Система инкапсулирования для защиты пробиотиков во время обработки

Система инкапсулирования для защиты пробиотиков во время обработки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

[001] Эта заявка заявляет приоритет относительно Заявки на патент США с порядковым номером 13/088165, поданной 15 апреля 2011 года, которая включена здесь в ее полном объеме.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[002] Данное изобретение относится к области доставки конкретных ингредиентов поставщику в съедобных продуктах, более конкретно, инкапсулированных питательных веществ, таких как пробиотические бактерии, в съедобных продуктах (например, напитках в виде соков, сухих концентратах для производства напитков, готовых для питья жидких композициях, сиропах, порошках, легких закусках, пудингах и т.д.).

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[003] Пробиотические бактерии (называемые здесь в некоторых случаях пробиотиками) являются живыми бактериальными микробами, которые благоприятно влияют на здоровье и питание индивидуумов стимуляцией более здоровой микрофлоры в кишечнике хозяина. Эти варианты микрофлоры зависят от веществ, которые предоставляются им из пищевого рациона организма-хозяина. Пробиотики обычно колонизируются в толстой кишке и могут выполнять любую или обе по меньшей мере из двух главных ролей: они могут дополнять природную флору желудочно-кишечного тракта дополнительными бактериями, и они могут быть эффективными в лечении ряда состояний здоровья, включающих в себя, но неограничивающихся ими, (1) облегчение кишечных нарушений (например, констипации (запора) и диареи, вызываемых инфекцией патогенными организмами, антибиотиками, химиотерапией и т.д.); (2) стимуляцию и модуляцию иммунной системы; (3) противоопухолевые эффекты, происходящие из инактивации или ингибирования канцерогенными соединениями, присутствующими в желудочно-кишечном тракте, уменьшением кишечных бактериальных ферментативных активностей (например, O-глюкуронидазы, азоредуктазы, нитроредуктазы и т.д.); (4) уменьшенное продуцирование токсичных конечных продуктов (например, аммиака, фенолов, других белковых метаболитов, о которых известно, что они влияют на цирроз печени, и т.д.); (5) уменьшение холестерина сыворотки и артериального давления; (6) поддержание целостности слизистой оболочки; (7) ослабление симптомов непереносимости лактозы; и/или (8) предотвращение вагинита.

[004] Потенциальные механизмы антипатогенных эффектов пробиотических бактерий осуществляются через уменьшение рН просвета посредством продуцирования жирных кислот с короткой цепью, таких как уксусная кислота, молочная кислота или пропионовая кислота, делающих жизненно важные нутриенты недоступными для патогенов, изменяющих окислительно-восстановительный потенциал среды, продуцирующих пероксид водорода или продуцирующих бактериоцины или другие ингибиторные вещества (Kailasapathy and Chin, 2000). В недавние годы конкретные живые микробные ингредиенты продуктов питания и их влияния на здоровье человека исследовались как в пищевых матриксах, так и в виде отдельных или смешанных культуральных препаратах. Вследствие их признаваемых преимуществ для здоровья, пробиотические бактерии увеличивающимся образом включали в ферментируемые молочные продукты. Пробиотики включали в ферментированные молочные продукты, йогурты, мягкий, полутвердый и твердый сыр, мороженое и замороженные ферментированные молочные продукты. Некоторые из наиболее обычных типов пробиотических бактерий включают в себя Lactobacillus и Bifidobacteria (Axelsson, 1993; Holzapfel et al, 2001).

[005] Способность пробиотических микроорганизмов выживать и размножаться в хозяине в сильной степени влияет на их пробиотические преимущества. Эти бактерии должны быть метаболически стабильными и активными в этом продукте, выживать в прохождении через верхний пищеварительный тракт в больших количествах и иметь благоприятные эффекты в кишечнике хозяина. (Gilliland, 1989). Типичным стандартом для любого пищевого продукта, продаваемого с притязанием на пользу для здоровья от добавления пробиотиков, является то, что этот продукт содержит по меньшей мере 10⁹-10¹⁰ колониеобразующих единиц (КОЕ) жизнеспособных пробиотических бактерий на порцию. Пробиотики являются чувствительными к различным условиям окружающей среды обычно лишены способности выживать в течение продолжительных периодов времени в пищевых продуктах с “высоким содержанием кислоты” и продуктах в виде напитка (например, свежих цитрусовых плодах, соках плодов цитрусовых, пищевых продуктах, содержащих соки плодов цитрусовых, томатном соусе и т.д.). Например, в натуральных плодово-ягодных напитках пробиотики являются чувствительными к многочисленным условиям окружающей среды, включающим в себя, например, низкий рН, высокое содержание кислоты, высокую активность воды, тепло, воздух, свет и неотъемлемое присутствие полифенолов, обнаруживаемых в плодово-ягодных соках, или другие влияния окружающей среды. Таким образом, эта жизнеспособность (измеряемая в колониеобразующих единицах или КОЕ, и следовательно, эффективность съедобных продуктов, дополненных пробиотиками, в желудочно-кишечном тракте может быть существенно уменьшенной.

