CN101448510A - 有益微生物组合物、含有该组合物的颗粒、及其制备方法与应用 - Google Patents

有益微生物组合物、含有该组合物的颗粒、及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种益生菌组合物或预混合物，该组合物或混合物包括活体或再生有益微生物、酵母壁、和/或失活酵母、和可选的营养补充物，该营养补充物尤其包含的维生素和/或微量元素和/或氨基酸和/或其它适宜动物营养物。本发明还涉及一种包含所述组合物和适宜动物营养物的颗粒，以及该颗粒的制备方法。

Description

有益微生物组合物、含有该组合物的颗粒、及其制备方法与应用
技术领域
本发明的主题是一种包含活体或再生的有益微生物的益生菌组合物或预混合物，其包含活体或再生有益微生物、酵母壁和/或失活酵母。酵母壁和/或失活酵母的存在特别用于稳定该有益微生物。这种组合物或预混合物可以用于制备作为动物饲料的颗粒。
背景技术
术语“益生菌”(或有益微生物)指活体微生物，当它们被足量摄取后，通过增强肠内菌丛的特性对宿主有机体发挥积极作用，远超过传统的营养作用。它们成为动物饲料中使用的抗生素的替换物。目前最常见的是食品或食品补充剂中的细菌或酵母。
益生菌主要分为四种类型：
-乳酸菌(乳酸杆菌和球菌)；
-来源于人和动物体的双歧杆菌；
-各种酵母，包括酵母属(Saccharomyces)型酵母；
-其他产芽孢杆菌，包括枯草芽孢杆菌和蜡样芽胞杆菌。
可加热杀灭的微生物不符合上述益生菌的定义，即使一些治疗作用可能归因于它们。
广义上讲，术语“益生菌”也指含有上述微生物的食品。
益生菌逐渐地被用于人类消费和作为动物饲料，尤其作为抗生素替代物成为一种更健康、更自然和更环保的食物。在动物营养学中，这些微生物通常以预混合物的形式添加到颗粒饲料中，该预混合物还包含维生素、微量元素和氨基酸。
然而将有益微生物引入颗粒中并非易事，实际上，有益微生物在形成颗粒的过程中经常被灭活。颗粒生产中这一步是在蒸汽温度60℃到100℃之间，压力0.5到3.5bar范围内进行的，而在这种温度和湿度条件下，微生物通常都被灭活。
专利申请EP 0 694 610中，红发夫酵母(Phaffia rhodozyma)可以制造染料、虾青素以及用于使饲养鳟鱼和鲑鱼的鱼饲料显示红色。通过在糖(例如葡萄糖)存在下进行干燥已经使红发夫酵母难以制成颗粒的情况有所改善。
然而，这种情况并不包括动物消化过程中为发挥其作用必须保持活性的益生酵母。
出人意料地，本发明人发现，有益微生物与酵母壁和/或失活酵母进行混合，取代其它传统使用的预混合物载体例如小麦粉或碳酸钙，随时间过去，有益微生物显示其在预混合物中稳定性增强。
酵母壁在药理学和农业-食品部门的应用已有描述。这些酵母壁在药用片剂的制备中用作赋形剂，尤其是其具有崩解的性质用作粘合剂(Ozeki et al.AAPS PharmSciTech，2003；4(3)：E41)或者作为包衣制品的组分(EP 1 159 882，Yuasa et al.Int J.Pharm.，2002，Apr 26；237(1-2)：15-22)。然而针对申请人公司的知识，用它们来增强活体或再生微生物稳定性的可能性至今没有人意识到。
因此，对于微生物来说，随着时间过去能保持稳定是现实需要，对摄取它们的动物健康的预期影响也是现实的。
发明内容
为此，本发明的主题是提供一种益生菌组合物或预混合物，包括：
-活体或再生益生菌微生物(a)0.5-7％，选自益生酵母、含乳酸菌类型的有益菌；及其混合物，所述乳酸菌选自乳酸杆菌和除芽孢杆菌(bacilli)以外的双歧杆菌。
-化合物(b)10-95％，选自酵母壁和失活酵母，和
-营养补充剂(C)0-95％，尤其包括维生素、和/或微量元素、和/或氨基酸、和/或其它可用于动物饲料中的添加剂。
上述百分比是以干重比组合物的总重量来表示的。
在本发明中，表述“再生”或“能成活的”微生物应理解为表示一类微生物，它们可在营养介质存在下，可恢复其分裂和形成群体的能力。
由益生酵母的例子，可提到选自下述组的益生酵母，包括酵母属(Saccharomyces)酵母，克鲁维酵母属(Kluyveromyces)酵母例如马克斯克鲁维酵母(Kluyveromyces marxianus)，及其混合物。
优选的酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)菌株实施例为：保藏在(英国)国立酵母菌培养保藏中心(NCYC)的酿酒酵母Sc47菌株，编号47；保藏在巴斯德保藏中心(CNCM)的酿酒酵母菌株，编号I-1007；保藏在巴斯德保藏中心(CNCM)酿酒酵母菌株，编号I-1009；保藏在MUCL保藏中心的酿酒酵母菌株，编号39 885；保藏在CBS保藏中心的酿酒酵母菌株，编号39 493.94；保藏在MUCL保藏中心的马克斯克鲁维酵母，编号39434；及其混合物。
最优选地，根据本发明的组合物包括的酵母，其对应保藏在国立酵母菌培养保藏中心(NCYC)，编号为47的酿酒酵母Sc47菌株。
因此，根据一最具体实施例，所述益生菌组合物或预混合物包括：
-活体或再生酵母0.5-75％，优选5-30％；
-酵母壁和/或失活酵母10-80％，优选25-50％；
-营养补充剂0-90％，优选5-80％；
上述百分比是以干重比组合物的总重量来表示的。
该组合物作为单胃动物饲料特别稳定。
所述酵母壁，可以选自各种食品等级的酵母，例如酿酒酵母。更具体地说，酵母壁为市售的商标为
Figure A200780018329D00061
或者
Figure A200780018329D00062
的酵母，分别来自Prodessa，Biospringer和Alltech公司。
所述酵母壁可以根据本领域技术人员知悉的方法获得，更具体地说，酵母壁自溶后，用物理方法将不溶部分与溶解部分分离，其中不溶部分含有酵母壁。
在本发明上下文中，失活酵母理解为没有任何发酵能力的酵母。只要属于食品等级，任何类型的失活酵母都可使用，例如酵母(Saccharomyces)。它们可以根据本领域技术人员知悉的方法获得，更具体地，通过加热处理得到。
