Микроинкапсулированный бактериальный консорциум для деградации глютена в заквашенном тесте и способ получения указанного заквашенного теста
Группа изобретений относится к пищевой промышленности. Микроинкапсулированный бактериальный консорциум для деградации глютена содержит Lactobacillus plantarum АТСС 8014, Lactobacillus sanfranciscensis АТСС 27652 и Lactobacillus brevis АТСС 14869, инкапсулирующие агенты, пребиотики, выбранные из группы, включающей полидекстрозу, инулин и сироп агавы, и трегалозу в комбинации с протеолитическим ферментом бактериального происхождения и протеолитическим ферментом грибкового происхождения, которые обычно используют для выпечек. Способ получения консорциума для деградации глютена включает стадии реактивации по отдельности каждого штамма молочно-кислых бактерий, культивирования по отдельности каждого активированного штамма в жидкой культуральной среде до достижения каждым штаммом заданной концентрации, удаления для каждого штамма избытка культуральной среды для концентрирования микроорганизмов, предпочтительно центрифугированием, с получением гранул, ресуспендирования по отдельности гранул, полученных для каждого штамма, в суспензии солевого раствора и регулирования до заданного объема, смешивания необходимых количеств каждого штамма и доведения до конечного объема, растворения инкапсулирующих агентов в воде при подходящих соотношениях растворенных сухих веществ от 20 до 30%, добавления пребиотика и трегалозы, инокулирования смеси трех штаммов молочно-кислых бактерий с получением около 1010 КОЕ указанной смеси трех штаммов молочно-кислых бактерий на грамм инкапсулированного порошкообразного вещества и распылительной сушки с температурой на входе от 110 до 160°С и с температурой на выходе от 60 до 80°С, со скоростью подачи от 20 до 50 мл/мин. Изобретение также относится к заквашенному тесту, способу его получения и сладкой выпечки, полученной из заквашенного теста, свободной от глютена. Группа изобретений позволяет получить консорциум, который является стабильным и быстро активируется. 5 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 табл., 6 пр.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к области выпекания хлеба и хлебобулочных изделий, и в частности, к бактериальному консорциуму для деградации глютена в заквашенном тесте и способу его получения, наряду с выпеканием хлебобулочных изделий при использовании указанного свободного от глютена заквашенного теста.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Целиакия представляет собой расстройство иммунной системы генетического происхождения, вызванное потреблением глютена, представляющего собой белок, присутствующий в пшенице, ржи и ячмене. Этот белок плохо переваривается в верхнем отделе желудочно-кишечного тракта. Глютен состоит из двух фракций глиадина и глютеина. Глиадины представляют собой растворимые спирты и содержат огромное количество токсичных для страдающих целиакией пациентов компонентов (Green, P. H. R. and Cellier, C. 2007. Celiac disease. N. Engl. J. Med.; 357:1731-1743).
В случае, когда пациент, страдающий целиакией, потребляет какой-либо пищевой продукт, содержащий глютен, его иммунная система отвечает, таким образом, что повреждает или разрушает кишечные ворсинки, что не позволяет абсорбировать из пищи питательные вещества, что в свою очередь приводит к недостатку питания. Симптомы целиакии варьируют в зависимости от возраста пациента, у детей наиболее распространенными являются диарея, вздутие живота, рвота и потеря веса, в то время как у взрослых превалирующими симптомами среди прочего являются железодефицитная анемия, утомляемость, боль в костях, артрит, остеопороз (National Digestive Diseases Information Clearinghouse, NIH Publication No. 08-4269, 2008).
До недавнего времени целиакия считалась редким заболеванием, но в настоящее время она является одной из самых распространенных аллергий с глобальной распространенностью 1 случай на каждые 150 новорожденных, а по оценкам диагностировано только 9%. Согласно данным, предоставленным Национальным Институтом Медицинских наук и Питания (National Institute of Medical Sciences and Nutrition )(Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición) Salvador Zubirán, в Мехико, приблизительно число пациентов с целиакией составляет около 2,6 миллиона (http://celiacosdemexico.org.mx/manifiesto-celiaco).
В настоящее время единственным приемлемым средством для лечения целиакии является диета свободная от глютена, которой пациент должен придерживаться всю жизнь. Согласно Пищевому кодексу (Codex Alimentarius) свободным от глютена считается пищевой продукт, в котором концентрация глютена составляет менее чем 20 м.д. (миллионных долей). Однако это вызывает негативные нутритивные последствия, такие как пониженное потребление полисахаридов и, следовательно, более низкое поступление энергии, уменьшение полезной для здоровья человека кишечной флоры и увеличение присутствия условно патогенных микроорганизмов. Уменьшение полезной флоры, вызываемое свободной от глютена диетой, приводит к негативному влиянию на иммуностимулирующую активность и снижает продуцирование противовоспалительных соединений.
Следовательно, продолжает существовать потребность в свободных от глютена продуктах, подходящих для потребления пациентами с целиакией, что, соответственно, позволяет им улучшить свой рацион за счет большего разнообразия доступных пищевых продуктов.
Одним из самых важных продуктов в ежедневном рационе человека является хлеб, производимый главным образом из пшеничной муки.
