NO333901B1 - Fremgangsmåte for fremstilling av et ernæringstillegg, et ernæringstillegg og anvendelse av dette - Google Patents

Abstract

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for fremstilling av et emæringstillegg for bruk til å forhindre tarmsykdommer, idet ølgjær filtreres og den filtrerte ølgjær behandles hydrolytisk slik at cellestrukturen brytes opp og den effektive konsentrasjon av oligo- og/eller polysakkarider, betaglukan og/eller proteiner økes på overflaten av cellestrukturene. Videre angår oppfinnelsen et emæringstillegg fremstilt ved behandling av filtrert ølgjær ved en hydrolytisk prosess slik at cellestrukturen brytes opp. Dessuten angår oppfinnelsen anvendelse av et emæringstillegg i forbindelse med foring av dyr, der ernæringstillegget bmkes i en mengde på 0,1-1,0 vekt-% av den totale mengde råmateriale. Oppfinnelsen angår også anvendelse av ernæringstillegget på mennesker for balansering av tarm- mikrober og til å forhindre tarmsykdommer.

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for fremstilling av et emæringstillegg for bruk til å forhindre tarmsykdommer, idet ølgjær behandles ved en hydrolytisk prosess. Oppfinnelsen angår også et emæringstillegg til å forhindre tarmsykdommer, dettes anvendelse samt et preparat inneholdende et emæringstillegg og innrettet til å bli gitt til dyr som fores.

Mikrobiell balanse i tarmene er en betingelse for helsetilstanden og velværet, så vel som produktiviteten av dyr. Forstyrrelser av denne balansen opptrer som diare og andre tarmhelseproblemer, og dette kan endog føre til at dyret dør.

Dyr med en enkelt mage blir beskyttet mot innvirkningen av skadelige mikrober ved tilsetning av forskjellige antibiotika og kjemoterapimidler som hindrer mikrobevekst i det foret som benyttes til å fore dyret. Videre kan det tilsettes probiotiske produkter, så som forskjellige mikrober, syrer og gjær, til forstoffene for å opprettholde en tarmbalanse og dermed unngå bruk av antibiotika. Det finnes også forbland-inger tilsatt oligosakkarider for å hindre veksten av skadelige mikrober eller for å assistere ved veksten av nyttige mikrober. Videre beskriver patentsøknad Fl 965192 (korresponderende søknad til WO 9827819 Al) et gjærhydrolysat som inneholder oligosakkarider og/eller polysakkarider og anvendelse av dette for å hindre tarmsykdommer.

Bruk av antibiotika innebærer problemet med utvikling av mikrobestammer som er immune overfor antibiotika og påfølg-ende helserisiko for mennesker. Et problem med probiotiske produkter er deres varierende og generelt lave effektivitet; og videre er temmelig høye omkostninger forbundet ved bruk av disse. Et problem med for som inneholder rene oligosakkarider og det tidligere kjente for inneholdende oligosakkarider og/eller polysakkarider, er likeledes en varierende og generelt for svak virkning av oligosakkaridene og/eller polysakkaridene til å forhindre tarmsykdommer. Dessuten er prisen på rene oligosakkarider høy.

Et formål med denne oppfinnelse er å eliminere de foran omtalte ulemper.

Et spesielt formål med oppfinnelsen er å angi en fremgangsmåte for fremstilling av et emæringstillegg som kan benyttes til å avstedkomme en mer effektiv innvirkning på tarmmikrober for derved å befordre helsen og/eller veksten av dyr.

Et annet formål med oppfinnelsen er å angi et effektivt emæringstillegg med jevn kvalitet og som kan benyttes til å redusere tarmsykdommer hos dyr på en kostnadsbesparende måte.

