Stabiliser of colour in bacterial composition

Изобретение относится к области биотехнологии. Предложено применение соли угольной кислоты в качестве стабилизатора цвета в бактериальной композиции, содержащей бактериальные клетки, относящиеся к роду Bifidobacterium, и аскорбат. Изобретение позволяет снизить красное окрашивание в бактериальной композиции, содержащей клетки Bifidobacterium и аскорбат. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 пр.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к бактериальной композиции, которая имеет продолжительный срок годности, и способу производства таких композиций. Изобретение дополнительно относится к пищевым продуктам, содержащим бактериальную композицию.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В нескольких патентных документах описываются бактериальные составы, которые смешивают со специфическим эксципиентом или носителями, которые, как заявляется, повышают сохранность бактериальных составов. Другие патентные документы относятся к снижению активности воды (aw) бактериального состава, например, за счет добавления SiO₂, который должен связывать некоторое количество воды. Кроме того, для удаления воды был использован осушитель в различных видах.

В патенте США 4956295 описываются высушенные лактобактерии, смешанные с силикагелевым адсорбентом. Заявляется, что смеси можно хранить без охлаждения.

В патентах США 7122370В и 7229818В описан состав, содержащий пробиотические бактерии с моновалентными солями альгиновой кислоты, где состав обладает активностью воды между 0,01 и 0,07 и где при экспозиции в кислой среде образуется гель альгиновой кислоты, который защищает пробиотические бактерии от антибиотического влияния кислой среды. Перед смешиванием с бактериями альгинат высушивают до содержания влаги ниже 5%.

В патенте ЕР1482811В описывается способ получения пищевого продукта, содержащий стадии

а) смешивания препарата жизнеспособных микроорганизмов и дополнительных компонентов,

b) высушивания смеси до активности воды ниже 0,3,

c) уплотнения смеси

d) покрытия и

e) смешивания с пищевым продуктом.

В патенте США 2005/0100559 описывается сухая бактериальная композиция, обладающая активностью воды меньше чем 0,5.

В патенте США 6953592В описывается не пенящаяся водорастворимая или диспергируемая в воде углеводная матрица, содержащая газовые включения в закрытых порах в количестве, достаточном для ускорения растворения или дисперсии матрицы при контакте с водой.

В патенте США 2005/0266069 заявляется жизнеспособный и устойчивый пробиотический состав, нацеленный на кишечник, содержащий: большое число пробиотических микрогранул, каждая из которых содержит: внутреннюю часть, содержащую одну или несколько пробиотических бактерий, целлюлозный эксципиент, разрыхлитель и одну или несколько добавок; и кишечнорастворимую оболочку, способную быть устойчивой к жидкостям желудка, имеющая уровень остаточной влаги меньше чем 5% и активность воды (aw) между 0,1 и 0,5.

В патенте WO 2005/063200 описывается пробиотическая таблетка, содержащая пробиотический микроорганизм (например, Lactobacillus GG) и другие активные в отношении питания ингредиенты в двух зонах; причем первая зона содержит указанный пробиотический микроорганизм, а вторая зона содержит по меньшей мере один указанный другой активный ингредиент. Активность воды в первой зоне должна составлять не более чем 0,2. Заявляется, что получена удовлетворительная жизнеспособность микроорганизмов, несмотря на относительно высокое в целом содержание влаги.

В патенте WO08048731A заявляется способ продления срока годности LGG-содержащего порошкового алиментарного состава за счет снижения активности воды LGG-содержащего состава до меньше чем около 0,16 и поддержания температуры состава при 25 градусах С или ниже.

В патенте США 7037708В описывается композиция, которая содержит по меньшей мере одну Lactobacillus plantarum в связанной с носителем форме, которая а) имеет размер частиц по меньшей мере около 0,1 мм и b) содержит от около 10Е10 до 10Е12 КОЕ/г по меньшей мере одного вида микроорганизмов; с) имеет активность воды (aw) меньше чем 0,15 и d) спрессована. Описано, что культура может содержать шипучую добавку.

Тем не менее, ни один из этих бактериальных составов с коммерческой точки зрения не удовлетворителен, особенно в отношении бифидобактериальных клеток. Поэтому существует необходимость в улучшенных композициях, содержащих бактериальные клетки, обладающих улучшенной стабильностью и повышенной доставкой жизнеспособных бактериальных клеток.

