CN102438639A - 共生元枫树产品组合物和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及新颖的枫树产品组合物。具体来说，本发明涉及包含枫树液、枫树浓缩液、枫树糖浆或稀释枫树糖浆以及益生菌、益生元或其组合的新颖组合物。本发明也揭示用于制造基于枫树的产品(包括功能性饮料)的方法，所述产品包含包括枫树液、枫树浓缩液、枫树糖浆或稀释枫树糖浆以及益生菌、益生元或其组合的组合物，作为向胃肠道递送益生菌和益生元的媒介物。

Description

共生元枫树产品组合物和方法
本申请案主张2009年3月6日申请的美国临时专利申请案第61/158,151号的优先权。
技术领域
本发明涉及新颖的枫树产品组合物。具体来说，本发明涉及包含枫树液、枫树浓缩液或枫树糖浆以及益生菌、益生元或其组合的新颖组合物，和功能性饮料的制造和稳定化方法，所述功能性饮料包含一方面包含枫树液、枫树浓缩液、枫树糖浆或稀释枫树糖浆并且另一方面包含益生菌、益生元或其组合的组合物，作为向胃肠道递送益生菌和益生元的媒介物。
背景技术
市场上存在多种含有益生菌和/或益生元的保健饮料。几乎所有较大品牌的商业乳制品都具有至少一种富含益生菌和/或益生元的乳制品，例如Danone DanActiveTM、AstroBiobest MaximmuniteTM和Natrel ProTM。一般说来，益生菌市场具有两部分：(1)食品(尤其是需要冷藏的食品)和(2)补充物。所述食品一般分为两类：(1)基于乳品培养物的产品，例如酸奶；和(B)除基于乳品培养物的产品以外的具有乳酸发酵基础的食品。根据类别(A)的基于乳品培养物的产品包括固体食品(例如明治乳业公司(Meiji Dairier)的BULGARIA YOGURTTM或LG21TM，或富吉高公司(Fujicco Co.)的CASPIAN SEAYOGURTTM)和液体食品，例如液体酸奶产品。根据类别(B)的除基于乳品培养物的产品以外的具有乳酸发酵基础的食品包括基于来自牛奶的乳酸菌的饮料，例如由日本益力多株式会社(Yakult Honsha)销售的YAKULTTM；基于其它形式的乳酸菌的饮料，例如由可果美公司(Kagome)销售的LABRETM；和其它基于乳酸发酵的产品，例如由不二制油株式会社(Spyafarm)销售的豆酸奶。补充物一般包括片剂(例如由森下仁丹株式会社(Morishita-Jinta)销售的BIFINATM牌产品)和液体，例如来自藻类的乳酸菌。
天然泉水和果汁是以纯形式出售或用一些富集矿物质和/或维生素进行调味。然而，它们都不富含益生菌和/或益生元，这主要是因为水源的化学组成不支持这种类型的富集。
牛奶的中性pH值、其脂肪和蛋白质含量是在胃肠系统中提供保护作用并且允许益生菌作用的要素。果汁的酸性不允许益生菌的接种和存活。
已知枫树液是一种天然蒸馏的纯水的来源。在所属技术领域中还已知可例如在制造枫树糖浆期间移除树液中存在的水，从而以非碳酸化的“纯净和天然蒸馏并且浓缩的枫树蒸汽”形式销售和出售水(例如，可以VERMONT MAPLE WATERTM获自美国佛蒙特州东阿林顿市佛蒙特枫树水公司(Vermont Maple Water，Inc.，EastArlington，Vt.05252))。
加拿大专利申请案第2,594,937号(′937申请案)揭示使用枫树液作为生物反应器中的介质以在37℃下在连续搅拌下并且在富含氮的底物(例如大豆饮料)存在下培养益生菌。所述′937申请案未提出或教示在组合物中使用纯净、非补充性枫树液、枫树浓缩液、枫树糖浆或稀释枫树糖浆作为益生菌、益生元或其组合的递送媒介物。
在功能性饮料中使用枫树液、枫树浓缩液、枫树糖浆或稀释枫树糖浆作为益生菌和/或益生元的递送媒介物存在多种未被先前技术解决的挑战，即：(1)确保在枫树液、枫树浓缩液、枫树糖浆或稀释枫树糖浆中接种的益生菌株存活；(2)选择对环境有抗性的商业益生菌株；(3)在组合物中接种足量益生菌株以维持良好存活率并维持感官特征和环境；(4)制造具有适当保存期的产品；和(5)在摄取共生元组合物的个体的胃肠(胃和小肠)系统中维持益生菌的良好存活率。胃肠系统中的若干因素(例如胆汁盐、酶、pH值和温度)降低并且甚至进而抑制益生菌作用。本发明的目的在于克服这些挑战。
本发明的目的是提供一种可提供健康益处的饮料。直到本文所呈现的本发明为止，从未实施富含益生元和益生菌的枫树液、枫树浓缩液、枫树糖浆或稀释枫树糖浆。
发明内容
