ES2821806T3

ES2821806T3 - Gránulos con bacterias probióticas resistentes al calor y a la humedad

Info

Publication number: ES2821806T3
Application number: ES14785006T
Authority: ES
Inventors: Adel Penhasi
Original assignee: Degama Smart Ltd
Current assignee: Degama Smart Ltd
Priority date: 2013-04-19
Filing date: 2014-04-19
Publication date: 2021-04-27
Anticipated expiration: 2034-04-19
Also published as: CA2909466C; EA030984B1; IL242123B; JP2016518830A; JP6669646B2; PT2986131T; EP2986131A4; WO2014170904A1; US20160081940A1; AU2014255259A1; CA2909466A1; US10064829B2; EP2986131A1; NZ713331A; BR112015026371B1; AU2014255259B2; CN105228457B; EA201591935A1; EP2986131B1; BR112015026371A2

Abstract

Polvo alimenticio para lactantes que comprende gránulos de núcleo que contienen bacterias probióticas, al menos un sustrato y opcionalmente otros ingredientes de calidad alimentaria; en el que los núcleos están recubiertos con dos capas, una capa interna que comprende almidón hidroxipropilado; y una capa externa que comprende fosfato de dialmidón fosfatado, fosfato de dialmidón acetilado o una combinación de los mismos.

Description

DESCRIPCIÓN

Gránulos con bacterias probióticas resistentes al calor y a la humedad

Campo de la invención

La presente invención se refiere a productos alimenticios saludables, en particular, a productos líquidos que contienen probióticos para lactantes.

Antecedentes de la invención

Los probióticos son complementos alimenticios microbianos vivos que afectan de manera beneficiosa al huésped respaldando la microbiota intestinal que se produce de manera natural, compitiendo con los microorganismos dañinos en el tracto gastrointestinal, ayudando en procesos metabólicos útiles y fortaleciendo la resistencia del organismo huésped contra sustancias tóxicas. Se usan varios organismos en alimentos probióticos, siendo un ejemplo los géneros bacterianos Lactobacillus o Bifidobacterium, o Lactobacillus paracasei St11 (o NCC2461), Lactobacillus fortis, Lactobacillus johnsonii La1 (= Lactobacillus LC1, Lactobacillus johnsonii NCC533) o Bifidobacterium lactis. Para ser eficaces los organismos probióticos deben sobrevivir durante la vida útil del producto y además deben sobrevivir todo el camino a través del tracto gastrointestinal hasta el colon. Los organismos probióticos se incorporan normalmente en productos lácteos, tales como yogures. Existe la necesidad de suministrar los microorganismos beneficiosos en otros tipos de alimentos, por ejemplo, en productos de base líquida, especialmente aquellos que se someten a un tratamiento térmico en al menos una etapa de su preparación. El principal problema en la preparación de un alimento saludable de base líquida es la combinación de alta temperatura y agua, que puede destruir la totalidad, o una parte significativa, de los probióticos incluidos.

El documento US 2005/0019417 A1 describe un método de preparación de productos que contienen microorganismos vivos sensibles a la humedad, incluyendo probióticos, que comprende al menos las etapas a través de las cuales se pulveriza una suspensión de probióticos y un polímero de azúcar en un disolvente miscible en agua sobre partículas sólidas de formación de gel solubles en agua. Mediante estos medios, el núcleo que se compone de partículas sólidas de formación de gel solubles en agua puede absorber residuos de disolvente y proporcionar protección a los probióticos situados sobre dicho núcleo.

El documento WO2012/020403 da a conocer gránulos probióticos estabilizados para su mezcla con un producto alimenticio de base líquida, resistente al calentamiento en un entorno acuoso, que comprenden un núcleo de bacterias probióticas en un sustrato o mezclado con un sustrato; al menos una primera capa adyacente al núcleo que es una capa externa que comprende un polímero de formación de gel termorreversible que tiene una temperatura de disolución crítica inferior (LCST) de al menos 45°C seleccionado de disoluciones acuosas de polímeros que presentan una baja viscosidad a temperatura ambiental; una segunda capa adyacente a dicha capa externa es una capa exterior que comprende un polímero soluble en agua o degradable para potenciar la disolución de dicho polímero de formación de gel termorreversible al enfriarse por debajo de su temperatura de disolución crítica inferior (LCST); y en los que dicho producto alimenticio se selecciona del grupo que consiste en productos alimenticios para lactantes y fórmulas en polvo para lactantes adaptadas para suspenderse en agua caliente a aproximadamente 70°C, en los que dichos gránulos comprenden además un recubrimiento interior, que se extiende entre dicho núcleo de bacterias probióticas y dicha primera capa (capa externa) que comprende el polímero de formación de gel termorreversible, en los que dicha capa interna comprende hidroxipropilmetilcelulosa de bajo peso molecular, tal como HPMC E3 o E5.

El documento US2005/153018 da a conocer un sistema de suministro de probióticos que se añade preferiblemente a un producto alimenticio. En particular, la invención muestra que los pellets compactados que tienen un volumen de al menos 0,02 cm3, que comprenden, además de microorganismos viables, componentes arbitrarios o elegibles, tales como cargas, aglutinante, plastificante, otros ingredientes funcionales y un recubrimiento, pueden añadirse a productos semihúmedos, húmedos o semisecos.

El documento US2011/008493 da a conocer gránulos de microorganismos probióticos para su mezcla en un alimento saludable, en los que los microorganismos se estabilizan para sobrevivir el procesamiento térmico del alimento. Se da a conocer un gránulo probiótico que comprende un núcleo y al menos tres capas que comprenden un núcleo que comprende microorganismos probióticos y un sustrato en el que se absorben dichos microorganismos; una capa oleosa interior que recubre dicho núcleo; y una primera capa externa que comprende una capa de recubrimiento entérico seleccionada del grupo que consiste en ácido algínico, alginato de amoniaco, alginato de sodio, alginato de potasio, alginato de magnesio y alginato de calcio; una segunda capa externa que es una capa de recubrimiento externa resistente al calor que comprende al menos un polímero seleccionado del grupo que consiste en quitosano y derivados reticulados de hidroxipropilcelulosa; y en los que dichas capas externas primera y segunda recubren dicho núcleo y dicha capa interna, que comprenden al menos dos polímeros diferentes.

Sumario de la invención

La invención se define en las reivindicaciones adjuntas.

Según al menos algunas realizaciones de la presente invención, se proporciona una formulación para un producto líquido que se somete a un tratamiento térmico en al menos una etapa de su preparación o uso, que conserva una cantidad suficiente de microorganismos probióticos viables, y métodos para la preparación y para el uso de la misma.

El producto alimenticio líquido para lactantes presenta bacterias viables en una cantidad suficiente incluso después de su adición en agua caliente o líquido de base acuosa caliente antes de su aplicación. Por tanto, el producto alimenticio para lactantes comprende una composición probiótica estabilizada frente al calor, que muestra una larga vida útil de almacenamiento.

El producto alimenticio líquido comprende gránulos de núcleo que contienen bacterias probióticas, al menos un sustrato y opcionalmente otros ingredientes de calidad alimentaria, que luego se recubren con un polímero a base de almidón tal como se define en las reivindicaciones adjuntas. Tal como se da a conocer en el presente documento con fines ilustrativos, el polímero a base de almidón comprende un componente seleccionado del grupo que consiste en almidón nativo, almidón termoplástico, almidón modificado, derivados de almidón, almidón parcialmente pregelatinizado y almidón pregelatinizado; y/o uno o más de carragenano, goma guar y goma de semillas de algarrobo (también conocida como goma de semillas de garrofa); o una combinación de los mismos.

Opcionalmente, el almidón modificado comprende uno o más de almidón sometido a tratamiento con ácido (E1401), almidón sometido a tratamiento con álcali (E1402), almidón blanqueado (E1403), almidón oxidado (E1404), almidón sometido a tratamiento con enzimas (E1405), fosfato de monoalmidón (E1410), glicerolado de dialmidón (E1411), fosfato de dialmidón esterificado con trimetafosfato de sodio (E1412), fosfato de dialmidón fosfatado (E1413), fosfato de dialmidón acetilado (E1414), acetato de almidón esterificado con anhídrido acético (E1420), acetato de almidón esterificado con acetato de vinilo (E1421), adipato de dialmidón acetilado (E1422), glicerolado de dialmidón acetilado (E1423), almidón hidroxipropilado (E1440), fosfato de dialmidón hidroxipropilado (E1442), glicerolado de dialmidón hidroxipropilado (E1443), almidón octenil succinado sódico (E1450).

Según la invención, el polímero a base de almidón se selecciona del grupo que consiste en almidón hidroxipropilado, fosfato de dialmidón fosfatado y fosfato de dialmidón acetilado.

Según la invención, los núcleos están recubiertos con dos capas, una capa interna y una capa externa. Opcional y preferiblemente, la capa externa se vuelve soluble a una temperatura mayor que la capa interna, más preferiblemente tras el contacto con un líquido que puede comprender opcionalmente una disolución acuosa, una dispersión, una suspensión, etc. Por ejemplo y sin limitación, la capa externa opcionalmente comienza a volverse soluble a 70°C, mientras que la capa interna, opcionalmente, comienza a volverse soluble a 50°C. Por “comenzar a volverse soluble” quiere decirse que esta temperatura es el umbral al que la capa comienza rápidamente a disolverse o volverse soluble; evidentemente, a temperaturas por encima de este umbral, la capa se disolvería mucho más rápidamente. Preferiblemente, existe una diferencia de al menos 5°C, al menos 10°C, al menos 15°C, al menos 20°C, al menos 25°C o al menos 30°C entre las temperaturas a las que las capas interior y externa se vuelven solubles. Además, opcional y preferiblemente, la capa externa también es más viscosa y forma un gel que es más estable y más fuerte que la capa interna a la misma temperatura. Por tanto, el gel viscoso de la capa externa necesita más tiempo para disolverse que la capa interna a la misma temperatura y especialmente a menores temperaturas.