В частности, существует необходимость в создании устойчивых композиций, содержащих бифидобактериальные штаммы, которые ранее было крайне затруднительно хранить длительное время при комнатной температуре.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Авторами настоящего изобретения неожиданно было обнаружено, что таблетка, которая содержит клетки штамма Bifidobacterium и соль угольной кислоты бикарбонат натрия, обладает превосходной устойчивостью, особенно при хранении в условиях, предохраняющих от воздействия влаги внешней среды, например в запаянном алюминиевом контейнере или упаковке, или в закрытом стеклянном контейнере. Устойчивость наиболее выражена при воздействии на защищенные таблетки высокой температурой в течение длительного периода времени.

Кроме того, авторы изобретения обнаружили, что добавление соли угольной кислоты к композиции, содержащей клетки штамма Bifidobacterium, неожиданно предотвращает или снижает изменение цвета (красное окрашивание), которое обычно наблюдается во время хранения.

Основываясь на этих неожиданных находках, настоящее изобретение относится к способу стабилизации (например, повышения стабильности и/или снижения/предотвращения изменения цвета) композиции, содержащей живые клетки штамма Bifidobacterium, путем добавления к композиции соли угольной кислоты. В особенности, изобретение относится к способу улучшения устойчивости цвета композиции, содержащей бактериальные клетки, причем указанный способ предусматривает смешивание бактериальных клеток с солью угольной кислоты.

Настоящее изобретение может быть рассмотрено как способ улучшения стабильности/срока годности бактериальной композиции, и, таким образом, настоящее изобретение также относится к способу получения бактериальной композиции с улучшенной повышенной/улучшенной/продленной стабильностью/сроком годности, который содержит следующие стадии:

а) получение порошка посредством смешивания бактериальных клеток, предпочтительно принадлежащих роду Bifidobacterium, и носителя, содержащего соль угольной кислоты; и

b) необязательно, прессование порошка с формированием таблетки или пеллета.

Изобретение также относится к стабилизованным композициям и пищевому продукту, содержащему стабилизованную композицию, либо входящую в состав пищевого продукта, либо упакованную наряду с пищевым продуктом.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

В первом аспекте настоящее изобретение относится к способу получения бактериальной композиции (например, улучшения жизнеспособности клеток и/или уменьшения изменения цвета композиции), который содержит следующие стадии:

а) получение порошка путем смешивания бактериальных клеток и носителя, содержащего соль угольной кислоты (или карбонатную соль); и

b) необязательно, прессование порошка.

Кроме того, изобретение относится к способам i) увеличения времени жизнеспособности бактериальных клеток в композиции, или ii) предотвращения или уменьшения изменения цвета бактериальной композиции, или iii) увеличения срока годности бактериальной композиции, или iv) повышения стабильности бактериальной композиции, эти способы содержат следующие стадии:

а) получение порошка путем смешивания бактериальных клеток и носителя, содержащего соль угольной кислоты (или карбонатную соль); и

b) необязательно, прессование порошка.

В интересующем варианте осуществления изобретения способ используют для улучшения стабильности (включая устойчивость цвета) композиции, содержащей бактериальные клетки, путем смешивания бактериальных клеток с солью угольной кислоты.

Должно быть понятно, что целью стадии смешивания а) является приведение бактериальных клеток в контакт с солью, и поэтому последовательность смешивания неважна. Таким образом, бактериальные клетки могут быть смешаны с носителем до и/или после и/или одновременно со смешиванием с солью. В настоящее время предпочитается, чтобы все составляющие смешивались одновременно.

При прессовании порошка продукт способа по изобретению будет представлять собой бактериальную композицию в форме порошка или твердой форме, такой как таблетка или пеллет.

Соль угольной кислоты предпочтительно выбирают из группы, состоящей из карбоната натрия, бикарбоната натрия, сесквикарбоната натрия, карбоната калия, бикарбоната калия, сесквикарбоната калия, карбоната магния, глицинкарбоната натрия, карбоната L-лизина, карбоната аргинина, аморфного карбоната кальция, карбоната аммония, бикарбоната аммония и их сочетаний, и на сегодняшний день самая предпочтительная соль представляет собой бикарбонат натрия.

Носитель в пункте а) может дополнительно содержать кислотный компонент, такой как органическая кислота, предпочтительно, в виде порошка.

Кислотный компонент предпочтительно выбирают из группы, состоящей из лимонной кислоты, винной кислоты, амалиновой кислоты, фумаровой кислоты, адипиновой кислоты, молочной кислоты, янтарной кислоты, вторичного кислого фосфата натрия, первичного кислого фосфата натрия и их сочетаний.

