CZ36968U1 - Kompozice inokulačních probiotických kultur pro fermentaci potravinářských, farmaceutických nebo veterinárních výrobků - Google Patents

Description

Dosavadní stav techniky

Historici se domnívají, že fermentovaný ovocný džus se vyráběl na Kavkaze a v Mezopotámii již před 6 000 lety. Historické výzkumy nasvědčují, že fermentovaná ovocná šťáva je možná nejstarší fermentovaný produkt, který je člověku znám. Např. v Indii se fermentované ovocné šťávy vyrábí již 5 000 let. K výrobě fermentované ovocné šťávy lze použít jakékoli ovoce s dobrým podílem cukru a výsledná ovocná šťáva je obvykle pojmenována po ovoci. Typ fermentovaného ovocného džusu, který se má vyrábět, určuje ovoce a kmen kvasinek, které se mají použít. Fermentované ovocné šťávy lze ojediněle zakoupit i na trzích EU (firma Voelkel) nebo USA (Florida Food Products Ltd.), či Kanady (Caldwell), v Číně např. společnost Cool drink (nápoje obsahují po fermentaci alkohol), nicméně vzhledem k náročným podmínkám skladování jsou ve většině případů ošetřeny UHT (vysoký ohřev, který inaktivuje mikroorganismy a denaturuje řadu látek) nebo jsou stabilizovány konzervanty, popř. již neobsahují živé probiotické kultury z důvodu jejich odumření (analogie přeexpirovaných jogurtů). Konzervační látky používané ve výrobě fermentovaných ovocných džusů zahrnují sorban a benzoan draselný, oxid siřičitý, kyselinu sorbovou a metabisulfity. Tím je však výrazně znehodnocen nutriční a zdravotní přínos potraviny. Silnou kampaň na fermentované produkty vede společnost Magu, která pracuje s kombuchou, a připravuje také nově probiotické shoty. Ty se však k zákazníkovi dostávají již fermentované, a tudíž u nich dochází k poklesu živých bakterií, resp. při nevhodném skladování produkty již neobsahují žádné živé probiotické bakterie. Další nevýhodou je u nepasterované verze nutnost skladování v chladničce, což tento produkt zásadně znevýhodňuje ve vztahu k zamýšlenému inovovanému nápoji, který má být z hlediska manipulace jak pro distribuční řetězec, tak pro koncového uživatele co nejkomfortnější bez nutnosti vyhledávání ledničky. Ačkoliv stále nebyly publikovány žádné kontrolované medicínské studie týkající se efektu kombuchy a nikde není výslovně uveden její toxický efekt na lidské zdraví, je tento fermentovaný nápoj v ojedinělých případech podezřelý z poškození centrálního nervového systému, jater, metabolické acidózy a všeobecné toxicity [1]. Akutní stavy organismu, jako je laktátová acidóza, se spíše mohou objevit u osob s vrozenými predispozicemi. Jiná medicínská hlášení sdělují, že by se měla věnovat pozornost kontraindikaci kombuchy s některými léky, například těmi, které jsou využívány při hormonální terapii. Také mohou vzniknout alergické reakce.

Fermentovaná ovocná šťáva je jednou z funkčních fermentovaných potravin a má mnoho zdravotních výhod. Existuje řada studií o tom, že látky vyskytující se v ovoci, vykazují po fermentaci výrazně větší zdravotně prospěšné účinky ve srovnání s čistou nefermentovanou šťávou [2]. Například fermentací pozměněné polyfenoly z ovoce a zeleniny přispívají k prevenci degenerativních procesů způsobených oxidačním stresem. Ovoce obsahuje mnoho různých fytonutrientů se silnými antioxidačními schopnostmi jako jsou: polyfenoly, které zahrnují flavonoidy a fenolové kyseliny; karotenoidy; minerály a vitamíny. Vysoký dietní příjem rostlinných polyfenolů snižuje riziko civilizačních onemocnění včetně metabolického syndromu zahrnujícího diabetes, obezitu a kardiovaskulární onemocnění. Odborné vědecké studie potvrzují, že fermentací pozměněné nutriční složky z ovoce a zeleniny mají vyšší biologickou dostupnost a účinnost [3]. Obdobně spektrum vitamínů ve fermentované šťávě bývá pozměněno a současně lze zvýšit jejich biologickou dostupnost. Fermentací lze docílit obohacení šťáv o například zcela přírodní kyselinu listovou (uchazeč disponuje kulturou produkující folát), vitamíny skupiny B atd.