[006] Если съедобная композиция имеет рН менее 7, она считается кислотной. Кислоты, присутствующие в съедобной композиции (например, пищевом продукте или напитке), вносят вклад в уровень рН. Чем больше присутствует кислоты, тем ниже будет вероятный уровень рН. Обычно считается, что высококислотные съедобные композиции имеют природный рН 4,6 или более низкий. Например, одним из преобладающих нутриентов в плодах цитрусовых является кислота, например, аскорбиновая кислота (витамин С), и уровень рН апельсинового сока находится около 3,8. Известно, что кислотные среды денатурируют жизнеспособные белки, необходимые для роста бактериальных организмов. Таким образом, эти организмы умирают в кислотных условиях. Многие желаемые пробиотики растут лучше всего при величинах рН около 7,0. Термины "содержание кислоты" и "степень кислотности" могут отличаться между собой. Содержание кислоты является мерой того, как много кислоты присутствует на единицу объема съедобной композиции. Степенью кислотности является фактическая величина рН или напитка. Высокое содержание кислоты дает более низкую величину рН, тогда как низкое содержание кислоты приводит к более высокой величине рН.

[007] Нагревание (например, в форме пастеризации) используется рутинным образом для убивания микробов, которые могут присутствовать в пищевых продуктах. Обычно, чем более холодным может поддерживаться продукт, тем больше выживание пробиотиков. Солнечный свет или искусственный свет может также убивать по меньшей мере некоторые пробиотики. Некоторые длины волн УФ-света являются особенно вредными. Вследствие чувствительности пробиотиков, влияния окружающей среды, такие как высокое ингибирование, высокие уровни кислорода, влага и прямой свет, могут приводить к напиткам, содержащим эти организмы, имеющим короткий срок годности при хранении. Результатом является продукт с неподходящим сроком годности при хранении, т.е. продукт, уменьшенное количество пробиотических клеток которого определяет конец срока годности при хранении, приводящий к более высоким расходам и увеличенным отходам.

[008] Способы инкапсулирования, такие как микроинкапсулирование, были исследованы для применения для усиления обработки, хранения и стабильности к перевариванию чувствительных материалов, таких как пробиотические бактерии, делая возможной стабилизацию временного и нацеленного высвобождения ингредиентов. Микроинкапсулирование было определено как технология упаковки твердых, жидких или газообразных материалов в миниатюрных, заделанных капсулах, которые могут высвобождать их содержимое при регулируемых скоростях под влиянием специфических условий (Anal and Stevens, 2005; Anal et al., 2006). Микроинкапсулирование использовали для увеличения обработки, хранения и стабильности к перевариванию чувствительных материалов, таких как пробиотические бактерии. Эта технология позволяет материалам иметь покрытие или быть заключенными в матриксе с созданием барьера для окружающей среды, который впоследствии деградируется для высвобождения корового (сердцевинного) материала. Композиция (состав) микрокапсул может подвергаться манипуляции для улучшения стабильности и создания возможности деградации при специфических условиях (Anal and Singh, 2007). Таким образом, задачей микроинкапсулирования пробиотических бактерий является предотвращение разрушения во время обработки и хранения и предотвращение деградации желудочной кислотой, протеолитическими ферментами и солями желчных кислот перед выделением в ободочную кишку.

[009] До сих пор, исследование инкапсулирования пробиотиков концентрировалось в основном на поддержании жизнеспособности клеток пробиотических бактерий при низком рН и высоких концентрациях желчи, а также во время распылительной сушки, лиофильной сушки и хранении. Многие исследования концентрировались на технологиях микроинкапсулирования и манипуляции параметров инкапсулирования, таких как типы материалов покрытия и их концентрации, и использовании множественных слоев покрытия. Мало усилий прилагалось к улучшению жизнеспособности пробиотиков при высоких температурах добавлением термопротекторов, однако было обнаружено, что жизнеспособность является незначительной со многими штаммами. Таким образом, по-видимому, нет доступных коммерческих пробиотических продуктов, которые являются стабильными при высокой температуре. Кроме того, прежние способы инкапсулирования требовали применения эмульсий типа вода-в-масле или масло-в-воде, множественных стадий реакций, множественных покрытий или оболочек для инкапсулирования или их комбинаций.