В одном из вариантов осуществления изобретения способ дополнительно может включать стадию высушивания, такую как высушивание замораживанием, высушивание вакуумом, высушивание с помощью осушителя или нагревание. Стадия высушивания может быть осуществлена:

i) до стадии смешивания (т.е. высушивают одну или несколько бактериальных клеток или носитель); и/или

ii) после стадии смешивания (т.е. высушивают смесь) и/или

iii) после необязательной стадии прессования (т.е. высушивают таблетку или пеллет).

Бактериальные клетки, предпочтительно, представляют собой клетки, продуцирующие молочную кислоту и/или пробиотические клетки, такие как бактериальные клетки, относящиеся к роду, выбранному из группы, содержащей: Bifidobacterium, Lactobacillus и Streptococcus. В настоящее время предпочитается, чтобы бактериальные клетки относились к виду, выбранному из группы, состоящей из: Lactobacillus casei, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus reuteri, Lactobacillus bifidum, Lactobacillus gasseri, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus johnsonii, Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus fermentum, Lactobacillus paracasei, Lactobacillus crispatus, Bifidobacterium longum, Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium lactis, Bifidobacterium brevis, Bifidobacterium animalis, Bifidobacterium adolescentis, Bifidobacterium infantis, Streptococcus thermophilus и Lactococcus lactis, такие как бактериальные клетки, относящиеся к штамму, выбранному из группы, состоящей из: ВВ-12®, LA-1, LA-5, BB-02, Bifidobacterium animalis штамм DSM15954, Bifidobacterium longum подвид infantis штамм DSM15953, Bifidobacterium longum подвид longum штамм DSM15955, Enterococcus faecium штамм DSM15958, Lactobacillus acidophilus штамм DSM13241, Lactobacillus delbrueckii подвид bulgaricus штамм DSM15956, Lactobacillus helveticus штамм DSM14998, Lactobacillus helveticus штамм DSM14997, Lactobacillus lactis штамм DSM14797, Streptococcus thermophilus штамм DSM15957, Lactobacillus fermentum штамм АТСС55845 и Lactobacillus rhamnosus штамм АТСС55826 и мутанты или варианты любого из них. На сегодняшний день самое предпочтительное, чтобы бактериальные клетки относились к штамму бифидобактерий ВВ-12® или чистому ВВ-12®.

Носитель может дополнительно содержать компонент, выбранный из группы, состоящей из: неорганической кислоты или ее соли, органической кислоты или ее соли, углевода, лактозы, сахарного спирта, растворимых волокон и крахмала.

Способы по изобретению могут включать дополнительные стадии, такие как стадию покрытия (на которой, например, таблетку/пеллет по изобретению покрывают способом, известным специалисту в данной области) и/или стадию упаковки, например, содержащую помещение порошка или спрессованного порошка (таблетки/пеллета) в герметичный контейнер, например, сделанный из алюминия и/или полимера.

2. Способ по п.1 для получения бактериальной композиции в отсутствие или с уменьшенным изменением цвета, который содержит следующие стадии:

а) получение порошка путем смешивания бактериальных клеток и носителя, содержащего соль угольной кислоты; и

b) необязательно, прессование порошка для формирования таблетки или пеллета.

3. Способ по п.1 для получения бактериальной композиции с улучшенной жизнеспособностью клеток и/или увеличенным сроком годности/или повышенной стабильностью, который содержит следующие стадии:

а) получение порошка путем смешивания бактериальных клеток и носителя, содержащего соль угольной кислоты; и

b) необязательно, прессование порошка для формирования таблетки или пеллета.

4. Способ по п.1 для улучшения жизнеспособности клеток в композиции, содержащей бактериальные клетки, содержащий смешивание бактериальных клеток с солью угольной кислоты.

5. Способ по п.1 для улучшения цветовой стабильности композиции, содержащей бактериальные клетки, содержащий смешивание бактериальных клеток с солью угольной кислоты.

Во втором аспекте изобретение относится к композиции, получаемой способом по изобретению. Композиция по изобретению содержит бактериальные клетки и носитель, содержащий соль угольной кислоты (или карбонатную соль). Бактериальные клетки могут принадлежать к любому из вышеупомянутых видов или штаммов. В интересующем на сегодняшний день варианте осуществления клетки принадлежат бифидобактериальному штамму ВВ-12®. Композиция может содержать по меньшей мере 10Е5 КОЕ/мг, например, по меньшей мере 10Е7 КОЕ/мг или по меньшей мере 10Е9 КОЕ/мг, КОЕ представляют собой колониеобразующие единицы бактериальных клеток.

В третьем аспекте настоящее изобретение относится к применению композиции по настоящему изобретению в качестве продукта питания, пищевой добавки, фармацевтического средства, биологически активной добавки или пробиотика. Продукт или пищевой продукт, содержащий композицию по изобретению, также представляет собой аспект настоящего изобретения и содержит продукты, такие как: молочный продукт, такой как молоко или кисломолочный продукт, и фруктовый сок, такой как фруктовый коктейль.