现在已开发出一种包含枫树液、枫树浓缩液、枫树糖浆或稀释枫树糖浆以及益生菌、益生元或其组合中的至少一种的新颖组合物，其可用作保健组合物。
因此，在本发明的一方面中，提供一种适于递送到哺乳动物消化道的组合物，其包含枫树液、枫树浓缩液、枫树糖浆或稀释枫树糖浆以及至少一种益生菌。
在本发明的另一方面中，提供一种适于递送到哺乳动物消化道的组合物，其包含枫树液、枫树浓缩液、枫树糖浆或稀释枫树糖浆以及至少一种益生元。
在本发明的另一方面中，提供一种适于递送到哺乳动物消化道的组合物，其包含枫树液、枫树浓缩液、枫树糖浆或稀释枫树糖浆、至少一种益生菌和至少一种益生元。
在本发明的另一方面中，提供一种功能性饮料，其包含适于递送到哺乳动物消化道的组合物，所述组合物包含枫树液、枫树浓缩液、枫树糖浆或稀释枫树糖浆以及益生菌、益生元或其组合中的至少一种。
在一方面中，提供一种制备包含枫树液、枫树浓缩液、枫树糖浆或稀释枫树糖浆以及益生菌、益生元或其组合中的至少一种的组合物的方法。
在另一方面中，提供一种使用包含枫树液、枫树浓缩液、枫树糖浆或稀释枫树糖浆以及益生菌、益生元或其组合中的至少一种的组合物的方法。
本发明的组合物的优点包括：
(1)提供不含热量、提神、补水并且具有额外健康益处的共生元饮料的能力。
(2)益生菌和益生元提供于单一产品中(并非总是如此)。
(3)提供当保持在4℃下时具有长达30天保存期的含益生菌产品的能力。
(4)维持益生菌在胃肠系统中的良好存活率的能力。
(5)以来自植物来源的天然产品的一部分形式递送益生菌和/或益生元，其中所述产品具有正象特征(positive image characteristics)。
(6)提供天然的基于植物的饮料，其可为乳糖不耐受消费者提供益生元和益生菌的替代来源，在所述饮料中益生元或益生菌株并非以乳糖来源培养。
(7)在提供用于提供益生菌和益生元活性成分的富含天然营养素(例如简单或复杂糖碳、矿物质、维生素、苯酚、氨基酸、有机酸、肽、植物激素)的基质或基底方面出色的产品。
本发明的这些和其它目的和优点根据以下描述将显而易知。
附图说明
本发明将根据本文给出的详细描述和随附图式得到更充分的理解，所述详细描述和随附图式仅仅是作为说明给出，而不是限制本发明的预定范围。
图1是鼠李糖乳杆菌(L.rhamnosus)和乳双歧杆菌(B.lactis)Bb12在添加或未添加2％菊粉(inulin)的枫树液中在4℃下储存30天的存活率的说明。
图2是显示在消化未添加菊粉的枫树液样品期间乳双歧杆菌在胃肠多隔室动态模型(TIM-1)中的活力的图。
图3是显示在消化未添加菊粉的枫树液样品期间鼠李糖乳杆菌在胃肠多隔室动态模型(TIM-1)中的活力的图。
图4是显示在消化添加有2％(w/v)菊粉的枫树液样品期间乳双歧杆菌在胃肠多隔室动态模型(TIM-1)中的活力的图。
图5是显示在消化添加有2％(w/v)菊粉的枫树液样品期间鼠李糖乳杆菌在胃肠多隔室动态模型(TIM-1)中的活力的图。
具体实施方式
提供一种新颖组合物。在一方面中，本发明的组合物包含枫树液、枫树浓缩液、枫树糖浆或稀释枫树糖浆以及益生菌、益生元或其组合中的至少一种。在另一方面中，本发明提供一种制备包含枫树液、枫树浓缩液、枫树糖浆或稀释枫树糖浆以及益生菌、益生元或其组合中的至少一种的组合物的方法。在另一方面中，本发明提供一种使用包含枫树液、枫树浓缩液、枫树糖浆或稀释枫树糖浆以及益生菌、益生元或其组合中的至少一种的组合物的方法。
本发明的组合物可用于制造改良型饮品、食品和饲料，以及用于增加哺乳动物消化道中有益健康的细菌和/或益生元的含量的其它产品。
就本申请案来说，以下术语具有以下含义：
“益生菌”被联合国粮食及农业组织(United Nations Food and AgriculturalOrganization)和世界卫生组织(World Health Organization)定义为“在以足量投予时赋予宿主以健康益处的活微生物”。“益生元”意味充当任何相关益生菌的底物或以其它方式辅助保持相关益生菌存活或刺激其生长的任何物质，并且包括粘多糖、寡糖、多糖、氨基酸、微生物、营养素前驱物和蛋白质。益生菌与益生元结合产生一般由术语“共生元”定义的组合物/产品。
