CN106470552B - 益生菌强化的食物产品和制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明包括一种制造益生菌强化的食物产品的方法，其特征在于以下步骤：将用至少一种益生菌生物体接种的组合物应用于所述食物产品的至少一部分的所述表面，其中所述组合物包含完全乳源的基料并且/或者包含乳中固有地可见的组分。

Description

益生菌强化的食物产品和制造方法
技术领域
本发明涉及益生菌强化的食物产品及其制造方法。
背景技术
面包为世界上大部分地区的主食。因此在食物和健康工业中使用面包作为功能性和定向性健康益处(包括益生菌)的平台具有显著意义。
益生菌为通过它在肠道的作用有利地影响接收者的活微生物补充剂。此外，益生菌为用于促进肠道健康的三种食物成分之一(其他两种为非消化性碳水化合物和生物活性植物代谢物)。
迄今为止，开发包含活微生物的商业上有用的功能性面包的努力尚未得到发展和/或成功进入市场。
这主要是因为过去5-10年的焦点都在开发使益生菌在烘焙过程之前就整体混合在面包内的面包。
如Zhang等，2014(Journal of Food Engineering)所举例说明的，主要问题为大部分能安全食用的益生菌培养物也是热敏感的。因此，细胞活力在烘焙过程期间显著降低，这当然随后降低益生菌在食用后在肠道中的有效性。这与活益生菌酸奶相比，例如，这具有治疗上可接受的超过6的log CFU(菌落形成单位，其为样品中活细菌细胞数目的估值)。
已努力尝试解决这个问题。
例如，在Altamirano-Fortoul等，2012(Food Hydrocolloids)中，作者描述了在烘焙面包之前微包封益生菌和/或使用淀粉作为细菌保护层。然而，采用此封装方法，细菌细胞活力由于加热而降低。在商业层面上为此目的包封细菌也将是高度有问题的，并且不太可能的是相同的方式可大规模地或使用高浓度/量的益生菌来高效地生产以提高细胞活力计数。迄今为止，尚未开发出防止高温烘焙的商业上适用的封装机制。
另外，作者报告了面包皮物理化学特性有问题的变化、水活度的增加和面包失效力的减小。作者提示感官评估提供了良好的面包可接受性。然而，本申请设想添加淀粉来显著地减弱面包的感官知觉特性(例如，味道、感觉和/或外观)。
以类似方式，美国专利申请20130115334描述一种已报告可耐受高温处理的粒状益生菌成分。当加入到面包生面团并在200℃下烘焙10分钟时，据报告有50％-80％细胞存活。
美国专利号2010/0210000尝试通过在烘焙过程中使用热稳定性的产芽孢益生菌(称为凝结芽孢杆菌)来解决加热问题。
使用芽孢杆菌的主要缺点在于所述芽孢杆菌为单一菌种或菌株并且它不像针对一系列具有不同肠道菌株或疾病特性的食用者的其他培养物(如乳杆菌和双歧微生物)的混合物一样有效。已确定，益生菌功效随宿主消化或免疫系统发生相当显著的变化。因此，非常特定的单一细菌菌株诸如US 2010/0210000中教导的菌株势必对总体最终用户群具有非常有限的治疗益处。
另外，芽孢杆菌属内的一些菌种为病原体(例如，枯草芽孢杆菌致使食物中毒)。欧盟委员会健康与消费者保护总司(European Commission Health&Consumer ProtectionDirectorate-General)(2002年10月17日更新)确定，一些芽孢杆菌属菌株“可能是有问题的并且应仅对于清晰限定的菌株而言为可接受的，它们的体内和体外毒性和致病性测试呈阴性”。因此，认为由于潜在的危险和/或潜在的危险的公众看法，富含凝结芽孢杆菌的面包进入不了主流市场中。显然目前并不存在富含最可信益生菌(例如乳杆菌)的面包，这可能是由于缺乏可用技术解决方案，诸如先前描述的封装。
WO 1998009839描述糊状制剂的使用，所述制剂应用到食物产品上，或作为填充物应用在食物产品内例如在薄型薄脆饼干中。已讨论使用糊剂的概念为有利的，因为它缓和益生菌生长并同时在储存过程期间有助于保持活力。益生菌与脂肪混合以提供糊状稠度。
相似地，EP1269857和WO 2007/058614描述用来填充或覆盖食物产品的相似填充剂或糊状组合物。
这些糊剂的主要问题在于它们将固有地改变食物产品的味道和外观，这通常是不希望的。在面包的情况下，商业目的在于提供一种与正常面包相比不显著改变味道或外观的含益生菌面包。
第二，用于提供糊状稠度的成分最通常地将需要增加的脂肪、非天然增稠剂或其他赋形剂、和/或需要甜味剂来掩盖产品的味道。同样，这是不利的，因为它降低了产品的总体健康或者至少可被消费者如此认为。
Soukoulis等，2014(Food Hydrocolloids)公开了一种支持应用于面包表面的活益生菌膜(具有鼠李糖乳杆菌GG(Lactobacillus rhamnosus GG))的组合物。组合物包括讨论为对保持良好稳定性和微生物活力有重要作用的水凝胶，诸如藻酸钠。尽管结果表明具有益生菌层的面包与对照组面包相比未显示视觉上的差别和稳定性，但未讨论所述膜是否对面包的感官知觉特性具有任何影响。
另外，如Soukoulis等的段落2.2和段落2.3中所概述的，用于制备最终产品的制造程序不方便且耗时。初始培养基(PBS缓冲液并且然后是MRS发酵液)用于使培养物生长并且形成等分试样以待冷冻用于随后使用。然后在随后的步骤中，需要通过在水中再分散干燥物质(例如藻酸钠和其他添加剂)来制备成膜溶液，并且然后在将其应用于面包之前加入鼠李糖乳杆菌冷冻等分试样。
WO 2002/065840描述了一种发酵后立即应用于谷物上的组合物。所述过程被认为是有利的，因为它不需要高温干燥。已讨论谷类食物显示良好的储存稳定性、高CFU的良好保留和与非益生菌谷类食物相似的外观。
