CN102365030A - 包含干燥益生菌的食品组合物、及其制造方法和用途 - Google Patents

Abstract

本发明涉及包括可食基础混合物成分和干燥益生菌成分的食品组合物，其可以在室温下存储并转变成冷冻甜点，对益生菌的生活力具有最小的影响。因此，给摄入冷冻甜点的消费者提供了有益量的活益生菌。在此还提供了一种或多种制造食品组合物以及在冷冻甜点产品中使用本发明食品组合物的方法。

Description

包含干燥益生菌的食品组合物、及其制造方法和用途

相关申请的交叉参考

本申请要求享有Marvin J. Rudolph于2010年3月26日提交的包含干燥益生菌的食品组合物、及其制造方法和用途的U.S.临时专利申请系列No.61/163,773的权益，在此引入作为参考。

发明背景。

发明领域

本发明总地涉及用于制造和提供包括干燥益生菌的食品组合物的系统和方法，该食品组合物可以在室温下储存并且在冻结温度下制造，对益生菌的生活力和冷冻甜点产品的风味具有最小影响。

信息背景

人的肠道是细菌宿主的家园。然而，不是所有这些细菌都是致病的。一些细菌，称为正常菌群，对于我们是有益的。例如，存在于肠道中的各种细菌产生微酸性的环境，这抑制了致病细菌的生长。由我们肠道内的细菌引起的其他益处包括，仅举几个例子，更强的免疫系统、正常化的肠运动、受控的胆固醇水平、酵母和真菌感染的预防以及维生素、脂肪酸、乳糖和钙的生物利用率的提高。一些细菌甚至通过改变肠道内的特定菌群产生的致癌物质的产生而提供了抗致癌活性。

然而，存在有益细菌数量下降时，肠道失去平衡，由此导致致病细菌、酵母和病毒的生长过度。这种不平衡引起免疫系统的压力，并最终导致疾病。存在许多有益细菌群在我们的肠道内变得不平衡的方式。通常，氯化的饮用水不仅杀灭有害的细菌，而且也破坏我们系统内的有益细菌。此外，我们的食物来源（例如，家畜和植物）的抗生素、辐射、化疗、化学处理的使用，乃至酒精滥用，都是导致我们肠道内致病和有益细菌群不平衡的重要因素。

为了维持健康的肠道，许多人服用包括有益细菌的补充剂。例如，现在存在许多包括有益细菌的食品。将这些有益细菌称为“益生菌”，并且定义为“通过提高肠微生物平衡有益地影响宿主动物的活微生物食品补充剂”（Fuller，R. Probiotics in Man and Animals；J. Appl. Bacteriol. 1989. 66:365-378）。这种方法能够使人通过他们食用的食品来补充他们消化道中的益生菌。仅举几个例子，可以以酸奶、思慕思（smoothies）、点心棒、谷物食品、婴儿配方奶粉（baby formula）和巧克力来提供含有益生菌的食品。

然而，存储条件对益生菌生活力的影响是益生菌食品生产的主要问题。将益生菌食品存储在室温下时，其中的益生菌能够在理想生长条件下增殖。这可以导致在食品产物中的益生菌群的增长。随着益生菌群增加，食品变得酸性更大，并且其中可用的营养素开始减少，这随后可能导致益生菌生活力显著降低。避免该问题的一种方法是将益生菌食品存储在冷藏/冷冻条件下，以减缓细菌细胞生长并维持益生菌生活力。以这种方式存储益生菌食品成本非常高。冷藏设备是昂贵的，并且需要高能量消耗。因此，通常，增加的成本最终转嫁给益生菌食品的消费者。

因为温度在益生菌生活力中是非常重要的，因此，过去已经建议将冷藏和冷冻食品组合物，如酸奶，用于给消化道提供益生菌。

然而，难以将益生菌掺入冷冻食品中，因为在冷冻过程中引入了空气，导致存活的益生菌损失，因为波动的温度导致冰晶形成，这可能破坏细菌细胞壁，由此降低生活力。

因此，提供能够在室温条件下存储同时仍然能够包括存活的益生菌而没有细菌的不受控增殖和/或伴随的酸的增加（这两者都会降低所包括的益生菌的生活力和不利地影响食品味道）的食品组合物将是有利的。对于能够将活的益生菌传递给对象以给消费者提供健康益处的食品组合物，仍然还存在需求，以及还需要研发优化益生菌食品组合物存储条件的方法。

发明概述

本发明涉及含有可食基础混合物成分和干燥的益生菌成分的食品组合物的改进。这样的改进使得干燥的益生菌可以在室温下存储并在冷冻温度下制造，在冷冻过程中对益生菌具有最小的影响。特别地，可食基础混合物成分可以包括任何合适的食品成分，如一种或多种乳制品成分（例如，奶或乳油成分）、甜味剂成分（例如，糖、葡萄糖、果糖、玉米糖浆、枫糖、蜂蜜、红糖、麦芽糖浆、糖蜜、乳糖）、蛋成分（例如，液体蛋（liquid eggs）、冷冻蛋（frozen eggs）、蛋粉（dried eggs）、蛋黄、冷冻蛋黄、蛋黄粉）、水、稳定剂（例如，海藻酸钠、明胶、阿拉伯胶、瓜尔豆种子胶、刺梧桐树胶、刺槐豆胶、黄蓍胶、角叉藻聚糖、红藻胶、羧甲基纤维素钠、车前草籽外壳）、乳化剂（例如，卵磷脂、甘油一酯和/或甘油二酯、聚氧乙烯(20)失水山梨糖醇三硬脂酸酯、聚山梨醇酯80）、增稠剂（例如，海藻酸丙二醇酯、微晶纤维素、柠檬酸钠、磷酸二钠、焦磷酸四钠、六偏磷酸钠、氧化钙、氧化镁、氢氧化钙、氢氧化镁）等。

在本发明的说明性实施方案中，可食基础混合物（edible base mix）是甜点混合物，如用于生产冷冻甜点的甜点混合物。该基础混合物可以是液体或干粉形式。

益生菌成分可以包括益生细菌菌株，如任何合适的活的益生细菌菌株，其能够干燥和/或冷冻，同时保持其生活力。例如，合适的细菌菌株是乳杆菌属、双歧杆菌属和/或链球菌属的菌株。在一些情况中，益生细菌可以是嗜酸乳杆菌、保加利亚乳杆菌、两歧双歧杆菌和/或嗜热链球菌。在特定的情况中，益生菌成分可以是冻干的或喷雾干燥的。