A cada temperatura a la que una capa particular se vuelve soluble, la disolución se produce preferiblemente después de al menos 30 segundos, 1 minuto, 2 minutos, 3 minutos, 4 minutos o 5 minutos. Opcional y preferiblemente, la rapidez de disolución es diferente para cada capa y es mayor para la capa externa. Además, opcional y preferiblemente, la disolución de la capa interna comienza sólo una vez que se completa la disolución de la capa externa; por completar quiere decirse que el gel, que preferiblemente está formado inicialmente por la capa externa tras el contacto con agua u otro líquido de al menos la temperatura umbral apropiada, también se ha dispersado. Según la invención, la capa interna comprende almidón hidroxipropilado. Según la invención, la capa externa comprende fosfato de dialmidón fosfatado, fosfato de dialmidón acetilado o una combinación de los mismos.

Según la invención, el producto alimenticio líquido comprende gránulos de núcleo que contienen bacterias probióticas, al menos un sustrato y opcionalmente otros ingredientes de calidad alimentaria; una capa interna que comprende almidón hidroxipropilado; y una capa externa que comprende fosfato de dialmidón fosfatado, fosfato de dialmidón acetilado o una combinación de los mismos.

Particularmente, la invención se refiere a un polvo alimenticio para lactantes que comprende gránulos de núcleo que contienen bacterias probióticas, al menos un sustrato y opcionalmente otros ingredientes de calidad alimentaria; en el que los núcleos están recubiertos con dos capas, una capa interna que comprende almidón hidroxipropilado; y una capa externa que comprende fosfato de dialmidón fosfatado, fosfato de dialmidón acetilado o una combinación de los mismos.

Según algunas realizaciones demostrativas, la existencia de las capas interior y externa proporciona protección a las bacterias probióticas contra la exposición al calor y/o a la humedad. Según algunas realizaciones de la presente invención, pueden añadirse capas de protección adicionales sobre la parte superior de la capa externa para proporcionar una protección adicional para el producto alimenticio líquido que comprende los gránulos de núcleo de la presente invención. Por ejemplo, puede usarse al menos un polímero soluble en agua como capa de protección adicional para proporcionar un gránulo probiótico estabilizado.

Según la invención, se proporciona un procedimiento para la preparación de bacterias probióticas resistentes al calor y a la humedad en forma de gránulos probióticos estabilizados, para un producto alimenticio saludable de base líquida, que comprende las etapas de i) preparar gránulos de núcleo que contienen bacterias probióticas, al menos un sustrato y opcionalmente otros ingredientes de calidad alimentaria; ii) recubrir dichos gránulos de núcleo con al menos una capa interna, obteniendo de ese modo gránulos de núcleo sellados; iii) recubrir dichos gránulos de núcleo sellados con al menos una capa externa que comprende un polímero de formación de gel termosensible; y iv) opcionalmente recubrir dichos gránulos de núcleo que comprenden gel termosensible con una capa de recubrimiento exterior que comprende al menos un polímero soluble en agua; en el que dicha capa interna comprende almidón hidroxipropilado y dicha capa externa comprende fosfato de dialmidón fosfatado, fosfato de dialmidón acetilado o una combinación de los mismos; obteniendo de ese modo gránulos probióticos estabilizados para su mezcla con un producto alimenticio de base líquida, comprendiendo dichos gránulos probióticos bacterias probióticas resistentes al calor y resistentes a la humedad. Las bacterias estabilizadas pueden resistir una mayor temperatura incluso en el entorno húmedo durante la fabricación o preparación de un producto alimenticio de base líquida; un ejemplo de temperatura alta que va a resistirse es una etapa de pasteurización cuando se fabrica un zumo probiótico, o se mezcla un alimento en polvo para lactantes que comprende los gránulos de la invención con agua caliente cuando se prepara alimento para alimento para bebés.

Según algunas realizaciones demostrativas, los gránulos probióticos estabilizados de la presente invención son capaces de resistir altas temperaturas, por ejemplo, desde temperatura ambiente (aproximadamente 25°C) hasta alrededor de 140°C.

En algunas realizaciones demostrativas, los gránulos probióticos estabilizados pueden añadirse a una fórmula en polvo para lactantes, y exponerse a una temperatura que puede oscilar entre temperatura ambiente y 100°C.

Según otras realizaciones demostrativas, los gránulos probióticos estabilizados pueden añadirse a cualquier otro producto para lactantes de base líquida, tal como, por ejemplo, una fórmula líquida para lactantes lista para su uso que puede someterse a un proceso de pasteurización, por ejemplo, en el que el intervalo de temperatura puede depender de la condición de pasteurización. Por ejemplo, una fórmula líquida para lactantes puede calentarse a 280°F (138°C) durante 8 s y enfriarse hasta 73-80°F (23-27°C) con el fin de pasteurizarla.

Particularmente, la invención se refiere al uso de gránulos de núcleo que contienen bacterias probióticas, al menos un sustrato y opcionalmente otros ingredientes de calidad alimentaria; en el que los núcleos están recubiertos con dos capas, una capa interna que comprende almidón hidroxipropilado; y una capa externa que comprende fosfato de dialmidón fosfatado, fosfato de dialmidón acetilado o una combinación de los mismos, en un procedimiento para la preparación de un producto alimenticio de base líquida que debe someterse a una etapa de calentamiento durante su procedimiento de preparación.

Además, se da a conocer en el presente documento con fines ilustrativos un procedimiento para la preparación de un producto alimenticio de base líquida que comprende una etapa de calentamiento, conteniendo el producto bacterias probióticas activas, comprendiendo el procedimiento i) preparar gránulos probióticos estabilizados tal como se describió anteriormente; ii) mezclar dichos gránulos probióticos estabilizados en un producto semifinal; iii) calentar la mezcla de dichos gránulos/partículas probióticos y dicho producto semifinal de base líquida a una temperatura predeterminada y durante un periodo de tiempo predeterminado; y iv) completar dicho producto semifinal de base líquida que contiene dichos gránulos probióticos estabilizados enfriando dicho mezcla, obteniendo de ese modo dicho producto alimenticio de base líquida que contiene bacterias probióticas activas. El término “producto semifinal” describe una etapa en la preparación de un producto alimenticio según la invención, en la que dicho producto alimenticio aún no contiene todos los componentes o aún no ha pasado por todas las etapas de preparación, no estando listo aún para el consumo. Ventajosamente, el procedimiento para la preparación de un producto alimenticio de base líquida que comprende una etapa de calentamiento, comprende i) preparar gránulos probióticos estabilizados tal como se describió anteriormente; ii) mezclar dichos gránulos/partículas probióticos estabilizados en un producto semifinal que comprende un producto alimenticio en polvo para lactantes, obteniendo de ese modo un producto alimenticio probiótico en polvo para lactantes que contiene gránulos/partículas probióticos estabilizados; y iii) poco antes del consumo previsto de dicho producto alimenticio probiótico en polvo para lactantes, añadir a dicho producto agua fría y calentar o alternativamente añadir agua caliente, mientras se mantiene la mezcla a una temperatura predeterminada durante un periodo de tiempo predeterminado. Dicha capa externa, que se compone de un polímero de formación de gel termosensible, forma un gel sólido que rodea los núcleos probióticos durante dicha etapa de calentamiento, evitando de ese modo la transmisión de calor y humedad a los probióticos, mientras que dicho gel se disuelve después de dicho enfriamiento, permitiendo que el material probiótico se libere en un producto de base líquida deseado.

La invención proporciona gránulos probióticos estabilizados para su mezcla con un producto alimenticio de base líquida, resistente al calentamiento en un entorno acuoso, que comprende polímero de formación de gel termosensible. Los gránulos probióticos estabilizados de la invención comprenden un núcleo de bacterias probióticas en un sustrato o mezclado con un sustrato, al menos una capa interna que recubre dicho núcleo y al menos una capa externa que comprende un polímero de formación de gel termorreversible. Los gránulos comprenden preferiblemente un núcleo de bacterias probióticas con un sustrato, al menos una capa interna que recubre dicho núcleo y al menos una capa externa que comprende un polímero de formación de gel termorreversible y al menos una capa exterior que comprende un polímero soluble en agua o un polímero degradable. Los gránulos de la invención comprenden preferiblemente un núcleo de bacterias probióticas en un sustrato, al menos una capa externa que comprende un polímero de formación de gel termosensible y al menos una capa exterior que comprende un polímero soluble en agua o un polímero degradable.

El sustrato puede comprender un componente seleccionado del grupo que consiste en complemento para bacterias, estabilizante, carga, aglutinante y una mezcla de los mismos. Dicho sustrato puede comprender un sacárido prebiótico, en el que dicha capa interna puede comprender un polímero soluble en agua o degradable y en el que dicha capa externa puede comprender un polímero de formación de sol-gel termosensible. En una realización, dicho sustrato comprende un sacárido prebiótico, en el que dicha capa interna comprende un polímero soluble en agua o degradable, dicha capa externa comprende un polímero de formación de sol-gel termosensible y en el que dicha capa exterior comprende un polímero soluble en agua o un polímero degradable. Dicho sustrato comprende preferiblemente un sacárido prebiótico, en el que dicha capa externa comprende un polímero de formación de sol-gel termosensible y en el que dicha capa exterior comprende un polímero soluble en agua o un polímero degradable. Los gránulos de la invención tienen preferiblemente una capa externa que se compone de un polímero de formación de gel termosensible que forma un gel sólido que rodea los gránulos de núcleo cuando se calienta, evitando de ese modo la transmisión de calor y humedad a las bacterias probióticas, mientras que dicho gel se disuelve después del enfriamiento, permitiendo que dichas bacterias se liberen en un producto de base líquida.

