DE602005005032T2

DE602005005032T2 - Lagerstabiles product mit lebenden mikroorganismen

Info

Publication number: DE602005005032T2
Application number: DE602005005032T
Authority: DE
Inventors: Sylvie Tournade; Frederic Aymes; Roberto Reniero
Original assignee: Nestec SA
Current assignee: Nestec SA
Priority date: 2004-03-24
Filing date: 2005-03-23
Publication date: 2009-03-12
Anticipated expiration: 2025-03-24
Also published as: ATE387097T1; US8399238B2; MY143693A; EP1729590A1; PT1729590E; CR8605A; ZA200608809B; MXPA06010751A; CN1953667A; US20070280909A1; CN1953667B; AU2005224031B2; RU2006137373A; DE602005005032D1; EP1729590B1; AR048189A1; BRPI0509195A; ES2302187T3; CA2560947A1; AU2005224031A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein flüssiges Produkt auf Wasser- oder Milchbasis, das lebende Mikroorganismen aufweist und das im Wesentlichen lagerstabil ist. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines flüssigen Verabreichungssystems für Mikroorganismen auf Wasser- oder Milchbasis sowie ein Verfahren, um einen Konsumenten mit lebenden Mikroorganismen in einer Flüssigkeit auf Wasser- oder Milchbasis zu versorgen.
Die bakterielle Population des humanen oder tierischen Magen-Darmtrakts stellt ein enorm komplexes Ökosystem dar, das viele Typen von Mikroorganismen einschließt. In der mikrobiellen Lebensgemeinschaft (= bakterielle Mikroflora) einer Person gibt es mehr als 400 unterschiedliche Bakterien-Spezies, deren gesamte Population etwa 10¹⁴ Zellen beträgt. Vom Magen bis in den Dickdarm steigt die Zahl der Bakterien durch den ganzen Magen-Darm-Trakt an. Die höchsten Bakterienzahlen werden im Dickdarm gefunden, und zwar mit bis zu 10¹¹ koloniebildenden Einheiten (KBE) pro ml Darminhalt.
In Abhängigkeit von der Art eines spezifischen Bakteriums, das Teil der mikrobiellen Lebensgemeinschaft ist, kann dieses in einer parasitären, kommensalen oder symbiotischen Beziehung mit seinem Wirt leben. Von symbiotischen Bakterien können zahlreiche förderliche Wirkungen ausgehen, beispielsweise eine Verhinderung einer Konstipation und/oder Diarrhöe, die Erhöhung der Mineralstoffabsorption, der Schutz gegen Infektion, die Krebsprävention, eine Immunmodulation und andere. Mikroorganismen, die förderliche Wirkungen auf ihren Wirt aufweisen, einschließlich von Bakterien, werden im Allgemeinen als probiotische Mikroorganismen oder Probiotika bezeichnet.
Um einem Konsumenten die vorteilhaften Funktionalitäten von Probiotika zur Verfügung zu stellen, wurden gewaltige Anstrengungen unternommen, Probiotika in ausreichender Menge in einer oral konsumierbaren Form herzustellen. Diese Anstrengungen waren jedoch wiederholt mit verschiedenen technischen Problemen konfrontiert, die mit der Produktion und Stabilisation von probiotischen Präparaten verknüpft waren.
Beispielsweise stellt die Tatsache, dass viele probiotische Bakterien einen anaeroben Stoffwechsel besitzen, spezifische technische Anforderungen an alle Verfahrens- und Produktniveaus zwischen einer Ausgangskultur und einem konsumierbaren Produkt, das geeignet ist, das genannte Bakterium in ausreichend hoher Konzentration einem Menschen oder Tier zuzuführen.
Dabei stellt die reine Tatsache, dass lebende Bakterien metabolisch aktiv sind – sogar bei Kühltemperaturen – bestimmte Probleme dar: verzehrbare Träger von Probiotika unterliegen häufig einem Qualitätsabbau aufgrund der Bakterienaktivität, was den Träger vollständig ungenießbar machen kann.
Es ist ein weiteres einschlägiges Problem, zu gewährleisten, dass ausreichende Mengen von Probiotika in einem lebenden Zustand im Dünn- und Dickdarm ankommen. So ist es eine Tatsache, dass die Acidität des Magens sowie die Einwirkung von Gallensäuren das Überleben von Bakterien während der Passage des Magen-Darm-Trakts drastisch verringern.
Im Stand der Technik finden sich viele Berichte über Möglichkeiten, probiotische Bakterien bereitzustellen. Ein allgemein angewandter Ansatz, eine stabile Präparation von Probiotika zu erhalten, umfasst die Stufen der Durchführung einer Fermentation, um hohe KBE von Bakterien zu erhalten, das Zugeben eines Trägers oder Schutzmaterials wie von Kohlenhydraten oder Milchpulver sowie das Trocknen der Mischung, beispielsweise durch Gefriertrocknen. Auf diese Weise kann eine bakterielle Präparation mit einem niedrigen Aw und einer verlängerten Lagerdauer erhalten werden. Ein Nachteil eines Heißtrocknungs- oder Gefriertrocknungsverfahrens, wie sie nach diesem Prinzip nur Anwendung kommen, besteht jedoch darin, dass dabei signifikante Verluste von lebenden Bakterien in Kauf genommen werden müssen. Außerdem werden bei dieser Art von Prozedur nur getrocknete Produkte erhalten. Es wäre vorteilhaft, bequemere Formen für den Verzehr zu haben.