Et videre formål med oppfinnelsen er å angi bruk av et nytt emæringstillegg fremstilt i henhold til oppfinnelsen og et preparat som inneholder dette ernæringstillegget.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører således i et første aspekt en fremgangsmåte for fremstilling av et emæringstillegg for bruk til å forhindre tarmsykdommer, idet ølgjær behandles ved en hydrolytisk prosess. Framgangsmåten er kjennetegnet ved at ølgjær filtreres og den filtrerte ølgjær behandles hydrolytisk slik at cellestrukturen brytes opp og den effektive konsentrasjon av oligo- og/eller polysakkarider, betaglukan og/eller proteiner økes på overflaten av cellestrukturene.

Ølgjæren kan filtreres mekanisk.

Det er foretrukket at ølgjæren filtreres til et minste tørrstoffinnhold på 15%, fortrinnsvis til et tørrstoffinnhold på 18-20%.

I en foretrukket fremgangsmåte behandles den filtrerte ølgjær med en syre og/eller en base. Det er også foretrukket at den filtrerte ølgjær behandles enzymatisk. Videre foretrekkes det at den filtrerte ølgjær behandles med varme og/eller mekanisk, hydrostatisk eller pneumatisk slik at cellestrukturen brytes ned.

Det oppnådde produkt kan benyttes som sådant uten fraksjonering.

Det oppnådde oligo- eller/eller polysakkarid-, betaglukan- og/eller protein-produkt kan bli tilsatt til næringsstoff i en mengde på 0,01-1,0 vekt-%, fortrinnsvis 0,1-0,3 vekt-%, regnet som tørrstoff.

I et annet aspekt vedrører den foreliggende oppfinnelse et emæringstillegg til å forhindre tarmsykdommer. Ernæringstillegget er kjennetegnet ved at det er fremstilt ved behandling av filtrert ølgjær ved en hydrolytisk prosess slik at cellestrukturen brytes opp og den effektive konsentrasjon av oligo- og/eller polysakkarider, betaglukan og/eller proteiner økes på overflaten av cellestrukturene.

Fortrinnsvis kan det være fremstilt ved mekanisk filtrering av ølgjær.

Det er også foretrukket at det er fremstilt ved behandling av råmaterialet med en syre og/eller en base.

Videre er det foretrukket at det er fremstilt ved enzymatisk behandling av råmaterialet.

Ølgjæren kan behandles med varme og/eller mekanisk, hydrostatisk eller pneumatisk slik at cellestrukturen er brutt ned.

I et tredje aspekt vedrører den foreliggende oppfinnelse en anvendelse av et emæringstillegg som angitt i avsnittene ovenfor i forbindelse med tilberedning av næringsstoff med sikte på å forhindre tarmsykdommer, der mengden av emæringstillegg som brukes er 0,01-1,0 vekt-%, fortrinnsvis 0,1-0,3 vekt-% blandet inn i næringsstoffene.

Et ytterligere aspekt av den foreliggende oppfinnelse vedrører et preparat inneholdende et emæringstillegg og innrettet til å bli gitt til dyr som fores. Preparatet er kjennetegnet ved at det inneholder et produkt som angitt i et av kravene 10-15 i en mengde på 0,01-1,0 vekt-%, fortrinnsvis 0,1-0,3 vekt-% av den daglige porsjon av næringsmiddel og/eller forstoff.

Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen for fremstilling av et emæringstillegg, blir ølgjær altså filtrert og prosessert på slik måte at dens cellestruktur blir endret og den effektive konsentrasjon av oligo- og/eller polysakkarider, betaglukan og/eller proteiner økes på overflaten av cellestrukturene, det vil si at cellestrukturen brytes ned for å frigjøre oligo- og/eller polysakkarider, betaglukan og/eller proteiner for å utnyttes til å forhindre tarmsykdommer .

Oppfinnelsen er basert på forskningsarbeide der emæringstillegg ble undersøkt og der man gjorde den uventede observasjon at ved først å filtrere ølgjær og behandle denne videre hydrolytisk slik at cellestrukturen av ølgjæren brytes ned, blir det oppnådd et produkt som når det gis til et dyr sammen med for, reduserer tarmsykdommer hos dyret betydelig mer effektivt enn et produkt oppnådd ved ganske enkelt å behandle ølgjær med en hydrolytisk prosess.

