ПРОБИОТИЧЕСКИЙ ПИЩЕВОЙ ПРОДУКТ С ДЛИТЕЛЬНЫМ СРОКОМ ХРАНЕНИЯ
PROBIOTIC FOOD PRODUCT WITH EXTENDED STORAGE LIFE

Изобретение относится к содержащему пробиотик пищевому продукту, конкретно к пищевому продукту с длительным сроком хранения. Более конкретно изобретение относится к жидкому молочному продукту (такому как, например, молочные напитки, полученные из молока пищевые продукты и молочные пищевые ингредиенты) или к фруктовому соку.
Пробиотики определяются как живые микроорганизмы, которые, будучи введенными в достаточных количествах, приносят пользу для здоровья организма-хозяина (ФАО/ВОЗ). По определению, все пробиотики имеют доказанный непатологический характер. В общем, эта польза для здоровья связана с улучшением баланса микрофлоры в желудочно-кишечном тракте человека или животных.
Тот факт, что микрофлора желудочно-кишечного тракта имеет важное значение для состояния человека, известен уже очень давно. Например, обзорная работа 1970 года, под названием «Нормальная фекальная флора человека», опубликованная в «The American Journal of Clinical Nutrition» (том 23: стр.1457-1465), начинается со следующего текста: «Влияние баланса нормальной флоры кишечного тракта на здоровье и хорошее самочувствие организма-хозяина хорошо описано». Сообщается, что кишечные бактерии вовлечены в метаболизм множества различных компонентов: углеводов (например, пребиотиков, сахаров), белков, жиров, холестерина, нуклеотидов, гормонов, витаминов и минералов. Экология человеческой микрофлоры среди прочего оказывает влияние на: естественную сопротивляемость, иммунитет, остеопороз, злокачественные новообразования и заболеваемость кариесом. Во множестве публикаций представлены механистические объяснения и клинические исследования, демонстрирующие эффективность микрофлоры, возникающей в желудочно-кишечном тракте, на становление устойчивости к инфекциям. Также кишечная микрофлора (как и временные колонизирующие пробиотические виды) оказывает влияние, среди прочего, на следующие аспекты: здоровье кишечника (например, эпителиальная функциональность, рост слизистой, эпителиальные барьерные функции, иммунитет слизистой, паттерны дефекации, кишечный транзит), атопические заболевания, вагинальные инфекции, кожные заболевания, хорошее самочувствие и настроение человека. Фактически можно утверждать, что микрофлора эффективна в любом месте в или на человеческом теле.
Изобретение относится к пищевым продуктам, особенно имеющим молочное и/или фруктовое (соки) происхождение. Тип этих продуктов конкретно предназначен для ежедневного потребления и предназначен для оказания положительного воздействия на здоровье человека и животных и/или для облегчения неудобств человека и животных. Считается, что предполагаемые эффекты относятся к восстановлению, возвращению, балансу или укреплению экологии микробов, которые присутствуют в и на теле человека и животных.
Хорошо известно обеспечение молочных продуктов пробиотическими микроорганизмами, как правило, из рода Lactobacillus, например, Lactobacillus paracasei, Lactobacillus casei, lactobacillus helveticus, Lactobacillus rhamnosus и Lactobacillus johnsonii, lactobacillus acidophilus, Lactobacillus salivarius, Lactobacillus или другими и из рода Bifidobacterium, такими как, например, Bifidobacterium animalis, Bifidobacterium lactis, Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium Breve, Bifidobacterium longum, Bifidobacterium lactis, Bifidobacterium infantis и другими. В качестве пробиотиков также используются другие штаммы. В 1917 году Alfred Nissle выделил из кала солдата, который воевал в первой мировой войне и у которого не развился энтероколит во время серьезной вспышки шигеллеза, штамм Escherichia coli. Поскольку антибиотики еще не были изобретены, этот штамм использовался успешно дл лечения острых случаев инфекционных кишечных заболеваний (сальмонеллеза и шигеллеза). Другим широко известным примером является подвид Lactobacillus delbrueckii subsp. Bulgaricus, неподвижный и неспорообразующий бактериальный штамм, который является одним из нескольких бактерий, используемых для производства йогурта. Илья Ильич Мечников, русский биолог, был уверен в своем предположении, что регулярное потребление йогурта ведет к продолжительной и здоровой жизни болгарских крестьян. Предполагается, что это происходило из-за присутствующих в йогурте пробиотических видов Lactobacillus bulgaricus. О. Adolfsson et al. пишут в «American Journal of Clinical Nutrition" (2004, том 80, стр.245-256), что йогурт сам по себе также имеет применение в медицине, в частности для лечения различных желудочно-кишечных состояний, a Ripudaman S.Beniwal, et al. сообщают в «Digestive Diseases and Sciences» (том 48, стр.2077-2082) о благоприятных эффектах при предотвращении диареи, связанной с антибиотиками. Не желая быть связанными теорией, изобретатели твердо уверены в том, что описанные благоприятные эффекты связаны с присутствующими в этих йогуртах молочнокислыми бактериями.
Некоторые пробиотические штаммы способны продуцировать биоактивные компоненты, которые могут привносить дополнительный эффект к прямому действию, которым обладает пробиотический штамм, либо которое в некоторых случаях им обеспечивается. Хорошим примером наличия таких дополнительных преимуществ у пробиотического штамма является Bacillus subtilis var. natto, который продуцирует витамин К2, помогающей в защите от дегенерации костей. Другим примером могут быть Mortiella spp. (spp. означает подвиды), которые продуцируют большие количества LC-PUFA (длинноцепочечных полиненасыщенных жирных кислот), к которым относится арахидоновая кислота, которая может регулировать функции цитоскелета эпителиальных клеток и посредством последнего функциональность эпителиального барьера. Еще одним примером является Bacillus subtilis, который может продуцировать антибиотики, модулирующие желудочно-кишечную микрофлору.