Продукт/пищевой продукт может быть смешан с композицией по изобретению либо в процессе производства продукта, либо потребителем. Таким образом, настоящее изобретение также относится к набору составляющих, содержащему продукт/пищевой продукт и композицию по изобретению, например, набору, который содержит контейнер с пищевым продуктом и контейнер с композицией по изобретению.

В другом аспекте изобретение относится к применению соли угольной кислоты (например, солей, упомянутых выше) в качестве i) стабилизатора, такого как стабилизатор цвета, ii) для увеличения срока годности, iii) для повышения стабильности или iv) для повышения жизнеспособности клеток в бактериальной композиции, особенно бактериальной композиции, содержащей бактериальные клетки, относящиеся к роду Bifidobacterium (например, относящиеся к виду, выбранному из группы, состоящей из: Bifidobacterium longum, Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium lactis, Bifidobacterium brevis, Bifidobacterium animalis, Bifidobacterium adolescentis, Bifidobacterium infantis).

ОПРЕДЕЛЕНИЯ

В контексте настоящего изобретения под термином «таблетка» понимают спрессованный порошок. К термину относятся все физические формы и все размеры, такие как пилюля, пеллет, таблетка и т.д.

Под термином «бактериальная композиция» должна пониматься композиция, содержащая бактериальные клетки, или культура клеток. Клетки являются предпочтительно живыми или спящими, и дополнительно предпочтительно, чтобы композиция содержала по меньшей мере 10Е5 колониеобразующих единиц на грамм. Бактериальные клетки могут принадлежать одному штамму или представлять собой смесь клеток, относящихся к различным штаммам.

В контексте настоящего изобретения термин «мутант» должен пониматься как штамм, полученный из штамма по изобретению посредством, например, генетической инженерии, облучения и/или химической обработки. Предпочтительно, чтобы мутант представлял собой функционально эквивалентный мутант, например, мутант, который обладает по существу теми же или улучшенными свойствами, что и материнский штамм, например, что и пробиотик. Такой мутант представляет собой часть настоящего изобретения. В особенности, термин «мутант» относится к штамму, полученному, подвергая штамм по изобретению любой обработке мутагенезом, используемой принятым образом, включая обработку химическим мутагеном, таким как этанметансульфонат (EMS) или N-метил-N'-нитро-N-нитрогуанидин (NTG), ультрафиолетом, или к спонтанно возникшему мутанту.

В контексте настоящего изобретения термин «вариант» должен пониматься как штамм, который функционально эквивалентен штамму по изобретению, например, обладает по существу теми же или улучшенными свойствами, например, как пробиотик. Такие варианты, которые могут быть идентифицированы, используя подходящие техники скрининга, представляют собой часть настоящего изобретения.

Термины «содержащий», «обладающий», «включающий» должны пониматься как неограниченные термины (т.е., означающие «включающий, но ими не ограничиваясь»), если не указано иного. Предполагается, что перечисление диапазонов величин в данном документе служит всего лишь в качестве способа сокращения, относящегося в отдельности к каждой отдельной величине, входящей в диапазон, если в данном документе не указано иного, и каждая отдельная величина приводится в описании, как если бы ее отдельно перечисляли в данном документе. Все способы, описанные в данном документе, могут быть осуществлены в любом подходящем порядке, если в данном документе не указано иного или иное ясно не противоречит контексту. Применение любого и всех примеров или языка примеров (например, «такой как»), предложенных в данном документе, предназначено всего лишь для лучшего освещения изобретения и не представляет собой ограничение объема изобретения, если не утверждается иного. Язык в описании не должен быть истолкован как указывающий на какой-либо незаявленный элемент как существенный для осуществления изобретения.

ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1: Жизнеспособность ВВ-12® в порошке Н1069 и Н1071 при хранении при 37°С в течение 3 месяцев.

Фиг.2: Рисунок, показывающий порошковые смеси Н1184 А (А), Н1184 В (В), Н1184 С (С) и Н1184 D (D) через две недели при комнатной температуре.

ПРИМЕРЫ

Пример 1:

Создают две смеси, порошковую смесь Н1069, содержащую растертый в порошок штамм ВВ-12® НА (5,1% масс. и эксципиенты (маннит; 10% масс., лактоза; 84,4% масс., стеарат магния; 0,5% масс. в отсутствие бикарбоната натрия), и порошковую смесь Н1071, содержащую растертый в порошок штамм ВВ-12® НА (5,1% масс.) и эксципиенты (маннит; 10% масс., лактоза; 54,4% масс., стеарат магния; 0,5% масс. при наличии бикарбоната натрия; 30% масс.). Концентрацию бикарбоната натрия получают посредством замены лактозной составляющей эксципиентов на бикарбонат натрия, оставляя все другие компоненты в порошке в равнозначных концентрациях.

