JP2018521672A - 特定栄養用途のための安定乾燥プロバイオティクス組成物 - Google Patents

Abstract

乾燥安定プロバイオティクス組成物を提供する。該組成物は、1つ又はそれ以上の生存可能プロバイオティクス微生物、1つ又はそれ以上の加水分解タンパク質、1つ又はそれ以上の二糖類、1つ又はそれ以上のオリゴ糖及び1つ又はそれ以上の多糖類を含むが、トレハロースを含まない。該組成物は、少なくとも1x10¹⁰CFU/gの生存能力、40℃及び33%の相対湿度で3月後に1 log unit/g未満の生存能力の損失を有する。さらに、乾燥安定プロバイオティクス組成物の製造方法を提供する。

Description

本発明は、2015年7月29日に出願された、「特定栄養用途安定乾燥プロバイオティクス組成物」という表題の米国仮出願62/198,220に関し、及び利益を主張し、その内容を参照することによって本明細書に全体が取り込まれる。

本発明は、特定栄養用途安定乾燥プロバイオティクス組成物、例えば、調製粉乳に関する。

現在、ヒトを含む動物の胃腸管栄養補助のための様々なプロバイオティクス微生物(腸内有益菌(プロバイオティクス)、とも呼ばれる)が存在している。それら微生物は、望ましい生物学上の効果のために動物の腸での自然細菌叢(ナチュラルマイクロフローラ)を調節し得る。

宿主に対して有効量のプロバイオティクス微生物を投与することの1つの課題としては、典型的な製造工程の過酷な状況下並びに高温及び高湿度での長期間の保存における微生物の生存率の維持である。動物の消化器系に生物的物質を送達するためのカプセル化及び製剤化技術に関して発展しているが、製造工程、流通及び保存の間の微生物の生存率を守るカプセル化及び製剤化技術は、殆ど発展していない。特に高温及び高湿度等の様々な過酷な環境に暴露されるにあたり、プロバイオティクス微生物を生存させることを可能にする安定化技術が必要である。

加えて、プロバイオティクス製品の水分自体が、プロバイオティクスが一般的に水に対して、特に高温との組み合わせに対して敏感であるという他の課題を提起する。現在まで、例えば栄養製品として製品を組み入れる際、中間水分状況(例えば、約0.2及びより高い、又は約0.4以下若しくはより高い水分活性)並びに流通及び保存の間の高温下(例えば、少なくとも30℃、又は約40℃以下若しくはより高い温度)で微生物の有効な保護をもたらすための科学技術及び技術は明らかにされていない。そのため、プロバイオティクスの生存率が損なわれ得る熱帯気候を含む、様々な地理的位置における流通に適した安定プロバイオティクス組成物が必要である。

さらなる課題は、乳児、幼児及び高齢者のような人々によって消費されるために適した特定栄養用途組成物における従来の食品添加物の使用上の規制限度を含む。従来の人口的なカプセル化及び化合物の安定化及びアカシアガム、アルギネート、ミルクタンパク質及びトレハロース等のある種の糖、等のいくつかの自然化合物でさえも、それら特定栄養用途組成物においての使用には推奨されない。特定栄養用途のため許可された栄養上の化合物の推奨リストは、FAO/WHO連合食品規制委員会によって取り締まられる。

そのため、プロバイオティクス細菌等のプロバイオティクス微生物及び他の成分を含む特定栄養用途のために適した安定プロバイオティクス組成物並びにそのような組成物を製造するための安定化技術が求められる。

本発明は、特定栄養用途のための安定乾燥プロバイオティクス組成物及びそれらの調製方法を提供する。

本発明の一態様に従い、乾燥組成物が提供される。組成物は、1つ又はそれ以上の生存可能プロバイオティクス微生物、1つ又はそれ以上の加水分解タンパク質、1つ又はそれ以上の二糖類、1つ又はそれ以上のオリゴ糖、及び1つ又はそれ以上の多糖類を含む。組成物は、トレハロースを含まない。組成物は、少なくとも1x10¹⁰ CFU/gの生存率、40℃及び33%の相対湿度で3月後に1 log unit/g未満の生存率の損失を有する。

該組成物は、特定栄養製品で宿主にプロバイオティクスの利益を与え得る。特定栄養製品は、調製粉乳、フォローオン粉乳(follow-on formula)、加工穀類食品、乳児食品缶詰、動物用栄養補助剤又は処置(treatment)、及び/又は医療目的の特定食品からなる群から選択され得る。特定の実施形態において、特定栄養製品は、調製粉乳である。

該生存可能プロバイオティクス微生物は、生存プロバイオティクス細菌、真菌類及び酵母からなら群から選択され得る。

該組成物は、組成物の全乾燥重量に基づき、少なくとも50%の1つ又はそれ以上の加水分解タンパク質を含み得る。1つ又はそれ以上の加水分解タンパク質は、ミルクタンパク質、植物タンパク質及びそれらの組み合わせからなる群から選択され得る。1つ又はそれ以上の加水分解タンパク質は、加水分解カゼイン、加水分解乳清タンパク質、加水分解エンドウタンパク質、加水分解ダイズタンパク質及びそれらの組み合わせからなる群から選択され得る。

該組成物は、組成物の全乾燥重量に基づき、20%未満の1つ又はそれ以上の二糖類を含み得る。1つ又はそれ以上の二糖類は、スクロース、ラクトース及びそれらの組み合わせからなる群から選択され得る。

該組成物は、組成物の全乾燥重量に基づき、5〜30%の1つ又はそれ以上のオリゴ糖を含み得る。1つ又はそれ以上のオリゴ糖は、イヌリン、マルトデキストリン、デキストラン、フラクトオリゴ糖(FOS)、ガラクトオリゴ糖(GOS)、マンナンオリゴ糖(MOS)及びそれらの組み合わせからなる群から選択され得る。

該組成物は、組成物の全乾燥重量に基づき、1〜10%の1つ又はそれ以上の多糖類を含み得る。1つ又はそれ以上の多糖類は、カラギーナン、グァーガム、アカシアゴム、ローカストビーンガム、でん粉、加工でん粉及びそれらの組み合わせからなる群から選択され得る。

該組成物は、1つ又はそれ以上の追加薬をさらに含み得る。組成物は、組成物の全乾燥重量に基づき、0.5%〜10%の1つ又はそれ以上の追加薬を含み得る。1つ又はそれ以上の追加薬は、カルボン酸塩、トコフェロール類及びそれらの組み合わせからなる群から選択され得る。カルボン酸塩は、アスコルビン酸塩及びクエン酸塩からなる群から選択され得る。1つ又はそれ以上の追加薬は、重量比1:4〜4:1で、1つ又はそれ以上のトコフェロール類及び1つ又はそれ以上のカルボン酸塩を含み得る。好ましくは、1つ又はそれ以上の追加薬は、重量比4:1で、ビタミンE及びアスコルビン酸ナトリウムを含む。

