EP2699109A1 - Prebiotische kohlenhydrat-zusammensetzungen - Google Patents
Prebiotische kohlenhydrat-zusammensetzungenInfo
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- A23L33/40—Complete food formulations for specific consumer groups or specific purposes, e.g. infant formula
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
- A61K31/70—Carbohydrates; Sugars; Derivatives thereof
- A61K31/715—Polysaccharides, i.e. having more than five saccharide radicals attached to each other by glycosidic linkages; Derivatives thereof, e.g. ethers, esters
- A61K31/716—Glucans
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- A—HUMAN NECESSITIES
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- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
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- A61K31/70—Carbohydrates; Sugars; Derivatives thereof
- A61K31/715—Polysaccharides, i.e. having more than five saccharide radicals attached to each other by glycosidic linkages; Derivatives thereof, e.g. ethers, esters
- A61K31/716—Glucans
- A61K31/718—Starch or degraded starch, e.g. amylose, amylopectin
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
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- A61K31/70—Carbohydrates; Sugars; Derivatives thereof
- A61K31/715—Polysaccharides, i.e. having more than five saccharide radicals attached to each other by glycosidic linkages; Derivatives thereof, e.g. ethers, esters
- A61K31/716—Glucans
- A61K31/721—Dextrans
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23V—INDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
- A23V2002/00—Food compositions, function of food ingredients or processes for food or foodstuffs
Definitions
- the invention relates to carbohydrate compositions containing galacto-oligosaccharides and glucans having basic structures of al-4 and / or al-6-linked glucose units used in the preparation of prebiotic-type foods or pharmaceuticals.
- Carbohydrates are used primarily to supply energy to the host organism.
- scientific research has shown that some carbohydrates perform additional functions that support certain biological processes. These substances are also used as basic substances for functional foods.
- foods and pharmaceuticals are increasingly being added to carbohydrates (so-called prebiotics) which have a prebiotic effect.
- prebiotics is understood as influencing the bacterial colonization, in particular of the large intestine.
- Prebiotics are characterized by the fact that they are not digested in the small intestine and thus reach the colon unabsorbed, where they are selectively digested by some bacteria and serve their diet.
- prebiotic substances specifically support only those microorganisms which have beneficial effects on the host organism.
- the intestinal flora is composed of several 1 00 bacterial species, the majority of which is present in the colon. At the same time, one only knows a selection of bacteria that can be detected outside the intestine. With modern DNA-based methods such. With metagenome analysis, one also tries to detect those bacteria about which so far very little is known. Nevertheless, classical bacteriological methods are still mainly used to detect the growth of bacteria and the suppression of pathogenic bacteria from stool sources in the laboratory.
- Some prebiotic substances belonging to carbohydrates are primarily metabolized by so-called bifidobacteria and lactic acid bacteria (such as Lactobacillus acidophilus) in the colon.
- these bacteria especially the bifidobacteria, selectively grow stronger than the other bacteria and in part suppress the growth of other bacteria, especially pathogenic bacteria. This is called a bifidogenic effect.
- positive health effects such as the suppression of diseases, a better prosperity etc. on the host organism are discussed.
- anti-pathogenic effects of prebiotics include a shorter duration of food in the intestine, a lowering of the cholesterol level, a less high glycemic response, an improvement in bone health (calcium absorption), one decreased energy intake, an improvement in the symptoms of chronic intestinal inflammation and a reduction in the risk of a disease of the intestinal cancer s.
- glucans having a basic structure of glucose units connected to a 1 -4 and / or a 1-6 can be combined much better with galactooligosaccharides for a prebiotic composition.
- the present invention therefore provides the use of a carbohydrate composition containing at least one galactooligosaccharide and at least one glucan having a basic structure of glucose units linked to al-4 and / or al-6 for the production of an agent having a prebiotic effect.
- this glucan is a water-soluble glucan.
- soluble carbohydrates are carbohydrates which form a homogeneous solution in the physical sense in water in a concentration of at least 1 g / L at room temperature (see Rompps Chemie Lexikon).
- Prebiotic carbohydrates or prebiotics according to the invention and according to the internationally accepted definition indigestible, ie non-absorbable from the small intestine of healthy humans food ingredients that selectively stimulate the growth and / or activity of a bacterial species or a limited number of bacterial species and thus a health-promoting effect on the host organism (Roberfroid, MC; Prebiotics: prefential substrates for specific germs), at J Clin Nutr 73 (suppl): 406S-409S (2001)).
- the invention is characterized in that in the combined use of galactooligosaccharides with glucans having a basic structure of al-4 and / or al-6 linked glucose units, a marked synergistic prebiotic effect occurs.
- the glucans used according to the invention are oligosaccharides and / or polysaccharides having at least 3 D-glucose monomers which are linked to one another by a glycosidic bond, in this case by an .alpha.-glycosidic bond. These may each be contained singly or in a mixture of two or more glucans in the carbohydrate composition.
- glucans are dextrans (al, 6-glucan + Glc branching (a-1,4 / 1,2 / 1,3)), mutans (a-1,6-glucan), glycogens (a-1,4- and ⁇ -1,6-glucan), pullulans ( ⁇ -1,4 and ⁇ , 6-glucan) and starches ( ⁇ -1,4 and ⁇ , 6-glucan (amylose, amylopectin)).
- carbohydrate compositions contain starches.
- the glucans used according to the invention are resistant starches, which in the Degradation of the resistant starches resulting degradation products and / or resistant Polydextrosen.
- Resistant starches most preferably used are resistant maltodextrins and / or resistant dextrins.
- Resistant starches are understood to mean substances formed chemically, like ordinary starches, and those resulting from the degradation of starch, which are normally not digestible, that is, which are not degradable by human digestive enzymes.