根据本发明的最优实施例，失活酵母干物质含量高于95％。
当使用失活酵母和酵母壁混合物时，酵母的来源可以相同或不同。
本发明的益生菌组合物具有令人非常满意的均匀性。
不希望被任何理论所束缚，根据本发明所述的组合物或预混合物中的酵母壁和/或失活酵母，通过减少有益微生物的水含量并使水含量随时间保持稳定，使得有益微生物保持稳定性成为可能。另一方面，当使用现有技术中记述的尤其是包括面粉和碳酸钙的传统预混合物载体时，水含量大大增加。而且使用碳酸钙会引起磨损和分离的问题。
因此，根据一种具体的实施方式，根据下述试验A测定的有益微生物中的干物质含量的变化值VA是正的。
试验A：
在时间T0，即有益微生物和酵母壁和/或失活酵母混合之前，利用ISO 1741方法测定有益微生物的干物质含量，得到值DM0。
在时间T＝14天，即有益微生物和酵母壁和/或失活酵母混合14天后，测定有益微生物的干物质含量，得到值DMT。
然后进行计算：V＝[(DMT-DM0)/DM0]×100。
优选地，有益微生物的干物质含量变化值V大于0.5％，优选大于1％。
根据一种具体的实施方式，本发明所述的组合物或预混合物还可以包括营养补充剂，特别包括维生素和/或微量元素和/或氨基酸和/或其它可用于动物饲料的添加剂。
组合物中加入的维生素选自维生素A、维生素B、维生素D3、维生素E、维生素B1、B2、B5、B6、B12、C、PP、维生素H、叶酸、胆碱、维生素K3、泛酸，及其混合物。
组合物中加入的微量元素可以是食品等级的矿物盐，选自铜、锌、铁、锰、碘、硒，及其混合物。
组合物中加入的氨基酸选自蛋氨酸、赖氨酸、L-苏氨酸、色氨酸，及其混合物。
上述益生菌组合物或预混合物可以直接加入动物饲料中。一般来说，根据本发明的组合物，总重每千克动物饲料中加入5×107到5×1010CFU(菌落形成单位)有益微生物，优选总重每千克动物饲料中加入5×108到5×1010CFU有益微生物。
例如，本发明所述组合物的有益微生物是Lesaffre公司提供的商标为
Figure A200780018329D00081
的酿酒酵母Sc47时，加入到动物饲料中的本发明组合物，每一千克动物饲料总量中含有酿酒酵母Sc472.5到8×109CFU。
上述益生菌组合物也可用于益生菌颗粒，尤其适用于动物饲料。
因此，根据另一项实施方式，本发明涉及的益生菌颗粒包括：
-上述益生菌组合物或者预混合物，和
-一种适用于欲给予的动物种类的营养混合物。
一般来说，本发明所述的颗粒包含质量分数为千分之一的有益微生物。
所述营养混合物是一种由制备用于动物物种颗粒的本领域的技术人员常规使用的混合物，其组成取决于欲给予的动物种类，但是通常含有植物纤维粉，例如小麦粉或/和大豆油或油菜籽油渣饼和/或甜菜浆和/或糖浆和/或尿素，以本领域技术人员所熟知的比例配制。然后预混合物掺到原料(饲料)中，原料种类及量取决于动物物种。
该营养混合物选自富含维生素和/或微量元素和/或氨基酸和/其它可用于动物饲料的添加剂。与本发明益生菌组合物相关的动物饲料如下所述。
制备本发明所述颗粒的方法，包括下述步骤：
-制备根据本发明的益生菌组合物或预混合物；
-将所述的组合物或预混合物加入到适于欲给予的动物种类的营养混合物中，优选在潜伏期至少14天之后；
-在温度60℃-100℃，压力介于0.5-3.5bar条件下将蒸汽注入事先得到的混合物，并冲压。
有利的，包含有益微生物的组合物或预混合物在加入到营养物混合物之前可以存活至少15天，优选至少1个月。
根据本发明的方法获得的颗粒具有令人非常满意的有益微生物存活率。
根据一种具体实施方式，有益微生物形成颗粒过程中的存活率可以通过系数S来测定，系数S相当于制粒后CFU值(CFUaf)与制粒前CFU值(CFUbe)的比例乘以100。根据本发明的颗粒中微生物的存活率大于或等于20％，优选大于或等于50％，更有选大于或等于70％。
本发明还涉及一种改善含益生菌组合物或者预混合物的益生菌颗粒的稳定性的方法。所述组合物或预混合物包括有益微生物和酵母壁和/或失活酵母，还可选择包括营养补充物，该补充物尤其含有适合于动物的维生素和/或微量元素和/或氨基酸和/其他添加剂。在蒸汽注入形成颗粒以及冲压之前，将该组合物加入到营养混合物中。
如上所述，可发现对制粒温度的耐受性尤其是由于根据本发明的组合物中存在的有益微生物的干物质含量增加或保持。
本发明所述的颗粒，或者通过本发明方法所获得的颗粒，可被用作动物饲料。
本发明提供一种供应量可控的有益微生物，其最终饲料中活体有益微生物的含量占根据本发明的组合物或颗粒的生产用量的至少20％。
具体实施方式
本发明可以通过如下实施例以及图表更加准确的描述和说明，当然这些实施例仅用于解释本发明的主题，不以任何方式构成对本发明的限制。
实施例：
实施例1：使用材料
本发明的实施例采用如下材料：
益生酵母是商标为
Figure A200780018329D00091
的市售产品(其余实施例只用
Figure A200780018329D00092
表示)，
Figure A200780018329D00093
是酿酒酵母菌株Sc47活体细胞的浓缩物，1×1010CFU/g(NCYC-47)。此产品仅限于动物饲料，以颗粒形式提供，温度达80℃显示热稳定性。
酵母壁由酿酒酵母壁组成，自溶后通过离心分离制得。
失活酵母由酿酒酵母壁组成，通过热处理制得。物理性质如下表1所示：
Figure A200780018329D00101
实施例2：
2.1 预混合物的制备
不同组成的混合物(预混合物1-3)通过手工制备，组成如下表2所示：
上述百分比是以预混合物总重量计算。
预混合物3为现有技术颗粒的组合物。
2.2 干物质含量的变化
预混合物1-3中
Figure A200780018329D00111
的干物质含量通过官方IOS1741标准进行测定，测定时间T为1天，2天，7天和14天。结果如图1所示：
根据试验A的干物质变化按如下公式计算：
V＝[(DMT-DM0)/DM0]×100
 