枫树液是一种具有水的稠度和透明度的天然存在的未经加工的晶透液体，其来源于糖枫树。枫树液具有在任何地方为约1°到5°白利糖度(Brix)的含糖量。枫树液中的含糖量取决于收获期、温度、阳光曝晒量、枫树区域、枫树的大小和树龄。在春天，3月与4月之间，当晚上温度低于冰点并且白天温度高于0摄氏度时，进行枫树液的收获。枫树液中糖内含物的大部分包含蔗糖和葡萄糖。枫树液内含物的其余部分(95-98％)由天然存在的水和极少量的有机酸组成，有机酸中的一部分形成枫树的气味。枫树液中的氮含量为0.25％，呈来自氨基酸和蛋白质的有机氮形式。糖是可被益生菌株高度利用的碳的来源。在枫树产品中还鉴别到阿拉伯半乳聚糖(Desjardins，Y.2007.Caractérisation deproduits d′érable lyophilisés.In.Québec：INAF/UniversitéLaval.94页)。阿拉伯半乳聚糖是一种广泛用作益生元以刺激益生菌在胃肠道中生长的多糖。根据同一公开案，还发现呈有机酸、维生素、矿物质、类黄酮和苯酚化合物形式的其它产物。枫树液的pH值在6.5到7的范围内，趋势是随着制糖季节的结束而降低。枫树液的微生物污染主要由假单胞菌(Pseudomonas)类型构成，到季节结束时从102增加到106。枫树糖浆是通过对枫树液进行浓缩和热处理而获得的粘性液体。
“枫树浓缩液”是通过反渗透膜(reverse osmosis membrane)浓缩为例如10°白利糖度的枫树液，所述反渗透膜具有从枫树液浓缩糖和营养素的作用。浓缩枫树液接着可用来制造枫树糖浆。
“稀释枫树糖浆”是用例如水或其它溶剂(例如果汁、牛奶或任何其它营养液)等灭菌溶液以不同浓度(66°白利糖度到2°白利糖度)稀释的枫树糖浆。
“枫树产品”在本文件中是指枫树液、枫树浓缩液或枫树糖浆，和任何来源于枫树液、枫树浓缩液、枫树糖浆或稀释枫树糖浆的产品。
除非上下文另外明确说明，否则如本说明书和随附权利要求书中所用的单数形式“一”和“所述”包括单数与复数。举例来说，含有“益生菌”的组合物包括具有一种益生菌或两种或两种以上益生菌的组合物，而“益生元”包括一种益生元或两种或两种以上益生元。术语“包括”和“包含”各意味“至少包括”。举例来说，“包含菊粉的益生元”意味益生元至少包括菊粉；其还可包括其它益生元和/或其它物质。
本发明包含以下一种或一种以上：(a)包含枫树液、枫树浓缩液或枫树糖浆以及益生菌、益生元或其组合中的至少一种的新颖组合物；(b)包含包括枫树液、枫树浓缩液或枫树糖浆以及益生菌、益生元或其组合中的至少一种的组合物的新颖饮料；和(c)包含枫树液、枫树浓缩液、枫树糖浆或稀释枫树糖浆以及益生菌、益生元或其组合中的至少一种的组合物的制造和使用方法。
可用于实施本发明的益生菌是可在枫树产品中存活并且有益于哺乳动物(尤其是人类)的健康、尤其是胃肠健康的微生物。可用于实施本发明的益生菌包括例如乳杆菌(Lactobacilli)和双歧杆菌(Bifidobacteria)中的一种或一种以上。可使用的具体益生菌包括(但不限于)以下一种或一种以上：鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus(缩写为“L”)rhamnosus)、嗜酸乳杆菌(L.acidophilus)、植物乳杆菌(L.plantarum)、罗伊氏乳杆菌(L.reuteri)、弯曲乳杆菌(L.curvatus)、保加利亚乳杆菌(L.bulgaricus)、格氏乳杆菌(L.grasseri)、干酪乳杆菌(L.casei)、发酵乳杆菌(L.fermentum)、卡维氏乳杆菌(L.caveasicus)、瑞士乳杆菌(L.helveticus)、乳酸乳杆菌(L.lactis)、唾液乳杆菌(L.salivarius)、短乳杆菌(L.brevis)、莱氏乳杆菌(L.leichmanni)、纤维二糖乳杆菌(L.cellobiosus)、布氏乳杆菌(L.buchneri)、侧芽双歧杆菌(Bifidobacterium(缩写为“B”)laterosporus)、乳双歧杆菌Bb12、长双歧杆菌(B.longum)、短双歧杆菌(B.breve)、枯草芽孢杆菌(B.subtilus)、生孢子乳杆菌(L.sporogenes)(也称为凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans))、乳酸片球菌(pediococcus acidilactici)、戊糖片球菌(pediococcuspentosaceus)、屎肠球菌(enterococcus faecium)、青春双歧杆菌(B.adolescentis)、婴儿双歧杆菌(B.infantis)、嗜热双歧杆菌(B.thermophilum)、动物双歧杆菌(B.animalis)和两歧双歧杆菌(B.bifidum)。也可使用嗜热链球菌(Steptococcus thermphilius)，认为它改善乳糖消化并且使得微营养素更容易为宿主所利用。