專利名稱：生產(chǎn)營養(yǎng)添加劑的方法一種添加劑及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及權(quán)利要求1的前序部分中定義的生產(chǎn)營養(yǎng)添加劑的方法。本發(fā)明還涉及一種添加劑，它的應(yīng)用和含該添加劑的制品。
腸道微生物平衡是動(dòng)物的健康、平安和生產(chǎn)力的先決條件。該平衡的失調(diào)表現(xiàn)為腹瀉和其它腸道健康問題，它們可能甚至導(dǎo)致動(dòng)物的死亡。
通過在用來喂養(yǎng)動(dòng)物的飼料中添加抑制微生物生長的各種抗生素和化學(xué)治療劑可保護(hù)單胃動(dòng)物以防有害微生物的影響。此外，可在飼料中添加微生態(tài)產(chǎn)品(例如，各種微生物、酸和酵母)以保持腸道平衡和避免抗生素的應(yīng)用。還有添加了寡糖的飼料混合物，添加寡糖而抑制有害微生物的生長或有助于有用微生物的生長。此外，專利申請(qǐng)F(tuán)I965192公開了一種含寡糖和/或多糖的酵母水解產(chǎn)物及其在預(yù)防腸病中的應(yīng)用。
抗生素的應(yīng)用涉及這一問題，即，微生物株產(chǎn)生對(duì)抗生素的免疫力從而危害人類健康。一個(gè)關(guān)于微生態(tài)產(chǎn)品的問題是它們的變化和通常低的效率；此外，它們的使用費(fèi)用相當(dāng)高。一個(gè)關(guān)于含純寡糖的飼料和以前人們知道的含寡糖和/或多糖的飼料的問題也是寡糖和/或多糖對(duì)腸病的預(yù)防的影響是變化的和通常太弱的。另外，純寡糖的價(jià)格高。
本發(fā)明的目的是消除上述缺點(diǎn)。
本發(fā)明一個(gè)特定的目的是公開一種生產(chǎn)營養(yǎng)添加劑的方法，所述添加劑可用來對(duì)腸道微生物產(chǎn)生更有效的影響從而促進(jìn)動(dòng)物的健康和/或生長。
本發(fā)明的進(jìn)一步目的是公開一種均一質(zhì)量的有效營養(yǎng)添加劑，它可用來以節(jié)省成本的方式減少動(dòng)物的腸病。
本發(fā)明又一個(gè)目的是公開按本發(fā)明生產(chǎn)的新添加劑的應(yīng)用和包含所述添加劑的制品。
至于本發(fā)明的特征，可參見權(quán)利要求書。
在生產(chǎn)營養(yǎng)添加劑的本發(fā)明方法中，將啤酒廠酵母過濾并按這種方式加工改變它的細(xì)胞狀結(jié)構(gòu)和增大細(xì)胞狀結(jié)構(gòu)表面的寡糖和/或多糖、β-葡聚糖(betaglucane)和/或蛋白質(zhì)的有效濃度，即，破壞細(xì)胞狀結(jié)構(gòu)，從而釋放寡糖和/或多糖、β-葡聚糖和/或蛋白質(zhì)供預(yù)防腸病之用。
按照權(quán)利要求書，本發(fā)明還公開了通過上述方法生產(chǎn)的產(chǎn)品，它們的應(yīng)用和包含添加劑的制品。
本發(fā)明基于這樣的研究工作其中調(diào)研了營養(yǎng)添加劑，而且其中，通過下述方法獲得了意外的觀察結(jié)果，首先將啤酒廠酵母過濾，再進(jìn)-步將它水解處理而破壞啤酒廠酵母的細(xì)胞狀結(jié)構(gòu)，獲得了一種產(chǎn)品，當(dāng)與飼料一起給予動(dòng)物時(shí)，該產(chǎn)品比僅僅通過水解法處理啤酒廠酵母獲得的產(chǎn)品有效得多地減少了動(dòng)物的腸病。