预混合物/接触时间  1天 2天 7天 14天
预混合物1 +0.1％ +0.5％ +0.6％ +0.7％
预混合物2 +0.4％ +0.5％ +0.8％ +1.2％
预混合物3 -0.9％ -0.9％ -1.0％ -1.2％
需要注意的是和预混合物的其他混合物接触的时间起到关键性作用，因为接触时间与被带入以达到均衡的产品的湿度相关。如果时间因素不利于
Figure A200780018329D00113
-小麦粉混合物，在以酵母壁和/或失活酵母作为载体的情况下，接触时间最少为14天。
实施例3：
以前的研究已经表明混合方法会损害
Figure A200780018329D00114
产品，使其更容易吸潮。因此，有必要在工业条件下生产酵母壁预混合物，以便确认所述酵母壁的积极作用。
3.1 按工业方法制备预混合物
BIOSAF贮存于5-6米高的贮窖。生产过程中，通过直径为10cm的垂直气动传送带(浓相输送)将酵母运送到50米外的混合器中。空气入口(预先处理、干燥、冷却)通过连续通入空气和产品，可以推动产品通过传送带。
在传送带出口，有一称重筐在产品进入犁铧混合器前检测产品重量，混合物同时进入犁铧混合器。
混合器采用犁铧混合器，转速120圈/分钟，混合持续时间为60秒。最终的预混合物袋装或散装打包。
工业制备预混合物的组成如下表所示：
Figure A200780018329D00121
3.2 干物质含量变化
Figure A200780018329D00122
干物质含量变化与这些不同预混合物的时间有关，测定结果如实施例2所示。
同样地因为预混合物由手工制备，含有小麦粉的预混合物中
Figure A200780018329D00123
的干物质含量有所下降，从93％降低至91.7％。
根据本发明的预混合物中干物质含量在预混合物1a中保持稳定(含14％酵母壁)，但在预混合物5中，接触时间一个月后干物质含量增加0.3％(酵母壁含量44％)。
当混合物在工业条件下制备时，酵母壁对于
Figure A200780018329D00124
水分的影响更加不明显，然而通过对常规预混合物载体(例如，基于小麦)的观察，的干物质含量没有下降。
实施例4：
4.1 颗粒的制备
制粒试验使用一个固定的平底盘形模具(印有KAHL.14-175 of 3kW，直径4mm，厚度20mm(即压缩率为5)，以实验室程序进行。打包机(国家农业科学研究院(INRA)，法国南特)长544mm，有32个旋转叶片，有一个3.751的容积。发动机2.2kw由调速器控制，可控制输出。温度设置在打包机的水平(80和90℃)。
在上述条件下制备两批颗粒。其中第一批颗粒在注入蒸汽温度80℃制备，第二批在注入蒸汽温度90℃制备。
制备好后，预混合物立即使用。
颗粒组合物的组成如下：
 