可使用的其它益生菌包括乳酸乳球菌乳脂亚种(Lactococcus lactis cremoris)、二丁酮链球菌(S.diacetylactis)和中间链球菌(S.intermedius)。益生菌的另一个实例包括粪肠球菌(enterococcus faecalis)和丁酸细菌(butanoic acid bacterias)。应注意到，本发明还涵盖在枫树产品中接种以共生关系生活的微生物的组合，例如细菌和酵母的培养物，如在中国菌菇(tibicos)的情况下，也称为水开菲尔粒(water kefir grains)、糖开菲尔粒(sugar kefir grains)或日本水晶(Japanese water crystals)。
在本发明的一方面中，可用于实施本发明的益生菌株包括鼠李糖乳杆菌、嗜酸乳杆菌、植物乳杆菌、乳双歧杆菌Bb12和长双歧杆菌。在本发明的另一方面中，可用于实施本发明的益生菌株包括鼠李糖乳杆菌和乳双歧杆菌Bb12。
乳杆菌和双歧杆菌的市售菌株可获自美国克里斯汉森公司(Chris Hansen，USA)。
尚未知益生菌的精确最小有效剂量，但达到健康益处可能需要每天口服108个菌落形成单位(Colony Forming Units；cfu)或更高的口服剂量。酶、胆汁盐、胰腺分泌、pH值、温度和经过胃肠道的通行时间将直接影响益生菌的存活。一般来说，通过消化系统导致对益生菌受到1log的抑制。
此外，饮料或产品中的益生菌浓度将与所消耗的饮料和产品的体积直接相关。举例来说，100ml接种有1010cfu益生菌的饮料，益生菌浓度为108cfu/ml。在摄取饮料后，有约1log的损失，而消费者将吸收107cfu益生菌并且提供预期健康益处。至少108cfu/ml的益生菌浓度确保消化系统中的最终量将为107cfu。
可用于实施本发明的益生元包含以下一种或一种以上：(a)寡糖；(b)果寡糖(“fructo-oligosaccharide；FOS”)，例如大豆果寡糖、菊粉或香蕉纤维；(c)果胶或果胶多糖；(d)甘露聚糖，例如瓜尔胶(guar gum)、刺槐豆胶(locust bean gum)、魔芋(konjac)或黄原胶(xanthan gum)；(e)戊聚糖、β-葡聚糖、阿拉伯聚糖和半乳聚糖，例如落叶松阿拉伯半乳聚糖；(f)血清肽；和(g)其混合物。
FOS是主要由通过1-β-D-呋喃果聚糖键键结在一起的果糖单糖构成的长链多糖。摄取时，果寡糖在通过口腔、胃和小肠时仅部分水解。在大肠中，果寡糖变成某些益生菌(例如嗜酸乳杆菌和婴儿双歧杆菌)的食物并且代谢成SCFAS，主要是乙酸、丙酸、丁酸和乳酸。由于这个发酵过程，产生大量的细菌群体。这导致益生菌数目增加，肠道pH值降低并且认为能抑制病原体。pH值降低将增加钙和其它矿物质的溶解度并且可能会增强钙和镁的吸收。说明性果寡糖包括菊粉、香蕉纤维和大豆果寡糖，并且可见于蜂蜜、啤酒、洋葱、芦笋、韭菜、枫糖、燕麦和洋姜(Jerusalem artichoke)中。
世界范围内估计有36,000种或更多种植物中天然产生菊粉，包括洋葱、芦笋、朝鲜蓟(artichoke)和许多谷类。菊苣根(Chicory root)和洋姜各含有大量的菊粉。除了促进益生菌生长之外，一些动物和人类研究表明菊粉寡糖提供增强小肠中的钙和镁吸收的益处。
可用于实施本发明的一些具体益生元包括：(1)FOS；(2)短链FOS；(3)菊粉；(4)抗性淀粉；(5)淀粉，例如来源于天然玉米淀粉的淀粉；(6)落叶松阿拉伯半乳聚糖；(7)氢化乳糖；和(8)血清蛋白质。其它益生元包括乳寡糖(GOS)、木寡糖(XOS)、低聚乳果糖(lactosucrose)或乳果糖(lactulose)。
在一方面中，根据本发明的组合物是包含枫树产品、益生菌和益生元的共生元组合物。在一方面中，益生元补充共生元组合物中的益生菌，但益生元可补充另一种益生菌，例如存在于肠道中但不在组合物中的益生菌。