Применение пробиотиков в молочных продуктах с ограниченным сроком хранения хорошо известно. Применение пробиотиков во фруктовых соках или других типах соков является практически неисследованной областью.
Описанные выше продукты, как правило, являются свежими продуктами, с ограниченным сроком годности, и, как правило, требуют хранения с охлаждением. Множество молочных продуктов и фруктовых соков производятся в виде продуктов с длительным сроком хранения, которые могут храниться без охлаждения. Проблема заключается в том, что пробиотики не могут быть включены в эти продукты без негативного воздействия на них или без риска для их срока годности. Пробиотические микроорганизмы не могут быть эффективно использованы в продуктах, таких как молочные продукты и фруктовые соки с длительным сроком хранения, поскольку сокращение срока годности будет разрушать смысл существования таких продуктов. Следовательно, желательно обеспечить способ, в котором пищевые продукты с длительным сроком хранения также могут быть обеспечены эффектами, связанными с пробиотическими микроорганизмами.
Термин «пищевой продукт с длительным сроком хранения» обычно относится к продукту, который либо с помощью его компонентов, либо с помощью специальной обработки, либо с помощью и того и другого, поддается консервированию и может храниться в течение продолжительного периода времени (например, в течение двух недель или более, предпочтительно в течение нескольких месяцев и более, предпочтительно в течение нескольких лет, что дополнительно будет определено ниже), а наиболее предпочтительно может храниться в условиях окружающей среды, т.е. без охлаждения.
В целях более эффективного решения вышеупомянутого требования, изобретение предусматривает, в одном воплощении, пищевой продукт с длительным сроком хранения, содержащий пробиотические организмы в состоянии покоя. К ним относятся грибные, дрожжевые и бактериальные споры или покоящиеся клетки. В другом воплощении изобретение обеспечивает жидкий пастеризованный пищевой продукт, выбранный из группы, состоящей из молочных напитков, фруктовых соков, и их концентратов, при этом продукт содержит пробиотические грибные, дрожжевые и/или бактериальные споры или покоящиеся клетки. В еще одном воплощении изобретение относится к использованию пробиотических бактериальных, дрожжевых и/или грибных спор или покоящихся клеток в качестве пробиотических ингредиентов в пищевых продуктах с длительным сроком хранения, и особенно в жидком пастеризованном пищевом продукте, выбранном из группы, состоящей из молочных напитков, фруктовых соков и их концентратов. В еще в одном воплощении изобретение обеспечивает пищевой продукт в виде полученного из молока пищевого ингредиента (например, «Deminal 90» и/или «GOS» и/или лактоза, которые производятся «Friesland Foods DOMO» и/или другой полученный из молока ингредиент, который можно использовать в пищевых целях), кисломолочного продукта, содержащего пробиотические споры или покоящиеся пробиотические клетки. В дальнейшем воплощении, изобретение относится к указанному использованию в целях сохранения срока годности пробиотического пищевого продукта с длительным сроком хранения. То есть, оно позволяет получить пробиотический пищевой продукт на основе пищевого продукта с длительным сроком хранения, и при этом оставляет возможность хранения продукта так же, как и без добавления пробиотика. Сохранение срока годности не обязательно означает, что срок годности точно такой же, поскольку на него может повлиять (любым способом) введение пробиотических спор или покоящихся вегетативных клеток. Как бы то ни было, это будет означать, что продукт остается опознаваемым в качестве пищевого продукта с длительным сроком хранения, как говорилось выше, и как дополнительно определено ниже.
В дополнение к преимуществу уменьшенного или отсутствующего микробного роста во время хранения, дополнительное преимущество достигается в случае относительно кислой пищи, и особенно напитков, таких как фруктовые соки и йогурты или йогуртовые напитки, в которых покоящиеся пробиотические организмы, по сравнению с живыми пробиотиками, остаются жизнеспособными в течение более продолжительного периода времени.
Отмечается, что WO 2004/080200 относится к добавлению пробиотических спор к пищевым продуктам, в частности к добавлению в корма для животных. Документ затрагивает стабильность пробиотических бактерий. Документ не относится к использованию пробиотических бактериальных, дрожжевых и/или грибных спор или покоящихся бактериальных, грибных или дрожжевых клеток, или их комбинаций в пробиотических пищевых продуктах с длительным сроком хранения. Другие источники о бактериальных спорах включают WO 2007/066108; WO 03/039260; Wolken et al., Trends in Biotechnology, vol.21, no. 8, 1 August 2003, pages 338-345; Hong et al., PEMS Microbiology Reviews, vol.29, no 4., 1 September 2005, pages 813-835; Casula et al., Applied and Environmental Microbiology, vol.68, no. 5, May 2002, pages 2344-2352. Ни один из документов не имеет отношения к пищевым продуктам с длительным сроком хранения.