Eine andere Art der Zufuhr eines Probiotikums besteht in der Herstellung eines Materials, das von dem Probiotikum fermentiert wurde. Das ist beispielsweise der Fall bei Joghurts, die aus der Fermentierung von Milch mit Mikroorganismen erhalten wurden. Der Vorteil dieser Produkte besteht darin, dass sie bei Kühlung relativ stabil sind, und zwar aufgrund des niedrigen pH des Produkts nach der Fermentation. Die durch die Fermentationsaktivität des Probiotikums erzeugte Säure entspricht jedoch nicht dem Geschmack aller Konsumenten. Außerdem müssen diese Produkte weiterhin gekühlt werden.
In ähnlicher Weise müssen "süße Acidophilus-Milchprodukte", die kommerziell verfügbar sind, gekühlt werden, um eine Verschlechterung und Fermentation des Produkts zu verhindern (vergleiche EP 0 154 614 B1 , Spalte 2, Zeilen 27–33). Das gilt selbst dann, wenn das Produkt selbst nicht fermentiert wurde.
EP 0 154 614 beschreibt ein Verfahren zur Kultivierung von Organismen in Milch, die eine langsame Wachstumskapazität aufweisen. Im Wesentlichen wird eine Massen-Starterkultur mit Milch hergestellt, die bei optimalen Wachstumsbedingungen gehalten wird, bis ein pH von 4,5 bis 5 erreicht ist. Danach wird die Massen-Starterkultur einem Prozessmilchansatz zugesetzt und darin kultiviert, wiederum bei optimalen Wachstumsbedingungen, bis eine Bakterienzahl von 10⁸ KBE pro ml erreicht wurde. Dabei handelt es sich um ein acidifiziertes Produkt und weist somit die gleichen Nachteile auf wie oben angesprochen.
EP 0 667 106 beschreibt fermentierte Produkte, die mit einem ansäuernden Stamm beimpft sind. Das fermentierte Material weist einen pH von etwa 3,5 bis 4,2 auf.
Angesichts des Standes der Technik besteht ein Ziel darin, eine andere Möglichkeit oder ein anderes Vertriebssystem für probiotische Mikroorganismen bereitzustellen.
Ein weiteres Ziel besteht darin, einen Weg zu finden, Probiotika ohne die Verluste während einer Trocknungsstufe bereitzustellen.
Darüber hinaus ist es ein Ziel, lebensfähige Probiotika bereitzustellen, während man die Kosten und den Energie verbrauch vermeidet, die mit dem Kühlen oder Abkühlen eines probiotischen Präparats verknüpft sind.
Ferner ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, Probiotika in Form eines Produkts bereitzustellen, das eine verlängerte Lagerdauer aufweist sowie eine bequeme Art seines Verzehrs.
Bemerkenswerterweise wurde gefunden, dass probiotische Mikroorganismen bei Raumtemperatur für eine verlängerte Zeit in einer Flüssigkeit auf Wasser- oder Milchbasis stabil gehalten werden können, beispielsweise mehrere Monate. Dieser überraschende Befund konnte beispielsweise erhalten werden, wenn die Probiotika in einer Flüssigkeit bereitgestellt wurden, die keine Kohlenhydrate enthält, die von den Mikroorganismen verdaut werden könnten.
Demgemäß stellt die vorliegende Erfindung gemäß einem ersten Aspekt ein flüssiges Produkt auf Wasser- oder Milchbasis bereit, das lebende Mikroorganismen umfasst, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das flüssige Produkt eine Lagerdauer von wenigstens 1 Monat bei 10°C aufweist, während welcher Zeit der pH des Produkts weniger als 2 Punkte abnimmt und/oder die Menge an lebenden Bakterien weniger als 2 logarithmische Einheiten abnimmt, und das frei ist von Kohlenhydraten, die von den Mikroorganismen metabolisiert werden können.
Gemäß einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines flüssigen Vertriebssystems auf Wasser- oder Milchbasis für Mikroorganismen bereit, das wenigstens 1 Monat bei 10°C lagerstabil ist, wobei das Verfahren die Schritte der Fermentierung eines Mediums unter Gewinnung einer Biomasse von lebenden Mikroorganismen sowie die Zugabe der Biomasse zu einer Flüssigkeit auf Wasserbasis umfasst, die frei ist von Kohlenhydraten, die von den Mikroorganismen metabolisiert werden können.
Gemäß einem anderen Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren bereit, einem Konsumenten lebende Mikroorganismen in einer Flüssigkeit auf Wasser- oder Milchbasis zur Verfügung zu stellen, wobei das Verfahren die Stufe der Verabreichung des erfindungsgemäßen Produkts an einen Konsumenten umfasst.
Gemäß einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung die Verwendung von Mikroorganismen in flüssigen, lagerstabilen Produkten auf Wasser- oder Milchbasis bereit.
Gemäß einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein flüssiges Produkt bereit, das die Vorteile lebender Probiotika nutzbar macht, wobei das Produkt bei Temperaturen über 10°C für wenigstens 1 Monat gelagert werden kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren bereit, einer Person die Vorteile lebender Probiotika zukommen zu lassen, wobei das Verfahren die Stufe umfasst, der Person das erfindungsgemäße Produkt zur Verfügung zu stellen.
Gemäß einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Vertrieb lebender Mikroorganismen in einer konsumierbaren Form bereit, wobei das Verfahren die Schritte des Vertriebs des erfindungsgemäßen Produkts umfasst.
In den Figuren zeigt
1 die Werte für pH und Acidität in °Dornic im Verlauf von zwei Monaten eines erfindungsgemäßen Produkts, das mit Mikroorganismen zu 2 bis 5 × 10⁷ KBE/ml beimpft worden war.