本发明人发现接种于未经灭菌的枫树液和枫树浓缩液中的益生菌由于枫树液和枫树浓缩液的内源菌群的作用而不能存活。为了在枫树液、枫树浓缩液、枫树糖浆或稀释枫树糖浆中接种益生菌并且预期接种物长时期存活，必需通过不改变枫树液、枫树浓缩液、枫树糖浆或稀释枫树糖浆的内源性营养医学化合物(固有性质)的灭菌处理来使内源菌群(枫树液中的细菌)失活，因为内源性营养医学化合物包含所接种益生菌存活所必需的营养素。本发明人测试若干种热工艺，例如在121℃/15分钟下延伸为55℃/30分钟，与UV或微过滤偶合。在本发明的一方面中，减少产品(枫树液、浓缩枫树液、枫树糖浆或稀释枫树糖浆)的内源菌群并维持产品的固有性质的灭菌方法是包含连续组合温和热处理(63℃/20分钟或80℃/10分钟)，接着利用例如尼龙膜(0.8m)进行微过滤步骤的灭菌方法。灭菌处理可以消除包括精神药品、酵母和霉菌在内的经处理产品的微生物负荷。内源菌群平均减少约7log并且在4℃下储存四个月后未检测到微生物。物理化学分析显示新的灭菌方法使产品特征仅发生较小变化，包括总固含量略微降低和转化糖增加。未观测到pH值水平发生变化，其在储存期间保持稳定在6与7之间。这些较小变化不影响产品的完整性、其味道和益生菌的存活。已在约121℃的高温下进行灭菌过程持续15分钟(但在有一些微过滤的情况下亦可使用较低温度)的枫树液和枫树浓缩液提供可接种益生菌和益生元的介质，益生菌和益生元的存活率与按照先前所述的方法(即组合温和热处理(63℃/20分钟或80℃/10分钟)，接着利用例如尼龙膜(0.8m)进行微过滤步骤)经巴氏灭菌的枫树液或枫树浓缩液的存活率相当。应了解，也可使用枫树糖浆或稀释枫树糖浆，只要这些物质由于其制造方法而无菌即可。在本发明的一个具体方面中，灭菌步骤之后进行微过滤步骤，其中灭菌步骤包括在低于121℃的温度下处理枫树产品。
应注意到，本发明涵盖使用食品工业中所用的各种灭菌方法。本文所述的基于特定温度和时间的食品处理方法并不打算为详尽的，而是表示可根据常规食品处理方法来制造基于枫树的产品，同时基于本发明人的发现，提供允许益生菌和益生元存活的介质。
枫树产品的含糖量可影响所添加益生菌的活力。因此，在一方面中，本发明是包含枫树产品和益生菌或益生元或其组合中的至少一种的组合物，其中所述枫树产品具有1°到20°白利糖度。在其它方面中，本发明是包含枫树产品和益生菌或益生元或其组合中的至少一种的组合物，其中所述枫树产品具有1°到10°白利糖度。在其它方面中，本发明是包含枫树产品和益生菌或益生元或其组合中的至少一种的组合物，其中所述枫树产品具有1°到5°白利糖度。研究显示益生菌具有相对稳定的存活率，例证为在66°白利糖度的纯枫树糖浆中，稀释为不同糖浓度(40、20、10和2°白利糖度)时，在4℃下在45天后损失1log。因此基于枫树的基质提供确保益生菌和益生元存活的优良介质，益生菌和益生元行为类似。相比之下，在纯水介质中在4℃下储存15天后在基质中观测到存活率显著降低(损失3log到5log)。
需要提供具有适当保存期的包含枫树产品和益生菌或益生元或其组合中的至少一种的组合物。因此，在本发明的另一方面中，提供包含枫树产品和益生菌或益生元或其组合中的至少一种的组合物，其中所述组合物在4℃下具有至少45天的保存期。
在本发明的另一方面中，本发明组合物的储存时间可以通过使本发明组合物进行冷冻工艺而增加。研究显示两种益生菌基质(LGG和Bb12)对温度变化(在-20℃下冷冻和在4℃下解冻)具有抗性。解冻后未观测到基质活性损失。这是由于基于枫树的介质在益生菌存活中起保护作用。因此，本发明提供使得能够以对温度变化存在一定耐受性的方式来储存和运输含有益生菌或益生元的产品的方法。
在本发明的一方面中，本发明的共生元组合物将包含高达1010cfu/ml的益生菌和高达3％的益生元。在一方面中，益生菌和益生元占组合物的高达2％。组合物可与任何其它物质或化合物(例如肠道食物)组合递送，只要其它物质或化合物不破坏共生元组合物赋予有益作用的能力即可。举例来说，组合物可包含除本文具体描述的益生元之外的益生元，例如双歧因子(bifidius factor)(目前只可自人奶获得)、矿物质、微生物、植物化学物质、酶、乳过氧化物酶、硫氰酸盐、乳铁传递蛋白(lactoferrin)、葡糖酸、植物化学物质、氨基酸和/或可使所选益生菌获益或以其它方式使个体获益的其它物质。
根据本发明的共生元组合物可用作含有益生菌和/或益生元的其它产品的功能性基质，其它产品例如保健饮料，其可包括矿物质化饮料、基于豆奶的饮料、基于醋的饮料、基于蔬菜的饮料、茶、含水的食品补充物和滋补饮料。本发明组合物也可用于美容产品，例如洗发精、软膏、美容霜等。
本发明的组合物可以饮料形式经口摄取。然而，组合物也可以其它调配物形式摄取，例如片剂、凝胶、凝胶胶囊、糖锭、丸剂或散剂。
可使用任何适于在通过胃时至少部分地保护益生菌的胶囊或片剂，因此与不使用胶囊或片剂时进入大肠的益生菌相比，允许更大量的益生菌进入大肠。这种片剂可能具有一般均质的组成或包括含有片剂的各种组分(例如益生菌和益生元)的个别层。