Настоящее изобретение однозначно предусматривает возможность использования в пищевых продуктах с длительным сроком хранения одного или нескольких из многочисленных бактериальных и/или грибных видов, населяющих наш желудочно-кишечный тракт и/или используемых в течение продолжительного периода времени для потребления человеком или для производства пищи для человека. Виды, которые могут быть использованы в данном контексте, предпочтительно выбираются из присутствующих в (человеческом) желудочно-кишечном тракте, а более предпочтительно из тех, что происходят из следующим родов: Lactobacillus, Bifidobacterium, Veillonella, Desemzia, Coprococcus, Collinsella, Citrobacter, Turicibacter, Sutterella, Subdoligranulum, Streptococcus, Sporobacter, Sporacetigenium, Ruminococcus, Roseburia, Proteus, Prevotella, Parabacteroides, Papillibacter, Oscillospira, Melissococcus, Dorea, Dialister, Clostridium, Cedecea, Catenibacterium, Butyrivibrio, Buttiauxella, Bulleidia, Bilophila, Bacteroides, Anaerovorax, Anaerostopes, Anaerofllum, Enterobacteriaceae, Fermicutes, Atopobium. Alistipes, Akkermansia, Acinetobacter, Slackie, Shigella, Shewanella, Serratia, Mahella, Lachnospira, Klebsiella, Idiomarifia, Fusobacterium, Faecalibacterium, Eubacterium, Enterococcus, Enterobacter, Eggerthella. Виды также могут происходить из грибных групп, таких как дрожжи, аскомицеты, зигомицеты и дейтеромицеты, а наиболее предпочтительно из групп Aspergillus, Torulopsis, Zygosaccharomyces, Hansenula, Candida, Saccharomyces, Clavispora, Bretanomyces, Pichia, Amylomyces, Zygosaccharomyces, Endomycess, Hyphopichia, Zygosaccharomyces, Kluyveromyces, Mucor, Rhizopus, Yarrowia, Endomyces и/или Penicillium.
В соответствии с изобретением виды из упомянутых выше родов или группы могут быть использованы в пищевом продукте с длительным сроком хранения в покоящейся форме (т.е. в виде спор или/и в неактивной форме, которая может проявляться при отсутствии в окружающей клетку среде условий, подходящих для вегетативного роста, из-за чего клетка остается в состоянии покоя или является покоящейся). Для специалиста будет очевидно, что пищевой продукт, содержащий пробиотики в покоящейся форме, не может быть исключен из ряда продуктов, также содержащих нежизнеспособные пробиотики (которые не помогают и не препятствуют изобретению). В альтернативном воплощении, в зависимости от пищевого продукта, требуемого срока годности и условий его хранения, вполне возможно объединение покоящихся пробиотиков, используемых в соответствии с изобретением, с обычными, неизмененными пробиотиками. Было бы желательно, если бы, по меньшей мере, половина пробиотиков в продукте находилось в состоянии покоя, а более предпочтительно, если это соотношение было около 50:50 (т.е. от 60:40 до 40:60). Однако, учитывая широкий спектр количеств пробиотиков, которые можно использовать в пищевых продуктах, возможно объединение неизменных и покоящихся пробиотиков (например, спор), в ряде соотношений в диапазоне от 90:10 до 10:90 или даже от 99:1 до 1:99.
Грибные, дрожжевые или бактериальные виды из упомянутых выше родов или групп, которые по определению не являются патогенными, могут применяться как в виде спорового, так и в виде неспорового продукта, как описано здесь, в качестве пробиотика в продуктах с длительным сроком хранения. В связи с этим считается, что в основном все непатогенные микробные виды грибного, дрожжевого и бактериального происхождения, которые способны оставаться в состоянии покоящейся или споровой формы, могут быть использованы в пробиотическом продукте с длительным сроком хранения.
Бактериальные споры (также известные как эндоспоры) являются фазой покоя, обнаруживаемой у некоторых типов бактерий. Эндоспоры формируются в вегетативных клетках (спорангиях) в ответ на неблагоприятные изменения в окружающей среде. Изначальная бактериальная клетка повторяет свой генетический материал, и одна копия при этом окружается прочным покрытием. Внешняя часть клетки затем распадается, что, таким образом, приводит к высвобождению споры, которая хорошо защищена покрытием от влияния таких факторов, как тепло, холод, радиация, или которая теряет необходимость в биогенных веществах, таких как вода или воздух. По существу, споры способны прорастать и, таким образом, обеспечивать рост до этого времени спорообразующих бактерий.
Грибные споры являются фазой покоя, обнаруживаемой у дрожжевых и грибных клеток в определенных условиях окружающей среды, и имеются у многих грибных и дрожжевых клеток. В естественной среде, бесполое размножение с помощью вегетативных спор или посредством мицелиальной фрагментации позволяет более быстро расселяться, по сравнению с половым размножением. Например, спорообразование пекарских дрожжей Saccharomyces cerevisiae является ответом на истощение питательных веществ. Образование спор может быть разделено на два этапа. Первым является образование в пределах клеточной цитоплазмы новых мембранных ячеек, которые дают начало плазматической мембране споры. В ходе второго этапа, спора созревает, становясь окруженной многопластинчатой споровой стенкой, которая обеспечивает устойчивость к внешним нагрузкам. Бесполые споры колонизируют новые среды обитания, прорастая в зависимости от условий окружающей среды, таких как, например, активность воды, свет, питательные вещества и/или консерванты (естественные или синтетические ингредиенты, которые добавляются к пище для предотвращения распада из-за микробного роста путем ограничения вегетативного роста).
Таким образом, пробиотические дрожжевые, грибные и/или бактериальные споры, присутствующие в пищевых продуктах с длительным сроком хранения, по изобретению являются фактически пробиотическими дрожжами, грибами или бактериями или их комбинациями в «покоящейся» стадии. Предпочтительной формой для настоящего изобретения является спора, образованная дрожжами, грибами и/или бактериями, а также существуют условия окружающей среды, которые сохраняют клетки в данной стадии покоя. Кроме того, пробиотические клетки грибного, дрожжевого или бактериального происхождения, которые не находятся в форме спор, являются частью пищевого продукта с длительным сроком хранения в соответствии с изобретением. После потребления пищевого продукта, споры попадают в условия, позволяющие им прорасти, или условия окружающей среды изменяют «покоящееся» состояние грибных, бактериальных или дрожжевых клеток в кишечнике, что, таким образом, приносит пользу здоровью, где это необходимо, сравнимую с потреблением дрожжей, грибов или бактерий самих по себе. Споры или покоящиеся клетки также могут быть эффективными в желудочно-кишечном тракте, все еще находясь в фазе покоя или фазе спор и не переходя к вегетации (например, путем конкурентного исключения сайтов связывания патогенов или путем стимуляции иммунной системы белками клеточной стенки, гликопротеинами или структурами).
