用于预防骨质疏松的来源于发酵乳汁的食品强化剂的制作方法

专利名称：用于预防骨质疏松的来源于发酵乳汁的食品强化剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及产品，作为食品强化剂或营养强化剂，用于营养和饮食的补充，该产品采用主要为天然来源的物质，补充营养所必需的元素，从而良好地维持重要的身体功能(例如骨骼、肌肉、皮肤、有关组织等的形成和维护等)。
更确切地说，本发明涉及获得天然食品强化剂的方法，在骨质疏松和其他主要由体内钙、镁和钾缺乏所引起的疾病的预防和治疗中已证实该强化剂是非常有效的。
就目前人们的技术和科学知识而言，熟知适当补充多种营养物质——通称为“营养素”(例如矿物质、维生素、蛋白质和其他)——对身体组织的正常发育和身体的生命功能来说都是至关重要的，这些营养素的缺乏或失衡通常伴发实际的病理条件，特别是“退化性”和/或慢性类型的那些，它们可以影响身体的各部分，例如尤其是骨骼和血管。
还已知主要的营养素是通过饮食摄取的，因此，如果后者是足够适当的和平衡的，并且如果身体对这些营养素的吸收和转化处于正常的功能状态，那么由此可见，维持良好的健康条件不应当有什么问题。实际上，通常发生这样的情况，个人的饮食、甚至尤其在工业化国家，存在着缺乏和/或过量的失衡问题，随时间的推移可对健康导致严重的损害。很多用不同药物治疗的疾病也通常是由不平衡的营养摄入所引起的，熟知通过恢复已失去的平衡能够预防、甚至治愈这些疾病。
而且，还已知已经生产出大量普遍被定义为食品强化剂的产品，用于解决上述问题，因此是本领域现阶段为人熟悉的方面。这些强化剂由不同物质(营养素)的组合组成，它们是通过不同原料(植物或动物来源的维生素、矿物质)的化学合成或提取过程、按特定的配方混合得到的，呈现片剂或胶囊剂或其他可口服剂型的形式。这些制剂的给药存在一系列缺点，最重要的是1)所用营养素(通过合成或提取获得)的来源对人体来说通常是不适合的；2)由于所用原料的来源和类型原因，吸收困难，基本上限制了给药物质的生物利用度；3)给药产品中含有的不同营养素的各自比例通常是彼此独立地预先确定的，应当考虑而没有考虑性质与代谢过程之间的实际平衡，这种平衡构成对有效的健康条件和身体状态所需的上述平衡饮食来说的关键因素之一。
有鉴于此，本发明人得出结论，上述问题的解决方案对身体的健康和平衡来说是极为有用的，应当在完全自然的生产过程中寻找，也就是通过生物学方法专门“引导”化学转化的微生物，例如乳酸杆菌和酵母菌，以按照所需的方式影响它们。
肌肉-骨骼系统、特别是骨骼的良好发育和维持健康的条件公认为一种基本的、广泛的健康问题。
饮食问题和某些药物的使用，以及由衰老所致退化过程均与诱发骨质疏松(包括骨密度和弹性降低，随之脆性增加)和炎症与疼痛副征，最终甚至与引起突发骨折的危险(在这种情况下，不是由明显的严重外伤所引起的)有关。“高危”人群最主要是妇女，特别是绝经期或绝经后的妇女，以及具有特定的“遗传危险”的个体，具体分析显示后者占总人口的15％或以上。
目前已有多种对该疾病有效的药物，不过现在已经确定，预防和治疗骨质疏松的最好方法必须是在饮食中适当地补充矿物质，例如钙和镁，以及可能加入的维生素D3。不过，这种“补充”主要通过将吸收差的产品给药来实现，其生物学质量不令人满意，它们含有无机钙或因一系列因素在肠中无论如何也不被吸收的钙，这就妨碍了其在实质程度上的吸收。作为这种补充的替代选择，通常推荐富含乳汁和乳酪产品的饮食；它们提供了丰富的钙(以及镁)，但是不幸的是仍存在很多通常被低估的问题，例如a)可消化性差或乳糖不耐受性的问题；b)过高的胆固醇水平；c)所不需要的热量和脂肪摄入。
本发明人因此找到了一种解决方案，所得产品能够更好地克服上述问题，该产品是一种强化剂的形式，可证明其是有效、可靠和便宜的，也就是这样一种产品1)保证适量钙、镁和其他营养素的供应，这些营养素对骨骼和出于肌肉-骨骼功能目的的代谢都是有用的；2)确保不同营养素的吸收；3)保证可消化性，避免不耐受性；和4)具有完全可生物相容的生物物质的特征。
