ES2243965T3

ES2243965T3 - Procedimiento de secado mediante pulverizacion.

Info

Publication number: ES2243965T3
Application number: ES97201703T
Authority: ES
Inventors: Niklaus Meister; Jurg Aebischer; Martin Vikas; Kurt Eyer; David De Pasquale
Original assignee: Societe des Produits Nestle SA; Nestle SA
Current assignee: Societe des Produits Nestle SA; Nestle SA
Priority date: 1996-07-09
Filing date: 1997-06-05
Publication date: 2005-12-01
Anticipated expiration: 2017-06-05
Also published as: CN1074255C; BR9703941A; ATE298363T1; PT818529E; DE69733594D1; NZ328264A; AU728199B2; CA2208727C; JP4219998B2; AU2851597A; MX9705129A; CN1173974A; EP0818529A1; EP0818529B1; AR007832A1; DK0818529T3; RU2187943C2; US6010725A; JPH1057031A; MY117240A

Abstract

PROCEDIMIENTO DE SECADO POR PULVERIZACION, EN EL QUE SE PREPARA UNA COMPOSICION QUE COMPRENDE MICROORGANISMOS BENEFICIOSOS PARA LA SALUD HUMANA Y SE LA REDUCE A POLVO POR PULVERIZACION EN UN DISPOSITIVO DE SECADO POR PULVERIZACION QUE TIENE UNA TEMPERATURA DE ENTRADA DE AIRE CALIENTE DE 200-400 (GRADOS) C Y UNA TEMPERATURA DE SALIDA DE AIRE DE 40-90 (GRADOS) C, ESTANDO EL TIEMPO DE RESIDENCIA DE LA COMPOSICION EN EL DISPOSITIVO AJUSTADO PARA OBTENER AL MENOS EL 1% DE SUPERVIVENCIA DE LOS MICROORGANISMOS DESPUES DEL SECADO.

Description

Procedimiento de secado mediante pulverización.

La presente invención, tiene por objeto un nuevo procedimiento de secado mediante pulverización, de una composición que comprende microorganismos.

Estado actual de la técnica

La industria, tiene necesidad de disponer de procedimientos para secar microorganismos, los cuales sean fáciles de aplicar y que sean económicos. El secado mediante pulverización, consiste generalmente en pulverizar, en un recinto, una suspensión de microorganismos, bajo la acción de un flujo caliente, comprendiendo el recinto, a dicho efecto, una entrada de aire caliente, una salida para la evacuación de aire, y una salida de recuperación de la materia en forma de polvo, de los microorganismos secados.

El secado de los microorganismos por pulverización, presenta, mientras tanto, el inconveniente de dañar, o incluso matar, los microorganismos, desde el momento en el que, la temperatura de secado, es demasiado elevada.

La patente estadounidense US 3985901 (Instituto de Biología aplicada), explica, en efecto, el hecho de que, una temperatura de un valor comprendido dentro de unos márgenes que van de 180ºC a 300ºC, en la entrada de un dispositivo de pulverización, es susceptible de poder matar a todos los organismos vivos. Estas observaciones, se confirman, igualmente, en la patente europea EP 298 605 (Unilever: página 2, líneas 43-48), y en la patente europea EP 63 483 (Scottish Milk Marke: página I, líneas 14-21).

Ciertas especies de bacterias lácticas, no obstante, son termorresistentes de una forma natural, es decir que, éstas, son capaces de resistir temperaturas elevadas. Chopin et al., han demostrado, también, el hecho de que, se puede secar, mediante pulverización, a una temperatura de 215ºC, un cultivo que produce esporas, de Microbacterium lacticum, y obtener un poco más de un 10% de supervivencia, después del secado (Canadian J. Microb. 23, 755-762, 1977). Desafortunadamente, esas especies, hacen generalmente parte de la flora contaminante de los alimentos, la cual es responsable de la aparición de malos sabores. Estas bacterias lácticas termorresistentes, no se han adaptado, por lo tanto, a la alimentación humana. (In "Fundamentaly of Food Microbiology", Marion L. Fields. AVI Publishing Comp. Wsetport, 1979).

Como conclusión, la temperatura de secado mediante pulverización es, de este modo, uno de los factores limitativos de la viabilidad de los microorganismos utilizados tradicionalmente en la fermentación de los productos alimentarios. Puede además remarcarse el hecho de que, todos los procedimientos clásicos de secado de microorganismos mediante pulverización, utilizan, en la práctica, una temperatura de entrada de aire caliente del orden de 100-180ºC. Además, estos procedimientos, recurren, igualmente, a agentes de protección, con objeto de mantener en vida los microorganismos secados.

El documento de patente NL 7 413 373 (DSO Pharmachim), describe, efectivamente, un procedimiento de secado mediante pulverización, de cereales fermentados por bacterias lácticas, en el cual, las temperaturas de entrada y de salida de aire son, respectivamente, de 150ºC y de 75ºC

El documento de patente JP 3 008 830 (Tokio Yakult Seizo), describe, además, un procedimiento de secado de microorganismos por pulverización, en el cual, se utiliza una temperatura de entrada de aire, del orden de 120-155ºC, una temperatura de salida del aire del orden de 40-55ºC, y agentes químicos de protección.

El documento de patente JS 7 047 443 (Minami Nippon Rakum), describe un procedimiento de secado similar, en donde, las temperaturas de entrada y de salida del aire, son, respectivamente, del orden de 105-150ºC y de 55-70ºC.

Los documentos de patente J 02 086 766, J 02 086 767, J 02 086 768, J 02 086 769 y J 02 086 770 (todos ellos de "Kubota"), describen, todos ellos, procedimientos de secado de microorganismos por pulverización, en los cuales, las temperaturas de entrada y de salida de aire son, respectivamente, del orden de 110-180ºC y de 70-75ºC.