2 die Bakterienverluste, die bei einer Lagerung bei 25°C in einem flüssigen erfindungsgemäßen Produkt innerhalb eines Zeitraums von 98 Tagen auftreten.
Im Kontext dieser Beschreibung wird das Wort "umfasst" so verwendet, dass es bedeutet "schließt, neben anderen Dingen" ein. Das Wort ist nicht auszulegen als "besteht nur aus".
Im Kontext der vorliegenden Erfindung können die erfindungsgemäßen Produkte mit lebenden Mikroorganismen auch als Vertriebssysteme für die genannten Mikroorganismen bezeichnet werden.
Der Begriff "Flüssigkeit auf Wasser- oder Milchbasis" bezieht sich auf irgendeine Flüssigkeit, die nicht hydrophob ist. Beispielsweise schließt der Begriff Flüssigkeiten auf Lipid- oder Ölbasis aus. Der Begriff schließt jedoch Flüssigkeiten vom Emulsionstyp ein, die beispielsweise Lipidtröpfchen in einer hydrophilen Basis enthalten.
Vorzugsweise weist das flüssige Produkt gemäß der Erfindung eine Brookfield-Viskosität von weniger als 200 Pa s^–1 auf. Stärker bevorzugt weist das erfindungsgemäße flüssige Produkt eine Brookfield-Viskosität unter 100 Pa s^–1 besonders bevorzugt weist das flüssige Produkt eine Brookfield-Viskosität von unter 20 Pa s^–1 auf. Die Brookfield-Viskosität wird bei einer Scherrate von 5 U/min und bei einer Temperatur von 8°C festgestellt. Diese Werte wurden mit einem Brookfield DV-II+-Viskometer erhalten.
Der Begriff "lagerstabil" bedeutet generell, dass das Produkt nicht auf 8°C oder darunter gekühlt werden muss, sondern in einem ungekühlten Regal eines Supermarkts angeboten werden kann. Die Temperatur in einem Supermarkt liegt üblicherweise im Bereich zwischen 16 bis 25°C.
Für den Zweck der vorliegenden Erfindung wird angenommen, dass die "Lagerdauer" eines Produkts in dem Moment beginnt, wenn die Herstellung des Produkts abgeschlossen ist, d. h. nach dem Abfüllen und Verschließen des Produkts. Aus Gründen der Einfachheit und um ein klares Bild zu liefern, wird die weitere Zeit, die benötigt werden kann, bis das Produkt sich in einem Regal in einem Supermarkt befindet, nicht als Ausgangspunkt der "Lagerdauer" gemäß der vorliegenden Erfindung genommen. Der Grund dafür ist die hohe Variabilität der Zeit zwischen der Herstellung und dem Erscheinen im Supermarkt, die in der Praxis von vielen nicht konstanten Faktoren abhängen kann.
Gemäß einer Ausführungsform sind die erfindungsgemäßen Produkte dadurch gekennzeichnet, dass sie Milchproteine, Lactose und/oder andere Feststoffe aus Milch oder auf Milchbasis umfassen.
Insbesondere schließen Milchfeststoffe ein Molkereiprodukte oder Produkte, die Bestandteile enthalten, die sich von Milch ableiten, beispielsweise Milchprotein wie beispielsweise Molkenproteine, Caseinprotein, Milch-Kohlenhydrate wie Lactose, oder Milchlipide wie beispielsweise Sahne. Vorzugsweise umfasst das erfindungsgemäße Produkt Milchprotein. Demgemäß kann das Produkt eine Vollmilch, entfettete oder halbentfettete Milch, Buttermilch oder eine rekonstituierte Milch beispielsweise auf der Basis eines Milchpulvers sein.
Vorzugsweise ist das flüssige Produkt eine Milch, die sterilisiert wurde, beispielsweise durch Ultra-Hitzebehandlung (UHT). Vorzugsweise sind die Produkte lagerstabile flüssige Molkereiprodukte.
Alternativ dazu können die Produkte gemäß der vorliegenden Erfindung auch ein Sirup sein, ein Softdrink, ein karbonisierter Softdrink, ein Tee, wie beispielsweise ein kalter Tee, ein Saft, wie beispielsweise ein Apfel-, Orangen- oder generell Fruchtsaft.
Die Produkte können auch ein Produkt auf Sojabasis sein. Beispielsweise kann es eine Sojamilch oder ein Sojadrink sein. Beispielsweise kann das flüssige Produkt ein Milchersatz auf Sojabasis sein. Das Produkt auf Sojabasis kann frei von Lactose sein.
Das Produkt der vorliegenden Erfindung weist vorzugsweise eine Wasseraktivität von 0,4 oder mehr auf, stärker bevorzugt von 0,6 oder mehr, und noch stärker bevorzugt von 0,7 oder mehr. Beispielsweise weist das erfindungsgemäße Produkt eine Wasseraktivität von 0,8 oder mehr auf.
Vorzugsweise ist das erfindungsgemäße Produkt ein nicht-fermentiertes Produkt.
Das Produkt gemäß der vorliegenden Erfindung kann jedoch auch als ein fermentiertes Produkt in Betracht gezogen werden, das beispielsweise erhalten wurde durch Fermentieren eines Mediums, Wärmebehandeln oder Pasteurisieren des Mediums zur Verminderung der bakteriellen Belastung sowie gleichzeitig zum Abtöten der fermentierenden Bakterien. Dann könnte das fermentierte, ggf. pasteurisierte Produkt mit einem Mikroorganismus gemäß der vorliegenden Erfindung ergänzt werden,
der auf dem fermentierten Medium nicht weiter wächst. Beispielsweise kann das Produkt ein Joghurt sein, der wärmebehandelt wurde und dem man Mikroorganismen zusetzte, die nicht in der Lage sind, auf dem fermentierten, wärmebehandelten Produkt weiter zu wachsen, um ein Produkt zu erhalten, das die Merkmale der vorliegenden Erfindung erfüllt. Demgemäß kann das erfindungsgemäße Produkt ein gerührter oder fest gewordener Joghurt sein, der natürlich ist oder der zusätzliche Aromen oder Bestandteile aufweist, beispielsweise Früchte. Das Produkt gemäß der Erfindung könnte auch ein lagerstabiler Frischkäse sein.