Свойства теста из пшеницы в первую очередь зависят от глютеновых белков. В последние годы применяли различную обработку для улучшения качества этих белков или для улучшения процесса удержания газа для получения более воздушного хлеба (Arendt et al., 2007. Impact of sourdough on the texture of bread. Food Microbiology 24:165-174). Одним из таких способов является получение хлеба при использовании заквашенного теста.
Основной функцией этого процесса является разрыхление теста с получением более высокого содержания газа и, следовательно, более воздушного хлеба с более мягким мякишем.
Заквашенное тесто получают ферментацией смеси из муки (пшеничной, овсяной и рисовой, и тому подобного) и воды дрожжами и молочно-кислыми бактериями (LAB), как правило, принадлежащими к роду Lactobacillus (De Vuyst, L. and Vancanneyt, M. 2007. Biodiversity and identification of sourdough lactic acid bacteria. Food Microbiology 24. 120-127). Применение заквашенного теста обеспечивает большое преимущество технологии выпекания, например, снижение pH во время ферментации, лучшее удержание газа, более высокая устойчивость глютенового каркаса, ингибирование амилазы муки, связывание воды с глютеном и зернами крахмала, увеличение в объеме пентозы, растворение фитатного комплекса и предотвращение недостаточной ферментации (Di Cagno, R. et al. 2002. Proteolysis by sourdough lactic acid bacteria: Effects on wheat Flour protein fractions and gliadin peptides involved in human cereal intolerante. Applied and Environmental Microbiology 68: 623-633). Такое заквашенное тесто подмешивают к тесту для получения хлеба.
Дополнительно, LAB, используемые для ферментации заквашенного теста, позволяют модифицировать глютен в процессе получения хлеба, позволяя, таким образом, удалить белковые фракции, являющиеся токсичными для пациентов с целиакией. Однако не все молочно-кислые бактерии могут снизить остаточную концентрацию глютена до доз, переносимых людьми, страдающими непереносимостью глютена (пациентами с целиакией), таким образом, необходимо выбрать тип LAB и найти их подходящую комбинацию при использовании протеазы, способствующей гидролизу глютена.
Во время ферментации протеолитическая система LAB выделяет пептиды с низкой молекулярной массой и аминокислоты, способствуя метаболической активности микроорганизмов, получению лучшего вкуса и аромата и снижению содержания аллергенных пептидов (De Angelis, M. et al. 2005. VSL#3 probiotic preparation has the capacity to hydrolyze gliadin polypeptides responsable for Celiac Sprue probiotics and gluten intolerante. Biochimica et Biophysica Acta 1762(1): 80-93), что дает надежду пациентам с целиакией, чувствительным к глиадиновой фракции, причина по которой они избегали употреблять продукты, содержащие даже малое количество глютена (Wieser, H. 2007. Chemistry of Gluten proteins. Food Microbiology 24: 115-119; Di Cagno et al., 2002). Исследования, проведенные в отношении хлеба, получаемого из заквашенного теста, показали, что LAB при специфических условиях технологической обработки (длительное время ферментации и полужидкое состояние) обладают способностью гидролизовать глиадиновую фракцию пшеницы (Di Cagno, R. et al. 2004. Sourdough bread made from wheat and nontoxic flours and started with selected lactobacilli is tolerated in celiac sprue patients. Applied and Environmental Microbiology 70(2):1088-1096.; De Angelis et al., 2005).
Rizzello et al., (Highly efficient gluten degradation by lactobacilli and fungal proteases during food processing: new perspectives for celiac disease. Applied and Environmental Microbiology 73 (14): 4499-4507, 2007) описал, что использование смесей некоммерческих штаммов Lactobacilli (предварительно выбранных на основе их способности расщеплять глиадины) в различных комбинациях с протеазой грибкового происхождения позволяют удалить токсичные вещества из заквашенного теста проведением относительно длительной ферментации. Следует отметить, что кинетика гидролиза Lactobacilli была очень эффективной, дополнительно белки, экстрагированные из заквашенного теста, индуцировали активность γ-интерферона; альбумины, глобулины и глиадины были полностью гидролизованы, при этом в заквашенном тесте осталось только 20% глютенинов.
Аналогично, в патентной заявке США № 2008/0131556 описывается смесь по меньшей мере из шести коммерчески доступных LAB и/или видов бифидобактерий. Эта смесь может быть использована для получения заквашенного теста. Аналогично, в случае, когда в эти составы добавляют достаточное количество широко используемой в хлебобулочной промышленности бактериальной протеазы, ферментированное заквашенное тесто имеет концентрацию глютена менее чем 200 м.д., что неприемлемо для потребления пациентами с целиакией. Аналогично, смесь позволяющая достичь такой деградации представляет собой комплекс, поскольку необходимо использовать большое количество видов, так как чем больше используется видов LAB, тем выше степень деградации глиадинов.
С другой стороны, в международной публикации № WO 2010/073283 описывается смесь, содержащая два типа LAB, в комбинации с одной или более грибковой протеазой. После 12 часов ферментации не было обнаружено следов глиадина и глютенина. Дополнительно, концентрация остаточного глютена была менее чем 20 м.д.