在本发明说明性的实施方案中，将可食基础混合物成分与干燥的益生菌成分混合，以产生用于食品生产中的食品组合物。含有干燥益生菌成分的本发明食品组合物的新特征在于该组合物能够在室温下运输和/或存储，然后加工和转化成具有/包括活的益生菌成分的冷冻食品，对其中所含的益生菌具有最小的影响。可以在运输之前或之后并在形成示例性的冷冻食品之前的任何合适时间，将食品组合物的可食基础混合物成分和益生菌成分混合。在特定的情况中，食品是甜点产品，可以以特别的方式将其冷冻，以产生冷冻酸奶或冰淇淋。

因此，在特定的情况中，可食基础混合物成分和益生菌成分能够在一个温度下（例如，室温）输送、存储和混合，并且可以在第二个温度下（例如，低于室温的温度）进行加工，例如，混合和/或供应。即，第二个温度可以比室温低得多，然而，同时能够维持益生菌成分的生活力。

在特定的情况中，在此提供的食品能够给食用食品（例如，冷冻甜点）的对象提供有益量的活益生菌。还提供了制造食品组合物的方法，使用该制品组合物生产食品的方法，以及本发明食品组合物例如在冷冻甜点中用于预防和治疗不利状况的方法。

附图简述

以下的本发明描述涉及附图，其中：

图1是本发明的说明性实施方案，说明了用于生产、运输和转化本发明食品组合物的制造和分配系统和方法的示意图；和

图2是本发明的说明性实施方案，说明了等距视图，部分拆解，显示了利用本发明的新方面的用于生产和分配充气冷冻食品（aerated frozen food product）的示例性装置。

具体实施方案在整个申请中，引用了各种出版物、专利和公开的专利申请。在此通过全部引入本发明公开内容中来参考本申请中提及的这些出版物、专利和公开的专利申请。在此申请人对出版物、专利或公开的专利申请的引用不是申请人允许所述的出版物、专利或公开的专利申请作为现有技术。

本发明的说明性实施方案提供了包括干燥益生菌的食品组合物，及其制造和使用的装置和方法。该食品组合物可以包括可食基础混合物成分和干燥的益生菌成分，如冷冻干燥的益生菌或喷雾干燥的益生菌成分。在此公开的可食基础混合物成分、干燥的益生菌成分和/或食品组合物（下文中称为“食品”）的新特征在于食品使得可以在室温下输送和/或储存食品，而同时使食品从非冷冻形式转化成冷冻形式，并且转化成冷冻形式时，给食用冷冻食品的对象提供了有益量的活益生菌。还提供了制造食品的方法及其用于预防和/或治疗不利状况的用途。

基础混合物成分

如上概述，本发明食品组合物可以包括可食基础混合物成分和益生菌成分。可以包括任何合适的基础混合物成分，只要基础混合物成分是可食的并且对于消费者是安全的。在特定的情况中，基础混合物成分包括一种或多种可以混合在一起的单独成分，以提供具有营养价值的可食组合物。因此，基础混合物成分可以是食品成分，如乳制品成分（例如，奶或乳油）、糖和/或玉米糖浆成分、蛋成分、稳定剂、增稠剂、水等。

可食基础混合物成分可以包括乳制品来源，如全乳、脱脂乳、炼乳、脱水乳、无水乳脂、乳油、奶油、乳脂、乳清和/或无脂乳固体（MSNF）。乳制品来源，可以将乳脂和/或无脂乳固体，如乳糖和乳蛋白（例如，乳清蛋白），以及酪蛋白提供给整个可食组合物。乳制品来源还可以包括植物脂肪，例如，可可脂、棕榈油、棕榈仁油、大豆油、棉籽油、椰子油、葡萄籽油、低芥子酸菜籽油（canola）、向日葵油，及其混合物。可食基础混合物成分也可以包括MSNF。通常，MSNF由大约38%的乳蛋白、54%乳糖和8%矿物质和维生素组成。

在特定的情况中，可食基础混合物可以进一步包括糖源，如蔗糖、葡萄糖、果糖、乳糖、右旋糖、转化糖（晶体或液体糖浆形式），或其混合物。此外，甜味剂也可以是晶体形式的精制玉米糖（右旋糖和果糖）的玉米甜味剂、干燥的玉米糖浆（玉米糖浆固体）、液体玉米糖浆、麦芽糖糊精、葡萄糖，或其混合物。糖替代品，有时称为高性能甜味剂，如三氯蔗糖（sucralose）、糖精、环己基氨基磺酸钠、天冬甜素和丁磺胺，与一些或全部糖来一起或替代它们作为附加的或替换的糖源使用，。

可以加入可食基础混合物成分的其他成分包括蛋成分（例如，液体蛋、冷冻蛋、蛋粉、蛋黄、冷冻蛋黄、蛋黄粉和/或蛋白）、水果（例如，草莓、蓝莓、树莓、黑莓、香蕉、橙子、桔子、甜瓜等）、调味剂和着色剂。可食基础混合物中也可以包括增稠剂和/或乳化剂。乳化剂可以说明性地包括单硬脂酸丙二醇酯、失水山梨糖醇三硬脂酸酯、聚氧乙烯(20)失水山梨糖醇三硬脂酸酯、聚山梨醇酯80、乳酸化甘油一酯和甘油二酯、乙酰化甘油一酯和甘油二酯、不饱和甘油一酯和甘油二酯（例如，油酸、亚油酸、亚麻酸或其他常用高级不饱和脂肪酸的甘油一酯和甘油二酯），及其混合物。这些乳化剂可以构成混合物的约0.01%-3%。