- 1 CZ 36968 U1

Nevýhodou běžné fermentace je kromě omezené možnosti skladování a nutnosti konzervace, také přítomnost alkoholu, který je důsledkem častého používání kvasinek pro urychlení fermentace. Tím se logicky snižuje i zdravotní přínos fermentovaných nápojů. A nápoj tak může být nevhodný pro některé skupiny uživatelů (děti, řidiči, osoby s onemocněním ledvin, jater apod.).

Literatura:

[1] S D Med. 2016 Jan; 69 (1): 26-8; Case Reports S D Med. 2016 Jan;69(1): 26-8.A Case of Hepatotoxicity Related to Kombucha Tea Consumption.Maheedhar Gedela, Kalyan Chakravarthy Potu, Vasantha L Gali, Kimberlee Alyamany, Lokesh K Jha;PMID: 26882579

[2] A. Septembre - Malaterre et al., 2018,Food Res Int. 2018 Feb;104:86-99. doi:

10.1016/j.foodres.2017.09.031. Epub 2017 Sep 14.Fruits and vegetables, as a source of nutritional compounds and phytochemicals: Changes in bioactive compounds during lactic fermentation; Axelle Septembre-Malaterre 1, Fabienne Remize 2, Patrick Poucheret 3

[3] S. Paramithiotis et al., 2022; Fate of Bioactive Compounds during Lactic Acid Fermentation of Fruits and Vegetables; March 2022Foods 11(5):733; DOI:10.3390/foods11050733; LicenseCC BY 4.0

Podstata technického řešení

Výše uvedený nedostatek řeší kompozice inokulačních probiotických kultur a pomocných látek pro fermentaci potravinářských, farmaceutických nebo veterinárních výrobků uložená ve víčku nebo uzávěru nádoby výrobku, umožňující přesypání směsi z uzávěru přímo do nádoby s výrobkem, například nápojem nebo smoothies, rehydrataci kultur a následný vznik fermentovaných pokrmů, které jsou postaveny na bázi ovocných nebo zeleninových šťáv, rostlinných extraktů, koncentrátů a koktejlů (smoothies). Díky této směsi probiotik a pomocných látek jsou nápoje a smoothies čerstvě fermentovány až u konečného spotřebitele, a to díky řízenému startu fermentace u koncového konzumenta, který otevřením, proražením nebo jiným zprůchodněním dna uzávěru a přesypaním směsi probiotických kultur s pomocnými látkami do výrobku - např. smoothie, zeleninového nebo ovocného extraktu, čaje nebo rostlinného koncentrátu spustí fermentaci. Bakteriální kompozice obsahuje ověřená a testovaná probiotika, která nápoj zfermentují. Tím je zaručena nejen čerstvost fermentovaného nápoje či smoothie, ale zejména funkčnost, protože vždy obsahuje živé probiotické kultury a funkční metabolity fermentace.

Předmětem technického řešení je kompozice inokulačních probiotických kultur pro fermentaci potravinářských, farmaceutických nebo veterinárních výrobků uložená ve víčku nebo uzávěru nádoby výrobku, kde probiotická kultura je vybrána ze skupiny obsahující Lactobacillus, Bifidobacterium, Enterococcus, Bacillus, Streptococcus, Leuconostoc, Pediococcus, Lactococcus, Saccharomyces nebo jejich směs nebo mikrobiální směs kombucha v množství 1x10³ až 1x10¹⁴ CFU na 1 g celkové hmotnosti kompozice a kompozice obsahuje alespoň jednu pomocnou látku a/nebo ředící látku.