Хотя пробиотические бактериальные, грибковые или дрожжевые споры могут быть включены во множество пищевых продуктов с длительным сроком хранения, изобретение в наиболее предпочтительной форме относится к кислым продуктам. Кислотность продукта будет сохранять бактериальные споры в состоянии покоя. После потребления это состояние будет сохраняться в желудке (который очевидно обладает кислой средой). После повышения рН в кишечнике, у спор появляется возможность для прорастания. Источником в данном отношении является работа Gabriella Casula и Simon M. Cutting в «Applied and Environmental Microbiology», май 2002 года, страницы 2344-2352. Изобретение также относится к продуктам, которые обладают другими определенными условиями среды, такими как, например, низкая активность воды (например, в сгущенном молоке), к продуктам, которые не поддерживают определенных требований к питанию, используемых пробиотическими видами в форме спор или в состоянии покоя, а также такими, как отсутствие/присутствие света и/или кислорода. Бактериальные, дрожжевые и грибные споры и/или покоящиеся клетки будут зависеть от штаммов и их условий пребывания в состоянии покоя, но в случае открытия упаковки и потребления, клетки могут начать прорастать и переходить к вегетации.
Продукты согласно изобретению хранятся в состоянии, в котором споры и/или покоящиеся клетки не будут прорастать, или в условиях, при которых клетки остаются покоящимися, например, в условиях с низкой активностью воды, при этом предпочтительными являются продукты, в которых споры не имеют возможность прорастания или в которых клетки остаются покоящимися, например, такие как кислые продукты, продукты с ограниченным доступом к питательным веществам, продукты с консервантами, и/или темные условия или комбинация двух или нескольких вышеупомянутых условий (например, ограничение доступа к питательным веществам в комбинации с рН и консервантами). Предпочтительные продукты выбираются из группы, состоящей из молочных напитков, продуктов, которые получают из молока, таких как, например, йогурт, а также из молочных ингредиентов в виде порошка (таких как, например, лактоза, сыворотка и/или продукты, содержащие казеиновые белки), фруктовых соков, и их концентратов. рН этих продуктов в целом находится в диапазоне от 2 до 7 (у фруктовых соков минимальные значения, у йогурта - 4, у полножирного молока - 6-7). Изобретение также может быть применено в других кислых пищевых продуктах, в которых кислотность требуется для обеспечения длительного срока хранения (и в конечном итоге пастеризации), таких как сливочный сыр (рН 4,88) или домашний сыр (рН 5), твердые сыры различных периодов созревания, сыр, который был ферментирован или который получил свой характерный вкус после воздействия бактериями или грибами, либо внутри либо снаружи сыра, или таких как фруктовые композиции. Можно также применить изобретение к сгущенному молоку (с сахаром или без него), в котором активность воды низка. Еще одно приложение может включать упаковочные материалы, которые будут держать продукт в темноте.
Как упоминалось выше, изобретение относится к пищевым продуктам с длительным сроком хранения. Это продукты, которые могут храниться без охлаждения, а конкретно, фруктовые соки, фруктовые напитки, молочные продукты, которые были приведены в состояние, пригодное для хранения без охлаждения. «Хранением» называется период от упаковки продукта с защитой от неумелого обращения, в частности, молочного напитка или фруктового сока или напитка, содержащего фруктовый сок, до открытия упаковки с защитой от неумелого обращения в целях потребления продукта. Этот срок хранения, как правило, опознается по дате «употребить до» (или по аналогичной формулировке на различных языках) на упаковке.
Что касается молочных продуктов, например, молочных напитков, таких как молоко, шоколадное молоко, йогуртовые напитки, то продукт с длительным сроком хранения может иметь срок хранения (без охлаждения) больше чем 12 дней. В частности, это означает срок хранения (период хранения без охлаждения) более чем 45 дней, и в частности от 45 дней до 6 месяцев, желательно 6-12 месяцев, а более предпочтительно 12-24 месяцев. Сладкое сгущенное молоко может иметь срок хранения 5-10 лет. Для фруктовых соков продукт с длительным сроком хранения, как правило, имеет срок хранения (период хранения без охлаждения) от 13 до 26 недель. Напитки, содержащие фруктовые соки, имеют срок хранения (период хранения без охлаждения) от 3-6 месяцев или выше. Хранение без охлаждения означает хранение в условиях внешней среды, которое может отличаться в зависимости от климатического региона. Конечно, время от времени, хранение вне холодильника может происходить в среде с температурой, совпадающей с температурой в холодильнике, скажем до 7°С и ниже, например, при 0°С. Таким образом, хотя и не исключается хранение пищевых продуктов с длительным сроком при таких низких температурах, специалисту будет совершенно ясно, что термин «длительный срок хранения» означает способность хранения при температурах выше, чем в холодильнике, которые будут, как правило, выше чем 8°С, в частности, по меньшей мере 10°С, главным образом вплоть до 50°С, в частности вплоть до 40°С. В частности, такое хранение будет происходить на полке в магазине, например, при 15°С-25°С.