说明性可食基础混合物还可以包括稳定剂，以帮助维持可食基础混合物的可接受的感官特性。此外，还可以加入稳定剂，以在冷冻和/或充气步骤过程中，如在食品（如冷冻甜点）的制造过程中，维持均匀性和控制冰晶生长。此外，由于在食品的输送、存储和生产过程中可能产生的热冲击和/或温度循环过程中抵抗结构变化的能力，可以包括各种稳定剂。可以包括另外的稳定剂或其他成分来防止冰晶形成的发生。由于由冰晶形成导致的结构变化，冰晶形成可能导致整个组合物变质。冷冻食品中还可以包括稳定剂来提供典型冷冻甜点的均匀熔化、口感和质地。在特定的情况中，稳定剂可以含有与其他水解胶体（hydrocolloid gum）（如，例如，海藻酸盐、瓜尔豆胶和/或黄原胶，其任何一种可以用于本发明的实践中）共同加工的微晶纤维素。其他稳定剂可以包括，但不限于，明胶、阿拉伯胶、刺梧桐树胶、刺槐豆胶、黄蓍胶、角叉藻聚糖、红藻胶、羧甲基纤维素钠和车前草籽外壳。

除了以上提供的成分以外，可食基础混合物成分还包括水，其可以用于例如稀释和/或液化目的。

在本发明说明性实施方案的特定方面中，可食基础混合物组合物是甜点混合物。因此，在一些实施方案中，可食基础混合物还可以包括可以用于制备甜点混合物的几种成分。例如，在一些实施方案中，甜点混合物可以包括以下成分中的至少一种或多种：浓缩乳脂、奶油、奶油制作用油（butter oil）、甜乳油酪乳、浓缩甜乳油酪乳、干燥的甜乳油酪乳、浓缩的干酪乳清、干燥的干酪乳清、FD&C色素和其他调味剂。

在甜点混合物包括多种成分的情况中，该成分可以是预先加工或未加工的。即，在一些说明性的实施方案中，可以将甜点混合物的各种成分预先加工以被脱水和/或另外加工来以干燥和/或粉末形式包括在最终的混合组合物中。在其他实施方案中，甜点混合物的各种成分基本上是未加工的，并且因此以其天然固体或液体形式存在于最终混合组合物中。就混合物成分是预先加工的而言，可以以任何合适的方式来加工。因此，可食基础混合组合物可以是任何合适的形式（例如，固体、液体、分散体等）。

例如，在一个特定的实施方案中，该基础混合物可以包括以下成分：

30% 奶，

15% 乳油，

5% 糖，

5% 玉米糖浆等…

在另一个特定的实施方案中，基础混合物可以包括以下成分：

28% 奶，

19% 乳油，

7% 糖，

5% 玉米糖浆，等…

对于可食基础混合组合物，给出的成分的百分比是所示成分重量基于混合物总重的百分比。除了内容所示的情况以外，术语如稳定剂、乳化剂、调味剂和相似的术语也指这些材料的可替换混合物。

以上成分，例如，配料，可以混合在一起，以产生本发明可食组合物的可食基础混合物成分。本领域技术人员已知的任一种混合方法可以用于混合说明性的组合物。一旦所有配料混合在一起，然后将可食基础混合物包装并灭菌。在一些情况中，可食基础混合物自身可以通过将混合物置于小袋中然后将该小袋灭菌来进行加工。可以通过任何合适的方式将小袋内的可食基础混合物灭菌。例如，可以通过将热和蒸汽充满小袋来进行所述灭菌，直至小袋完全密封。可以在150℉至400℉范围的升高温度来进行该步骤，包括175℉至350℉的范围，并且在其他情况中，可以为275℉至302℉的范围。在其他说明性实施方案中，升高温度可以具体为182℉。

在混合通常10加仑批量的示例性方法中，将全乳、乳油、糖、高果糖玉米糖浆、麦芽糖糊精、角叉藻聚糖以及由瓜尔豆胶和刺槐豆胶组成的稳定剂混合在一起。首先，将液体配料倒入50加仑容量的高剪切混合机中，罐的底物具有叶轮。将粉末状的成分加入混合机中，叶轮为中等速度以防止过度起泡。将这些配料混合约15分钟，或直至固体充分分散在液体中，而没有可见的结块。然后将液体转移至无菌加工装置中，该装置由预热器、蒸汽注入室、真空室、均质机和冷却管组成。接着，将液体在蒸汽注入室中加热至大约285℉持续1-2秒。然后将液体输送至真空室，以蒸发由蒸汽加入的过量水，并在1200psi（在第一阶段）和600psi（在第二阶段）下均质，然后冷却至大约70℉。然后将液体收集在10加仑钢乳罐中。将液体收集在罐中，然后倒入约三个2 1/2加仑的Scholle袋中，无菌混合。残留在加工装置中的剩余液体用于下次加工液体。在这点上，袋必须冷藏保存。将混合物生产用于全规模生产时，将无菌加工的混合物无菌地装入2 1/2加仑Scholle袋中，该袋不必需冷藏，因为袋子及其内含物都是无菌的。

一旦灭菌，可食混合物基本上无外来污染物。外来污染物是通过直接杀灭益生菌成分或与益生菌成分竞争营养素而降低益生菌生活力的颗粒或微生物。外来污染物还可能引起消费者患病。术语“基本上”意思是该袋至少90%没有外来污染物。在特定的实施方案中，该袋至少95%没有外来污染物，在其他实施方案中，该袋至少100%没有外来污染物。示例性外来污染物包括，但不限于，霉菌和/或酵母。

益生菌成分

如上所述，本发明的说明性实施方案可以进一步包括益生菌成分。益生菌成分可以以其天然形式或其加工形式存在。“天然”形式意思是活的益生菌以益生菌天然状态的相同方式存在。此外，加工的益生菌可以以干燥的形式存在。可以使用任何形式的干燥方法，只要其导致干燥益生菌组合物的产生，其中益生菌成分仍然是活的。即，组合物中的益生菌必须保持活的，即使是干燥的并且当时是非活性的（inactive）。

在特定的方面中，益生菌成分包括细菌，如属于乳杆菌属或双歧杆菌属的细菌。示例性乳杆菌包括但不限于以下的：嗜酸乳杆菌、食淀粉乳杆菌（Lactobacillis amylovorus）、保加利亚乳杆菌、干酪乳杆菌、德氏乳杆菌、发酵乳杆菌、加氏乳杆菌（Lactobacillus gasseri）、瑞士乳杆菌、约氏乳杆菌（Lactobacillus Johnsonii）、乳酸乳杆菌（Lactobacillus lactis）、副干酪乳杆菌（Lactobacillus paracasei）、戊糖乳杆菌、植物乳杆菌、路氏乳杆菌（Lactobacillus reuteri）、鼠李糖乳杆菌和唾液乳杆菌。