Как видно из уровня техники, уже известные бактериальные культуры для деградации глютена имеют некоторые недостатки, такие как применение комплексных смесей LAB (по меньшей мере из шести видов) в случае коммерчески доступных штаммов, или применение специфически выбранных штаммов, включающее необходимость активировать, воспроизводить, промывать и добавлять культуру в суспензии (инокулят) в тесто, требующее ежедневного их получения и специальных навыков и умений для предотвращения контаминации, сохранения их активными в той же стадии роста и в том же соотношении между собой видов LAB, и в достаточном количестве, что представляет собой скрытую опасность контаминации.
Альтернативой, уменьшающей трудности, связанные с получением каждый раз, когда это необходимо, инокулята является его микроинкапсулирование с получением в достаточном количестве, включая снижения числа манипуляций, которым подвергается культура, снижая, таким образом, риски, связанные с контаминацией и выживаемостью культур молочно-кислых бактерий и способствуя эффективности процесса деградации в пшеничном тесте.
Выживаемость и активность определяет ряд факторов, включая скорость микроинкапсулирования культуры, объем производимой молочной и уксусной кислоты, содержание общих сухих веществ, температуру и время инкубации, количество используемого инокулята и остатки антибиотиков, дезинфецирующих средств или детергентов (Picot and Lacroix, 2003; Briceño 2005; Desmond et al., 2002; Favaro-Trinidad and Grosso, 2002; Lian et al., 2003; Akalin et al., 2004; Cerdeira et al., 2005; Iyer and Kailasapathy, 2005; Ozer et al., 2005; Ann et al., 2007).
Существует несколько способов повышения резистентности пребиотических бактерий к неблагоприятным условиям, например, микроинкапсулирование и введение микронутриентов с пребиотической функцией (Picot and Lacroix, 2003; Chandramouli et al., 2004; Talwalkar and Kailasapathy, 2004; Cerdeira et al., 2005; Iyer and Kailasapathy, 2005; Ann et al., 2007).
Микроинкапсулирование позволяет повысить выживаемость пребиотиков, поскольку они могут быть защищены от факторов, к которым они чувствительны, таких как высокий уровень кислорода, технологическая обработка, хранение, замораживание, кислотные или щелочные условия в процессе прохождения желудочно-кишечного тракта (Favaro-Trinidad and Grosso, 2002; Picot and Lacroix, 2003; Chandramouli et al., 2004; Iyer and Kailasapathy, 2005; Crittenden et al., 2006; Ann et al., 2007).
Даже в случае, когда микроинкапсулирование LAB уже известно из уровня техники, для обеспечения хорошей защиты инкапсулируемых материалов, которые будут использованы при ферментации заквашенного теста для деградации глютена, важно сделать правильный выбор условий сушки, наряду с инкапсурирующей средой, которые не описаны в предшествующем уровне техники, поскольку конструкция стенки микрокапсулы является критической точкой, в зависимости от специфического типа защищаемого материала, среды, в которой будут применять микрокапсулу, и механизма выделения активного материала, который они защищают.
ЗАДАЧИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Учитывая недостатки уровня техники, задача настоящего изобретения состоит в обеспечении микроинкапсулированного бактериального консорциума штаммов LAB, который в комбинации с протеолитическим ферментом бактериального происхождения и грибкового происхождения, позволяет получить заквашенное тесто, дополнительно являющийся стабильным, быстро активируется и легко транспортируется, непосредственно добавляется в пшеничное тесто для деградации глютена, включая фракции, токсичные для пациентов с целиакией.
Дополнительно, другой объект настоящего изобретения относится к заквашенному тесту, в котором глютен деградирован при использовании указанного выше микроинкапсулированного бактериального консорциума, и при использовании простого способа, который может быть применен в промышленном масштабе.
Другой объект настоящего изобретения относится к получению выпеченного продукта из заквашенного теста, свободному от глютена и подходящему для потребления пациентами с целиакией.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Для обеспечения деградации глютена был разработан микроинкапсулированный бактериальный консорциум, содержащий: a) три различных коммерчески доступных штамма молочно-кислых бактерий; b) инкапсулирующие агенты; c) пребиотики; и d) трегалозу; в комбинации с протеолитическим ферментом бактериального происхождения и протеолетическим ферментом грибкового происхождения.
Другие аспекты настоящего изобретения относятся к способу получения микроинкапсулированного бактериального консорциума для деградации глютена; заквашенному тесту, полученному при использовании указанного бактериального консорциума, в комбинации с протеазой бактериального происхождения и протеазой грибкового происхождения, и с концентрацией глютена менее чем 20 м.д.; способу получения заквашенного теста и свободному от глютена выпеченному продукту, полученному из заквашенного теста.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В процессе разработки настоящего изобретения было неожиданно обнаружено, что микроинкапсулированный бактериальный консорциум, содержащий три различных коммерчески доступных штамма молочно-кислых бактерий; инкапсулирующие агенты для высокого уровня защиты бактериального консорциума, и быстрого растворения в системе пшеничного теста, таким образом, что он начинает быстро действовать; пребиотики для достижения высокой выживаемости консорциума; и трегалозу в качестве специфического нутритивного ингредиента для бактерий, в который они интегрированы при использовании в комбинации с протеолитическим ферментом бактериального происхождения и протеолетическим ферментом грибкового происхождения, оба также коммерчески доступны, используют для деградации глютена в процессе ферментации заквашенного теста.