Finalmente, los documentos de patente SU 724 113 (Kiev Bacterial Prep.), SU 1 097 253 (Protsishin et al.), SU 1 227 145 (Protsishin et al.), SU 1 292 706 (Appl. Biochem. Res.) y SU 1 581 257 (Diryland Food Labs.), describen todos ellos, también, procedimientos de secado mediante pulverización, de un cultivo de bacterias, en los cuales, las temperaturas de entrada y de salida son, respectivamente, del orden de 60-165ºC y de 30-75ºC.

Debe subrayarse el hecho de que limitar la temperatura de secado a un valor de menos de 200ºC, en el momento de un secado de microorganismos mediante pulverización, limita, en otro tanto, el rendimiento del procedimiento. El objetivo de la presente invención, es el de paliar este inconveniente.

Johnson J.A.C. y Etzel M.R., 1995, 78 : 761-768, describen un procedimiento de secado, en el cual, la temperatura de entrada del aire, es de 220ºC.

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La publicación de Labuza T.P. et al., 1970, 12 : 135-140, concierne al secado mediante pulverización, de levaduras, en el cual, la temperatura de entrada del aire, es de 250ºC.

Resumen de la invención

A dicho efecto, la presente invención, se refiere a un procedimiento de secado, por pulverización, en el cual, se prepara una composición que comprende microorganismos beneficiosos para la alimentación humana, y ésta, se reduce a materia en forma de polvo, mediante pulverización, en un dispositivo de secado por pulverización, el cual tiene una temperatura de entrada de aire caliente, de un valor de 200-400ºC, y una temperatura de salida de aire, de un valor de 40-90ºC, ajustándose, el tiempo de permanencia del cultivo, de tal forma que se obtenga, por lo menos, un porcentaje del 1% de supervivencia de los microorganismos, después del secado.

Se ha encontrado, de una forma sorprendente, el hecho de que, un dispositivo de secado por pulverización que tiene una temperatura de entrada de aire superior a 200ºC, e incluso superior a 300ºC, no daña o daña sólo muy poco, a los microorganismos beneficiosos para la alimentación humana, siempre y cuando, el tiempo de permanencia de las pequeñas gotas, en el dispositivo, sea lo suficientemente corto, con el fin de que, la temperatura interna de las células, no se convierta en letal. Se ha observado, en efecto, el hecho de que, la temperatura interna de las gotitas pulverizadas, puede no exceder de un valor de 40-70ºC, a causa del enfriamiento provocado por la evaporación del agua. La invención, reside así, de esta forma, en la selección de las condiciones operativas para que, las gotitas pulverizadas, lleguen en forma seca, únicamente, en la salida del dispositivo de secado.

Se ha constatado el hecho de que, un secado muy rápido de los microorganismos, favorece una buena supervivencia. La utilización de temperaturas de entrada de aire elevadas, puede también conducir a un secado casi instantáneo.

Se ha observado, igualmente, el hecho de que, se obtienen excelentes supervivencias de los microorganismos, cuando se pulveriza conjuntamente un cultivo de microorganismos y una composición alimenticia.

Descripción detallada de la invención.

Para poner práctica el presente procedimiento, se prepara un cultivo de un microorganismo, el cual puede ser una bacteria, una levadura, un hongo o una mezcla de estos microorganismos. La persona experta en este arte de la técnica, estará en disposición de poder seleccionar el medio de cultivo, el cual sea el más adaptado al crecimiento de estos microorganismos.

De una forma preferente, se prepara un cultivo de por lo menos un microorganismo elegido de entre el grupo formado por las bacterias lácticas beneficiosas para la salud humana, principalmente, las bifidobacterias, tales como la Bifidobacterium infantis, los lactococos, tales como el Lactococcus lactis, subespecie lactics, el lactococcus lactis, subespecie cremoris, el Lactococcus lactis subespecie lactic biovar diacetylactis, los estreptococos, tales como el Streptococcus thermophilus, el Streptococcus faecalis, lactobacilos, tales como el Lactobacillus delbrueckii subespecie bulgaricus, Lactobacillus acifophilus (los cuales comprenden 6 sub-grupos, de entre los cuales L.johnsonit; véase Fujisawa et al., Int. J. Syst. Bact., 42. 487-491, 1992), el lactobacillus helveticus, el Lactobacillus farciminis, el Lactobacillus alimentarius, el Lactobacillus casei, subespecie casei, el Lactobacillus delbruckii, subespecie lactis, el Lactobacillus sake, el Lactobacillus curvatus, los pediococos, tales como el Pediococcus pentasaceus, el Pediococcus acidilactici, el Pediococcus halophilus, los estafilococos, tales como el Staphilococcus xilossus, el Staphilococcus carnosus, los microorganismos tales como el Micrococcus varians; las levaduras, especialmente, las del género Debaromyces, Cándida, Pichia, Torulopsis y Saccharomyces, como Debaromyces hansenii, Candida krusei, Pichia satioi, Torulopsis holmii, Torulopsis versatilis, Torulopsis etchelsii, Saccharomyces cerevisae, por ejemplo, S. cerevisae NCIMB 40612, descrito en la patente europea EP 663 441, Saccharomyces rouxii; y los hongos, principalmente, del género Aspergillus, Rhizopus, Mucor y Penicillium, como el Aspergillus oryzae, el Aspergillus phoenicis, el Asperguillus niger, el Aspergillus owamori, el Rhizopus oryzae, el Rhizopus oligosporus, el Rhizopus japonicus, el Rhizopus formosaensis, el Mucor circinelloides, el Mucor japanicus, el Penicillium glaucum y el Penicillium fuscum.