然而，重要的是考虑到在WO 2002/065840中这些最终谷类食物产品具有0.2水活度，以使得谷类食物能够吸收益生菌和总体带来的残余水分(不涉及干燥步骤)，最终混合物的水活度不超过0.2。在另一方面，面包产品具有至少0.5和最多通常约0.8至0.9的高得多的水活度。例如，水活度面包屑粒为0.8至0.91，面包皮为约0.7至0.82并且谷类食物棒为约0.6至0.73。
因此在特定的面包产品中提供环境储存下的微生物稳定性和超过约0.5的更高水活度的挑战非常困难。WO 2002/065840的教义并未提供关于更高水活度产品诸如面包的任何有用信息。
另外，WO 2002/065840中的组合物包括大量的赋形剂，包括消泡剂、酵母提取物、肉蛋白胨、以及缓冲盐(等)。
因此，确定以下产品(和相关过程)将是有利的：
-对于具有高水活度(尤其是大于0.5)的所得食物产品诸如面包允许具有治疗上和商业上可接受的活益生菌计数(log菌落形成单位数、CFU)；
Figure BDA0001189809810000041
-提供与正常(非益生菌)食物产品非常相似的或基本上相同的味道和/或外观；
-为储存稳定的；
-不需要额外合成的赋形剂或增稠剂；
-制备简单且方便，并且仅需要基本食物处理机械；
-适合于除烘焙食品或面包之外的广泛食物产品；并且/或者
-适合于与广泛的或组合的益生菌菌株一起使用。
更广义上说，本发明的目标在于解决前述问题或至少为公众提供一种有用的选择。
本说明书所引用的包括任何专利或专利申请在内的所有参考文献均以引用的方式并入本文。不承认任何参考文献构成现有技术。参考文献的讨论内容陈述了作者所主张的观点，并且申请人保留对所引用文件的准确性和相关性提出质疑的权利。应明确理解的是，虽然本文提到了许多现有技术公布，但这一参考文献并不构成以下承诺：这些文件中的任何文件形成新西兰或任何其他国家的本领域的一般常识的一部分。
本说明书全文中，单词“包含(comprise)”或其变化形式，诸如“包含(comprises)”或“包含(comprising)”，将理解为意味着包含陈述元件、整数或步骤，或者元件、整数或步骤的组，但不排除任何其他元件、整数或步骤，或元件、整数或步骤的组。
通过仅由实施例给出的以下描述，本发明的其他方面和优点将变得显而易见。
发明公开内容
根据本发明的第一方面，提供一种制造益生菌强化的食物产品的方法
其特征在于以下步骤
a)将用至少一种益生菌生物体接种的组合物应用于所述食物产品的至少一部分表面，其中所述组合物包含完全乳源的基料并且/或者包含乳中固有地可见的组分。
根据本发明的另一个方面，提供一种益生菌强化的食物产品
其特征在于所述食物产品的至少一部分表面包含含有至少一种益生菌微生物的组合物，其中所述组合物包含完全乳源的基料并且/或者包含乳中固有地可见的组分。
根据本发明的又一个方面，提供一种完全乳源的组合物
用于制造本文所述的益生菌强化食品产品，
以用于改善、治疗或预防肠道功能紊乱或失调和/或与其相关的病状的用途。
一种完全乳源的组合物
用于制造本文所述的益生菌强化的食物产品，
以用于提高免疫力、起抗过敏作用、治疗湿疹和/或帮助降低胆固醇的用途。
根据本发明的另一个方面，提供一种通过将如本文所述的益生菌强化的食物产品施用于有此需要的人或其他动物来治疗、改善或预防肠道功能紊乱或失调和/或与其相关的病状的方法。
根据本发明的又一个方面，提供一种通过将本文所述的益生菌强化的食物产品施用于有此需要的患者来提高免疫力、起抗过敏作用、治疗湿疹和/或帮助降低胆固醇的治疗方法。
本发明的一个关键优点为制备具有大于约0.5水活度水平、具有商业上和治疗上的活细胞计数(每食用份量超过7.0log CFU)的益生菌微生物的益生菌强化的食物产品诸如面包的能力。
本发明也容易制备，并对食物产品的味道、颜色或视觉外观的总体感官知觉不具有不利影响。
有利地是，本发明仅依赖于乳源组合物。
本发明的其他优势和优选特征的讨论如下。
定义和优选实施方案
贯穿本说明书，术语基料(当指组合物基料时)应被视为意指全部组分或存在于组合物中除益生菌微生物之外的物质，并且需要是为液体，诸如可用于将粉末状组合物重构成液体的水。
贯穿本说明书，术语乳应被视为意指由哺乳动物的乳腺产生的液体。根据本发明的乳源特征可来源于任何数量的哺乳动物；然而，商业上最适用的哺乳动物乳包括牛、山羊、绵羊、鹿、骆驼、水牛等。
贯穿本说明书，术语食物产品应被视为意指食用来为身体提供营养支持的任何可食用物质。
为简单起见，贯穿本说明书的其余部分，食物产品被称为烘焙面包。然而，应理解，本文所描述的发明概念可相似地应用于任何类型的食物产品(烘焙或未烘焙的)，例如麦片棒、早餐谷类食物、饼干、松饼、披萨饼基、糖果棒等，尤其是具有超过0.5的水活度的食物产品。本发明对含淀粉产品具有特定应用。申请人也设想发明概念可对参与低FODMAP饮食4的那些产品具有特定商业应用，所述产品被认为显著减轻肠易激综合征(IBS)。然而，FODMAP饮食的缺点为它通常具有较低的纤维和益生菌。这可能对肠道微生物区系造成不利影响。相反，根据本发明的益生菌强化的低FODMAP面包可对低FODMAP饮食中的使用尤其有用，因为它也可提供维持健康肠道微生物区系的益生菌。
贯穿本说明书，术语益生菌强化的食物产品应被视为意指根据本发明被适用于在食物产品的部分表面上包含益生菌组合物的任何食物产品诸如面包。
贯穿本说明书，术语表面应被视为意指由于烘焙而形成的面包的外部部分，也被称为面包皮。面包皮围绕面包的整个表面形成，包括烘焙面包的底部、侧面和顶部。
贯穿本说明书，术语薄层应被视为意指应用(例如通过喷雾或通过扩散或涂抹组合物)到面包表面上的至少一部分的涂层、膜、薄膜或表皮。