這樣獲得的產(chǎn)品在預(yù)防腸病中的影響機(jī)制基于這一事實(shí)，它與飼料有關(guān)的應(yīng)用抑制了微生物對(duì)腸的粘附，它意味著，由于啤酒廠酵母的過濾和細(xì)胞狀結(jié)構(gòu)功能的破壞而以與腸內(nèi)有害微生物[例如，大腸埃希氏菌(E.coli)]的受體類似的方式釋放寡糖和/或多糖和/或蛋白質(zhì)，減弱了微生物對(duì)腸壁粘附的能力。
此外，由于前述啤酒廠酵母細(xì)胞狀結(jié)構(gòu)的破裂而釋放的寡糖和/或多糖、β-葡聚糖、蛋白質(zhì)、核苷酸、肽和/或其它物質(zhì)適用于腸道微生物種群的調(diào)節(jié)。
經(jīng)過過濾和水解過程獲得的破裂的產(chǎn)品影響動(dòng)物的免疫應(yīng)答，即，啤酒廠酵母的某些組分(例如，含磷酵母的糖結(jié)構(gòu))能改善動(dòng)物的免疫應(yīng)答，于是抑制腸病。所述生產(chǎn)方法另外還影響免疫應(yīng)答的類別和強(qiáng)度。
啤酒廠酵母是作為啤酒工業(yè)的副產(chǎn)品生產(chǎn)的。通常，在啤酒生產(chǎn)后，將啤酒廠酵母混合物通入貯存容器，啤酒廠酵母就沉積在該容器底部。此后，將表面殘余的啤酒分離。這樣獲得的啤酒廠酵母的干物質(zhì)含量通常在7～13w-％范圍內(nèi)變化。
在本發(fā)明的方法中，通過機(jī)械法和/或氣動(dòng)法將沉積在容器底部的啤酒廠酵母過濾?？赏ㄟ^任何已知的過濾方法將啤酒廠酵母過濾。為了防止過濾器(例如，濾板)阻塞，可應(yīng)用一個(gè)振動(dòng)器(例如，高頻微型振動(dòng)器)和/或防止阻塞的某種其它相應(yīng)的技術(shù)。過濾器密度是基于酵母的顆粒尺寸選定的。
本發(fā)明過濾后的啤酒廠酵母的干物質(zhì)含量至少是15w-％，優(yōu)選是18～20w-％。
在使用的啤酒廠酵母中，寡糖和/或多糖、β-葡聚糖、蛋白質(zhì)(例如，甘露糖蛋白(mannoprotein))結(jié)合在原料的細(xì)胞狀結(jié)構(gòu)中。
在本發(fā)明的方法中，通過利用酸和/或堿的水解法，通過自溶作用和/或通過酶促法而破壞了啤酒廠酵母的細(xì)胞狀結(jié)構(gòu)。除了水解處理以外，還可對(duì)啤酒廠酵母進(jìn)行熱處理和/或洗滌劑處理，和/或可采用破壞原料的細(xì)胞狀結(jié)構(gòu)的處理方法，例如，通過使細(xì)胞狀結(jié)構(gòu)經(jīng)歷機(jī)械力、流體靜力和/或氣動(dòng)力處理。
用于水解的酸可以是例如常規(guī)無機(jī)酸，例如，鹽酸、硫酸、磷酸、硝酸等，以及強(qiáng)有機(jī)酸，例如，甲酸、乙酸、丙酸等。水解中應(yīng)用的pH范圍可以低于4，例如，約2～4。在堿解中，應(yīng)用的堿可以是，例如常規(guī)堿性氫氧化物，例如，氫氧化鈉、氫氧化鉀等，氫氧化銨或釋放寡糖和/或多糖的其它堿。
可用于酶促水解中的酶包括，例如，各種蛋白酶，例如，酸性或堿性蛋白酶。在水解中，還可應(yīng)用含于啤酒廠酵母自身中的酶，此時(shí)，通過自溶作用發(fā)生水解。此外，可利用其它添加的酶、蛋白酶、核糖核酸酶和脫氨酶進(jìn)行水解。在酶促處理中，還可同時(shí)和/或依次應(yīng)用幾種酶(例如，木瓜蛋白酶、核糖核酸酶和/或脫氨酶)的組合。通常，可應(yīng)用下文的說明中給出的酶和/或本來已知的、具有破壞原料細(xì)胞狀結(jié)構(gòu)的所需效果的其它酶(一起用和/或分別用)來實(shí)施所述方法，例如，如下文說明中所述。
在水解中，可將酵母加熱到40℃以上，在自溶作用和酶促水解中，例如加熱到40～65℃，在酸解和堿解中，例如加熱到70～95℃。加熱持續(xù)時(shí)間可根據(jù)溫度而變，例如1～12h。
通過水解獲得的不溶性和可溶性級(jí)分包含所需的寡糖和/或多糖、β-葡聚糖和/或蛋白質(zhì)。
