котором лиофилизированные молочно-кислые бактерии представляют Lactobacillus reuteri.
6. Пробиотический продукт по п.1, в котором после 12 месяцев хранения при температуре около +30°C количество Lactobacillus reuteri составляет по меньшей мере 10Е+07 КОЕ/грамм, начиная с 5×10Е+09 КОЕ/грамм Lactobacillus reuteri.
7. Пробиотический продукт по п.6, где после 12 месяцев хранения Lactobacillus reuteri составляет по меньшей мере 10Е+08 КОЕ/грамм.
8. Пробиотический продукт по п.7, где после 12 месяцев хранения Lactobacillus reuteri составляет по меньшей мере 10Е+09 КОЕ/грамм.
9. Способ длительного хранения жизнеспособных лиофилизированных пробиотических молочнокислых бактерий, включающий:
a) обеспечение безводного порошка для раствора для пероральной регидратации;
b) смешивание лиофилизированных молочно-кислых бактерий с безводным порошком для раствора для пероральной регидратации;
c) упаковку смешанных лиофилизированных молочно-кислых бактерий и безводного порошка для раствора для пероральной регидратации в упаковку, включающую химический осушающий материал, введенный в слой фольги; и
d) герметизацию упаковок таким образом, что герметизация является неповрежденной.
10. Способ по п.9, где фольга является алюминиевой фольгой.
11. Способ по п.10, где фольга дополнительно включает слой полиэтилена.
12. Способ по п.9, где осушитель, интегрированный в материал фольги, включает оксид кальция.
13. Способ по п.9, где лиофилизированные молочно-кислые бактерии представляют Lactobacillus reuteri.