Предпочтительными штаммами молочно-кислых бактерий являются Lactobacillus plantarum ATCC 8014, Lactobacillus sanfranciscensis ATCC 27652 и Lactobacillus brevis ATCC 14869.
Инкапсулирующие агенты выбирают из группы, состоящей из 90% изолята сывороточного молочного белка, мальтодекстрина с декстрозным эквивалентом 10, гуммиарабика, камеди мескитового дерева, альгината натрия, пектина, изолята соевого белка, казеина и их комбинаций, предпочтительно из 90% изолята сывороточного молочного белка, мальтодекстрина с декстрозным эквивалентом 10, гуммиарабика и их комбинаций.
С другой стороны, пребиотики выбирают из группы, состоящей из полидекстрозы, инулина и сиропа агавы, предпочтительно сиропа агавы.
Протеолитический фермент бактериального происхождения и протеолитический фермент грибкового происхождения выбирают из широко используемых в хлебобулочной промышленности ферментов.
В конкретном варианте выполнения изобретения микроинкапсулированный бактериальный консорциум содержит: (a) Lactobacillus plantarum ATCC 8014; b) Lactobacillus sanfranciscensis ATCC 27652; c) Lactobacillus brevis ATCC 14869; d) 90% изолят сывороточного молочного белка; e) мальтодекстрин с декстрозным эквивалентом 10; f) гуммиарабик; g) сироп агавы; и h) трегалозу в комбинации с протеолитическим ферментом бактериального происхождения и протеолетическим ферментом грибкового происхождения.
Более предпочтительно микроинкапсулированный бактериальный консорциум содержит: a) Lactobacillus plantarum ATCC 8014; b) Lactobacillus sanfranciscensis ATCC 27652; c) Lactobacillus brevis ATCC 14869; d) от 40 до 60% 90% изолята сывороточного молочного белка; e) от 10 до 20% мальтодекстрина с декстрозным эквивалентом 10; f) от 20 до 80% гуммиарабика; g) от 1 до 10% сиропа агавы; и h) от 0,5 до 5% трегалозы в комбинации с от 0,005 до 0,03% протеолитического фермента бактериального происхождения и от 0,001 до 0,02% протеолитического фермента грибкового происхождения.
Микроинкапсулирование проводят при использовании способов хорошо известных из уровня техники, таких как распылительная сушка. Например, микроинкапсулированный бактериальный консорциум может быть способом, включающим:
a) реактивацию по отдельности каждого штамма молочно-кислых бактерий;
b) культивирование по отдельности каждого активированного штамма в жидкой культуральной среде до достижения каждым штаммом заданной концентрации;
c) удаление для каждого штамма избытка культуральной среды для концентрирования микроорганизмов, предпочтительно центрифугированием, с получением гранул;
d) ресуспендирование по отдельности гранул, полученных для каждого штамма, в суспензии солевого раствора и регулирование до заданного объема;
e) смешивание необходимых количеств каждого штамма и доведение до конечного объема;
f) растворение инкапсулирующих агентов в воде в подходящих соотношениях, для получения 20-30% растворенных сухих веществ;
g) добавление пребиотика и трегалозы;
h) инокулирование смеси трех штаммов молочно-кислых бактерий с получением около 1010 КОЕ указанной смеси трех штаммов молочно-кислых бактерий на грамм инкапсулированного порошкообразного вещества; и
i) сушку, предпочтительно при использовании распылительной сушилки, с температурой на входе от 110 до 160°C и с температурой на выходе от 60 до 80°C, со скоростью подачи от 20 до 50 мл/минуту.
Предпочтительно, на стадии e) Lactobacillus plantarum ATCC 8014 смешивают в соотношении от 10 до 50%, Lactobacillus sanfranciscensis ATCC 27652 в соотношение 40% и Lactobacillus brevis ATCC 14869 в соотношение от 10 до 50%.
Предпочтительно, сушку проводят при использовании распылительной сушилки с температурой на входе 150°C и с температурой на выходе 80°C, со скоростью подачи 22 мл/минуту.
В другом аспекте настоящее изобретение относится к заквашенному тесту, полученному при использовании микроинкапсулированного бактериального консорциума по настоящему изобретению в комбинации с протеолитическим ферментом бактериального происхождения и протеолитическим ферментом грибкового происхождения, и где заквашенное тесто имеет концентрацию глютена менее чем 20 м.д., предпочтительно менее чем 10 м.д., подходящего для получения свободных от глютена выпеченных продуктов.
Предпочтительно концентрация глютена в заквашенном тесте достигается по меньшей мере после 3 часов ферментации, более предпочтительно после 31 часа ферментации.