颗粒1 颗粒2
小麦粉 29.3％ 29.3％
大豆油渣饼 25％ 25％
油菜籽油渣饼 20％ 20％
甜菜浆 20％ 20％
糖浆 3％ 3％
尿素 2％ 2％
预混合物3a 0.7％ -
预混合物5 - 0.7％
4.2 颗粒的耐受性研究
针对每一批次颗粒，测量
Figure A200780018329D00131
存活率。结果如下所示：
 
颗粒 80℃ 90℃
颗粒1 9.4％ 2.6％
颗粒2 23.9％ 5.4％
计算方法：
％耐受性或存活率＝颗粒中再生细胞量(CFU/g)X 100/制成颗粒前颗粒组合物再生细胞量(CFU/g)
结果显示存活率低，证明本发明所提供的加入到预混合物3a中的与加入到预混合物5中的
Figure A200780018329D00133
相比，制粒的耐受性非常低。
实施例5：
与实施例4的同样的方法，以预混合物3a和5制备颗粒，其组成见实施例3。不同的是，制粒是在预混合物制备一个月后进行。
 
颗粒1 颗粒3
小麦粉 29.3％ 29.3％
大豆油渣饼 25％ 25％
油菜籽油渣饼 20％ 20％
甜菜浆 20％ 20％
糖浆 3％ 3％
尿素 2％ 2％
预混合物3a 0.7％ -
预混合物5 - 0.7％
4.2 制粒耐受性研究
针对每一批次颗粒，测量
Figure A200780018329D00141
存活率来评估制粒耐受性。结果如下所示：
 