本発明の別の態様によれば、本発明の組成物の調製方法が提供される。該方法は、1つ又はそれ以上の空気乾燥、真空乾燥、流動層乾燥及び噴霧乾燥からなる群から選択される。

本発明のさらに別の態様によれば、本発明の組成物の調製方法が提供される。該方法は、(a)アルカリ性水性溶媒において、1つ又はそれ以上の生存可能プロバイオティクス微生物、1つ又はそれ以上の加水分解タンパク質、1つ又はそれ以上の二糖類、1つ又はそれ以上のオリゴ糖及び1つ又はそれ以上の多糖類を組み合わせてスラリーを形成する段階; (b)ビーズ、小滴又は紐の形態で、液体窒素中でスラリーを瞬間凍結(snap-freezing)し、固体凍結粒子を形成する段階; (c)減圧下で、粒子の温度をそれらの凍結温度より上に維持しながら、蒸発による固体凍結粒子の一次乾燥段階、これにより、一次乾燥した製剤が形成される; 及び(d) 乾燥した製剤の水分活性を0.3 Aw又はそれ以下に低下させるために十分な時間、最大限の力の減圧及び20℃又はそれ以上の熱源温度で一次乾燥製剤の二次乾燥段階、を含む。結果として、本発明の組成物が調製される。該方法は、1つ又はそれ以上の加水分解タンパク質、1つ又はそれ以上の二糖類、1つ又はそれ以上のオリゴ糖及び1つ又はそれ以上の多糖類を滅菌する段階を段階(a)の前にさらに含み得る。該方法は、組成物を切断、粉砕、摩砕及び微粉砕することで流動性粉末にすることをさらに含み得る。粉末の粒子のサイズは、約1000μm以下であり得る。

本発明の方法において、組成物は、特定栄養製品において宿主にプロバイオティクスの利益を与えるため1つ又はそれ以上の生存可能プロバイオティクス微生物の有効量を含み得る。該方法は、組成物を有する特定栄養製品の製造をさらに含み得る。特定栄養製品は、調製粉乳、フォローオン粉乳(follow-on formula)、加工穀類食品、乳児食品缶詰、動物用栄養補助剤又は治療(treatment)、及び/又は医療目的の特定食品からなる群から選択され得る。特定の実施形態において、特定栄養製品は、好ましくは調製粉乳である。

図1は、40℃及び33%RHの加速貯蔵下での実施例2の試料の保存安定性を示す。

本発明は、好ましくは特定栄養用途のための新規安定乾燥プロバイオティクス組成物及びその組成物を製造するための方法を提供する。それら組成物は、プロバイオティクス微生物に対し、所望の安定性及び保護を与える。プロバイオティクス微生物は、消耗製品を製造するための製造工程、流通経路及び極端な保存環境下の間、保護され得る。殆どのプロバイオティクス製剤は、かなりの数に細胞が最終的に生存能力を失い、製造工程、輸送及び保存の間に死滅するという了解のもとで、その製品中に有効用量よりも10倍及び100倍も多い場合がある非常に多い数の細菌細胞を利用する。

本明細書で使用される用語「特定栄養用途」は、製造すること又は宿主に対し特定栄養製品を適用することを指す。好ましくは、特定栄養製品は、タイトル「調製粉乳及び乳児を対象とした特定医療目的の製剤のための標準、CODEX STAN 72-1981」(「米国標準コーデックス72」)の書類においてFAO/WHO連合食品規制委員会によって推奨される。特定用途製品の例は、調製粉乳、フォローオン粉乳(follow-on formula)、加工穀類食品、乳児食品缶詰及び医療目的の特定食品を含む。好ましくは、特定栄養製品は、調製粉乳である。

宿主は、魚類、ニワトリ等の鳥類、又は反芻動物、ブタ等の哺乳動物、又はウマ、イヌ若しくはネコ等の伴侶動物を含む何れかの動物であり得る。特定の実施形態において、哺乳動物はヒトである。ヒト宿主は、乳児、幼児又は高齢者であり得る。好ましくは、ヒト宿主は、乳児である。

本明細書で使用される用語「乳児」は、誕生から12ヶ月齢のヒトを指す。

本明細書で使用される用語「幼児」は、12ヶ月齢から12歳のヒトを指す。

本明細書で使用される用語「高齢者」は、少なくとも約55、60、65又は70歳のヒトを指し、好ましくは少なくとも約65歳である。

用語「プロバイオティクス微生物」及び「プロバイオティクス」は、本明細書において交換可能な意味で使用され、及び宿主に有効量を投与した際、宿主に対しプロバイオティクスの利益を提供する又は与える生存微生物を指す。本明細書で使用される用語「有効量」は、宿主に対し、例えば、特定栄養製品として栄養製品を介して投与する際、宿主において所望するプロバイオティクスの利益を達成するために十分な量のプロバイオティクス微生物を指す。プロバイオティクス微生物は、生存プロバイオティクス細菌、真菌類及び酵母からなら群から選択され得る。所望するプロバイオティクスの利益は、例えば、健康的な胃腸の細菌叢を維持すること、免疫を増強すること、アレルギー及び風邪を防ぐこと並びに下痢、アトピー性皮膚炎及び***症から保護すること等の何れかの有益な健康又は栄養効果であり得る。

本明細書で使用される用語「生存能力」は、プロバイオティクス微生物の生育に適した栄養培地上でコロニーを形成するための組成物中のプロバイオティクス微生物の能力を指し、及び組成物の重量に対してコロニー形成単位(CFU)、例えばCFU/g、として表し得る。

本明細書で使用される用語「相対湿度(RH)」は、多くの場合所定の温度における空気中の水蒸気量を指す。相対湿度は、通常、空気を飽和させるのに必要な量よりも少なく、多くの場合飽和湿度のパーセンテージで表される。

本明細書で使用される用語「乾燥」は、例えば実質的に液体を欠く等の脱水又は無水である物質、例えば本発明の組成物の物理的状態を指す。例えば本発明の組成物等の物質は、例えば、空気乾燥、真空乾燥、流動層乾燥、噴霧乾燥及び凍結乾燥等の1つ又はそれ以上の乾燥工程によって乾燥され得る。

本明細書で使用される用語「水分活性(Aw)」は、物質、例えば本発明の組成物における水分利用率を指し、これは、物質における水分のエネルギー状態を表す。水分活性は同じ温度で、純水の蒸気圧で割った上記物質上の水分の蒸気圧として定義され得る。純粋蒸留水は、正確に1、例えばAw=1.0の水分活性を有する。乾燥物質は、約0.5又はそれ以下、好ましくは約0.3又はそれ以下、より好ましくは約0.2又はそれ以下、最も好ましくは約0.1又はそれ以下のAwを有し得る。

乾燥組成物が提供される。該組成物は、1つ又はそれ以上の生存可能プロバイオティクス微生物、1つ又はそれ以上の加水分解タンパク質、1つ又はそれ以上の二糖類、1つ又はそれ以上のオリゴ糖及び1つ又はそれ以上の多糖類を含む。該組成物は、少なくとも1x10⁹、1x10¹⁰、1x10¹¹又は1x10¹² CFU/g、好ましくは1x10¹⁰ CFU/gの初期の生存能力を有する。該組成物は、所定条件下で所定期間後に1log単位/g未満の生存率の損失を有する。好ましくは、該組成物は、トレハロースを含まない。

該組成物は、特定栄養製品において宿主にプロバイオティクスの利益を与えるための有効量の1つ又はそれ以上の生存可能プロバイオティクス微生物を含み得る。特定用途製品は、調製粉乳、フォローオン粉乳(follow-on formula)、加工穀類食品、乳児食品缶詰、又は医療目的の特定食品、好ましくは調製粉乳であり得る。

所定期間は、約1、2、3又は4週、又は1、2、3、4、5、6、12、18、24若しくは36月、好ましくは約1、2又は3月、より好ましくは1又は3月であり得る。指定された期間は、指定された期間の10%以内のより短い又はより長い時間を含み得る。本明細書で使用される用語「3月」は、約84〜90日の期間を指す。本明細書で使用される用語「2月」は、約56〜60日の期間を指す。本明細書で使用される用語「1月」は、約28〜30日の期間を指す。

所定条件は、所定温度及び所定相対湿度(RH)を含み得る。所定温度は、少なくとも約25、37、40、45、50又は55℃であり得る。所定相対湿度(RH)は、少なくとも約10%、20%、30%、33%、35%、40%、50%、60%、70%又は80%であり得る。