Cuando se usa el término “producto alimenticio de base líquida”, quiere decirse un producto que tiene un alto contenido de agua, o que está destinado a dispersarse en agua. Por tanto, un producto alimenticio de base líquida según la invención puede ser un producto que tiene forma de líquido, suspensión, emulsión o pasta, pero puede ser un polvo destinado a dispersarse en agua o en un líquido a base de agua, tal como leche. En una realización preferida, dichos gránulos comprenden un núcleo de bacterias probióticas en un sustrato, opcionalmente al menos una capa interna que recubre dicho núcleo, al menos una capa externa que comprende un polímero de formación de gel termosensible y opcionalmente al menos una capa más externa que comprende un polímero soluble en agua. Dicho sustrato puede comprender un componente seleccionado del grupo que consiste en complemento para bacterias, estabilizante, agente de tamponamiento, agente quelante, carga, aglutinante y una mezcla de los mismos. Dichos gránulos comprenden, en una realización de la invención, un sacárido prebiótico en el núcleo, un polímero soluble en agua o degradable en dicha capa interna, de manera importante un polímero de formación de sol-gel termosensible en la capa externa y un polímero soluble en agua o degradable en dicha capa más externa.

La invención proporciona un producto alimenticio seleccionado de productos alimenticios para lactantes, compuesto alimenticio en polvo para lactantes, yogur, productos lácteos, néctares, zumos de frutas y bebidas/brebajes energéticos, producto que es un producto alimenticio saludable que comprende bacterias probióticas que se estabilizaron frente al calor tal como se describió anteriormente.

El término productos alimenticios para lactantes puede referirse, por ejemplo, a cualquier alimento blando de fácil consumo que está destinado a ingerirse por un recién nacido, un lactante, un bebé y/o un niño pequeño, y puede incluir leche materna que va a fortificarse, cualquier fórmula para lactantes y cualquier alimento líquido y/o semisólido, tal como cereales, frutas, verduras, carne y similares.

Por tanto, la invención se refiere a un alimento saludable sometido a procesamiento térmico o que puede someterse a procesamiento térmico que afecta de manera beneficiosa al equilibrio microbiano intestinal del consumidor, en el que dicha resistencia al calor y procesabilidad térmica se garantizan al recubrir los núcleos probióticos con capas que limitan la transmisión de calor y humedad a las bacterias probióticas y, por tanto, aumentan su resistencia durante un procedimiento que comprende una etapa térmica.

Breve descripción de los dibujos

Las anteriores y otras características y ventajas de la invención resultarán más fácilmente evidentes mediante los siguientes ejemplos, y con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

la figura 1 muestra un esquema de una cápsula de múltiples capas según una realización de la invención, que va a estar comprendida en un alimento saludable; la encapsulación está diseñada para proporcionar bacterias probióticas con una máxima resistencia al calor durante la etapa de calentamiento de o bien procedimiento de fabricación o bien el procedimiento de preparación; el núcleo comprende bacterias probióticas y un sustrato absorbente; la primera capa adyacente al núcleo es la primera capa interna de sellado; la capa externa adyacente a dicha capa interna es la capa externa de formación de gel termorreversible; alternativamente, el núcleo comprende bacterias probióticas y un sustrato absorbente; la primera capa adyacente al núcleo es la capa externa de formación de gel termorreversible; la segundo capa adyacente a dicha capa externa es la capa exterior;

la figura 2 muestra la estructura de Pluronic, que comprende un copolímero tribloque ABA que comprende poli(óxido de propileno) y poli(óxido de etileno); la figura 2A muestra la estructura molecular; y la figura 2B es una representación esquemática de la cadena polimérica de tres bloques;

la figura 3 muestra la transición sol-gel de Pluronic, un copolímero tribloque ABA de poli(óxido de propileno) y poli(óxido de etileno), en función de la temperatura; la presencia de bloques de polímero que tienen un determinado punto de enturbiamiento confiere al polímero la propiedad de convertirse en un estado hidrófobo a una temperatura mayor que el punto de enturbiamiento y de convertirse en un estado hidrófilo a una temperatura menor que la temperatura del punto de enturbiamiento; esto es el resultado de la propiedad termodinámica de los enlaces hidrófobos que aumentan en resistencia al aumentar la temperatura (y, a la inversa, que disminuyen en resistencia al disminuir la temperatura); la figura 3A muestra la estructura molecular; y la figura 3B es una representación esquemática del procedimiento de gelificación;

la figura 4 muestra la transición sol-gel de un derivado de celulosa, tal como hidroxipropilcelulosa (HPC), en función de la temperatura; un aumento de la temperatura crítica da como resultado interacciones cadena-cadena, incluyendo efectos hidrófobos y enlaces de hidrógeno, para dominar con respecto a los enlaces de cadena-hidrógeno del agua; por el contrario, tras disminuir la temperatura por debajo de la temperatura crítica, los enlaces de hidrógeno del agua dominan con respecto a las interacciones cadena-cadena, lo que permite la disolución del polímero; la figura 4A muestra la estructura molecular; y la figura 4B es una representación esquemática de las interacciones moleculares; la figura 5 es un gráfico de la distribución del tamaño de partícula de Bifidobacterium lactis (BL818) microencapsulado, elaborado según una realización de la invención descrita en el ejemplo 1, en agua después de calentarse a 70°C y enfriarse; se usó hidroxipropilcelulosa (HPC LF) como recubrimiento de película de sol-gel termosensible con un aumento de peso del 70%;

la figura 6 es un gráfico de la distribución del tamaño de partícula de Bifidobacterium lactis (BL818) microencapsulado, en forma de gránulos estabilizados según la invención, en agua después de calentarse a 70°C y enfriarse; se usó hidroxipropilcelulosa (HPC LF) como recubrimiento de película de sol-gel termosensible con un aumento de peso del 50%; y

la figura 7 es un gráfico de la distribución del tamaño de partícula de Bifidobacterium lactis (BL818) microencapsulado, elaborado según una realización de la invención descrita en el ejemplo 2, en agua después de calentarse a 70°C y enfriarse; se usó hidroxipropilcelulosa (HPC EF) como recubrimiento de película de sol-gel termosensible con un aumento de peso del 70%;

la figura 8 es un diagrama de flujo del procedimiento de fabricación de una fórmula líquida para lactantes lista para su uso, según algunas realizaciones demostrativas descritas en el presente documento.

la figura 9 es un diagrama de flujo de la etapa en la que pueden añadirse las microcápsulas de probióticos de la presente invención en la fórmula líquida para lactantes lista para su uso, según algunas realizaciones demostrativas descritas en el presente documento.

Descripción detallada de las realizaciones preferidas

Ahora se ha encontrado que las bacterias probióticas pueden estabilizarse de manera sorprendentemente eficaz para su uso en un procedimiento que comprende una etapa térmica recubriendo con un polímero de formación de sol-gel tal como se define en las reivindicaciones adjuntas. Las bacterias se formularon en un núcleo granulado recubierto con dos o más capas de recubrimiento, obteniendo de ese modo composiciones probióticas que proporcionan organismos probióticos viables incluso después de calentamiento a temperaturas relativamente altas a alta humedad, siendo la composición más estable en almacenamiento y capaz de administrar bacterias viables a los tractos gastrointestinales después de su administración oral. La invención proporciona probióticos granulares que van a usarse como aditivos alimentarios saludables. La presente invención se refiere particularmente a un procedimiento para la preparación de un alimento de base líquida, tal como un compuesto de polvo alimenticio para lactantes que se suspende sustancialmente en agua caliente (aproximadamente 70°C), zumos de frutas, néctares, yogures, productos lácteos a base de leche y bebidas energéticas que contienen probióticos resistentes al calor. Las fórmulas para lactantes pueden venir en tres formas básicas: lista para su uso, concentrado líquido y en polvo. La fórmula para lactantes lista para usarse (o lista para su uso) es una fórmula líquida para lactantes que puede ser una fórmula que puede consumirse sin la necesidad de cambios composicionales adicionales, tales como la adición de agua antes del consumo, o una fórmula en polvo reconstituido para lactantes elaborada mezclando agua (agua estéril) con fórmulas en polvo tales como las disponibles comercialmente de Mead Johnson & Company (fórmula para lactantes Enfamil®) o Ross Laboratories (fórmula para lactantes Similac®). La fórmula líquida para lactantes lista para su uso puede ser la más conveniente, sin necesidad de mezclar o medir, simplemente abrir y servir. Es el tipo de fórmula que los hospitales suelen dar a los recién nacidos. Es higiénica y especialmente útil cuando no se sabe si tendrá acceso a agua potable. La fórmula líquida para lactantes lista para su uso es un producto pasteurizado y, una vez abierto, la fórmula tiene una vida útil corta: debe usarse en el plazo de unas pocas horas (la fórmula para lactantes lista para usarse puede refrigerarse durante hasta 72 horas después de abrirse y luego debe tirarse).

A diferencia de la fórmula en polvo para lactantes, es necesario pasteurizar la fórmula líquida para lactantes lista para su uso antes del llenado de biberones. Las composiciones comerciales de fórmula líquida para lactantes lista para su uso se producen usando pasteurización. La pasteurización requiere calentar la leche hasta temperaturas específicas durante tiempos específicos. El procedimiento de pasteurización elimina todos los patógenos y la mayoría de los microorganismos responsables del enranciamiento.

Las composiciones comerciales de fórmula lista para su uso que contienen probióticos pueden producirse añadiendo el probiótico a la fórmula antes de la pasteurización, sin embargo el procedimiento de pasteurización eliminará muchos de los microorganismos probióticos y, por tanto, evitará que el lactante obtenga una dosis suficiente de probióticos cuando se consume la fórmula. De manera similar, las composiciones de fórmula lista para su uso que contienen probióticos pueden producirse añadiendo el probiótico a la fórmula después de la pasteurización justo antes del llenado de la fórmula en su recipiente. El problema que surge de esto último es la posibilidad de insertar un contaminante en la fórmula líquida ya pasteurizada. Esto puede provocar posteriormente la contaminación de la fórmula por bacterias perjudiciales y también el acortamiento de la vida útil de almacenamiento.

Los métodos para aumentar la vida útil de almacenamiento y mejorar la viabilidad han incluido la búsqueda de cepas mejoradas y la adición de diversos compuestos tales como conservantes (tal como ácido ascórbico) y factores de crecimiento a la fórmula. Como resultado de estas limitaciones, la fórmula líquida comercial actual para lactantes lista para su uso que contiene probióticos puede no tener el número de microorganismos probióticos necesarios para conferir los beneficios saludables deseables. Además, tales composiciones de fórmula se enrancian fácilmente en un plazo de tiempo relativamente corto y lo que no se vende ni se consume debe tirarse como desperdicio.