La invención, está particularmente indicada para los microorganismos que son sensibles a las condiciones de secado por pulverización, especialmente, aquéllas que son sensibles al calor (termo-sensibles) y/o a la presencia del aire (anaerobos preferentes), por ejemplo. En el ámbito de la presente invención, las bacterias probióticas, se definen como siendo bacterias lácticas, las cuales son capaces de adherirse a las células intestinales humanas, de excluir las bacterias patógenas sobre células intestinales humanas, y de actuar sobre el sistema inmunitario humano, permitiéndole el reaccionar más fuertemente a las agresiones externas, por ejemplo, aumentando las capacidades de fagocitosis de los granulocitos nacidos de la sangre humana (J. of Dairy Science, 78, 491-197, 1995).

A título de ejemplo, puede utilizarse la cepa Lactobacillus acidophilus CNCM I-1225, descrita en la patente europea EP 577 904. Esta cepa, se ha reclasificado, recientemente, entres los Lactobacillus johnsonii, como consecuencia de la nueva taxonomía propuesta por parte de Fujisawa et al., la cual representa, actualmente, una autoridad en materia toxonomía de los lactobacillus acidophillus (Int. J. Syst. Bact. 42, 487-7922, 1992). Se encuentran igualmente disponibles, otras bacterias probióticas, tales como aquéllas que se describen en la patente europea EP 199 535 (Gorbach et al.), US 5 991 428) ó en la US 5 296 221 (Misuoka et al.), por ejemplo.

Este cultivo de microorganismos, puede comprender, antes o después de la fermentación, por lo menos, un agente químico de protección, conocido, para mejorar la supervivencia de los microorganismos durante el secado y/o durante la conservación de la materia en forma de polvo. La persona experta en este arte de la técnica, dispone de una bibliografía consistente en una abundante literatura de estos agentes de protección. A dicho efecto, los agentes de protección descritos en las patentes US 3 897 307, US 4 332 790, J 73 008 830, J 57 047 443, J 02 086 766, J 02 086 767, J 02 086 768, J 02 086 769, J 02 086 770, SU 724 113, SU 1 097 253, SU 1 227 145, SU 1 292 706 y SU 1 581 257, se incorporan, a título de referencia, en la descripción de la presente invención. A título de indicación, estos agentes de protección, pueden ser vitaminas, tales como el ácido ascórbico, aminoácidos o sus sales, tales como la lisina, la cisteína, la glucina y el glutamato de sodio, proteínas y o hidrolizados de proteínas que puedan provenir de la leche o de la soja, azúcares, tales como la lactosa, la trehalosa, la sacarosa, la dextrina y la maltodextrina, y grasas, especialmente, una grasa de mantequilla (aceite de mantequilla), de palma, de cacahuete, de cacao, de colza o de soja, por ejemplo. Finalmente, estos agentes de protección, pueden añadirse al cultivo, a razón de un 0,12 a un 80%, en peso, por ejemplo.

El cultivo de microorganismos, contiene, de una forma preferible, por lo menos 10^{7} colonias de células vivas por gramo ó dfu/g (cfu, es la abreviación inglesa de "colony forming unit"). Se puede elegir, también, el concentrar este cultivo, por ejemplo, mediante centrifugación, para aumentar el título de células vivas, hasta un valor de por lo menos 10^{8} cfu/g, de una forma preferible, 10^{8}-10^{11} cfu/g.

Si se quiere una materia en forma de polvo, la cual se encuentre constituida principalmente por microorganismos, se puede directamente secar, por pulverización, el cultivo de microorganismos. Por el contrario, si se desea una composición alimenticia deshidratada, fácilmente dispersable, en el agua, y que comprenda microorganismos vivos, es preferible el secar, al mismo tiempo, todos los componentes de esta composición, en lugar de prepararla procediendo a mezclar los diferentes constituyentes ya en forma seca. Se evita, de esta forma, la formación de grumos o de precipitados no deseables.

En una primera forma de puesta en aplicación, para preparar una composición alimenticia deshidratada, se puede así, de esta forma, proceder a mezclar el cultivo de microorganismos, con una composición alimenticia líquida, eventualmente y dado el caso, se puede concentrar la mezcla, hasta un contenido en agua del orden de por lo menos un 70% y, a continuación, se puede proceder a secar la mezcla, mediante pulverización, en las condiciones de secado en concordancia con la presente invención. Esta puesta en aplicación, está particularmente indicada, para las composiciones deshidratadas a base de leche, las cuales comprendan bacterias lácticas que sean poco sensibles al secado mediante pulverización, es decir, que sean capaces de sobrevivir a razón de, por lo menos, un 10-50%, en las condiciones de secado en concordancia con la presente invención. De una forma más particular, se puede también mezclar un cultivo de microorganismos, a una composición alimenticia, de tal forma que se obtenga una mezcla, en donde, por lo menos un 80%, en peso seco, de los constituyentes, provenga de la composición alimenticia y, a continuación, se puede secar la citada mezcla, mediante pulverización, en las condiciones de secado en concordancia con la presente invención.

En una segunda puesta en aplicación, para preparar una composición alimenticia deshidratada, se puede también reducir a una materia en forma de polvo, en el dispositivo de secado mediante pulverización, conjuntamente, una composición que comprenda los microorganismos, y otra composición alimenticia. Esta puesta en aplicación, está particularmente aplicada para las composiciones deshidratadas a base de leche, las cuales comprenden las bacterias lácticas que son sensibles al secado por pulverización, es decir, que son incapaces de sobrevivir a razón de por lo menos un 10-50%, en las condiciones de secado en concordancia con la presente invención. De una forma más particular, se puede secar, conjuntamente, es decir, al mismo tiempo, y en el mismo recinto, 1 parte de un cultivo de microrganismos y, por lo menos, 1 parte de un cultivo de microorganismos y, por lo menos, 1 parte de una composición alimenticia, principalmente, 1-1000 partes, calculándose, las citadas partes, en estado seco, por ejemplo.