Порошки упаковывали в пакеты из алюминиевой фольги (20-30 г) и хранили при 37°С в течение 3 месяцев. Пакеты использовали для анализа колониеобразующих единиц (КОЕ/г) и активности воды (aw) непосредственно после упаковки (0 месяцев), через 1 месяц и 3 месяца хранения.

Результаты: Сразу после упаковки активность воды порошков Н1069 и Н1071 оказалась равной, aw (H1069)=0,19 и aw (Н1071)=0,19. После хранения в течение 1 и 3 месяцев активность воды порошков повысилась до aw=0,27-0,31. Результаты по колониеобразующим единицам показали равное количество КОЕ/г в 0 и 1 месяц, но показали существенное различие в жизнеспособности штамма ВВ-12® через 3 месяца (фигура 1).

Заключение: Замена декстрозного эксципиента на бикарбонат натрия привела к улучшенной жизнеспособности штамма ВВ-12® во время хранения. Этот результат указывает на то, что бикарбонат натрия улучшает жизнеспособность Bifidobacterium animalis в порошках в процессе хранения.

Пример 2: Тест на влияние бикарбоната натрия на развитие красного окрашивания в составах Bifidobacterium, содержащих аскорбат.

Содержание порошковых смесей (масс.)

- Н1184 А: растертая в порошок культура ВВ-12® НА 24%, маннит 51% и инулин 25%;

- Н1184 В: растертая в порошок культура ВВ-12® НА 24%, маннит 51% и бикарбонат натрия 25%;

- Н1184 С: растертая в порошок культура ВВ-12® НА 12%, маннит 63% и инулин 25%;

- Н1184 D: растертая в порошок культура ВВ-12® НА 12%, маннит 63% и бикарбонат натрия 25%.

Растертая в порошок культура ВВ-12® НА содержит аскорбат в качестве криопротектора. Аскорбат взаимодействует с остатками после ферментации и развивает красную окраску. Реакция усиливается повышенными температурами и влажностью.

Порошки выдерживали в герметичных пакетах из алюминиевой фольги. Для испытания порошки доставали из алюминиевых пакетов в количествах 5-8 г и помещали в небольшие пластиковые контейнеры (произведенные фирмой Rotronic для применения в измерениях aw). Пластиковые контейнеры оставляли при комнатной температуре, и через две недели можно было увидеть различие в развитии окраски, как показано на фигуре 2. Порошки имели схожую aw приблизительно 0,4. На фигуре 2 показано, что порошки А и С изменили цвет до светло-красного, тогда как порошки В и D сохранили свой исходный светло-желтый цвет.

Заключение: Наличие бикарбоната натрия в порошковых смесях влияет на развитие красной окраски. Красная окраска не развивается при наличии в порошковой смеси бикарбоната натрия.

В данном документе описываются предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения, включая лучший способ осуществления изобретения, известный авторам. Варианты этих предпочтительных вариантов осуществления могут стать понятны специалистам в данной области при прочтении вышеуказанного описания. Авторы полагают, что специалисты в данной области используют такие варианты в соответствующих случаях, и авторы полагают, что изобретение может быть осуществлено иначе, чем так, как конкретно описано в данном документе. Соответственно, настоящее изобретение включает все модификации и эквиваленты предмета изобретения, перечисленные в формуле, прилагаемой к этому документу, разрешенные действующим законодательством. Более того, любое сочетание вышеописанных элементов во всех возможных их вариантах охватывается изобретением, если иначе не указано в данном документе или ясно не противоречит контексту.

ССЫЛКИ

US2004175389, WO03075676, US2005100559, US6953592, WO03012819, WO05266069, WO05063200.

Все ссылки, процитированные в данном патентном документе, таким образом, приводятся в данном документе в качестве ссылок в полном объеме.

1. Применение соли угольной кислоты в качестве стабилизатора цвета в бактериальной композиции, содержащей бактериальные клетки, относящиеся к роду Bifidobacterium, и аскорбат.

2. Применение по п. 1, где бактериальные клетки относятся к виду, выбранному из группы, состоящей из: Bifidobacterium longum, Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium lactis, Bifidobacterium brevis, Bifidobacterium animalis, Bifidobacterium adolescentis, Bifidobacterium infantis.