DE29724815U1

DE29724815U1 - Probiotik enthaltendes Getreideprodukt

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Publication number: DE29724815U1
Application number: DE29724815U
Authority: DE
Original assignee: Societe des Produits Nestle SA; Nestle SA
Current assignee: Societe des Produits Nestle SA; Nestle SA
Priority date: 1997-01-09
Filing date: 1997-12-18
Publication date: 2004-07-22
Anticipated expiration: 2007-12-19
Also published as: BR9800271B1; CA2222758C; NZ329464A; AR011397A1; ES2164299T5; BR9800271A; DE69707413D1; MY120969A; CN1100491C; ATE206873T1; EP0862863A3; AU740761B2; DE69707413T3; EP0862863B2; ES2164299T3; US5968569A; EP0862863B9; DK0862863T3; DE29724816U1; DK0862863T4

Abstract

Getrocknetes, essfertiges Getreideprodukt, aufweisend:
– eine Matrix aus gelatinierter Stärke, und
– eine Füllung oder Schutzumhüllung, in die wenigstens ein probiotischer Mikroorganismus eingemischt oder eingebettet ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft ein essfertiges Getreideprodukt, das einen probiotischen Mikroorganismus enthält; z.B. Haustierfutter, Frühstücks-Cerealien, Kindernahrungs-Cerealien oder Convenience Food. Bei der Verwendung hat das Getreideprodukt eine günstige Wirkung auf den Gastrointestinaltrakt der Person oder des Tiers, die bzw. das es konsumiert, und somit auf die Person oder das Tier. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung des Getreideprodukts und Verfahren zur Erzielung günstiger Wirkungen auf den Gastrointestinaltrakt von Menschen und Tieren.
Hintergrund der Erfindung
Probiotische Mikroorganismen sind Mikroorganismen, die günstig auf einen Wirt wirken, indem sie dessen intestinales mikrobiologisches Gleichgewicht verbessern (Fuller R., 1989, J. Applied Bacteriology 66: 365–378). Im allgemeinen erzeugen probiotische Mikroorganismen organische Säuren wie Milchsäure und Essigsäure, die das Wachstum pathogener Bakterien wie Clostridium perfringens und Hellcobacter pylori hemmen. Dementsprechend wird angenommen, dass probiotische Bakterien nützlich für die Behandlung und Vermeidung von Krankheiten sind, die von pathogenen Bakterien hervor gerufen werden. Weiterhin wird angenommen, dass probiotische Mikroorganismen das Wachstum und die Aktivität von Fäulnisbakterien und somit die Erzeugung toxischer Aminverbindungen hemmen. Es wird auch angenommen, dass probiotische Bakterien die Immunfunktionen des Wirts aktivieren.
Es besteht deshalb ein erhebliches Interesse daran, probiotische Mikroorganismen in Nahrungsmittel einzuarbeiten. Beispielsweise sind viele fermentierte Milchprodukte, die probiotische Mikroorganismen enthalten, im Handel erhältlich. Allgemein liegen diese Prdukte in Form von Joghurts vor, und ein Beispiel dafür ist der LC1^®-Joghurt (Société des Produits Nestlé SA). Es sind auch verschiedene Säuglingsnahrungs-Produkte und Produkte für die anschließende Ernährung, die probiotische Mikroorganismen enthalten, im Handel erhältlich, z.B. das BIO NAN^®-Produkt (Société des Produits Nestlé SA).
Ganz ähnlich besteht auch bezüglich Tieren ein Interesse daran, probiotische Mikroorganismen in Tierfutter einzuarbeiten. Beispielsweise offenbart das Russische Patent 2 018 313 ein pulverförmiges sprühgetrocknetes Tierfutter auf Milchbasis, das bestimmte Bifidobakterien und Streptokokken enthält. Das Tierfutter ist in erster Linie für Vieh gedacht, obwohl erwähnt wird, dass das Futter auch an Haustiere verfüttert werden kann.
Bei der Einarbeitung probiotischer Mikrorganismen in Nahrungsmittel gibt es allerdings zwei Hauptprobleme. Erstens muss das Nahrungsmittel in einer Form vorliegen, in der es dem Verbraucher schmeckt. Zweitens muss der probiotische Mikroorganismus während der Lagerung lebensfähig bleiben. Der zweite Punkt ist bei essfertigen Getreideprodukten besonders problematisch. Diese Getreideprodukte müssen im Gegensatz zu fermentierten Milchprodukten eine lange Lagerfähigkeit besitzen, z.B. mindestens ein Jahr, während die Zellzahlen bei vielen probiotischen Mikroorganismen innerhalb von 1 Tag bis 2 Tagen vollständig abfallen können. Das ist insbesondere der Fall, wenn die Aktivität des Wassers im Nahrungsmittel über ungefähr 0,5 liegt. Das ist üblicherweise bei getrocknetem Haustierfutter der Fall.
Das US-Patent Nr. 4 943 437 an Kvanta lehrt eine Technik zur Beimischung eines biologisch aktiven Materials in eine Nahrungsmittelbasis, so dass das erstere homogen in der letzteren verteilt ist und in niedriger Konzentration in Form einer Oberflächenbeschichtung vorliegt. Das biologisch aktive Material wird zunächst vor dem Zumischen gleichmäßig in einem hydrophoben Träger, wie einem geeigneten Öl, dispergiert. Dieses Patent lehrt nicht, wie ein essfertiges Produkt, das ein Probiotikum enthält, bereit gestellt werden kann.
Es besteht somit ein Bedarf an einem essfertigen Getreideprodukt, das einen probiotischen Mikroorganismus enthält, gut schmeckt und lagerungsstabil ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Diese Erfindung stellt dementsprechend in einem Aspekt ein getrocknetes essfertiges Getreideprodukt mit einer Matrix aus verkleisterter Stärke bereit, das einen Überzug oder eine Faltung enthält, der bzw. die einen probiotischen Mikroorganismus enthält.