贯穿本说明书，术语“基本上干燥(或干燥)应被视为意指在应用于面包表面之后从薄层大多数、基本上或全部去除水分的薄层。
因此应当理解的是，术语干燥、干燥的或基本上干燥的应允许一些水分仍保留在薄层中，但是基本上水分并不是自由可用的。与薄层有关的术语干燥或干燥的也应被视为产生与未修改食物产品相比具有相似的含水量和/或水活度(aw)的益生菌强化食物产品。
Figure BDA0001189809810000081
水活度被定义为比率，即物质中水的蒸汽分压除以水的标准状态蒸气分压。在食物科学中，标准状态通常被定义为净水在同一温度下的蒸汽分压。纯水的水活度为一。
贯穿本说明书，并且如联合国食品和农业组织和WHO所定义，术语益生菌应被视为意指当被以足够剂量口服施用时能够对宿主提供健康益处的活微生物的集合(细菌和/或酵母)。所述集合应被视为包括微生物的单一菌种或微生物的菌种的组合。
一般来讲，当特定微生物能够满足多个不同标准时它可被视为益生菌。这些条件包括满足生理和制造要求的适当存活率以及对宿主施加有利作用的能力(B.O’Grady，2005)。
现在大量菌种被称为益生菌。这些包括乳杆菌和双歧杆菌，它们具有高度的商业重要性。因此，它们已在食物工业中作为益生菌微生物被广泛使用。嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌代田株、鼠李糖乳杆菌以及罗伊氏乳杆菌成为热门选择并且具有很长的应用历史，之后是一些双歧杆菌菌种，以及主要在药学应用中使用的少量非乳酸菌(Holzapfel等，1998)。益生菌以冻干形式或作为发酵食物产品进行商业销售。
科技文献常规地专注于一个益生菌微生物菌株或不同益生菌微生物菌株的组合对免疫调节产生并提高肠道粘膜屏障强度的健康益处。这些作用可通过改变肠道微生物区系、与肠道粘液粘着继而帮助阻止病原体附着或活化的能力，通过改变膳食蛋白质或细菌酶的能力并且通过影响肠道粘膜通透性来实现(Holzapfel等，1998)。
在2000年，Kailasapathy和Chin的综述发现益生菌已报告也在免疫、降低胆固醇、改善乳糖耐受性以及甚至预防一些癌症中发挥有益作用。并且，益生菌与消化和呼吸功能以及儿童和其他高危人群中的感染性疾病的预防相关联(源自WHO，2001)。如此类文献所述，在这个基础上，本发明也被视为具有治疗广泛病症中的任一种或其组合和/或仅改善总体健康的治疗益处。
贯穿本说明书，术语接种(inoculate)、接种的和接种(inoculation)应被视为意指向组合物添加至少一种细菌菌株的过程，并且然后最通常的是，通过发酵过程使益生菌细菌菌株增殖到大于7.0log CFU ml-1并且更理想地超过9.0log CFU ml-1的商业和治疗水平。应当理解为实现7.0log CFU ml-1的预发酵过程无需作为本发明的一部分来执行，并且可以可选地通过第三方提供，并且然后将菌株以足够量/浓度加入到组合物以提供根据本发明的治疗作用。然而，出于本说明书中所概述的原因，优选在室内进行预发酵步骤(因为它允许有效地控制细菌生长期)，是方便的并且结果显示随时间提高的细胞活力，尤其在应用于面包表面之后。例如，约16小时的预发酵步骤可过夜进行，并在第二天早晨，将发酵组合物新鲜地应用于面包。
制备益生菌强化的食物产品的方法
制备益生菌强化的食物产品的方法的特征在于：
a)将用至少一种益生菌生物体接种的组合物应用于食物产品的至少一部分表面，其中组合物包含完全乳源的基料并且/或者包含乳中固有地可见的组分。
优选地，步骤a)在烹煮食物产品之后执行。然而，应当认识到本发明无需限制于烹煮或烘焙的食物产品，并且因此可适用于非烹煮或非烘焙的产品。
与现有技术方法相比，本发明方法的关键的有利差异在于在将组合物作为薄层应用于食物产品之后仅需要适度的干燥步骤，如下文所讨论的。
就面包而言，与现有技术不同，益生菌并非固有地应用到面包并且然后被烘焙，现有技术具有多个缺点，包括益生菌细胞活力的损失。因此，本发明允许去除使用在烘焙过程期间利用的热稳定性益生菌的需要和/或改变获得最佳烘焙面包所需要的烘焙条件。
与现有技术的糊剂方法相比，本发明的有利步骤是可是实现的，这是因为已发现当组合物作为薄层应用时，其能够快速干燥，附着到面包表面并出乎意料地仍保持可实现的细胞活力。
甚至在适当储存后并且当保留远高于现有技术基于谷类食物的益生菌组合物的水活度水平时，仍有细胞活力。。与正常的非益生菌面包所见的水活度变化相比，益生菌面包也具有非常小的水活度变化，根据面包类型，aw值范围通常在0.5至0.9之间。如先前指出，大多数面包屑粒/面包皮具有在0.7至0.9之间的范围的水活度。申请人关于圆面包/夏巴塔(ciabatta)测试的试验样品证实了0.7至0.8的水活度。
此外，与现有技术中看到的糊剂不同，所得食物产品保持与非益生菌面包基本上相同的味道和外观，如实施例所示出。这使用糊剂显然是不可能的。
最终，本发明方法为非常高效的并且仅需要标准的烘焙和厨房设备。
优选地，步骤a)包括将200μl至2ml之间的益生菌培养物应用于面包。
应当理解应用于面包的量很大程度取决于面包的尺寸。本领域技术人员应当理解其目的在于提供每食用份量的治疗有效量或剂量的活细胞，即每食用份量超过7.0logCFU。典型的面包食用份量为约10克至100克，并且更可能为30至50克。因此，对于单个食用面包，应用的量通常小于较大的面包条。对于较大的面包条，确保组合物均匀分布在表面上变得更加重要(例如顶部表面)，以确保当切下一片面包时，它可在每食用份量中提供足够量的益生菌。
更优选地，步骤a)包括将500μl至1ml之间的益生菌培养物应用于面包。
在初步研究中，发明人发现这些量对避免面包含水量不必要的增加尤其有利，所述含水量需要干燥以使得面包接近于其初始含水量而不损坏面包质地和其他感官特性。