[010] Потребители демонстрируют непрерывный интерес в съедобных продуктах, таких как готовые для питья напитки или пищевые продукты, обогащенные ингредиентами, которые, как считается, обеспечивают преимущества для здоровья. Было бы желательным обеспечение пробиотиков или других нутриентов в стабильной форме для применения в съедобных продуктах таким образом, что эти ингредиенты могли бы противостоять некоторым условиям процесса, связанным с обработкой (например, смешиванию, гомогенизации, пастеризации и т.д.) этих съедобных продуктов, но все еще быть доступными в качестве нутриента в желудочно-кишечном тракте, как только этот пищевой продукт или напиток потребляется индивидуумом.

[011] Различные документы, включающие в себя, например, публикации и патенты, цитируются во всем этом описании. Все такие документы включены тем самым посредством ссылки. Цитирование любого конкретного документа не должно рассматриваться как признание того, что он является прототипом настоящего изобретения. В том случае, если любое значение или определение термина в этом письменном документе противоречит какому-либо значению или определению этого термина в документе, включенном посредством ссылки, руководящим должно быть значение или определение, подразумеваемое термином или отнесенное к термину в этом письменном документе.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[012] Следующее описание представляет упрощенную сущность аспектов продуктов настоящего изобретения, композиций и способов, описанных здесь. Сущность изобретения не является обширным исчерпывающим обзором и не предназначена для идентификации всех или только ключевых или критических элементов или для описания объема продуктов, композиций и способов, охватываемых формулой изобретения. Следующая сущность изобретения представляет только некоторые концепции и аспекты этого описания в упрощенной форме в качестве прелюдии к более подробному описанию, обеспеченному ниже, определенных примерных и неограничивающих вариантов настоящего изобретения.

[013] В первом аспекте настоящее изобретение относится к являющемуся напитком продукту, содержащему по меньшей мере одну водную жидкость, и капсулы, содержащие желатинированную смесь альгината и белкового изолята сыворотки, и пробиотические бактерии, заключенные в этой желатинированной смеси. Капсулы имеют средний размер частицы между 1 микроном и 1000 микронами (мкм) в диаметре. Пробиотические бактерии необязательно включают в себя Bifidobacterium spp., Lactobacillus spp. или смеси любых из них. Захваченные пробиотические бактерии подвергают тепловой стабилизации, в которой подвергание продукта в виде напитка температуре до 92 градусов Цельсия в течение до 5 секунд приводит к уменьшению жизнеспособных клеток пробиотических бактерий между 0 и 1×10³ КОЕ/грамм капсул.

[014] Во втором аспекте настоящее изобретение относится к способу образования инкапсулированных пробиотиков, предусматривающему смешивание водного раствора, содержащего альгинат натрия и денатурированный белок, с суспензией активных пробиотических клеток в 0,1% пептонной воде, для образования первой смеси, объединение первой смеси с водным раствором хлорида кальция для инициации холодного желатинирования альгината натрия и денатурированного белка с образованием второй смеси; и пропускание второй смеси через отверстие, имеющее диаметр менее 1000 мкм, для образования гранул, имеющих средний размер частиц менее 1000 мкм в диаметре, где полученные не имеющие покрытия гранулы содержат желатинированную смесь альгината и денатурированного белка и пробиотические бактерии, захваченные в желатинированной смеси. В некоторых вариантах осуществления отношение белка к альгинату находится между 1:1 и 9:1.

[015] В третьем аспекте настоящее изобретение относится к пищевому продукту, содержащему инкапсулированные пробиотические бактерии. Инкапсулированные пробиотические бактерии обеспечены капсулами, содержащими желатинированную смесь альгината и денатурированного белкового изолята сыворотки, и пробиотическими бактериями, захваченными в желатинированной смеси. Капсулы имеют средний размер частиц между 1 мкм и 1000 мкм в диаметре.