Mekanismen ved virkningen av det således oppnådde produkt til å forhindre tarmsykdommer, er basert på det faktum av dets bruk i forbindelse med forstoffer hindrer mikrobiell vedheftning til tarmen, hvilket betyr at oligo-og/eller polysakkarider og/eller proteiner som frigjøres i forbindelse med filtreringen av ølgjær og nedbrytning av cellestrukturen, virker på en måte som er analog med reseptorer for skadelige mikrober, så som E-coli, i tarmen, og svekker mikrobenes evne til å hefte seg til tarmveggen.

Videre er oligo- og/eller polysakkarider, betaglukan, proteiner, nukleotider, peptider og/eller andre substanser som frigjøres i forbindelse med den forannevnte nedbrytning av cellestrukturen i ølgjær, nyttige med hensyn til reguler-ing av tarmenes mikrobielle populasjon.

Nedbrytningsproduktene som blir oppnådd via filtreringen og hydrolyseprosessen har en virkning på dyrets immunrespons, det vil si visse komponenter av ølgjær, for eksempel sukker-strukturene i gjær som inneholder fosfor, kan forbedre immunresponsen hos dyr, og dermed forhindre tarmsykdommer. Produksjonsmetoden har ytterligere en effekt på typen og intensiteten av immunresponsen.

Ølgjær fremstilles som et biprodukt i ølindustrien. Normalt blir ølgjærblandingen etter ølproduksjonen ført til lagerbeholdere, der ølgjær avsettes i bunnpartiet av beholderen. Etter dette blir øl som er igjen på overflaten fraskilt. Tørrstoffinnholdet i ølgjær som er oppnådd på denne måten, varierer vanligvis innenfor området 7-13 vekt-%.

Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen blir ølgjær som er avsatt på bunnen av beholderen, filtrert mekanisk og/eller pneumatisk. Ølgjæren kan filtreres ved hjelp av hvilken som helst kjent filtreringsmetode. For å forhindre tilstopping av filtrene, for eksempel filterplater, er det mulig å benytte en vibrator, for eksempel en mikrovibrator ved en høy frekvens, og/eller en annen tilsvarende teknikk som hindrer tilstopping. Filtertettheten velges på basis av gjærens partikkelstørrelse.

Tørrstoffinnholdet av ølgjæren som er filtrert i henhold til oppfinnelsen, er i det minste 15 vekt-%, fortrinnsvis 18-20 vekt-%.

I den ølgjær som anvendes, blir oligo- og/eller polysakkaridene, betaglutanet, proteinene, så som manno-proteiner, bundet i cellestrukturene av råmaterialet.

Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen blir cellestrukturen i ølgjær brutt ned hydrolytisk ved anvendelse av en syre og/eller en base, via autolyse og/eller enzymatisk. Foruten hydrolytisk behandling, er det også mulig med varme-behandling og/eller rensemiddelbehandling av ølgjær, og/eller en behandling som bryter ned cellestrukturen av råmaterialet kan benyttes, for eksempel ved å utsette cellestrukturen for en mekanisk, hydrostatisk og/eller pneumatisk kraft.

De syrene som benyttes ved hydrolysen kan for eksempel være konvensjonelle mineralsyrer, så som saltsyre, svovel-syre, fosforsyre, salpetersyre og så videre, så vel som sterke organiske syrer, for eksempel maursyre, eddiksyre, propionsyre og så videre Det pH-området som brukes ved hydrolysen kan være under 4, for eksempel omkring 2-4. Ved alkalisk hydrolyse kan de baser som benyttes være for eksempel konvensjonelle alkaliske hydroksider, så som natriumhydroksid, kaliumhydroksid etc, salmiakksprit eller andre baser som frigjør oligo- og/eller polysakkarider.