Способ получения заквашенного теста по настоящему изобретению включает следующие стадии:
i) смешивания от 30 до 60% муки с от 40 до 80% воды с получением теста, с выходом теста от 150 до 475, предпочтительно от 150 до 160;
ii) добавления от 0,005 до 0,03% протеолитического фермента бактериального происхождения и от 0,001 до 0,02% протеолитического фермента грибкового происхождения перед растворением в воде для замеса;
iii) добавления микроинкапсулированного бактериального консорциума с получением около 1010 КОЕ указанной смеси трех штаммов молочно-кислых бактерий на грамм теста;
iv) перемешивания; и
v) ферментации в течение от 3 до 48 часов, предпочтительно от 28 до 35 часов, при температуре от 30 до 37°C и относительной влажности от 70 до 92%, предпочтительно от 75 до 80%.
Муку, используемую на стадии i), выбирают из пшеничной муки, ржаной муки и овсяной муки, предпочтительно пшеничной муки.
Предпочтительно такую ферментацию проводят в течение 31 часа при температуре 35°C и относительной влажности 76%.
Как указано выше, заквашенное тесто по настоящему изобретению, полученное указанным выше способом, имеет концентрацию глютена менее чем 20 м.д., предпочтительно менее чем 10 м.д.. Предпочтительно такая концентрация глютена в заквашенном тесте достигается после 3 часов ферментации.
Из этого заквашенного теста можно получить выпеченные продукты, предпочтительно свободную от глютена сладкую выпечку, подходящую для потребления пациентами с целиакией.
Настоящее изобретение будет более понятно из следующих примеров, которые приведены здесь только для целей иллюстрации, способствующих лучшему пониманию предпочтительных вариантов выполнения изобретения, при этом подразумевается, что иные, не приведенные в качестве иллюстрирующих варианты выполнения изобретения, могут быть осуществлены на основе приведенного выше детального описания.
ПРИМЕРЫ
Пример 1
Получение инокулята
От поставщика ATCC получили штаммы Lactobacillus plantarum ATCC 8014, Lactobacillus brevis ATCC 14869 и Lactobacillus sanfranciscensis ATCC 27652; первые два были законсервированы в твердой среде, а последний был лиофилизирован.
Для реактивации штаммов их высеяли в жидкую среду Man Rogosa Sharpe (MRS) (DifcoTM, USA) в пробирки с навинчивающимися крышками, инкубировали при температуре от 35 до 37°C в течение от 24 до 48 часов или до момента видимого роста, выражающегося в увеличении мутности.
При демонстрации культурами этого признака, их перемещали на твердую MRS среду в чашки Петри, инкубировали при той же самой температуре в течение от около 24 до 48 часов.
Как только микроорганизмы проросли, их переместили по отдельности в 125 мл коническую колбу Эрленмейера с 50 мл MRS среды, инкубировали в течение от 8 до 12 часов при температуре 37°C при перемешивании от 50 до 100 оборотов в минуту с получением преинокулята.
По прошествии инкубации культуру снова переместили в асептические условия в 2800 мл колбу Fembach с от 500 до 1000 мл MRS среды, которую инкубировали при температуре 37°C и при перемешивании от 50 до 150 оборотов в минуту в течение от 10 до 16 часов. Из каждой пробирки брали образец для измерения спектральной поглощательной способности среды (мутности).
Для удаления остаточной среды и концентрирования микроорганизмов культуру поместили в прошедшие санацию этанолом 250 мл центрифужные пробирки и затем центрифугировали при от 2000 до 5000 оборотов в минуту в течение 20 минут.
Полученные гранулы ресуспендировали в стерильном солевом растворе (хлорид натрия, 9 г/л). Сразу после того, как микроорганизмы были ресуспендированы и был достигнут заданный объем, инокулят микроинкапсулировали проведением также в асептических условиях смешивания требуемых количеств каждого штамма с достижением конечного объема.
Пример 2
Микроинкапсулирование бактериального консорциума
В качестве инкапсулирующих агентов в различных соотношениях выбрали 90% изолят сывороточного молочного белка в виду его защитных свойств против окисления кислородом, мальтодекстрин с декстрозным эквивалентом 10 и гуммиарабик.
Для поддержания реактивации бактерий в консорциуме провели анализ добавления трех типов пребиотических агентов: полидекстрозы, инулина и сиропа агавы. Также в качестве специфического нутритивного ингредиента для бактерий, образующих консорциум, использовали трегалозу.
Инкапсулирующие агенты растворили в воде при подходящих соотношениях от 20% до 30% растворенных сухих веществ. Добавили пребиотики и трегалозу и инокулировали эту дисперсию с получением 1010 КОЕ/г порошкообразного микроинкапсулированного бактериального консорциума.
Полученную смесь подвергли сушке при использовании распылительной сушилки с температурой на входе 150°C и с температурой на выходе 80°C, со скоростью подачи 22 мл/минуту.
В результате получили порошкообразный микроинкапсулированный бактериальный консорциум.