所定条件は、加速貯蔵条件であり得る。例えば、所定条件は、少なくとも40℃及び少なくとも33%のRH又は少なくとも45℃及び少なくとも33%のRHを含み得る。

該組成物は、約40℃及び33％のRHで約3月後又は約45℃及び33％のRHで1月後に1log単位/g未満の生存率損失を有し得る。

該組成物は、組成物の全乾燥重量に基づき、約1〜30％、10〜25％、10〜20％又は15〜20％の1つ又はそれ以上の生存可能プロバイオティクス微生物を含み得る。適したプロバイオティクス微生物は、限定されないが、Saccharomyces、Debaromyces、Candida、Pichia及びTorulopsis等の酵母; Aspergillus、Rhizopus、Mucor、Penicillium及びTorulopsis等の糸状菌; 及びBifidobacterium、Clostridium、Fusobacterium、Melissococcus、Propionibacterium、Streptococcus、Enterococcus、Lactococcus、Staphylococcus、Peptostrepococcus、Bacillus、Pediococcus、Micrococcus、Leuconostoc、Weissella、Aerococcus、Oenococcus及びLactobacillus等の細菌属を含む。適切なプロバイオティクス微生物の特定の例は、以下の種によって示され得、これら種内の全ての培養生物型(culture biotype)を含み得る: Aspergillus niger、A. oryzae、Bacillus coagulans、B. lentus、B. licheniformis、B. mesentericus、B. pumilus、B. subtilis、B. natto、Bacteroides amylophilus、Bac. capillosus、Bac. ruminocola、Bac. suis、Bifidobacterium adolescentis、B. animalis、B. breve、B. bifidum、B. infantis、B. lactis、B. longum、B. pseudolongum、B. thermophilum、Candida pintolepesii、Clostridium butyricum、Enterococcus cremoris、E. diacetylactis、E. faecium、E. intermedius、E. lactis、E. muntdii、E. thermophilus、Escherichia coli、Kluyveromyces fragilis、Lactobacillus acidophilus、L. alimentarius、L. amylovorus、L. crispatus、L. brevis、L. case L. curvatus、L. cellobiosus、L. delbrueckii ss. bulgaricus、L farciminis、L. fermentum、L. gasseri、L. helveticus、L. lactis、L. plantarum、L. johnsonii、L. reuteri、L. rhamnosus、L. sakei、L. salivarius、Leuconostoc mesenteroides、P. cereviseae (damnosus)、Pediococcus acidilactici、P. pentosaceus、Propionibacterium freudenreichii、Prop. shermanii、Saccharomyces cereviseae、Staphylococcus carnosus、Staph. xylosus、Streptococcus infantarius、Strep. salivarius. thermophilus、Strep. Thermophilusand及びStrep. Lactis.。好ましくは、プロバイオティクスは、乳酸菌及びビフィズス菌である。

該組成物は、組成物の全乾燥重量に基づき、約40%又は50%、好ましくは約50%の1つ又はそれ以上の加水分解タンパク質を含み得る。例えば、該組成物は、約40〜80%、40〜70%、50〜70%又は50〜60%、好ましくは40〜80%の加水分解タンパク質を含み得る。

本明細書で使用される用語「加水分解タンパク質」及び「タンパク質加水分解物」は、交換可能で使用され、及びより短いペプチド断片及び/又はアミノ酸に加水分解又は消化によって分解されたタンパク質を指す。加水分解又は消化は、強酸、強塩基、酵素又はそれらの組み合わせによって行われ得る。該加水分解タンパク質は、動物又は植物由来、好ましくは動物由来、より好ましくは乳製品由来であり得る。加水分解タンパク質は、ミルクタンパク質、植物タンパク質又はそれらの組み合わせであり得る。

加水分解タンパク質は、部分的に又は広範に加水分解され得、好ましくは広範に加水分解され得る。加水分解タンパク質は、ポリペプチド及びアミノ酸の混合物であり得る。いくつかの実施形態において、少なくとも約60%、70％、80%、90%、95%又は99%、好ましくは約70%の加水分解タンパク質は、約100,000、75,000、50,000、25,000、10,000、5,000、1,000又は500ダルトン、好ましくは約50,000ダルトン、より好ましくは約10,000ダルトン、より好ましくは約2,000ダルトンより低い分子量を有する。例えば、約50%、60%、70％、80%又は90%、好ましくは約70%の加水分解タンパク質は、約2,000ダルトンより低い分子量を有する。

本発明の組成物のため加水分解タンパク質を作成するための適したタンパク質は、卵タンパク質、ゼラチン、ミルクタンパク質、カゼイン、ホエイタンパク質、アルブミン、ダイズタンパク質、エンドウタンパク質、コメタンパク質、コムギタンパク質及び他の植物タンパク質を含む。好ましくは、該タンパク質は、特定栄養用途のために推奨されるタンパク質である。

加水分解タンパク質の例は、加水分解カゼイン、加水分解ホエイタンパク質、加水分解エンドウタンパク質、加水分解ダイズタンパク質及びそれらの組み合わせを含む。好ましい一実施形態において、該加水分解タンパク質は、少なくとも80%が約2,000ダルトン以下の分子量を有する、加水分解カゼイン又は加水分解エンドウタンパク質を含む。

該組成物は、プロバイオティクス微生物が包埋されている、二糖類、オリゴ糖及び多糖類の炭水化物混合物を含む。いかなる理論に束縛されるつもりはないが、本明細書に記載の炭水化物混合物と広範囲に加水分解されたタンパク質とを組み合わせることによって形成されるマトリックスは、より早い乾燥を可能にし、得られる乾燥組成物の所望するアモルファス及び硬質構造に寄与すると思量される。

該組成物は、組成物の全乾燥重量に基づき、約30%、20%、10%未満、好ましくは20%未満の1つ又はそれ以上の二糖類を含み得る。例えば該組成物は、約1〜30%、1〜20%、1〜10%、5〜30%、5〜20%、5〜10%、10〜20%、10〜15%又は10〜20%、好ましくは約5〜30%の二糖類を含み得る。

該二糖類は、好ましくは、特定栄養用途のために推奨される。該二糖類は、ラクトース、スクロース、マルトース、フルクトース又はそれらの組み合わせ、好ましくはラクトース又はスクロース、より好ましくはラクトースであり得る。該二糖類は、好ましくはトレハロースではない。いくつかの好ましい実施形態において、本発明の組成物は、トレハロースを含まない。

該組成物は、組成物の全乾燥重量に基づき、約1〜30%、1〜20%、1〜10%、5〜30%、5〜20%、5〜10%、10〜20%、10〜15%又は10〜20%の1つ又はそれ以上のオリゴ糖を含み得る。好ましくは、該組成物は、5〜30%のオリゴ糖を含む。

オリゴ糖は、多くの場合、栄養的利用においてプレバイオティクス(prebiotics)と同様に考慮される可溶性線維である。都合がよいことに、可溶性線維は、消化されずに胃を通過し、腸内細菌叢による消化が可能になる。可溶性線維の取り込みはまた、消化酵素及び胃の高い酸度からプロバイオティクスを保護するために役立ち得る。

該オリゴ糖は、好ましくは、特定栄養用途のために推奨されるオリゴ糖である。該オリゴ糖は、イヌリン、マルトデキストリン、デキストラン、フルクトオリゴ糖(FOS)、ガラクトオリゴ糖(GOS)、マンナンオリゴ糖(MOS)又はそれらの組み合わせ、好ましくはマルトデキストリン又はイヌリン、より好ましくはイヌリンであり得る。