示例性双歧杆菌包括但不限于以下的：青春双歧杆菌、动物双歧杆菌、两歧双歧杆菌、短双歧杆菌、婴儿双歧杆菌、乳酸双歧杆菌、长双歧杆菌。

本发明说明性实施方案范围内的益生菌可以进一步包括来自以下属的微生物种：埃希氏菌属（大肠埃希氏菌）、梭状芽孢杆菌属、乳球菌属、链球菌属、肠球菌属和酵母属。

在特定的实施方案中，益生菌是冷冻干燥的和/或喷雾干燥的，并且因此说明性的组合物可以包括含有益生菌的冷冻干燥和/或喷雾干燥的成分。本发明的冷冻干燥或喷雾干燥的成分还可以含有益生菌，其包括具有至少一种乳杆菌种的细菌。在另一个实施方案中，冷冻干燥或喷雾干燥的成分可以包括至少一种双歧杆菌种。

冷冻干燥或喷雾干燥益生菌的方法

如上所述，本发明说明性实施方案的方面包括食品组合物，其含有可以冷冻干燥的干燥益生菌。冷冻干燥（也称为冻干或冷冻干燥（cryodesiccation））是脱水处理，其中从益生菌成分中除去水。在该处理过程中，首先将益生菌成分冷冻。然后，降低周围的压力，并增加足够的热，使材料中冷冻的水从固相直接升华成气相。

冷冻干燥

在示例性的冷冻干燥程序中，在处理中存在三个阶段：益生菌成分的冷冻、第一次干燥（primary drying）和第二次干燥。

冷冻

可以通过将益生菌材料置于冷冻干燥烧瓶中并在浴中（如shell freezer）旋转烧瓶来进行冷冻处理，其通过机械冷冻、干冰和/或甲醇或液氮来冷却。在较大规模上，使用冷冻干燥机来进行冷冻。在冷冻处理过程中，将益生菌材料冷却至低于其共晶点，这是材料的固相和液相可以共存的最低温度。这确保了在以后的步骤中发生升华而不是熔化。为了产生较大的晶体，其更易于冻干，可以将益生菌产品缓慢冷冻或可以将温度上下循环（cycled up and down in temperature）。

第一次干燥

通常，在第一次干燥阶段过程中，可以将压力降低，并将足够的热提供给益生菌成分，以使益生菌成分内的水升华。在这个初始干燥阶段中，材料中约95%的水可以得到升华。该阶段可以缓慢进行，以确保不会太快增加太多的热，由此导致益生菌成分的结构可能会改变。

可以通过应用部分真空来控制压力。可以使用部分真空来加快升华，使其作为成熟的干燥处理方法是有用的。此外，冷的冷凝室和/或冷凝板可以用于提供使水蒸气重新凝固的表面。通过使用冷凝器，防止水蒸气到达真空泵，这可能会降低泵的性能。说明性地，冷凝器温度应当低于-50℃（-60℉）。注意到在该压力阶段，主要通过传导或辐射来传热。即，尽管发生了一些常规的热传递，在压力阶段下，通过常规方式传递的热通常不明显。因此，传导或辐射将几乎全部的热传递给了益生菌。

第二次干燥

由于通常在第一个干燥阶段中除去了冷冻的水分子，第二个干燥阶段可以用来除去未冷冻的水分子。通过益生菌成分的吸附等温线来控制这个部分的冷冻干燥过程。在该阶段中，可以将温度升至高于第一次干燥阶段，并且甚至可以高于0℃，以破坏水分子和冷冻益生菌成分之间已经形成的物理-化学相互作用。在该阶段中，也可以降低压力，以促进解吸。

在完成冷冻干燥过程后，将材料密封前，可以用惰性气体（如，氮气）破坏真空。在冷冻干燥过程结束时，产品中最终的残余含水量大约为1%-4%或更低。

在特定的情况中，在冷冻干燥过程中，可以将益生菌悬浮于称为冻干保护剂（lyoprotectants）的合适保护介质中。这些分子通常是多羟基化合物，如糖（例如，单糖、双糖和多糖）、多元醇，及其衍生物。特别地，海藻糖和蔗糖是天然的冻干保护剂。可以通过各种植物、真菌以及在干旱期间保持假死状态（也称为低湿休眠）的无脊椎动物来产生海藻糖。

喷雾干燥

在特定的实施方案中，可替换地将益生菌成分喷雾干燥。喷雾干燥涉及使用热气干燥液体原料，例如，含有益生菌成分的液体原料。在示例性喷雾干燥程序中，该热气可以是空气，但在本发明的其他实施方案中，可以替代地使用无氧氮气。喷雾干燥可以是一步快速过程，其消除了其他处理的需要。可以将含有益生菌的液体原料泵过喷雾器装置，该喷雾器装置产生细滴，该细滴被引入主干燥室中。喷雾器随旋转、单一流体、双流体和超声波设计而不同。在一些情况中，为了不同的分散率，用喷嘴替代喷雾器。

使热干燥气体作为喷雾器方向的并流或逆流通过。并流使得颗粒在系统内具有较低的停留时间并且由此颗粒分离器（通常为旋风分离器装置）能更有效地运行。逆流方法使得颗粒在主干燥室中停留时间更长并且可以与流化床系统配对。喷雾干燥通常用作包囊技术，使得益生菌成分和两亲性载体（通常是某种改性淀粉）均质为水中的悬浮液（浆液）。然后将浆液喂入喷雾干燥器中，例如，加热至充分超过水沸点温度（即，100℃（212℉））的塔。

随着浆液进入塔内，将浆液雾化。部分是由于水的高表面张力，部分是由于两亲性载体、水和含有益生菌成分的装载物（load）之间的疏水性/亲水性相互作用，雾化的浆液形成胶团（液滴）。由于液滴的小尺寸（通常平均为100微米直径），可以相对快速地干燥相对大的表面积。随着水干燥，两亲性载体在含有益生菌成分的装载物周围形成硬化壳。