De una forma preferible, la composición alimenticia que se utiliza para preparar la composición alimenticia deshidratada, es una composición líquida, en donde, por lo menos uno de los componentes, se elige de entre el grupo formado por la leche, la carne, el pescado, la fruta, y unan legumbre, por ejemplo. De una forma preferible, se procede a concentrar la composición alimenticia, antes de pulverizarla, hasta un contenido en agua de menos un 70%, en peso.

Esta composición alimenticia, puede también comprender una parte finamente dividida, cocida o cruda, procedente de un vegetal comestible, bien que se trate de un grano, de una raíz, de un tubérculo, de un tallo, de una hoja, de una flor o de una fruta, por ejemplo. Entre los vegetales preferidos, se pueden distinguir, de una forma más particular, las hojas, especialmente, el puerro, el espárrago, el hinojo y la col; los tallos, especialmente, el ruibarbo y el brócoli; los granos, como el cacao, los guisantes, la soja, o procedentes de los cereales; ciertas raíces, especialmente, la zanahoria, la cebolla, el rábano, el apio y la remolacha; los tubérculos, especialmente, la mandioca y la patata; y las frutas, especialmente, el tomate, el calabacín, la berenjena, el plátano, la manzana, el albaricoque, el melón, la sandía, la pera, la ciruela, el melocotón, la cereza, la actinidia (también denominada kiwi), la baya, los nísperos y la ciruela mirabel. Pueden también utilizarse, como vegetales, los champiñones o setas superiores comestibles, especialmente, los correspondientes a los tipos Agaricus bisporus, Plerotus ostreatus, Boletus edulis o Lentinus edodes, por
ejemplo.

Esta composición alimenticia, puede también comprender una parte finamente dividida, cocida o cruda, procedente de un animal, bien se trate de leche, de huevo, de carne, de pescado, y/o de una de sus fracciones, especialmente, una fracción proteica y/o de un hidrolizado de proteínas, por ejemplo. Esta composición alimenticia, puede también ser una leche de vaca hidrolizada, e hipoalergénica, conforme a la Directiva Europea 96/4EC (Oficial Journal of de European Communities, Nº OJ L49/12, 1996)), por ejemplo.

Los dispositivos de secados por pulverización utilizados tradicionalmente, para la fabricación industrial de una materia en forma de polvo, de leche, o de café, pueden adaptarse particularmente bien, a las necesidades de la presente invención (véase Jensen J.D., Food technology, June, 60-71, 1975). A título de ejemplo, se pueden adaptar fácilmente los dispositivos de secado por pulverización, descritos en la IE65390 (Charleville Res. LTD), y la US 4 702 799 (Nestlé).

De una forma preferible, estos dispositivos, presentan, en régimen de funcionamiento, una zona de muy alta temperatura (200-400ºC), en la extremidad de la tobera de pulverización, pudiendo representar, la citada zona, un porcentaje de hasta un 50%, del volumen del recinto, de una forma preferente, de un 0,1% a un 20%, presentando, el resto del dispositivo, una temperatura inferior, que puede alcanzar la temperatura de salida del aire, por ejemplo. El dispositivo descrito en la patente estadounidense US 3 065 076 (Nestlé), cumple particularmente con estas necesidades.

De una forma preferible, estos dispositivos, presentan también, en régimen de funcionamiento, una entrada de aire secundario, teniendo, el aire secundario, una temperatura elegida para ajustar la temperatura del aire, a la salida del dispositivo. Esta entrada de aire secundario, puede encontrarse situada en las proximidades de la entrada de aire caliente, definida anteriormente, arriba, por ejemplo.

Si se quiere secar conjuntamente una composición que comprende microorganismos y otra composición alimenticia, tiene que preverse, por lo menos, una tobera de pulverización por composición. En régimen de funcionamiento, el emplazamiento de las toberas de pulverización, no es crítica. Se puede de esta forma proceder a pulverizar las dos composiciones en la zona de muy alta temperatura, por ejemplo. Se puede también pulverizar la composición alimenticia, en la zona de muy alta temperatura y, al mismo tiempo, pulverizar los microorganismos en una zona que tenga una temperatura inferior, por ejemplo.

La invención, reside, de hecho, en la selección apropiada del tiempo de permanencia de los microorganismos en el dispositivo de secado. De una forma preferente, las gotitas pulverizadas, llegan en forma seca, hacia la salida del dispositivo, es decir, allí en donde, la temperatura de salida, es de un nivel de 40-90ºC, por ejemplo. Este tiempo de permanencia, puede ajustarse con la ayuda de los diferentes parámetros que regulan un dispositivo de secado mediante pulverización, como la presión de pulverización de las gotitas, la presión del flujo de aire caliente, y/o la distancia que deben recorrer las gotitas, en la cámara de secado, por ejemplo. No es posible el proporcionar valores precisos para cada uno de los parámetros implicados en el ajuste del tiempo de permanencia, debido al hecho de que, estos parámetros, y sus valores asociados, dependen del tipo de dispositivo de secado mediante pulverización utilizado. A título indicativo, la presión aplicada a esta extremidad de las toberas que pulverizan los microorganismos, o la composición alimenticia, puede encontrarse comprendida dentro de unos márgenes de 5-250 bar y, la presión del aire caliente, en la entrada del dispositivo, puede encontrarse comprendida dentro de unos márgenes situados entre 100 y 200 mbar. Así, de esta forma, para simplificar la definición de este ajuste del tiempo de permanencia del cultivo en concordancia con la presente invención, se admitirá el hecho de que, este tiempo, es conforme a la presente invención, si la tasa de supervivencia de las bacterias que vienen de secarse, es de por lo menos un 1%, estando, la persona experimentada en este arte especializado de la técnica, capacitada, en efecto, para seleccionar los parámetros operativos apropiados para alcanzar este resultado.