通过本发明的优选实施例的描述，可使其他人想到在本发明范围内的改变和修改。本发明的范围并不限于作为优选实施例所揭示的特定实例、方法步骤或材料，而是阐述于随附权利要求书和其合法等效物中。
实例1-枫树液的处理
通过由连续组合温和热处理(63℃/20分钟或80℃/10分钟)，接着利用尼龙膜(0.8m)进行微过滤步骤，接着在63℃下处理15或30分钟构成的灭菌方法对枫树液、枫树浓缩液、枫树糖浆和稀释枫树糖浆进行灭菌。
所述灭菌方法使内源微生物减少约7log，并且在4℃下储存四个月后未检测到内源微生物。物理化学分析显示已开发的方法使产品特征仅发生较小变化，包括总固含量略微降低和转化糖增加。未观测到pH值水平发生变化，其在储存期间保持稳定在6与7之间。这些较小变化不影响产品的完整性、其味道和益生菌的存活。
这种冷巴氏灭菌法应在接种益生菌和益生元之前应用于枫树液或枫树浓缩液。
实例2-富含益生菌的枫树液
测试市售的乳杆菌属菌株(鼠李糖乳杆菌、嗜酸乳杆菌和植物乳杆菌)和双歧杆菌属菌株(乳双歧杆菌)在枫树水中存活的能力。这些菌株获自美国克里斯汉森公司(ChrisHansen，USA)并且以冷冻干燥形式使用。在添加或未添加益生元的情况下，使先前通过冷巴氏灭菌法灭菌的枫树液(实例1)接种不同浓度(107、108、109CFU/ml)的益生菌株(单独或组合)。
实例3-富含益生元的枫树液
测量富含益生元的作用以验证其对如实例2中所提供接种的益生菌的存活率的影响。所测试的商业益生元包括阿拉伯半乳聚糖、菊粉和血清蛋白质。对于血清蛋白质来说，最终益生元浓度为2.5％，而菊粉为2.5％。
实例4-在添加或未添加益生元的情况下富含益生菌的枫树产品的存活率
按照实例2和实例3富集季节开始时和季节结束时的枫树产品，储存在4℃下并且在添加或未添加益生元的情况下接种益生菌之后第0天、第2天、第7天、第14天、第21天和第30天测试益生菌存活。在4℃下30天后只有两种益生菌株能够在枫树水中存活：鼠李糖乳杆菌和乳双歧杆菌Bb12。图1中呈现的结果说明在枫树液中显示最佳存活率的两种微生物益生菌株，即鼠李糖乳杆菌和乳双歧杆菌Bb12。图1清楚地说明，尽管乳双歧杆菌Bb12以较低初始浓度(4×107cfu/ml)接种，但其能够在存在或不存在益生元菊粉的这两种情况下在4℃下储存30天时仍存活。在储存30天后观测到显著损失，考虑到所接种产品的性质(枫树液浓缩物，2°白利糖度主要糖)，这种情形是异常的。就鼠李糖乳杆菌来说，其显示较低存活率，在培育30天时观测到约1log的损失。尽管存在这种损失，但所观测到的最终浓度仍相对较高并且足以在胃肠道中发挥有益作用。
实例5-富含益生菌的枫树产品的物理化学分析
进行分析以测量使枫树产品富含益生菌对产品的物理化学和感官固有特征的影响。所进行的分析包括测定pH值(Accumet pH计)、总固含量(560nm下的透射率，使用Beckman 96157氧化钬滤光器分光光度计、Reichert AR200折射计)、转化糖含量(Ascensia等高线血糖仪(Ascensia Contour Glucometer))和梅拉德反应(Maillardreaction)(Beckman 96157分光光度计)。
富含益生菌之后的总固体含量未观测到变化(对于枫树液为2.3％，而对于浓缩枫树液、枫树糖浆(66°白利糖度)或不同浓度的稀释枫树糖浆为10％)。
对枫树液中pH值进行的分析揭示在存在或不存在益生菌的这两种情况下在季节开始时和季节结束时的枫树液的pH值接近中性(7)。
此外，对具有可接受的微生物学性质的样品进行感官分析。一般来说，使枫树产品富含两种所选益生菌株(鼠李糖乳杆菌和乳双歧杆菌Bb12)不会导致产品的感官和感觉特征显著变化。
对同时富含益生元的枫树产品进行研究物理化学、感官和感觉分析的测试，与先前所呈现的测试相同。
在含有共生元菊粉、血清蛋白质或这两种物质的混合物的样品中检测到较高浓度(对于枫树液和枫树浓缩液来说分别在4.1％和6％之间)。这种增加简单地归因于样品富含这些益生元物质。在研究的30天期间未观测到总固体含量变化。
与有或无益生菌的枫树液的pH值接近中性(7)相比，使枫树液富含浓度为2％的菊粉伴随着pH值显著降低(4)。
另外，使枫树液富含益生元导致枫树液中的枫树味消失。为了弥补这个问题，在成品中使用最大浓度为2％的商业枫树糖浆调味剂。添加这些调味剂使得有可能在不影响所添加益生菌株的存活的情况下再现枫树液的特征性味道。