Der Begriff "logarithmische Einheit" ("log unit") bezieht sich auf den Logarithmus auf der Basis von zehn. Daher bezieht sich eine Abnahme um eine logarithmische Einheit KBE beispielsweise auf eine Abnahme von 10⁹ auf 10⁸ KBE. Mit anderen Worten bedeutet eine Abnahme um eine logarithmische Einheit eine Verminderung auf 10% des Ausgangswerts von 100%.
Eine Abnahme um einen pH-Punkt kann anhand eines Beispiels einer pH-Verminderung von 7,0 auf 6,0 oder von 6,5 auf 5,5 illustriert werden. Eine Abnahme um 2 pH-Punkte kann eine Abnahme beispielsweise von pH 6,7 auf pH 4,7 sein.
Gemäß einer Ausführungsform sind die erfindungsgemäßen Produkte frei von Kohlenhydraten, die von dem Mikroorganismus metabolisiert werden können. Wenn beispielsweise das flüssige Produkt Lactose umfasst, ist der Mikroorganismus vorzugsweise ein Bakterium, das Lactose nicht metabolisieren kann.
Daher kann gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Mikroorganismus Lactose als Nährmittel nicht nutzen. Beispiele für Mikroorganismen, die Lactose nicht nutzen können, sind Lactobacillus paracasei (CNCM I-2116) oder Lactobacillus rhamnosus (ATCC53103).
Gemäß einem anderen Beispiel gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Mikroorganismus Saccharose nicht als Nährmittel nutzen. Lactobacillus delbruecki subsp bulgaricus (ATCC11842) und Lactobacillus helveticus (ATCC15009) sind Stämme, die Saccharose als Substrat nicht nutzen können.
Alternativ kann das erfindungsgemäße Produkt frei sein von einer anderen Kohlenhydratquelle, die von dem Mikroorganismus metabolisiert werden könnte.
Um das Prinzip der vorliegenden Erfindung zu illustrieren, wird theoretisch angenommen, dass dann, wenn irgendeines der Produkte der vorliegenden Erfindung frei von Saccharose ist, jedoch andere Kohlenhydrate enthält, der in dem Produkt enthaltene Mikroorganismus in der Lage sein kann, nur die fehlenden Kohlenhydrate als Makro-Nährstoff zu metabolisieren oder zu nutzen, wie beispielsweise Saccharose.
Das Produkt gemäß der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise frei von einem oder mehreren der Kohlenhydrate, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die besteht aus Fructose, Glucose und Saccharose. Vorzugsweise ist es frei von Glucose und/oder Fructose, stärker bevorzugt frei von Saccharose.
Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung bezieht sich der Begriff "frei von einem Kohlenhydrat", beispielsweise "frei von Saccharose" auf flüssige Produkte, in denen die Kohlenhydrate in Mengen von weniger als 0,2 g pro 100 ml des flüssigen Produkts vorhanden sind.
Vorzugsweise ist die Kohlenhydratquelle in Mengen von weniger als 0,1 g/100 ml, stärker bevorzugt von weniger als 0,05 g/100 ml, am stärksten bevorzugt von weniger als 0,01 g/100 ml vorhanden.
Das Produkt kann von Anfang an frei sein von potentiell fermentierbaren Kohlenhydraten, und zwar aufgrund der Auswahl seiner Bestandteile. Alternativ dazu können alle potentiell fermentierbaren Kohlenhydrate aus dem Produkt oder seinen Bestandteilen entfernt worden sein.
Wenn entsprechend der Mikroorganismus in der Lage ist, Saccharose, Fructose und Glucose zu nutzen, ist das flüssige Produkt vorzugsweise frei von allen diesen drei Kohlenhydraten.
Vorzugsweise sind die Mikroorganismen von Natur aus nicht in der Lage, Kohlenhydrate zu nutzen, die in dem flüssigen Produkt vorhanden sind. Beispielsweise kann es sich um einen Stamm handeln, der natürlich Lactose nicht nutzen kann. Beispielsweise kann es ein natürlicher Mutant sein. Alternativ dazu kann der Mikroorganismus gentechnisch verändert sein, so dass er nicht in der Lage ist, auf spezifischen Kohlenhydraten zu wachsen.
Vorzugsweise ist der Mikroorganismus ein Bakterium. Stärker bevorzugt ist es ein Milchsäurebakterium.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Mikroorganismus ein Probiotikum.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der Mikroorganismus ein Stamm, der aus der Gruppe von Gattungen ausgewählt ist, die besteht aus Lactobacillus, Bifidobacterium, Streptococcus, Lactococcus, Enterococcus und Mischungen davon.
Vorzugsweise ist der Mikroorganismus ein Lactobacillus-Stamm. Stärker bevorzugt ist er aus der Gruppe ausgewählt, die besteht aus L. casei, L. paracasei, L. acidophilus, L. plantarum und Mischungen davon. Vorzugsweise ist der Mikroorganismus ein L. paracasei-Stamm, und beispielsweise ist der Mikroorganismus Lactobacillus paracasei (CNCM I-2116).
