CZ2006241A3

CZ2006241A3 - Funkcní symbiotické jedlé obaly potravin

Info

Publication number: CZ2006241A3
Application number: CZ20060241A
Authority: CZ
Inventors: Urban@Marian; Beran@Miloš; Adámek@Lubomír; Molík@Petr
Original assignee: Výzkumný ústav potravinárský Praha, v.v.i.
Priority date: 2006-04-11
Filing date: 2006-04-11
Publication date: 2007-10-24
Also published as: CZ300697B6

Abstract

Funkcní synbiotické jedlé obaly potravin na bázi polysacharidu, oligosacharidu, bílkovin ci lipidu nebo ruzných jejich kombinací, obsahují imobilizovanou kulturu probiotických bakteriálních kmenu ci kombinaci techto probiotických kmenu v množství minimálne 10.sup.6.n. vitálních bakterií v 1 g sušiny, prípadne kombinaci s prebiotickou složkou a nebo kombinaci s nekterým z bakteriocinu bakterií mlécného kvašení.

Description

Funkční synbiotické jedlé obaly potravin

Oblast techniky

Vynález se týká funkčních probiotických či synbiotických jedlých obalů potravin s bariérovým efektem.

Dosavadní stav techniky

Je známo, že zdraví lidské populace je závislé na stravovacích návycích a na přítomnosti některých živých bakterií v potravě. Znalosti o této problematice v posledních desetiletích značně vzrostly. Bylo zjištěno, že je nezbytné brát v úvahu vliv některých specifických složek potravin. Na základě těchto znalostí je možno nyní připravit nové, zdravější potraviny, jejichž konzumace napomáhá k snížení rizika vzniku mnoha chronických a infekčních onemocnění. Takto cíleně připravené potraviny nazýváme funkční potraviny. Jedná se o tradiční potraviny upravené za účelem specificky příznivých účinků na zdraví. Největší podíl funkčních potravin tvoří probiotické potraviny, prebiotické potraviny a synbiotické potraviny.

Probiotika, přítomná v probiotických potravinách, jsou definována jako živé mikroorganizmy přítomné v potravě, které příznivě ovlivňují složení a rovnováhu střevní mikroflóry a tak i zdraví člověka. Všechny známé bakterie s probiotickým účinkem patří do skupiny bakterií mléčného kvašení, která zahrnuje zejména druhy Lactococcus, Lactobacillus, Streptococcus, Leuconostoc, Pediococcus, Bifidobacterium a Enterococcus.

Prebiotika obsažená v prebiotických potravinách jsou definována jako složky potravy, které nepodléhají rozkladu savčími enzymy v horní části gastrointestinálního traktu a nedotčené prochází do tlustého střeva, kde stimulují růst specifických mikroorganizmů, které příznivě ovlivňují lidské • ·

zdraví. Prebiotika stimulují růst bakterií velmi selektivně a zároveň potlačují růst mnoha patogenních bakterií přítomných ve střevech. Tyto patogeny dokážou využít prebiotika jen v omezeném množství. V současné době jsou průmyslově používaná prebiotika převážně póly- a oligosacharidy. Mnoho z nich je již dnes komerčně dostupných a využívají se jako přísady do funkčních potravin např. frukto-oligosacharidy (FOS), galakto-oligosacharidy (GOS), isomalto-oligosacharidy (IOS), xylo-oligosacharidy (XOS), sojové oligosacharidy (SOS), glykosylcukróza (GS), laktocukróza (LS), laktulóza (LA), palatinóza-oligosacharidy (PAO), malto-oligosacharidy (MOS).

V klinických (intervenčních) dietetických studiích je však nejlépe prozkoumáno chování frukto-oligosacharidů (FOS). V poměrně nedávné době se začalo uvažovat o prebiotických vlastnostech dextranu. V pokusech na užitkových zvířatech bylo zjištěno, že směsné krmivo obsahující dextran inhibuje salmonely, působí jako prevence průjmů a současně zvyšuje přírůstek hmotnosti u telat a selat, (J.Vet.Med.Sci., 66, 2004, č. 10, s. 12871288). Publikace uveřejněná v Journal-of-lndustrial-Microbiology-&Biotechnology 2005; 32(2): 53-60; 21 ref, uvádí možnost využití vybraných kmenů Leuconostoc ssp. k produkci různých typů dextranů jako případných prebiotik.