Al usar la tecnología según la presente invención, puede proporcionarse una vida útil de almacenamiento prolongada para la fórmula para lactantes lista para su uso que contiene probióticos que siguen siendo viables tanto durante el procedimiento de producción como durante toda la vida útil de almacenamiento.

Además, el producto, que se preparará usando la tecnología descrita en el presente documento, se purificará para eliminar cualquier contaminante y todavía contendrá la dosis recomendada de probióticos viables beneficiosos para la salud.

Según algunas realizaciones, y basándose en el procedimiento de producción de la mayoría de los fabricantes, el procedimiento de fabricación de una fórmula líquida lista para su uso es tal como sigue:

1. Preparación de fórmula para lactantes a granel lista para su uso

Durante este procedimiento, todos los componentes de la fórmula líquida para lactantes lista para su uso se disuelven o dispersan y se homogeneizan en agua. El diagrama de flujo del procedimiento se muestra en la figura 8. El resultado es un lote de 120 litros de fórmula para lactantes lista para su uso que contiene los ingredientes resumidos en la tabla 1 a continuación:

Tabla 1: ingredientes y sus cantidades que componen la fórmula líquida para lactantes lista para su uso

Según algunas realizaciones, la preparación final puede almacenarse en un tanque cubierto para la siguiente etapa que es un procedimiento de pasteurización y embotellado.

Las bacterias probióticas microencapsuladas de la presente invención pueden añadirse a un recipiente del lote de fórmula para lactantes lista para su uso preparada tal como se describió anteriormente en esta etapa justo antes del procedimiento de pasteurización tal como se muestra en la figura 9.

2. Procedimiento de pasteurización

La fórmula para lactantes puede calentarse a 280°F (138°C) durante 8 s y enfriarse hasta 73-80°F (23-27°C). La fórmula para lactantes se embotella en botellas de vidrio de 3 oz esterilizadas y se tapa con cierres esterilizados. Alternativamente, la fórmula líquida para lactantes puede embotellarse en primer lugar, antes de la pasteurización, y luego pasteurizarse seguido por taparse.

Durante el procedimiento de pasteurización, la utilización de la tecnología de la presente invención dota a las bacterias con una protección y estabilidad superiores, dando como resultado una alta viabilidad de las bacterias. Las bacterias se liberan totalmente después de que la temperatura se enfríe tras la completa disolución de las capas microencapsuladas. Mediante estos medios, la fórmula líquida para lactantes resultante se pasteurizará por completo y todavía tendrá un nivel alto de probióticos viables.

Según algunas realizaciones demostrativas, los gránulos estabilizados de la presente invención pueden añadirse a cualquier fórmula para lactantes, ya sea en estado líquido concentrado, en estado de polvo o en estado lista para su uso.

La composición de la presente invención, que comprende los gránulos estabilizados, puede añadirse esencialmente en cualquier etapa antes o después de la pasteurización de la fórmula para lactantes.

Según algunas realizaciones demostrativas, la adición de la composición de la presente invención a la fórmula para lactantes antes de que se produzca la pasteurización permitirá la eliminación de patógenos perjudiciales que pueden existir en la fórmula, pero se abstendrá de dañar las bacterias probióticas contenidas dentro de los gránulos estabilizados de la composición de la presente invención.

En el caso de una fórmula en polvo, la composición de la presente invención puede añadirse en esencialmente cualquier etapa de producción de la fórmula, mientras que tras la preparación final de la fórmula, es decir, justo antes del uso, se añade agua caliente (al menos 60°C, y preferiblemente 70°C y más) a la fórmula en polvo.

La adición del agua caliente justo antes de su uso puede permitir la eliminación de patógenos perjudiciales que pueden existir en la fórmula, pero esencialmente no dañará las bacterias probióticas contenidas dentro de los gránulos estabilizados de la composición de la presente invención.

En el presente documento se da a conocer un procedimiento para la preparación de un alimento de base líquida, que comprende las etapas de i) preparar un núcleo (gránulos) que comprende bacterias probióticas; ii) recubrir dicho núcleo (gránulos) con al menos una capa interna que comprende un polímero soluble en agua para evitar la penetración de la humedad en el núcleo (gránulos); iii) recubrir dichos gránulos con al menos una capa externa que comprende un polímero de formación de gel (sol-gel) termorreversible para resistir al calor y a la humedad, obteniendo de ese modo un gránulo probiótico estabilizado; iv) opcionalmente recubrir dicho núcleo (gránulos) con al menos una capa más externa que comprende un polímero soluble en agua; v) mezclar dichos gránulos probióticos estabilizados con un preproducto alimenticio de base líquida (producto semifinal); y vi) completar la preparación de dicho preproducto alimenticio de base líquida que contiene dichos gránulos probióticos estabilizados mediante tratamiento térmico a una temperatura predeterminada durante un tiempo predeterminado. Dichos gránulos probióticos estabilizados se añaden a un producto alimenticio de base sólida, tal como un producto en polvo (como compuesto de polvo alimenticio para lactantes), que finalmente debe añadirse a agua caliente (hasta 70°C) antes de usarse, y se deja enfriar antes del consumo. Dicho gránulo probiótico estabilizado tiene un núcleo que comprende bacterias probióticas y un sustrato, al que dichas bacterias se absorben o con el que se granulan, conteniendo adicionalmente dicho núcleo otros excipientes nutricionalmente aceptables; el gránulo tiene además una capa interna de polímero soluble en agua; el gránulo tiene una capa externa de polímero de formación de gel termosensible (termorreversible) que tiene una transición sol-gel (temperatura de transición); el gránulo tiene opcionalmente una capa exterior de polímero soluble en agua. En el presente documento se dan a conocer gránulos de núcleo en los que tanto dicha capa interna como dicha capa externa comprenden polímeros de formación de gel termosensibles que tienen una transición sol-gel, pero con pesos moleculares o viscosidades diferentes. En el presente documento se dan a conocer gránulos de núcleo en los que tanto dicha capa interna como dicha capa exterior comprenden polímeros similares que tienen pesos moleculares o viscosidades similares o polímeros similares pero con pesos moleculares o viscosidades diferentes. En el presente documento se dan a conocer gránulos de núcleo en los que dicho gránulo probiótico estabilizado tiene un núcleo que comprende bacterias probióticas y un sustrato en el que se granulan o absorben dichas bacterias, conteniendo dicho gránulo excipientes adicionales, y además una única capa de polímero de formación de gel termosensible que tiene una transición solgel. En el presente documento se dan a conocer gránulos de núcleo en los que dicho gránulo probiótico estabilizado tiene un núcleo que comprende bacterias probióticas y un sustrato en el que se granulan o absorben dichas bacterias, y conteniendo dicho gránulo adicionalmente otros excipientes aceptables; una capa externa de polímero de formación de gel termosensible que tiene una transición sol-gel; una capa exterior de polímero soluble en agua. En el presente documento se dan a conocer gránulos de núcleo en los que dicho gránulo probiótico estabilizado tiene un núcleo que comprende bacterias probióticas y un sustrato en el que se granulan o absorben dichas bacterias, y conteniendo dicho gránulo adicionalmente otros excipientes aceptables; una capa interna de polímero soluble en agua; y dos capas externas que incluyen una capa inferior entérica que proporciona resistencia gástrica y una capa superior de polímero de formación de gel termosensible que tiene una transición sol-gel.

En el presente documento se dan a conocer gránulos de núcleo en los que tanto dicha capa interna como dicha capa externa pueden comprender polímeros de formación de gel termosensibles que tienen una transición sol-gel, pero con pesos moleculares o viscosidades diferentes. Según estas realizaciones, la selección de los polímeros de formación de gel termosensibles con pesos moleculares y/o viscosidades diferentes permite la producción de gránulos probióticos que pueden ser resistentes a temperaturas y/o niveles de humedad diferentes.

En el presente documento se da a conocer un procedimiento que comprende granular las bacterias probióticas, recubrirlas con al menos una capa interna para resistir la humedad, al menos una capa externa para resistir el calor y/o la humedad de producción (fabricación), en el que dicha resistencia se produce a una temperatura de producción predeterminada durante un tiempo de procesamiento térmico predeterminado, después de lo cual dicha segunda capa se hincha formando un gel durante su exposición a alta temperatura, de modo que se evita la penetración del líquido caliente en el núcleo que contiene dichos probióticos, permitiendo que las bacterias probióticas estén a salvo del calentamiento y luego se liberen en un producto alimenticio líquido, cuando la capa externa o capa exterior se disuelva al enfriarse. Un procedimiento según la divulgación incluye preferiblemente preparar un gránulo probiótico estabilizado que tiene i) un núcleo con bacterias probióticas que puede contener al menos un agente estabilizante, antioxidante, azúcar, carga, aglutinante y otros excipientes, y que tiene además ii) una capa interna que recubre el núcleo que comprende un polímero soluble en agua que evita la permeación de agua y humedad en el núcleo, y que también tiene además iii) una capa externa que recubre dicho núcleo y dicha capa interna, en el que dicha capa externa comprende al menos un polímero de formación de gel termorreversible que tiene una temperatura de transición sol-gel. Un procedimiento preferido de la divulgación comprende granular las bacterias probióticas, recubrirlas con al menos una capa externa (primera capa) para resistir el calor y la humedad de producción (fabricación), en el que dicha resistencia se produce a una temperatura de producción predeterminada durante un tiempo de procesamiento térmico predeterminado, después de lo cual dicha capa externa se hincha formando un gel durante su exposición a alta temperatura, de modo que se evita la penetración del líquido caliente en el núcleo que contiene dichos probióticos, permitiendo que las bacterias probióticas estén a salvo del calentamiento y luego se liberen en dicho producto alimenticio líquido, cuando la capa externa se disuelva al enfriarse; y al menos una capa más externa (segundo capa) para potenciar la disolución de dicha capa externa (primera capa) al enfriarse. En otra divulgación preferida, el procedimiento preferido comprende granular las bacterias probióticas, recubrirlas con al menos una capa interna para resistir la humedad (primera capa); al menos una capa externa (segunda capa) para resistir el calor y la humedad de producción (fabricación), en el que dicha resistencia se produce a una temperatura de producción predeterminada durante un tiempo de procesamiento térmico predeterminado, después de lo cual dicha capa externa se hincha formando un gel durante su exposición a alta temperatura, de modo que se evita la penetración del líquido caliente en el núcleo que contiene dichos probióticos, permitiendo que las bacterias probióticas estén a salvo del calentamiento y luego se liberen en dicho producto alimenticio líquido, cuando la capa externa se disuelva al enfriarse; y al menos una capa exterior (tercera capa) para potenciar la disolución de dicha capa externa (segunda capa) al enfriarse.

