SK279880B6 - Oddelené jednotlivé mikrokapsuly baktérií a spôsob - Google Patents

Description

Oddelené jednotlivé mikrokapsuly baktérií obalené mastnou kyselinou sú pripraviteľné zmiešaním zmrazených, sušených bakteriálnych kultúr s mastnou kyselinou a kapsľovaním tejto zmesi na rotačnom disku, pričommastnou kyselinou je Cjo až C24 mastná kyselina, najmä kyselina steárová. Tieto mikrokapsuly obsahujú 50 až 90 % hmotn. mastnej kyseliny a zvyšok tvorí kultúra baktérií Enterococcus faceium a veľkosť častíc mikrokapsúl je 75 až 300 pm. Spôsob výroby zahrnuje získanie bakteriálnej kultúry sušených baktérií, zmiešanie uvedenej zmrazenej sušenej kultúry s 50 až 90 % hmotn. taveniny mastnej kyseliny a spracovanie zmesi mastnej kyseliny a zmrazených sušených baktérií rotačným diskom na jednotlivé obalené voľne tečúce kapsuly baktérií. Frekvencia otáčania rotačného disku je 2000 až 4000 min^_l, výhodne 2500 až 3200 min'l a rýchlosť dávkovania materiálu do kapsulátora rotačného disku je 50 až 200 g/min.

Oblasť techniky

Vynález sa týka jednotlivých mikrokapsúl baktérií obalených mastnou kyselinou a spôsobu ich výroby.

Doterajší stav techniky

Je známe, že určité baktérie sú potencionálne užitočné ako prídavok do živočíšnych krmív. Ich užitočnosť spočíva v tom, že poskytujú prirodzenú črevnú mikroflóru. Niektoré spoločnosti ponúkajú probiotiká, ktoré obsahujú požadované baktérie. Používanie probiotik má však určité problémy spojené so stabilitou produktu. Obyčajne sa probiotiká používajú v pomerne nízkych dávkach, do krmív sú pridávané v dávkach asi 1 %. Ale nepoužité krmivá obsahujúce probiotiká alebo knnivové prísady, sú často dlhší čas skladované v podmienkach určitej vlhkosti. V mnohých prípadoch práve vlhkosť je dostatočná na to, aby boh baktérie aktivované alebo sa začali rozrastať, ale je už nedostatočná na ich udržanie. Výsledkom je ich zahubenie. Tým tiež konči účinnosť probiotiká. V iných prípadoch vyvoláva prídavok ku krmivám, obsahujúcim probiotiká, alebo ku krmivovým prísadám, nežiaduce interakcie s baktériami, najmä v prítomnosti nízkej vlhkosti, čo má za následok opäť úhyn baktérií. Významným problémom teda ostáva dlhodobá skladovacia stabilita probiotik.

V ďalších oblastiach, kde sa tiež ako prísada používajú probiotiká, napríklad v krmive pre kurčatá, je bežné tento materiál peletizovať s probiotikom pridaným pred peletizáciou. Vlhkosť, pochádzajúca z pary použitej pri peletizácii, môže baktérie čiastočne aktivovať, ale môže ich tiež z dôvodu nedostatočnej vlhkosti na ich udržanie pri živote, usmrtiť. Taktiež teplo použité pri peletizácii môže uvedené baktérie usmrtiť. Existuje tu tiež problém kyslého prostredia žalúdka, potencionálne inaktivujúceho baktérie pred ich dosiahnutím čreva. Sú teda potrebné také probiotiká, ktoré uvoľňujú organizmy iba v určený čas v čreve bez predčasného uvoľňovania organizmov spôsobeného vlhkosťou alebo bez vplyvu nežiaducich podmienok pH prostredia, ktoré sú v tráviacom trakte predchádzajúcemu tenkému črevu.