并且，如果加入更大量的组合物(或者如果组合物像糊剂一样具有更高的黏度)，那么将需要更长/更苛刻的干燥条件。更苛刻的干燥也可能导致益生菌活力的更大损失。
结合这些技术障碍，发明人也需要确保在面包表面上的薄层中存在适当量的益生菌(优选地至少穿过面包的整个顶部表面)，并且还提供合适的细胞活力和剂量。
优选地，步骤a)包括确保小于薄层0.1mm厚度。
更优选地，步骤a)包括确保薄层小于0.05mm厚度。
如上文所讨论的，发明人确定具有小于0.1mm或更优选地小于0.05mm的薄层有利于提高干燥过程的效率、避免含水量问题同时也避免活细胞计数的损失并且还帮助确保组合物附着到面包的表面并且帮助避免益生菌面包的味道和外观发生变化。
优选地，步骤a)包括在食物产品的整个侧表面上涂抹薄层。
例如，侧表面可为烘焙面包的顶部部分。在其他范例中，可适用的是将薄层应用于烘焙面包的顶部部分连同多个其他表面(例如，伸长的侧面、端部部分和底部)。在椭圆形面包卷的另一个实例中，薄层可应用于整个面包卷的外表面。在需要更大剂量的益生菌或者益生菌具有更短的保质期的情况下，这可为有用的。
优选地，步骤a)包括将组合物喷雾在食物产品的表面上。
这是有利的，因为它允许快速应用并且也由于喷雾过程而有助于提供为薄层。自动化也可适用于允许面包表面上均匀的坚松性。
作为一个替代方案，步骤a)可使用分配器(例如移液管)进行并且然后组合物可使用刮刀或刷子作为薄层涂抹。
优选地，方法也包括在组合物应用于面包产品表面后将其干燥。
为了改善结果，干燥条件应该考虑许多因素，其包括尽量避免对食物感官作用、细菌在干燥过程中的最佳存活率和细菌提高的存活率的影响。
优选地，方法包括另一个步骤b)，其包括将面包干燥直到薄层包含0.5至0.9之间的水活度(aw)水平。选择这个范围是因为它代表面包类型产品的典型水活度。目的为将组合物的水活度与面包的水活度匹配以便帮助避免面包感官知觉的任何变化。
如先前所讨论的，本发明的一个显著优点和明显特征是在食物产品的更高水活度水平下(例如就面包而言在约0.7至0.9的水活度下)保持组合物和益生菌活力的稳定性的能力。这非常不同于WO2002/065840的焦点，其具有更加不同的组合物基料并且应用于具有约0.2的极低水活度的谷类食物。然而，应当理解组合物可适用于具有低于0.5的水活度水平的食物产品。然而，以具有超过0.5的水活度水平的食物产品为工作对象的能力被视为尤其有益的且商业上重要的。
优选地，步骤b)包括将组合物干燥直到组合物的薄层包含约0.5至0.8之间的水活度(aw)水平。
如先前所讨论的，优选的目的为要在应用组合物的薄层之前，紧密匹配面包的初始水活度(aw)。
优选地，步骤b)包括在低于70℃的温度下干燥薄层。
高于70℃的更高温度可不仅破坏活益生菌细胞，而且可使面包质地变成具有破碎面包皮的更加松脆质地。
更优选地，步骤b)包括在30℃至70℃之间的温度下干燥薄层。
可能干燥步骤可在低于30℃下执行，但是初步试验表明它可对产品质量造成不利影响并且不必要地增加需要的干燥时间。
最优选地，步骤b)包括在50℃至60℃之间的温度下干燥薄层。
这些优选的干燥温度非常不同于用于烘焙面包的通常为约180℃的温度。
优选地，步骤b)执行10至30分钟之间。
干燥时间可取决于许多因素，其包括空气温度、空气流量、湿度、组合物应用的方法、面包的形状等。也应当理解条件和干燥时间可显著改变，但是其目的在于在应用组合物之前将面包的水活度恢复到接近初始水活度。而且，干燥步骤应当足以确保将组合物有效地粘着到面包上。已发现在50℃至60℃之间的温度下在10-30分钟之间并且尤其是15至20分钟的干燥时间对于操作效率和产品质量而言最为理想。
最优选地，步骤b)执行15至20分钟之间。
发明人认为执行干燥步骤b)的合适且方便的机器为常规类型的加压气流。
执行步骤b)的其他选项包括使用连续的传送带穿过热空气隧道。可以仅通过被动蒸发执行干燥步骤，例如在室温条件下持续约24小时。然而，缺点可包括微生物在此时间期间可继续生长，从而导致细胞活力可能的损失和或对食物产品的味道的不良改变。
在步骤b)之后，然后食物产品可储存在正常面包条件下(例如，在25℃下持续五天而不造成益生菌培养物的细胞活力的任何显著损失。这在实施例中说明。也可以冷藏或冷冻所得益生菌强化的食物产品。在此类情况下，保质期可得到延长。
发明人预见本发明对益生菌强化的食物产品的强化尤其适用和有利。然而，应当理解本发明也可以相似的方式用于强化具有其他功能性成分诸如维生素的应用于面包表面的食物产品。例如，一些维生素诸如维生素C为热敏感的。
而且，本发明对两种或更多种不同功能成分，诸如益生菌和维生素的组合是有用的。
显然，本发明对解决其中功能性成分是热敏感(如益生菌)的问题尤其有吸引力。
在制造方法中使用的组合物的优选特征
优选地，组合物具有大于7.0log CFU ml-1的活细胞计数。
应当理解，组合物应当理想地以一定量应用，以使得单一食用份量包含至少7.0log CFU，并且更优选地为至少9.0log CFU。这反映了FAO/WHO(2003).Standard forFermented Milks.CODEX STAN 243，其为包含益生菌培养物的任何食物产品提供指导，所述产品需要包含至少106CFU/克的细胞活力以赋予所需的健康益处。
更优选地，组合物具有超过9.0log CFU ml-1的活细胞计数。
在益生菌培养物中具有超过9.0log CFU ml-1的更高活细胞计数的优点在于它允许由于益生菌强化的食物产品的干燥条件和/或存储造成的活细胞的略微减少，并且仍然维持超过7.0log CFU ml-1的可接受活细胞计数。然而，如本文所讨论的并且如实施例所显示的，发明人非常意外地发现植物产品上的益生菌非常良好地保持稳定并且细胞活力损失非常小。