[016] В четвертом аспекте настоящее изобретение относится к способу образования инкапсулированных пробиотиков, предусматривающему по существу обеспечение смеси, содержащей альгинат натрия, денатурированный белок и активные пробиотические клетки, и объединение смеси с двухвалентным катионом для инициации холодного желатинирования альгината натрия и денатурированного белка, где полученные капсулы содержат желатинированную смесь альгината и денатуированного белка и пробиотические бактерии, захваченные в желатинированной смеси. Массовое отношение белка к альгинату равно от 1:1 до 9,1.

[017] В пятом аспекте настоящее изобретение относится к способу получения не имеющих покрытия желатинированных гранул, предусматривающему смешивание водного раствора, содержащего альгинат натрия и денатурированный белок, с суспензией активных пробиотических клеток в 0,1% пептонной воде, объединение первой смеси с двухвалентным катионом для инициации холодного желатинирования альгината натрия и денатурированного белка с образованием второй смеси и пропускание второй смеси через отверстие, имеющее диаметр менее 1000 мкм, с образованием гранул, имеющих средний размер частиц менее 1000 мкм, где полученные капсулы содержат желатинированную смесь альгината и денатурированного белка и пробиотические бактерии, захваченные в желатинированной смеси. Массовое отношение белка к альгинату равно от 1:1 до 9:1.

[018] В шестом аспекте настоящее изобретение относится к капсулам, образованным способом смешивания водного раствора, содержащего альгинат натрия и денатурированный белок, с активными пробиотическими клетками с образованием первой смеси, объединения первой смеси с водным раствором хлорида кальция для инициации холодного желатинирования альгината натрия и денатурированного белка с образованием второй смеси и пропускания второй смеси через отверстие с образованием капсул, имеющих средний размер частиц между 1 мкм и 1000 мкм в диаметре. Полученные капсулы содержат желатинированную смесь альгината и денатурированного белка и пробиотические бактерии, захваченные в желатинированной смеси. Кроме того, этот способ приводит к капсулам, в которых белок не является значимо ковалентно связанным с альгинатом. Массовое отношение белка к альгинату равно от 1:1 до 9:1.

[019] В некоторых примерных вариантах осуществления пищевые продукты или напитки дополнительно включают в себя один или несколько ингредиентов, подходящих для применения в таких съедобных продуктах, включающих в себя, например, один или несколько дополнительных ингредиентов, описанных ниже. Все проценты, цитируемые в данном описании, раскрытии и прилагаемой формуле изобретения, являются массовыми процентами полностью сформованного пищевого продукта или напитка, если нет других указаний.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР

[020] Более полное понимание настоящего изобретения и его преимуществ может быть достигнуто со ссылкой на следующее описание с учетом сопутствующих фигур, в которых одни и те же номера позиций указывают одинаковые признаки, и где:

[021] Фиг.1A показывает изображение цифрового оптического микроскопа капсулы чистого сывороточного белка.

[022] Фиг.1В показывает изображение цифрового оптического микроскопа капсулы 75:25 белкового изолята сыворотки к альгинату.

[023] Фиг.2A показывает изображение сканирующего электронного микроскопа капсулы лиофилизированного чистого белкового изолята сыворотки.

[024] Фиг.2В показывает изображение сканирующего электронного микроскопа капсулы 50:50 лиофилизированного белкового изолята сыворотки к альгинату.

[025] Фиг.2C показывает изображение сканирующего электронного микроскопа пор на поверхности капсулы чистого белкового изолята сыворотки.

[026] Фиг.2D показывает изображение сканирующего электронного микроскопа клеток L. acidophilus на поверхности капсулы термально денатурированного белкового изолята сыворотки.

[027] Фиг.3 изображает деградацию капсул в имитированной желудочной жидкости и имитированной кишечной жидкости.

[028] Фиг.4А изображает фотографию высушенных микрокапсул сывороточного белка-альгината.

[029] Фиг.4B изображает фотографию микрокапсул сывороточного белка-альгината, инкубированных в имитированных желудочных жидкостях в течение двух часов.

[030] Фиг.4C изображает фотографию микрокапсул сывороточного белка-альгината, инкубированных в имитированных желудочных жидкостях в течение двух часов.

[031] Фиг.4D изображает фотографию микрокапсул сывороточного белка-альгината, инкубированных в имитированных желудочных жидкостях в течение восьми часов.

[032] Фиг.5 изображает график нагрузка-время капсул во время сжатия высоты капсулы.

[033] Фиг.6 изображает максимальный график нагрузки капсул при 50% сжатии общей высоты этих капсул.

[034] Фиг.7 изображает график количеств жизнеспособных клеток из свободных клеток L. acidophilus после инкубирования в имитированной желудочной жидкости и пепсине в течение 120 минут.