Un procedimiento dado a conocer en el presente documento incluye preferiblemente preparar un gránulo probiótico estabilizado que tiene i) un núcleo con bacterias probióticas y que puede contener al menos un agente estabilizante, antioxidante, azúcar, carga, aglutinante y otros excipientes, y que tiene además ii) una capa interna que recubre el núcleo que comprende un polímero soluble en agua que evita la permeación de agua y humedad en el núcleo, y que también tiene además iii) una capa externa que recubre dicho núcleo y dicha capa interna, en el que dicha capa externa comprende al menos un polímero de formación de gel termorreversible que tiene una temperatura de transición sol-gel, en el que dicha capa interna comprende al menos un polímero de formación de gel termorreversible que tiene una temperatura de transición sol-gel que puede ser químicamente similar o diferente de dicha capa externa.

En el presente documento se da a conocer un gránulo probiótico estabilizado que comprende i) un núcleo que comprende bacterias probióticas y un sustrato en el que se absorben o recubren dichas bacterias; ii) una capa interna que comprende un polímero que evita la permeación de agua y humedad en el núcleo y que recubre dicho núcleo; iii) al menos una capa externa, que recubre dicho núcleo y dicha capa interna, que comprende un polímero termosensible que tiene una temperatura de transición sol-gel; y iv) opcionalmente una capa exterior que comprende un polímero que potencia la disolución de dicha capa externa (primera capa) al enfriarse. Dicho núcleo comprende además preferiblemente uno o más agentes complementarios para dichas bacterias, por ejemplo, oligosacáridos prebióticos.

En una realización preferida de la invención, dichas bacterias probióticas comprenden un género seleccionado de Lactobacillus y Bifidobacterium. El gránulo de núcleo probiótico estabilizado o la mezcla de núcleos según la invención es un gránulo recubierto, que comprende al menos dos fases estratificadas, por ejemplo, un núcleo y dos recubrimientos, o un núcleo y tres o más recubrimientos tal como se define en las reivindicaciones adjuntas. Habitualmente, uno de los recubrimientos contribuye principalmente a la prevención de la penetración de agua o humedad en el núcleo durante el recubrimiento de la capa externa o durante etapas posteriores, tales como cuando se suspenden los probióticos multicapa finales en un producto de base líquida durante la preparación de dicho producto de base líquida o durante los procedimientos de recubrimiento. Otro recubrimiento externo contribuye a la resistencia al calor durante el procesamiento del producto alimenticio de base líquida. Otro recubrimiento exterior contribuye a la potenciación de la disolución de dicha capa externa de formación de gel termosensible al enfriarse. Habitualmente, es una de las capas la que contribuye al máximo a dicho resistencia al calor y penetración de agua o humedad en el núcleo; sin embargo, el gránulo probiótico estabilizado de la invención puede comprender más capas que contribuyen a la estabilidad de las bacterias frente al procesamiento, así como a su estabilidad durante el almacenamiento de dicho alimento y durante el suministro seguro de las bacterias a los intestinos. En el presente documento se dan a conocer gránulos de núcleo, en los que los dos recubrimientos interno y exterior pueden ser los mismos polímeros con viscosidades o pesos moleculares iguales o diferentes. Del mismo modo, puede usarse un polímero de formación de gel termosensible para recubrir las partículas del núcleo, mediante lo cual una sola capa de recubrimiento proporciona protección contra la penetración de agua y humedad en el núcleo, así como resistencia al calor y a la humedad.

En el presente documento se da a conocer un procedimiento de fabricación de un alimento saludable, que comprende i) mezclar una suspensión de bacterias probióticas con un sustrato y con agentes complementarios para las bacterias, obteniendo de ese modo una mezcla de núcleo; ii) recubrir las partículas de dicha mezcla de núcleo con un polímero interno soluble en agua; iii) recubrir dichas partículas recubiertas con una capa externa de polímero, confiriendo dicha capa externa de polímero estabilidad a dichas bacterias en las condiciones de calor y humedad, obteniendo de ese modo partículas recubiertas con dos capas. La divulgación también se refiere a un procedimiento de fabricación de un alimento saludable, que comprende i) mezclar una suspensión de bacterias probióticas con un sustrato y con agentes complementarios para las bacterias, obteniendo de ese modo una mezcla de núcleo; ii) opcionalmente recubrir las partículas de dicha mezcla de núcleo con un polímero interno soluble en agua; iii) recubrir dichas partículas recubiertas con una capa externa de polímero; opcionalmente recubrir dichas partículas recubiertas de dicha mezcla de núcleo con un polímero exterior soluble en agua, confiriendo dicha capa externa de polímero estabilidad a dichas bacterias en las condiciones de calor y humedad, obteniendo de ese modo partículas recubiertas con tres capas. La divulgación también se refiere a un procedimiento de fabricación de un alimento saludable, que comprende i) granular las bacterias probióticas con sustratos y con agentes complementarios para las bacterias, obteniendo de ese modo partículas de gránulos de núcleo; ii) recubrir las partículas de dicho gránulo de núcleo con un polímero interno soluble en agua; iii) recubrir dichas partículas recubiertas con una capa externa de polímero, confiriendo dicha capa externa de polímero estabilidad a dichas bacterias en las condiciones de calor y humedad, obteniendo de ese modo partículas recubiertas con dos capas. En el presente documento se da a conocer con fines ilustrativos un procedimiento de fabricación de un alimento saludable, que comprende i) granular las bacterias probióticas con sustratos y con agentes complementarios para las bacterias, obteniendo de ese modo partículas de gránulos de núcleo; ii) recubrir las partículas de dicho gránulo de núcleo con una capa externa de polímero, confiriendo dicha capa externa de polímero estabilidad a dichas bacterias en las condiciones de calor y humedad; iii) recubrir dichas partículas recubiertas con un polímero exterior soluble en agua, obteniendo de ese modo partículas recubiertas con dos capas. También se da a conocer un procedimiento de fabricación de un alimento saludable, que comprende i) granular las bacterias probióticas con sustratos y con agentes complementarios para las bacterias, obteniendo de ese modo partículas de gránulos de núcleo; ii) recubrir las partículas de dicho gránulo de núcleo con un polímero interno soluble en agua; iii) recubrir dichas partículas recubiertas con una capa externa de polímero, confiriendo dicha capa externa de polímero estabilidad a dichas bacterias en las condiciones de calor y humedad; iv) recubrir dichas partículas recubiertas con un polímero exterior soluble en agua, obteniendo de ese modo partículas recubiertas con tres capas.

En un procedimiento de fabricación preferido de un alimento probiótico, se mezcla una suspensión acuosa de bacterias probióticas con al menos un sustrato y al menos un oligosacárido, y opcionalmente otros aditivos de calidad alimentaria tales como estabilizantes, cargas, aglutinantes, antioxidantes, etc., obteniendo de ese modo una mezcla húmeda de núcleo; se secan las partículas de dicha mezcla húmeda de núcleo, obteniendo de ese modo una mezcla de núcleo; se recubren las partículas de dicha mezcla de núcleo con un polímero de capa de recubrimiento interno que evita o reduce la penetración de agua o humedad en dicho núcleo, obteniendo de ese modo partículas recubiertas selladas frente al agua; se recubren dichas partículas recubiertas selladas frente al agua con un polímero de formación de gel termosensible. Dicho al menos un sustrato puede comprender galactano, galactosa o una mezcla de los mismos, dicho al menos un oligosacárido puede comprender galactano, maltodextrina y trehalosa, dichos otros aditivos de calidad alimentaria comprenden estabilizante, antioxidante, carga y aglutinante, dicha polímero de capa de recubrimiento interno puede comprender hidroxipropilmetilcelulosa y/o polímero a base de polivinilo, y dicho polímero de formación de gel termorreversible puede comprender hidroxipropilcelulosa y/o copolímero de polipropilenglicol y polietilenglicol (Pluronic). En otro procedimiento de fabricación preferido de un alimento probiótico, se mezcla una suspensión acuosa de bacterias probióticas con al menos un sustrato y al menos un oligosacárido, y opcionalmente otros aditivos de calidad alimentaria tales como estabilizantes, cargas, aglutinantes, antioxidantes, etc., obteniendo de ese modo una mezcla húmeda de núcleo; se secan las partículas de dicha mezcla húmeda de núcleo, obteniendo de ese modo una mezcla de núcleo; se recubren las partículas de dicha mezcla de núcleo con una capa de recubrimiento externo que comprende polímero de formación de gel termorreversible, obteniendo de ese modo una mezcla de núcleo recubierto con polímero termosensible; se recubren las partículas de dicha mezcla de núcleo recubierto con polímero termosensible con un polímero exterior soluble en agua que potencia la disolución de dicho polímero de formación de gel termorreversible al enfriarse. Dicho al menos un sustrato puede comprender galactano, galactosa o una mezcla de los mismos, dicho al menos un oligosacárido puede comprender galactano, maltodextrina y trehalosa, dichos otros aditivos de calidad alimentaria comprenden estabilizante, antioxidante, carga y aglutinante, dicho polímero de formación de gel termorreversible puede comprender hidroxipropilcelulosa y/o copolímero de polipropilenglicol y polietilenglicol (Pluronic); y dicho polímero de capa de recubrimiento más externa puede comprender hidroxipropilmetilcelulosa, y/o polímero a base de polivinilo.