Es wurde gefunden, dass probiotische Mikroorganismen über längere Zeiträume lebensfähig bleiben, wenn sie in Form eines Überzugs auf oder einer Füllung in einem getrockneten Getreideprodukt zubereitet werden. Das ist überraschend, da probiotische Mikroorganismen normalerweise schnell absterben. Das ist insbesondere bei getrocknetem, gekochtem Tierfutter der Fall, das im allgemeinen eine Wasseraktivität von über ungefähr 0,5 aufweist. Bei derartig haben Aktivitäten sterben probiotische Mikroorganismen normalerweise schnell ab. Deshalb bietet diese Erfindung den Vorteil eines essfertigen Getreideprodukts, das gut schmeckt und das eine lagerungsstabile Quelle probiotischer Mikroorganismen enthält.
Das Getreideprodukt kann in Form von getrocknetem Tierfutter, von Frühstücks-Cerealien, von Kindernahrungs-Cerealien oder von Convenience Food, beispielsweise als Körnerriegel, vorliegen. Bei Nahrungsmitteln für den Menschen liegt die Matrix aus verkleisterter Stärke vorzugsweise in flockenförmiger oder expandierter Form vor. Bei Haustierfutter liegt die Matrix aus verkleisterter Stärke vorzugsweise in Form von Stücken oder Pellets vor. Die verkleisterte Matrix wird vorzugsweise durch Kochextrudieren einer Stärkequelle erzeugt.
Vorzugsweise weist der Überzug ein Trägersubstrat auf das den probiotischen Mikroorganismus in sich trägt. Die Füllung kann ebenfalls ein Trägersubstrat aufweisen, das den probiotischen Mikroorganismus in sich trägt. Beispielsweise kann das Trägersubstrat aus einem Proteinaufschlussprodukt, Milchfeststoffen, einem Zucker oder einem teilchenförmigen Aromamittel bestehen.
In einem weiteren Aspekt stellt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines getrockneten essfertigen Getreideprodukts bereit, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Kochen einer Stärkequelle unter Bildung einer Matrix aus verkleisterter Stärke; Formen der Matrix aus verkleisterter Stärke zu Stücken und Trocknen der Stücke; und Überziehen oder Füllen der Stücke mit einem Träger, der probiotische Mikroorganismen enthält.
Bei einer Ausführungsform wird die Matrix aus verkleisterter Stärke zu Stücken geformt und getrocknet, indem die verkleisterte Matrix unter Bildung eines Kochextrudats extrudiert wird und das Kochextrudat zerschnitten und getrocknet wird, so dass getrocknete Stücke erzeugt werden. Die verkleisterte Matrix kann nach dem Extrudieren zum Expandieren gebracht werden, so dass sie nach dem Zerschneiden und Trocknen expandierte Stücke bildet. Alternativ können die Stücke geflockt werden, so dass sie flockenförmige Stücke bilden.
Bei einer weiteren Ausführungsform kann die Matrix aus verkleisterter Stärke zu Stücken geformt und durch Walzentrocknung der Matrix aus verkleisterter Stärke unter Bildung von Flocken getrocknet werden.
Bei noch einer weiteren Ausführungsform kann die Matrix aus verkleisterter Stärke zu Stücken geformt und getrocknet werden, indem die verkleisterte Matrix unter Bildung eines Kochextrudats, das eine Öffnung enthält, extrudiert wird; und durch Zerschneiden und Trocknen der Stücke. Vorzugsweise wird die Matrix aus verkleisterter Stärke mit einer zentralen Öffnung, die eine Füllung aufnehmen kann, extrudiert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es werden nun beispielhaft Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, wobei auf die folgenden Zeichnungen Bezug genommen wird:
1 ist eine graphische Darstellung, die die Lebensfähigkeit von Bacillus coagulans in verschiedenen Überzügen auf einem getrockneten, gekochten Tierfutter veranschaulicht; und
2 ist eine graphische Darstellung, die die Lebensfähigkeit von Bacillus subtilis in verschiedenen Überzügen auf einem getrockneten, gekochten Tierfutter veranschaulicht.
Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung
Es werden nun Ausführungsformen der Erfindung, die lediglich als Beispiele dienen sollen, beschrieben. Die Erfindung stellt ein getrocknetes essfertges Getreideprodukt in Farm einer. Matrix aus verkleisterter Stärke, wobei die Matrix einen Überzug oder eine Füllung aufweist, bereit. Der Überzug oder die Füllung enthält einen probiotischen Mikroorganismus. per prbiotische Mikroorganismus kann aus einem Mikroorganismus oder mehreren Mikroorganismen ausgewählt werden, die für den menschlichen oder tierischen Verzehr geeignet sind und die auch das mikrobiologische Gleichgewicht im menschlichen oder tierischen Darm verbessern können.
Zu Beispielen für geeignete probiotische Mikroorganismen gehören Hefestämme wie Saccharomyces, Debaromyces, Candida, Pichia und Torulopsis, Pilze wie Aspergillus, Rhizopus, Mucor und Penicillium und Torulopsis und Bakterien, wie die Stämme Bindobacterium, Bacteroides, Clostridium, Fusobacterium, Melissococcus, Propionibacterium, Streptococcus, Enterococcus, Lactococcus, Staphylococcus, Peptostreptococcus, Bacillus, Pediococcus, Micrococcus, Leuconostoc, Weissella, Aerococcus, Ocnococcus und Lactobacillus. Spezifische Beispiele für geeignete probiotische Mikroorganismen sind Saccharomyces cereviseae, Bacillus coagulans, Bacillus licheniformis, Bacillus subtilis, Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium infantis, Bifidobacterium longum, Enterococcus faecium, Enterococcus faecalis, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus alimentarius, Lactobacillus casei subsp. casei, Lactobacillus casei Shirota, Lactobacillus curvatus, Lactobacillus delbruckii subsp. lactis, Lactobacillus farciminus, Lactobacillus gossen, Lactobacillus helveticus, Lactobacillus johnsonii, Lactobacillus reuteri, Lactobacillus rhamnosus (Lactobacillus GG), Lactobacillus sake, Lactococcus lactis, Micrococcus varians, Pediococcus acidilactici, Pediococcus pentosaceus, Pediococcus acidilactici, Pediococcus halophilus, Streptococcus faecalis, Streptococcus thermophilus, Staphylococcus camosus und Staphylococcus xylosus.