- the resistant starches are therefore starches and starch-forming products that are not sorbed by the small intestine of healthy people and therefore belong to the fiber.
- the resistant starches can be divided into four subspecies:
- Type 1 physically inaccessible starches (for example, grains and plant components)
- Type 2 native, granular starch with high crystallinity (for example from bananas)
- Type 3 partially highly crystalline starches (boiled) generated by retrogradation (gelatinization)
- Type 4 Chemically modified starches Of these so-called dietary fibers, positive effects are discussed by the corresponding bacteria, in particular by the formation of short-chain fatty acids as major end products of metabolism in the large intestine. These are the metabolites acetate, propionate and butyrate (D .L. Topping and P.M. Clifton; Short-chain fatty acids and human colonic function: Roles of resistant starch and non-starch polysaccharides; Physiol. Rev. 8 1: 103 1 - 1064 (2001)).
- butyrate has beneficial effects on intestinal functions, in particular on the development of intestinal cells, by being used predominantly as an energy substrate of the host organism.
- resistant starches The production of resistant starches is described, inter alia, for example in WO 2008/080630. This publication also contains further information on the molecular structure of resistant starches, on determination methods and on the sole use as a prebiotic dietary ingredient.
- water-soluble maltodextrins are also available on the market. These include, for example, the products Nutrio se-FB and Nutriose-FM (from Roquette, with a degree of polymerization DP of approx.> 10) and the product Fibersol-2 (from ADM / Matsutani), without restricting the general.
- water-soluble resitent dextrins / polydextroses are now available on the market. These include the products Litesse, Litesse-Two and Litesse-Ultra (by Danisco) and the product STA-LITE (by Töre & Lyle) (all with a DP degree of about> 12).
- modified resistant starches to improve the microbial colonization of the digestive tract has been described for example in EP 0 910 359.
- the prebiotic effect of resistant starch alone is well known.
- a combination of carbohydrates using resistant starch as a prebiotic combined product is also described, for example, in WO 2005/056023.
- the particularly effective prebiotic effect using the combination of galactooligosaccharides and resistant starches according to the invention has not been described anywhere.
- the carbohydrate composition according to the invention contains no fructooligosaccharides.
- the polydextroses are likely to specifically stimulate the bifidobacteria but not the lactobacilli (HM Probert, JHA Apaj alahti, N. Rautonen, J. Stowell, and GR Gibson; polydextrose, lactitol, and fructo-oligosaccharide fermentation by colonic bacteria in a three-stage continuous culture system; Appl.Environ.Microbiol. 70: 4505 - 45 1 1 (2004)) and selectively suppress bacteroid species.
- lactobacilli HM Probert, JHA Apaj alahti, N. Rautonen, J. Stowell, and GR Gibson
- polydextrose, lactitol, and fructo-oligosaccharide fermentation by colonic bacteria in a three-stage continuous culture system Appl.Environ.Microbiol. 70: 4505 - 45 1 1 (2004)
- the galactooligosaccharides according to the invention are water-soluble, oligosaccharide carbohydrates having 3 to 9 monosaccharide units, preferably having 3 to 6 monosaccharide units, the monosaccharide being mainly galactose, in particular D-galactose.
- the galactooligosaccharides are therefore preferably tri-tetra-, penta- or hexaoligosaccharides.
- ⁇ -galacto-oligosaccharides may each be contained singly or in a mixture of two or more galactooligosaccharides in the carbohydrate composition. It is particularly preferred to use ⁇ -galacto-oligosaccharides or ⁇ -galacto-oligosaccharides. Very particular preference is given to using ⁇ -galactooligosaccharides.
- Galacto-oligosaccharides are industrially produced using the enzyme beta-galactosidase by the so-called transglycosylation reaction. Therefore, they are also often referred to as transgalactooligosaccharides (TO S, TGO S).
- galactooligosaccharides according to the invention are the commercially available products Oligomate (Yakult) and Vivinal-GO S (DOMO / Frieslandfoods).
- Preferred mixtures for the prebiotic carbohydrate composition according to the invention contain 50-95% by weight of galactooligosaccharides and 5-50% by weight of .gtoreq.-4 and / or .alpha.-6 linked glucans.
- Particularly preferred is a composition of 80-90% by weight of galactooligosac and 20-10% by weight of glucans with glucose units connected from od -4 and / or al -6.
- Modified monomers can also be used for the carbohydrates used according to the invention. For example, it is possible to carry out enzymatic modification of galactooligosaccharides or glucans. Alternatively, it is also possible to make a technical modification. Further, the monomers or units constructed therefrom may also be modified by -O SO 3 H and / or -OPO 3 H groups.
- a composition according to the invention consisting of 80% by weight galactooligosaccharides (Vivinal-GO S, DOMO / Frieslandfoods) and 20% by weight resistant maltodextrins (Nutriose-FM, Roquette) was compared to 100% galactooligosaccharides or 100% resistant Maltodextrins were tested as part of an infant formula at a concentration of 4g per liter in 240 infants aged 6-8 months in a clinical trial.
- the clinical trial revealed that the composition of the present invention, the combination of galacto-oligosaccharides and resistant maltodextrins, had significantly more pronounced effects on the bacterial composition in the infant's stool compared to the same amount of each carbohydrate in the infant formula. Even with a doubling of the quantities In each case, the effect of the composition according to the invention could not be achieved.
- compositions of the invention may be included in the following products: infant formulas for premature infants and normal-weight infants, infant and pediatric infants, clinical foods, pharmaceuticals, and dietetic foods.
- the composition of the invention can make up a part of these products or replace conventional components.
- existing carbohydrates can be partially replaced or supplemented by the composition.
- lactose lactose
- lactose lactose
- the amount of the composition used according to the invention is adjusted according to age to specific daily amounts and the dosage form used.