Otro procedimiento de fabricación preferido de bacterias probióticas microencapsuladas incluye las siguientes etapas:

1. Mezclar en seco la mezcla de probióticos, con al menos un sustrato y al menos un oligosacárido, y opcionalmente otros aditivos de calidad alimentaria tales como estabilizantes, cargas, aglutinantes, antioxidantes, etc., obteniendo de ese modo una mezcla de núcleo.

2. Granular dicha mezcla de núcleo usando una disolución de aglutinante en agua purificada, obteniendo de ese modo un gránulo de núcleo.

3. Recubrir las partículas de dicho gránulo de núcleo con un polímero de capa de recubrimiento interno que evita o reduce la penetración de agua o humedad en dicho núcleo, obteniendo de ese modo partículas recubiertas selladas frente al agua.

4. Recubrir dichas partículas recubiertas selladas frente al agua con un polímero de formación de gel termosensible.

5. Opcionalmente recubrir las partículas de dicho gránulo de núcleo con un polímero de capa de recubrimiento exterior que potencia la disolución de dicho polímero de formación de gel termorreversible al enfriarse por debajo de su punto de enturbiamiento o su temperatura de disolución crítica inferior (LCST).

La invención proporciona composiciones probióticas que comprenden los gránulos probióticos estabilizados descritos anteriormente, gránulos que muestran una alta resistencia al calor y una larga estabilidad en almacenamiento. La composición según la invención es un polvo alimenticio para lactantes. Además, se dan a conocer otros productos alimenticios saludables, por ejemplo, un producto alimenticio seleccionado del grupo que consiste en productos alimenticios para lactantes, compuestos de polvo alimenticio para lactantes, yogures, productos lácteos, néctares y zumos de frutas. Dicho producto alimenticio se expuso a una temperatura mayor que la ambiental durante o bien el procedimiento de producción o bien el procedimiento de preparación.

En un aspecto, la presente divulgación se refiere a un procedimiento para la preparación de productos alimenticios de base líquida que contienen probióticos, tales como zumos de frutas, néctares, yogures, productos lácteos a base de leche, bebidas/brebajes energéticos y compuesto de polvo alimenticio para lactantes probióticos que van a suspenderse en agua caliente (aproximadamente 70°C). Se prepara una mezcla que comprende el material probiótico y luego se convierte en gránulos, por ejemplo, mediante la tecnología de lecho fluidizado, tal como Glatt o turbo jet, Glatt o un recubridor/granulador Innojet, o un recubridor/granulador Huttlin, o un Granulex. Los gránulos resultantes se encapsulan con una primera capa, preferiblemente una capa de polímero soluble en agua para resistir la penetración de agua o humedad en el gránulo de núcleo que puede producirse en las etapas posteriores de la preparación de la composición probiótica resistente al calor, luego con una segunda capa de un polímero de formación de gel termosensible para resistir el calor a una temperatura predeterminada durante un periodo de tiempo predeterminado. Alternativamente, los gránulos resultantes se encapsulan con una capa externa (primera capa) de un polímero de formación de gel termosensible para resistir el calor a una temperatura predeterminada durante un periodo de tiempo predeterminado, luego con una segunda capa (capa exterior), preferiblemente una capa de polímero soluble en agua, para potenciar la disolución de dicho polímero de formación de gel termosensible al enfriarse por debajo de su punto de enturbiamiento o su temperatura de disolución crítica inferior (LCST). Alternativamente, los gránulos resultantes se encapsulan con una primera capa (capa interna), preferiblemente una capa de polímero soluble en agua para resistir la penetración de agua o humedad en el gránulo de núcleo que puede producirse en las etapas posteriores de la preparación de la composición probiótica resistente al calor, luego con una segunda capa (capa externa) de un polímero de formación de gel termosensible para resistir el calor a una temperatura predeterminada durante un periodo de tiempo predeterminado, luego con una tercera capa (capa exterior), preferiblemente una capa de polímero soluble en agua, para potenciar la disolución de dicho polímero de formación de gel termosensible al enfriarse por debajo de su punto de enturbiamiento o su temperatura de disolución crítica inferior (LCST). A continuación, los probióticos microencapsulados resultantes según las etapas anteriores se introducen en un producto de base líquida que debe someterse a una etapa de calentamiento durante su procedimiento de preparación. Alternativamente, los probióticos microencapsulados resultantes anteriores pueden añadirse a un producto alimenticio que es una mezcla sólida en polvo, tal como un polvo alimenticio para lactantes, que debe añadirse adicionalmente a agua caliente (habitualmente hasta 70°C). Durante la exposición de los probióticos microencapsulados resultantes anteriores al calor, durante el procedimiento de preparación del producto alimenticio de base líquida, la capa externa, que se compone de un polímero de formación de gel termosensible, forma un gel sólido que rodea el gránulo de núcleo de probióticos evitando la transmisión de calor y humedad a los probióticos. Después de disminuir la temperatura, se disuelve la capa externa de formación de gel termosensible, permitiendo que se libere el material probiótico en el producto de base líquida. Pueden añadirse ventajosamente gránulos doble o triplemente encapsulados a un producto alimenticio sólido de mezcla en polvo, tal como un compuesto de polvo alimenticio para lactantes.

En este caso, antes del consumo del sólido en polvo, debe añadirse a agua caliente de hasta 80°C, preferiblemente 70°C, para preparar una suspensión apropiada. De nuevo, durante la exposición de los probióticos microencapsulados según la presente invención al agua caliente, tal como se describió anteriormente, la capa más externa que se compone de un polímero de formación de gel termosensible forma un gel sólido que rodea el núcleo de probióticos, evitando la transmisión de calor a los probióticos. Después de dejar que se enfríe la suspensión, se disuelve la capa externa de formación de gel termosensible para permitir que el material probiótico se libere en la suspensión para lactantes. Por tanto, la invención proporciona un producto alimenticio de base líquida que contiene probióticos que sobreviven a la etapa de calentamiento necesaria durante la preparación del producto para usos humanos, tales como, yogures, productos lácteos, néctares y zumos de frutas. El producto consiste en: a) gránulos encapsulados, elaborados a partir de una mezcla que comprende un material probiótico que se seca y se convierte en gránulos de núcleo que van a encapsularse opcionalmente con una capa interna (primera capa), preferiblemente una capa de polímero soluble en agua, para resistir la penetración de agua y humedad en los gránulos de núcleo, y con una capa externa (segunda capa), que comprende al menos un polímero de formación de gel termosensible, que resiste el calor y la humedad de transición en los gránulos de núcleo para una temperatura y un tiempo de fabricación predeterminados, después de lo cual se disuelve la segunda capa al enfriamiento permitiendo que el material probiótico se libere en el producto alimenticio de base líquida, y opcionalmente con una capa exterior (tercera capa), preferiblemente una capa de polímero soluble en agua, para potenciar la disolución de dicho polímero de formación de gel termosensible al enfriarse por debajo de su punto de enturbiamiento o su temperatura de disolución crítica inferior (LCST); y b) un producto alimenticio para lactantes o un compuesto de polvo alimenticio para lactantes al que se le han añadido previamente los gránulos microencapsulados según la presente invención. Antes del consumo, se añade la mezcla de producto alimenticio para lactantes o compuesto de polvo alimenticio para lactantes y los gránulos microencapsulados según la presente invención a agua caliente (preferiblemente a aproximadamente 70°C).

De ese modo, se proporciona un procedimiento para preparar bacterias probióticas que pueden calentarse durante la fabricación o preparación del alimento con altas tasas de supervivencia. Según una realización, la primera etapa en la elaboración de dicho alimento probiótico es preparar un núcleo o gránulos que comprenden bacterias probióticas secas. Después se encapsulan estos gránulos opcionalmente con una primera capa de polímero soluble en agua. La primera capa ayuda a resistir la penetración de agua y humedad en los gránulos. Luego se crea la segunda capa que comprende al menos un polímero de formación de gel termosensible. A continuación se crea opcionalmente una tercera capa que comprende al menos una capa de polímero soluble en agua para potenciar la disolución de dicho polímero de formación de gel termosensible al enfriarse por debajo de su punto de enturbiamiento o su temperatura de disolución crítica inferior (LCST). Luego se añaden los gránulos encapsulados a un producto alimenticio de base líquida justo antes de la preparación final. La segunda capa se disuelve después del enfriamiento del producto alimenticio de base líquida al final del procedimiento de preparación, permitiendo que el material probiótico se libere de los gránulos encapsulados en el producto de base líquida.

La capa de recubrimiento interno: los probióticos encapsulados comprenden además un recubrimiento interno, que está intercalado entre el núcleo interno y la capa de recubrimiento externo de sol-gel termorreversible. Con fines ilustrativos, los ejemplos de materiales que pueden usarse para la primera capa de recubrimiento pueden seleccionarse del grupo que consiste en polímeros solubles en agua o degradables tales como, por ejemplo, povidona (PVP: polivinilpirrolidona), copovidona (copolímero de vinilpirrolidona y acetato de vinilo), poli(alcohol vinílico), Kollicoat Protect (BASF) que es una mezcla de Kollicoat IR (un copolímero de injerto de poli(alcohol vinílico) (PVA)-polietilenglicol (PEG)) y poli(alcohol vinílico) (PVA), Opadry AMB (Colorcon) que es una mezcla basada en PVA, Aquarius MG que es un polímero a base de celulosa que contiene cera natural, lecitina, goma xantana y talco, HPC (hidroxipropilcelulosa) de bajo peso molecular, HPMC (hidroxipropilmetilcelulosa) de bajo peso molecular tal como hidroxipropilcelulosa (HPMC E3 o E5) (Colorcon), metilcelulosa (MC), carboximetilcelulosa (CMC) de bajo peso molecular, carboximetiletilcelulosa (CMEC) de bajo peso molecular, hidroxietilcelulosa (HEC) de bajo peso molecular, hidroxietilmetilcelulosa (HEMC) de bajo peso molecular, hidroximetilcelulosa (HMC) de bajo peso molecular, hidroximetilhidroxietilcelulosa (HMHEC) de bajo peso molecular, etilcelulosa de baja viscosidad, metiletilcelulosa (MEC) de bajo peso molecular, gelatina, gelatina hidrolizada, poli(óxido de etileno), gomas solubles en agua, polisacáridos soluble en agua, goma arábiga, dextrina, almidón, celulosa modificada, poliacrilatos solubles en agua, ácido poliacrílico, poli(metacrilato de hidroxietilo) (PHEMA), polimetacrilatos, sus copolímeros y/o mezclas de los mismos.