Die probiotischen Mikroorganismen liegen vorzugsweise in gepulverter, getrockneter Farm vor; insbesondere in Form von Sporen bei Mikroorganismen, die Sporen bilden. Weiterhin kann der probiotische Mikroorganismus gegebenenfalls verkapselt werden, um die Wahrscheinlichkeit seines Überlebens weiter zu erhöhen, z.B. in einer Zuckermatrix, einer Fettmatrix oder einer Polysaccharidmatrix.
Das getrocknete, essfertige Getreideprodukt kann aus allen beliebigen Zutaten hergestellt werden, z.B. denjenigen, die üblicherweise in getrockneten essfertigen Getreideprodukten verwendet werden. Eine dieser Zutaten ist eine Stärkequelle. Geeignete Stärkequellen sind z.B. Getreidemehle von Mais, Reis, Weizen, Rüben, Gerste, Soja und Hafer. Es können auch Mischungen dieser Mehle verwendet werden. Die Mehle können komplette Mehle sein, oder sie können Mehle sein, aus denen Fraktionen entfernt wurden; z.B. können die Keimfraktion oder die Schalenfraktion entfernt worden sein. Reismehl, Maismehl und Weizenmehl sind besonders geeignet; entweder allein Stärkequelle wird vor allem auf der Basis ihres Nährwerts, ihres Geschmacks und der Art des gewünschten Getreideprodukte ausgewählt.
Das Getreideprodukt kann auch eine Stärkequelle enthalten. Geeignete Proteinquellen können aus jeder beliebigen tierischen oder pflanzlichen Proteinquelle ausgewählt werden; z.B. Fleischmehl, Knochenmehl, Fischmehl, Sojaprotein-Konzentraten, Milchproteinen, Gluten und dergleichen. De Auswahl der Proteinquelle wird im wesentlichen bestimmt durch den Nährstoffbedarf, den Geschmack und den Typ des erzeugten Getreideprodukts. Natürlich kann die Stärkequelle auch eine Proteinquelle sein.
Das Getreideprodukt kann nach Bedarf auf viele unterschiedliche Weisen erzeugt werden. Allerdings stellt das Kochextrudieren einen besonders geeigneten Weg zur Herstellung des Getreideprodukts dar. Das kann auf eine in diesem Fachgebiet gut bekannte Weise erfolgen. Beispielsweise wird bei einem geeigneten Verfahren eine Einspeismischung in eine Vorbehandlungsapparatur gegeben. Diese Einspeismischung besteht in erster Linie aus der Stärkequelle und anderen Zutaten wie Zucker, Salz, Gewürzen, Vitaminen, Mineralien, Aromastoffen, Farbstoffen, Antioxidanzien, Proteinquellen, Fetten und dergleichen. Wenn es gewünscht wird, können auch Quellen für unlösliche Fasern zugegeben werden, z.B. Weizenkleie, Maiskleie, Reiskleie, Gerstenkleie und dergleichen. Weiterhin kann, wenn es gewünscht wird, eine Quelle für lösliche Fasern zugegeben werden, z.B. Chicorée-Fasem, Inulin, Fructooligosaccharide, Soja-Oligasaccharide, Haferkleie-Konzentrat, Guargummi, Johannisbrotbohnen-Gummi, Xanthamgummi und dergleichen. Vorzugsweise ist die ausgewählte lösliche Faser ein Substrat für den gewählten Mikroorganismus, oder die lösliche Faser und der Mikroorganismus bilden eine symbiotische Beziehung, die zu vorteilhaften Wirkungen führt. Die maximale Menge der Iöslichen Faser liegt vorzugsweise bei ungefähr 20 Gew.-%; insbesondere bei ungefähr 10 Gew.-%. Beispielsweise kann bei Tierfutter Chicorée zugegeben werden, so dass es ungefähr 1 bis ungefähr 20 Gew:-% der Einspeismischung ausmacht; bevorzugter ungefähr 2 bis ungefähr 10 Gew.-%.
In Abhängigkeit von der gewünschten Form des Getreideprodukts kann der Stärkegehalt der Einspeismischung variiert werden. Beispielsweise enthält die Einspeismischung bei einem expandierten Getreideprodukt vorzugsweise bis zu ungefähr 40 Gew.-% Stärke. Bei einem flockenförmigen Produkt ist es jedoch nicht erforderlich, große Stärkemengen in der Einspeismischung einzusetzen, da es möglich ist, ein nicht-expandiertes Produkt zu Flocken zu verarbeiten.
In der Vorbehandlungsapparatur. wird Wasser oder Dampf oder werden beide der Einspeismischung zugemischt. Es wird der Einspeismischung eine ausreichende Menge an Wasser oder Dampf zugemischt, um die Einspeismischung anzufeuchten. Wenn es gewünscht wird, kann die Temperatur der Einspeismischung in der Vorbehandlungsapparatur auf ungefähr 60 bis ungefähr 9O°C erhöht werden. Eine geeignete Vorbehandlungsapparatur wird im US-Patent 4 752 139 beschrieben. Es Ist nicht notwendig, die Einspeismischung einer Vorbehandlung zu unterziehen, aber es ist vorteilhaft es zu tun.