Podstata vynálezu

Podstatou tohto vynálezu sú oddelené jednotlivé mikrokapsuly baktérií obalené mastnou kyselinou, pripraviteľné zmiešaním zmrazených sušených bakteriálnych kultúr s mastnou kyselinou a obalených rotačným diskom. Mastnou kyselinou je C12 až C24 mastná kyselina, najmä kyselina steárová.

Predmetné jednotlivé mikrokapsuly baktérii obsahujú 50 až 90 % mastnej kyseliny a zvyšok tvorí kultúra baktérii a veľkosť častíc mikrokapsúl je 75 až 300 μηι.

Použitou baktériou v predmetnom vynáleze je baktéria Enterococcus faceium.

Riešenie opisuje aj spôsob výroby oddelených jednotlivých mikrokapsúl baktérií obalených mastnou kyselinou, ktorý zahrnuje získanie bakteriálnej kultúry sušených baktérií, zmiešanie uvedenej zmrazenej sušenej kultúry' s 50 až 90 % hmotn. taveniny mastnej kyseliny a spracovanie zmesi mastnej kyseliny a zmrazených sušených baktérií rotač ným diskom na jednotlivé obalené voľne tečúce kapsuly baktérií.

Dôležitým znakom predmetného riešenia je použitie rotačného disku, ktorého frekvencia otáčania 2000 až 4000 min’l, výhodne 2500 až 3200 mirrL Uvedený materiál, pozostávajúci zo zmrazenej sušenej bakteriálnej kultúry s taveninou mastnej kyseliny je dávkovaný do kapsulátora rotačného disku v množstve 50 až 200 g/min., pričom mastnou kyselinou je C ] 2 až C24 mastná kyselina, najmä kyselina steárová a baktériou je Enterococcus faceium.

Vynález teda poskytuje oddelené častice baktérií kapsulovaných mastnými kyselinami, výhodne Enterococcus faceium kapsulovanej v kyseline steárovej. Zmrazená vysušená bakteriálna kultúra sa zmieša s 50 až 90 % hmotn. taveniny kyseliny steárovej a potom sa uskutoční mikrokapsulácia na rotačnom disku voľnými mastnými kyselinami. Existujú dva významné a dôležité aspekty, ktoré odlišujú tento vynález od známych foriem mikrokapsulovaných baktérií. V prvom rade je to podstata uzatváracej látky, ktorou je mastná kyselina. V druhom rade je to podstata mikrokapsulovacieho spôsobu, ktorý· nepoužíva konvenčný spôsob sušenia postrekom, ale namiesto toho používa rotačno-diskový spôsob mikrokapsulácie. Tieto dva význačné znaky spolupôsobia pri zabezpečení stabilného probiotiká podľa vynálezu. Pri použití len jedného z uvedených znakov, táto stabilita sa nedá dosiahnuť.

Výhodnými uzatváracími činidlami sú voľné mastné kyseliny s počtom uhlíka C12-24- Aj keď je možné použiť zmes mastných kyselín, je výhodné použitie len jednej voľnej mastnej kyseliny. Tiež je výhodné, aby voľnou mastnou kyselinou bola nenasýtená voľná mastná kyselina, pričom najvýhodnejšou je kyselina steárová. Je dôležité, aby mastná kyselina mala teplotu topenia menšiu ako 75 “C, výhodne v rozmedzí 40 až 75 °C. Samozrejme, aby bola vhodnou uzatváracou látkou, musí byť pri teplote miestnosti v tekutom stave. Všetky voľné mastné kyseliny v rozsahu chemického opisu uvedeného spĺňajú tieto požiadavky.

Špecifikácia baktérií určených na mikrokapsulovanie nie je kritická Ale zvolená špecifikácia je závislá od druhu probiotiká, ktoré má byť vyrobené. Všeobecne povedané, výhodnou baktériou pre spôsob podľa vynálezu je Enterococcus faceium. Je potrebné však uviesť, že je možné použil i iné baktérie, akými sú Lactobacillus, Baxillus a pod. Je možné použiť zmes kmeňov, ako aj individuálne kmene. Aby sa zvýšila stabilita produktu, baktérie sa obyčajne lyofilizujú pred spracovaním do produktu. Prídavkom vody môžu potom byť znova oživené.