該組成物は、組成物の全乾燥重量に基づき、0.1〜40%、0.5〜30%、1〜30%、1〜20%、1〜10%、1〜5%又は5-10%の1つ又はそれ以上の多糖類を含み得る。好ましくは、該組成物は、1〜10%の多糖類を含む。該多糖類は、好ましくは、特定栄養用途のために推奨されるものである。該多糖類は、カラギーナン、グァーガム、アカシアゴム、ローカストビーンガム、でん粉、加工でん粉又はそれらの組み合わせ、好ましくは、ローカストビーンガム又はグァーガム、より好ましくは、ローカストビーンガムであり得る。好ましくは、該多糖類は、アルギネート(alginate)又はキトサンではない。いくつかの好ましい実施形態において、該組成物は、アルギネート又はキトサンを含まない。いくつかの他の好ましい実施形態において、該組成物は、トレハロース又はアルギネートを含まない。

いくつかの実施形態において、該組成物は、組成物の全乾燥重量上、0.1〜20%の多糖類、5〜30%のオリゴ糖及び1〜20%の二糖類を含む。特に、該組成物は、組成物の全乾燥重量に基づき、0.1〜20%のローカストビーンガム、5〜30%のイヌリン及び1〜20%のラクトースを含み得る。

本発明の組成物は、1つ又はそれ以上の追加薬をさらに含み得る。該追加薬は、プロバイオティクス微生物若しくは宿主又は両方に追加の利益を与え得る。例えば、該追加薬は、宿主に対し治療上又は免疫原性の効果を与え得る。該追加薬は、ビタミン、抗酸化剤、微量元素、ステロール類、ステアリン酸マグネシウム、ヒュームシリカ、サーファクタント、ペプチド類及びステロイド類並びにそれらの組み合わせ、からなる群から選択され得る。

該組成物は、組成物の全乾燥重量に基づき、0.1〜20%、0.5〜20%、1〜20%、0.1〜10%、0.5〜10%、1〜10%又は1〜5%の追加薬を含み得る。該追加薬は、好ましくは、特定栄養用途のために推奨される薬剤である。

該追加薬は、カルボン酸塩、トコフェロール類及びそれらの組み合わせ、からなる群から選択され得る。該カルボン酸塩は、アスコルビン酸塩及びクエン酸塩からなる群から選択され得る。いくつかの実施形態において、該追加薬は、4:1〜1:4の重量比で、1つ又はそれ以上のトコフェロール類及び1つ又はそれ以上のカルボン酸塩を含む。例えば、該追加薬は、4:1の重量比で、ビタミンE及びアスコルビン酸ナトリウムを含む。

いくつかの実施形態において、該組成物は、組成物の全乾燥重量に基づき、40〜80%の加水分解タンパク質、5〜30%の二糖類、5〜30%のオリゴ糖及び1〜10%の多糖類を含む。特定の実施形態において、該組成物は、組成物の全乾燥重量に基づき、54%の加水分解エンドウタンパク質、8%のラクトース、14%のイヌリン及び3%のローカストビーンガムを含む。該組成物は、組成物の全乾燥重量に基づき、4:1の重量比でビタミンE及びアスコルビン酸ナトリウムを含む4%の追加薬をさらに含み得る。

本発明の組成物は、当業者によって調製され得る。該調製方法は、例えば、混合、凍結、凍結乾燥、大気乾燥、真空乾燥、噴霧乾燥又はそれらの組み合わせ等の工程を含み得る。得られたプロバイオティクス組成物は、単独又は特定栄養製品に組み込まれていても、広範囲の温度及び湿度条件に暴露された場合に高い生存率を有する。

該組成物を調製するために使用されるプロバイオティクス微生物は、好ましくは、約5〜30%w/vの固体成分を有する湿ったペースト状に濃縮される発酵産物である。該プロバイオティクス濃縮物は、他の成分と組み合わせる前に、湿った、凍結又は解凍したペーストの形態であり得る。乾燥形態のプロバイオティクス微生物から出発して、代替物が得られる。

該安定プロバイオティクス組成物の調製は、選択したプロバイオティクスを濃縮する段階、濃縮したプロバイオティクスと成分を混合し、スラリーを形成する段階、小滴、紐又はビーズの形態で、液体窒素中でスラリーを瞬間凍結し粒子を形成する段階、粒子に熱を与えながら減圧下で粒子中の水分を蒸発させて粒子を乾燥させる段階、得られた安定プロバイオティクス組成物を特定栄養製品にパッケージングする又は組み合わせる段階を含み得る。これは調製粉乳等の栄養上の製品であり得る。

1つの適した混合工程は、組成物中のプロバイオティクス微生物を除くすべての成分の乾燥混合物を、プロバイオティクス微生物を含む濃縮培養物又は培養溶液に直接加え、スラリーを形成することがあり得る。乾燥混合物は、20〜80℃で濃アルカリ溶液(例えば、1M又は5M水酸化ナトリウム(NaOH)溶液)を用いてpH8〜9に調製された水溶液に予め溶解され得る。スラリー中で、プロバイオティクス微生物の乾燥重量は、約5〜30% w/vを構成し得るのに対し、乾燥重量は、約70〜95%又は80〜90% w/vを構成し得る。スラリー中の全固体含有量は、約20〜60%又は30〜50%であり得る。乾燥混合物中の多糖類の量は、スラリーの所望する粘度を達成するように調節し、それにより、乾燥中に起こり得るゴム状体生成又は過度の発泡を回避しつつ、効率的な乾燥を可能にし得る。スラリーの所望する密度は、当該技術分野で公知の何れかの手段、例えば、真空下での脱気又は空気、窒素、二酸化炭素又はアルゴン等のガスを注入することによって達成され得る。

スラリーは、約-30℃〜約-180℃で瞬間凍結され得、又は液体窒素中に霧化、滴下又は注入することにより、液体窒素中で瞬間凍結され得る。ビーズ、紐又は小滴の形態で得られた粒子は、回収され得、凍結乾燥機又は真空乾燥機中で乾燥されるか、あるいは後で使用するため、又は例えば凍結乾燥若しくは真空乾燥によって後で乾燥するためにディープフリーザー（例えば、-30℃〜-80℃）において貯蔵され得る。

一般的に、有用な乾燥工程の技術は、凍結乾燥、あるいはスラリー若しくは乾燥生成物の温度を、凍結温度(例えば、-20〜-5℃)より高く維持しながら、真空オーブン若しくは遠心エバポレーター中での解凍スラリーの蒸発乾燥し、その後所望の粒子サイズに摩砕することを含む。好ましくは、プロバイオティクス微生物は、粒子中のアモルファス材料によって被覆される。プロバイオティクス微生物をアモルファス形態の材料で被覆することの利点は、粒子の物理的安定性を高め、粒子内の有害な結晶形成を減少させることである。非結晶化アモルファス構造を得ることは、長期間の安定性のための前提条件でないことに留意すべきである。なぜならいくつかの微生物は、より結晶質の状態で良好に運ばれ得るためである。適切な例示的な実施形態において、瞬間凍結スラリーは、約0.1kg/sqft〜約1.5kg/sqftの積載容量でトレイに積載され、その後直ぐに真空乾燥チャンバーに移され、ここで以下を含む3つの主要段階で乾燥工程が実行され得る。(a)<1000mトール未満の真空圧力下での凍結粒子の任意の短時間馴化及び構造安定化段階、(b)真空下及び粒子のその凝固点を超える温度での一時乾燥又は一時蒸発乾燥段階、及び(c)得られた乾燥組成物の水分活性を、例えば、十分な時間、最大限の真空圧力下及び上昇した熱源温度下での二次乾燥し、0.3Aw又はそれ以下に低下させる段階。得られた乾燥組成物は、ガラス状アモルファスであり得る。