Más preferiblemente, los polímeros de la primera capa de recubrimiento interno son, con fines ilustrativos, HPMC (hidroxipropilmetilcelulosa) de bajo peso molecular tal como hidroxipropilcelulosa (HPMC E3 o E5) (Colorcon), poli(alcohol vinílico), Kollicoat Protect (BASF) que es una mezcla de Kollicoat IR (un copolímero de injerto de poli(alcohol vinílico) (PVA)-polietilenglicol (PEG)) y poli(alcohol vinílico) (PVA) y dióxido de silicio, Opadry AMB (Colorcon) que es una mezcla basada en PVA, y Aquarius MG que es una cera natural que contiene polímero a base de celulosa. Estos polímeros proporcionan propiedades de barrera superiores frente a la penetración de agua/humedad en el núcleo. Opcionalmente, la primera capa de recubrimiento interno puede comprender además un excipiente que puede ser al menos uno de un deslizante, una tensioactivo, una carga, un solubilizante y un agente de tamponamiento.

Según la invención, la capa interna comprende almidón hidroxipropilado.

Capa de recubrimiento externo resistente al calor: la capa de recubrimiento externo proporciona resistencia al calor y también evita la penetración de agua y humedad en el núcleo. Esta capa de recubrimiento comprende un polímero de formación de sol-gel termorreversible (termosensible). Un polímero de formación de sol-gel termorreversible o polímero de formación de sol-gel termosensible pertenece a una categoría de transiciones físicas que no requieren el uso de disolventes orgánicos, reacciones de reticulación química o dispositivos de funcionamiento externo (por ejemplo, fotopolimerización) con el fin de formar un gel tras el contacto con una disolución acuosa en una situación predeterminada y, por tanto, son menos probables de inducir toxicidades a los medios circundantes. Los polímeros sensibles a la temperatura muestran cambios bruscos en su solubilidad en función de la temperatura del entorno. Esta propiedad se empleó para desarrollar disoluciones acuosas de estos polímeros que experimentan una transición sol-gel en respuesta a cambios de temperatura. A la temperatura de disolución crítica inferior (LCST), las fuerzas de interacción (enlaces de hidrógeno) entre las moléculas de agua y el polímero se vuelven desfavorables en comparación con la interacción polímero-polímero y agua-agua, y se produce la separación de fases a medida que se deshidrata el polímero.

Por consiguiente, las disoluciones acuosas de polímeros presentan una baja viscosidad a temperatura ambiental pero muestran un fuerte aumento de la viscosidad tras un aumento de la temperatura, formando un gel semisólido. Un principal inconveniente de las formulaciones basadas en tales polímeros es su capacidad de formar un gel estable que no se disuelve a una mayor temperatura y que se hincha en medios acuosos evitando la penetración de agua dentro del núcleo. El gel estable hinchado evita además el efecto de la alta temperatura sobre el núcleo interno. Varios polímeros muestran cambios bruscos en su solubilidad acuosa al aumentar la temperatura; la transición sol-gel resultante que se produce a la temperatura de solubilidad crítica inferior (LCST) se caracteriza por una mínima producción de calor y la ausencia de subproductos. Según algunas realizaciones, la ausencia de subproductos es especialmente importante en el caso de recién nacidos, lactantes y niños pequeños en general, que son más susceptibles de verse afectados por la presencia de subproductos no deseados o perjudiciales. El “punto de enturbiamiento” representa la temperatura a la que un compuesto soluble en agua comienza a manifestarse en la disolución con la dispersión de luz o formación de “enturbiamiento” resultante. Las interacciones polímero-polímero y polímero-disolvente (disolvente que, en aplicaciones alimentarias, será habitualmente agua) muestran un reajuste brusco en pequeños intervalos de temperatura, y esto se traduce en una transición de cadena entre los estados extendido y compactado de la bobina. Los polímeros sensibles a la temperatura presentan un buen equilibrio hidrófobo-hidrófilo en su estructura, y pequeños cambios de temperatura alrededor de la temperatura de solubilidad crítica (LCST) hacen que las cadenas colapsen o se expandan, mientras responden a nuevos ajustes de las interacciones hidrófobas e hidrófilas entre las cadenas poliméricas y los medios acuosos.

Teniendo en cuenta la energía libre de asociación (^AG) entre las cadenas poliméricas:

^AG = ^AH - T^AS

en la que ^AH es el término de entalpía, ^AS es el término de entropía y T la temperatura, puede concluirse que un aumento de la temperatura crítica da como resultado un mayor resultado de T^AS que el término positivo de la entalpía (^AH) y, por tanto, un ^AG negativo que favorece la asociación de polímeros: las interacciones cadena-cadena (efectos hidrófobos, enlaces de hidrógeno) dominan con respecto a los enlaces de cadena-hidrógeno del agua. Por otro lado, al disminuir la temperatura por debajo de la temperatura crítica, los enlaces de hidrógeno del agua dominan con respecto a las interacciones cadena-cadena, por tanto, puede producirse la disolución del polímero. La respuesta macroscópica del polímero dependerá del estado físico de las cadenas. Si las cadenas macromoleculares son lineales y están solubilizadas, la disolución cambiará de monofásica a bifásica debido a la precipitación del polímero cuando se produzca la transición. La disolución del polímero es un líquido que fluye libremente a temperatura ambiental y gelifica a alta temperatura. En algunos casos, si es necesaria la disminución de la cantidad de polímero de termogelificación, puede combinarse con un polímero de gelificación reversible sensible al pH.

Los copolímeros de bloque que contienen un bloque con una LCST en un intervalo de temperatura en el que el otro bloque es soluble se autoensamblan en respuesta a un aumento de temperatura. La morfología de la estructura autoensamblada depende de la arquitectura del copolímero y del PM; pueden obtenerse micelas o redes de PM infinito (geles) mediante un diseño apropiado. Un enfoque alternativo notificado recientemente estaba basado en redes interpenetrantes de poli(N-isopropilacrilamida) (PNIPAM) y poli(ácido acrílico) (PAAc), formuladas en nanopartículas. El colapso de PNIPAM por encima de su LCST desencadenó la unión de las NP para dar una red, mientras que la repulsión entre las cadenas cargadas de PAAc evitó la aglomeración.

Con fines ilustrativos, los polímeros termosensibles que muestran transiciones de fase térmicamente impulsadas pueden seleccionarse del grupo que consiste en derivados de poliacrilamida N-sustituida tales como poli(N-isopropilacrilamida) (PNIPAM), poli-N-acriloilpiperidina, poli-N-propilmetacrilamida, poli-N-isopropilacrilamida, poli-N-dietilacrilamida, poli-N-isopropilmetacrilamida, poli-N-ciclopropilacrilamida, poli-N-acriloilpirrolidina, poli-N,N-etilmetilacrilamida, poli-N-ciclopropilmetacrilamida, poli-N-etilacrilamida, derivados de polimetacrilamida N-sustituida, copolímeros que comprenden un derivado de acrilamida N-sustituida y un derivado de metacrilamida N-sustituida, copolímero de N-isopropilacrilamida y ácido acrílico, poli(óxido de propileno), poli(vinil metil éter), producto parcialmente acetilado de poli(alcohol vinílico), copolímeros que comprenden óxido de propileno y otro óxido de alquileno tal como copolímero de bloque anfífilo no iónico de poli(etilenglicol)-bl-poli(propilenglicol)-bl-poli(etilenglicol) (PEG-PPG-PEG) (también denominado Tetronics®, poloxámero, Pluronic®), poloxámero-co-PAAc, oligo(poloxámeros), metilcelulosa (MC), hidroxilpropilcelulosa (HPC), metilhidroxietilcelulosa (MHEC), hidroxilpropilmetilcelulosa (HPMC), hidroxipropiletilcelulosa (HPEC), hidroximetilpropilcelulosa (HMPC), etilhidroxietilcelulosa (EHEC) (etulosa), hidroxietilmetilcelulosa (HEMC), hidroximetiletilcelulosa (HMEC), propilhidroxietilcelulosa (PHEC), hidroxietilcelulosa modificada de manera hidrófoba (NEXTON), amilosa, amilopectina, poli(organofosfacenos), polímeros naturales como xiloglucano, o una mezcla de los mismos.

Los derivados de poliacrilamida N-sustituida mencionados anteriormente pueden ser o bien un homopolímero o bien un copolímero que comprende un monómero que constituye el polímero anterior y “otro monómero”. El “otro monómero” que va a usarse para un fin de este tipo puede ser un monómero hidrófilo o un monómero hidrófobo. En general, cuando se lleva a cabo la copolimerización con un monómero hidrófilo, puede aumentarse la temperatura del punto de enturbiamiento resultante. Por el contrario, cuando se lleva a cabo la copolimerización con un monómero hidrófobo, puede disminuirse la temperatura del punto de enturbiamiento resultante. Por consiguiente, puede obtenerse un polímero que tiene un punto de enturbiamiento deseado (por ejemplo, un punto de enturbiamiento mayor de 30°C), seleccionados los monómeros que van a usarse para la copolimerización.