[035] Фиг.8 изображает график количеств жизнеспособных клеток из микроинкапсулированных клеток L. acidophilus после инкубирования в имитированной желудочной жидкости и пепсине в течение 120 минут.

[036] Фиг.9 изображает график количеств жизнеспособных клеток из свободных клеток из инкапсулированных клеток L. acidophilus в дистиллированной воде при 37, 50, 60 или 80 градусах Цельсия.

[037] Фиг.10А изображает график количеств жизнеспособных клеток из свободных и инкапсулированных клеток L. acidophilus после инкубирования в фосфатном буфере с рН 7.

[038] Фиг.10B изображает график количеств жизнеспособных клеток из свободных и инкапсулированных клеток Bifidobacterium lactis после инкубирования в фосфатном буфере с рН 7.

[039] Фиг.11 изображает график количеств жизнеспособных клеток из свободных и инкапсулированных клеток L. casei после тепловой обработки при 50 градусах Цельсия.

[040] Фиг.12 изображает график количеств жизнеспособных клеток из свободных и инкапсулированных клеток L. casei после тепловой обработки при 60, 70 и 80 градусах Цельсия.

[041] Фиг.13A изображает график количеств жизнеспособных клеток из свободных и инкапсулированных клеток L. casei после кислотной обработки при рН 3,8 и 4,1.

[042] Фиг.13B изображает график количеств жизнеспособных клеток из свободных и инкапсулированных клеток Bifidobacterium lactis после кислотной обработки при pH 3,8 и 4,1.

[043] Фиг.14A изображает график количеств жизнеспособных клеток из свободных и инкапсулированных клеток L. casei после тепловой обработки при 92 градусах Цельсия в течение четырех секунд, при рН 3,5.

[044] Фиг.14B изображает график количеств жизнеспособных клеток из свободных и инкапсулированных клеток Bifidobacterium lactis после тепловой обработки при 92 градусах Цельсия в течение четырех секунд, при рН 3,5.

[045] Фиг.15 изображает фотографию Inotech Encapsulator IE-50R.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[046] В следующем описании различных вариантов осуществления делается ссылка на сопутствующие фигуры, которые образуют его часть и в которых показаны посредством иллюстрации различные варианты осуществления, в которых могут быть использованы на практике один или несколько аспектов настоящего изобретения. Для удобства, различными вариантами, обсуждаемыми ниже, являются композиции, продукты, способы и т.п. Должно быть понятно, что могут быть использованы другие варианты осуществления и могут быть произведены структурные и функциональные модификации без отклонения от объема данного описания.

[047] Здесь делаются ссылки на товарные названия для компонентов, включающих в себя различные ингредиенты, подходящие для применения в примерных напитках, композициях и способах, описанных здесь. Авторы настоящего изобретения не имеют в виду ограничение материалами, имеющими определенное товарное название. Эквивалентные материалы (например, материалы, полученные из другого источника под отличающимся названием или ссылочным номером), относительно материалов, на которые делаются ссылки здесь с использованием товарного названия, могут быть заменены и использованы в описаниях здесь.

[048] Аспекты настоящего изобретения относятся к применению биополимеров пищевой категории в качестве подходящих инкапсулирующих агентов для пробиотических бактерий. Такие аспекты обеспечивают систему биополимеров пищевой категории, которая инкапсулирует и стабилизирует пробиотические бактерии в температурных и желудочных условиях, а также делает возможной доставку пробиотических бактерий в нижний желудочно-кишечный тракт. В некоторых аспектах настоящего изобретения клетки Lactobacillus и Bifidobacterium инкапсулируют в смесях термически денатурированного белкового изолята сыворотки в комбинации с альгинатом. Различные комбинации биополимеров исследовались для получения крепких и высокожелаемых капсул. Согласно некоторым вариантам осуществления, капсулы готовят с использованием экструзионного способа инкапсулирования, способного защищать бактериальные клетки при температурных и желудочно-кишечных условиях. Кроме того, сенсорные оценки апельсинового сока и виноградного сока, обогащенных инкапсулированными клетками пробиотических бактерий, не обнаруживают значимого воздействия на вкус, обеспечиваемый инкапсулированными пробиотическими бактериями.