也可能需要在巴氏灭菌步骤之前向枫树液中添加天然或人造调味成分以向产品提供补充风味。已发现水果调味剂特别适用于补充枫树产品并且可包括以下任一种或其组合：橙、苹果、柚子、菠萝、草莓、树莓、蔓越莓、酸橙、柠檬、葡萄或桃，或任何其它合适调味剂，例如将增强饮品的提神性质的香草或巧克力。这些成分一般以调味量添加到枫树液产品中，即不会强于枫树液的天然味道和香味的量，以最终产品的体积计所述量一般小于约1％。
实例6-共生元饮料的效力和保护性作用：活体外研究
胃肠动态模拟器(TIM-1模型)
动态胃肠TIM-1模型(荷兰宰斯特市TNO营养与食品研究所(TNO Nutrition andFood Research Institute，Zeist，Netherlands))先前由米恩库斯(Minekus)等人，(1995)描述。所述模型由模拟胃、十二指肠、空肠和回肠的四个隔室组成，这些隔室由计算机控制的蠕动阀泵连接。各隔室由两个玻璃夹套构成，其中安装有柔性膜。膜与玻璃夹套之间的空间填充有温水，这有助于使各隔室中的食糜温度升到37℃。通过改变水压来实现柔性膜的收缩。这些收缩允许模拟胃和小肠的蠕动并且因此混合各隔室中的食糜。胃和十二指肠隔室的收缩频率分别为每分钟5次和6次，而空肠和回肠隔室为7次/分钟。在消化期间，温度恒定保持在37℃并且通过连接到胃和小肠隔室的两个独立传感器来监测。为模拟肾功能，将两个中空纤维模块连接到空肠和回肠隔室。这些模块允许各隔室的内含物相对于小肠电解质溶液透析。用四个连接到计算机的独立pH值电极监测胃和小肠隔室中的pH值。用于控制各个隔室中pH值的胃隔室中的HCl分泌或小肠隔室中的碳酸氢钠分泌受到完全控制并通过计算机给予。
枫树液样品制备
将添加或未添加2％菊粉(如实例3中所提供)的经巴氏灭菌过滤(如实例1中所提供)的枫树液样品接种各约107-108cfu/ml的鼠李糖乳杆菌和乳双歧杆菌(如实例2中所提供)。简单来说，接着将300g经接种的枫树液样品引入到TIM-1模型的胃隔室中。
取样
在消化的前两个小时期间，在0、20、40、60和80分钟从胃隔室中取1ml等分试样，以评估胃环境对乳杆菌和双歧杆菌的活力的影响。也出于相同目的从十二指肠隔室(30、60、90、120和180分钟)和从空肠和回肠隔室(60、120、180、240和300分钟)取1ml等分试样。为测定经回肠递送的鼠李糖乳杆菌和乳双歧杆菌，简单地以1小时时间间隔取1ml经回肠递送的流出物以进行微生物分析。
微生物分析
以蛋白胨水(peptone water)(0.15％，w/v)制备各样品的连续10倍稀释液并且一式两份地涂铺在Beerens琼脂上并使用氛围产生系统(Oxoid AnaeroGenTM，英格兰汉普郡贝辛斯托克市沃克斯沃德公司(Oxoid Ltd.，Basingstoke，Hampshire，England))在37℃下在需氧条件下在罐中培育48小时以对乳双歧杆菌进行计数。为了对鼠李糖乳杆菌进行计数，将各样品的适当蛋白胨水稀释液一式两份地涂铺在MRS-万古霉素(vancomycin)琼脂(含有浓度为1mg/l的万古霉素)上。将培养板在需氧条件下在42℃下培育72小时。
数据说明和结论
图2到图5中呈现在活体外消化添加了或未添加2％菊粉的枫树液样品期间胃肠环境对乳双歧杆菌和鼠李糖乳杆菌的活力的影响。这些图清楚地说明各生物体的活力在胃隔室(由于酸分泌)和十二指肠隔室(由于胆汁分泌)中显著降低。然而，在空肠或回肠隔室中未观测到这些生物体的活力的这种显著降低，这可能是归因于在这两个隔室中发生的酸中和和胆汁稀释。另一方面，鼠李糖乳杆菌似乎比乳双歧杆菌更容易受到胆汁影响，尤其在未添加菊粉的枫树液样品中。在十二指肠隔室中不能侦测到这种生物体(图3)。菊粉似乎显著改善这种生物体对胃肠逆境的耐受性。也可以通过比较图2与图4(对于乳双歧杆菌)以及图3与图5(对于鼠李糖乳杆菌)来证明菊粉对于鼠李糖乳杆菌和乳双歧杆菌存活的贡献。与无菊粉的样品(图2和图3)相比，在添加有菊粉的样品(图4和图5)中，在回肠流出物中测定的这些生物体的计数显著较高。在无菊粉的情况下，TIM-1中存活的微生物的含量为约103到104cfu。这些cfu含量可能不足以发挥健康益处。然而，添加菊粉有助于使TIM-1中微生物的存活含量接近107cfu，所述含量在所属技术领域中已知可发挥健康益处。因此，这种活体外模型表明，为了发挥健康益处，对于接种有含量介于107-108cfu之间的鼠李糖乳杆菌和乳双歧杆菌的枫树液样品来说，似乎有必要添加菊粉。或者，为了发挥健康益处，枫树液样品可接种含量高于108cfu的鼠李糖乳杆菌和乳双歧杆菌，例如含量为109或更高。

Claims (21)

1.一种适于递送到哺乳动物消化道的组合物，特征在于所述组合物包含：