Пример 3
Определение соотношения пребиотиков, способствующего развитию молочнокислых бактерий (BAL)
Как указано выше, провели оценку добавления в микроинкапсулирвоанный консорциум полидекстрозы (P), инулина (I) и сиропа агавы (M). Для этой цели в эксперименте использовали единый средний состав смеси, как приведено в Таблице 1:
| Таблица 1 | |||
| Оцениваемые пребиотические составы для микроинкапсулирования бактериального консорциума | |||
| Исследуемый состав | Пребиотик (г) | ||
| P | I | M | |
| 1 | 0,76 | 2,00 | 0,23 |
| 2 | 4,50 | 0 | 0 |
| 3 | 0 | 0 | 1,40 |
| 4 | 0 | 3,00 | 0 |
| 5 | 0 | 1,50 | 0,70 |
| 6 | 2,25 | 0 | 0,70 |
| 7 | 3,00 | 0,51 | 0,23 |
| 8 | 1,48 | 0,90 | 0,46 |
| 9 | 2,25 | 1,50 | 0 |
| 10 | 0,76 | 0,51 | 0,93 |
| 11 | 1,48 | 0,90 | 0,46 |
Каждую смесь добавили в соответствующую дисперсию LAB и материал стенок и подвергли сушке распылением, как указано выше.
Сразу после получения микроинкапсулированного вещества, 1 г порошкообразного вещества регидратировали в стерильной воде с температурой 30°C при перемешивании. Для определения максимально возможного количества взяли аликвоту в 1 мл и провели последовательные разведения, и провели посев на пластину. Результаты выживаемости бактерий приведены в Таблице 2.
| Таблица 2 | |
| Процент выживаемости LAB в зависимости от комбинации пребиотиков | |
| Исследуемый состав | % выживания LAB |
| 1 | 84 |
| 2 | 60 |
| 3 | 98 |
| 4 | 70 |
| 5 | 75 |
| 6 | 80 |
| 7 | 72 |
| 8 | 78 |
| 9 | 60 |
| 10 | 80 |
| 11 | 85 |
Из указанного выше можно видеть, что максимальная выживаемость (98%) была достигнута при использовании в качестве пребиотика сиропа агавы.
Пример 4
Получение заквашенного теста
Использовали коммерчески доступную белую пшеничную муку, подходящую для выпекания вручную, наряду с микроинкапсулированным бактериальным консорциумом по Примеру 2 с концентрацией 1010 КОЕ/г, и дополнительно к инкапсулирующему агенту и трегалозе, содержащему сироп агавы в качестве пребиотика.
В качестве протеолитических ферментов использовали один протеолитический фермент бактериального происхождения (HT proteolitic 200, Enmex S. A. de C. V., Mexico) и другой протеолитический фермент грибкового происхождения (Harizyme G, Enmex S. A. de C. V., Mexico).
При получении заквашенного теста из пшеничной муки смешали 400 г муки, 150 мл воды, получили тесто с MY (массой выхода) 150-160. Добавили 0,08 г протеолитического фермента бактериального происхождения (HT proteolitic 200, Enmex S. A. de C. V., Mexico) и 0,12 г протеолитического фермента грибкового происхождения (Harizyme G, Enmex S. A. de C. V., Mexico), оба предварительно растворили в воде для замеса. Затем добавили микрокапсулы с бактериальным консорциумом по настоящему изобретению, суспендированные в воде, с достижением 1010 КОЕ/г.
Смешивание проводили в течение 8 минут в стандартном блендере и затем провели ферментацию в течение 31 часа при температуре 35°C и относительной влажности 76%. Отслеживали показатель pH во время ферментации и интенсивность деградации глютена после ферментации при использовании электрофореза (вестерн-блоттинг). Результаты приведены в Таблице 3.
| Таблица 3 | |||||||
| Кинетика деградации в заквашенном тесте, инокулированном микроинкапсулированным бактериальным консорциумом | |||||||
| t1 | t2 | t3 | t4 | t5 | t6 | t7 | |
| Тип инокулята | Порош-кообра-зное веще-ство | Порош-кообра-зное веще-ство | Порош-кообра-зное веще-ство | Порош-кообра-зное веще-ство | Порош-кообра-зное веще-ство | Порош-кообра-зное веще-ство | Порош-кообра-зное веще-ство |
| Время (ч) | 3 | 6 | 7 | 11 | 23 | 27 | 31 |
| Глиадины (м.д.) | 4,1 | 3,0 | <5,0 | <3,0 | 4,1 | <3,3 | <3,0 |
| Горденины (м.д.) | Н.о. | Н.о. | Н.о. | Н.о. | Н.о. | Н.о. | Н.о. |
| Секалины (м.д.) | Н.о. | Н.о. | Н.о. | Н.о. | Н.о. | Н.о. | Н.о. |
| Аренины (м.д.) |
Н.о. | Н.о. | Н.о. | Н.о. | Н.о. | Н.о. | Н.о. |
Согласно данным, приведенным в Таблице, можно видеть интенсивную деградацию глиадиновой фракции глютена, вызываемое воздействием микроинкапсулированного бактериального консорциума по настоящему изобретению в комбинации с протеолитическими ферментами в течение первых 3 часов ферментации.
Пример 5
Получение сладкой выпечки типа капкейков Astorga из заквашенного теста, подвергшегося молочно-кислой ферментации
Получили свободную от глютена сладкую выпечку типа капкейка при использовании заквашенного теста по Примеру 4. Для этой цели в чаше миксером сбили сливочное масло, маргарин и стакан сахара сначала на низкой скоростью до аэрирования и затем увеличили скорость и смешивали 20 минут для введения максимального количества воздуха в смесь.