V mikrokapsulovanej hmote spracovanej spôsobom podľa vynálezu obsahuje táto hmota 50 až 90 % hmotn. zložky mastnej kyseliny a zvyšok tvorí bakteriálna kultúra. Pri použití veľmi malého množstva mastnej kyseliny je poťah nedostatočný na ochranu. Na druhej strane pri použití príliš veľkého množstva bude poťah veľmi hrubý a dôsledkom bude nedostatočné uvoľňovanie v čreve.

Mikrokapsulovacím spôsobom v tomto vynáleze je rotačno-diskový mikrokapsulovací spôsob. Pri tejto technológii na rotačnom disku kaša baktérii a mastnej kyseliny, vzniknutá intenzívnym premiešaním týchto zložiek, sa rovnomernou rýchlosťou vnáša do stredu rotačného disku z nehrdzavejúcej ocele. Potom je táto hmota vynášaná ku kraju následkom odstredivej sily a následne sa zhromažďuje v ochladzovacej komore, ktorá je udržiavaná na tep2

SK 279880 Β6 lote miestnosti alebo trocha nižšej a tak nasleduje triedenie a spracovanie na balenie.

Aj keď mikrokapsulácia na rotačnom disku je známa, nie je dosiaľ známa na použitie s baktériami na mikrokapsuláciu lyofilizovaných baktérii. Všeobecný opis mikrokapsulovania na rotačnom disku je uvedený v práci Johnsona a kol, z Southwest Research Inštitúte of San Antonio, v Joumal of Gas Chromatography, október 1965, str. 345-347. Ďalej rotačný diskový kapsulátor je detailne opísaný v patente US 4 675 140 z 23.6.1987 s názvom Methodfor coating particles for liquid droplets, ktorý je tu uvedený pre úplnosť.

Je dôležité upozorniť, že mikrokapsulácia na rotačnom disku poskytuje zreteľne odlišné produkty ako komerčný spôsob vo vežovom sušení postrekom. Pri konvenčnom vežovom sušení postrekom majú častice sklon na zhlukovanie, poťah je často nerovnomerný a tým je výrazne ovplyvnená stabilita produktov od dňov do týždňov. Pri použití rotačného mikrokapsulovania, najmä pri použití uzatváracích látok podľa vynálezu, je stabilita takto spracovaných baktérii i pri vystavení určitej vlhkosti a antibiotikám od troch do šiestich mesiacov.

Ako uzatváracia látka sa používa voľná mastná kyselina podľa vynálezu v uvedených rozmedziach, ako kapsulátor sa použije rotačný disk s rýchlosťou 2000 až 4000 ot/min., výhodne 2500 až 3200 ot/min. a dávkovaním 50 až 200 g/min. Výhodné podmienky zahrnujú použitie kyseliny steárovej, použitie baktérie Enterococcus faceium, štvorpalcový rotačný disk pracujúci pri rýchlosti 3000 ot/min. a dávkovaní 100 g/min. kaše baktéria/kyselina steárová, obsahujúcej 35 % baktérii, 65 kyseliny steárovej. Pri tomto spôsobe sa získa produkt s veľkosťou častíc 75 až 300 pm s výhodným obsahom častíc menších ako 250 pm.