如下專利說明書和申請(qǐng)中描述了酵母的水解破裂FI 965192、WO 96/38057和GB 1032687?？蓪⑦@些方法和其它已知方法與本發(fā)明一起使用，適用的產(chǎn)品明顯地是照原樣未分級(jí)的產(chǎn)品或者是不溶性的或可溶性的級(jí)分。
通過本發(fā)明的方法生產(chǎn)的產(chǎn)品可以照原樣直接加到飼料或食料中(呈增濕的形式或干燥的形式)，而且通?？砂此璧姆绞教幚硭?。
通過本發(fā)明的方法生產(chǎn)的營養(yǎng)添加劑產(chǎn)品可用于下列動(dòng)物的飼料中以防腸病單胃動(dòng)物，例如，豬(特別是仔豬)，家禽，例如，母雞、肉用子雞和火雞，小牛，毛皮類動(dòng)物，例如，狐貍，以及寵物，例如，狗和貓，馬，特別是小馬，魚等。用于單胃動(dòng)物的飼料/營養(yǎng)物中的營養(yǎng)添加劑的量可以是飼料總量的0.01～1.0w-％，優(yōu)選是0.1～0.3w-％(按干物質(zhì)計(jì)算的)。添加劑可與飼料/營養(yǎng)物一起使用或者照原樣使用。添加劑的適當(dāng)應(yīng)用是，日攝取量是0.1～10克/天，優(yōu)選是0.1～3克/天。
本發(fā)明的營養(yǎng)添加劑還可用于人類食物中，例如，用于兒童或成人食物制品中，或者用作獨(dú)立起到促進(jìn)健康作用的制品，用來平衡腸道微生物和預(yù)防腸病。
當(dāng)加到動(dòng)物飼料中時(shí)，通過本發(fā)明的方法生產(chǎn)的添加劑在抑制有害微生物生長和促進(jìn)有益微生物生長方面比從沒有過濾的啤酒廠酵母制備的產(chǎn)品效率高約25～30％。同時(shí)，動(dòng)物成長、飼料的利用和總的生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性都改善了。此外，在相同的產(chǎn)品中保持了酵母的適用組分。另外，本發(fā)明能降低生產(chǎn)本發(fā)明的添加劑和制品的成本。
此外，本發(fā)明的飼料產(chǎn)品(即，天然飼料產(chǎn)品)在動(dòng)物飼料中的應(yīng)用為停止使用飼料抗生素提供了機(jī)會(huì)。減小了產(chǎn)生對(duì)抗生素有免疫力的微生物株的危險(xiǎn)性，于是減少了由它們引起的對(duì)人類健康的危害。
現(xiàn)在參照本發(fā)明實(shí)施方案的下列實(shí)施例詳細(xì)描述本發(fā)明。
實(shí)施例1在一個(gè)試驗(yàn)中，從得自啤酒工業(yè)的啤酒廠酵母(干物質(zhì)含量為9w-％)生產(chǎn)了本發(fā)明的營養(yǎng)添加劑。
借助精制過濾器，通過用高頻微型振動(dòng)器振動(dòng)濾板，對(duì)啤酒廠酵母進(jìn)行機(jī)械過濾。將酵母過濾到18w-％的干物質(zhì)含量。在過濾期間，3～4％的干物質(zhì)隨液體除去了，所以酵母的干物質(zhì)產(chǎn)率是估計(jì)量的50～60％。
用酸水解過濾后的啤酒廠酵母。在水解過程中，利用強(qiáng)酸將酵母漿的pH保持在2～3的值(4h)和70～85℃的溫度下。然后，使pH升高到4～5的值，并將獲得的產(chǎn)品冷卻。獲得的最終產(chǎn)品可照原樣使用或者可通過已知方法干燥。
實(shí)施例2在該試驗(yàn)中，比較了實(shí)施例1中制備的酵母水解產(chǎn)物對(duì)微量滴定板上大腸埃希氏菌粘附到豬粘膜的影響與通過專利申請(qǐng)F(tuán)I 965192中公開的方法生產(chǎn)的酵母水解產(chǎn)物的相應(yīng)影響；在出版物Conway，P.L.，(1990)傳染與免疫(Infection and Immunity)，58，3178～3182中描述了該試驗(yàn)。豬回腸粘液中K88-特異性受體的存在是年齡依賴性的。