Постепенно добавили три яичных желтка до их полного перемешивания, затем добавили молоко, ароматизатор (апельсин, лайм и шоколад) и сорбат калия.
Ферментированное заквашенное тесто по Примеру 4, кукурузный крахмал, никстамализированную муку, пищевую соду и пекарный порошок, предварительно смешанные в пластиковом мешке, добавили в полученную выше смесь. Добавили воду и провели перемешивание в течение 8 минут на высокой скорости.
Отдельно взбили яичные белки до жестких пиков и затем смешали их с остальным тестом на средней скорости, чтобы не разрушить пену.
Текучую массу отсадили в бумажные формы для капкейков на противнях для выпекания и выпекали в течение 10 минут при температуре 200°C.
Пример 6
Оценка потребителями капкейков Astorga
Для определения соответствия требованиям капкейки со вкусом и ароматом апельсина, лайма и шоколада по Примеру 5 (полученные при использовании заквашенного теста, прошедшего обработку микроинкапсулированным бактериальным консорциумом в комбинации с протеолитическими ферментами по настоящему изобретению) сравнили с «натуральными» капкейками, полученными при использовании традиционного теста при участии потребителей.
Для этой цели провели тест при участии 70 потребителей капкейков Astorga от Universidad Iberoamericana, Mexico City campus. В тесте участвовали 50% мужчин и 50% женщин в возрасте от 15 до более 45 лет, потребители потребляли коммерческую сладкую выпечку по меньшей мере каждые 15 дней. Уровень значимости и уровень достоверности теста составил 0,05% и 95%, соответственно. Результаты приведены в Таблице 4.
| Таблица 4 | ||||
| Результаты потребительского теста капкейков, полученных из заквашенного теста, ферментированного микроинкапсулированным бактериальным консорциумом в комбинации с протеазой | ||||
| Капкейк | Внешний вид | Текстура | Вкус и аромат | Общее восприятие |
| Шкала:1-5 (1 - наименее приятный, 5 - наиболее приятный) | Шкала:1-5 (1 - наименее приятный, 5 - наиболее приятный) | |||
| Натуральный a | 4,00 a Хороший |
3,87 a Хорошая |
4,04 a Хороший |
7,96 a |
| Вкус и аромат апельсина b | 3,9 ab Хороший |
3,99 ab Хорошая |
4,00 ab Хороший |
8,1 ab |
| Вкус и аромат шоколадаc | 3,77 ac Практически\ Почти хороший |
3,89 ac Хорошая |
3,76 ac Практически\ Почти хороший |
7,64 ac |
| Вкус и аромат лаймаd | 3,41d Между обычным и хорошим |
3,56 d Между обычной и хорошей |
3,26 d Обычный |
6,81 d |
Результаты в Таблице 4 показали, что нет значимого различия при 95% (0,05) по сравнению с натуральным капкейком по всем оцениваемым параметрам (внешний вид, текстура и вкус и аромат) и в общем восприятии капкейков с апельсиновый вкусом и ароматом и шоколадным вкусом и ароматом.
В противоположность, лаймовый капкейк имел значимое различие при 95% по сравнению с натуральным капкейком по всем оцениваемым параметрам, со вкусом и ароматом натурального капкейка.
Согласно приведенным выше данным, можно утверждать, что микроинкапсулированный бактериальный консорциум для деградации глютена в заквашенном тесте и способ его получения, наряду с выпеченными продуктами, полученными из такого заквашенного теста, позволяют получить свободные от глютена продукты, подходящие для потребления пациентами с целиакией, и специалисту в области техники, к которой относится настоящее изобретение, понятно, что описанные варианты выполнения микроинкапсулированного консорциума для деградации глютена в заквашенном тесте и способ его получения являются только иллюстрирующими и не ограничивающими примерами вариантов выполнения изобретения, поскольку возможно внесение различных изменений в деталях вариантов выполнения, не выходящих за рамки настоящего изобретения.
Следовательно, не следует считать настоящее изобретение ограниченным и относящим его к предшествующему уровню техники, объем притязаний настоящего изобретения изложен в приложенной формуле изобретения.
1. Микроинкапсулированный бактериальный консорциум для деградации глютена, характеризующийся тем, что он содержит: (а) Lactobacillus plantarum АТСС 8014, Lactobacillus sanfranciscensis АТСС 27652 и Lactobacillus brevis АТСС 14869; b) инкапсулирующие агенты; с) пребиотики, выбранные из группы, включающей полидекстрозу, инулин и сироп агавы; и d) трегалозу;
в комбинации с протеолитическим ферментом бактериального происхождения и протеолитическим ферментом грибкового происхождения, которые обычно используют для выпечек.
2. Микроинкапсулированный бактериальный консорциум по п.1, в котором инкапсулирующие агенты выбирают из группы, состоящей из 90% изолята сывороточного молочного белка, мальтодекстрина с декстрозным эквивалентом 10, гуммиарабика, камеди мескитового дерева, альгината натрия, пектина, изолята соевого белка, казеина и их комбинаций.