Существуют различные способы придания пищевым продуктам «длительного срока хранения». Они колеблются от температурных обработок, таких как пастеризация и стерилизация, до добавления консервирующих агентов. В контексте изобретения, и сопоставляя с нормальным значением термина, обработка стерилизацией относится к такой высокотемпературной обработке, которая убивает все формы жизни, включая споры. Очевидно, что в изобретении не применяется добавление покоящихся клеток или спор до проведения процесса, такого как стерилизация, предназначенного для уничтожения всей микробной жизни. Специалисту будет ясно, что даже если продукты с длительным сроком хранения подвергаются такому процессу, покоящиеся пробиотики могут быть применены к пищевым продуктам с длительным сроком действия, после того, как эти продукты подвергнутся процессам тепловой обработки, которые могут варьировать от пастеризации до стерилизации.
Молочные продукты с длительным сроком хранения и фруктовые продукты, как правило, получают пастеризацией. Пастеризация относится к различным формам обработки повышенной температурой, с определяемыми результатом температурой и временем обработки. Таким образом, обычное пастеризованное «свежее» молоко, которое может храниться в течение нескольких дней в охлажденном состоянии, обрабатывается так называемым способом «HTST» (high temperature/short time - высокая температура/короткий промежуток времени). Данная обычная пастеризация как правило является нагреванием до около 72°С в течение 15-20 секунд. В отличие от такого «свежего» молока, изобретение конкретно применяется к продуктам, которые пастеризуются способом, который необходим для хранения без охлаждения (далее называемый, в контексте изобретения, «пастеризацией для длительного срока хранения»). К другим причинам, по которым пищевые продукты подходят для хранения с длительным сроком, относятся низкое значение рН и/или низкий уровень активности воды и/или ограничение доступа к питатательным веществам и/или наличие консервантов и/или отсутствие света в пищевых продуктах.
Пастеризация, как правило, проводится посредством множества последовательных термических обработок или посредством одной термической обработки, как правило, при температуре в диапазоне от 60°С до 110°С. Процесс термической обработки для пастеризации зависит не только от обрабатываемого материала, но также и от других параметров консервации таких, как рН, температура хранения на складе и активность воды.
Конкретным примером термической обработки является UHT-обработка (Ultra High Temperature - ультравысокотемпературная или асептическая пастеризация). Как правило, ее называют ультрапастеризацией. Предпочтительными обработками являются те, что указанны в справочнике «Tetra Pak Diary Processing Handbook» (для молочных продуктов), и те, что указаны Steven Nagy в «Fruit Juice Processing Technology». Особенно подходящими UHT-обработками являются нагревание до 135-150°С в течение 1,5-4 секунд (молочная продукция), а в случае фруктового сока - в течение 15-60 секунд при температуре 95-90°С. Дополнительная предпочтительная обработка, особенно для молочных продуктов, заключается в нагревании до 138°С или 143°С в течение доли секунды.
Другой обработкой для «пастеризации для длительного срока хранения», т.е. обработкой пастеризацией, приводящей к получению продуктов с длительным сроком хранения, является HHST-пастеризация (higher heat/shorter time - сильный нагрев/короткий период времени), которая находится между HTST и UHT по показателям температуры и времени. Независимо от конкретного типа обработки, выбранного для обеспечения длительного срока хранения, изобретение предпочтительно относится к продуктам, которые могут храниться вне холодильника, а особенно к продуктам, которые подвергаются температурной обработке для достижения этого статуса.
4
10
5
10
6
10
8
10
Предпочтительно, чтобы пищевой продукт с длительным сроком хранения содержал 10-10 КОЕ пробиотических спор на ежедневную порцию пищевого продукта, предпочтительно 10-10 КОЕ, более предпочтительно 10-10 КОЕ, наиболее предпочтительно 10-10 КОЕ.
Выше особое внимание уделялось бактериям. Тем не менее, изобретение не ограничивается ими. Могут использоваться споры всех способных к спорообразованию или нахождению в состоянии покоя грибов и дрожжей. Пробиотические бактерии известны специалисту в данной области и не требуют пояснений в данном документе. То же самое касается информации о том, какие из (мицелиальных) грибов и бактерий способны к спорообразованию. Предпочтительные примеры включают дрожжи и грибы Apergillus oryzae, Aspergillus soyae, Torulopsis versatilis, Zygosaccharomyces solae, Hansenula spp.(например, anomald), Torulopsis spp., Candida etchellsii, Candida versatilus, Saccharomyces spp. (S. cerevisiae, S. boulardii, S. uvarum, S. elegans, S.bayanus), Candida krusei, Clavispora lusitaniae, Bretanomyces spp., Pichia saitoi, Amylomyces rouxii, Zygosaccharomyces major, Endomycess spp., Hyphopichia burtonii, Zygosaccharomyces rouxii, Kluyveromyces spp., Mucor indicus, Rhizopus oligosporus, Rhizopus chinensis, Rhizopus oryzae, Yarrowia lipolytica, Endomyces fibuliger, Penicillium roqueforti, Penicillium camemberti, Penicillium candidum, Penicillium caseicolum, Penicillium album, Penicillium nalgiovenese, Penicillium chrysogenum, и бактерии, такие как Bacillus subtilis, В. subtilis (natto). Bacillus thuringiensis, B. licheniformis, B. cereus, B. megaterium, Paenibacillus polymyxa, B. pumilus, B.polyfermenticus, B. cluasii, B. lactosporus, Brevibacillus lactosporus, Lactobacillus sporogenes, B. coagulans, Paenibacillus polymyxa или Р. polymyxa, B. laterosporus. Наиболее предпочтительными являются бактерии рода Bacillus, а к наиболее предпочтительным относятся В. subtilis, B. subtilis (natto), B. pumilus, B. licheniformis и В. coagulans.