- infant formula and infant formula for infants between 3 and 20 g of the composition of the invention per day are presented.
- Ratios may contain between 2-50 g of the composition of the invention per daily ration. This may be present as a component in both foods, dietetic foods, nutritional supplements, clinical foods and pharmaceuticals.
- the compositions according to the invention can also be provided in combination with other constituents, both liquid, solid, as a powder, as a spray-dried powder, as emulsions, as compressed tablets or in the form of capsules.
- composition according to the invention for various products is described below with reference to corresponding example formulations (all powder products) in detail.
- advertising for the exemplary diets the indivi- dual ingredient lists and the ingredients listed as tables.
- ingredients are prepared according to techniques well known to those skilled in the art, such as by mixing in the aqueous phase, homogenizing, pasteurizing, spray-drying and optionally dry-blending with the additional possibility of agglomerating the powders.
- Baby milk formula The formula given is the basis for a so-called starter diet, ie for a baby born normal from birth
- Skimmed milk 1 85 g demineralized whey powder 46, 7 g vegetable oils (contains soya ale-plant
- Vitamin A vitamins 695 ⁇ g
- the recipe given is the basis for a so-called follow-on milk 2, that is, for a diet that can be administered to normal-born infants after the 6th month.
- Emulsifier soya lecithin 655 mg
- Vitamin B12 0.54 ⁇
- Vitamin B12 ⁇ g 1.50 0.21
- a medicinal food is a food for sick infants, children and adults suffering from intestinal disorders (e.g., diarrhea).
- the following recipe is given for such a healing diet, liquid form can be administered.
- Vitamin D3 8.5 ⁇ g
- Vitamin B12 0.49 ⁇ g
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Verwendung einer Kohlenhydrat Zusammensetzung zur Herstellung eines Mittels mit prebiotischer Wirkung, wobei die Zusammensetzung als Kohlenhydrate neben Mono- und/oder Disacchariden mindestens ein Galactooligosaccharid und mindestens ein Glucan mit einer Grundstruktur aus α 1-4 und/oder α 1-6 verbundenen Glukoseeinheiten enthält.
Description
Prebiotische Kohlenhydrat-Zusammensetzungen
Die Erfindung betrifft Zusammensetzungen aus Kohlenhydraten, die Galactooligosaccharide und Glucane mit Grundstrukturen aus a l -4 und/oder a l -6 verbundenen Glukoseeinheiten enthalten, die zur Herstellung von Nahrungsmitteln oder Pharmazeutika mit prebiotischer Wirkung verwendet werden. Kohlenhydrate dienen in der Nahrung in erster Linie der Versorgung des Wirtsorganismus mit Energie. Wissenschaftliche Untersuchungen haben j edoch ergeben, dass einige Kohlenhydrate zusätzliche Funktionen erfüllen, die bestimmte biologische Vorgänge unterstützen. Diese Stoffe werden auch als Grundsub stanzen für funktionelle Nahrungsmittel einge- setzt. In den letzten Jahren werden deswegen zunehmend Nahrungsmitteln und Pharmazeutika solche Kohlenhydrate (sogenannte Prebiotica) zugesetzt, die eine prebiotische Wirkung haben. Unter einer prebioti- schen Wirkung wird eine Beeinflussung der bakteriellen Besiedelung insbesondere des Dickdarms verstanden.
Prebiotica zeichnen sich dadurch aus, dass sie im Dünndarm nicht verdaut werden und dadurch nicht resorbiert in den Dickdarm gelangen, dort selektiv von einigen Bakterien verdaut werden und deren Ernährung dienen. Prebiotische Stoffe unterstützen j edoch gezielt nur diej enigen Mikroorganismen, die nützliche Effekte auf den Wirtsorganismus ausüben.
Heute geht man davon aus, dass die Darmflora sich aus mehreren 1 00 Bakterienspezies zusammensetzt, deren Hauptmenge im Dickdarm vorhanden ist. Dabei kennt man zurzeit nur eine Auswahl von B akterien, die sich außerhalb des Darms nachweisen lassen. Mit modernen DNA- basierten Methoden z.B . mit der Metagenomanalyse versucht man auch diej enigen Bakterien nachzuweisen, über die man bisher sehr wenig weiß . Trotzdem werden zurzeit hauptsächlich noch klassische bakteriologische Methoden benutzt, um das Wachstum von Bakterien und die Unterdrückung pathogener B akterien aus Stuhlquellen im Labor nachzuweisen.
Einige prebiotische Stoffe, die zu den Kohlenhydraten gehören, werden in erster Linie von den so genannten Bifidobakterien und den Milchsäurebakterien (wie zum B eispiel Lactobacillus acidophilus) im Dickdarm umgesetzt. Dadurch wachsen diese Bakterien, insbesondere die Bifidobakterien, selektiv stärker als die anderen Bakterien und unterdrücken teilweise das Wachstum anderer Bakterien, insbesondere auch pathogener Bakterien. Dieses wird als ein bifidogener Effekt bezeichnet. Als Konsequenz des überwiegenden Wachstums von Bifidobakterium werden posi- tive gesundheitliche Wirkungen wie beispielsweise die Unterdrückung von Krankheiten, ein besseres Gedeihen etc. auf dem Wirtsorganismus diskutiert.
Generell werden anti-pathogene Effekte der Prebiotica diskutiert : Dazu gehören eine kürzere Verweildauer der Nahrung im Darm, eine Erniedri- gung des Cholesterinspiegels, eine weniger hohe glykämische Antwort, eine Verbesserung der Knochengesundheit (Calcium-Ab sorption), eine
erniedrigte Energieaufnahme, eine Verbesserung der Symptome bei chronischen Darmentzündungen und eine Verminderung des Risikos einer Erkrankung an Darmkreb s.