Die angefeuchtete Mischung, die die Vorbehandlungsapparatur verlässt, wird dann in einen Extruder eingespeist. Der Extruder kann jeder beliebige Kochextruder mit einer Schraube oder mit zwei Schrauben sein. Geeignete Extruder können von Wenger Manufacturing Inc, Clextral SA, Bühler AG und anderen Firmen bezogen werden. Während der Passage durch' den ' Extruder läuft die angefeuchtete Mischung durch eine Kochzone, in der sie mechanischen Scherkräften ausgesetzt und erhitzt wird, z.B. bis auf eine Maximaltemperatur von bis zu ungefähr 150°C, sowie eine Formgebungszone. Der Manometerdruck in der Formgebungszone liegt, je nach Bedarf, bei ungefähr 300 kPa bis ungefähr 10 MPa. Bei Bedarf kann Wasser oder Dampf oder können beide in die Kochzone eingeleitet werden. Während der Passage durch den Extruder wird die Stärkequlle der angefeuchteten Masse verkleistert, wodurch eine Matrix aus verkleisterter Stärke bereit gestellt wird.
Wenn es gewünscht wird, kann eine kleine Menge eines essbaren Öls zusammen mit der angefeuchteten Masse in den Extruder eingespeist werden, um den Extrusionsprozess zu erleichtern oder um als Träger für öilösliche Zusätze zu dienen. Es kann jedes beliebige geeignete Öl verwendet werden, z.B. ein Pflanzenöl wie Sonnenblumenöl, Lacksafloröl, Maisöl und dergleichen. Wenn Öle verwendet werden, dann werden Öle, die reich an einfach ungesättigten Fettsäuren sind, besonders bevorzugt. Hydrierte Öle oder Fette werden ebenfalls bevorzugt. Die Menge des eingesetzten Öls wird vorzugsweise unterhalb von ungefähr 1 Gew.-% gehalten.
Die verkleisterte Matrix, die den Extruder verlässt, wird durch eine geeignete Düse gepresst, z.B. eine Düse, wie sie in der europäischen Patentanmeldung 0 665 051 beschrieben wird. Ein geformtes Extrudat mit einem Querschnitt, dessen Form derjenigen der Öffnung der Düse entspricht, verlässt die Düse. Wenn es gewünscht wird, ein zentrisch gefülltes Getreideprodukt zu erzeugen, dann kann die verkleisterte Matrix mit einer zentralen Öffnung extrudiert werden. Das geformte Extrudat wird dann an der Austrittsöffnung der Düse mittels rotierender Messer in Stücke geschnitten. In Abhängigkeit von den Bedingungen im Extruder und der Zusammensetzung des geformten Extrudats expandiert das geformte Extrudat in einem größeren oder geringeren Umfang. Im Falle von Tierfutter erfolgt normalerweise nur eine geringe oder keine Expansion.
Wenn ein flockenfärmiges Produkt erzeugt werden soll, dann werden die Stücke in eine Flockungsapparatur überführt. Geeignete Apparaturen sind gut bekannt und werden in der Cerealien-Industrie in großem Umfang eingesetzt, und sie können z.B. von der Bühler AG in der Schweiz bezogen werden. Wenn es gewünscht wird, können die Stöcke vor der Flockenbildung teilweise getrocknet werden.
Die Stücke werden dann bis zu einem Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 10 Gew.-% getrocknet. Das wird auf bequeme Weise in einem Heißlufttrockner durchgeführt, was der herkömmlichen Art entspricht. Für Frühstücks-Cerealien werden Feuchtigkeitsgehalte von ungefähr 1 bis ungefähr 3 Gew.-% bevorzugt.
Die für Tierfutter vorgesehenen Stücke können in Form kaubarer Stücke vorliegen. Die Stücke haben gewöhnlich eine Wasseraktivität von ungefähr 0,5 bis ungefähr 0,7.
Die für Nahrungsmittel für den Menschen vorgesehenen Stücke haben eine knusprige, angenehme Textur und gute organoleptische Eigenschaften. Die flockenförmigen Stücke haben ebenfalls eine gute Textur und gute organoleptische Eigenschaften. Die Stücke haben einen angenehmen Geschmack nach geröstetem Getreide. Die Dichte der Stücke kann zweckmäßigerweise bei unter ungefähr 300 g/l liegen. An diesem Punkt haben die expandierten oder flockenförmigen Stücke üblicherweise eine Wasseraktivität von ungefähr 0,15 bis ungefähr 0,3.
Die probiotischen Mikroorganismen werden dann einem geeignetem Trägersubstrat beigemischt. Das Trägersubstrat variiert in Abhängigkeit davon, ob die Stücke für Tiere oder für Menschen vorgesehen sind. Bei Tierfutter gehören zu geeigneten Trägersubstraten tierische Fette wie Talg, Pflanzenfette wie hydriertes Sojafet, Proteinaufschlussprodukte, die üblicherweise als Aromabeschichtungen eingesetzt werden, und Wasser. Bei Nahnrungsmitteln für den Menschen gehören zu geeigneten Trägersubstraten Flüssigkeiten, wie Fette und Zuckerlösungen, und teilchenförmige Überzüge, wie teilchenförmige Aromabeschichtungen. Geeignete Fette sind pflanzliche Speiseöle und -fette, z.B. hydriertes Sojafett. Zu geeigneten teilchenförmigen Aromabeschichtungen gehören Zucker, Schokoladenpulver, Milchpulver, Malzpulver, Pulver aus aromatisierten Getränken und dergleichen. Wenn es gewünscht wird, können die probiotischen Mikroorganismen eingekapselt werden.