装载物损耗（即，加工中损失的益生菌成分量）通常与分子量相关。即，较轻的分子在加工温度下比较重的分子更易于以较大的量蒸发掉。在工业上通过喷雾至较高的塔中来最小化装载物损耗。随着过程进行下去，较大体积的空气具有较低的平均湿度。通过渗透原理，通过在蒸汽和液相中的逸度的差异来促进水离开液滴并进入空气中。因此，如果使用较大的塔，可以在较低温度下，干燥出益生菌成分中相同百分比的水。或者，可以将含有益生菌成分的浆液喷雾至部分真空中。由于溶剂的沸点是溶剂的蒸汽压等于环境压下的温度，降低塔中的压力具有降低溶剂沸点的作用。因此，通过使用较低运行温度和用于提高停留时间的较大室尺寸可以克服产品的热降解。

US专利：7,422,737；7,229,818；6,322,994；6,203,797；6,200,609；6,060,050；3,897,307；2,127,524和WOI2001/032835中提供了用于干燥益生菌的其他示例性实验方案，在此将其公开内容引入作为参考。

冷冻干燥的细菌也可以商业购买。例如，冷冻干燥的细菌可以购自The Chris Hansen Labs，其销售冷冻干燥的酸奶细菌。

益生菌提供的益处

益生菌是在以合适量给予时给宿主提供健康益处的微生物。例如，双歧杆菌和乳杆菌是在治疗病症仅举几个例子如腹泻、食物过敏、蛀牙、呼吸道感染中有益的益生菌。

可食基础混合物成分和干燥益生菌成分的组合产生了冷冻甜点形式的可消化补充剂，这有助提高消费者的健康。以下将更详细地提供示例性健康益处。嗜酸乳杆菌在维持小肠中的健康、平衡的正常菌群中是重要的。该细菌增强乳糖（乳糖）的消化并帮助维生素和酶的产生。此外，益生菌细菌可以产生乳酸，这抑制了肠道中的有害微生物并有助控制酵母过度生长，如假丝酵母。

干酪乳杆菌是高度多产和强壮的细菌，认为其是所有乳杆菌菌株中最有效的。已知这种细菌产生乳酸并且能够消化多种碳水化合物。还可能缩短婴儿和小儿急性腹泻的过程。

植物乳杆菌具有高消化能力，特别是对于蛋白质的分解。由于在蛋白质废物进入血流之前从肠道中消除蛋白质废物的能力，这种细菌给免疫系统提供了益处。此外，植物乳杆菌能够强烈附着于肠内层，由此提供乳酸并作为天然抗生素（以嗜酸菌素的形式）。

唾液乳杆菌在消除肠毒血症的症状中可能是有效的。这些细菌可以产生维生素Band K、酶和乳酸，并且有助于乳糖酶的产生。此外，唾液乳杆菌对于蛋白质以及蛋白质腐败的副产物是非常有活性的，并且已经证明了在食物中毒的情况中是有效的。

保加利亚乳杆菌用于酸奶起始培养物中。这些细菌可以产生乳酸、增强乳糖的消化，并且含有天然抗生素特性。

嗜热链球菌也用于酸奶起始培养物中。这些细菌可以产生乳酸和乳糖酶。

双歧杆菌种有助于消化并且与较低的过敏发生相关。这些细菌还已知能防止一些形式的肿瘤生长，并且负责母乳喂养的婴儿对肠感染的抵抗性。

在特定的实施方案中，转变成冷冻甜点时，本发明的组合物能够将有益量的活益生菌提供给食用冷冻甜点的人。本发明的说明性实施方案提供了一个或多个以下的益处：通过将它们自身附着于肠壁来抑制有害致病菌种并且产生温和的酸性环境，这抑制了有害的致病微生物的生长；产生许多重要的酶；提高维生素、脂肪酸、乳糖酶和钙的生物利用率；提供抗癌活性；强化免疫系统；中和毒素；使肠运动正常化；控制胆固醇水平；阻遏过敏和皮肤问题；增加能量；提高消化；减少便秘和腹泻；减轻口臭和体臭；最小化感冒和流感症状；降低血压；体重减轻；以及预防酵母和真菌感染。

通过混合两种成分制造组合物的方法

如上概述的，本发明的食品组合物可以包括其中将可食基础混合物成分与益生菌成分混合的组合物。在特定的情况中，食品组合物包括干燥的益生菌成分。

说明性地，可以在工厂制造可食基础混合物，在工厂中，将配料混合在一起。如图1中所示，在工厂10中，以无菌液体形式来制造、包装和分配可食基础混合物。“无菌液体形式”意思是以包括在无菌条件下进行的程序的方式来加工可食基础混合物，该无菌条件利用例如热或蒸汽的应用，其随后将可食基础混合物灭菌，使得该可食基础混合物在室温下是稳定的。该步骤在存储和输送过程中保护可食基础混合物，因为不会再另外通过温度控制（例如，冷藏）来保护其免于腐败。还可以将基础混合物脱水或粉末化，其进一步降低了运输和存储成本，因为将在生产成品的地方补回含水量。为了运输，可以将可食基础混合物大批量包装。在本发明的内容中，“大批量”意思是明显高于通常消费者大小份的数量（以体积计、以重量计或以其他这样的量值计）。在食品如冰淇淋这样的情况中，例如，通常的消费者大小份通常以单位数“盎司”来测量。对于这样的产品，相反，“大批量”可能包含以磅或数十磅测量的量（就体积而言，为加仑或数十加仑）。

如图1中所示，制造混合物并无菌包装20后，将干燥的益生菌成分与可食基础混合物混合。例如，可以将干燥的益生菌成分注入无菌包装的甜点混合物中。由于该混合步骤是在可食基础混合物无菌包装后进行的，因此食品组合物基本上无外来污染物。

在示例性的方法中，可以通过将基础混合物包装在两个成分袋中来混合干燥的益生菌成分和可食基础混合物，所述成分由易打破的分隔物（breakable partition）隔开。在该实施方案中，第一种成分是可食基础混合物，而第二种成分是干燥的益生菌成分。当希望混合基础混合物和干燥的益生菌时，该分隔物可以在物理打破。然后摇晃袋，以将成分完全混合。