(a)基于枫树的介质，包括枫树液、枫树浓缩液、枫树糖浆和稀释枫树糖浆中的一种或一种以上；和
(b)存在于所述基于枫树的介质中的益生菌、益生元或其益生菌-益生元组合中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的组合物，特征在于所述组合物是共生元组合物，其中所述基于枫树的介质与所述益生菌、益生元或益生菌-益生元组合呈共生关系。
3.根据权利要求2所述的组合物，特征在于所述益生元与所述益生菌共生，和/或所述益生菌与所述益生元共生。
4.根据权利要求1所述的组合物，特征在于存在于所述基于枫树的介质中的所述益生菌、所述益生元或所述益生菌-益生元组合可操作以达成有效保存期。
5.根据权利要求4所述的组合物，特征在于当所述组合物或含有所述组合物的产品在4℃下储存时，所述保存期长达30天。
6.根据权利要求1所述的组合物，特征在于所述基于枫树的介质可操作以促进所述益生菌、所述益生元或所述其益生菌-益生元组合在所述组合物或含有所述组合物的产品中的存活。
7.根据权利要求6所述的组合物，特征在于所述基于枫树的介质与益生菌/益生元/益生菌-益生元组合的比率经选择以促进所述益生菌/益生元/益生菌-益生元组合在所述组合物或含有所述组合物的所述产品中的存活。
8.根据权利要求1所述的组合物，特征在于所述组合物提供用于含有益生菌、益生元或益生菌-益生元组合的饮品、食品或应用于皮肤或头发的制剂的功能性基质。
9.根据权利要求6所述的组合物，其中所述饮品由保健饮料、矿物质化饮料、基于豆奶的饮料、基于醋的饮料、基于蔬菜的饮料、茶、含水的食品补充物或滋补饮料组成。
10.根据权利要求1所述的组合物，特征在于所述组合物经调配以便以片剂、凝胶、凝胶胶囊、糖锭、丸剂或散剂形式供哺乳动物摄取。
11.一种制备适于递送到哺乳动物消化道的组合物的方法，所述组合物包含益生菌、益生元或益生菌-益生元组合中的至少一种，特征在于所述方法包含以下步骤：
(a)提供包括经灭菌的枫树液、枫树浓缩液、枫树糖浆和稀释枫树糖浆中的一种或一种以上的基于枫树的介质，或将所述基于枫树的介质灭菌；
(b)用益生菌、益生元或益生菌-益生元组合中的至少一种接种所述基于枫树的介质，以使得所述基于枫树的介质充当使所述益生菌、益生元或益生菌-益生元存活的保护性基质。
12.根据权利要求11所述的方法，特征在于所述方法包含以下步骤：选择所述基于枫树的介质与益生菌/益生元/益生菌-益生元组合的比率以促进所述益生菌/益生元/益生菌-益生元组合在所述组合物或含有所述组合物的产品中的存活。
13.根据权利要求11所述的方法，特征在于应用所述灭菌以使得其不改变或在最小程度上改变所述基于枫树的介质的内源性营养医学化合物。
14.根据权利要求13所述的方法，特征在于所述灭菌包含食品灭菌方法，包括高温加工并且任选地包括另外的微过滤。
15.根据权利要求11所述的方法，特征在于所述方法包含另一个步骤：用一种或一种以上其它无菌溶剂稀释所述基于枫树的产品，或任选地对所述基于枫树的产品/溶剂溶液进行灭菌。
16.根据权利要求12所述的方法，特征在于所述组合物包含高达1010cfu/ml的益生菌和高达3％的益生元。
17.根据权利要求12所述的方法，特征在于在所述组合物中，所述益生菌和益生元占所述组合物的高达2％。
18.根据权利要求11所述的方法，特征在于所述方法包含另一个步骤：将所述组合物与一种或一种以上其它产品混合以制造含有益生菌、益生元或益生菌-益生元组合的饮品、食品或应用于皮肤或头发的制剂。
19.根据权利要求11所述的方法，特征在于所述基于枫树的产品具有可有效促进所述益生菌、益生元或益生菌-益生元组合在所述组合物或含有所述组合物的所述产品中存活的糖/水质量比。
20.根据权利要求19所述的方法，特征在于其中所述基于枫树的产品是具有1°到66°白利糖度(Brix)的糖/水质量比的基于枫树的溶液。
21.一种向哺乳动物消化道递送益生菌、益生元或益生菌-益生元组合的方法，特征在于所述方法包含：
(a)所述哺乳动物摄取饮品或食品，或使所述哺乳动物开始摄取饮品或食品，所述饮品或食品含有用于所述益生菌、所述益生元或所述益生菌-益生元组合的功能性基质，其由包括枫树液、枫树浓缩液、枫树糖浆和稀释枫树糖浆中的一种或一种以上的基于枫树的介质组成；以及存在于所述基于枫树的介质中的益生菌、益生元或其益生菌-益生元组合中的至少一种。
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