优选地，组合物中的菌种益生菌微生物选自由以下组成的组：乳酸菌、非乳酸菌和非致病性酵母或其组合。基本上，可使用食用安全且在肠道内显示(或者认为显示)治疗性益生菌有效性的任何益生菌微生物。优选具有良好保质期的微生物。
更优选地，组合物中的益生菌微生物选自由以下组成的组：嗜酸乳杆菌、保加利亚乳杆菌、干酪乳杆菌、双歧乳杆菌(双歧杆菌)、植物乳杆菌、嗜热链球菌以及其组合。
这些微生物经常用于食物工业中并且因此从制造商和消费者的角度来看是商业上可接受的。YakultTM为使用细菌干酪乳杆菌代田菌的益生菌产品的一个实例。这代表具有单一益生菌菌株的产品。ActivateTM为具有已证明益处的独特单一双歧杆菌或商业上称为Bifio-DefenisTM的另一个实例。植物乳杆菌为与针对患有肠易激综合征的患者的肠道健康的治疗有效性良好相关的益生菌微生物，所述肠易激综合征在欧洲国家特别流行。
组合物可仅包含单一益生菌菌株或可选地为益生菌菌株的组合。
使用单一菌株的商业优点可为要求保护作为益生菌强化的面包的最终产品。然而，益生菌菌株的组合可适用于向肠道提供更广泛的或协同的治疗作用。
组合物包括乳源基料。基料由几种赋形剂组成，其来源于乳或为加入到基料中的物质，但是这些物质固有地可见于乳中。
有利地是，组合物的基料能够
a)起到生长培养基的作用，以在需要时使微生物发酵至超过优选的CFU水平并且有利地仅在初始生长期结束时；
b)提供有利的低黏度以允许作为薄层容易的涂抹和应用至食物产品的表面；
c)允许高效且有效地附着至食物产品的表面，并且；
d)在应用于食物产品后持续商业上有用的时间保持活益生菌计数。例如，在对面包的初步试验中，组合物在五天储存时间内(面包储存稳定性的标准试验期)在25℃下保持最佳CFU，当将
Figure BDA0001189809810000171
和
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应用到面包表面时，与其中组合物仅在应用到面包上之前即预发酵的试验组相比，初步结果更差(细胞活力更快降低)。
将在本说明书中更深入地讨论使用乳源组分作为组合物基料的出乎意料的优点。然而，一个最重要的商业焦点在于对食物产品实现益生菌所需要的期望的CFU、稳定性、高效且有效的应用并且保持有利的感官知觉，但是不必像现有技术中大量看见的(例如在WO2002/065840中)那样依赖于任何非乳源成分。
优选地，组合物的基料包含一定量的乳、乳固体或复原乳(优选地为脱脂乳)。
出乎意料地发现来自乳的这些组分足以提供允许执行具有有利结果的本发明的方法的组合物基料。
例如，组合物可包含约12％复原脱脂乳。
优选地，组合物的基料具有少于5％的脂肪。
更优选地，组合物的基料基本上无脂肪。
对于这些组合物，脂肪是不需要的。这非常不同于描述糊剂的现有技术，其使用糊剂中的高脂肪含量来增加粘度并阻止生长和保持微生物。
优选地，组合物中的基料包含促凝剂。在这种情况下，促凝剂可为在培养基中通过发酵形成的乳酸。
发明人也令人出人意料地发现凝固乳、乳蛋白或其他乳组分提供帮助组合物粘着到食物产品表面的显著优点。
而且，凝固有利地不过度影响微生物的发酵过程(如果这需要作为增加细胞计数的初始步骤)，也不过度地影响组合物的黏度和/或涂抹。
多种多样组分可用于实现此至少部分凝固作用并且本领域的技术人员将理解此情况。
优选地，构造来使乳至少部分凝固的组分为乳酸。使用乳酸的优点在于它是乳源化合物。这与使用主要基于乳的组分来实现本发明的结果而不必依赖于合成或外在提供的(例如，非基于乳的)赋形剂所见的优点相一致。换言之，它保持使用天然成分制作的商业上有利的作用并且总体上与提供健康的食物产品相符合。
优选地，组合物的基料包含至少一种类型的糖。
出人意料地发现糖的存在非常适用于实现多个有利作用，如下文所述：
-当组合物用于预发酵过程时，显著地有助于发酵过程以增加益生菌计数；
-帮助组合物附着到面包表面；和/或
-在应用于面包表面之前和之后，帮助保持组合物的良好益生菌活力。
优选地，糖固有地从乳源中提供。
这与申请人将组合物保持全部乳源或仅在基料中包含固有地在乳中可见的组分的最重要的商业焦点相一致。
优选地，糖选自乳糖、葡萄糖和/或半乳糖。
有利地是，乳包含这些类型的糖。乳糖占奶牛乳卡路里计数的约40％并且占乳内容物的约5％w/v。乳糖为由两种单糖葡萄糖和半乳糖组成的二糖，并且因此此类主要糖中的任一者或两者也可用于本发明中。在以乳源糖为工作对象的自我施加的商业目的，申请人出人意料地能够提供允许预发酵、有效粘附特性和优异益生菌活力保留的高度起作用的组合物。
应当理解组合物的基料可补充有附加量的糖。尽管在技术上任何食品级糖可用于补充组合物，但是任何补充的糖应为乳源的或至少固有地可见于乳中,以保持与申请人的商业焦点相一致。例如，可使用天然存在于乳中或可在乳中获得的食品级糖(即诸如乳糖、葡萄糖或半乳糖)。对于这些加入的糖而言不必从乳中分离、提取或获得。例如，可使用从蔬菜来源获得的葡萄糖。
最优选地，所述糖为乳糖。
发明人在初步试验中确定包含补充有4％乳源乳糖或葡萄糖的8％复原脱脂乳的组合物在24小时储存之后保持超过9.0log CFU ml-1(并且当起始细胞计数为每食用份量约9.25log CFU时，随后应用于面包)。出人意料地，在保持细胞活力方面，乳糖略微地好于葡萄糖。将上述组合物与具有12％复原脱脂乳(无补充糖)的组合物相比较，发现它在储存24小时后更显著降低至8.7log CFU ml-1。乳糖表示最易得乳源糖的事实意指它是商业上最可行的选项并且与产品和方法的商业焦点相一致。就基于无乳糖或降乳糖的组合物而言，可用葡萄糖替代乳糖。