在另一个示例性方法中，可以通过包装基础混合物和冷冻干燥益生菌的干燥混合物，来混合干燥的益生菌成分和可食基础混合物，并加入水来活化益生菌，使其作用于基础混合物。

如图1中所示，本发明的食品组合物，包括可食基础混合物成分和干燥的益生菌成分，可以以未冷藏的形式通过销售商13来运输至销售地点15，销售商可以与制造商相同，在那进行成品的最终加工或最终“制造”。销售地点的实例包括冰淇淋站、饭店、超市或任何其他放置制造本发明食品组合物部分的装置的地方。运输可以是从工厂直接至销售点，或可以涉及中间销售商、批发商、仓库等。

说明性地，销售可能不需要深度冷藏，这例如是冰淇淋产品通常所需的，其通常在-20℉的温度下运输，以防止腐败。实现零下温度运输冷藏的设备是非常昂贵的，不仅很大程度上增加了销售成本，而且还进一步限制了销售过程，因为以少量的各种风味来发送成品在经济上是不可行的。

然而，在本发明的方法中，可以容易地进行少量的运输，而没有明显的经济损失，因为在可食基础混合物无菌包装后混合了可食基础混合物成分和干燥的益生菌成分。因此，食品组合物可以在室温下存储和运输，并且基本上没有外来污染物。即使遥远的非城市区域，其并不认为是理想的市场，由于将产品销售给他们的成本现在容易地进行，而没有很大程度上提高成本。

本发明的包括可食基础混合物成分和干燥益生菌成分的食品组合物可以通过一种或多种常用运输方式，如大容积卡车和其他运载工具来运输。还可以通过不通常用于食品如冰淇淋的运输方式来运输，例如，通过包裹邮递、通过快递（express carrier）等。在一些情况中，通过将基础产品发送至食品或饮料制造商或供应商来获得更多销售节约，制造商或供应商进而将本发明的食品组合物及其自身的产品一起，运送至配销中心。这可以以付费为基础来进行，以帮助制造商或销售商部分地减轻运行特定途径的成本，或可源由制造商或销售商在销售过程、销售地点等的一些方面中具有的所有权利益的。

说明性地，制备本发明的包括可食基础混合物成分和干燥益生菌成分的组合物，用于在销售地点15的第二个和最后阶段制造。在该地点，在86℉至120℉的温度范围下将加热步骤进行4至24小时的时间段，以将干燥的益生菌成分转变成活状态。在加热步骤后，然后将包装的混合物在40℉至55℉温度范围下冷却，并且在特定的情况中，将混合物冷却至40℉。

可以使用本领域技术人员可用的各种加热器和/或方法来进行加热步骤。例如，加热步骤可以使用“蛤壳（clam shell）”加热器，将袋插入其中。将该壳的两个部分电加热，并且通过辐射能量将袋温热。还可以使用微波室进行加热步骤，该微波室通过微波辐射的发射来加热袋。在另一个实例中，加热步骤可以使用“游泳池”室，其中将袋浸入液体导热介质，如Dynalene中。通过电气线圈来加热Dynalene介质，并将线圈产生的热传递给袋。

将本发明食品组合物的pH调节至6.8至3.8的pH范围。一旦包装的混合物具有至少4.6的pH，可以通过泵送、喷雾或冷冻，将本发明的食品组合物转变成冷冻甜点。不希望受到理论的束缚，包装的混合物具有4.6的pH，因为这是酪蛋白分子的等电点，其中酪蛋白分子在约4.6的pH下开始沉淀或形成凝胶。此外，根据菌种，细菌在约6.5的pH下开始对数生长期。

将本发明组合物转变成冷冻甜点的方法

本发明的说明性实施方案还提供了将本发明的包括可食基础混合物成分和干燥益生菌的食品组合物转变成甜点食品的一种或多种方法，以给消费者提供有益量的活益生菌。在特定的方面中，甜点食品可以是冷冻甜点食品。术语“冷冻甜点”是包括在低于水冰点的温度下提供的多种产品的市场类别。“冷冻甜点”意思是乳基食品甜点或非乳基甜点。乳基甜点的实例包括冰淇淋、冻牛乳、果汁牛奶冻（sherbet）、意大利冰淇淋（gelato）、冷冻酸奶、奶昔（milk shake）和软冰淇淋（soft serve ice cream）。非乳基甜点的实例包括植物油脂冰淇林（mellorine）、果汁冰糕（sorbet）和冰糕（water ice）。使用本发明组合物和方法的其他冷冻甜点包括冷冻新产品（novelties），如棒、圆锥体和三明治。

根据本发明公开内容的方法可以产生的冷冻甜点产品可能需要将选定的液体配料与指定体积的空气混合和/或将所得到的混合物冷冻，和/或分配最终的冷冻产品。最终的甜点产品的合意性通常与计量加入并与混合物的液体配料混合的空气的方式和程度（在此称为膨胀度（overrun））直接相关，并与混合的混合物的冷冻以及然后分配的方式直接相关。

例如，在特定的情况中，可以通过将本发明的食品组合物雾化并将本发明的食品组合物与流体（如，气体）混合，并且此后将其充分混合来形成平滑的、相对均质的产品，来将本发明的食品组合物转变成冷冻甜点，该产品的组成在多种混合物的范围中是可控制的。在一个示例性实施方案中，在与气态流体混合之前，可以将本发明的含有可食基础混合物成分和干燥的益生菌成分的食品组合物雾化。在另一个示例性实施方案中，雾化与混合同时进行。

在特定的情况中，可以在压力下将本发明的食品组合物在使得紊流混合发生的条件下通过延伸的导管来实现混合。特别地，在充气产品如冰淇淋或冷冻酸奶的形成中，雾化过程将本发明的食品组合物破碎成细颗粒，同时导管中的颗粒和气流的限制形成那些配料的紊流混合，由此使空气与液体混合物颗粒非常彻底地混合。

产品中充气量是与多种因素例如，导管的长度、导管的内部直径、从混合空间至导管中的排出速度、本发明食品组合物的颗粒大小、气体与食品组合物的比例、体积流速、组合物的密度和粘度、本发明食品组合物的表面张力和混合物的温度相关。在通过紊流混合通道的运送过程中，调味剂和/或其他添加剂可以彼此和/或与空气充分混合，以形成平滑的相对均匀的细颗粒产品。尽管可以通过改变这些因素中的一个或多个来控制混合的程度，但导管长度提供了控制充气量的方便基础。