De una forma preferible, el tiempo de permanencia del cultivo, en el dispositivo de secado, se ajusta de tal forma que se obtenga, también, una materia en forma de polvo, la cual tenga una actividad de agua (Aw), a una temperatura de 25ºC, comprendida dentro de unos márgenes situados entre 0,05 y 0,5. Efectivamente, las mejores tasas de supervivencia después del secado y durante la conservación, se obtienen para una materia en forma de polvo, la cual tenga este ámbito de actividad de agua.

Del mismo modo, las mejores tasas de supervivencia, después del secado, y durante la conservación, se obtienen cuando el dispositivo de secado, presenta por lo menos una de las condiciones siguientes, a saber, una temperatura de entrada de 250-400ºC, una temperatura de salida de 50-75ºC, y un tiempo de permanencia del cultivo, ajustado de tal forma que se obtenga por lo menos un 10% de supervivencia, después del secado.

Otros parámetros, pueden también influenciar la supervivencia de los microorganismos. Así, de esta forma, la humedad relativa del aire, a la salida del dispositivo de secado, puede ser del orden de 10-40ºC, de una forma preferente, de 20-40º. Además, puede introducirse, en la composición que tiene microorganismos, antes de la tobera de pulverización, un gas inerte utilizable en los procedimientos alimenticios, especialmente, el CO_{2}, el nitrógeno, el argón, el helio, solos o en forma de mezcla, por ejemplo.

Si se procede a secar únicamente el cultivo de microorganismos, el presente procedimiento, puede también proporcionar una materia en forma de polvo, de microorganismos, que tiene una densidad de 200-100 g/l, pero, de una forma preferible, de 500-800 g/l, que tiene una Aw, a una temperatura de 25ºC, de 0,05-0,5, que tiene por lo menos 10^{7} cfu/g, pero, de una forma preferible, de 10^{8}-10^{11} cfu/g, y que presenta una supervivencia de los microorganismos de por lo menos un 10%, por año, a una temperatura de 4-27ºC, de una forma preferible, de por lo menos un 90%, a una temperatura de 4-27ºC, por ejemplo. Esta materia en forma de polvo, de microorganismos, puede conservarse a temperaturas de refrigeración o de congelación, antes de utilizarse como inoculum, para la fermentación de productos alimenticios, cosméticos o farmacéuticos. Esta materia en forma de polvo, puede también administrarse directamente por vía oral, o mezclada a ciertos alimentos sólidos o líquidos. Ésta puede mezclarse a la leche con la cual se llena el biberón de un niño de pecho, o incluso mezclarse a la leche en polvo, por ejemplo. Ésta puede también mezclarse a otros alimentos destinados a administrarse por vía enteral, a un paciente hospitalizado, por ejemplo.

Al mismo tiempo, si se prepara una composición alimenticia deshidratada, el presente procedimiento, puede también proporcionar una materia alimenticia en forma de polvo, fácilmente dispersable, que tenga una densidad del orden de 200-1000 g/l, y que tenga una Aw, a una temperatura de 25ºC, del orden de 0,05-0,5, que tenga de 1 a 10^{9} cfu/g, y que presente una supervivencia de los microorganismos de por lo menos un 10%, por año, a una temperatura de 20ºC.

La presente invención, se describe, en mayor detalle, a continuación, con la ayuda del complemento de descripción que se presenta, a continuación, el cual se refiere a ejemplos de secado de cultivos de bacterias lácticas y de levaduras. Los porcentajes, se proporcionan en peso, salvo indicación contraria. Ni que decir tiene, no obstante, que estos ejemplos, se proporcionan a título de ilustración del objeto de la invención, en donde, éstos no constituyen, de ningún modo, una limitación.

Ejemplos 1-4

Se procede a secar, mediante pulverización, un cultivo de una cepa Lactobacillus johnsonii CNCM I-1225, de origen humano, descrita en el la patente europea EP 577 904 (Societé des Produits Nestlé), como siendo una cepa probiótica que sobrevive difícilmente en medio oxigenado.

Para realizar este cometido, se procede a mezclar un 3% de un precultivo fresco, en un medio MRS, de la cepa CNCM I-1225 ó del medio MSK estéril, que comprende leche descremada en forma de polvo, reconstituida a un 10%, un 0,1% de extracto de levadura comercial, un 0,5% de peptona y un 0,1% de Twenn 80 y, a continuación, se procede a cultivarlo durante un transcurso de tiempo de 8 horas, a una temperatura de 40ºC, sin agitación.

Se procede a preparar, a continuación, un cultivo a gran escala, de esta cepa, haciendo fermentar un medio MSK, estéril, que comprende leche descremada en forma de polvo, reconstituida a un 10-25%, un 0,1% de extracto de levadura comercial, un 0,5% de peptona y un 0,1% de Tween 80, con un 3% de la mezcla fermentada, anterior, a una temperatura de 40ºC, hasta un valor pH de 5,5 (aproximadamente 1-3 horas), con una agitación correspondiente a 30 rotaciones por minutos, bajo una atmósfera de CO_{2}. Se procede a continuar la fermentación, a un valor pH de 5,5, mediante la adición de una base alcalina, durante algunas horas. A continuación, se procede a enfriar a una temperatura de 15-20ºC.