tm
Пробиотические бактериальные споры могут быть получены различными путями. Во-первых, они могут быть просто куплены, например, как продукты на рынке под различными торговыми марками, такими как, как «АlСаrе», «Bactisubtil», «Bidisubtilus», «Bioplus 2B», «Biosubtyl», «Biosporin» и многими другими, содержащими различные вышеупомянутые спорообразующие виды. Кроме того, как правило, они могут быть получены из растущих на подходящей среде бактерий, путем применения к растущей культуре вызывающих споруляцию условий. Последние могут включать различные пути обеспечения своего рода шока по отношению к бактериям, например, повышенной температурой, изменением концентрации солей в среде, в которой они содержатся, изменением рН и т.п. Среда может быть твердой или жидкой. Пример процесса образования спор бактериального модельного организма Bacillus cereus можно найти в диссертации доктора de Vries, озаглавленной «Bacillus cereus spore formation, structure and germination» (Thesis Wageningen University, 2006). Пример процесса образования спор грибов можно найти в работе доктора Neiman, озаглавленной «Ascospore formation in the yeast Saccharomyces cerevisiae» (Microbiol Mol Biol Rev. 2005, 69:565-584). Грибные и/или дрожжевые споры и/или грибные, дрожжевые или бактериальные клетки, находящиеся в фазе покоя, могут быть приобретены поставщиками продуктов или произведены после того, как они были получены без каких-либо ограничений из «Centraalbureau voor Schimmelcultures» (CBS) в Нидерландах, из «Institute for Fermentation» (Осака) и из «American Type Culture Collection» (ATCC) в США.
После изготовления или приобретения, может потребоваться очистка культуры спор или полученной культуры клеток от нежелательных ферментов, клеточного детрита, культуральной среды и неспоровых клеток. Это может быть сделано за счет использования высокой плотности спор по сравнению с вегетативными клетками и клеточным детритом.
В случае споровой культуры, предпочтительным является использование препарата спор, который фактически является чистым (например, более 90% фазово-ярких спор, как это было определено фазово-контрастной микроскопией).
6
9
6
9
7
8
7
7
3
9
4
8
5
7
В продукты по изобретению может быть включен широкий диапазон спор, как правило, для потребления достаточно от 10 до 10 КОЕ в день. Таким образом, пищевой продукт изобретения, как правило, будет содержать от 10 до 10 КОЕ пробиотических спор в ежедневной порции пищевого продукта, предпочтительно от 10 до 10 КОЕ. Предпочтительно, если потребление в этом диапазоне происходит в течение дня (например, 4 раза в дозировке 10 КОЕ для достижения общей дозировки 4×10 КОЕ в день), но также возможно потребление в виде одной дозы спор в день в фруктовом продукте или в продукте на основе молока. Число колониеобразующих единиц на единицу продукта будет зависеть от размера ежедневной порции. Данное условие будет меняться от продукта к продукту, и от потребителя к потребителю. Как правило, регулярное употребление молочных напитков и пищевых напитков составляет от 100 до 800 мл в сутки, на основании чего продукты изобретения предпочтительно содержат от 10 до 10 КОЕ на мл, от 10 до 10 КОЕ на мл, или от 10 до 10 КОЕ на мл.
Споры могут быть включены в пищевой продукт до пастеризации. Кроме того, можно сначала отдельно пастеризовать споры, а затем добавлять их к пищевому продукту.
Среди прочего, пробиотические споры используются для профилактики, лечения и улучшения сопротивляемости к инфекциям человека вирусного, бактериального, грибного и паразитарного происхождения. Инфекции желудочно-кишечного тракта включают гастроэнтерит, который характеризуется инфекциями и/или воспалениями слизистых оболочек желудка и кишечника, а также острой и хронической диареей. Предполагается, что желудочно-кишечные симптомы также означают определенные заболевания, такие как, например, инфекция Helicobacter pylori. Респираторные заболевания включают инфекции, которые относятся к воспалению малых дыхательных путей (бронхит), обусловленные (в частности) бактериальными или вирусными (помимо прочего обычной простудой и вирусом гриппа) инфекциями или их комбинацией. Также следует понимать что грипп - это заразное вирусное инфекционное заболевание, которое часто носит эпидемический характер. Другими примерами являются тяжелые воспаления легочной ткани из-за различных микроорганизмов, и пневмонит - термин, который обычно используется в случае легкой формы пневмонии. Кроме того, к ним также относится обычная простуда, которая на самом деле является воспалением слизистой оболочки полости носа и глотки и/или околоносовых пазух головы (верхнечелюстных пазух и пазушных полостей) и, в частности, вызывается пикорнавирусами, а также к ним относятся заболевания, относящиеся к «CNSLD» (хроническим неспецифическим заболеваниям легких), такие как астма, хронический бронхит и эмфизема легких. В самом деле, вышеприведенное означает, что во всех местах на или в теле, где может иметь место дисбаланс, естественным образом присутствует безвредная микрофлора. Этот дисбаланс может произойти в результате изменения в естественном образом присутствующей микрофлоре, либо в результате заражения инфекцией из-за пределов тела. Что, как правило, приводит к заболеванию, при этом тело нуждается в иммунологической устойчивости для того, чтобы стать здоровым и/или снова свободным от инфекции или дисбаланса.