图2中描绘了将本发明食品组合物转变成冷冻甜点的典型装置。在该实例中，用于生产冷冻产品（如，冰淇淋）的装置通常表示为机器25。已经将如上所述的本发明食品组合物混合在一起，并且基本上没有外来污染物。在该实施方案中，将混合的组合物加入通过垂直方向的雾化喷嘴12限定的混合室12中，该雾化喷嘴12具有用于液体的第一进口12a，用于空气或其他气体的第二进口12b和单个排出口12c。连接到进口12a的是导管或管道14，其从本发明食品组合物的来源（未显示）引至雾化喷嘴12。在特定的方面中，分别提供可食基础混合物成分和干的益生菌成分，并在混合室12中混合在一起。一旦已经将可食基础混合物成分和干燥的益生菌成分加入混合室中，必须进行图1中所示的水解步骤（151），以将干燥的益生菌从休眠状态转变成活状态，同时控制混合物的pH。具体地，在90℉至110℉的温度范围下将加热步骤（151a）进行4至8小时的时间，以将干燥的益生菌成分从休眠状态转变成活状态，并给予生长时间，以及随后产生乳酸，这降低了混合物的pH。当粘贴于基础混合物袋上的时间/温度指示条转变成特定颜色时，加热步骤完成。加热步骤后，然后在151b步骤中将包装的混合物冷却至40℉至50℉的温度范围，并且在特定的情况中，将混合物冷却至约40℉，持续二至四小时。

然后在151c步骤中，将本发明食品组合物的pH调节至3.5至6.8的pH范围，以确保食品组合物的适当酸度。例如，如果pH需要提高，可以通过加入碱性剂，或如果pH需要降低，可以加入酸性剂，来调节食品组合物的pH。示例性酸性剂包括但不限于乳酸、葡糖酸δ内酯、柠檬酸、己二酸、富马酸、琥珀酸、苹果酸、草酸或酒石酸。示例性碱性剂包括但不限于，碳酸钠或碳酸钙、氧化镁、氢氧化钠、碳酸镁或氢氧化镁。在特定的情况中，可以通过合适的离子交换树脂来调节pH。一旦混合物具有3.5至6.0的pH范围，即可通过泵送、喷雾或冷冻，将本发明的食品组合物转变成冷冻甜点。

不希望受到理论的束缚，pH是重要的，因为它影响混合物的风味。如果混合物太酸（pH低于5.0），风味如香草或巧克力尝起来将太酸。然而，4.6的pH是溶液中的酪蛋白最不稳定的点，并且沉淀，形成凝胶，因此，对于意大利冰淇淋和其他冷冻甜点的制造是最佳的。可以通过乳酸微生物或直接酸化来引起pH降低。缓慢水解成葡糖酸的葡糖酸δ内酯已经用于乳制品工业中，以在这些应用如酪农干酪（cottage cheese）和酸奶制造中逐渐降低pH。因此，乳进行凝胶或沉淀，但没有包括任何培养物相关的风味。此外，微生物中酸的产生直接与它们的数量和生活力成比例。换句话说，pH越低，存在越多的益生菌生物体。然而，这仅是一点。当细菌达到3.5的pH时，它们的生长剧烈减缓，并且它们停止增殖。

如上所述，将本发明的食品组合物说明性地用于制备冷冻食品，如冰淇淋，其可以进一步包括充气步骤153。通过从气源（未显示）导出的管22（其在高于大气压的压力下传送气体）将用于给液体混合物（其包括本发明食品组合物）充气的气体提供给喷嘴12。5psi至超过100psi的压力可以用于本发明的说明性实施方案中，以将气体传送至喷嘴12。气体可以是空气或任何其他通常用于在常规冰淇淋产品中提供膨胀度的无毒气体。通过与管22成直线的螺线管驱动的阀24来控制喷嘴12的气体流动，阀24与控制液体混合物流进入喷嘴22的阀16非常相似。通过来自控制器26的输出信号来控制阀16和24的操作，控制器26具有易用的键盘28，通过其操作者可以控制装置25的运行。

从混合室12（即，从喷嘴出口12c）排出的包括本发明食品组合物的雾化混合物引入相对长（例如，2至24英寸）、相对小直径（例如，0.08至0.24英寸）的导管形式的紊流混合通道30的一端，其中因为通过导管30，来自喷嘴12的流出物经受充分的紊流和振动。因此，在导管中，存在雾化细雾颗粒（mist particle）和气体的激烈紊流混合，如图2中所示的T，这使得本发明食品组合物的颗粒聚结并形成稍微较大的颗粒。同时，气体被包裹在颗粒内，并且因此，从导管30的排出端30b排出的流体包含大致均匀尺寸的、相对小的充气颗粒，空气包裹在通常通过混合形成的外部连续“外皮”内。

在通过冷却室34的过程中，由于从导管中出来的颗粒的表面积与体积相对高的比例，颗粒在几秒钟，例如，1至10秒内“急骤”冷冻。从导管中出来的小颗粒，结合每个颗粒的急骤冷冻，产生了根据本发明公开内容的均匀且平滑的甜点。此外，计算出加工过程的能量需求在常规冷冻机器的范围内。

再次参考图2，位于紊流导管30下的是垂直方向的管状冷却室/冷却器34，其具有用于接受导管30的排出端30b的中心通道34a，室34在导管下延伸合适的距离。在室34的壁中形成了螺旋通道36，用于循环制冷剂通过该室。通过管36a和36b将通道36的上端和下端分别连接至冷冻设备38的出口和进口。设备38也通过控制器26来控制。

室34的下端之下放置的是水平搁板（shelf）或托盘42，用于支持容器，如纸杯或塑料杯C。通常将杯C直接放于室34中的中心通道34a下面，使得在适当位置上，以获取或接收在重力影响下从该室通道34a的下端落下的冰淇淋。

该室通道34a的直径足够大，使得从导管端30a排出的充气混合物颗粒没有接触并覆盖通道壁。这最小化了清洗通道表面/壁的需求。通过提供邻近通道壁的空气屏障或边界层来进一步避免内壁上颗粒的聚集。为了提供这样的空气边界层，装置25可以在室通道34a的顶部包括圆形管44，其在它的下侧具有多个小孔（未显示）。管44通过管46连接至气源（未显示），管46具有成列的螺线管驱动的阀48，阀48通过控制器26来控制。当阀48打开时，例如，就在每次分配循环之前，向下方向的圆柱层空气帮助将通道34a的壁与从导管30排出的流体分隔开来。随着充气的混合物颗粒通过冷却器34，它们在图1的步骤155中冷却成半固体或固体形式，以产生例如冰淇淋产品。