Eine gesundheitsbezogene Wirkung wird insbesondere bei der Säuglings- ernährung diskutiert. Die menschliche Muttermilch enthält deutliche Mengen an Kohlenhydraten mit prebiotischer Wirkung, wobei diese verschiedene, unterschiedliche molekulare Zusammensetzung aufweisen (D . Newburg, Oligosaccharides in human milk and bacterial colonisation; JPGN 30 : S 8- S 17 (2000)) . Bei der Herstellung von Säuglingsnahrungen hat sich in den letzten Jahren eine prebiotische Kohlenhydratmischung, bestehend aus langkettigen Fructooligosacchariden und Galactooligosacchariden, auf dem Markt durchgesetzt. Diese Mischung ist in der EP 1 105 002 offenbart. In dieser Anmeldung wurde ausdrücklich darauf hingewiesen, dass Kohlenhyd- rate/Saccharide, deren Glukoseeinheiten eine a l -4 und/oder in a l -6-
Bindung aufweisen, ausgenommen sind (vgl. z.B . Absatz [0040]) . Diese Einschränkung beruht auf der Tatsache, dass die damals verfügbaren Kohlenhydrate mit dieser Struktur unlöslich waren.
Die in der EP 1 105 002 beschriebene Kohlenhydratmischung wurde in umfangreichen klinischen Prüfungen eingesetzt und ihre bifidogene Wirkung dabei nachgewiesen (Moro G, Minoli I, Mosca M et al. ; Dosage- related bifidogenic effects of galacto- and fructooligosaccharides in formula-fed term infants; J Pediatr Gastroenterol Nutr 34 : 291 -295 (2002)) . In einer klinischen Studie mit Säuglingen konnte gezeigt werden, dass die bifidogene Wirkung auch von den Galactooligosacchariden alleine (also ohne den Zusatz von langkettigen Fructooligosacchariden) zu erreichen ist (S . Fanaro, B . Marten, R. Bagna, V. Vigi, C . Fabris, L. Pena- Quintana, F . Arguelles, K. E. Scholz- Ahrens, G. Sawatzki, R. Zelenka, J. Schrezenmeir, M. de Vrese, and E. Bertino; Galacto-oligosaccharides
Are Bifidogenic and Safe at Weaning : A Double-blind Randomized Mul- ticenter Study. JPGN 48 : 82-88, 2009) .
Längerkettige Fructooligosacchariden hab en sich dagegen als nicht bifi- dogen herausgestellt (Y. Bouhnik, L. Raskine, G. Simoneau et al. ; The capacity of nondigestible carbohydrates to stimulate fecal bifidobacteria in healthy humans : double-blind, randomized, parallel-group, dose- response relation study; Am. J. Clin. Nutr. 80 : 1658-64 (2004)) . Lediglich die Veränderung der weiteren bakteri ellen B esiedelung scheint mit der Zugabe der langkettigen Fructooligosacchariden zusammenzuhän- gen.
Es hat sich zudem herausgestellt, dass bei älteren Säuglingen und Erwachsenen insbesondere der Zusatz von Fructooligosacchariden zu leichten Flatulenzen führt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung i st es daher, Zusammensetzungen die eine verbesserte prebiotische Wirkung aufweisen zur Verfügung zu stellen.
Es war völlig überraschend und für den Fachmann in keiner Weise vorhersehbar, dass Glucane mit einer Grundstruktur aus a l -4 und/oder a l -6 verbundenen Glukoseeinheiten wesentlich besser mit Galactooligosac- chariden für eine prebiotische Zusammensetzung kombinierbar sind.
Darüber hinaus sind derartige Glucane etwa seit 2002 auch in wasserlö slicher Form erhältlich.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher die Verwendung einer Kohlenhydrat-Zusammensetzung enthaltend mindestens ein Galactooli- gosaccharid und mindestens ein Glucan mit einer Grundstruktur aus a l -4 und/oder a l -6 verbundenen Glukoseeinheiten zur Herstellung eines Mittels mit prebiotischer Wirkung. Vorzugsweise handelt es sich bei diesem Glucan um ein wasserlö sliches Glucan.
Gemäß der Erfindung sind lösliche Kohlenhydrate solche Kohlenhydrate, die in Wasser in einer Konzentration von mindestens 1 g/L bei Raumtemperatur eine homogene Lösung im physikalischen Sinne bilden (vgl. Römpps Chemie Lexikon). Prebiotisch wirkende Kohlenhydrate bzw. Prebiotica sind erfindungsgemäß und gemäß der international gebräuchlichen Definition unverdauliche, d.h. vom Dünndarm gesunder Menschen nicht absorbierbare Bestandteile der Nahrung, die Wachstum und/oder Aktivität einer Bakterienspezies beziehungsweise einer begrenzten Anzahl von Bakterienspe- zies selektiv stimulieren und dadurch eine gesundheitsfördernde Wirkung auf den Wirtsorganismus ausüben (Roberfroid, M.C.; Prebiotics: prefe- rential Substrates for specific germs?; Am J Clin Nutr 73(suppl): 406S- 409S (2001)).
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass bei der kombinierten Verwendung von Galactooligosacchariden mit Glucanen mit einer Grundstruktur aus al-4 und/oder al-6 verbundenen Glukoseeinheiten eine deutliche synergistische prebiotische Wirkung auftritt.