Vorzugsweise weist das flüssige Produkt gemäß der vorliegenden Erfindung wenigstens 10⁴ KBE des Mikroorganismus pro ml am Beginn der Lagerdauer auf. Bevorzugt wenigstens 10⁵, noch stärker bevorzugt wenigstens 10⁷, und am stärksten bevorzugt wenigstens 10⁸ KBE/ml. Beispielsweise umfasst das flüssige Produkt wenigstens 10⁶ KBE/ml.
Vorzugsweise enthält das flüssige Produkt gemäß der vorliegenden Erfindung 10⁵ bis 10⁹, stärker bevorzugt 10⁶ bis 10⁸ KBE des Mikroorganismus pro ml während der gesamten Lagerdauer, wie sie gemäß der Erfindung definiert wird.
Gemäß einer Ausführungsform irgendeines flüssigen Produkts gemäß der vorliegenden Erfindung weisen die flüssigen Produkte eine Lagerdauer von wenigstens einem Monat bei 20°C auf, wobei während dieser Zeit das Produkt einer pH-Abnahme von weniger als 2 Punkten unterliegt und während welcher Zeit der Verlust an lebenden Mikroorganismen geringer ist als 2 logarithmische Einheiten. Vorzugsweise ist die Abnahme des pH weniger als eine Einheit, stärker bevorzugt weniger als 0,5 Einheiten.
Das flüssige Produkt gemäß der vorliegenden Erfindung weist vorzugsweise eine Lagerdauer von wenigstens 2 Monaten bei 20°C auf, wobei während dieses Zeitraums der pH des Produkts weniger als 2 Punkte abnimmt und die Menge an lebenden Mikroorganismen weniger als 2 logarithmische Einheiten abnimmt. Vorzugsweise beträgt die Abnahme des pH weniger als 1 Einheit, stärker bevorzugt weniger als 0,5 Einheiten.
Vorzugsweise weist das flüssige Produkt gemäß der vorliegenden Erfindung eine Lagerdauer von wenigstens 2 Monaten bei 20°C auf, wobei während dieses Zeitraums der pH weniger als 2 Punkte abnimmt und die Menge an lebenden Mikroorganismen weniger als 1,5 logarithmische Einheiten abnimmt. Vorzugsweise nimmt der pH weniger als 1 logarithmische Einheit ab, stärker bevorzugt weniger als 0,5 Einheiten.
Vorzugsweise weist das flüssige Produkt gemäß der vorliegenden Erfindung eine Lagerdauer von wenigstens zwei Monaten bei 20°C auf, wobei während dieses Zeitraums der pH weniger als 1 Punkt abnimmt und die Menge an lebenden Mikro organismen weniger als 2 logarithmische Einheiten abnimmt. Vorzugsweise nimmt die Menge an lebenden Mikroorganismen weniger als 1 logarithmische Einheit ab, stärker bevorzugt weniger als 0,5 logarithmische Einheiten.
Vorzugsweise weist das flüssige Produkt gemäß der Erfindung eine Lagerdauer von wenigstens 2 Monaten bei 20°C auf, wobei während dieses Zeitraums der pH weniger als 0,7 Punkte abnimmt und die Menge an lebenden Mikroorganismen weniger als 2 logarithmische Einheiten abnimmt. Vorzugsweise nimmt die Menge an lebenden Mikroorganismen weniger als 1 logarithmische Einheit ab, stärker bevorzugt weniger als 0,5 logarithmische Einheiten.
Beispielsweise kann das Produkt eine Lagerdauer von wenigstens 2 Monaten bei 20°C aufweisen, wobei während dieses Zeitraums der pH weniger als 0,7 Punkte abnimmt und die Menge an lebenden Bakterien weniger als 1, vorzugsweise weniger als 0,5, stärker bevorzugt weniger als 0,3 loga rithmische Einheiten.
Vorzugsweise weist das flüssige Produkt gemäß der vorliegenden Erfindung eine Lagerdauer von wenigstens 1 Monat bei 25°C auf, wobei während dieses Zeitraums das Produkt einer Verminderung des pH von weniger als 2 Punkten unterliegt und währenddessen der Verlust an lebenden Mikroorganismen geringer ist als 2 logarithmische Einheiten. Vorzugsweise ist die Verminderung bezüglich des pH geringer als 1 Einheit, stärker bevorzugt geringer als 0,7 Einheiten.
Das flüssige Produkt gemäß der vorliegenden Erfindung weist vorzugsweise eine Lagerdauer von wenigstens 2 Monaten bei 25°C auf, wobei während dieses Zeitraums der pH des Pro dukts weniger als 2 Punkte abnimmt und die Menge an lebenden Mikroorganismen weniger als 2 logarithmische Einheiten abnimmt. Vorzugsweise beträgt die Abnahme des pH weniger als 1 Einheit, stärker bevorzugt weniger als 0,5 Einheiten.
Vorzugsweise weist das flüssige Produkt gemäß der vorliegenden Erfindung eine Lagerdauer von wenigstens 2 Monaten bei 25°C auf, wobei während dieses Zeitraums der pH weniger als 2 Punkte abnimmt und die Menge an lebenden Mikroorganismen weniger als 1,5 logarithmische Einheiten abnimmt. Vorzugsweise vermindert sich der pH weniger als 1 logarithmische Einheit, stärker bevorzugt weniger als 0,5 Einheiten.
Vorzugsweise weist das flüssige Produkt gemäß der Erfindung eine Lagerdauer von wenigstens 2 Monaten bei 25°C auf, wobei während dieses Zeitraums der pH weniger als 1 Punkt abnimmt und die Menge an lebenden Mikroorganismen weniger als 2 logarithmische Einheiten abnimmt. Vorzugsweise nimmt die Menge an lebenden Mikroorganismen weniger als 1 logarithmische Einheit ab, stärker bevorzugt weniger als 0,5 logarithmische Einheiten.