[049] Срок годности при хранении напитка, содержащего пробиотики, может быть определен как продолжительность времени, во время которого он сохраняет по меньшей мере определенную концентрацию или уровень жизнеспособных пробиотиков, например, по меньшей мере 1,0×10⁸ КОЕ/единицу объема или массы, или в некоторых случаях по меньшей мере 5,0×10⁹ КОЕ/единицу объема или массы. Этой единицей объема или массы могут быть миллилитры (мл), граммы (г), унции (унц.) и т.д. Согласно некоторым вариантам настоящего изобретения, обеспечены съедобные продукты, содержащие инкапсулированные жизнеспособные пробиотические бактерии в количестве по меньшей мере 1,0×10⁹ КОЕ/порцию, например, на порцию 8 унций или на порцию 240 мл.

[050] Термостабильность инкапсулированных пробиотических бактерий может быть определена как продолжительность времени при температуре выше комнатной температуры, при которой они сохраняют по меньшей мере определенные концентрацию или уровень жизнеспособных пробиотиков, например, по меньшей мере 1,0×10⁸ КОЕ/единицу объема или массы, или в некоторых случаях по меньшей мере 5,0×10⁹ КОЕ/единицу объема или массы. Согласно некоторым вариантам настоящего изобретения, обеспечены съедобные продукты, содержащие инкапсулированные жизнеспособные пробиотические бактерии в количестве по меньшей мере 1,0×10⁶ на порцию. Температура выше температуры окружающей среды, при которой инкапсулированные пробиотические бактерии, такие как съедобный продукт, содержащий пробиотические бактерии, могут быть подвергнуты, равны 28-95 градусам Цельсия, например, 30 градусам Цельсия или 35 градусам Цельсия, или 40 градусам Цельсия, или 45 градусам Цельсия, или 50 градусам Цельсия, или 55 градусам Цельсия, или 60 градусам Цельсия, или 65 градусам Цельсия, или 70 градусам Цельсия, или 75 градусам Цельсия, или 80 градусам Цельсия, или 85 градусам Цельсия, или 90 градусам Цельсия, или 92 градусам Цельсия, причем любая из этих температур может отражать конечную точку в диапазоне. Продолжительность времени подвергания температуре выше температуры окружающей среды включает в себя время от 3 секунд до часа, например, 4 секунды или 5 секунд, или 10 секунд или 20 секунд, или 30 секунд, или 45 секунд, или 1 минуту, или три минуты, или пять минут, или семь минут, или десять минут, или пятнадцать минут, или двадцать минут, или двадцать пять минут, или тридцать минут, или сорок пять минут, или 1 час, причем любой из этих периодов времени может отражать конечную точку в диапазоне. Обычно, чем выше температура, тем короче продолжительность времени, при котором этот пробиотик будет успешно защищен термически.

[051] Некоторые примерные и неограничивающие варианты съедобного продукта или композиций, описанных здесь, могут поддерживать высокие степени жизнеспособности пробиотических бактерий и таким образом выживать при подвергании повышенным температурам, таким как, например, и без ограничения, термическая обработка во время приготовления съедобного продукта, разрушение нежелательных микробов в съедобном продукте, или их комбинаций. Примерные продукты в виде напитка или композиции из исходного диапазона концентраций 1,0×10⁹-1,0×10¹² КОЕ/грамм капсул, например, 1,0×10¹⁰ КОЕ/грамм капсул, способны доставлять по меньшей мере 1,0×10⁶ КОЕ/грамм капсул после подвергания повышенным температурам. Согласно аспектам настоящего изобретения, уменьшение жизнеспособных пробиотических бактерий после подвергания повышенной температуре составляет 0-1,0×10⁴ КОЕ/грамм капсул или 0-5,0×10³ КОЕ/грамм капсул, или 0-1,0×10³ КОЕ/грамм капсул, или 0-5,0×10³ КОЕ/грамм капсул, или 0-1,0×10² КОЕ/грамм капсул, или 0-50 КОЕ/грамм капсул, или 0-10 КОЕ/грамм капсул.