为此，发明人找到了一种方法，该方法也是本发明的主题，描绘在权利要求1的前序部分中，其发明特征公开在所述权利要求的特征部分中。
本发明也涉及可用所述方法得到的食品强化剂及其用途，用于骨质疏松和其他基本上由钙、镁和钾缺乏所致疾病的预防和治疗。
根据本发明的方法使获得“营养素复合物”成为可能，该定义指天然来源的营养物质，是微生物(所谓的“有益微生物”，例如乳酸杆菌等)的生物学加工结果，含有全部所需的营养素，特别是钙、镁和钾，具有所需的良好的吸收、耐受性和功效特征。发明人首先选择可从不同类型的发酵乳汁中得到的产品，这些产品在乳汁类型(母牛、绵羊、山羊、母马)和所用微生物类型、以及所进行发酵过程的形式上都是不同的。于是确定了一种特定类型的发酵产品，与中东和东欧国家传统上已知的一种名为高加索酸奶(Kefir)的物质是同类，具有最适合于“营养素复合物”的特征。
高加索酸奶是酸奶的一种，可由乳汁经过多种乳酸杆菌和酵母菌的双重作用发酵得到，适当的组合使得到具有所需特征的生物加工产品成为可能。在发酵过程中加入所需物质(例如钙，但不是唯一的)，可实现营养素复合物的“富集”，使其能够具体用于某种类型的应用(例如骨质疏松的治疗)。微生物对一种或多种矿物质进行加工，固定在它们的细胞内，确保它们的生物利用度。
为了达到所需目的，发明人在细致地研究了上述领域中施行的传统自然方法之后得出结论，获得具有高效作用的天然食品强化剂的方法可以是利用适当的微生物混合物按预定顺序进行加工，并且在所述加工过程中有目的地加入有用物质，适当调整所述加工过程不同步骤的时间和温度。
按这种方式操作，找到了一种方法，适合于生产高效食品强化剂，为实际的治疗目的达到适当水平的强化作用。
正如本说明书后续部分所指出的，利用根据本发明的方法得到的食品强化剂含有具有有益效果的、广谱的和高浓度的有机物质，不仅证实作为重要手段，如前文所述，可用于由钙、镁和钾缺乏所致条件的预防和治疗，而且对各种其他由遗传因素以及化学性质功能失衡引起的机能紊乱发挥辅助的有益作用。
现在我们将描述根据本发明的方法的一种实施方式，它既不是约束性的也不是排他性的。
该方法本质上包括下列步骤a)在18℃下制备包含一种或多种类型动物来源的用巴氏法消毒的乳汁的混合物；b)向所述混合物中加入1.5-4.5重量％主要由细菌组成的第一颗粒；c)将混合物在18-25℃下保持一个最初时间阶段，为6至12小时，随后在大约一半过程后加入1-3重量％所述用巴氏法消毒的乳汁混合物；d)向该混合物中加入2.5-6.5重量％主要由酵母菌组成的第二颗粒；e)将所得混合物在18-25℃下保持一个第二时间阶段，为6至12小时，在所述第二时间阶段的前一半过程中向其中加入0.2-1.2重量％钙和/或镁和/或钾；f)滤出由在该方法不同步骤中引入的颗粒组成的残留基质和在该方法过程中形成的颗粒；g)在所述过滤后干燥混合物，得到粉末。
所述第一和第二颗粒可以利用常规的乳汁接种过程获得，从商业上可得到的高加索酸奶颗粒开始。为了对所述颗粒成分进行标准化，需对细菌进行控制和鉴定，所述主要由细菌组成的第一颗粒可以参考M.Motaghi等(1997)，Kandler-Weiss(1986)和Hardle(1986)的教科书，所述主要由酵母菌组成的第二颗粒可以参考Barnet(1990)的方法。所有上述公开出版物引用在此作为参考文献。从附表A和B中可以推导出所述颗粒成分的例示。第一颗粒(表A) 主要为细菌短乳杆菌106-107干酪乳杆菌 106-107植物乳杆菌 106-107高加索酸奶乳杆菌108-109(可选地“增加”20-30％)马乳酒样乳杆菌 107-108(可选地“增加”20-30％)酸化醋杆菌 106-107肠膜明串珠菌105-106乳链球菌104-105其他105-106乳酸酵母103-104酿酒酵母105-106脆壁酵母104-105高加索酸奶念珠菌104-105第二颗粒(表B) 主要为酵母菌短乳杆菌105-106干酪乳杆菌 105-106植物乳杆菌 105-106高加索酸奶乳杆菌106-107马乳酒样乳杆菌 106-107酸化醋杆菌 105-106肠膜明串珠菌104-105乳链球菌104-105其他105-106乳酸酵母105-106酿酒酵母106-107脆壁酵母105-106高加索酸奶念珠菌106-107其他105-106由于特定细菌与酵母菌的混合，所得食品强化剂的突出特点显著优于上述高加索酸奶(以及其他酸奶)，主要如下1、在富含矿物质、例如钙、镁和钾的生物物质中，所述食品强化剂惊人地是“高贵的”物质的含量比其他物质丰富得多，这是对其具体强化作用和全面价值的补充，例如支链氨基酸、多糖和维生素。这些营养素已被证实可显著提高钙的肠吸收和各种矿物质的代谢。