本明細書で使用される用語「凍結乾燥(lyophilization)」及び「凍結乾燥(freeze drying)」は交換可能な意味で使用され、凍結状態での急速凍結及び脱水による乾燥形態の組成物の調製（時には昇華と称される）を指す。凍結乾燥は、組成物中の成分の結晶化をもたらす温度で行われる。

本明細書で使用される用語「一次乾燥」は、主に乾燥した製品を製造するために製品を、熱源温度よりも実質的に低い温度、すなわち、熱源温度又は棚温度で乾燥することを指す。典型的には、一次乾燥の大部分は広範囲の蒸発によって実行され得、その一方、生成物の温度は熱源の温度よりも有意に低い状態である。

本明細書で使用される用語「二次乾燥」は、乾燥生成物を製造するために、熱源、すなわち、熱源温度又は棚温度の生成物温度付近の温度で一次乾燥した生成物を乾燥することを指す。この工程は、得られる乾燥組成物の水分活性を低下させるために十分な真空下で行うことが可能である。典型的な乾燥工程において、二次乾燥段階は、製剤の水分活性を、例えば、0.3Aw又はそれ以下に低下させる。

一実施形態において、本発明の組成物は、以下を含む方法によって調製される: (a)スラリーを形成するためにアルカリ性水性溶媒中で1つ又はそれ以上の生存可能プロバイオティクス微生物、1つ又はそれ以上の加水分解タンパク質、1つ又はそれ以上の二糖類、1つ又はそれ以上のオリゴ糖及び1つ又はそれ以上の多糖類を混合する段階; (b)ビーズ、小滴又は紐状の固体凍結粒子を形成するためにスラリーを液体窒素中で瞬間凍結する段階; (c) 粒子の温度をそれらの凍結温度より上に維持しながら、真空下での蒸発による固体凍結粒子の一次乾燥段階であり、それにより一次乾燥製剤が形成される段階; 及び(d)一次乾燥製剤の水分活性を0.3Aw又はそれ以下に低下させるために十分な時間、最大限の真空及び20℃又はそれ以上の熱源温度で一次乾燥製剤の二次乾燥段階であり、それにより組成物が調製される段階。

該方法は、段階(a)の前に1つ又はそれ以上の加水分解タンパク質、1つ又はそれ以上の二糖類、1つ又はそれ以上のオリゴ糖及び1つ又はそれ以上の多糖類を滅菌することをさらに含み得る。滅菌は、当業者にとって公知の何れかの方法によって達成され得る。例えば、加水分解タンパク質、二糖類、オリゴ糖及び多糖類の混合物を圧力下で加熱し、その後、段階(a)の前に冷却する。

該方法は、段階(a)の前に1つ又はそれ以上の加水分解タンパク質、1つ又はそれ以上の二糖類、1つ又はそれ以上のオリゴ糖及び1つ又はそれ以上の多糖類を可溶化することをされに含み得る。

該方法は、組成物を流動性粉末に切断、粉砕、摩砕又は微粉砕することをさらに含み得る。粉末の粒子サイズは、約10,000、1,000、500、250又は100μm以下、このましくは約1,000μm以下、より好ましくは約250μm以下であり得る。

本発明の乾燥組成物は、フレークとして直接使用、又は粉末に粉砕及び約1〜10,000μm、好ましくは10〜1,000μmの平均粒子サイズに篩い分けされ得る。

本発明の組成物は、濃縮粉末又は再構成液体(例えば、飲料)として投与され得る。これは、フレーク状又は粉末状の何れかの既存の食品に組み込まれ得る。

該方法は、特定栄養製品中の宿主にプロバイオティクスの利益を与えるための有効量の1つ又はそれ以上の生存可能プロバイオティクス微生物を含む本発明の組成物を有する特定栄養製品を作成することをさらに含み得る。特定用途製品の例は、調製粉乳、フォローオン粉乳(follow-on formula)、加工穀類食品、乳児食品缶詰及び医療目的の特定食品を含み得る。

得られるプロバイオティクスを含む乾燥粉末は、溶解脂肪で凝集され得る。該乾燥粉末は、40℃で遊星型ミキサーに入れられ得、及びココアバター、天然ワックス若しくはパーム油、ステアリン酸、ステアリン又はそれらの混合物等の溶解脂肪を温かい粉末にゆっくりと加え得る。視覚的に均一な大きさの凝集粉末が得られるまで混合を続けながら、混合物を、脂肪の融解温度以下に冷却し得る。得られる組成物中の溶解脂肪の重量は、約20〜70%、好ましくは30〜50%であり得る。

実施例1. 乾燥安定組成物の調製
加水分解エンドウタンパク質（65g、Marcor、Carlstadt、NJ）を100mlの温かい蒸留水（75℃）に溶解した。20％濃NaOH溶液を用いてエンドウ豆溶液のpHを8.5に調整した。ローカストビーンガム（3g、チックガム、Belcamp、MD）、ラクトース（10g、Foremost Farms、Rothschild、WI）、イヌリン（17g、Cargill Minneapolis、MN）、ビタミンEとアスコルビン酸ナトリウムの4:1w/wの混合物を乾燥混合し、及びエンドウ溶液にインペラーミキサーを用いて連続混合下(500rpm)で加えた。溶液を冷却し、連続混合下で35℃〜40℃の温度に維持した。

得られた安定化組成物は、シロップの粘度及び琥珀色で半透明であった。シロップ状溶液を、温度制御ジャケットを備えたデュアル遊星型ミキサーに（DPM、1qt、Ross Engineering、Inc.、Savannah、GA）に移した。ミキサージャケットの温度は37℃であった。凍結した細菌(100g、Bifidobacterium sp.)を、45rpmで2〜3分間、又はすべての細菌が十分に解凍され、均質に分配されるまで混合しながら加えた。プロバイオティクス混合物を、4℃に冷却し、同温度で30〜60分間維持した。混合物を、凍結ビーズを形成するために液体窒素バスに滴下及び瞬間凍結し、液体窒素から回収し、後の乾燥のために-80℃で保存した。

乾燥のため、凍結ビーズを、800g/sqftの耐荷力の予め冷却したトレイ(-20℃)上に広げ、直ちにフリーズドライヤー(Model 25 SRC, Virtis, Gardiner, NY)の棚上に設置した。その後、真空を1800〜2200mトールに調整し、棚温度を+20℃に上昇させた。これら温度及び真空圧力設定を12時間維持した。一次乾燥の前に、凍結ビーズの温度を、凍結したビーズの温度を、約1000mトールで真空圧を加えることによって約-20℃に順化させ、凍結したビーズの温度を約10分間順化した。次に真空圧力を2000〜2700mトール及び棚温度を+20℃に調製することにより、一次乾燥段階を行った。これらの温度及び真空圧力設定を12時間維持した。その後、最大限の力の減圧（150〜200mトール）及び棚温度を40℃でさらに12時間維持し、二次乾燥を行った。該組成物は、完全に乾燥され、Hygropalm Aw1装置（Rotonic Instrument Corp.、Huntington、NY）で測定したその水分活性は、Aw 0.23であった。乾燥した材料を摩砕し、＜250μmの粒子サイズに篩い分けし、4℃で保存した。

実施例2. 乾燥プロバイオティック組成物の貯蔵安定性
実施例1からのプロバイオティクス細菌の乾燥安定組成物又は10%トレハロースを含む試料を、40℃及び33%RHの加速貯蔵条件下のデシケーター中に設置した。試料を、標準的な微生物学的希釈及びLMRSアガープレーティング法を用いて、微生物CFUのため定期的に採取した。図1は、40℃及び33％RHの加速貯蔵条件下での貯蔵安定性を示す。保護されていないプロバイオティクス細菌は、加速貯蔵条件下では、最初の数週間で完全に生存率を失ったが、本発明のプロバイオティクス細菌の乾燥組成物は、40℃及び33%RHで84日後に0.70 log unit/gしか失われなかった。