Dextran jako variabilní polymer se vyznačuje horší hydrolyzovatelností a odolností vůči amylasám. Dextrany jsou polysacharidy tvořené asi z 95 % a(1-»6) vázanými jednotkami D-glukosy, zbytek přestavuje D-glukosa vázaná vazbou a-(1->3) tvořící postranní řetězce, možná je však i glykosidová vazba a-(1-»4), a a-(1->2), typ a počet je závislý na původu polysacharidu.

Laktulosa se běžně vyskytuje v pasterovaném, sterilovaném a jinak tepelně ošetřeném mléce a v mléčných výrobcích. Průmyslově se získává z laktosy isomerací v alkalickém prostředí. Laktukosa je nestravitelným disacharidem se slabými laxativními účinky. Laktulosa je směsí 3 izomerů • ·

lišících se strukturou vázáné fruktosy (β-furanosa, a-furanosa, β-pyranosa v poměru asi 75:10:15)

Synbiotika jsou přísady, obsahující současně jak probiotika, tak i prebiotika.

K využití jedlého obalu jako bariéry vůči nežádoucím mikroorganismům se v současné době používá antibiotikum nisin. Obecně platí, že použití antibiotik v obalových materiálech je problematické, neboť nelze používat tytéž látky jako v humánní nebo veterinární medicíně, dále je podmínkou, aby použití antibiotikum nevyvolávalo senzibilizaci a rezistenci. S ohledem na tento požadavek jsou vhodná zejména polypeptidová antibiotika baktérií mléčného kvašení známá pod souhrnným obecným názvem bakteriociny. Tyto látky jsou aktivní proti řadě patogenních bakterií. V současné době je toto téma předmětem intenzivního výzkumu, viz přehledové články: Cotter, P.D., Hill C., and Ross R.P. (Oct. 2005) Nat Rev Microbiol. 3(10):777-88; nebo O'Sullivan, L„ Ross, R.P., Hill, C. (May-Jun 2002) Biochimie 84(5-6):593-604).

Tvorba řady bakteriocinů, tzv. mesenterocinů, byla popsána u řady kmenů výše zmíněného druhu Leuconostoc mesenteroides tvořícího dextrany. Tedy použití probiotické kultury, obsahující vhodný bakteriální kmen druhu Leuconostoc mesenteroides imobilizované v jedlém obalu se jeví jako účelné z hlediska možného cíleného využití antimikrobiálních účinků. V současnosti všeobecně stoupá poptávka právě po těchto nových typech jedlých obalů potravin, ale jejich dosavadní výroba a vlastnosti stále nedosahují požadovaného množství i kvality.

Podstata vynálezu

Výše uvedené nedostatky odstraňují funkční synbiotické jedlé obaly potravin na bázi polysacharidů, oligosacharidů, bílkovin či lipidů nebo jejich ··

9 · 9 9 9 9 9 9 9 9 9

9 9 9 9 9

99 9 99 9 9 9 ·· kombinací, podle vynálezu, jehož podstata spočívá vtom, že obsahují imobilizovanou kulturu probiotického bakteriálního kmene či kombinace těchto probiotických kmenů v množství minimálně 10⁶ vitálních bakterií v 1 g sušiny, případně v kombinaci s prebiotickou složkou a/nebo některým z bakteriocinů bakterií mléčného kvašení.

Funkční synbiotické jedlé obaly potravin podle vynálezu se vyznačují tím, že ve výhodném provedení se kombinuje s prebiotickou složkou dextran v množství minimálně 10 % hmotn. v sušině, laktulosu v množství minimálně 0,5 % hmotn. v sušině a imobilizovanou probiotickou složku Leuconostoc mesenteroides, případně Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus rhamnosus , Bifidobacterium bifidum v hmotnostním poměru (60 : 20 : 20) v množství minimálně 1O⁶.g'¹ vitálních bakterií.

Dále se ve funkčních synbiotických jedlých obalech potravin podle vynálezu s výhodou kombinuje synbiotické působení složek jedlého obalu s antimikrobiálním působením bakteriocinů. Dextran v podobě tenkého filmu na potravině tvoří poměrně účinnou bariérou pro kyslík a oxid uhličitý.