表1中給出了結(jié)果。
表1
從上述結(jié)果證實(shí)，本發(fā)明的添加劑抑制大腸埃希氏菌的粘附的效果比從沒有過濾的啤酒廠酵母制備的產(chǎn)品效果高約25～30％。
實(shí)施例3進(jìn)行了一個(gè)試驗(yàn)以研究在實(shí)施例1中制備的酵母水解產(chǎn)物和本發(fā)明的水解產(chǎn)物2對(duì)大鼠腸道免疫力的影響。免疫力是通過測(cè)定消化道中的IgA含量和檢測(cè)腸組織樣品的免疫細(xì)胞比例而確定的。應(yīng)用對(duì)比物和β-葡聚糖產(chǎn)品進(jìn)行對(duì)比測(cè)定。
在每個(gè)試驗(yàn)中，應(yīng)用了6只大鼠。在開始喂食試驗(yàn)28天后，從十二指腸和回腸取組織樣品。將樣品稀釋，通過新的酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定法測(cè)定它們的IgA，將它用來檢測(cè)腸水平的免疫應(yīng)答。通過較早的方法，從細(xì)胞培養(yǎng)物或血樣間接測(cè)定了免疫力。通過現(xiàn)在使用的方法，可以測(cè)定腸內(nèi)細(xì)胞介導(dǎo)的免疫力和抗體介導(dǎo)的免疫力，于是直接測(cè)定不同的產(chǎn)品對(duì)腸病的抑制效果。在這些測(cè)定中，利用了對(duì)大鼠免疫細(xì)胞特異性的單克隆抗體。
本發(fā)明的產(chǎn)品(0.3％)和β-葡聚糖對(duì)消化道中的IgA含量沒有大的影響。二者與對(duì)比物相比都增大了IgA含量。在更小的配給量中，本發(fā)明的產(chǎn)品與對(duì)比物相比增大了IgA含量。
表2中給出了巨噬細(xì)胞和CD8-陽性細(xì)胞的頻率(陽性細(xì)胞/0.5絨毛)。
表2
從表2可見，本發(fā)明的產(chǎn)品引起巨噬細(xì)胞的頻率顯著增大和CD8-陽性細(xì)胞的頻率一定的增大。本發(fā)明的產(chǎn)品在消化道內(nèi)局部刺激了尤其在胞內(nèi)感染(病毒、寄生物和細(xì)菌在細(xì)胞內(nèi)的增殖)中具有重要性的那些類型的免疫應(yīng)答，給出甚至抗除大腸埃希氏菌引起的那些感染之外的其它感染的附加保護(hù)作用，而β-葡聚糖產(chǎn)品或多或少是無效的。
本發(fā)明不限于上述實(shí)施方案的實(shí)施例；而是可在權(quán)利要求書中定義的本發(fā)明構(gòu)思范圍內(nèi)改變它。
權(quán)利要求
1.生產(chǎn)用來預(yù)防腸病的營養(yǎng)添加劑的方法，在該方法中，通過水解法處理啤酒廠酵母，其特征在于，將啤酒廠酵母過濾，再將過濾后的啤酒廠酵母水解處理，于是細(xì)胞狀結(jié)構(gòu)裂開，并且細(xì)胞狀結(jié)構(gòu)表面的寡糖和/或多糖、β-葡聚糖和/或蛋白質(zhì)的有效濃度增大了。
2.權(quán)利要求1的方法，其特征在于，將啤酒廠酵母進(jìn)行機(jī)械過濾。
3.權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于，將啤酒廠酵母過濾到15％的最低干物質(zhì)含量，優(yōu)選過濾到18～20％的干物質(zhì)含量。
4.權(quán)利要求1～3任一項(xiàng)的方法，其特征在于，用酸和/或堿處理過濾后的啤酒廠酵母。
5.權(quán)利要求1～4任一項(xiàng)的方法，其特征在于，將過濾后的啤酒廠酵母進(jìn)行酶促處理。