[052] Некоторые примерные и неограничивающие варианты съедобных продуктов или композиций, описанных здесь, могут поддерживать высокие степени жизнеспособности пробиотических бактерий и таким образом достигать продолжительного срока годности при хранении. Примерные продукты в виде напитка или композиции их исходного диапазона концентраций 1,0×10⁹-1,0×10¹² КОЕ/порция, например, 1,0×10¹⁰ КОЕ/порция, способны доставлять по меньшей мере 1,0×10⁹ КОЕ бактерий на 12 жидких унций напитка, например, при употреблении даже после 45 дней при хранении в темноте или в других случаях при УФ-защищенных условиях при температуре 35°F (2°С) после розлива. В некоторых примерных и неограничивающих вариантах осуществления по меньшей мере половина первоначальной концентрации жизнеспособных пробиотических бактерий остается после 45 дней, или 63 дней, или даже 70 дней, при хранении в темноте или в других случаях при УФ-защищенных условиях при температуре 35°F (2°С) после розлива. Согласно примерным аспектам настоящего изобретения, уменьшение жизнеспособных пробиотических бактерий в кислотном соке, имеющем рН 3,75 и хранящемся в условиях окружающей среды, составляет 0-1,0×10³ КОЕ/грамм капсул после десяти недель хранения при 35°F (2°С) после розлива, т.е. 1,0×10⁶-1,0×10¹² КОЕ/грамм капсул.

[053] Кроме того, рН съедобного продукта в соответствии с аспектами настоящего изобретения может влиять на жизнеспособность пробиотических бактерий, причем более низкие величины рН уменьшают жизнеспособность пробиотических бактерий. Например, согласно примерным аспектам настоящего изобретения, уменьшение жизнеспособных инкапсулированных пробиотических бактерий в кислотном соке, имеющем рН 2,75 и хранящемся в условиях окружающей среды, составляет 0-100 КОЕ/грамм капсул после двух недель хранения. В отличие от этого, уменьшение жизнеспособных пробиотических бактерий в кислотном соке, имеющем рН 3,5 и хранящемся в условиях окружающей среды, составляет 0-100 КОЕ/грамм капсул после восьми недель хранения.

[054] В данном контексте и в прилагаемой формуле изобретения термин "пробиотики", "пробиотический микроорганизм" или "пробиотическая биомасса" понимаются как включающие в себя любые микроорганизмы, содержимое клеток или метаболиты из микроорганизмов, имеющие благоприятные действия в отношении их хозяина. Таким образом, могут быть включены дрожжи, плесени и бактерии. В некоторых примерных вариантах осуществления могут быть использованы пробиотические бактериальные штаммы Bifidobacterium в продуктах в виде напитка, композициях и способах, описанных здесь, включающие в себя, например, B. breve, B. animalis (lactis), B. longum, B. bifidum, B. adolescentis, B. thermophiium и B. infantis. Могут быть также использованы пробиотические бактериальные штаммы рода Lactobacillus, включающие в себя, например, L. acidophilus, L. casei, L. rhamnosus, L, paracasei, L. johnsonii, L. reuteri и L. plantarum, L. lactis, L. bulgaricus.

[055] EP 0862863 перечисляет некоторые примеры известных в настоящее время пробиотиков. Например, штаммы Lactobacillus plantarum (Lp299), Bifidobacterium lactis (UNO 19) или Bifidobacterium lactis (BB-12) могут быть использованы в некоторых нелимитирующих примерах съедобных продуктов и композиций, описанных здесь. Селекция (отбор) различных пробиотических штаммов предоставляется Christian Hansen BioSystems A/S (CHL), 10-12 Boge All, P.O Box 407, DK-2970 Horsholm, Denmark. Квалифицированный в данной области специалист будет способен, на основе этого описания, отобрать подходящие дополнительные или альтернативные штаммы пробиотических бактерий для применения в различных вариантах описанных здесь продуктов в виде напитка и композиций.

[056] В некоторых примерных и неограничивающих вариантах осуществления съедобные продукты или композиции могут содержать бактерии из множественных видов. В некоторых примерных и неограничивающих вариантах осуществления, когда в композиции присутствуют две бактерии, этими бактериями могут быть, например, B. animalis (lactis) и L. rhamnosus. Отношение одного бактериального вида к другому может широко варьироваться. Это отношение может быть равно приблизительно 0,00000001 к 1, приблизительно 0,0000001 к 1, приблизительно 0,000001 к 1, приблизительно 0,00001 к 1, приблизительно 0,0001 к 1, приблизительно 0,001 к 1, приблизительно 0,01 к 1, приблизительно 0,1 к 1 или приблизительно 1 к 1.