Bei den erfindungsgemäß verwendeten Glucanen handelt es sich um Oli- go- und/oder Polysaccharide mit mindestens 3 D-Glucose Monomeren, die durch eine glycosidische, hier durch eine α-glycosidische Bindung miteinander verknüpft sind. Diese können jeweils einzeln oder in einer Mischung aus zweien oder mehreren Glucanen in der Kohlenhydrat- Zusammensetzung enthalten sein. Besonders bevorzugte Glucane sind Dextrane (a-l,6-Glucan + Glc Verzeigung (a-1,4/1,2/1,3)), Mutane (a- 1,6-Glucan), Glycogene (a-1,4- und a- 1 ,6-Glucan), Pullulane (a-1,4- und a-l,6-Glucan) und Stärken (a-1,4- und a-l,6-Glucan (Amylose, Amylo- pectin)). Ganz besonders bevorzugt enthalten die Kohlenhydrat- Zusammensetzungen Stärken.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei den erfindungsgemäß verwendeten Glucanen um resistente Stärken, die beim
Abbau der resistenten Stärken entstehenden Abbauprodukte und/oder resistente Polydextrosen. Als resistente Stärken werden ganz besonders bevorzugt resistente Maltodextrine und/oder resistente Dextrine verwendet. Unter resistenten Stärken versteht man chemisch wie gewöhnliche Stärken aufgebaute Sub stanzen und die beim Abbau von Stärke entstehenden Produkte, die normalerweise nicht verdaubar sind, d. h. die durch menschliche Verdauungsenzyme nicht abbaubar sind. Die resistenten Stärken sind also Stärken und beim Abbau von Stärke entstehende Pro- dukte, die nicht vom Dünndarm gesunder Menschen ab sorbiert werden und die damit zu den Ballaststoffen zählen.
Die resistenten Stärken können in vier Unterarten eingeteilt werden:
- Typ 1 : physikalisch nicht zugängliche Stärken (z.B . aus Körnern und Pflanzenbestandteilen)
- Typ 2 : native, granuläre Stärke mit hoher Kristallinität (z.B . aus Bananen)
- Typ 3 : durch Retrogradation (Verkleisterung) generierte partiell hochkristalline Stärken (gekocht)
- Typ 4 : chemisch modifizierte Stärken Von diesen so genannten B allaststoffen werden positive Effekte insbesondere durch die Bildung kurzkettiger Fettsäuren als Hauptendprodukte der Verstoffwechselung im Dickdarm durch die entsprechenden B akterien diskutiert. Es handelt sich dabei um die Stoffwechselprodukte Acetat, Propionat und Butyrat (D .L. Topping and P .M. Clifton; Short-chain fatty acids and human colonic function: Roles of resistant starch and non- starch Polysaccharides; Physiol. Rev. 8 1 : 103 1 - 1064 (2001 )) . Insbesondere das Butyrat hat positiven Wirkungen auf Darmfunktionen, insbesondere auf die Entwicklung der Darmzellen, indem es überwiegend al s Energiesub strat des Wirtsorgani smus benutzt wird. Diese Fettsäuren sind insbesondere für die kontinuierliche Regeneration der Darmschleimhaut notwendig. Ebenso hemmt das gebildete Butyrat die Zellteilung von
Kreb szellen. Somit sind prebiotische Kohlenhydrate, aus denen solche kurzkettigen Fettsäuren durch die Darmflora gebildet werden können, für den Wirtsorganismus sehr wertvoll.
Die Herstellung von resistenten Stärken wird unter anderem zum Bei- spiel in der WO 2008/080630 beschrieben. In dieser Druckschrift findet man auch weitere Angaben zum molekularen Aufbau resistenter Stärken, zu Bestimmungsmethoden und zu der alleinigen Verwendung als prebio- tischer Nahrungsbestandteil .
Ohne Einschränkung der Allgemeinheit sind typi sche derzeit auf dem Markt befindliche Produkte dieser resistenten Stärke C * Actistar (von
Cerestar), Novelo se, HI-MAIZE 260 oder HI-MAIZE 1043 (von National Starch) .
Neuerdings werden auch wasserlösli che resi stente Maltodextrine auf dem Markt angeboten. Dazu zählen ebenfalls ohne Einschränkung der Allge- meinheit beispielsweise die Produkte Nutrio se-FB und Nutriose-FM (von Roquette, mit einem Polymeri sationsgrad DP von ca. > 10) und das Produkt Fibersol-2 (von ADM/Matsutani) . Ebenso sind j etzt wasserlösliche resi stente Dextrine/Polydextrosen auf dem Markt erhältlich. Dazu gehören die Produkte Litesse, Litesse-Two und Litesse-Ultra (von Danisco) und das Produkt STA-LITE (von Täte & Lyle) (alle mit einem Polymerisationsgrad DP von ca. > 12) .
Die Anwendung modifizierter resistenter Stärken zur Verbesserung der mikrobiellen Besiedelung des Verdauungstraktes ist zum B eispiel in der EP 0 910 359 beschrieben worden. Somit i st die prebioti sche Wirkung von resistenter Stärke alleine durchaus bekannt. Auch eine Kombination von Kohlenhydraten unter Verwendung resistenter Stärke als prebioti- sches kombiniertes Produkt ist beispielsweise in der WO 2005/056023 beschrieben. Jedoch wurde die besonders effektive prebiotische Wirkung unter Verwendung der erfindungsgemäßen Kombination von Galactooli- gosacchariden und resistenten Stärken bisher nirgends beschrieben.
Neben der bereits zuvor beschriebenen prebiotischen Kombination von Galactooligosacchariden mit Fructooligosacchariden in der EP 1 105 002 wurden in der WO 2006/ 134409 prebiotische Kombinationen von Fructooligosacchariden mit einer Vielzahl anderer Kohlenhydrate (so z. B . gewöhnlichen (nicht resistente) Stärken und deren Hydrolysate, unverdauliche Polydextrosen, Galactooligosacchariden und weitere Sub stanzen) beschrieben, wobei grundsätzlich als eine Komponente ein oder mehrere Fructooligosaccharide immer vorhanden sein müssen.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die erfindungsgemäße Kohlenhydrat-Zusammensetzung j edoch keine Fructooligosaccharide.