优选地，组合物的基料包含2％至20％w/v之间的总糖，或更优选地3％至10％w/v之间的总糖。
复原脱脂乳天然地包含约3％w/v糖(在其中脱脂乳粉末10倍稀释的情况下)。本申请人已确认尽管单独的复原脱脂乳(其主要固有地包含乳糖)实现有利的结果，但进一步补充包含附加量的糖(例如4％-10％w/v加入的糖)的组合物改善了结果，这可对于细胞活力计数所举例说明的。
因此在一个实施方案中，组合物为复原乳固体并富含乳糖。发现该组合物在实现希望的结果并且具体地说实现希望的细胞活力方面尤其有效。有利地是，组合物为完全乳源的。
优选地，所述组合物具有低于4cP(厘泊)的黏度。
优选的黏度有助于组合物作为薄层应用于面包表面。例如，当低黏度时，组合物可通过喷雾应用或者可选地移液并且然后使用涂布器诸如刮刀容易地涂抹。
优选地，所述组合物具有1与3cP之间的黏度。
所得组合物的优选的黏度与乳相似，因为这帮助允许组合物在食物产品上被容易地涂抹和干燥，如下文进一步详述的。
优选的黏度有助于进一步区分明确地代表不同于本发明的方法的糊剂。现有技术的糊状组合物依赖于高黏度来控制用于食物产品的浇料/馅料的细胞生长和活力。这并未解决本发明在提供就味道和外观而言并不显著地不同于正常产品的益生菌强化的面包产品方面的主要目标。糊状浇料/馅料的教义与本发明相背离。
而且，这有助于面包上的薄层更加有效地干燥，从而降低含水量使其在应用薄层前回到初始面包的水平。虽然使任何面包的含水量和/或水活度维持在面包于环境温度下保持稳定至少五天的水平下为一种标准的工业操作，但此发明过程还旨在将干燥后水分维持尽可能接近于初始面包。出乎意料地，发明人发现在适度干燥过程后细胞活力能够保持在商业上和治疗上可接受的水平。而且，出乎意料地，发明人发现在适度干燥过程后细胞活力能够保持在商业上和治疗上可接受的水平。
此外，将组合物作为薄层应用(由低黏度辅助)的能力有助于使组合物一旦干燥后就成为基本上透明的和/或不可见的。与正常面包相比，这也帮助避免不利地影响益生菌强化的面包的味道、口感或外观。
预发酵
应当理解，益生菌微生物可在组合物中预发酵或者可以合适的量添加以获得超过7.0log ml-1或更优选地超过9.0log ml-1的CFU。
因此，在这种情况下术语“预发酵”的使用可在单独的步骤中例如通过第三方供应浓缩的细菌样品或通过食物产品的制造商仅作为独立步骤来进行。
无论如何，组合物的最终结果应为，加入到组合物的细菌的量和浓度足以提供适当的治疗性益生菌水平(即超过7.0log CFU ml-1)。
例如，浓缩细菌的冷冻干燥形式、冷冻形式或其他形式作为活细胞来源可加入到承载物质上。
可选地，制备益生菌培养物组合物的方法包括在组合物的基料中预发酵微生物以获得超过7.0log CFU ml-1的所需细胞计数。
如先前所述的，组合物的优点为组合物的基料也可起到生长培养基的作用以允许微生物的发酵过程。因此，为了制造方便起见，无需将来自发酵步骤的组合物改变成应用于面包表面的新组合物。
出于安全和对照目的，组合物的基料通常将在使用前消毒。例如，消毒可包括在约90℃下加热约15分钟。
优选地，在组合物的基料已从消毒温度基本上冷却后，将益生菌微生物的接种体(或促酵物)加入到所述基料中。发明人认为0.05％w/w接种可能是合适的。
优选地，所述方法包括在早期静态生长期期间孵育组合物的基料。
例如，就干酪乳杆菌431或LC431而言，可在37℃下执行16小时的孵育以获得合适的细胞计数。
优选地，方法包括孵育组合物的基料直到益生菌培养物具有超过7log CFU ml-1的活细胞计数。
更优选地，方法包括孵育组合物的基料直到益生菌培养物具有超过9.0log CFUml-1的活细胞计数。
先前已讨论过这些活细胞计数的优点。
优选地，方法包括将所得培养基(通常是凝乳)均质化或搅拌以生产可涂抹或可喷雾组合物。
在使用干酪乳杆菌431进行试验孵育16小时之后，所得凝乳培养基的pH记录为4.45。所述pH不会对所得益生菌的细胞活力造成不利影响。
本发明的优点的总结可包括但不应限于以下一个或多个：
-组合物的基料为乳源的简化是有利的，因为它易于获取、制造和使用并且将具有良好的公众接受度；
-乳源基料允许预发酵微生物，帮助将组合物的黏度保持在优选的范围内以有助于应用和/或涂抹到面包表面，帮助它附着到面包表面，并且帮助持续商业上有用的时间段保持良好的益生菌活力；
-能够在产品食物诸如面包的高水活度水平下保持最佳益生菌活力(CFU计数)；
-使用商业上和治疗上的活细胞计数(超过7.0log CFU ml-1)的益生菌制备食物产品诸如面包的能力；
-在25℃下标准五天试验后(面包的正常保质期)的活益生菌细胞的良好稳定性；
-避免使用不利的糊剂(其影响味道和外观)或在烘焙之前完整应用于面包的需要(其最终显著降低细胞活力)；
-薄层的应用允许非常有效的干燥，对于所得产品而言重要的是不显著改变含水量和/或水活度；
-不需要专门的设备或耐高温益生菌菌株；
-与正常的对照组面包相比(味道、口感或外观)，对益生菌强化的面包的总体感官知觉无显著不利影响；并且/或者
-对面包的储存稳定性无影响。
附图简述
通过仅作为实例给出的以下描述并且参见附图，本发明的其他方面将变得显而易见，在附图中：
附图1在强化的LC431益生菌面包制备和储存之后进行的Log CFU分析；并且
附图2在强化的LC431、BB12和LA05组合益生菌面包制备和储存之后进行的LogCFU分析。
附图3在强化的LC431组合物制备和储存之后，与可商购获得的Yakult和Activate益生菌饮料相比在制造益生菌面包的各个阶段进行的Log CFU分析。
附图4在强化的植物乳杆菌299V制备和储存之后件的Log CFU分析。