Vorzugsweise weist das flüssige Produkt gemäß der Erfindung eine Lagerdauer von wenigstens 2 Monaten bei 25°C auf, wobei während dieses Zeitraums der pH weniger als 0,7 Punkte abnimmt und die Menge an lebenden Mikroorganismen weniger als 2 logarithmische Einheiten abnimmt. Vorzugsweise nimmt die Menge an lebenden Mikroorganismen weniger als 1 logarithmische Einheit ab, stärker bevorzugt weniger als 0,5 logarithmische Einheiten.
Vorzugsweise kann das Produkt eine Lagerdauer von wenigstens 2 Monaten bei 25°C aufweisen, wobei während dieses Zeitraums der pH weniger als 0,7 Punkte abnimmt und die Menge an lebenden Bakterien weniger als 1, vorzugsweise weniger als 0,5, stärker bevorzugt weniger als 0,3 logarithmische Einheiten abnimmt.
Vorzugsweise können alle oben angegebenen Parameter der Lagerdauer des Produkts der vorliegenden Erfindung, wie sie durch die Lagertemperatur (10, 20 oder 25°C), die Abnahme des pH (2, 1, 0, 5, 0,3 Punkte) und KBE (2, 1, 5, 1, 0, 5, 0,3 logarithmische Einheiten) definiert werden, für eine Lagerdauer sogar von 3 Monaten oder mehr erhalten werden.
Das Produkt kann irgendeinen pH im Bereich von 3,4 bis 8 aufweisen, vorzugsweise von 4 bis 7,5, besonders bevorzugt von 6 bis 7, solange der spezifische pH in diesem Bereich während der Lagerdauer, wie sie gemäß der Erfindung definiert wird, stabil bleibt.
Beispielsweise bleibt der pH des erfindungsgemäßen Produkts im Bereich von 6 bis 7 während einer Lagerdauer von 2 Monaten bei 20°C.
Gemäß einer Ausführungsform liegt der pH des flüssigen erfindungsgemäßen Produkts vor der Lagerdauer bei 3 oder darüber. Stärker bevorzugt liegt der pH bei 4 oder darüber, noch stärker bevorzugt bei 5 oder darüber, und noch stärker bevorzugt beträgt er 6 oder darüber. Beispielsweise beträgt der pH des Produkts 5,5 oder darüber. Am stärksten bevorzugt liegt der pH des Produkts bei Beginn der Lagerdauer im Bereich von 6,1 bis 7,8.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung wird die Stufe der Fermentation eines Mediums wenigstens 7 Stunden bei mehr als 30°C durchgeführt, stärker bevorzugt wenigstens 8 Stunden bei mehr als 35°C, beispielsweise bei 37°C.
Gegebenenfalls kann bei dem Verfahren zur Herstellung des flüssigen Vertriebssystems für Mikroorganismen auf Wasser- oder Milchbasis das Verfahren außerdem die Stufe der Abtrennung der Biomasse von dem fermentierten Medium und/oder, als weitere Option, das Waschen der Biomasse umfassen, bevor man sie der Flüssigkeit auf Wasser- oder Milchbasis zusetzt. Gemäß dieser zusätzlichen Option kann die Biomasse gefroren werden, getrocknet werden oder gefriergetrocknet werden, bevor man sie der Flüssigkeit auf Wasser- oder Milchbasis zusetzt.
Bei dem Verfahren zur Versorgung eines Konsumenten mit lebenden Mikroorganismen benötigt der Konsument vorzugsweise oder wünscht die Aufnahme von lebenden Mikroorganismen, und die Mikroorganismen werden in ausreichenden Mengen verabreicht. Ausreichende Mengen bedeuten üblicherweise, dass wenigstens 10⁵ bis 10⁸, vorzugsweise 10⁶ bis 10⁷ lebende Mikroorganismen pro Mahlzeit verabreicht werden. Vorzugsweise wird wenigstens eine Mahlzeit pro Tag konsumiert.
Gemäß einem Aspekt stellt die vorliegende Erfindung flüssige Produkte bereit oder ein Verfahren zur Bereitstellung der Vorzüge von lebenden Probiotika. Es existieren viele bekannte Vorzüge von lebenden Mikroorganismen, und zahlreiche weitere können in der Zukunft entdeckt werden. Beispiele für derartige Vorzüge können sein eine Linderung von Bauchschmerzen, eine Gewährleistung des Wohlbehagens des Bauchs, eine Gewährleistung eines allgemeinen Wohlgefühls, eine Erhöhung der Mineralstoffabsorption, die Verhinderung einer Verstopfung und/oder Diarrhöe, ein Schutz gegen Infektion, eine Verhinderung von Infektion, eine Immunmodulation, eine Erhöhung der Immunreaktion gegen Pathogene oder Parasiten, und eine Krebsprävention. Es können einer oder mehrere Mikroorganismen ausgewählt werden und in einem einzigen Präparat kombiniert oder vermischt werden, um einen oder mehrere dieser beispielhaften Vorzüge zu nutzen.