Probiotické kultury kompozice jsou stabilizovány vysušením, výhodně lyofilizací, do dostatečného sypkého objemu, přičemž je zachována jejich vitální forma. Vhodnými pomocnými látkami a/nebo ředicími látkami jsou zejména oligosacharidy, s výhodou fruktooligosacharidy, inulin, glukózová vláknina, kukuřičná vláknina, pšeničná vláknina, galaktooligosacharidy, dále škroby, mikrokrystalická celulóza, betaglukany, sacharóza, glukóza, fruktóza, polyoly, zejména manithol, sorbitol, isomalt, xylitol, erythrytol, dále sušené mléko, kolostrum, syrovátka, sušené rostlinné alternativy mléka, proteiny, hydrolyzáty proteinů, aminokyseliny, lecitin, zeleninové extrakty,

- 2 CZ 36968 U1 obilné extrakty, luštěninové extrakty, lyofilizované ovoce, lyofilizovanou nebo sušenou zeleninu, rostlinné extrakty, mleté prášky z rostlin nebo jejich směsi.

Zásadní výhodou je to, že lyofilizovaná probiotická kultura je díky pomocným látkám dostatečně naředěná v prášku čímž je možné zajistit sypkost a vlastní plnění víčka nebo uzávěru potravinářského, farmaceutického nebo veterinárního výrobku. Pomocné látky navíc podporují množení probiotických bakterií. Díky tomu si uživatel jednoduchým postupem, např. otočením víčka s dvojitým dnem přesype lyofilizovanou bakteriální kulturu nebo směs kultur s pomocnými látkami, například do nápoje, a ponechá nápoj fermentovat při pokojové teplotě.

Kompozice podle technického řešení může obsahovat také doplňkové látky ze skupiny zahrnující vitamíny, minerály, rostlinné extrakty, rostlinné vlákniny, polyfenoly nebo i jiné fyziologicky prospěšné látky.

Probiotické kultury kompozice podle technického řešení tvoří minimálně 0,001 % hmotn. celkové hmotnosti kompozice.

Předmětem technického řešení je také potravinářský, farmaceutický nebo veterinární výrobek, který tuto kompozici obsahuje. Mezi tyto výrobky patří doplňky stravy, produkty pro zvláštní výživu, potraviny, nápoje, léčiva, zdravotnické prostředky, veterinární krmiva a doplňky s obsahem probiotických kultur.

Unikátnost řešení spočívá v tom, že pasterovaný, nebo UHT, nebo pasterizací ošetřený výrobek je dodáván se stabilizovanou probiotickou kulturou, resp. směsí ověřených probiotických kultur v prostoru uzávěru nádoby výrobku, kterou si do výrobku přímo přesypou. Díky probiotickým kulturám ve směsi s pomocnými látkami obsažených v uzávěru si konzument může pohodlně, bez jakékoliv námahy připravovat každý den čerstvé fermentované pokrmy se zdravotním benefitem v pohodlí domova, přímo v primárním obalu nápoje.

Probiotické kultury a postbiotika - metabolity, které vznikají při fermentaci, mají prokazatelné zdravotní benefity, využívající fermentace a produkce vitamínů, popř. zvýšení biologické dostupnosti vitamínů již v nápojích obsažených.

Příklady uskutečnění technického řešení

Příklad 1

Kompozice inokulačních probiotických kultur a pomocných látek v množství 2 g pro fermentaci nápoje

Lyofilizovaná kompozice probiotických kultur obsahuje kmeny Lactobacillus acidophilus LA11 (CGMCC No. 2106), Lactobacillusr hamnosus, Bifidobacterium longum, Bfidobacterium bfidum, každý kmenv koncentraci minimálně 1 x 109 CFU na 1g celkové hmotnosti kompozice. Kmeny probiotických kultur se smíchají v poměrech 1 : 1 : 1 : 1, kdy tvoří 20 % hmotn. celkové hmotnosti kompozice. Následně se do této směsi přidá 7 % hmotn. krystalické celulózy, 1 % hmotn. stearanu hořečnatého, 1 % hmotn. talku, 1 % hmotn. kyseliny askorbové a 40 % hmotn. granulovaného čekankového inulinu a 30 % hmotn. kukuřičného škrobu - maltodextrinu. Takto připravená kompozice se plní do víčka s průrazným dnem. Víčko se našroubuje na lahev, která obsahuje 300 ml sterilovaného jablečného džusu.