Es können Schutzmittel zur Verbesserung des Überlebens der Mikroorganismen in das Trägersubstrat eingearbeitet werden. Beispiele für geeignete Schutzmittel sind Vitamine wie Vitamin C und E, Aminosäuren und ihre Salze wie Lysin, Glycin, Cystein und Natriumglutamat, Zucker wie Lactose, Trehalose, Saccharose. Dextrin und Maltrodextrin sowie Proteine wie Milch- und Sojaproteine. Spurenelemente und Mineralien können ebenfalls in das Trägersubstrat eingearbeitet werden.
Die Auswahl des Trägersubstrats hängt von Faktoren wie dem Geschmack und dem
Überleben der probiotischen Mikroorganismen ab, da bestimmte Mikroorganismen in bestimmten Trägersubstanzen besser überleben als in anderen. Beispielsweise wurde gefunden, dass S. cereviseae in Proteinaufschlussprodukten geringfügig weniger stabil sein kann als in Fetten. Wenn Fette als Trägersubstrat verwendet werden, dann enthält das Trägersubstrat vorzugsweise Antioxidanzien, um die Wirkung von Sauerstoff auf empflndliche Mikroorganismen zu vermindern. Jedoch findet auch ein Fachmann das optimale Trägersubstrat in der Regel einfach durch Ausprobieren. Wenn es erforderlich ist, kann das Trägersubstrat leicht erhitzt werden, um es zu schmelzen oder seine Viskosität zu vermindern.
Zur Herstellung eines überzogenen Getreideprodukts kann jede beliebige Technik eingesetzt werden, die für das Überziehen der Stücke geeignet ist. Beispielsweise kann im Falle eines flüssigen Trägersubstrats die Mischung aus dem probiotischen Mikroorganismus und dem Trägersubstrat auf die getrockneten Stücke aufgesprüht werden. Das kann auf jede beliebige geeignete Weise erfolgen. Beispielsweise können die Stücke in ein Fließbett gegeben werden, auf das die Mischung gesprüht wird. Alternativ können die Stücke in eine Rotations-Auftragmaschine gegeben werden, in die die Mischung gesprüht wird. Als weitere Alternative kann man die. Stücke in Form eines Vorhangs fallen lassen, und die Überzugsmischung wird auf den Vorhang gesprüht. Im Falle eines teilchenförmigen Trägersubstrats können die probiotischen Mikroorganismen und das Trägersubstrat unter Ausbildung einer trockenen Mischung vermischt werden. Wärmeempfindliche Komponenten wie Vitamine, Aminosäuren etc. können ebenfalls in die trockene Mischung gegeben werden. Diese trockene Mischung wird dann unter Verwendung eines Agglomerierungsmittels auf den getrockneten Stücken agglomeriert. Ein geeignetes Verfahren wird im US-Patent 4 777 056 beschrieben. Fette, Öle und Zuckerlösungen stellen Beispiele für geeignete Agglomerierungsmittel dar. Teilchenförmige Trägersubstrate können auf das Getreideprodukt auch aufgestäubt werden.
Zur Erzeugung eines gefüllten Getreideprodukts wird die Mischung aus den probiotischen Mikroorganismen und dem Trägersubstrat in die zentrale Öffnung jedes Stückes eingefüllt. In diesem Falle ist das Trägersubstrat vorzugsweise zähflüssig oder eine Substanz, die schneit härtet. Fette sind besonders geeignet. Alternativ können das Getreideprodukt und das Trägersubstrat in einen Taumler gegeben werden, und das Trägersubstrat kann auf dem Getreideprodukt unter Verwendung eines Sirups agglomeriert werden. In diesem Folie ist das Getreideprodukt überzogen und gefüllt.
Das getrocknete, essfertige Getreideprodukt enthält ungefähr 10⁴ bis ungefähr 10¹⁰ Zellen des probiotischen Mikroorganismus pro Gramm des getrockneten Getreideprodukts; vorzugsweise ungefähr 10⁶ bis ungefähr 10⁸ Zellen des probiotischen Mikroorganismus pro Gramm. Das getrocknete Getreideprodukt kann ungefähr 0,5 bis ungefähr 20 Gew.-% der Mischung des probiotischen Mikroorganismus und des Trägersubstrats enthalten, vorzugsweise ungefähr 1 bis ungefähr 6 Gew.-%; z.B. ungefähr 3 bis ungefähr 6 Gew:-%.
Das getrocknete Getreideprodukt kann dann nach Bedarf weiter verarbeitet werden. Beispielsweise können, wenn das getrocknete Getreideprodukt als Frühstücks-Cerealie verwendet werden soll, getrocknete Früchte, Nüsse, andere Cerealien oder Trockenmilchprodukte (wie getrockneter Joghurt etc.) im trockenen Zustand mit der überzogenen Cerealie vermischt oder mit dieser agglomeriert werden. Wenn es gewünscht wird kann die getrocknete Cerealie außerdem mit Schutzmitteln oder Aromastoffen oder beiden überzogen werden. Das kann auch vor oder während des Überziehens oder Füllens der getrockneten Stücke mit der Mischung aus den probiotischen Mikroorganismen und dem Trägersubstrat erfolgen.
Es ist auch möglich, ein getrocknetes Getreideprodukt durch Vermischen von Wasser und der Zutaten des Getreideprodukts zu erzeugen, z.B. in einem Varbehandlungsapparat. Die nasse Mischung kann man dann in eine geeignete Form bringen, z.B. mit Hilfe von Formwalzen. Die geformte Mischung kann dann. in einem Ofen gebacken werden, z.B. bei ungefähr 220°C bis ungefähr 280°C ungefähr 10 Minuten bis ungefähr 1 Stunde lang. Das getrocknete Getreideprodukt schaut ähnlich wie gebackener Biskuit aus. Der Überzug oder die Füllung kann dann wie oben diskutiert aufgetragen werden.