Enzymer som er brukbare for enzymatisk hydrolyse om-fatter for eksempel forskjellige proteaser, for eksempel sure eller alkalinske proteaser. Ved hydrolysen er det også mulig å benytte enzymer som inneholdes i ølgjæren selv, og i så fall skjer hydrolysen via autolyse. Videre kan hydrolysen besørges ved å bruke andre tilsatte enzymer, proteaser, ribonukleaser og deaminaser. Ved enzymatisk behandling er det også mulig å bruke en kombinasjon av flere enzymer, samtidig og/eller i rekkefølge, for eksempel papain, ribonuklease og/eller deaminase. Generelt kan metoden implementeres ved å anvende enzymer som er presentert i de beskrivelser som det er henvist til nedenfor og/eller andre enzymer som er i og for seg kjente og har den ønskede effekt ved å bryte ned cellestrukturen i råmaterialet, sammen og/eller separat, for eksempel som beskrevet i de nedenfor angitte beskrivelser.

Ved hydrolysen kan gjæren bli oppvarmet til en temperatur som overskrider 40°C, ved autolyse og enzymatisk hydrolyse for eksempel til 40-65°C og ved syre- og alkalisk hydrolyse for eksempel til 70-95°C. Varigheten av oppvarm-ingsperioden kan variere avhengig av temperaturen, for eksempel 1-12 timer.

De uoppløselige og oppløselige fraksjoner som blir oppnådd via hydrolyse inneholder ønskede oligo- og/eller polysakkarider, betaglukan og/eller proteiner.

Hydrolytisk nedbrytning av gjær er beskrevet i patent-beskrivelser og -søknader: Fl 965192, WO 96/38057 og GB 1032687. Disse metodene så vel som andre kjente metoder kan benyttes i forbindelse med foreliggende oppfinnelse, og det brukbare produkt er spesielt det ufraksjonerte produkt som sådant eller den uoppløselige eller den oppløselige fraksjon.

Det produkt som fremstilles ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan tilsettes til et for eller forstoff direkte som sådant, i en fuktet eller tørket form, og det kan generelt behandles på en ønsket måte.

Det emæringstillegg eller kosttilskudd som fremstilles ved hjelp av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan benyttes i for beregnet for dyr med én mage, for eksempel svin, særlig gris, fjærkre, så som høner, broiler-kyllinger og kalkuner, kalver, pelsdyr så som rev, og kjæledyr, så som hunder og katter, hester, særlig føll, fisk og så videre, for å hindre tarmsykdommer. Mengden av emæringstillegg som brukes i for/- næring til dyr med én mage kan være 0,01-1,0 vekt-%, fortrinnsvis 0,1-0,3 vekt-% av den totale mengde for, beregnet som tørrstoff. Tillegget kan brukes sammen med foret/næringen som sådan. Passende anvendelse av tillegget er slik at det daglige inntak er 0,1-10 g/dag, fortrinnsvis 0,1-3 g/dag.

Ernæringstillegget ifølge oppfinnelsen kan også benyttes i menneskeføde, for eksempel i næringspreparater for barn eller voksne eller som et preparat servert separat for å fremme helsen, for å balansere tarmmikrober og for å hindre tarms ykdommer.

Når det tilsettes til dyrefor er tilskuddet som fremstilles ved hjelp av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, omkring 25-30% mer effektivt til å hindre vekst av skadelige mikrober og fremme veksten av nyttige mikrober, enn et produkt laget av ufiltrert ølgjær. Samtidig blir dyrenes vekst, utnyttelse av for og total produksjonsøkonomi forbedret. Dessuten blir de nyttige bestanddeler i gjær bevart i det samme produktet. Videre muliggjør oppfinnelsen kostnadsbesparende produksjon av ernæringstillegget og preparatet ifølge oppfinnelsen.

Anvendelse av forprodukter ifølge oppfinnelsen, det vil si naturlige forprodukter i dyrefor innebærer videre en mulighet til å stanse bruk av f6r-antibiotika. Risikoen for utvikling av mikrobestammer som er immune overfor antibiotika reduseres og det samme gjelder helserisiko for mennesker forårsaket av slike.