Příklad 2

Kompozice inokulačních probiotických kultur a pomocných látek v množství 5 g pro fermentaci nápoje

- 3 CZ 36968 U1

Lyofilizovaná kompozice probiotických kultur obsahuje kmeny Lactobacillus plantarum, Lactobacillus rhamnosus GG, Bifidobacterium infantis, každý kmen v koncentraci minimálně 5 x 109 CFU na 1 g celkové hmotnosti kompozice. Kmeny probiotických kultur se smíchají vzájemně v hmotnostním poměru 2 : 1 : 1, kdy tvoří 10 % hmotn. celkové hmotnosti kompozice. Následně se do této směsi přidá 1 % hmotn. stearanu hořečnatého, 42 % hmotn. granulovaného čekankového inulinu a 40 % hmotn. kukuřičného škrobu - maltodextrinu a 7 % hmotn. polyfenolů ze zeleného čaje. Takto připravená kompozice se plní do víčka se spodním průrazným dnem.

Víčko se pak nasadí na lahev obsahující vysterilizovaný ovocný nápoj složený z 20 % jablečného moštu, 30 % pomerančového džusu, 5 % hruškového pyré, 30 % hroznové šťávy a 15 % nekoncentrované šťávy z granátového jablka.

Příklad 3

Kompozice inokulačních probiotických kultur a pomocných látek v množství 4 g pro fermentaci nápoje

Lyofilizovaná kompozice probiotických kultur obsahuje kmeny Lactobacillus reuterii, Bacillus coagulans, Bifidobacterium animalis, Enterococcus aecium a Saccharomyces boulardii, každý kmen v koncentraci minimálně 3 x 10⁹ CFU. Kmeny se smíchají vzájemně vzájemně v hmotnostním poměru 1 : 2 : 1 : 3 : 1, kdy tvoří 20 % hmotn. celkové hmotnosti kompozice. Následně se do směsi přidá 30 % hmotn. fruktooligosacharidů, 2,5 % hmotn. kyseliny askorbové, 0,25 % hmotn. pyridoxinu, 40 % hmotn. rozpustné kukuřičné vlákniny a 7,25 % hmotn. mikrokrystalické celulózy. Takto připravená kompozice se plní do víčka s průrazným dnem.

Víčko se pak nasazuje lahev obsahující pasteurované smoothie vyrobené ze směsi rozmixovaného ječmene v množství 5 % hmotn., 20 % jablečného pyré, 30 % pomerančového džusu, 5 % hruškového pyré, 5 % hroznové šťávy a 3 % nekoncentrované šťávy z granátového jablka a 32 % pitné vody.

Příklad 4

Kompozice inokulačních probiotických kultur a pomocných látek v množství 5 g pro fermentaci nápoje

Lyofilizovaná kompozice probiotických kultur obsahuje kmeny Lactobacillus reuterii, Bacillus coagulans, Bfidobacterium breve, Streptococcus thermophilsus a Lactobacillus acidophilus, každý kmen v koncentraci minimálně 5 x 108 CFU. Kmeny se smíchají vzájemně v hmotnostním poměru 1 : 1 : 1 : 1 : 1, kdy tvoří 20 % hmotn. celkové hmotnosti kompozice. Následně se do směsi přidá 5 % hmotn. galaktooligosacharidů, 3 % hmotn. kyseliny askorbové, 1 % hmotn. uhličitanu vápenatého, 71 % rozpustné kukuřičné vlákniny. Takto připravená kompozice se plní do víčka s průrazným nebo otevíracím dnem.

Víčko se pak nasadí na lahev obsahující UHT ošetřené smoothie vyrobené ze směsi jablečné vlákniny (pektinu) 4 % hmotn., citrusové vlákniny 4 % hmotn., rozmixovaného ječmene 3 % hmotn., chlorelly 3 % hmotn., jablečného moštu 5 % hmotn., 3 % hmotn. rozmixovaného celeru, 0,5 % hmotn. polyfenolů z borůvek, 0,5 % spiruliny, 5 % limetkové šťávy a 72 % pitné vody.

Příklad 5

Kompozice inokulačních probiotických kultur a pomocných látek v množství 10 g pro fermentaci nápoje

- 4 CZ 36968 U1

Lyofilizovaná kompozice probiotických kultur obsahuje lyofilyzát fermentační směsi mikroorganismů kombucha, který tvoří 10 % hmotn. celkové hmotnosti kompozice. Následně se do směsi přidá 70 % hmotn. sacharózy, 10 % hmotn. rozpustné kukuřičné vlákniny a 10 % hmotn. prášku ze sušených malin. Takto připravená směs se plní do víčka s průrazným nebo otevíracím dnem, který odděluje obsah víčka od obsahu lahve. Víčko se pak nasadí na lahev obsahující vysterilizovaný roztok zeleného čaje.