2、微生物对乳糖的作用是将其转化为乳酸，后者继而是钙吸收“增强剂”，此外减少了乳糖不耐受性的危险。关于此还应当涉及这样一个事实，微生物本身产生一种酶，即半乳糖苷酶，使乳糖成为可消化的。最后，它们能够在本质上减少胆固醇的吸收，从而保护身体免受熟知的威胁。
3、多糖(慢摄取碳水化合物)的存在一般也使该产品适合于糖尿病患者和老年患者。支链氨基酸对老年患者来说也是重要的要素，这是因为它们对肌纤维的生长和维持具有基本功能(从而也为整个肌肉骨骼系统提供额外的辅助作用)。
下文是对所述产品成分的详细描述。首先，给出利用根据本发明的发酵方法所选择的制剂(营养素复合物)实例(表1至5)，目的在于按照本发明本身的标准补充矿物质，例如钙、镁和钾；然后介绍食品强化剂的组成(表6)，它是通过“有目的的富集”原料物质而制备的，适合于骨质疏松领域的预防和治疗应用。
利用根据本发明的方法得到的发酵物质组成表1一般分析成分 ％ ±％蛋白质 45 15水分5 10脂肪 (1)总脂4 2纤维3 2碳水化合物 30 10矿物质(灰分) 13 8每克热量 2.8表2矿物质(mg，每100g产品)成分(±％)钾 2240 20磷 1320 15镁 180 30钠 680 15钙 1660 20锌 2.3 20铁 4.5 10铬 146μg硒 13.3μg铜 0.3 20锰 痕量表3维生素(mg，每100g产品)成分 (±25％)B1(硫胺) 6.6B2(核黄素) 5.6烟酸54B6(盐酸吡哆辛) 4B1250μg叶酸 1.4生物素(H) 180μg肌醇 300胆碱 453.3对氨基苯甲酸 2.4表4氨基酸(mg，每100g产品)成分 (±20％)精氨酸 3200谷氨酸13100组氨酸 2000异亮氨酸 4300亮氨酸 7500赖氨酸 6700甲硫氨酸 1400苯丙氨酸 3500苏氨酸 5200色氨酸 1800酪氨酸 3200缬氨酸 480056700表5核酸成分(±30％)总计8-9％用于骨质疏松的食品强化剂实例表6含量(大约有5％近似值)g值100g扁囊剂(10g)2片(12g)蛋白质 454.5 5.40碳水化合物 303.0 3.60脂肪 10.1 0.12总脂 40.4 0.48纤维 30.3 0.36矿物质 131.3 1.56水分 40.4 0.48热量280 28.0 33.60按本发明方法制备的食品强化剂经过广泛试用和试验，证明它们有效地具有所需特征，显著优于目前得到的传统钙强化剂。特别值得一提的优点如下●钙和其他矿物质在所得强化剂中的含量高于常用的食品强化剂。
●用于骨骼和身体的强化剂中所含有的矿物质的肠吸收程度高和生物利用度高，因此效率和功效高于常用产品。
●强化剂的高度可耐受性大大高于乳制品，因为它解决了乳糖的问题。
●胆固醇的吸收量低于骨质疏松饮食所推荐的各种乳制品。
●由于强化剂中含有完整的生物来源营养素，因此功效最佳，而不仅是彼此无关的物质的简单“混合”。在为矿物质提供有关的“额外辅助”作用的物质中，很多提供了实际的优点，这些优点是其他普遍被推荐的食品强化剂和营养物质所无法实现的-支链氨基酸(有益于整个肌肉骨骼系统)-多糖(有利于老年人和糖尿病人)
-维生素(使营养结构更完整)●通过冷冻干燥法得到干粉形式的物质，具有令人舒适的味道，可制成非常实用的制剂，例如咀嚼片和扁囊剂，其成分是可溶解在液体中的，尤其也可允许大剂量产品每日一次给药。这也是因为所得制剂可以是任意的所含多余物质的延迟释放或缓释剂型。