Vorzugsweise kann das Produkt, das die Vorzüge von lebenden Mikroorganismen bereitstellt, bei Temperaturen oberhalb 15°C für wenigstens 2 Monate gelagert werden. Die Lagerzeit beginnt mit der Lagerdauer, wie sie oben definiert wurde. Stärker bevorzugt kann das Produkt, das die Vorzüge von Probiotika bereitstellt, bei Temperaturen und für Zeiträume gelagert werden, die denen der anderen erfindungsgemäßen Produkte entsprechen. Beispielsweise kann das Produkt bei Temperaturen von bis zu 25°C für bis zu 3 Monate oder mehr gelagert werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Vertrieb von lebenden Mikroorganismen in einer konsumierbaren Form bereit. Vorzugsweise entspricht der Vertrieb dem Vertrieb von lagerstabilen Produkten. Lagerstabile und gekühlte Produkte weisen üblicherweise unterschiedliche Vertriebsmuster auf, da die Kühlketten-Vertriebswege eine Kühlung auf üblicherweise 6°C oder darunter während der Lagerung, des Transports und der anschließenden Lagerdauer in einem Supermarkt erfordern. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Vertrieb, der den Transport sowie gegebenenfalls die Lagerung in einem Lagerhaus und/oder im Regal eines Supermarkts umfasst, bei Temperaturen von mehr als 10°C erfolgen, vorzugsweise bei Temperaturen im Bereich von 10°C bis 25°C, stärker bevorzugt bei Temperaturen zwischen 14 bis 20°C. Dieser Art des Vertriebs von lebenden Mikroorganismen in einer konsumierbaren Form bringt den Vorteil eines niedrigeren Energiebedarfs während des Vertriebs mit sich, da ein Kühlen grundsätzlich nicht nötig ist. Vorzugsweise entsprechen die lebenden Mikroorganismen in konsumierbarer Form dem erfindungsgemäßen flüssigen Produkt.
Beispiel:
Eine lagerstabile Flüssigkeit auf Milchbasis, die einen probiotischen Stamm enthält, wurde nach der folgenden Arbeitsweise hergestellt.
MATERIAL UND METHODEN
Ein probiotischer Mikroorganismus, Lactobacillus paracasei (CNCM I-2116), wurde ausgewählt. Diesem Stamm fehlt β-Galactosidase, weshalb er Lactose nicht als Kohlenhydratsubstrat nutzen kann.
Der Versuch wurde unabhängig durchgeführt mit einem gefrorenen Konzentrat sowie mit einem Startkulturpräparat.
Für das Startkulturpräparat wurde das folgende Medium verwendet.

– 1% Hefeextrakt
– 2% Glucose
– 1% Calciumcarbonat
– 0,05% Mangansulfat
– 95,05% Wasser

Das Medium wurde bei 95°C 30 Minuten wärmebehandelt und dann auf 4°C abgekühlt (nicht länger als 24 Stunden) oder auf 37°C für eine sofortige Beimpfung.
Die Beimpfung wurde mit 0,05 Gew.-% einer teilweise aufgewärmten Dose eines gefrorenen Konzentrats des ausgewählten Stammes durchgeführt, das gekennzeichnet ist durch 1 bis 2 × 10¹⁰ KBE Bakterien pro Gramm des Konzentrats.
Die Fermentation wurde bei 37°C innerhalb eines Zeitraums von 11 Stunden unter Rührbedingungen durchgeführt, gefolgt von einem Abkühlen auf 4°C.
Am Ende der Fermentation wurde eine Starterkultur mit einem pH von 4,6 und einem Gehalt von 10⁹ KBE L. paracasei pro ml des fermentierten Mediums erhalten.
UHT-behandelte halbentrahmte Milch wurde in einem Supermarkt erworben. Sie wurde mit einem Süßungsmittel (0,01 Gew.-% Sucralose) ergänzt, um dem flüssigen Produkt einen süßen Geschmack zu verleihen. Sucralose wurde in Form einer sterilen Lösung zugesetzt, die hergestellt wurde durch Filtration: 5 g Sucralose wurden in 95 g Wasser aufgelöst. Diese 5%ige Sucralose-Lösung wurde durch Filtration mit einem Vakuum-betriebenen Einweg-Filtersystem (Membrandurchmesser 0,22 μm) sterilisiert. Aus dieser sterilen Lösung wurden 20 g (20 ml) entfernt und zu 980 g der erworbenen UHT-Milch zugesetzt. Die auf diese Weise erhaltene UHT-Milch war frei von allen Kohlenhydraten, die durch CNCM I-2116 metabolisiert werden könnten.
Die Milch wurde dann mit dem Stamm angeimpft, so dass man eine Ausgangskonzentration von 2 bis 5 × 10⁷ KBE an CNCM 1–2116 pro ml erhielt.
Parallel dazu wurde der gleiche Stamm einer anderen Probe teilentrahmter Milch direkt in Form des gefrorenen Konzentrats zugesetzt, das oben diskutiert wurde, um die gleiche Ausgangskonzentration von 2 bis 5 × 10⁷ KBE an CNCM I-2116 pro ml zu erhalten.
Die mit dem Starterpräparat bzw. dem gefrorenen Konzentrat beimpfte Milch wurde dann gut durchmischt, bevor man sie in sterile Glasflaschen abfüllte.
Die Produkte wurden dann 2 Monate bei 25°C gelagert und über die Lagerung analysiert.
Die Analyse beinhaltete die Messungen des pH, der Dornic-Acidität sowie Zell-Zählungen (KBE).
Um Zell-Zählungen von CNCM I-2116 zu erhalten, wurde ein Standard-MRS-Medium (Man-Rogosa-Sharpe) zum Ausstreichen von Lactobacilli verwendet. Vor jeder Zell-Zählung wurde die gelagerte Milchflasche gut gemischt, und es wurde 1 ml abgenommen, um die Analyse durchzuführen. Geeignete Verdünnungen wurden mit einem Verdünnungsmittel durchgeführt, das 1,5% Trypton, 0,85% NaCl und 0,01% eines Antischaummittels enthielt. 1 ml der Portionen der Verdünnung wurden mit dem MRS-Agar in einer Petri-Schale vermischt.