Příklad 6

Kompozice inokulačních probiotických kultur a pomocných látek v množství 12 g pro fermentaci nápoje

Lyofilizovaná kompozice probiotických kultur obsahuje lyofilyzát fermentační směsi mikroorganismů kombucha a lyofilizát kmene Lactobacillus acidophilus v hmotnostním poměru 1 : 2, kdy tvoří 10 % hmotn. celkové hmotnosti kompozice. Následně se do směsi přidá 30 % hmotn. sacharózy, 20 % hmotn. fruktózy, 1 % hmotn. isomaltu, 30 % hmotn. maltodextrinu, 10 % hmotn. rozpustné kukuřičné vlákniny. Takto připravená směs se plní do víčka s průrazným nebo otevíracím dnem, který odděluje obsah víčka od obsahu lahve. Víčko se pak nasadí na lahev obsahující vysterilizovaný roztok zeleného čaje.

Průmyslová využitelnost

Kompozice inokulačních probiotických kultur a pomocných látek pro fermentaci potravinářských, farmaceutický nebo veterinární výrobků podle technického řešení umožňuje uživateli jednoduché provedení inokulace výrobku probiotickou kulturou uloženou ve víčku nebo uzávěru nádoby výrobku v jednom kroku a fermentaci výrobku přímo v primárním balení. Přináší tak koncovému uživateli možnost konzumovat čerstvě fermentované pokrmy se zdravotním benefitem.

Claims (6)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Kompozice inokulačních probiotických kultur pro fermentací potravinářských, farmaceutických nebo veterinárních výrobků uložená ve víčku nebo uzávěru nádoby výrobku, vyznačující se tím, že obsahuje alespoň jednu probiotickou kulturu vybranou ze skupiny obsahující kmen Lactobacillus, Bifidobacterium, Enterococcus, Bacillus, Streptococcus, Leuconostoc, Pediococcus, Lactococcus, Saccharomyces nebo jejich směs nebo mikrobiální směs kombucha v množství 1 x 10³ až 1 x 10¹⁴ CFU na 1 g celkové hmotnosti kompozice a alespoň jednu pomocnou látku a/nebo ředící látku.
2. 2. Kompozice dle nároku 1, vyznačující se tím, že pomocná látka a/nebo ředící látka je vybrána ze skupiny zahrnující rostlinné vlákniny s výhodou fruktooligosacharidy, inulin, glukózovou vlákninu, kukuřičnou vlákninu, pšeničnou vlákninu, oligosacharidy s výhodou galaktooligosacharidy, škroby, mikrokrystalickou celulózu, betaglukany, minerály, vitamíny, sacharózu, glukózu, fruktózu, polyoly, zejména manithol, sorbitol, isomalt, xylitol, erythrytol, dále sušené mléko, kolostrum, syrovátku, lecitin, sušené rostlinné alternativy mléka, proteiny, hydrolyzáty proteinů, aminokyseliny, ovocné extrakty, zeleninové extrakty, obilné extrakty, luštěninové extrakty, polyfenoly, lyofilizované ovoce, lyofilizovanou nebo sušenou zeleninu, rostlinné extrakty, mleté prášky z rostlin nebo jejich směsi.
3. 3. Kompozice podle nároků 1 až 2, vyznačující se tím, že dále obsahuje doplňkové látky ze skupiny zahrnující vitamíny, minerály, rostlinné extrakty, rostlinné vlákniny, polyfenoly a/nebo jiné fyziologicky prospěšné látky.
4. 4. Kompozice dle nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že probiotické kultury tvoří minimálně 0,001 % hmotn. celkové hmotnosti kompozice.
5. 5. Kompozice podle nároku 1 až 4, vyznačující se tím, že je sypká.
6. 6. Potravinářský, farmaceutický nebo veterinární výrobek, vyznačující se tím, že obsahuje kompozici podle nároků 1 až 4.