実施例3. 貯蔵安定性上の炭水化物及びタンパク質の効果
本発明の組成物は、FAO/WHO連合食品規制委員会による特定栄養用途のために許容される栄養化合物の推奨リストに含まれていない炭水化物安定剤を必要としない。

a. マルトデキストリンを含む組成物:
50gのエンドウタンパク質加水分解物(Marcor, Carlstadt, NJ)、33gのマルトデキストリン(Tate & Lyle, Decatur, IL)、10gのイヌリン(Cargill, Minneapolis, MN)、2gのローカストビーンガム(Tic gum, Belcamp, MD)及び5gのビタミンE及びアスコルビン酸ナトリウムの混合物(4:1 w/w)を含む組成物を、調製した。エンドウタンパク質加水分解物を100グラムの蒸留水に溶解し、pHを7.5に調整した。炭水化物化合物を乾燥ブレンドし、エンドウマメタンパク質溶液に加えた。混合物を70℃に加熱してすべての化合物を溶解させ、溶液を37℃に冷却した。L. rhamnosus sp.の冷凍ビーズ（100g）を溶液に加え、スラリーを実施例1に記載のように乾燥させた。乾燥組成物中の生存細菌の初期数は9.92 log CFU/gであった。この生成物の試料を、実施例1に記載したように、加速安定性負荷下に設置した。試料は1月後に1.19 log unit/gの損失を有したため、負荷試験に落第した。

b. コムギタンパク質単離物を含む組成物:
25gのエンドウタンパク質加水分解物(Marcor, Carlstadt, NJ)、33gのプロライト200 (コムギタンパク質単離物, Archer Daniels Midland Company Decatur, IL)、25gのマルトデキストリン(Tate & Lyle, Decatur, IL)、10gのイヌリン(Cargill, Minneapolis, MN)、2gのローカストビーンガム(Tic gum, Belcamp, MD)及び5gのビタミンE及びアスコルビン酸ナトリウムの混合物(4:1 w/w)を含む組成物を、調製した。L. rhamnosus sp.を含む組成物を調製し、上部実施例1及び2に記載したように乾燥させた。乾燥組成物中の生存細菌の初期数は10.17 log CFU/gであった。この生成物の試料を、実施例1に記載したように、加速安定性負荷下に設置した。試料は1月後に1.71 log unit/gの損失を有したため、負荷試験に落第した。

c. ホエイタンパク質単離物を含む組成物:
25gのエンドウタンパク質加水分解物(Marcor, Carlstadt, NJ)、25gのホエイタンパク質単離物(Davisco, Eden Prairie, MN)、33gのマルトデキストリン(Tate & Lyle, Decatur, IL)、10gのイヌリン(Cargill, Minneapolis, MN)、2gのローカストビーンガム(Tic gum, Belcamp, MD)及び5gのビタミンE及びアスコルビン酸ナトリウムの混合物(4:1 w/w)を含む他の組成物を、調製した。L. rhamnosus sp.を含む組成物を調製し、上部実施例1及び2に記載したように乾燥させた。乾燥組成物中の生存細菌の初期数は10.40 log CFU/gであった。この生成物の試料を、実施例1に記載したように、加速安定性負荷下に設置した。試料は2週後に1.30 log unit/gの損失であったため、負荷試験に落第した。

d. ラクトースを含む組成物:
50gのエンドウタンパク質加水分解物(Marcor, Carlstadt, NJ)、33gのラクトースForemost Farms, Rothschild, WI)、10gのイヌリン(Cargill, Minneapolis, MN)、2gのローカストビーンガム(Tic gum, Belcamp, MD)及び5gのビタミンE及びアスコルビン酸ナトリウムの混合物(4:1 w/w)を含む他の組成物を、調製した。L. rhamnosus sp.を含む組成物を調製し、上部実施例1及び2に記載したように乾燥させた。乾燥組成物中の生存細菌の初期数は9.77 log CFU/gであった。この生成物の試料を、実施例1に記載したように、加速安定性負荷下に設置した。試料は初月の安定性に合格したが、2月後に1.89 log unit/gの損失を有したため、負荷試験に落第した。

e. 本発明の組成物:
65gのエンドウタンパク質加水分解物(Marcor, Carlstadt, NJ)、10gのラクトースForemost Farms, Rothschild, WI)、17gのイヌリン(Cargill, Minneapolis, MN)、3gのローカストビーンガム(Tic gum, Belcamp, MD)及び5gのビタミンE及びアスコルビン酸ナトリウムの混合物(4:1 w/w)を含む組成物を、調製した。Bifidobacterium sp.を含む組成物を調製し、エンドウタンパク質加水分解物のpHを8.5に調節することを除き、上部実施例1及び2に記載したように乾燥させた。乾燥組成物中の生存細菌の初期数は10.87 log CFU/gであった。この生成物の試料を、加速安定性負荷下に設置した。3月後に0.70 log unit/gのみの損失であったため、負荷試験に合格した。

実施例4. 貯蔵安定性上のイヌリンの効果
米国標準コーデックス72は、調製粉乳中のイヌリン及びマルトデキストリン等のオリゴ糖の使用を許可する。組成物中のイヌリンレベルの0％〜30％の効果を評価した。50gのエンドウタンパク質加水分解物(Marcor, Carlstadt, NJ)、43gのラクトース(Foremost Farms, Rothschild, WI)、2gのローカストビーンガム(Tic gum, Belcamp, MD)、5gのビタミンE及びアスコルビン酸ナトリウムの混合物(4:1 w/w)及び0g、10g、15g、又は30gのイヌリンを含む組成物を、調製した(組成物中のラクトースの量からイヌリンの添加量を差し引いた)。L. acidophilus sp.を含む組成物を調製し、上部実施例1及び2に記載したように乾燥させた。0g、10g、15g、又は30gのイヌリンを含む乾燥組成物中の生存細菌の初期数は、それぞれ9.42、9.57、9.59及び9.80 log CFU/gであった。それぞれの組成物からの試料を、加速安定性負荷下に設置した。イヌリン0g（オリゴ糖なし）を含む試料は、2月後に1.14 log unit/g及び3月後に2.25 log unit/gを損失、15g及びそれ以上のイヌリンを含む試料は、3月後に2 log unit/g未満の損失であったため、本発明の組成物中のイヌリンの最小量は、10%より高くなければならないことが決定した。

実施例5. 貯蔵安定性上の二糖類の効果
米国標準コーデックス72は、調製粉乳中のトレハロースの使用を制限するが、スクロース及びラクトースの使用を許可する。以下の実施例は、本発明の組成物に従い、トレハロースが、加水分解エンドウタンパク質の増加量及び少量の二糖類のラクトースでうまく置換されたことを実証する。

a. トレハロースを含む組成物:
25gのエンドウタンパク質加水分解物(Marcor, Carlstadt, NJ)、62gのトレハロース(Cargill, Minneapolis, MN)、5gのイヌリン(Cargill, Minneapolis, MN)、3gのローカストビーンガム(Tic gum, Belcamp, MD)及び5gのビタミンE及びアスコルビン酸ナトリウムの混合物(4:1 w/w)を含む組成物を調製した。L. acidophilus sp.を含む組成物を調製し、上部実施例1及び2に記載したように乾燥させた。乾燥組成物中の生存細菌の初期数は9.49 log CFU/gであった。組成物の試料を、加速安定性負荷下に設置した。3月後、試料は、0.83 log unit/gの損失であったため、比較的良好な安定性を示した。それでも、トレハロースの使用は、調製粉乳において認められていない。