Alternativ kann das Getreideprodukt zu Convenience Food, wie Snack-Riegeln und dergleichen, formuliert werden. Wieder kann das Getreideprodukt mit Nüssen, getrocknetem Obst, Zuckern oder andern Süßungsmitteln, Farbstoffen oder Aromastoffen und dergleichen vermischt werden. Es kann dann ein geeignetes Bindemittel, z.B. Gummi arabicum oder Gelatine, zugesetzt werden. Es kann auch ein Mittel, das die Zerbrechlichkeit des Riegels vermindert, zugesetzt werden, z.B. hydrolysierter Weizen. Wenn es gewünscht wird, kann der Riegel mit einem geeigneten Überzug überzogen werden, z.B. Schokolade. Verfahren zur Herstellung von Snack-Riegeln sind gut bekannt und wurden in diesem Fachgebiet beschrieben; vergleiche z.B. das US-Patent 4 871 557.
Es ist von Vorteil, dass das getrocknete essfertige Getreideprodukt mittels jedes geeigneten beliebigen Verfahrens erzeugt werden kann und nicht nur mittels des oben beschriebenen.
Im Falle von Nahrungsmitteln für den Menschen umfasst das getrocknete essfertige Getreideprodukt vorzugsweise eine Nahrungsergänzung. Im Falle von Tierfutter kann das getrocknete essfertige Getreideprodukt als alleinige Nahrungsquelle an Haustiere verfüttert werden, oder es kann durch andere Nahrungsquellen ergänzt werden, z.B. Dosenfutter. Wenn es in geeigneten Mengen konsumiert wird führt das getrocknete, essfertige Getreideprodukt zur Erzeugung von Säuren, wie Milchsäure und Essigsäure, im Darm des Menschen oder des Tiers. Das hemmt das Wachstum pathogener Bakterien wie Costridium perfringens oder solcher, die das Wohlbefinden nachteilig beeinflussen, und hat eine vorteilhafte Wirkung auf den Mensch oder das Tier. Außerdem haften die probiotischen Mikroorganismen an den Oberflächen des Darms und konkurrieren mit unerwünschten Bakterien. Außerdem können das Wachstum und die Aktivität von Fäulnisbakterien und somit die Bildung toxischer Aminverbindungen gehemmt werden. Geeignete Mengen des getrockneten essfertigen Getreideprodukts können auch zur Aktivierung der Immunabwehr des Menschen oder des Tiers führen, Die Menge des getrockneten, essfertigen Getreideprodukts, das vom Menschen oder dem Tier verzehrt werden soll, damit die vorteilhaften Wirkungen erzielt werden, hängt von der Größe und dem Alter des Menschen oder des Tiers ab. Jedoch ist im allgemeinen eine Menge des getrockneten, essfertigen Getreideprodukts, das eine tägliche Menge von ungefähr 10⁶ bis ungefähr 10¹² Zellen des probiotischen Mikroorganismus liefert, ausreichend.
Die oben beschriebenen Ausführurtgsformen können auf vielfältige Weise modifiziert werden. Beispielsweise ist es nicht notwendig, das Getreideprodukt durch Kochextrudieren herzustellen. Statt dessen kann das Getreideprodukt mit jedem beliebigen geeigneten Verfahren hergestellt werden, das getrocknete, essfertige Stücke des Getreideprodukts liefert. Beispielsweise können die zugeführten Materialien mit Wasser gekocht werden, um eine gekochte Paste bereit zu stellen. Die Paste wird dann walzgetrocknet, um getrocknete Flocken zu erzeugen, gewöhnlich mit einer Dicke von ungefähr 0,6 bis ungefähr 1 mm.
Zur weiteren Veranschaulichung werden nun spezifische Beispiele beschrieben.
Beispiel 1
Es wird eine Einspeismischung aus Mais, Maisgluten, Hühner- und Fischmehl, Salzen, Vitaminen und Mineralien hergestellt. Die Einspeismischung wird einer Vorbehandlungsapparatur zugeführt und angefeuchtet. Die angefeuchtete Masse, die die Vorbehandlungsapparatur verlässt, wird dann einem Kochextruder zugeführt und verkleistert. Die verkleisterte Matrix, die den Extruder verlässt, wird durch eine Düse gepresst und extrudiert. Das aus dem Düsenkopf austretende Extrudat wird in Stücke geschnitten, die für eine Verfütterung an Hunde geeignet sind, ungefähr 20 Minuten bei ungefähr 110°C getrocknet und zur Ausbildung von Pellets abgekühlt. Die Wasseraktivität der Pellets liegt bei ungefähr 0,6.
Die Pellets werden mit drei verschiedenen Überzugsmischungen besprüht. Jede Überzugsmischung enthält Bacillus coagulans, aber eine Überzugsmischung setzt hydriertes Sojafett als Überzugssubstrat ein, eine Überzugsmischung setzt Wasser als Überzugssubstrat ein, und eine Überzugsmischung setzt ein Proteinaufschlussprodukt als Überzugssubstrat ein.
B. coagulans liegt in Form pulverförmiger Endosporen vor und kann von Sankyo Pharmaceutical Company unter dem Handelsnamen Lacris-S bezogen werden. Die Pellets enthalten ungefähr 1,6 × 10⁶ Zellen/g B. coagulans. Für jede Überzugsmischung werden die Pellets in zwei Gruppen eingeteilt. Eine Gruppe wird bei ungefähr 25°C gelagert, und die andere Gruppe wird zur Bestimmung der Langzeitstabilität der Mikrorganismen bei ungefähr 37°C gelagert. Nach 1 Woche, 2 Wochen, 3 Wochen und 4 Wochen wird aus jeder Gruppe eine Probe genommen. Außerdem wird nach 8 Wochen eine fettüberzogene Probe aus der Gruppe genommen, die bei 37°C gelagert wird.