S výhodou obal potravin podle vynálezu využívá prebiotika laktulosy, jenž se přirozeně vyskytuje jako izomer laktosy obsažené v syrovátce jako majoritní složka. Pro přípravu jedlého obalu na bázi fermentačního média s bakteriálním dextranem se rovněž jako výhodné jeví použití syrovátkového media obohaceného sacharózou se zvýšeným obsahem laktulosy připravené izomerací laktosy v tomto médiu v zásaditém prostředí za zvýšené teploty.

Funkční synbiotické jedlé obaly potravin podle vynálezu se vyrábějí tak, že vhodná probiotická kultura je fermentována v médiu, které obsahuje jako hlavní složky sladkou syrovátku a sacharosu. Vlastní aplikace vzniklého gelu, jenž může být obohacen o čisté živé bakteriální populace v lyofilizovaném stavu, probíhá prostým ponořením potraviny do média, či jeho nástřikem.

• ·

9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9

9 9 9 9 9

99 9 99 99 9 9 9

V jiném provedení může být probiotická bakteriální kultura ve vhodné koncentraci pouze přidána do roztoku vhodného materiálu pro přípravu jedlého filmu či obalu před jeho aplikací na potravinu.

Funkční synbiotické jedlé obaly potravin podle vynálezu vhodně rozšiřují dosavadní nabídku na trhu, jejich výroba je poměrně jednoduchá a ekonomicky výhodná. Takto vzniklý produkt má prodlouženou trvanlivost, zlepšenou texturu a prokazatelně pozitivní zdravotní účinky. Obaly podle vynálezu mají široké upotřebení v potravinářství, farmacii a medicíně.

Použití imobilizované probiotické kultury, s výhodou v kombinaci s prebiotickou složkou či bakteriociny bakterií mléčného kvašení, v jedlém obalu či filmu podle vynálezu, je původní a poskytuje tomuto typu výrobků nové výhodné vlastnosti.

Následující příklady provedení funkční synbiotický jedlý obal na potraviny podle vynálezu pouze dokládají, aniž by ho jakkoliv omezovaly.

Příklady provedení

Příklad 1

Funkční synbiotický jedlý obal aplikovaný na mražený smetanový krém (nanuk)

Pracovní postup má několik kroků: Jako probiotická kultura byl použit Leuconostoc mesenteroides subsp.dextranicum CCM 3897 (Czech Collection of Microorganisms).

- Oživení lyofilizované kultury dle návodu CCM

- Kultivace na mediu B6 (např. lactobacillus medium MRS, HiMedia Lab.,

Indie) na Petriho miskách při teplotě 30 °C, po dobu 3 dnů - Příprava vlastního fermentačního media: Ve 100 ml destilované vody byly rozpuštěny 4 g sušené sladké syrovátky s 15 g sacharosy, dále • · · bylo přidáno 5 ml roztoku MgCO₃ a CaCO₃o koncentraci 15 % hmotn.

(poměr obou sloučenin 4:1)

- Sterilace při 121 °C po dobu 15 min.

- Inokulace přenesením kultury získané sterem z Petriho misky

- Kultivace pod vatovou zátkou na třepačce po dobu 3 dnů při teplotě 25 °C

- Aplikace vzniklého dextranového gelu ponořením mraženého smetanového krému (nanuk) do kompletního prokvašeného média, teplota povrchu krému cca -18 °C

Příklad 2

Funkční synbiotický jedlý obal se zvýšeným obsahem laktulosy aplikovaný na mušli tyčinku

Pracovní postup: Jako probiotická kultura byl použit Leuconostoc mesenteroides subsp. dextranicum CCM 3897 (Czech Collection of Microorganisms).

- Oživení lyofilizované kultury dle návodu CCM

- Kultivace na mediu B6 (např. lactobacillus medium MRS, HiMedia Lab.,

Indie) na Petriho miskách při teplotě 30 °C, po dobu 3 dnů

- Příprava vlastního fermentačního media se zvýšeným obsahem laktulosy: Ve 100 ml destilované vody byly rozpuštěny 4 g sušené sladké syrovátky s 15 g sacharosy, zvýšený podíl laktulosy ve fermentačním mediu byl dosažen izomerací laktosy, za podmínek zvýšené hodnoty pH na 8,5 přídavkem 15 % hmotn. MgCO₃ a teploty 40 °C po dobu 5 hodin, následuje neutralizace kyselinou citrónovou na hodnotu pH 7, maximální množství laktulosy činí 2 % hmotn.