b. トレハロースをラクトースに置き換える効果
50gのエンドウタンパク質加水分解物(Marcor, Carlstadt, NJ)、2gのローカストビーンガム(Tic gum, Belcamp, MD)、5gのビタミンE及びアスコルビン酸ナトリウムの混合物(4:1 w/w)及び33gのラクトース(Foremost Farms, Rothschild, WI)、10gのイヌリン(Cargill, Minneapolis, MN)又は13g及び30gのイヌリンを含む組成物を調製した。L. acidophilus sp.を含む組成物を調製し、上部実施例1及び2に記載したように乾燥させた。33g又は13gのラクトースを含む乾燥組成物中の生存細菌の初期数は、それぞれ、9.57 log CFU/g及び9.80 log CFU/gであった。それぞれの組成物からの試料を、加速安定性負荷下に設置した。ラクトース33gを含む試料は、1月後に1.25 log unit/gの損失であったが、13gのラクトースを含む試料は、2月持続したため、安定化組成物中の13%のラクトース及び50%のエンドウタンパク質加水分解物は、トレハロースを効果的に置換し得ることを示した。

c. トレハロース及びアルギネートを含まない組成物の安定性
50%以上の二糖類を含む組成物において、調製粉乳に望ましくない成分(例えば、トレハロース及びアルギネート)の置換の効果を評価するために、25gのエンドウタンパク質加水分解物(Marcor, Carlstadt, NJ)、5gのイヌリン(Cargill, Minneapolis, MN)、5gのビタミンE及びアスコルビン酸ナトリウムの混合物(4:1 w/w)、3gのアルギネート(ISP Corp., Wayne, NJ)又は3gのローカストビーンガム(Tic gum, Belcamp, MD)、及び62gのトレハロース(Cargill, Minneapolis, MN)又は62gのラクトース(Foremost Farms, Rothschild, WI)を含む3つの組成物を調製した(表1)。L. rhamnosus sp.を含む組成物を調製し、上部実施例1及び2に記載したように乾燥させた。3つの乾燥組成物中の生存細菌の初期数は10 log CFU/gであった(表1)。各組成物からの試料は、加速安定性負荷を受けた。アルギネート及びトレハロースの両方を含む組成物のみが、84日後に1 log unit/g以下の損失を示したが、トレハロース及びアルギネートが、それぞれラクトース及びローカストビーンガムに置き換えられた他の2つの組成物は、わずか28日後にlog unit/gより多い損失であった。そのため、トレハロース及びアルギネートは、40℃及び相対湿度33%で3月後に1 log unit/g以下の安定性要件を達成するために、典型的に50%以上の二糖類を有する組成物中の必須成分である。

表1. プロバイオティクス安定性上のトレハロース及びアルギネートの置換の効果

実施例6. 貯蔵安定性上の多糖類の効果
多糖類は、プロバイオティクス組成物に必須の構造的支持体を提供する。米国標準コーデックス72は、調製粉乳において、アルギネート等のいくつかの多糖類の使用を制限しているが、グァーガム、ローカストビーンガム及びでん粉の使用を認めている。アルギネート、グァーガム、ローカストビーンガム及びでん粉は市販の多糖類であり、本発明の安定化組成物における効果を評価した。

a. グァーガムを含む組成物:
36gのカゼイン加水分解物(DMV International Nutritionals, Delhi, NY)、25gのイヌリン(Cargill, Minneapolis, MN)、36gのスクロース(Sigma)、及び3gのグァーガム(Tic gum, Belcamp, MD)を含む組成物を調製した。L. rhamnosus sp.を含む組成物を調製し、上部実施例1及び2に記載したように乾燥させた。乾燥組成物中の生存細菌の初期数は9.90 log CFU/gであった。組成物の試料を、実施例1に記載したように、加速安定性負荷下に設置した。試料は初月の安定性に合格したが、2月後1.10 log unit/gの損失であったため負荷試験に落第した。

b. アルギネートナトリウムを含む組成物:
17gのカゼイン加水分解物(DMV International Nutritionals, Delhi, NY)、5gのイヌリン(Cargill, Minneapolis, MN)、75gのスクロース(Sigma)及び3gのアルギネートナトリウム(ISP Corp., Wayne, NJ)を含む組成物を調製した。L. rhamnosus sp.を含む組成物を調製し、上部実施例1及び2に記載したように乾燥させた。乾燥組成物中の生存細菌の初期数は9.90 log CFU/gであった。組成物の試料を、実施例1に記載したように、加速安定性負荷下に設置した。試料は初月の安定性に合格したが、2月後1.25 log unit/gの損失であったため負荷試験に落第した。

c. ローカストビーンガムを含む組成物:
25gのエンドウタンパク質加水分解物(Marcor, Carlstadt, NJ)、5gのイヌリン(Cargill, Minneapolis, MN)、62gのトレハロース(Cargill, Minneapolis, MN)、3gのローカストビーンガム(Tic Gums, Belcamp, MD)及び5gのビタミンE及びアスコルビン酸ナトリウムの混合物(4:1 w/w)を含む組成物を調製した。L. rhamnosus sp.を含む組成物を調製し、上部実施例1及び2に記載したように乾燥させた。乾燥組成物中の生存細菌の初期数は9.93 log CFU/gであった。組成物の試料を、実施例1に記載したように、加速安定性負荷下に設置した。試料は、0.81 log unit/gの2月後の安定性で合格した。ローカストビーンガムは、安定化プロバイオティクス組成物においてアルギネートを効果的に置き換え得ることが決定された。

実施例7. 調製粉乳
Bifidobacterium sp.を含む安定乾燥組成物を、実施例1に従って調製し、続いて2つの粒径群にふるい分けした(50μm以上及び250μm以下)。99.9gのGerber Good Start (Nestle Infant Nutrition, Florham Park, NJ.)を50μm〜250μmのサイズ範囲の乾燥組成物粒子0.1gと混合することにより、プロバイオティクス細菌を含む調製粉乳を調製した。最終製品は、調製粉乳100g当たり約10⁸CFUのLactobacillus GGを含む。プロバイオティクス調製粉乳を180ccのHDPEボトルに詰め、40℃/33％RHの制御された温度/湿度に曝した。生成物は、12月間又はアッセイカウントにおいて5×10⁷/unit用量未満の減少が観察されるまで、毎月の微生物学的安定性試験を受ける。

実施例8. プロバイオティクスサプリメント
Lactobacillus acidophiluを含む安定乾燥組成物を実施例1に従って調製し、経口剤形、例えば錠剤、カプレット又はカプセルに製剤化した。99.9gの圧縮剤(デキストロース)及び50μm〜250μmのサイズの範囲の乾燥製剤粒子0.1gを含むオレンジ風味の製剤を、1/2インチ丸型標準の凹型工具を用い、回転機械上で直接圧縮することで調整した。最終生成物は、約10⁸CFU/unit用量を含有する。錠剤の硬度は8〜10kpの範囲であり、崩壊時間は約20秒である。圧縮された錠剤を、各100錠のHDPEボトルに詰め、40℃/33％RHの制御された温度/湿度に曝した。生成物は、12月間又はアッセイカウントにおいて1×10⁶/unit用量未満の減少が観察されるまで、毎月の微生物学的安定性試験を受ける。

実施例9. 機能性ビバレッジドリンク(beverage drink)
Lactobacillus acidophiluを含む安定乾燥組成物を実施例1に従って調製し、71％スクロース、14％マルトデキストリン、10％イヌリン、2％デキストロース、1％クエン酸無水物、0.3％アラビアゴム、0.3％フレーバー、0.3％リン酸三カルシウム及び50μm〜250μmのサイズの範囲の0.1%乾燥プロバイオティクス組成物粒子(L. acidophilus)を含む(%重量で)乾燥ミックスに製剤化した。最終生成物は、約10⁹cfu/unit用量(30g乾燥ミックス)を含有する。この製品を、340mlの水で撹拌することによって飲料用に、小さなアルミニウムホイルバッグ（30g unit用量/バッグ）に詰めた。ビバレッジ乾燥ミックスにおけるプロバイオティクス細菌の安定性は、12月間又はアッセイカウントにおいて1×10⁷/unit用量未満の減少が観察されるまで、毎月の微生物学的安定性試験を受ける。