Es werden für alle Proben die Zellzahlen bestimmt. Die Ergebnisse sind in der 1 dargestellt. In allen Fällen bleiben die Zellzahlen im wesentlichen konstant, was eine ausgezeichnete Lagerstabilität anzeigt. Außerdem zeigen die Ergebnisse der 8-wöchigen Lagerung bei 37°C an, dass die Mikrorganismen wahrscheinlich nach einjähriger Lagerung bei Normalbedingungen stabil sind.
Beispiel 2
Es wird das Beispiel 1 wiederholt, außer dass die drei Überzugsmischungen jeweils Bacillus subtilis anstelle von Bacillus coagulans enthalten. B. subtilis liegt in Form pulverförmiger Endosporen vor, die von Hansen A/S unter dem Handelsnamen BioPlus 2B bezogen werden können. Die Ergebnisse sind in der 2 dargestellt.
In allen Fällen bleiben die Zellzahlen im wesentlichen konstant, was eine ausgezeichnete Lagerstabilität anzeigt. Jedoch sind die Zellzahlen der Pellets, die mit Fett überzogen wurden, etwas niedriger als derjenigen, die mit Wasser und dem Proteinaufschlussprodukt überzogen wurden, aber sie sind noch im wesentlichenkonstant. Wiederum zeigen die Ergebnisse der 8-wöchigen Lagerung bei 37°C an, dass die Mikroorganismen nach einer einjährigen Lagerung unter Normalbedingungen wahrscheinlich stabil sind.
Beispiel 3
Es wird das Beispiel 1 wiederholt, außer dass die drei verschiedenen Überzugsmischungen jeweils Pediococcus acidilactici anstelle von Bacillus coagulans enthalten. P. acidilactici liegt in Form eines getrockneten Pulver vor und kann von Lallmand SA unter dem Handelsnamen Bactocell bezogen werden. Die Ergebnisse der Lagerung sehen folgendermaßen aus:
Für die mit Wasser oder Fetten überzogenen Pellets bleiben die Zellzahlen im wesentlichen konstant bei ungefähr 10⁷ cfu/g, was eine ausgezeichnete Lagerstabilität anzeigt. Bei den Pellets, die mit dem Proteinaufschlussprodukt überzogen wurden, fallen die Zellzahlen bei einer Lagerung bei 37°C zunächst ab, aber dann stabilisieren sie sich bei ungefähr 10⁶ cfu/g, was annehmbar ist.
Beispiel 4
Es wird das Beispiel 1 wiederholt, außer dass die drei verschiedenen Überzugsmischungen jeweils Saccharomyces cereviseae anstelle von Bacillus coagulans enthalten. S. cereviseae liegt in Form eines getrockneten Pulvers vor, das von Santel SA unter dem Handelsnamen Levucell bezogen werden kann. Die Ergebnisse der Lagerung sehen folgendermaßen aus:
Bei den mit Wasser oder Fetten überzogenen Pellets bleiben die Zellzahlen im wesentlichen konstant bei ungefähr 10⁷ cfu/g, was eine ausgezeichnete Lagerstabilität anzeigt. Das ist insbesondere bei den mit Fetten überzogenen Pellets der Fall. Jedoch waren die Zellzahlen bei den Pellets, die mit dem Proteinaufschlussprodukt überzogen wurden, etwas niedriger als diejenigen der mit Wasser überzogenen Pellets, bei einer Lagerung von 25°C allerdings immer noch akzeptabel. Bei einer Lagerung bei 37°C fallen die Zellzahlen der Pellets, die mit dem Proteinaufschlussprodukt überzogen wurden, ab.
Beispiel 5
Es wird ein Versuch mit 30 Hunden durchgeführt. Die Hunde werden vor dem Beginn des Versuchs eine Woche lang mit einer getrockneten Standarddiät gefüttert. Unmittelbar vor dem Beginn des Versuchs werden bei jedem Hund die Darmflora und der Fäkaliengeruch bestimmt.
Die Hunde werden dann in zwei Gruppen von 15 Hunden aufgeteilt. Eine Gruppe der Hunde erhält die getrockneten, mit Fett überzogenen Pellets aus Beispiel 1. Die andere Gruppe der Hunde erhält die gleichen Pellets, aber ohne den Fettüberzug und die probiotischen Mikroorganismen. Die Hunde haben freien Zugang zu Futter und zu Wasser.
Nach einer Woche wird die Darmflora jedes Hundes analysiert. Bei den Hunden, denen die Pellets aus Beispiel 1 gefüttert werden, ist der Gehalt an C. perfringens erniedrigt. Außerdem wird gefunden, dass bei den Hunden, denen die Pellets aus Beispiel 1 verfüttert wurden, der pH und der Geruch der Fäkalien abgenomnnen haben.
Beispiel 6
Es wird eine Einspeismischung aus 70 Gew.-% Maismehl, 17 Gew.-% Weizenmehl, 7 Gew.-% Zucker, 3 Gew.-% Malz, 2 Gew.-% Pflanzenfett und Salz hergestellt. Die Einspeismischung wird in eine Vorbehandlungsapparatur gegeben und angefeuchtet. Die angefeuchtete Masse, die die Vorbehandlungsapparatur verlässt, wird dann in einen Extruder eingespeist und verkleistert. Die verkleisterte Matrix, die den Extruder verlässt, wird durch eine Düse gepresst und extrudiert. Das Extrudat expandiert beim Verlassen des Düsenkopfes und wird in Stücke van ungefähr 1 cm geschnitten. Die Stücke werden dann bis zu einem Feuchtigkeitsgehalt von ungefähr 1 Gew.-% getrocknet.