Werden Kohlenhydrate, in deren Grundstruktur die Glukoseeinheiten in od -4 und/oder in al -6-Bindung verbunden sind, mit Galactooligosacchariden kombiniert, so ergibt sich überraschenderweise ein wesentlich ausgeprägter bifidogener Effekt, das heißt, dass bereits bei kleineren Zugabemengen der erfindungsgemäßen Kombination zu Nahrungsmitteln oder Pharmazeutika ein Effekt erzielt wird, der erst bei wesentlich höheren Konzentrationen der Einzelstoffe (Galactooligosacchariden oder resistente Stärken/Maltodextrine/Dextrine) zu erzielen wäre.
Darüber hinaus waren im Gegensatz zu der Kombination der Galactooli- gosaccharide mit den Fructooligosacchariden bei den mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung (also einer Kombination aus Galactooligosacchariden) und resistenten Stärken und/oder Polydextrosen) behandelten Personen, insbesondere bei Säuglingen, wesentlich weniger Flatulenzen zu beobachten. Zusätzlich konnten in den Stuhlproben deutlich er- höhte Werte an Butyrat nachgewiesen werden.
Die Polydextrosen stimmulieren dabei wahrscheinlich spezifisch die Bifidobakterien, nicht j edoch die Lactobazillen (H.M. Probert, J.H. A. Apaj alahti, N. Rautonen, J. Stowell, and G.R. Gib son; Polydextrose, lactitol, and fructo-oligosaccharide fermentation by colonic bacteria in a
three-stage continuous culture System; Appl.Environ.Microbiol . 70 : 4505 - 45 1 1 (2004)) und unterrücken gezielt bacteroide Spezies.
Bei den erfindungsgemäßen Galactooligosacchariden handelt es sich um wasserlö sliche, oligosaccharidische Kohlenhydrate mit 3 bis 9 Monosac- charideinheiten, bevorzugt mit 3 bis 6 Monosaccharideinheiten, wobei als Monosaccharid hauptsächlich die Galactose, insbesondere die D- Galactose vorliegt. Bei den Galactooligosacchariden handelt es sich demnach um bevorzugt Tri- Tetra-, Penta- oder Hexaoligsaccharide.
Diese können j eweils einzeln oder in einer Mischung aus zweien oder mehreren Galactooligosacchariden in der Kohlenhydrat- Zusammensetzung enthalten sein. B esonders bevorzugt werden a- Galactooligosaccharide oder ß-Galactooligosaccharide verwendet. Ganz besonders bevorzugt werden ß-Galactooligosaccharide verwendet.
Galactooligosacchariden (auch GO S genannt) werden unter Verwendung des Enzyms beta-Galactosidase durch die so genannte Transglycosylie- rungsreaktion industriell hergestellt. Deswegen werden sie auch häufig als Transgalactooligosacchariden (TO S, TGO S) bezeichnet. Die erfindungsgemäß verwendeten Galactoologosaccharide weisen ohne Einschränkung der Allgemeinheit beispielsweise folgende molekulare Struk- tur auf: a-D-Glucose( l -4)-ß-D-Galactose[-( l -6)-ß-D-Galactose]n mit n= l bi s 4
B ei spiele für die erfindungsgemäßen Galactooligosaccharide sind die handelsmäßig verfügbaren Produkte Oligomate (Yakult) und Vivinal- GO S (DOMO/Frieslandfoods) . Bevorzugte Mi schungen für die erfindungsgemäße prebiotische Kohlenhydrat-Zusammensetzung enthalten 50-95 Gew. -% Galactooligosaccharide und 5 -50 Gew. -% od -4 und/oder al -6 verbundene Glucane. Besonders bevorzugt ist eine Zusammensetzung aus 80-90 Gew. -% Galactooligosac-
chariden und 20- 10 Gew. -% Glucane mit aus od -4 und/oder al -6 verbundenen Glucoseeinheiten.