- Sterilace při 121 °C po dobu 15 min.

- Inokulace přenesením kultury získané stěrem z Petriho misky

Ί • ·

• 9 • 9 9· • 9 1 · I • ·

- Příprava mušli tyčinky: Bylo rozpuštěno 30 g sušené sladké syrovátky ve 100 ml vody, dále bylo přidáno 40 g nasucho upražených ovesných vloček, 20 g rozinek, 20 g oříšků, 20 g kandovaného ovoce, 20 g kokosové moučky, 20 g kondenzovaného slazeného mléka. Po důkladné homogenizaci byla směs přenesena na pečící plech, pečena 10 min. při 130 °C a dále 20 min. dosušována při teplotě 60 °C, po vychladnutí byla hmota nakrájena na obdélníky o rozměrech 8 cm x 3 cm x 1,5 cm. Maximální obsah laktulosy činí 1 % hmotn.

- Aplikace vzniklého dextranového gelu ponořením mušli tyčinky do kompletního prokvašeného média se zvýšeným obsahem laktulosy

- Samovolné zaschnutí naneseného filmu

Příklad 3

Funkční synbiotický jedlý obal se zvýšeným obsahem laktulosy doplněný o imobilizovanou lyofilizovanou směsnou kulturu bakterií mléčného kvašení aplikovaný na mušli tyčinku

Pracovní postup: viz Příklad 2

- Připravený dextranový gel před aplikací na mušli tyčinku byl obohacen o čisté živé bakteriální populace v lyofilizovaném stavu na neutrálním dextranovém nosiči a to v hmotnostním poměru Lactobacillus acidophilus 60 %, Lactobacillus rhamnosus 20 %, Bifidobacterium bifidum 20 %, v množství po homogenizaci v dextranovém mediu musí být minimálně 1O⁸.g'¹ vitálních bakterií. K vlastní imobilizaci bakterií dojde po samovolném zaschnutí naneseného filmu.

Průmyslová využitelnost

Funkční synbiotické jedlé obaly potravin, kombinující probiotický a prebiotický účinek, rozšiřují sortiment výrobků zejména potravinářského β · « · « • · průmyslu o potraviny s novými výhodnými vlastnostmi, zejména se specificky příznivými účinky na zdraví. Jako zvláště výhodná se jeví aplikace těchto obalů či filmů např. na zmrzliny a mražené krémy, výrobky z extrudovaných obilovin (např. Racio chlebíčky), mušli tyčinky a mušli směsi, popř. jiné výrobky racionální výživy. Po přídavku lipidické složky, která může být obohacená o antioxidant tokoferol (vitamin E), je možno zlepšit také bariérový efekt jak proti přílišnému vysychání tak i vlhnutí dané potraviny. S výhodou je dále možno použít přírodních či přírodně identických aromat a ochucovadel jako přísad.

Použitím vhodného mikrobiálního kmene při výrobě obalu je možno využít antimikrobiálních účinků bakteriocinů.

·♦ · ·· ·· • · · · V · • · fc · · ···· • · ···· · · · · · • · · · * · · ·· · 9 9 99

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims

1. Funkční synbiotické jedlé obaly potravin na bázi polysacharidů, oligosacharidů, bílkovin či lipidů nebo jejich kombinací, vyznačující se tím, že obsahují imobilizovanou kulturu probiotického bakteriálního kmene či kombinace těchto probiotických kmenů v množství minimálně 10⁶ vitálních bakterií v 1 g sušiny, případně v kombinaci s prebiotickou složkou a/nebo některým z bakteriocinů bakterií mléčného kvašení.

2. Funkční synbiotické jedlé obaly potravin podle nároku 1, vyznačující se tím, že ve výhodném provedení se kombinuje s prebiotickou složkou dextran v množství minimálně 10 % hmotn. v sušině, laktulosu v množství minimálně 0,5 % hmotn. v sušině a imobilizovanou probiotickou složku Leuconostoc mesenteroides, případně Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus rhamnosus , Bifidobacterium bifidum v hmotnostním poměru (60 : 20 : 20) v množství minimálně 1O⁶.g'¹ vitálních bakterií.

3. Funkční synbiotické jedlé obaly potravin podle nároku 1, vyznačující se tím, že se s výhodou v nich kombinuje synbiotické působení složek jedlého obalu s antimikrobiálním působením bakteriocinů.