3. Микроинкапсулированный бактериальный консорциум по п.2, в котором инкапсулирующие агенты представляют собой 90% изолят сывороточного молочного белка, мальтодекстрин с декстрозным эквивалентом 10, гуммиарабик и их комбинации.
4. Микроинкапсулированный бактериальный консорциум по п.1, в котором пребиотик представляет собой сироп агавы.
5. Микроинкапсулированный бактериальный консорциум по п.1, содержащий: a) Lactobacillus plantarum АТСС 8014; b) Lactobacillus sanfranciscensis АТСС 27652; с) Lactobacillus brevis АТСС 14869; d) 90% изолят сывороточного молочного белка; е) мальтодекстрин с декстрозным эквивалентом 10; f) гуммиарабик; g) сироп агавы и h) трегалозу;
в комбинации с протеолитическим ферментом бактериального происхождения и протеолитическим ферментом грибкового происхождения, которые обычно используют для выпечек.
6. Микроинкапсулированный бактериальный консорциум по п.5, содержащий: a) Lactobacillus plantarum АТСС 8014; b) Lactobacillus sanfranciscensis АТСС 27652; с) Lactobacillus brevis АТСС 14869; d) от 40 до 60% 90% изолята сывороточного молочного белка; е) от 10 до 20% мальтодекстрина с декстрозным эквивалентом 10; f) от 20 до 80% гуммиарабика; g) от 1 до 10% сиропа агавы и h) трегалозу;
в комбинации с от 0,005 до 0,03% протеолитического фермента бактериального происхождения, обычно используемого для выпечек, и от 0,001 до 0,02% протеолитического фермента грибкового происхождения, обычно используемого для выпечек.
7. Способ получения микроинкапсулированного бактериального консорциума для деградации глютена по п.1, характеризующийся тем, что он включает:
a) реактивацию по отдельности каждого штамма молочно-кислых бактерий;
b) культивирование по отдельности каждого активированного штамма в жидкой культуральной среде до достижения каждым штаммом заданной концентрации;
c) удаление для каждого штамма избытка культуральной среды для концентрирования микроорганизмов, предпочтительно центрифугированием, с получением гранул;
d) ресуспендирование по отдельности гранул, полученных для каждого штамма, в суспензии солевого раствора и регулирование до заданного объема;
e) смешивание необходимых количеств каждого штамма и доведение до конечного объема;
f) растворение инкапсулирующих агентов в воде при подходящих соотношениях растворенных сухих веществ от 20 до 30%;
g) добавление пребиотика и трегалозы;
h) инокулирование смеси трех штаммов молочно-кислых бактерий с получением около 1010 КОЕ указанной смеси трех штаммов молочно-кислых бактерий на грамм инкапсулированного порошкообразного вещества и
i) сушку, предпочтительно при использовании распылительной сушилки, с температурой на входе от 110 до 160°С и с температурой на выходе от 60 до 80°С, со скоростью подачи от 20 до 50 мл/минуту.
8. Способ по п.7, в котором сушку проводят при использовании распылительной сушилки, с температурой на входе 150°С и с температурой на выходе 80°С, со скоростью подачи 22 мл/минуту.
9. Заквашенное тесто, характеризующееся тем, что оно содержит микроинкапсулированный бактериальный консорциум для деградации глютена по п.1, в комбинации с протеолитическим ферментом бактериального происхождения и протеолитическим ферментом грибкового происхождения, обычно используемыми для выпечек, причем заквашенное тесто имеет концентрацию глютена менее 20 миллионных долей (м.д.).
10. Заквашенное тесто по п.9, имеющее концентрацию глютена менее чем 10 м.д.
11. Заквашенное тесто по п.9, в котором концентрация глютена менее чем 20 м.д. достигается после 3 часов ферментации, предпочтительно после 31 часа ферментации.
12. Способ получения заквашенного теста по п.9, включающий следующие стадии:
i) смешивание от 30 до 60% муки с от 40 до 80% воды с получением теста с выходом теста от 150 до 475, предпочтительно от 150 до 160;
ii) добавление от 0,005 до 0,03% протеолитического фермента бактериального происхождения, обычно используемого для выпечек, и от 0,001 до 0,02% протеолитического фермента грибкового происхождения, обычно используемого для выпечек, предварительно растворенного в воде для замеса;
iii) добавление указанного микроинкапсулированного бактериального консорциума таким образом, чтобы достичь концентрации около 1010 КОЕ/г муки;
iv) перемешивание и
v) ферментация в течение от 3 до 48 часов, предпочтительно в течение от 28 до 35 часов, при температуре от 30 до 37°С и относительной влажности от 70 до 92%, предпочтительно от 75 до 80%.
13. Способ по п.12, в котором муку, используемую на стадии i), выбирают из пшеничной муки, ржаной муки и овсяной муки.
14. Способ по п.13, в котором мука представляет собой пшеничную муку.
15. Способ по п.12, в котором ферментацию проводят в течение 31 часа при температуре 35°С и относительной влажности 76%.
16. Выпеченный продукт, полученный из заквашенного теста по п. 9, свободный от глютена.
17. Выпеченный продукт по п.16, который представляет собой сладкую выпечку.