Die Stücke werden mit zwei unterschiedlichen Überzugsmischungen besprüht. Jede Überzugsmischung enthält Sonnenblumenöl als Trägersubstrat, aber jeweils einen anderen Mikroorganismus. Die Mikroorganismen sind folgende:
Beide Mikroorganismen sind im Handel erhältlich. Die Stücke enthalten jeweils 10⁶ Zellen/g bis 10⁷ Zellen/g des probiotischen Mikroorganismus. Um einen Eindruck von der Langzeitstabilität der Mikroorganismen zu efhalten werden die Stücke bei ungefähr 37°C gelagert. Nach 1 Woche, nach 3 Wochen und unmittelbar nach der Herstellung wird eine Probe aus jeder Gruppe genommen.
Für jede Probe wird die Zahl der lebensfähigen Zellen bestimmt. Es werden folgende Ergebnisse erhalten:
Die Ergebnisse zeigen, dass die probiotischen Mikroorganismen im wesentlichen stabil bleiben.
Bepspiel 7
Es wird das Verfahren aus Beispiel 6 wiederholt, außer dass die Überzugsmischung eine trockene Mischung aus dem probiotischen Mikroorganismus und einem Pulver mit Schokoladengeschmack (Nesquik^®-Pulver) ist. Die trockene Mischung wird mittels des im US-Patent 4777 056 beschriebenen Verfahrens und unter Verwendung von Pflanzenöl als Agglomerierungsmittel auf die Stücke aufgetragen.
Außerdem werden die folgenden Mikroorganismen verwendet:
Der erste, dritte, vierte und fünfte Mikroorganismus ist im Handel erhältlich. Der zweite Mikroorganismus wird im EP 0 577 904 beschrieben und wurde in der Collection Nationale de-Cultures de Microorganismes (CNCM), Institut Pasteur, 28 rue du Dr Roux, 757724 Paris Cedex 15, Frankreich, am 30. Juni 1992 unter der Nr. CNCM I-1225 und dem Namen La 1 durch die Société des Produits Nestlé S.A. hinterlegt.
Es wurden für jede Probe die Zellzahlen bestimmt. Folgende Ergebnisse wurden erhalten:
Die Ergebnisse zeigen, dass B. coagulans und Bifidobacterium animalis/longum wahrscheinlich über lange Zeiträume stabil bleiben. Die anderen Mikroorganismen zeigen eine geringere, aber akzeptable Stabilität.
Beispiel 8
Expandierte Getreideprodukte, die wie im Beispiel 6 beschrieben erzeugt wurden, werden mit drei Überzugssubstraten überzogen. Das Produkt 1 wird durch Überziehen des Getreideprodukts mit Pflanzenöl und anschließendes Einstäuben mit einem sprühgetrockneten Milchpulver, das L. johnsonii La1 enthält, hergestellt. Das Produkt 2 wird durch Überziehen des Getreideprodukts mit Pflanzenöl und anschließendes Einstäuben mit einer Mischung eines sprühgetrockneten Milchpulvers, das L. johnsonii La1 und kakaohaltiges Pulver (Nesquik^®-Pulver) enthält, hergestellt. Das Produkt 3 wird durch Suspendieren eines sprühgetrockneten Milchpulvers, das L. johnsonii La1 in einem Pflanzenöl enthält, und durch Sprühen des Öls (ohne Druck) auf das Getreideprodukt hergestellt.
Es werden für jedes Produkt die Zellzahlen bestimmt. Folgende Ergebnisse werde erhalten:
Die Ergebnisse zeigen, dass die probiotischen Mikroorganismen im wesentlichen stabil bleiben.
Beispiel 9
Es wird ein Versuch mit 20 erwachsenen Freiwilligen durchgeführt. Unmittelbar vor Beginn des Versuchs wird die Darmflora jedes Freiwilligen bestimmt. Die Freiwilligen werden dann in zwei Gruppen von jeweils 10 Personen aufgeteilt. Eine Gruppe erhält zum Frühstück eine 30-g-Portion des Produkts 1 aus Beispiel 8 zusammen mit kalter Milch. Die andere Gruppe erhält das gleiche Getreideprodukt, aber ohne den Überzug aus Fett und probiotischen Mikroorganismen. Die anderen Mahlzeiten währendes Tages sind die normalen Mahlzeiten, die von den Freiwilligen verzehrt werden.
Nach einer Woche wird die Darmflora eines jeden Freiwilligen analysiert. Bei den Freiwilligen, die das Produkt 1 verzehrt haben, ist der Gehalt an C. perfringens verringert.

Claims

Getrocknetes, essfertiges Getreideprodukt, aufweisend: – eine Matrix aus gelatinierter Stärke, und – eine Füllung oder Schutzumhüllung, in die wenigstens ein probiotischer Mikroorganismus eingemischt oder eingebettet ist.
Getreideprodukt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Mikroorganismus ein insbesondere nichtsporenbildendes Bakterium ist.
Getreideprodukt nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllung oder Schutzumhüllung weiterhin ein Trägersubstrat aufweist.
Getreideprodukt nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägersubstrat und der wenigstens eine Mikroorganismus zusammen mehr als etwa 0.5% des Gewichts des Getreideprodukts ausmachen.
Getreideprodukt nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägersubstrat und der wenigstens eine Mikroorganismus zusammen etwa 0,5% bis 20% des Gewichts des Getreideprodukts ausmachen.
Getreideprodukt nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägersubstrat Fett oder Milchfeststoffe enthält.
Getreideprodukt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllung oder Schutzumhüllung weiterhin Vitamine, Spurenelemente und/oder Mineralien aufweist.
Getreideprodukt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Wasseraktivität von mehr als etwa 0,5 aufweist.
Getreideprodukt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es als Haustierfutter ausgebildet ist.
Getreideprodukt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin eine Proteinquelle aufweist.