En los ejemplos 1 a 4, se añade, al cultivo, un 2%, en peso, de ácido ascórbico, y un 1,25%, en peso, de glutamato sódico. A continuación, se procede a secar por pulverización las diferentes mezclas, en un dispositivo adaptado, tomando como referencia, el que se describe en la figura 1.c, de la patente estadounidense US 3 065 076, con la diferencia en cuanto al hecho de que no se utiliza un dispositivo de aglomeración; se procede a reciclar, en el recinto, la materia en forma de polvo que se ha ido al recuperador de polvo asociado al secador; se inyecta el aire secundario que tiene una temperatura de 18-30ºC (según la temperatura ambiente), en las proximidades de la entrada de aire caliente, por mediación de una simple abertura del recinto sobre el medio exterior; y se inyecta CO_{2} y/o nitrógeno, en el cultivo, justo antes de pulverizarla.

Además, debe tomarse debida nota en cuanto al hecho de que, la materia en forma de polvo, se recupera sobre un lecho fluidificado, que pasa por 3 compartimentos, sirviendo, los dos primeros compartimientos, para secar todavía más la materia en forma de polvo, a temperaturas de 60-90ºC y sirviendo, el último compartimiento, para enfriar la materia en forma de polvo, a una temperatura de aproximadamente 30ºC. Las condiciones operativas, se describen en la tabla 1, la cual se proporciona posteriormente, a continuación.

Después del secado, se recupera la materia en forma de polvo, y se diluye una parte en agua estéril y, ésta, se expone sobre un medio MRS-agar (De Man et al., 1960), para enumerar el número de bacterias supervivientes.

Se determina, igualmente, la actividad del agua de la materia en forma de polvo, definida por la relación entre la presión de vapor, parcial, del agua, en la superficie de la materia en forma de polvo, y la presión de vapor del agua pura, a la misma temperatura. Se puede determinar la Aw, mediante la medición de la humedad relativa de equilibrio alcanzada, en un recinto cerrado, a una temperatura constante. Para realizar este cometido, se procede a encerrar una muestra de algunos gramos de materia en forma de polvo, en un recinto y ajustada, mediante éste, a una temperatura de 25ºC. El espacio vacío existente alrededor de esta muestra, alcanza, en equilibrio, al cabo de un transcurso de tiempo de 30-60 minutos, el mismo valor Aw que la muestra. Un captador electrónico, montado sobre la tapa de cobertura, de cierre, del recinto, mide entonces la humedad de espacio vacío, por mediación de una resistencia electrolítica.

Se procede a envasar las diferentes materias en forma de polvo, en recintos sellados, que comprenden una atmósfera de nitrógeno y/ o CO_{2}, se conserva cada recinto, a una temperatura de 20ºC ó 27ºC, durante un transcurso de tiempo de 12 meses, se determina periódicamente el número de bacterias supervivientes y, a continuación, se calcula el número de meses (valor D) necesarios, teóricamente, para perder un 90% de las bacterias lácticas, a una temperatura de 20ºC ó 27ºC.

A efectos comparativos, en condiciones de almacenaje idénticas, se mide la supervivencia de lotes de bacterias CNCM I-1225, liofilizadas tradicionalmente (mediante Hansen, DK), y se calcula en número de meses (valor D), necesarios, teóricamente, para perder un 90% de las bacterias lácticas, a una temperatura de 20ºC ó 27ºC.

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TABLA 1

Condiciones operativas	Ejemplo 1	Ejemplo 2	Ejemplo 3	Ejemplo 4
% de materia seca	27,31	13,3	27,89	26,75
PH	6,12	5,8	5,83	6,80
Gas (l/minuto)	5,6(CO_{2})	2,2(N_{2})	3,8(CO_{2})	6,4(CO_{2})
Presión de pulverización (bar)	65	230	78	201
Aire en la entrada (ºC)	317	310	320	309
Presión de aire caliente (mbar)	160	130	160	130
Aire en la salida (ºC)	64	60	71	72
Humedad del aire a la salida (%)	21	20	21	28
Humedad de la materia en forma de polvo (%)	21	3,19	3,90	3,71
Actividad del agua de la materia en polvo (Aw)	0,182	0,071	0,147	0,143
Rendimiento en materia en forma de polvo (Kg/h)	67	37	72	123
Densidad de la materia en forma de polvo (g/l)	520	400	500	310
cfu/ml antes de la pulverización	5,2 x 10^{8}	8 x 10^{8}	5,8 x 10^{8}	5,9 x 10^{8}
cfu/ml después de la pulverización	2,2 x 10^{8}	9,65 x 10^{8}	2,7 x 10^{8}	3,2 x 10^{8}
Pérdida de viabilidad (log cfu/g)	0,92	0,79	0,87	0,82
Viabilidad después del secado (%)	12,02	16,21	133,48	15,14
Valor D (meses) a 20ºC	>12	>12	>12	>12
Valor D (meses) a 27ºC	>12	>12	>12	>12
Valor D, para un lote de bacteria CNCM I-1225 liofilizada, conservada a 20ºC : 10,1 meses
Valor D, para un lote de bacteria CNCM I-1225 liofilizada, conservada a 27ºC : 6,6 meses

Los resultados presentados en la tabla 1 anterior, muestran el hecho de que se puede obtener más de un 16% de supervivencia de las bacterias lácticas, directamente después del secado, y una estabilidad remarcable de las bacterias lácticas, después del almacenaje a temperaturas elevadas.

Ejemplo 5

Se procede a secar, por pulverización, un cultivo de la cepa Saccaromyces cerevisae NCIMB 40612, descrita en la patente europea EP 663 441 (Nestlé).