Nasledujúce príklady vynález ďalej ilustrujú, ale neobmedzujú spôsob podľa predloženého vynálezu. Príklady sú opísané v náväznosti na obrázky 1, 2 a 3.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Na obrázkoch 1, 2 a 3 je graficky znázornená stabilita kapsulovaných kmeňov použitím kyseliny steárovej ako uzatváracej látky.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Príklad 1

Tento príklad súvisí s obrázkom 1. Znázorňuje stabilitu dvoch rôznych kmeňov Enterococcus faceium pri teplotách 4 °C a 27 °C. Na obr. 1 je uvedená stabilitakapsulovaných kmeňov Enterococcus faceium, pričom kapsulovanie bolo uskutočnené na rotačnom diskovom kapsulátore s použitím 65 % hmotn. kyseliny steárovej a 35 % hmotn. kultúry pri teplote 60 °C s použitím štvorpalcovcho rotačného disku pracujúceho pri 3000 ot/min. a rýchlosti dávkovania 100 g/min. Kultúra bola kapsulovaná, umiestnená do zatavených paru neprepúšťajúcich vakov a týždenne po deštrukcii boli odoberané vzorky na stanovenie CFU. Je zrejmé, že produkt podľa vynálezu si udržuje výborné hodnoty jednotiek organizmov tvoriacich kolónie (CFU) počas skladovacieho obdobia až do 70 dní.

Príklad 2

Príklad 2 je nutné interpretovať v súvislosti s obrázkom

2. Na obrázku 2 je znázornená stabilita jednotlivých kapsulovaných kmeňov pri zmiešaní s krmivom obvyklého zloženia, obsahujúceho tri antibiotiká pre hydinu. Zloženie je nasledujúce: 54 % drvenej kukurice, 26 % múčky zo sójových bôbov, 2 % rybia múčka s obsahom vlhkosti 12 %, 1,5 % dikalciumfosfát, 1 % vápenec a 5,5 % sójový' olej.

V nasledujúcich dávkach sa pridajú tri antibiotiká Doccox 6 % (454 ppm), Salínomycín (50 ppm) a monansin sodný (120 ppm).

Kultúra sa pridá k zmesi v množstve asi 1 x 1θ6 CFU/g krmiva (100-150 g/t). Krmivo sa plní do teplomzatavovateľných vreciek a inkubuje sa pri teplote miestnosti. Týždenne sa odoberajú vzorky na stanovenie CFU. Graf na obr. 2 znázorňuje vynikajúcu stabilitu.

Príklad 3

Príklad 3 je nutné vysvetlovať v spojení s obrázkom 3. Je dokladaná stabilita kapsulovanej zmesi Enterococcus faceium v krmive za prítomnosti rôznych antibiotík. Zloženie je nasledujúce: 60 % jemnej drvenej kukurice, 30 % sójovej múčky a 2 % vápenca s obsahom vlhkosti asi 14 %. Kultúra bola pridaná v dávke asi 1 x 10^ CFU/g krmiva. 4535,9 gramové podiely boli udržiavané v zatavených vreciach pri teplote 20 °C a vzorky boli týždenne odoberané počas 16 týždňov. Antibiotiká boh zapracované do krmiva v nasledujúcich dávkach.

Bacitracin-metyléndisalicylát 30 g/t

Carbadox 50 g/t

Chlórtetracyklín 200 g /t

Lasalocid 30 g/t

Linkomycin 100 g/t

Neomycín 140 g/t

Oxytetracyklín 150 g/t

Sulfametazín 100 g/t

Tylozin 100 g/t

Virginiamycín 100 g/t

ASP 250 100 g/t

Tabuľka 1 je zoznamom minimálnych časov pre 1 log stratu jednotiek tvoriacich kolónie (CFU).

Tabuľka 1

Čas v dňoch pre stratu 1 log CFU počtu pri teplote 20 °C v zmesnom krmive s obsahom 14 % vlhkosti

Antibiotiká kontrola Bacitracin Carbadox Chlórtetracyklín Lasalocid Lincomycín Neomycín Oxytetracyklín Sulfametazín Tylozin Virginiamycín ASP 250 Furadox čas skladovania

103

112

SK 279880 Β6

Príklad 4

V príklade 4 je stanovená stabilita produktu po peletizácii na použitie ako krmivo pre kurčatá. Podmienky mikrokapsulácie boli rovnaké ako je opísané, pričom bolo použitých najmenej 18,0 % surového proteínu, najmenej 5,0 % surového tuku a najviac 6,0 % surového vlákna.