Oppfinnelsen skal nå beskrives i detalj under henvisning til følgende eksempler på utførelsesformer av denne.

EKSEMPEL 1

I et eksperiment ble et emæringstillegg ifølge oppfinnelsen fremstilt av ølgjær med et tørrstoffinnhold på 9 vekt-%, fremkommet fra ølindustrien.

Ølgjæren ble filtrert mekanisk ved hjelp av et fin-filter, ved vibrering av filterplatene med en mikrovibrator ved høy frekvens. Gjæren ble filtrert til et tørrstoffinnhold på 18 vekt-%. Under filtreringen ble 3-4% av tørrstoffet fjernet med væsken, og tørrstoffutbyttet av gjæren var 50-60% av estimert mengde.

Den filtrerte ølgjær ble hydrolysert med en syre. Ved hydrolysen ble gjærslurriens pH holdt på en verdi av 2-3 ved bruk av en sterk syre (4 h) og ved en temperatur på 70-85°C. Deretter ble pH øket til en verdi av 4-5, og det oppnådde produkt avkjølt. Det endelige produkt som fremkom kan benyttes som sådant eller det kan tørkes ved hjelp av kjente metoder.

EKSEMPEL 2

Ved dette eksperimentet ble effekten av et gjærhydrolysat som dannet i eksempel 1, på adhesjonen av E-coli-bakterier på griseslimhinner på mikrotitrerplater, sammenlignet med den tilsvarende effekt av et gjærhydrolysat produsert ved hjelp av den metode som er beskrevet i patent-søknad Fl 965192, idet eksperimentet er beskrevet i publika-sjonen Conway, P.L., (1990) Infection and Immunity, 58, 3178-3182. Tilstedeværelse av K88-spesifikke reseptorer i ileal-slim på gris er aldersavhengig.

Resultatene er gitt i tabell 1.

Ut fra resultatene ble det trukket den slutning at næringstillegget ifølge oppfinnelsen hadde en virkning på omkring 25-30% større for å hindre adhesjon av E-coli, enn et produkt laget av ufiltrert ølgjær.

EKSEMPEL 3

Det ble utført et eksperiment for å undersøke virkningen av gjærhydrolysat som fremkommet i eksempel 1 og av et hydrolysat 2 i henhold til oppfinnelsen, på tarmimmuniteten hos rotter. Immuniteten ble bestemt ved å måle IgA-innholdet i fordøyelseskanalen og ved å bestemme andelene av immune celler fra stikkprøver av tarmvev. Komparative bestemmelser ble foretatt ved å bruke et kontrollprodukt og et betaglukan-produkt.

I hver test ble det brukt 6 rotter. Vevsprøver ble tatt fra duodenum og ileum 28 dager etter begynnelsen av forings-eksperimentet. Prøvene ble fortynnet og deres IgA ble bestemt med den nye ELISA-metoden, som benyttes til å måle immunresponsen i magen. Ved tidligere metoder er immuniteten blitt målt indirekte utfra cellekulturer eller blodprøver. Ved den metode som nå benyttes er det mulig å måle både cellerelatert immunitet og antistoffrelatert immunitet i magen og dermed direkte måle den inhiberende effekt av forskjellige produkter i forhold til tarmsykdommer. Ved disse bestemmelser ble det benyttet monoklonale antistoffer som er spesifikke for immune celler hos rotter.

Produktet ifølge oppfinnelsen (0,3%) og betaglukan hadde ingen stor innvirkning på IgA-innholdet i fordøyelseskanalen. Begge øket IgA-innholdet sammenlignet med kontrollen. Ved mindre rasjoner øket produktet ifølge oppfinnelsen IgA-innholdet sammenlignet med kontrollen.

Hyppighetene av makrofager og CD8-positive celler (positive celler/0,5 villus) er gitt i tabell 2.