●最后，由“高加索酸奶型”发酵方法得到的制剂已被证实是理想的——从而完全不同于其他钙和矿物质强化剂——用于构成多功能“基质”，是不同应用领域制备食品强化剂的基础，用于各种缺乏条件(饮食营养差、代谢机能障碍)、免疫缺陷状态、退化性疾病(骨骼、皮肤营养不良)、衰老、生理过度期(绝经)的预防和/或辅助治疗。
不同研究人员的研究表明，在所有这些应用中，乳酸杆菌和酵母菌的生物学基质的多功能“生命原”活性和它们的免疫刺激与生物保护活性大概扮演了重要角色。
权利要求
1.通过自然发酵制备食品强化剂的方法，其特征在于该方法包括下列步骤a)在18℃下制备包含一种或多种类型动物来源的用巴氏法消毒的乳汁的混合物；b)向所述混合物中加入1.5-4.5重量％主要由细菌组成的第一颗粒；c)将混合物在18-25℃下保持一个最初时间阶段，为6至12小时，随后在大约一半过程后加入1-3重量％所述用巴氏法消毒的乳汁混合物；d)向该混合物中加入2.5-6.5重量％主要由酵母菌组成的第二颗粒；e)将所得混合物在18-25℃下保持一个第二时间阶段，为6至12小时，在所述第二时间阶段的前一半过程中向其中加入0.2-1.2重量％钙和/或镁和/或钾；f)滤出由在该方法不同步骤中引入的颗粒组成的残留基质和在该方法过程中形成的颗粒；g)在所述过滤后干燥混合物，得到粉末。
2.权利要求1的方法，其中h)所述混合物包含50-100重量％牛奶和0-50重量％至少一种乳汁，选自由绵羊奶、山羊奶和马奶组成的组；i)所述主要由细菌组成的第一颗粒是用于生产高加索酸奶的类型，含有短乳杆菌 106-107干酪乳杆菌 106-107植物乳杆菌 106-107高加索酸奶乳杆菌 108-109(可选地“增加”20-30％)马乳酒样乳杆菌 107-108(可选地“增加”20-30％)酸化醋杆菌 106-107肠膜明串珠菌 105-106乳链球菌 104-105其他 105-106乳酸酵母 103-104酿酒酵母 105-106脆壁酵母 104-105高加索酸奶念珠菌 104-105l)在引入所述第一颗粒后，可以加入高加索酸奶乳杆菌和马乳酒样乳杆菌，加入量为所述第一颗粒中已经存在的相同种类细菌重量的20-30％；m)所述主要由酵母菌组成的第二颗粒含有短乳杆菌 105-106干酪乳杆菌 105-106胚牙乳杆菌 105-106高加索酸奶乳杆菌 106-107马乳酒样乳杆菌 106-107酸化醋杆菌 105-106肠膜明串珠菌 104-105乳链球菌 104-105其他 105-106乳酸酵母 105-106酿酒酵母 106-107脆壁酵母 105-106高加索酸奶念珠菌 106-107其他 105-106
3.权利要求2的方法，其中最初的混合物包含80重量％牛奶和20重量％绵羊奶。
4.任意前述权利要求的方法，其特征在于该方法进一步包括下列步骤加入矫味剂；可选地加入粘合剂，以赋予粉末以更大的内聚性；压紧所加入的粉末，得到咀嚼片。
5.经过任意前述权利要求所述方法得到的食品强化剂。
6.经过根据前述权利要求的方法得到的食品强化剂的用途，用于制备组合物，该组合物用于骨质疏松和其他由体内钙、镁和钾缺乏所致疾病的预防和治疗。
全文摘要
描述了一种利用自然发酵制造食品强化剂(食物调整剂)的方法,包括下列步骤:a)在18℃下制备包含一种或多种类型动物来源的用巴氏法消毒的乳汁的混合物;b)在这样一种“基本原料”中引入1.5—4.5重量%主要由“友好细菌”形成的多糖“颗粒”;c)将前述物质在18—25℃下保持一个最初时间阶段,为6至12小时,随后加入1—3重量%主要由酵母菌形成的第二多糖“颗粒”;d)将该物质在18—25℃下保持一个第二时间阶段,为6至12小时,再次加入2.5—6.5重量%主要由酵母菌形成的第二“颗粒”,然后加入0.2—1.2重量%的一些矿物质(钙、镁等);e)过滤分离该物质的不同组分,得到由多糖颗粒组成的“残留基质”,含有细菌和酵母菌;f)过滤后干燥该物质,得到微细粉末;g)制备各种食品强化剂的片剂或“扁囊剂”或其他剂型,可用于骨质疏松和其他退化性条件的治疗。
文档编号A23C9/123GK1300187SQ00800578
公开日2001年6月20日 申请日期2000年4月7日 优先权日1999年4月13日
发明者J·A·维斯玛尔 申请人:希格马托保健科学股份公司