Für die erfindungsgemäß verwendeten Kohlenhydrate können auch modifizierte Monomere verwendet werden. B ei spielsweise ist es möglich eine enzymatische Modifikation der Galactooligosacchariden oder der Glucane durchzuführen. Alternativ ist es auch möglich eine technische Modifikation vorzunehmen. Ferner können die Monomere oder die daraus aufgebauten Einheiten auch durch -O SO3H und/oder -OP03H-Gruppen modifiziert sein. Eine erfindungsgemäße Zusammensetzung, bestehend aus 80 Gew. -% Galactooligosacchariden (Vivinal-GO S, DOMO/Frieslandfoods) und 20 Gew. -% resistenten Maltodextrinen (Nutriose-FM, Roquette), wurde im Vergleich zu 100 % Galactooligosacchariden oder 100 % resi stenten Maltodextrinen al s Bestandteil einer Säuglingsmilchnahrung in einer Konzentration von 4g pro Liter bei 240 Säuglingen in einem Alter von 6- 8 Monaten in einer klinischen Studie getestet. Die Ergebnisse bezüglich der nachgewiesenen Bakterienmengen (log = logarithmierte Anzahl an Bakterien pro g Stuhl) sind in der folgender Tabelle dargestellt :
GO S = Vivinal-GO S, DOMO/Frieslandfoods; rMD = Nutriose-FM, Roquette
Überraschenderweise stellte sich bei der klinischen Prüfung heraus, dass die erfindungsgemäße Zusammensetzung, der Kombination aus Galactooligosacchariden und resistenten Maltodextrinen, verglichen mit der j eweils gleichen Menge der einzelnen Kohlenhydrate in der Säuglingsnah- rung deutlich ausgeprägtere Effekte auf die Bakterienzusammensetzung im Stuhl der Säuglinge hatte. Sogar bei einer Verdoppelung der Mengen
der j eweiligen Einzelsub stanzen konnte der Effekt der erfindungsgemäßen Zusammensetzung nicht erreicht werden.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können in folgenden Produkten enthalten sein : Säuglingsnahrungen für frühgeborene Säuglinge und für normalgewichtige Säuglinge, Nahrungen für Säuglinge und Kinder, klinische Nahrungen, pharmazeutische Produkte und diätetische Nahrungsmittel. Dabei kann die erfindungsgemäße Zusammensetzung einen Teil dieser Produkte ausmachen oder gebräuchliche Komponenten ersetzen. So kön- nen insbesondere bereits vorhandene Kohlenhydrate teilweise ersetzt werden oder durch die Zusammensetzung ergänzt werden. So kann beispielsweise das Haupt-Kohlenhydrat in S äuglingsmilchnahrungen, die Lactose (Milchzucker), teilweise durch eine erfindungsgemäße Mischung ersetzt werden. Die Menge der erfindungsgemäß verwendeten Zusammensetzung wird j e nach Alter auf bestimmte Tagesmengen und die verwendete Darreichungsform eingestellt. So werden in einfachen Nahrungssupplementen, Säuglingsanfangsnahrung und Säuglingsfolgenahrungen für Säuglinge zwischen 3 und 20 g der erfindungsgemäßen Zusammensetzung pro Tag dargereicht. Produkte für Erwachsene können zwischen 2-50 g der erfindungsgemäßen Zusammensetzung pro Tagesration enthalten. Diese kann als ein B estandteil sowohl in Nahrungsmitteln, diätetische Nahrungsmitteln, Nahrungssupplementen, klinische Nahrungen und pharmazeutischen Produkten vorhanden sein. Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können auch in Kombination mit anderen Bestandteilen sowohl flüssig, fest, als Pulver, als sprühgetrocknetes Pulver, als Emulsionen, als ge- presste Tabletten oder in Form von Kap seln bereit gestellt werden.
Die Verwendung der erfindungsgemäß hergestellten Zusammensetzung für verschiedene Produkte wird nachfolgend anhand entsprechender Beispielrezepturen (alles Pulver-Produkte) im Detail ausgeführt. Dabei wer-
den für die beispielhafte Nahrungen die j eweiligen Zutatenlisten und die Inhaltsstoffe als Tabellen aufgeführt.
Die j eweiligen Zutaten werden gemäß dem Fachmann geläufigen Verfahren, wie beispielsweise durch Mischen in der wässrigen Phase, Homogenisieren, Pasteurisieren, Sprühtrocknen und eventuell notwendigem Tro- cken-Mischen mit der zusätzlichen Möglichkeit der Agglomerisation der Pulver hergestellt.
Die vollständige Offenbarung aller vor- und nachstehend aufgeführten Anmeldungen, Patente und Veröffentlichungen sind durch Bezugnahme in diese Anmeldung eingeführt.
Auch ohne weitere Ausführungen wird davon ausgegangen, dass ein Fachmann die obige Beschreibung im weitesten Umfang nutzen kann. Die bevorzugten Ausführungsformen und Beispiele sind deswegen lediglich als beschreibende, keineswegs als in irgendeiner Weise limitierende Offenbarung aufzufassen.
Beispiele
1. Säuglings milchnah rung Die angegebene Rezeptur ist Grundlage für eine sogenannte Anfangsnahrung, das heißt für eine Nahrung die von Geburt an normalgeborenen
Säuglingen verabreicht werden kann.
Menge
Zutat Klasse Einheit
(gerundet)
entrahmte Milch 1 85 g entmineralisiertes Molkenpulver 46, 7 g pflanzliche Öle (enthält Soj ale- pflanzliche
25 , 3
cithin) Öle g
Galacto-Oligosaccharidsirup 8, 7 g resistentes Maltodextrin 1 , 1 g
Calciumorthophosphate 450 mg
Calciumcarbonat 305 mg
Kaliumchlorid 260 mg
Cholinhydrogentartrat 175 mg tierisches Öl (Fischöl) tierische Öle 170 mg
Vitamin C Vitamine 63 mg
Magnesiumcarbonat 60 mg
Natriumchlorid 27 mg
Taurin 25 mg
Natriumeitrat 20 mg
Eisensulfat 13 mg
Stabilisator: L(+)-Milchsäure 13 mg
Inositol 1 1 mg
Zinksulfat 8, 9 mg
Niacin Vitamine 5 , 0 mg
Pantothensäure Vitamine 2, 6 mg
Vitamin E Vitamine 1 , 5 mg
Vitamin B 1 Vitamine 760 μg
L-Lysin 71 5 μg
Vitamin A Vitamine 695 μg
Kupfersulfat 595 μg
Vitamin B6 Vitamine 525 μg
Vitamin B2 Vitamine 295 μg
Kaliumjodat 140 μg
Folsäure Vitamine 110 μg
Mangansulfat 93 μg
Vitamin Kl Vitamine 42 μg
Natriumselenat 13 μg
Biotin Vitamine 11 μg
Vitamin D3 Vitamine 9,7 μg
Vitamin B12 Vitamine 0,63 μg
Durch die Auswahl der zuvor angegebenen Zutaten ergibt sich eine Nahrung mit folgenden Inhaltsstoffen:
Taurin mg 30 4,1
2. Säuglingsfolgemilch
Die angegebene Rezeptur ist Grundlage für eine sogenannte Folgemilch 2, das heißt für eine Nahrung, die normalgeborenen Säuglingen nach dem 6. Monat verabreicht werden kann.