颗粒 80℃
颗粒1 4.6％
颗粒2 27.9％
显而易见，根据本发明研制的颗粒对制粒具有耐受性，因此，存活率比对照组高6倍。

Claims (13)

1.一种益生菌组合物或预混合物，包括：
-活体或再生有益微生物(a)0.5-75％，选自益生酵母、含乳酸菌类型的有益菌，及其混合物；所述乳酸菌选自乳酸杆菌和除芽孢杆菌以外的双歧杆菌；
-化合物(b)10-95％，选自酵母壁和失活酵母；和
-营养补充剂(C)0-95％，特别包括维生素、和/或微量元素、和/或氨基酸、和/或其它可用于动物饲料中的添加剂；
百分数以干重比组合物的总重量表示。
2.根据权利要求1所述的益生菌组合物，优选包括：
-活体或再生微生物5-30％；
-酵母壁和/或失活酵母15-80％，更优选25-75％；
-营养补充剂5-80％；
上述百分比是以干重比组合物的总重量来表示的。
3.根据权利要求1或2所述的组合物，其特征在于，所述益生酵母选自酵母属酵母，优选酿酒酵母，或克鲁维酵母属酵母，优选马克斯克鲁维酵母，及其混合物。
4.根据权利要求3所述的组合物，其特征在于，对应于菌株的酵母选自：保藏在国立酵母菌保藏中心(NCYC)的编号47的酿酒酵母Sc47菌株，保藏在巴斯德保藏中心(CNCM)的编号I-1007的酿酒酵母株，保藏在巴斯德保藏中心(CNCM)的编号I-1009的酿酒酵母株，保藏在MUCL保藏中心的编号39 885的酿酒酵母株，保藏在CBS保藏中心的编号39 493.94的酿酒酵母株，保藏在MUCL保藏中心的编号39434的马克斯克鲁维酵母，及其混合物。
5.根据权利要求1-4任一项所述的益生菌组合物，包括：
-活体或再生酵母0.5-75％，优选5-30％；
-酵母壁和/或失活酵母10-80％，优选25-50％；
-营养补充剂0-95％，优选5-80％；
上述百分比是以干重比组合物的总重量来表示的。
6.根据权利要求1-5任一项所述的组合物，其特征在于，所述酵母壁和/或失活酵母选自酵母属。
7.根据权利要求1-6任一项所述的组合物，其中根据试验A测得有益微生物的干物质含量的变化是正数的；根据试验A，在时间T0，即有益微生物和酵母壁和/或失活酵母混合之前，利用ISO 1741方法测定有益微生物的干物质含量，得到值DM0；在时间T＝14天，即有益微生物和酵母壁和/或失活酵母混合14天后，测定有益微生物的干物质含量，得到值DMT；然后进行计算：V＝[(DMT-DM0)/DM0]×100。
8.一种益生菌颗粒，包括：
-权利要求1-7任一项所述的益生菌组合物或预混合物；
-适于欲给予的动物饲料中的营养混合物。
9.根据权利要求8所述的颗粒，其中有益微生物的存活率S大于或等于20％，优选大于或等于50％，更有选大于或等于70％。
10.一种制备颗粒的方法，包括下述步骤：
-制备权利要求1-7任一项所述的益生菌组合物或预混合物；
-将该益生菌组合物或预混合物加到适于欲给予的动物饲料的营养混合物中，优选潜伏期至少14天以后；
-在温度60-100℃，压力0.5-3.5bar下将蒸汽注入上述步骤得到的混合物中并加压。
11.一种提高益生菌颗粒稳定性的方法，包括：制备权利要求1-7任一项所述的益生菌组合物，所述组合物包括有益微生物和酵母壁和/或失活酵母，和可选择的营养补充剂，所述营养补充剂尤其包括维生素、和/或微量元素、和/或氨基酸、和/或其它动物饲料附加剂，在蒸汽注入形成颗粒步骤之前将所述组合物加到欲给予的动物种类的营养混合物中并加压。
12.根据权利要求1-7任一项所述的益生菌组合物和预混合物作为动物饲料的应用。
13.根据权利要求8或9的颗粒或权利要求10的方法制备的颗粒作为动物饲料的应用。
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