Det fremgår av tabell 2 at produktet ifølge oppfinnelsen bevirket en betydelig økning i hyppigheten av makrofage celler og en definitiv økning i hyppigheten av CD8-positive celler. Produktet ifølge oppfinnelsen stimulerte lokalt i fordøyelseskanalen de typer av immunrespons som har viktig-het, særlig ved intercellulære infeksjoner (virus, parasitter, og bakterier som formerer seg i celler), og gir ytterligere beskyttelse selv mot andre infeksjoner foruten dem som bevirkes av E-coli, mens betaglukanproduktet var mer eller mindre ineffektivt.

Oppfinnelsen er ikke begrenset til de eksempler på utførelsesformer som er beskrevet ovenfor, men variasjoner er mulig innenfor rammen av oppfinnelsestanken slik som angitt i patentkravene.

Claims (15)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av et emæringstillegg for bruk til å forhindre tarmsykdommer, idet ølgjær behandles ved en hydrolytisk prosess, karakterisert vedat ølgjær filtreres og den filtrerte ølgjær behandles hydrolytisk slik at cellestrukturen brytes opp og den effektive konsentrasjon av oligo- og/eller polysakkarider, betaglukan og/eller proteiner økes på overflaten av cellestrukturene.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat ølgjæren filtreres mekanisk.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2,karakterisert vedat ølgjæren filtreres til et minste tørrstoffinnhold på 15%, fortrinnsvis til et tørrstoffinnhold på 18-20%.

4. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-3,karakterisert vedat den filtrerte ølgjær behandles med en syre og/eller en base.

5. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-4,karakterisert vedat den filtrerte ølgjær behandles enzymatisk.

6. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-5,karakterisert vedat den filtrerte ølgjær behandles med varme og/eller mekanisk, hydrostatisk eller pneumatisk slik at cellestrukturen brytes ned.

7. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-6,karakterisert vedat det oppnådde produkt benyttes som sådant uten fraksjonering.

8. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-7, karakterisert vedat det oppnådde oligo- eller/eller polysakkarid-, betaglukan-og/eller protein-produkt blir tilsatt til næringsstoff i en mengde på 0,01-1,0 vekt-%, fortrinnsvis 0,1-0,3 vekt-%, regnet som tørrstoff.

9. Emæringstillegg til å forhindre tarmsykdommer,karakterisert vedat det er fremstilt ved behandling av filtrert ølgjær ved en hydrolytisk prosess slik at cellestrukturen brytes opp og den effektive konsentrasjon av oligo- og/eller polysakkarider, betaglukan og/eller proteiner økes på overflaten av cellestrukturene .

10. Emæringstillegg ifølge krav 9,karakterisert vedat det er fremstilt ved mekanisk filtrering av ølgjær.

11. Emæringstillegg ifølge krav 9 eller 10,karakterisert vedat det er fremstilt ved behandling av råmaterialet med en syre og/eller en base.

12. Emæringstillegg ifølge et av kravene 9-11,karakterisert vedat det er fremstilt ved enzymatisk behandling av råmaterialet.

13. Emæringstillegg ifølge et av kravene 9-12,karakterisert vedat ølgjæren er behandlet med varme og/eller mekanisk, hydrostatisk eller pneumatisk slik at cellestrukturen er brutt ned.

14. Anvendelse av et emæringstillegg som angitt i et av kravene 9-13 i forbindelse med tilberedning av næringsstoff med sikte på å forhindre tarmsykdommer, der mengden av emæringstillegg som brukes er 0,01-1,0 vekt-%, fortrinnsvis 0,1-0,3 vekt-% blandet inn i næringsstoffene.

15. Preparat inneholdende et emæringstillegg og innrettet til å bli gitt til dyr som fores,karakterisert vedat det inneholder et produkt som angitt i et av kravene 10-13 i en mengde på 0,01-1,0 vekt-%, fortrinnsvis 0,1-0,3 vekt-% av den daglige porsjon av næringsmiddel og/eller forstoff.