実施例10. マルチビタミン/プロバイオティクス錠剤
10gの乾燥粉末組成物を、実施例1の記載に従い生産した。錠剤化のため、乾燥安定プロバイオティクス組成物を、2%w/wのステアリン酸マグネシウム及び2%w/wの親水性ヒュームシリカ(AEROSIL（登録商標） 200, Evonik Industries)を含む400mgの市販のマルチビタミン粉末(Centrum（登録商標）, Pfizer)と混合し、ハンドヘルドピルプレス装置(1/2インチの錠剤直径のハウジングを使用)で圧縮した。錠剤を、各100錠の180cc HDPEボトルに詰め、40℃/33％RHの制御された温度/湿度に曝した。ボトルは、12月間又はアッセイカウントにおいて1×10⁶/錠未満の減少が観察されるまで、毎月の微生物学的安定性試験を受ける。

例えば量、パーセント及び同様のもの等の測定可能な値を指す際に本明細書で使用される用語「約」は、そのようなバリエーションが適切であるため、指定の値から±20％又は±10％、より好ましくは±5％、さらにより好ましくは±1％、さらにより好ましくは±0.1％のバリエーションを包含することを意味する。

本明細書に引用される全ての文書、書籍、マニュアル、論文、特許、公開特許出願、ガイド、要約および他の参考文献は、その全体を参照することによって組み込まれる。本発明の他の実施形態は、本明細書の考察及び本明細書に開示された本発明の実施から当業者に明らかになり得る。本明細書及び実施例は、例示のみとして考えられ、本発明の真の範囲及び概念は、添付の特許請求の範囲によって示されることを意図する。

Claims (29)

1つ又はそれ以上の生存可能プロバイオティクス微生物、1つ又はそれ以上の加水分解タンパク質、1つ又はそれ以上の二糖類、1つ又はそれ以上のオリゴ糖及び1つ又はそれ以上の多糖類を含む乾燥組成物であって、ここで組成物は、少なくとも1x10¹⁰CFU/gの生存率を有し、40℃及び33%の相対湿度で3月後に1 log unit/g未満の生存率の損失を有する、乾燥組成物。

該組成物が、特定栄養製品において宿主にプロバイオティクスの利益を与える、請求項1に記載の組成物。

該特定栄養製品が、調製粉乳、フォローオン粉乳(follow-on formula)、加工穀類食品、乳児食品缶詰及び医療目的の特定食品からなる群から選択される、請求項2に記載の組成物。

該特定栄養製品が、調製粉乳である、請求項2に記載の組成物。

該生存可能プロバイオティクス微生物が、生存プロバイオティクス細菌、真菌類及び酵母からなる群から選択される、請求項1に記載の組成物。

該組成物が、組成物の全乾燥重量に基づき、少なくとも50%の1つ又はそれ以上の加水分解タンパク質を含む、請求項1に記載の組成物。

該1つ又はそれ以上の加水分解タンパク質が、ミルクタンパク質、植物タンパク質又はそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項1に記載の組成物。

該1つ又はそれ以上の加水分解タンパク質が、加水分解カゼイン、加水分解ホエイタンパク質、加水分解エンドウタンパク質、加水分解ダイズタンパク質及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項1に記載の組成物。

該組成物が、組成物の乾燥重量に基づき、20%未満の1つ又はそれ以上の二糖類を含む、請求項1に記載の組成物。

該1つ又はそれ以上の二糖類が、スクロース、ラクトース及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項1に記載の組成物。

該組成物が、組成物の乾燥重量に基づき、5〜30%の1つ又はそれ以上のオリゴ糖を含む、請求項1に記載の組成物。

該1つ又はそれ以上のオリゴ糖が、イヌリン、マルトデキストリン、デキストラン、フラクトオリゴ糖(FOS)、ガラクトオリゴ糖(GOS)、マンナンオリゴ糖(MOS)及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項1に記載の組成物。

該組成物が、組成物の乾燥重量に基づき、1〜10%の1つ又はそれ以上の多糖類を含む、請求項1に記載の組成物。

該1つ又はそれ以上の多糖類が、カラギーナン、グァーガム、アカシアゴム、ローカストビーンガム、でん粉、加工でん粉及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項1に記載の組成物。

1つ又はそれ以上の追加薬をさらに含む、請求項1に記載の組成物。

該組成物が、組成物の乾燥重量に基づき、0.5〜10%の1つ又はそれ以上の追加薬を含む、請求項15に記載の組成物。

該1つ又はそれ以上の追加薬が、カルボン酸塩、トコフェロール類及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項15に記載の組成物。

該カルボン酸塩が、アスコルビン酸塩及びクエン酸塩からなる群から選択される、請求項17に記載の組成物。

該1つ又はそれ以上の追加薬が、重量比1:4〜4:1で、1つ又はそれ以上のトコフェロール類及び1つ又はそれ以上のカルボン酸塩を含む、請求項15に記載の組成物。

該1つ又はそれ以上の追加薬が、重量比4:1で、ビタミンE及びアスコルビン酸ナトリウムを含む、請求項15に記載の組成物。

1つ又はそれ以上の乾燥工程が、空気乾燥、真空乾燥、流動層乾燥及び噴霧乾燥からなる群から選択される、請求項1の組成物を調製する方法。

請求項1の組成物を調製する方法であって、以下:
(a)アルカリ性水性溶媒中で、1つ又はそれ以上の生存可能プロバイオティクス微生物、1つ又はそれ以上の加水分解タンパク質、1つ又はそれ以上の二糖類、1つ又はそれ以上のオリゴ糖及び1つ又はそれ以上の多糖類を混合し、スラリーを形成する段階;
(b)ビーズ、小滴又は紐の形態で液体窒素中において瞬間凍結し、固体凍結粒子を形成する段階;
(c) 粒子の温度をそれらの凍結温度より上に維持しながら、真空下での蒸発による固体凍結粒子の一次乾燥段階であり、それにより一次乾燥製剤が形成される段階;
(d) 一次乾燥製剤の水分活性を0.3Aw又はそれ以下に低下させるために十分な時間、最大限の真空及び20℃又はそれ以上の熱源温度での一次乾燥製剤の二次乾燥段階であり、それにより請求項1の組成物が調製される段階、
を含む方法。

1つ又はそれ以上の加水分解タンパク質、1つ又はそれ以上の二糖類、1つ又はそれ以上のオリゴ糖及び1つ又はそれ以上の多糖類を滅菌する段階を段階(a)の前にさらに含む、請求項22に記載の方法。

該組成物を、切断、粉砕、摩砕及び微粉砕することで流動性粉末にすることをさらに含む、請求項22に記載の方法。

該粉末の粒子サイズが、約1000μm未満である、請求項24に記載の方法。

特定栄養製品で宿主にプロバイオティクスの利益を与えるため1つ又はそれ以上の生存可能プロバイオティクス微生物の有効量の組成物である、請求項22に記載の方法。

該組成物を用いて特定栄養製品を製造することをさらに含む、請求項26に記載の方法。

該特定栄養製品が、調製粉乳、フォローオン粉乳(follow-on formula)、加工穀類食品、乳児食品缶詰及び医療目的の特定食品からなる群から選択される、請求項26に記載の方法。

特定栄養製品が、調製粉乳である、請求項26に記載の方法。

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