Pelety s a bez antibiotík (CPC 50 g/t) boli vyrobené z nasledujúcich zložiek a pri nasledujúcich podmienkach: kukurica, SEM, srvátka, sójový olej, fosforečnan vápenatý, vápenec, premix stopových minerálov, vitamínový premix, selén, síran mednatý. Kultúra bola pridaná približne v množstve 5x10-5 CFU/g krmiva (100 až 150 g/t). Teplota spracovania bola 70 °C a pelety sa odfarbovali pri teplote 78 °C.

Pelety boli uchovávané v nezatavených vreciach a vzorky boli odoberané týždenne na stanovenie CFU.

Vo všetkých prípadoch nebol peletizovaný produkt nepriaznivo ovplyvnený, pokiaľ ide o stabilitu, podmienkami peletizácie. Tento peletizovaný produkt mal rovnakú stabilitu ako produkt nepeletizovaný.

ných sušených baktérií rotačným diskom na jednotlivé obalené voľne tečúce kapsuly baktérií.

8. Spôsob podľa nároku 7, vyznačujúci sa t ý m , že frekvencia otáčania rotačného disku je 2000 až 4000 minl.

9. Spôsob podľa nároku 7 alebo 8, vyznačujúci sa tým, že frekvencia otáčania rotačného disku je 2500 až 3200 min’l.

10. Spôsob podľa nároku 7, 8 alebo 9, v y z nečuj Ú C i sa tým , že rýchlosť dávkovania materiálu do kapsulátora rotačného disku je 50 až 200 g/min.

11. Spôsob podľa niektorého z nárokov 7 až 10, v y značujúci sa tým, že mastnou kyselinou je C] 2 až C24 mastná kyselina.

12. Spôsob podľa nároku 11, vyznačujúci sa t ý m , že mastnou kyselinou je kyselina steárová.

13. Spôsob podľa niektorého z nárokov 7 až 12, v y značujúci sa tým, že baktériou je Enterococcus faceium.

Priemyselná využiteľnosť

Ide o využitie probiotik, vhodných ako prídavok do živočíšnych krmív, ktoré obsahujú baktérie a ktoré sú mikrokapsulované špeciálnou technikou s použitím voľných mastných kyselín so zachovaním stability v rozsahu 3 až 6 mesiacov bez významného zníženia počtu mikroorganizmov.

Koniec dokumentu

Claims (7)

1. Oddelené jednotlivé mikrokapsuly baktérií obalené mastnou kyselinou sú pripraviteľné zmiešaním zmrazených sušených bakteriálnych kultúr s mastnou kyselinou a kapsľo vaním tejto zmesi na rotačnom disku.

2. Oddelené jednotlivé mikrokapsuly baktérií podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že mastnou kyselinou je C]2 až C24 mastná kyselina.

3. Oddelené jednotlivé mikrokapsuly baktérií podľa nároku 2, vyznačujúce sa tým, že mastnou kyselinou je kyselina steárová.

4. Oddelené jednotlivé mikrokapsuly baktérií podľa nároku 1, 2 alebo 3, vyznačujúce sa tým, že obsahujú 50 až 90 % mastnej kyseliny a zvyšok tvorí kultúra baktérií.

5. Oddelené jednotlivé mikrokapsuly baktérií podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúce sa tým, že veľkosť častíc mirkokapsúl je 75 až 300 pm.

6. Oddelené jednotlivé mikrokapsuly baktérií podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúce sa tým, že baktériou je Enlerococcus faceium.

7. Spôsob výroby oddelených jednotlivých mikrokapsúl baktérií obalených mastnou kyselinou, vyznačujúci sa tým, že zahrnuje získanie bakteriálnej kultúry sušených baktérií, zmiešanie uvedenej zmrazenej sušenej kultúry s 50 až 90 % hmotn. taveniny mastnej kyseliny a spracovanie zmesí mastnej kyseliny a zmraze-