6.權(quán)利要求1～5任一項(xiàng)的方法，其特征在于，用熱和/或機(jī)械法、流體靜力法或氣動(dòng)法處理過濾后的啤酒廠酵母，從而破壞細(xì)胞狀結(jié)構(gòu)。
7.權(quán)利要求1～6任一項(xiàng)的方法，其特征在于，不用分級(jí)就照原樣使用獲得的產(chǎn)品。
8.權(quán)利要求1～7任一項(xiàng)的方法，其特征在于，將獲得的寡糖和/或多糖、β-葡聚糖和/或蛋白質(zhì)產(chǎn)品以按干物質(zhì)計(jì)算的0.01～1.0w-％、優(yōu)選0.1～0.3w-％的量加到營養(yǎng)品中。
9.用來預(yù)防腸病的營養(yǎng)添加劑，其特征在于，該添加劑是這樣生產(chǎn)的用水解法處理過濾后的啤酒廠酵母，于是，細(xì)胞狀結(jié)構(gòu)裂開，而且細(xì)胞狀結(jié)構(gòu)表面的寡糖和/或多糖、β-葡聚糖和/或蛋白質(zhì)的有效濃度增大了。
10.權(quán)利要求9的添加劑，其特征在于，該添加劑是通過機(jī)械過濾啤酒廠酵母而生產(chǎn)的。
11.權(quán)利要求9或10的添加劑，其特征在于，該添加劑是通過用酸和/或堿處理原料而生產(chǎn)的。
12.權(quán)利要求9～11任一項(xiàng)的添加劑，其特征在于，該添加劑是通過酶促處理原料而生產(chǎn)的。
13.權(quán)利要求9～12任一項(xiàng)的添加劑，其特征在于，用熱和/或機(jī)械法、流體靜力法或氣動(dòng)法處理啤酒廠酵母，于是細(xì)胞狀結(jié)構(gòu)被破壞了。
14.權(quán)利要求9～13任一項(xiàng)中定義的營養(yǎng)添加劑在用來預(yù)防腸病的營養(yǎng)方面的應(yīng)用，混合在營養(yǎng)物質(zhì)中的添加劑的用量是0.01～1.0w-％，優(yōu)選是0.1～0.3w-％。
15.權(quán)利要求14的營養(yǎng)添加劑對(duì)動(dòng)物的應(yīng)用。
16.權(quán)利要求14的營養(yǎng)添加劑對(duì)人的應(yīng)用。
17.包含營養(yǎng)添加劑、旨在給予被喂食的生物的制品，其特征在于，該制品包含權(quán)利要求10～15任一項(xiàng)中定義的產(chǎn)品，它的含量為食料和/或飼料的日份額的0.01～1.0w-％，優(yōu)選占0.1～0.3w-％。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)用來預(yù)防腸病的營養(yǎng)添加劑的方法，在該方法中，將啤酒廠酵母過濾并水解處理過濾后的啤酒廠酵母，于是，細(xì)胞狀結(jié)構(gòu)裂開，而且細(xì)胞狀結(jié)構(gòu)表面的寡糖和/或多糖、β－葡聚糖和/或蛋白質(zhì)的有效濃度增大了。此外，本發(fā)明涉及通過水解方法處理過濾后的啤酒廠酵母使細(xì)胞狀結(jié)構(gòu)裂開而生產(chǎn)的營養(yǎng)添加劑。另外，本發(fā)明還涉及營養(yǎng)添加劑在喂養(yǎng)動(dòng)物方面的應(yīng)用，應(yīng)用的添加劑的量是原料總量的0.1～1.0wt％。本發(fā)明還涉及所述營養(yǎng)添加劑對(duì)人在平衡腸道微生物和預(yù)防腸病中的應(yīng)用。
文檔編號(hào)A61P1/14GK1514690SQ02811643
公開日2004年7月21日 申請(qǐng)日期2002年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月14日
發(fā)明者N·勞頓恩, J·沃倫瑪, N 勞頓恩, 茁 申請(qǐng)人:索曼·雷胡公司, 索曼 雷胡公司