实施本发明的最佳模式
实施例1：生长培养基的制备
根据以下步骤制作干酪乳杆菌LC431的生长培养基。
1.制备包含8.0％w/w复原脱脂乳和4.0％w/w葡萄糖或乳糖的培养基。
2.加热培养基至90℃持续15分钟。
3.冷却至室温。
实施例2：预发酵的益生菌组合物的制备
如下制备干酪乳杆菌LC431益生菌组合物：
1.将0.05％w/w冷冻干燥LC431培养物的接种体加入到如实施例1所预制备的生长培养基。
2.在37℃下将接种的生长培养基孵育16小时。
3.将所得软凝乳均质化以形成可涂抹的/可喷雾的液体。
实施例3：益生菌强化的面包的制备
如下制备强化的干酪乳杆菌LC431益生菌面包：
a)将500μl至1ml的组合物(见实施例2)喷雾到预烘焙面包条的表面，确保薄层均匀地应用在表面
b)在常规类型鼓风烘箱在50℃下将到面包表面上的薄层干燥15分钟。
c)将益生菌强化的面包储存在25℃或更低温度下。
实施例4：在强化的干酪乳杆菌431(LC431)益生菌面包制备和储存之后进行Log CFU分析
根据实施例3制备益生菌强化的面包。发明人在三个不同的试验中测试LC431细胞活力(Log CFU)。在应用/干燥之后以及在25℃下储存五天之后(面包的标准储存测试条件)，记录对照LC431的Log CFU。
如以下列表1可见(并且随后在附图1中可见)的，Log CFU、在面包的顶部面包皮和底部基料上应用并且然后干燥组合物的过程引起非常小的细胞活力损失。在储存后，记录在两个样品中的微小细胞活力损失，但是仍远远超过所需要的7.0Log CFU的商业和治疗水平。应当注意，使用这种方法测试各种类型的面包，观察到相似的益生菌活力结果。在应用益生菌之前，面包的水活度的一般范围为0.75至0.94之间，并且在干燥之后，水活度范围为0.66至0.74。
样品 试验1 试验2 试验3 平均值
发酵的LC431(对照) 9.98 9.7 9.82 9.83
面包顶部面包皮(干燥后) 9.7 9.65 9.5 9.62
面包底部基料(干燥后) 9.43 9.3 9.32 9.35
面包顶部面包皮(储存后) 8.42 8.26 8.38 8.35
面包底部基料((储存后) 8.3 8.22 8.21 8.24
表1：Log CFU的分析
实施例5：在强化的LC431、乳酸双歧杆菌12(BB12)和嗜酸乳杆菌05(LA05)组合益 生菌面包制备和储存之后进行的Log CFU分析。
根据实施例3制备益生菌LC431、BB12和LA05组合强化的面包，但使用全部的三种微生物作为接种体，而不仅是LC431。结果示出在表2中(并且也示出在图2中)。
与实施例4相似，然后发明人测试强化的组合益生菌面包的活力。在该试验中看见类似有利且令人惊讶的结果，其显示发明概念不限于特定的益生菌类型并且也可类似地包括益生菌组合物。
样品 试验1 试验2 平均值
发酵的LC431+BB12+LA05 9.42 9.6 9.5
面包顶部面包皮(干燥后) 9.1 9.3 9.2
面包底部基料(干燥后) 9.3 9.45 9.4
面包顶部面包皮(储存后) 8.02 8.23 8.1
面包底部基料((储存后) 8.3 8.25 8.3
表2：Log CFU的分析
实施例6：在强化的植物乳杆菌299V制备和储存之后进行的Log CFU分析。
执行与实施例5相似的研究，但是此次使用植物乳杆菌299V。如先前讨论的，此益生菌微生物由于在治疗IBS中的有用性而成为一种有吸引力的目标。结果示出在图4中。
五天后的绝对值为每份面包9.12和9.07log CFU(分别为储存之的顶部和底部面包皮)，其转换成每份面包递送的13亿和11.7亿活细胞。这是重要的商业成就，因为申请人已能够应用使用各种各样的不同益生菌生物体的本发明，并且就植物乳杆菌299V而言，在五天储存试验后，结果显示出极其良好的益生菌细胞活力。
因此，临床验证的且受欢迎的益生菌菌群植物乳杆菌299v通过强化的面包进行的递送对罹患称为肠易激综合征的普通肠胃疾病的目标消费者可以是非常有吸引力的选项。
实施例7：新鲜地应用于面包的预发酵组合物与可商购获得的益生菌饮料的比较。
为测试不同益生菌菌株的稳定性和在组合物中预发酵微生物的益处，将具有LC431的测试组合物(如先前描述地，在8.0％(w/w)复原脱脂乳和4.0％(w/w)一水右旋糖中发酵)与两种可商购获得的益生菌饮料相比较(Yakult和Activate)。
针对每个组，将1ml的组合物涂抹在每片面包上并且在对流式鼓风烘箱中在50℃下干燥15钟。使用微量吸移管将1ml液体以微型小滴形式分布在面包表面上并且借助刮刀将液体均匀涂抹。然后将样品在对流式鼓风烘箱中在50℃下干燥15分钟。然后将面包样品包装在LDPE小袋中并储存在实验室培养箱中，保持在25℃的恒定温度下持续5天。在应用到面包表面的顶部和底部面包皮之前和之后，并且也在储存5天之后，测试益生菌活力。
结果示出在图3中。包含干酪乳杆菌431的单一菌株的发酵凝乳产生总数达到9.9log CFU的极高浓度的活细胞。干燥的活力损失为最小的并且面包顶部和底部分别记录为9.7和9.43。此外，在储存期后，面包顶部和底部分别观察到仅1.3log和1.1log细胞减少。将这与以细胞活力丧失更快的可商购获得的产品相比较。对于测试组合物，5天后的绝对值为8.4和8.3log CFU，这转换为每份面包递送的2.5亿和2亿活细胞。这些比每份面包递送至少1千万细胞的基准高出10倍之多。
实施例8：益生菌面包的感官分析
执行感官测试，以测定强化的益生菌面包样品1(如在实施例4中使用的)和益生菌面包样品2(如在实施例5中使用的)与对照(正常的非益生菌面包)相比的味道、口感和外观的可接受度。提供从始于1(较差的可接受度)至9(优异的可接受度)的标度的可接受度的分数。