Пробиотические споры, которые используются в продуктах с длительным сроком хранения по изобретению, могут иметь различное происхождение. Также споры могут быть объединены с пробиотическим пищевым продуктом с длительным сроком хранения. Например, один штамм Bacillus в форме спор может быть объединен с другим пробиотическим штаммом в форме спор в одном и том же продукте с длительным сроком хранения. Кроме того, возможно объединение более чем 2 пробиотических штаммов в форме спор в пробиотическом продукте с длительным сроком хранения (например, 3, 4, 5 или более чем 5 различных пробиотических штаммов в форме спор в одном продукте). В продуктах изобретения преимущества пробиотиков (поставляемых в виде спор) могут быть дополнительно расширены за счет добавления пребиотических веществ. Пребиотические вещества являются неперевариваемыми пищевыми ингредиентами, которые благотворно действуют на организм хозяина путем селективной стимуляции роста и/или активности одного или ограниченного количества бактерий в кишечнике (особенно, в толстой кишке), что таким образом улучшает здоровье хозяина. Наиболее известными пребиотическими веществами являются неперевариваемые олигосахариды. Примерами подходящих пребиотиков являются фрукто и/или галактоолигосахариды, с короткой или длинной цепью, инулин, фукоза-содержащие олигосахариды, бета-гликаны, мука бобов рожкового дерева, камеди, пектины, сиалолигосахариды, сиалиллактоза, галактаны с короткой или длинной цепями и нуклеотиды. Обычные количества этих веществ известны специалисту и предпочтительно будут находиться в диапазоне около 0,1-10 грамм, предпочтительно, 1-5 грамм, или 2-3 грамма в день в зависимости от типа пребиотических веществ.
Согласно другому частному случаю настоящего изобретения, в пищевом продукте с длительным сроком хранения ограничиваются одним или несколькими витаминами, необходимыми для вегетативного роста пробиотического организма.
Кроме того, в пищевом продукте согласно настоящему изобретению ограничиваются одним или несколькими минеральными веществами, необходимыми для вегетативного роста пробиотика.
Кроме того, в пищевом продукте согласно настоящему изобретению ограничиваются одной или несколькими аминокислотами, необходимыми для вегетативного роста пробиотика.
Кроме того, в пищевом продукте согласно настоящему изобретению ограничиваются одним или нескольким углеводами, необходимыми для вегетативного роста пробиотика.
Молочные продукты по изобретению могут быть получены путем, известным для этих продуктов (т.е. получение молока от коровы, козы или других молочных сельскохозяйственных животных и применение обычных обработок для получения молока или других молочных напитков, таких как йогуртовые напитки, шоколадные напитки и т.п.). В целом, эти продукты могут содержать или не содержать ингредиенты, такие как источник белка, источник жиров, источник углеводов. Продукты могут быть или не быть диетическими продуктами, с калорийностью предпочтительно в диапазоне от 0 до 500 ккал на 100 мл продукта. То же самое относится, с соответствующими изменениями, к фруктовым продуктам по изобретению. Общая композиция молочных и фруктовых продуктов, предпочтительно напитков или концентратов, хорошо известна в данной области.
Молоко может быть, например, от коровы, буйволицы, козы, овцы или верблюдицы. Продукт или напиток также может быть создан на основе молочных альтернатив, таких, как соя.
Примеры
Пример 1
500 литров обезжиренного молока стандартизовали для получения молочной жидкости с содержанием белка, например, 35,8% белка/от сухого остатка молока без жира с лактозой или от пермеата сыворотки. Отдельно при перемешивании добавляли к жировой фракции, содержащей пальмовое масло, 6,5 кг фитостеринов «Cardio Aid» от «ADM» (содержащих >56% общих фитостеринов; 40-58% бета-ситостерина; 0-5% бета-ситостанола, 20-30% кампестерина; <5% кампестанола; 14-22% стигмастерола; <3% брассикастерина; <3% других стеринов или станолов). Эта смесь жир/стерин добавляется к молоку путем жировой инъекции, как описано далее.
Молочную жидкость нагревали до 120°С известными способами, с последующим непрерывным нагреванием в течение 3 минут. Горячее молоко затем переносили в первую ступень выпарного аппарата с падающей пленкой и выпаривали до содержания твердого вещества примерно 24%. Под переливными трубами второй ступени, добавляли в постоянном потоке жировую смесь со стеринами, при этом добавление было равномерно распределено по 80% требуемого времени выпаривания. Подобным путем включали фракцию полярных липидов, содержащую сфинголипиды молока. Молоко с жиром, стерины и сфинголипиды гомогенизировали в двухступенчатом гомогенизаторе до размера жировых частиц от 0,36 микрометров до 0,47 микрометров (измеренных с помощью счетчика «LS13 320») для получения молочного концентрата с эффектом снижения холестерина. В зависимости от стабильности испарения добавляли фосфаты и/или цитраты и/или карбонаты. Молоко после добавления покоящейся культуры (например, Bacillus subtilis) перевозили на расстояние 300 км, где и стандартизовали с питьевым молоком с содержанием сухого вещества 12,5%.
Пример 2
6
Йогурт готовили в стандартных условиях посредством процедуры ферментации, включающей отбор культур Lactobacillus. К йогурту добавляли культуру Pichia pastoris в концентрации 2×10 КОЕ/мл. Количество дрожжей в чашках (КОЕ/мл) оставалось неизменным в течение периода 4 недель после хранения при 15 градусах Цельсия.
Пример 3
6
Виды Brevibacillus brevis и Bacillus brevis прорастают в присутствии специфической смеси аминокислот без витаминов. Фруктовый сок на апельсиновой основе готовили так, чтобы в нем содержались естественные витамины и была низкая концентрация аминокислот. Примером аминокислоты с низкой концентрацией во фруктовом соке являлась аминокислота тирозин. Фруктовый сок имеет рН от 2,5 до 4,5. Чистые споры Brevis brevibacillus и Bacillus brevis добавляли к фруктовому соку в концентрации 5×10 КОЕ/мл, после чего применяли процесс мягкой пастеризации. Более 50% всех спор пережили процесс пастеризации. После одного года хранения этого напитка при различных температурах в диапазоне от 5-50 градусов по Цельсию, было показано, что по вкусу и сроку годности продукт практически не изменился. Значение КОЕ/мл при некоторых условиях хранения составляло около 5×10, что было определено путем подсчета колониеобразующих единиц в счетных чашках с молочным агаром.