Para realizar este cometido, se realiza una fermentación de la cepa NCIMB 40612, según el procedimiento de "fed-batch" tradicional, procediendo a incubar, a una temperatura de 30ºC, bajo régimen de agitación (250 a 450 revoluciones por minuto) y aeración creciente (0,02 a 0,8 m^{3}/h), durante un transcurso de tiempo de 24 horas, manteniendo el valor pH a 4,5, mediante la adición de cantidades adecuadas de NH_{4}OH, controlando la espuma producida mediante la adición de las cantidades crecientes de agente ani-espumante Contraspum 210 (1,5% peso/volumen de medio; Binggeli-Chemie, Suiza), y añadiendo regularmente una cantidad creciente adecuada del medio "melasa" (84,85% de una melasa estéril), 13,85% de agua, 1% de H_{2}SO_{4}).

A continuación, se secan las levaduras en las mismas condiciones descritas en el ejemplo 2.

Ejemplo 6

Este ejemplo, pretende mostrar el hecho de que, la pulverización de una composición alimenticia que comprende menos de un 25%, en peso, de un cultivo de bacterias lácticas probióticas, puede proporcionar menos supervivencias que sean buenas, que las que se obtienen en los ejemplos 7 a 9, cuando se procede a co-pulverizar un cultivo de bacterias probióticas y una composición alimenticia.

Se prepara una leche fermentada descrita en los ejemplos 1 a 4, y se añade un 2%, en peso, de ácido ascórbico, un 1,25%, en peso, de glutamato de sodio, y un 300%, en peso, de leche concentrada, que tiene un 50%, en peso, de materia seca y, a continuación, se procede a secar la mezcla por pulverización, con el dispositivo descrito en los ejemplos 1-4, con las condiciones operativas descritas en la tabla 2 que se facilita posteriormente, a continuación. Tal y como se ha descrito en los ejemplos 1-4, después del secado, se procede a enumerar el número de bacterias supervivientes. Los resultados, se presentan en la tabla 2 que se facilita posteriormente, a continuación.

Ejemplos 7-9

Se procede a secar, por pulverización, conjuntamente, leche, y un cultivo de la cepa Lactobacillus johnsonii CNCM I-1225.

Para realizar este cometido, se procede a realizar un cultivo de bacterias, tal y como se describe en los ejemplos 1 a 4, y se añaden agentes de protección, y se co-pulveriza, en continuo, 1 parte de este cultivo de bacterias, con aproximadamente 40 a 100 partes de leche concentrada, la cual tiene un 50% de materia seca, realizándose, las citadas pulverizaciones, conjuntamente, en dispositivos adaptados, tomando como base el que se describe en la figura 1.c de la patente estadounidense US 3 065 076.

Tal y como se describe en los ejemplos 1 a 4, después de la pulverización, se recupera la materia en forma de polvo, sobre un lecho fluidificado, que pasa por tres compartimientos, sirviendo, los dos primeros compartimientos, para secar todavía más la materia en forma de polvo, a temperaturas de 60-90ºC, y sirviendo, el último compartimiento, para enfriar la materia en forma de polvo, a una temperatura de aproximadamente 30ºC. Se procederá a enumerar, a continuación, el número de bacterias supervivientes, en la materia alimenticia en forma de polvo, deshidratada, teniendo en cuenta la dilución realizada con agua.

Los resultados, se presentan en la tabla 2, la cual se presenta posteriormente, a continuación. Las diferentes materias en forma de polvo, presentan, además, unas estabilidades, en el tiempo, que son similares a las que se han obtenido mediante las materias en forma de polvo, de microorganismos, descritas en los ejemplos 1 a 4.

En el ejemplo 7, se procede a efectuar, conjuntamente, las dos pulverizaciones, en el dispositivo representado en la figura 1.c de la patente estadounidense US 3 065 076, con la diferencia en cuanto al hecho de que no se utiliza un dispositivo de aglomeración. Se procede a reciclar, en el recinto, la materia en forma de polvo que ha ido al recuperador de la materia en forma de polvo. Se procede a inyectar aire secundario, el cual tiene una temperatura de 18-30ºC (según la temperatura ambiente), en las proximidades de la entrada de aire caliente, por mediación de una simple abertura del recinto, sobre el medio exterior. Se procede a inyectar CO_{2} en el cultivo, justo antes de pulverizarlo. Y se procede a pulverizar, conjuntamente, el cultivo y la leche, con la ayuda de dos toberas, cuyas extremidades, se emplazan en el recinto, al nivel de entrada de aire caliente (mismo emplazamiento que en la tobera 14 de la figura 1.c, de la patente estadounidense US 3 065 076. Las condiciones operativas, se describen en la tabla 2, la cual se facilita posteriormente, a continuación.

En los ejemplos 8-9, se efectúan, conjuntamente, las dos pulverizaciones, en el dispositivo representado en la figura 1.c, de la patente estadounidense US 3 065 076, con la diferencia en cuanto al hecho de que no se procede a utilizar un dispositivo de aglomeración; se procede a reciclar, en el recinto, la materia en forma de polvo que ha ido a parar al interior del recuperador de la materia en forma de polvo, efectuándose, la entrada la materia en forma de polvo, reciclada, a media altura del recinto; se procede a inyectar aire secundario, el cual tiene una temperatura de 18-30ºC (según la temperatura ambiente), en las proximidades de la entrada de aire caliente, por mediación de una simple abertura del recinto sobre el medio exterior; y se procede a pulverizar la leche, con la ayuda de una tobera, cuya extremidad se emplaza en el interior del recinto, al nivel del eje y de la extremidad de entrada de aire caliente (mismo emplazamiento que la tobera 14 de la figura 1.c de la patente estadounidense US 3 065 076). Simultáneamente, se procede a pulverizar el cultivo de la bacteria, con la ayuda de una tobera, cuya extremidad, se emplaza, en el recinto, al nivel del eje y de la extremidad de la entrada de la materia en forma de polvo reciclada. Las condiciones operativas, se describen en la tabla 2 que se facilita a continuación.