如以下列表3可见，就每个具体测试和总体可接受度而言，益生菌面包样品1和2与对照组面包样品具有很高的可比性。
Figure BDA0001189809810000271
表3：感官分析
实施例9：益生菌面包的水分分析
益生菌面包样品1和2的面包皮含水量(％)和水活度仅略微高于对照。如实施例6所示可接受度分析所举例说明的，这些值对于商业目的而言为可接受的，并且不见得消费者能够注意到任何显著差异。
测试样品中略微高的含水量将不利地影响面包的保质期，并且仍预期益生菌强化的面包将保持五天全长保质期需求。
Figure BDA0001189809810000281
表4：水分分析
仅借助实施例对本发明的方面进行描述，并且应理解的是，在不脱离随附权利要求书中限定的本发明的范围的情况下可对本发明进行修改和添加。

Claims (25)

1.一种益生菌强化的食物产品，
其中所述食物产品的至少一部分表面包含含有至少一种益生菌微生物的应用组合物，
其中除了所述益生菌微生物之外，所述应用组合物仅包含由完全乳源的组分构成的基料或者仅包含由乳中固有地可见的组分构成的基料，所述基料包含乳、乳固体或复原乳；
其中所述组合物具有超过7log CFU ml-1的益生菌微生物细胞计数；
其中所述至少一种益生菌微生物菌种是细菌；
其中所述食物产品是面包、麦片棒或面包点心；并且
其中所述组合物包含乳源糖。
2.根据权利要求1所述的益生菌强化的食物产品，其中当储存在25℃时，在应用组合物后至少5天，每份益生菌强化的食物产品的益生菌微生物细胞计数超过7log CFU。
3.根据权利要求1所述的益生菌强化的食物产品，其中当储存在25℃时，在应用组合物后至少5天，每食用份量的益生菌强化的食物产品的益生菌微生物细胞计数超过7log CFU。
4.根据权利要求3所述的益生菌强化的食物产品，其中所述食用份量在10克和100克之间。
5.根据权利要求3所述的益生菌强化的食物产品，其中所述食用份量在30克和50克之间。
6.根据权利要求1所述的益生菌强化的食物产品，其中在所述食物产品的表面上的所述组合物小于0.1mm厚度。
7.根据权利要求1所述的益生菌强化的食物产品，其中在所述食物产品的表面上的所述组合物小于0.05mm厚度。
8.根据权利要求1所述的益生菌强化的食物产品，其中所述应用组合物在所述食物产品上是基本上透明的。
9.根据权利要求1所述的益生菌强化的食物产品，其中所述应用组合物具有超过9.0log CFU ml-1的益生菌微生物细胞计数。
10.如权利要求1所述的益生菌强化的食物产品，其中所述食物产品具有0.5至0.9之间的水活度(aw)水平。
11.如权利要求1所述的益生菌强化的食物产品，其包含至少一种益生菌微生物菌种，所述至少一种益生菌微生物菌种选自由以下组成的组：乳酸菌和非乳酸菌。
12.如权利要求1所述的益生菌强化的食物产品，其中至少一种益生菌微生物选自由以下组成的组：嗜酸乳杆菌、保加利亚乳杆菌、干酪乳杆菌、双歧杆菌、嗜热链球菌以及其组合。
13.如权利要求1所述的益生菌强化的食物产品，其中所述组合物包含复原乳。
14.如权利要求1所述的益生菌强化的食物产品，其中所述食物产品是烘焙的食物产品。
15.一种制造益生菌强化的食物产品的方法，所述方法包括：
a.用一定量的一种益生菌微生物菌种或不同益生菌微生物菌种的组合预接种组合物，其中除了所述益生菌微生物之外，所述组合物仅包含完全乳源的组分或者仅包含乳中固有地可见的组分，所述组合物包含乳、乳固体或复原乳；
b.在所述益生菌微生物的早期静态生长期期间孵育所述组合物直到所述组合物中的益生菌培养物实现超过7log CFU ml-1的细胞计数；
c.将包含至少一种益生菌生物体的所述组合物应用于所述食物产品的至少一部分表面；
其中所述至少一种益生菌微生物菌种是细菌；
其中所述食物产品是面包、麦片棒或面包点心；并且
其中在步骤a之前，所述组合物被补充以附加量的至少一种糖，所述糖选自固有地存在于乳中的糖，包括乳糖、葡萄糖和/或半乳糖。
16.如权利要求15所述的方法，其中在步骤b之后和步骤c之前，所述组合物被均质化以形成具有低于4cP的黏度的液体。
17.如权利要求15所述的方法，其中在步骤b，所述组合物用至少一种微生物接种以实现超过9.0log CFU ml-1的细胞计数。
18.如权利要求15所述的方法，其中在步骤c，所述组合物被涂抹成小于0.1mm厚度的薄层。
19.如权利要求15所述的方法，包括在步骤c，将200μl至2ml之间的所述组合物应用于所述食物产品的表面。
20.如权利要求15所述的方法，包括在步骤c，将所述组合物涂抹在所述食物产品的整个表面上。
21.如权利要求15所述的方法，包括在步骤c将所述组合物喷雾在所述食物产品的所述表面上。
22.如权利要求15所述的方法，其中在步骤c之后还包括步骤d：在低于70℃的温度干燥在所述食物产品的所述表面上的所述组合物。
23.如权利要求22所述的方法，其中所述干燥步骤d被执行直到应用于所述食物产品的所述表面和/或所述食物产品的多个表面的所述组合物的水活度(aw)为0.5至0.9之间，并且/或者在将所述组合物应用于其表面之前紧密地匹配所述食物产品的初始水活度(aw)。
24.如权利要求15所述的方法，其中所述食物产品是烘焙的食物产品。
25.如权利要求1所述的益生菌强化的食物产品在制备用于改善、治疗或预防肠道功能障碍或失调和/或与其相关的病状的药物中的用途，和/或在制备用于提高免疫力、起抗过敏作用、治疗湿疹和/或帮助降低胆固醇的药物中的用途。
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