Die Platten wurden nach anaerober Inkubation bei 37°C für 48 Stunden untersucht, und es wurde die Anzahl an koloniebildenden Einheiten pro ml errechnet.
ERGEBNISSE
KBE-Verluste an CNCM I-2116 in einer entrahmten und halbentrahmten UHT-Milch blieben, bei einer Lagerung bei 25°C, unter 0,3 log und erreichten einen Endwert von 10⁷ KBE/ml nach einer Lagerdauer von zwei Monaten. Im gleichen Zeitraum nahm der pH von 6,50 bis 6,40 auf ein Endniveau von 6,30 ab. Die Dornic-Acidität nahm über die Lagerdauer bei 25°C sehr geringfügig zu von 18 bis 21°D bis auf ein Endniveau unterhalb 25°D.
1 zeigt die pH-Entwicklung (quadratische Symbole) und Dornic-Grad(Rhombus-Symbole)-Entwicklung während des Lagerzeitraums.
Die Dornic-Acidität ist ein sehr empfindlicher Wert, der sich theoretisch während der Lagerdauer selbst bei konstantem pH verändern kann. Obwohl dieser Wert nicht die gleiche Bedeutung aufweist wie der pH für die Zwecke der vorliegenden Erfindung, sind die Aciditätswerte des lagerstabilen Produkts zur Illustration der Stabilität des Produkts während einer ausgedehnten Lagerdauer bei 25°C gezeigt.
2 zeigt die Abnahme bezüglich log KBE/ml über eine Lagerdauer von 98 Tagen bei 25°C. Wie zu erkennen ist, bleibt die Mortalität der Bakterien während der ersten 70 Tage sehr niedrig, und führt zu einem Verlust an KBE von weniger als 0,2 log.
Der Versuch zeigt überraschenderweise, dass bakterielle Präparate in einer Flüssigkeit, wie beispielsweise einer Milch auf lagerstabile Weise gehalten werden können, wie beispielsweise bei 25°C für zwei Monate, ohne einen substantiellen Verlust an Zell-Zahlen und ohne eine substantielle pH-Abnahme. Das macht die Flüssigkeit auf Wasser- oder Milchbasis zu einem wertvollen, leicht zu handhabenden Vertriebssystem oder Träger für probiotische Mikroorganismen, die nicht in der Lage sind, Kohlenhydrate zu metabolisieren, die in der Flüssigkeit auf Wasser oder Milchbasis vorhanden sind.

Claims

Flüssiges Produkt auf der Basis von Wasser oder Milch, das lebende Mikroorganismen umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das flüssige Produkt eine Haltbarkeitsdauer bei 10°C von wenigstens 1 Monat aufweist, während der sich der pH des Produkts um weniger als 2 Punkte vermindert und/oder die Menge an lebenden Bakterien um weniger als 2 logarithmische Einheiten abnimmt, und das frei ist von Kohlenhydraten, die die Mikroorganismen für ihren Stoffwechsel nutzen können.
Produkt nach Anspruch 1, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es Milchproteine, Lactose und/oder andere Milchfeststoffe oder sich von Milch ableitende Feststoffe umfasst.
Produkt nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Mikroorganismen Lactose nicht als Nährstoff nutzen können.
Produkt nach Anspruch 1, wobei der Mikroorganismus ein Stamm ist, der aus der Gruppe der Gattungen ausgewählt ist, die besteht aus Lactobacillus, Bifidobacterium, Streptococcus, Lactococcus, Enterococcus und Mischungen davon.
Flüssiges Produkt nach Anspruch 1, wobei die Haltbarkeitsdauer des Produkts bei 20°C wenigstens 1 Monat beträgt, während der das Produkt einer Abnahme des pH von weniger als 2 Punkten unterliegt und während der der Verlust an lebenden Bakterien geringer ist als 2 logarithmische Einheiten.
Produkt nach irgendeinem der vorausgehenden Ansprüche, wobei der Mikroorganismus ein Probiotikum ist.
Flüssiges Produkt nach irgendeinem der vorausgehenden Ansprüche, das, bei Beginn seiner Haltbarkeitsdauer, einen pH von 4 oder darüber aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines flüssigen Verabreichungssystems für Mikroorganismen auf Wasser- oder Milchbasis, das bei 10°C für wenigstens 1 Monat haltbar ist, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Fermentieren eines Mediums, um eine Biomasse aus lebenden Mikroorganismen zu erhalten, Zugeben der Biomasse zu einer Flüssigkeit auf Wasserbasis, die frei ist von Kohlenhydraten, die der Mikroorganismus für seinen Stoffwechsel nutzen kann.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Stufe der Fermentierung eines Mediums für wenigstens 7 Stunden bei oberhalb 30°C durchgeführt wird.
Verwendung von lebenden Mikroorganismen zur Herstellung eines flüssigen Produkts nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das flüssige Produkt eine Haltbarkeitsdauer bei 10°C von wenigstens 1 Monat aufweist, während der sich der pH des Produkts um weniger als 2 Punkte vermindert und/oder die Menge an lebenden Mikroorganismen um weniger als 2 logarithmische Einheiten abnimmt, wobei das flüssige Produkt einer Person die Vorteile von lebenden Probiotika bietet.
Verfahren zum Vertrieb von lebenden Mikroorganismen in einer konsumierbaren Form, wobei das Verfahren die Stufen des Vertriebs des Produkts nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7 umfasst.