Zutat pro 100 g Pulver:
entrahmte Milch 180
entmineralisiertes Molkenpulver 31,5
pflanzliche Öle 23,1
Stärke -5 -r
Galacto-Oligosaccharidsirup 8,8 ß
Lactose 2,4 ß
Glukosesirup 1,2 ß
resistentes Maltodextrin 1,1 ß
Emulgator: Sojalecithin 655 mg
Calciumcarbonat 560 mg
Kaliumchlorid 250 mg
Natriumeitrat 220 mg
Calciumorthophosphate 190 mg
Kaliumeitrat 110 mg
Vitamin C 93 mg
L-Phenylalanin 51 mg
Magnesiumcarbonat 47 mg
L-Tryptophan 29 mg
Taurin 27 mg
Eisenlactat 24 mg
Zinkoxid 5,1 mg
Niacin 4,9 mg
Pantothensäure 1,6 mg
Vitamin E 1,4 mg
Kupfersulfat 700 β
Vitamin A 605 β
Vitamin B 1 565 β
Zinksulfat 510 β
Vitamin B6 485 μβ
Vitamin B2 160 μβ
Kaliumjodat 130 μβ
Mangansulfat 86 μβ
Folsäure 72 μβ
Vitamin Kl 46 μβ
Natriumselenat 30 μβ
Biotin 12 μβ
Vitamin D3 9,5 μβ
Vitamin B12 0,54 β
Durch die Auswahl der zuvor angegebenen Zutaten ergibt sich eine Nahrung mit folgenden Inhaltsstoffen:
pro 100 ml Nahrung pro 100 g (14,0 g Pulver
Inhaltsstoffe Pulver + 90 ml Wasser)
Brennwert kJ 2037 285
kcal 486 68
Vitamin B2 μg 770 108
Vitamin B6 μg 455 64
Vitamin B12 μg 1,50 0,21
Vitamin C mg 76 11
Niacin μg 4330 606
Pantothensäure μg 2850 399
Folsäure μg 75 11
Biotin μg 15 2,1
Cholin mg 103 14
Inositol mg 27 3,8
Taurin mg 30 4,2
L-Carnitin mg 16 2,2
3. Heilnahrung
Eine Heilnahrung ist eine Nahrung für kranke Kleinkinder, Kinder und Erwachsene, die an intestinalen Störungen (z.B. Diarrhöen) erkrankt sind. Die folgende Rezeptur ist für eine solche Heilnahrung angegeben, flüssiger Form verabreicht werden kann.
Zutat Menge (gerundet) Einheit
entrahmte Milch 185 g
Bananenpulver 15,3 g
Glukosesirup 14,2 g
pflanzliche Öle 13,8 g
Stärke 13,0 g
Maltodextrin 9,7 g
Galacto-Oligosaccharid sirup 8,7 g
Milcheiweiß 5,9 g
Reisquellmehl 3,0 g
resistentes Maltodextrin 1,1 g
Natriumeitrat 335 mg
Calciumcarbonat 250 mg
L-Cystin 90 mg
Natriumchlorid 75 mg
Vitamin C 56 mg
Magnesiumcarbonat 49 mg
Eisendiphosphat 19 mg
Inositol 16 mg
Niacin 6,2 mg
Kaliumeitrat 4,7 mg
Vitamin E 3,4 mg
Zinkoxid 3,0 mg
Pantothensäure 2,1 mg
Kupfersulfat 640 μg
Vitamin B2 590 μg
Vitamin A 545 μg
Vitamin B 1 510 μg
Vitamin B6 440 μg
Kaliumjodat 135 μg
Folsäure 48 μg
Vitamin Kl 42 μg
Natriummolybdat 27 μg
B iotin 11 μg
Vitamin D3 8,5 μg
Natriumselenat 1,9 μg
Vitamin B12 0,49 μg
Durch die Auswahl der zuvor angegebenen Zutaten ergibt sich eine Nahrung mit folgenden Inhaltsstoffen:
Claims
1. Verwendung einer Kohlenhydrat-Zusammensetzung zur Herstellung eines Mittels mit prebiotischer Wirkung, wobei die Zusammenset- zung als Kohlenhydrate neben Mono- und/oder Disacchariden mindestens ein Galactooligosaccharid und mindestens ein Glucan mit einer Grundstruktur aus al-4 und/oder al-6 verbundenen Glukoseeinheiten enthält.
2. Verwendung der Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Glucane wasserlöslich sind.
3. Verwendung der Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Glucanen um resistente Stärken, die beim Abbau der resistenten Stärken entstehenden Abbauprodukte und/oder um resistente Polydextrosen handelt.
4. Verwendung der Zusammensetzung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den resistenten Stärken um resistente Maltodextrine und/oder resistente Dextrine handelt.
5. Verwendung der Zusammensetzung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung keine Fructooligosaccharide enthält.
6. Verwendung der Zusammensetzung nach mindestens einem der
Ansprüche 1 bis 5 , dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung keine weiteren Oligosaccharide enthält.
7. Verwendung der Zusammensetzung nach mindestens einem der
Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung 50-95 Gew. -% Galactooligosaccharide und 5 -50 Gew. -% Gluca- ne enthält.
8. Verwendung der Zusammensetzung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung 80-90 Gew. -% Galactooligosaccharide und 10-20 Gew. -% Glucane enthält.
9. Verwendung einer Zusammensetzung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung ferner einen oder mehrere B estandteile ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Proteinen, Fetten, Kohlenhydraten, Mineralstoffen, Spurenelementen und Vitaminen enthält.
10. Verwendung einer Zusammensetzung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Mittel um ein Nahrungsmittel oder um ein Pharmazeutikum handelt.
1 1 . Verwendung einer Zusammensetzung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Nahrungsmittel um eine Säuglingsmilchnahrung handelt.
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