装置25的组件可以安置在图2剖视图中所示的外壳60中，外壳60壁中提供了合适的开口60a，以给搁板42提供入口，使得杯C可以如图2中所示放置在搁板上，以收集分配的转化的冷冻甜点，该冷冻甜点给消费者提供了有益量的活益生菌。

键盘28具有对应于阀54a-e的选择键或按钮28a至28e，使得在图1的步骤152中操作者能够选择由装置25分配的冰淇淋产品的风味。将控制器26设定程序，使得操作者按下键例如，键28a时，控制器26给阀16和24施加定时启动信号，由此打开那些阀，使得未调味的液体冰淇淋混合物和气体以合适的比例喂入喷嘴12。随着喷嘴12喷雾，这些流体进入导管30中，在图1的步骤154中，控制器26给香精注射器51发出信号，发出给阀54a打开该阀，使得通过歧管52将添加剂1例如香草提取物注入导管50中，导管50与喷嘴12c下面的导管30交叉，使得添加剂夹带在来自喷嘴12的流出物中，并彻底混入在导管30中充气的液体混合物中。来自控制器26的控制阀16、24和54a的信号使得那些阀保持打开，持续装置25分配将填满搁板42上杯子C的选定体积的冰淇淋产品（例如，一部分或一份香草冰淇淋）需要的时间。然后阀16、24和54a关闭，使得基本上没有额外的流体从导管30中流出来。

所说明的装置还可以将液体或固体物质加入容器C中的冷冻产品中。特别地，邻近室34提供多隔室分配器68。分配器/混合室具有几个隔室68a，其可以包含不同物质如碎坚果、小糖粒（喷洒物）、巧克力糖浆等。应答键盘28的合适键的驱动，控制器26使分配器将选定的物质通过共用出口管69分配，该共用出口管的排出端在容器C上部。在图1的步骤156中，物质加入容器C中的产品中，或添加在容器C中的产品顶部，这取决于在图1的步骤157中通过冷却室34的打开开始分配时。

只要杯子C装满，就取出，并替换空杯子。操作者然后执行下一位顾客的需求。如果下一位顾客需要不同风味的冰淇淋，例如，树莓，操作者可以按下对应于该风味的键盘键，例如，键28c。在应答中，控制器除了按照之前的打开阀16和24，现在将打开阀54c，使得树莓调味料喂入导管30，并夹带在从喷嘴12排出的无风味冰淇淋混合物中。根据本发明，每个消费者将接受杯子C中的包括活益生菌成分的冰淇淋。

有利地，本发明提供用于生产含有益生菌的食品组合物的系统和方法，该组合物可以在室温下运输至最终销售点，然后在里那将混合的食品组合物转变成冷冻食品，这对益生菌生活力具有最小的不利影响。

以上的方法和装置是示例性的，并且不认为是限制。本领域技术人员已知的其他示例性方法和装置，可以用于将本发明的包含可食基础混合物成分和冷冻干燥的包含益生菌的成分的组合物转变成冷冻甜点。例如，用于本发明中的其他方法和装置描述于US专利No.:5,292,030；5,433,967；5,473,909；5,603,257；5,727,713；5,758,571；5,868,065；6,698,228；6,745,595；6,907,741；6,941,858；6,952,928；7,052,728；7,131,279；和US专利申请No:2006/0054614；2006/0162348；2006/0162347；2006/0003065；2007/0251260；和PCT申请No.:WO92102146；WO03/041513；WO2004/019707；和WP2006/076733；在此将公开内容引入作为参考。

本说明书中引用的所有出版物和专利在此引入作为参考，如同每篇出版物或专利特意并单独地表示引入作为参考一样。

还将理解本发明不限于在此所述的特定实施方案，因此，本发明当然可以改变。还可以理解在此所用的术语是仅用于描述特定实施方案的目的，并不是用来限制。除非另外指出，在此所用的技术术语具有本发明所属领域的技术人员通常理解的相同意思。

在提供一定范围值的情况中，除非文中另外明确指出，理解范围的上限和下限之间的每个居中值，至下限单位的十分之一，以及所述范围中任何其他所述的或居中值，包括在本发明内。这些较小范围的上下限可以独立地包括在较小的范围中，并且也包括在本发明内，服从所述范围中任何特意排除的限定。在所述范围包括一个或两个限定的情况中，排除那些包括的极限中的任一个或两个的范围也包括在本发明中。

进一步注意到可以起草权利要求来排除任何任选的要素。因此，确定该陈述作为这样的排除性术语（如“唯一”、“仅有”等）使用的前提条件，结合权利要求要素的叙述，或“否定性”限制的使用。

如本领域技术人员在阅读本发明公开内容将清楚的，在此描述和说明的每个单独实施方案具有分立的成分和特征，其可以与其他几个实施方案中任一个的特征容易地分开，或结合其他几个实施方案中任一个的特征，而没有脱离本发明的范围和特征。可以以所述事件的顺序或任何其他逻辑上可能的顺序来进行任一个所述的方法。

尽管已经参照其特定的实施方案描述了本发明，本领域技术人员应当理解可以形成各种改变，并且可以取代等价物，而没有脱离本发明的真实精神和范围。此外，可以形成许多改变来适应特定的情况，材料，物质的组成，处理方法，一个或多个处理步骤，本发明的目的、精神和范围。确定所有这些变化在所附权利要求的范围内。

Claims (3)

1.食品组合物，包含：

可食基础混合物成分，其在将该食品组合物运输至最终销售点之前在工厂充气加工，该充气加工的可食基础混合物；和

干燥益生菌成分，其在可食基础充气加工后加入可食基础混合物成分中，以使含有干燥益生菌成分的食品组合物在室温下运输，而在运输过程中该食品组合物没有任何冷藏。

2.权利要求1的组合物，其中该益生菌成分包括乳杆菌属、双歧杆菌属或链球菌属的至少一个菌株。

3.权利要求1的组合物，其中在该最终销售点加工该食品组合物来生产冷冻甜点。

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