[057] Количества жизнеспособных бактерий часто выражается в виде КОЕ, или колониеобразующих единиц (KOE). Одна колония образуется единственной жизнеспособной бактерией, когда эти бактерии высевают в виде подходящего разведения для образования отдельных колоний. Имеется стандартный способ, известный микробиологам. Обычно это количество выражается в виде количества КОЕ в мерах для жидкостей, например, миллилитрах (мл), жидких унциях (fl. oz) и т.д. или в мерах для твердых веществ, например, граммах (г). Регламентирование США 21 CFR 101.9(b)(5)(viii) определяет жидкую унцию как точно 30 мл. Для получения благоприятных эффектов пробиотических бактерий необходимы достаточные количества жизнеспособных бактерий. Часто бактерии упакованы при определенном уровне жизнеспособных бактерий; однако, перед употреблением, эти уровни могут уменьшаться, предотвращая тем самым получение благоприятной дозы бактерий пользователем. Действительно, Национальный Центр для Дополнительной и Альтернативной Медицины (NCCAM) идентифицировал несколько проблем, связанных с качеством пробиотических продуктов, включающих в себя: жизнеспособность этих бактерий в продукте, типы и титр бактерий в этом продукте и стабильность при хранении. Смотрите NCCAM, "BACKGROUNDER: Biologically Based Practices: An Overview" (октябрь 2004). Этот документ может быть найден в web-сайте Национальный Центр для Дополнительной и Альтернативной Медицины (NCCAM).

[058] Бактерии, подходящие для определенных примерных и неограничивающих примеров продуктов в виде напитка, композиций и способов, описанных здесь, могут быть получены различными способами, известными в данной области, включающими, например, выращивание на средах, содержащих казеин. Необязательно, эти бактерии могут выращиваться без казеина, с обеспечением полностью не содержащего молочные продукты бактериального препарата. В некоторых примерных и неограничивающих вариантах осуществления, эти бактерии могут храниться посредством охлаждения, замораживания или лиофилизации без уменьшения жизнеспособности ниже желаемого уровня. Согласно одному аспекту, эти бактерии замораживают и затем оттаивают перед инкапсулированием. Согласно некоторым аспектам, эти бактерии лиофилизируют и затем измеряют, смешивают и регидратируют в 0,10% пептонной воде перед инкапсулированием.

[059] Клетки жизнеспособных пробиотических бактерий инкапсулируют в соответствии с вариантами настоящего изобретения, в пищевых биополимерных капсулах, таких как гранулы или микрокапсулы. В данном контексте, термин "капсула" относится по существу к полностью замкнутой частице. Эта замкнутая частица может содержать материал наружной оболочки, который является тем же самым материалом, который находится внутри, или отличающимся материалом. Например, и без ограничения, капсула может содержать одну или несколько наружных твердых оболочек, окружающих жидкую внутреннюю сторону, или одну или несколько твердых наружных оболочек, окружающих твердую внутреннюю сторону. Согласно аспектам настоящего изобретения, материал как наружной оболочки, так и внутренней оболочки содержит сеть, содержащую по меньшей мере два биополимера, которые являются пересыпанными, перекрестно-связанными биополимерами или их комбинациями. Например, согласно некоторым аспектам настоящего изобретения, обеспечена капсула, содержащая наружную оболочку и внутренний материал, содержащий те же самые биополимеры, где различием между этой наружной оболочкой и внутренним материалом является степень перекрестного связывания по меньшей мере одного из этих биополимеров, так что плотная полимеризация на поверхности этой капсулы образует наружную оболочку. В противоположность этому, степень полимеризации материала внутренней стороны является такой, что она содержит пространство между отдельными полимерными тяжами. Когда эта капсула состоит из материала, присутствующего в форме, которая является твердой как во внутренней части, так и в наружной оболочке этой капсулы, она может называться здесь "гранулой".

[060] Размер этих капсул (или гранул) согласно изобретению варьируется в зависимости от процесса, используемого для приготовления этих капсул, и находится в диапазоне, содержащем частицы со средним размером частиц между 1 мкм и 3000 мкм в диаметре. Обычно комбинирование источника двухвалентного катиона с альгинатом с использованием капельного способа приводит к капсулам при верхнем конце этого диапазона, например, между 1500 мкм в диаметре и 3000 мкм в диаметре. Этот средний размер частиц этих капсул может регулироваться с использованием способов и устройств, известных квалифицированным в данной области специалистам, таких как, например, и без ограничения, распыление или экструзия. Например, как только в капсуле началось желатинирование, эта смесь может пропускаться через отверстия в экструзионном устройстве, такие как одна или несколько форсунок, с образованием посредством этого капсул или гранул, содержащих приблизительно такой же самый диаметр, что и диаметр отверстия, через которое проходила эта смесь.

[061] В данном контексте термин "микрокапсула" относится к капсуле (или грануле), имеющей средний размер частиц между 1 мкм и 1000 мкм в диаметре, например,