TABLA 2

Condiciones operativas	Ejemplo 1	Ejemplo 2	Ejemplo 3	Ejemplo 4
Cultivo de bacterias
Agentes de protección	*Leche + A	*L + A	*L + A	*L + A
	+ GS	+ T	+ SG	+ T
% de materia seca	27,31	31,08	27,79	31,08
PH	6,12	6,15	6,48	6,15
Gas (l/minuto)	6,5(CO_{2})	2,2(CO_{2})	- -	- -
Caudal (l/hora)	496,3	78	30	53
Presión de pulverización (bar)	59	70	8 (toberas de	8 (toberas de
			dos fases: N_{2}	dos fases: N_{2}
Leche
% de materia seca	- -	46,68	46,68	46,68
Caudal (kg/hora)	- -	3,78	5,56	420
Presión de pulverización (bar)	- -	30	48	38
Aire en la entrada (ºC)	310	309	320	305
Presión de aire caliente (mbar)	190	164	190	160
Aire en la salida (ºC)	65	65	64	65
Humedad del aire a la salida (%)	20,7	20	24,2	20.6
Humedad de la materia en forma de polvo (%)	3,3	3,5	3,8	4,0
Rendimiento en materia en forma de polvo (Kg/h)	215	209	280	220
Densidad de la materia en forma de polvo (g/l).	440	535	335	320
cfu/ml antes de pulverización	1,2 x 10^{10}	4,45 x 10^{9}	9,63 x 10^{9}	5,81 x 10^{9}
cfu/gl después de la pulverización	5,3 x 10^{6}	6 x 10^{7}	6,5 x 10^{7}	8,2 x 10^{7}
Pérdida de viabilidad (log cfu/g)	3,72	1,41	1,19	1,23
Viabilidad después del secado (%)	<0,1	3,8	6,45	5,88
* \begin{minipage}[t]{160mm} Leche + A + GS: 300% de leche concentrada, la cual tiene un 50% de materia grasa + 2% de ácido ascórbico + 1,25% de glutamato de sodio \end{minipage}
* \begin{minipage}[t]{160mm} L + A + GS: 100% de leche concentrada, la cual tiene un 50% de materia grasa + 2% de ácido ascórbico + 1,25% de glutamato de sodio \end{minipage}
* \begin{minipage}[t]{160mm} L + A + T: 100% de leche concentrada, la cual tiene un 50% de materia grasa + 5% de ácido ascórbico + 5% de trehalosa. \end{minipage}

Ejemplo 10

Se procede a pulverizar, conjuntamente, en las condiciones descritas en el ejemplo 8, un cultivo de bacterias lácticas CNCM I-1225, el cual comprende un 5% de ácido ascórbico y un 5% de trehalosa, y un jugo de tomate concentrado, finamente dividido, que tiene un 50% de materia seca.

Ejemplo 11

Se procede a pulverizar, conjuntamente, en las condiciones descritas en el ejemplo 8, un cultivo de bacterias lácticas CNCM I-1225, el cual comprende un 5% de ácido ascórbico y un 5% de trehalosa, y una leche vegetal a base se soja, que tiene un 50% de materia seca.

Claims

1. Procedimiento de secado, por pulverización, en el cual, se prepara una composición que comprende microorganismos beneficiosos para la alimentación humana, y ésta, se reduce a materia en forma de polvo, mediante pulverización, en un dispositivo de secado por pulverización, el cual tiene una temperatura de entrada de aire caliente, de un valor de 250-400ºC, y una temperatura de salida de aire, de un valor de 50-75ºC, ajustándose, el tiempo de permanencia del cultivo, de tal forma que se obtenga, por lo menos, un porcentaje del 10% de supervivencia de los microorganismos, después del secado.

2. Procedimiento, según la reivindicación 1, en el cual, se procede a concentrar la composición, antes de reducirla a materia en forma de polvo.

3. Procedimiento, según la reivindicación 2, en el cual, después de la concentración, la composición, comprende menos de un 70% de agua.

4. Procedimiento, según la reivindicación 1, en el cual, el tiempo de permanencia de la composición, en el dispositivo de secado, se ajusta de forma que se obtenga una materia en forma de polvo, la cual tenga una Aw, a una temperatura de 25ºC, comprendida dentro de unos márgenes situados entre 0,05 y 0,5.

5. Procedimiento, según la reivindicación 1, en el cual, la composición, comprende por lo menos un agente de protección elegido de entre el grupo formado por las vitaminas, tales como el ácido ascórbico, aminoácidos o sus sales, tales como la lisina, la cisteína, la glucina y el glutamato de sodio, proteínas y o hidrolizados de proteínas que puedan provenir de la leche o de la soja, azúcares, tales como la lactosa, la trehalosa, la sacarosa, la dextrina y la maltodextrina, y grasas, especialmente, las grasas de mantequilla, de palma, de cacahuete, de cacao, de colza o de soja, por ejemplo.

6. Procedimiento, según la reivindicación 1, en el cual, la composición, comprende, por lo menos, un 80%, en peso seco, de una composición alimenticia.

7. Procedimiento, según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que, en el dispositivo de secado por pulverización, se procede a pulverizar, conjuntamente, la composición la cual comprende microorganismos, y otra composición alimenticia.

8. Procedimiento, según la reivindicación 7, en el cual, se procede a pulverizar conjuntamente, 1 parte de un cultivo de microorganismos y por lo menos 1 parte de una composición alimenticia, calculándose, las citadas partes, en estado seco.