Пример 4
6
Фруктовый сок на апельсиновой основе приготавливается из порошка концентрированного апельсинового сока в соответствии с общепринятой практикой производителей фруктовых соков. Сок пастеризовали в мягких условиях и добавляли к фруктовому напитку споры Aspergillus oryzae. Чистые грибные споры добавляли к фруктовому соку в концентрации 10 КОЕ/мл. После 3-месячного хранения данного напитка при различных температурах в 5°С, 10°С, на 20°С и в темноте (что означает, что упаковочный материал не пропускает свет), с помощью сенсорного тестирования и тестирования срока годности было показано, что продукт не изменился. Аналогичным образом, ожидается, что через 1 и 2 года тестирования срока годности в темноте, продукт не изменится, что будет показано сенсорным тестированием и тестированием срока годности.
Пример 5
7
Натуральный питьевой йогурт без вкусоароматической добавки и при рН около 4 пастеризовали с помощью различных способов стерилизации, например, периодической пастеризацией в течение 10 минут при 75-85°С. Периодическую пастеризацию осуществляли в соответствии с характерными профилями нагревания и охлаждения. Другой процесс стерилизации был непрерывным, и в нем использовались несколько способов в диапазоне 2-30 секунд при температуре от 110 до 65°С. После этого питьевой йогурт обогащали с помощью различных спор: Bacillus subtilis, Bacillus pumilus и Bacillus flexus в концентрации 10E КОЕ/мл. Все эти споры имели чистоту >99%, что было определено фазово-контрастной микроскопией. Напитки с различными спорами хранили в темноте при температуре в диапазоне 5-40 градусов по Цельсию в течение около 2,5 лет. Счетные чашки с молочным агаром показали незначительное уменьшение количества присутствующих в йогурте спор, а сенсорные тесты не продемонстрировали какой-либо значительной перемены.
Пример 6
6
6
3 различных фруктовых напитка с рН в диапазоне от 3,0 до 4,5, известные под торговыми марками «Coolbest Acai powerfruit», «Appelsientje (sinaasappel met vruchtvlees mild)» и «Appelsientje appel (troebel, mild)», обогащали спорами Bacillus subtilis до достижения концентрации 4×10 КОЕ/мл и пастеризовали в течение 1 секунды при 95°С. Напитки хранили при 7°С и при 20°С, а выживание спор определяли после 22 месяцев. После подсчета колоний оказалось, что более чем 1% из 4×10 КОЕ /мл выжили в данных условиях хранения.
Пример 7
Бактериальные споры, которые являются чистыми и в которых отсутствуют вегетативные клетки, ферментативная активность и которые были перенесены из ростовых сред, изолировали из твердой фазы (споры собирали путем промывки поверхности водой) и из жидкой культуры (споры получали из жидкой среды). Чистота спор имеет важное значение для некоторых из упомянутых применений, описанных в примерах (например, для примера 5). Препараты спор должны производиться с чистотой >99% и в некоторых случаях, в зависимости от носителя, может быть получена чистота 75-90%, или даже могут быть получены препараты с чистотой 50-75%, что определяется фазово-контрастной микроскопией. Эти препараты получаются способами, основанными на разделении на основе плотности (= масса и объем) индивидуальных компонентов, которые присутствуют в неочищенной споровой культуральной среде. Как правило, споры должны быть отмыты, по меньшей мере, 4-10 раз дистиллированной водой с последующим разделением на основе плотности типов клеток (например, с помощью центробежных сил или с помощью фильтрационных методов) для достижения требуемой чистоты суспензии спор.
Пример 8
Продукт в виде сгущенного молока готовили из молочных продуктов с низким и высоким содержанием жира и с рН от около 6 до около 7 с помощью известных и стандартизованных процедур производства. Продукт (полученный) из молока выпаривали пошаговым процессом, в котором температура снижается постепенно от 130 до 75°С (или наоборот) в течение определенного периода времени до получения требуемого концентрата молока. К данному продукту выпаренного молока добавляли сахар от концентрации 0% до достижения концентрации насыщения для получения сладкого и сгущенного молока с длительным сроком хранения. Данный продукт имеет очень низкую активность воды, при которой споры или покоящиеся клетки остаются в стадии покоя их жизненного цикла. В различные порции сладкого и сгущенного молока инокулировали споры и/или покоящиеся клетки Saccharomyces cerevisiae, Aspergillus oryzae, Aspergillus niger, Aspergillus soyae, Bacillus subtilis, Bacillus megaterium, Bacillus pumilus, Bacillus brevis. Оказалось, что все концентрации КОЕ/мл остались стабильными в течение по меньшей мере 16 месяцев при хранении при комнатной температуре.
Пример 9
7
6
Споры Saccharomyces boulardi, Saccharomyces cerevisiae, Aspergillus oryzae, Aspergilus niger, Aspergillus soyae, Bacillus subtilis, Bacillus thuringiensis, B.licheniformis, B.cereus, B.megaterium, Paenibacillus polymyxa, B.pumilus, B.polyfermenticus, B.cluasii, B.lactosporus, Brevobacillus lactosporus, Lactobacillus sporogenes, B.coagulans, B.polymyxa, B.laterosporus смешивали при концентрации 10 КОЕ/мл в порошке с лактозой, «Vivinal GOS» и различными белковыми препаратами, например, теми, что известны по названием «Deminal90» и «Hiprotal90». В течение 1 года подсчитывали количество (КОЕ/мл) каждые 4 месяца и хранили эти продукты при 20°С, при этом колониеобразующие единицы оставались неизменными (все около 10 КОЕ/мл).