Con fines ilustrativos, los ejemplos específicos de los monómeros hidrófilos anteriores incluyen: N-vinilpirrolidona, vinilpiridina, acrilamida, metacrilamida, N-metilacrilamida, metacrilato de hidroxietilo, acrilato de hidroxietilo, metacrilato de hidroximetilo, acrilato de hidroximetilo, ácido metacrílico y ácido acrílico que tiene un grupo ácido, y sales de estos ácidos, ácido vinilsulfónico, ácido estirenosulfónico, etc., y derivados que tienen un grupo básico tales como metacrilato de N,N-dimetilaminoetilo, metacrilato de N,N-dietilaminoetilo, N,N-dimetilaminopropilacrilamida, sales de estos derivados, etc. Sin embargo, el monómero hidrófilo que puede usarse en la presente invención no se limita a estos ejemplos específicos.

Por el contrario, los ejemplos específicos del monómero hidrófobo anterior pueden incluir, con fines ilustrativos, derivados de acrilato y derivados de metacrilato tales como acrilato de etilo, metacrilato de metilo y metacrilato de glicidilo; derivados de alquilmetacrilamida N-sustituida tales como N-n-butilmetacrilamida; cloruro de vinilo, acrilonitrilo, estireno, acetato de vinilo, etc. Sin embargo, el monómero hidrófobo que puede usarse en la presente invención no se limita a estos ejemplos específicos.

Con fines ilustrativos, entre los polímeros que muestran un carácter termosensible están copolímeros tribloque de poli(óxido de etileno)-poli(óxido de propileno)-poli(óxido de etileno) (PEO-PPO-PEO) (Pluronics® o Poloxamers®) que es una familia de copolímero tribloque de tipo ABA que consiste en más de 30 copolímeros anfífilos no iónicos (figura 2). El estado físico (líquido, pasta, sólido) de estos copolímeros se rige por su PM y la razón de bloques. Los poloxámeros son polímeros biocompatibles que se toleran bien (no tóxicos). Estos copolímeros de bloque muestran una gelificación a la temperatura corporal a concentraciones mayores del 15% (p/p). La propiedad descrita anteriormente de los bloques que tienen un punto de enturbiamiento está provocada por los enlaces hidrófobos de los bloques cuya fuerza aumenta al aumentar la temperatura y disminuye al disminuir la temperatura. En la presente invención, se forman enlaces hidrófobos entre los bloques en el punto de enturbiamiento que reemplazan los enlaces entre los bloques y las moléculas de agua, provocando de ese modo que los bloques se vuelvan insolubles. La presencia de bloques hidrófilos confiere al polímero la capacidad de formar un gel que contiene agua en lugar de precipitarse a una temperatura mayor que la temperatura del punto de enturbiamiento debido a un aumento en exceso de la resistencia de unión hidrófoba de los bloques en el punto de enturbiamiento. La coexistencia de los bloques en el punto de enturbiamiento y los bloques hidrófilos en el polímero provoca que se convierta de un estado de sol soluble en agua por debajo de la temperatura en un estado de gel insoluble en agua a una temperatura en o por encima de la temperatura del punto de enturbiamiento, temperatura que corresponde esencialmente con la temperatura de transición sol-gel del polímero (figura 3).

Por el contrario, en el caso de una celulosa eterificada representada por metilcelulosa, hidroxipropilcelulosa, etc., la temperatura de transición sol-gel de la misma es tan alta como de aproximadamente 45°C o mayor. La hidroxipropilcelulosa (HPC) es un ejemplo ilustrativo de un polímero termosensible. La HPC es un éter de celulosa en el que algunos de los grupos hidroxilo en las unidades de repetición de glucosa se han sometido a hidroxipropilación formando grupos -OCH²CH(OH)CH³usando óxido de propileno. El número promedio de grupos hidroxilo sustituidos por unidad de glucosa se denomina grado de sustitución (DS, Degree of Substitution). La sustitución completa proporcionaría un DS de 3. Dado que el grupo hidroxipropilo añadido contiene un grupo hidroxilo, este también puede someterse a eterificación durante la preparación de HPC. Cuando ocurre esto, el número de moles de grupos hidroxipropilo por anillo de glucosa, moles de sustitución (MS, Moles of Susbtitution), puede ser mayor de 3. Por tanto, dado que la hidroxipropilcelulosa (HPC) tiene una combinación de grupos hidrófobos e hidrófilos, también tiene una temperatura de disolución crítica inferior (LCST) a 45°C. A temperaturas por debajo de la LCST, la HPC es muy soluble en agua; por encima de la LCST, la HPC no es soluble (figura 4).

Según la invención, la capa externa comprende fosfato de dialmidón fosfatado, fosfato de dialmidón acetilado o una combinación de los mismos.

La capa de recubrimiento exterior: según características adicionales en cualquiera de las realizaciones de la invención, los probióticos encapsulados comprenden además, opcional y preferiblemente, una capa de recubrimiento más externo (exterior) que es preferiblemente una capa de polímero soluble en agua para potenciar la disolución de dicho polímero de formación de gel termosensible al enfriarse por debajo de su punto de enturbiamiento o su temperatura de disolución crítica inferior (LCST). El ejemplo de materiales que pueden usarse para la capa de recubrimiento más externo se selecciona del grupo que consiste en polímeros solubles en agua o degradables tales como, por ejemplo, povidona (PVP: polivinilpirrolidona), copovidona (copolímero de vinilpirrolidona y acetato de vinilo), poli(alcohol vinílico), Kollicoat Protect (BASF) que es una mezcla de Kollicoat IR (un copolímero de injerto de poli(alcohol vinílico) (PVA)-polietilenglicol (PEG)) y poli(alcohol vinílico) (PVA), Opadry AMB (Colorcon) que es una mezcla basada en PVA, Aquarius MG que es un polímero a base de celulosa que contiene cera natural, lecitina, goma xantana y talco, HPC (hidroxipropilcelulosa) de bajo peso molecular, HPMC (hidroxipropilmetilcelulosa) de bajo peso molecular tal como hidroxipropilcelulosa (HPMC E3 o E5) (Colorcon), metilcelulosa (MC), carboximetilcelulosa (CMC) de bajo peso molecular, carboximetiletilcelulosa (CMEC) de bajo peso molecular, hidroxietilcelulosa (HEC) de bajo peso molecular, hidroxietilmetilcelulosa (HEMC) de bajo peso molecular, hidroximetilcelulosa (HMC) de bajo peso molecular, hidroximetilhidroxietilcelulosa (HMHEC) de bajo peso molecular, etilcelulosa de baja viscosidad, metiletilcelulosa (MEC) de bajo peso molecular, gelatina, gelatina hidrolizada, poli(óxido de etileno), gomas solubles en agua, polisacáridos solubles en agua, goma arábiga, dextrina, almidón, celulosa modificada, poliacrilatos solubles en agua, ácido poliacrílico, poli(metacrilato de hidroxietilo) (PHEMA) y polimetacrilatos y sus copolímeros, y/o mezclas de los mismos.

Sustrato: según una realización preferida de la invención, las bacterias probióticas en dicho núcleo de gránulos se mezclan con un sustrato. Dicho sustrato comprende preferiblemente al menos un material que también puede ser un agente complementario para las bacterias probióticas. El sustrato puede comprender monosacáridos tales como triosas incluyendo cetotriosa (dihidroxiacetona) y aldotriosa (gliceraldehído), tetrosas tales como cetotetrosa (eritrulosa), aldotetrosas (eritrosa, treosa) y cetopentosa (ribulosa, xilulosa), pentosas tales como aldopentosa (ribosa, arabinosa, xilosa, lixosa), desoxi-azúcar (desoxirribosa) y cetohexosa (psicosa, fructosa, sorbosa, tagatosa), hexosas tales como aldohexosa (alosa, altrosa, glucosa, manosa, gulosa, idosa, galactosa, talosa), desoxi-azúcar (fucosa, fuculosa, ramnosa) y heptosa tal como (sedoheptulosa), y octosa y nonosa (ácido neuramínico). El sustrato puede comprender múltiples sacáridos, tales como 1) disacáridos, tales como sacarosa, lactosa, maltosa, trehalosa, turanosa y celobiosa, 2) trisacáridos tales como rafinosa, melecitosa y maltotriosa, 3) tetrasacáridos tales como acarbosa y estaquiosa, 4) otros oligosacáridos tales como fructooligosacáridos (FOS), galactooligosacáridos (GOS) y mananooligosacáridos (MOS), 5) polisacáridos tales como polisacáridos a base de glucosa/glucano incluyendo almidón de glucógeno (amilosa, amilopectina), celulosa, dextrina, dextrano, beta-glucano (cimosano, lentinano, sizofirano) y maltodextrina, polisacáridos a base de fructosa/fructano incluyendo inulina, levano beta 2-6, polisacáridos a base de manosa (manano), polisacáridos a base de galactosa (galactano) y polisacáridos a base de N-acetilglucosamina incluyendo quitina. Pueden comprenderse otros polisacáridos, incluyendo gomas tales como goma arábiga (goma acacia).

Según realizaciones preferidas de la presente invención, el núcleo comprende además un antioxidante. Preferiblemente, el antioxidante se selecciona del grupo que consiste en clorhidrato de cisteína, base de cisteína, 4,4-(2,3-dimetiltetrametilendipirocatecol), extracto rico en tocoferol (vitamina E natural), ^a-tocoferol (vitamina E sintética), ^p-tocoferol, ^y-tocoferol, ⁸-tocoferol, butilhidroxinona, butilhidroxianisol (BHA), butilhidroxitolueno (BHT), galato de propilo, galato de octilo, galato de dodecilo, butilhidroquinona terciaria (TBHQ), ácido fumárico, ácido málico, ácido ascórbico (vitamina C), ascorbato de sodio, ascorbato de calcio, ascorbato de potasio, palmitato de ascorbilo y estearato de ascorbilo. Puede haber comprendidos en el núcleo ácido cítrico, lactato de sodio, lactato de potasio, lactato de calcio, lactato de magnesio, anoxómero, ácido eritórbico, eritorbato de sodio, ácido eritórbico, eritorbina de sodio, etoxiquina, glicina, goma de guayaco, citratos de sodio (citrato de monosodio, citrato de disodio, citrato de trisodio), citratos de potasio (citrato de monopotasio, citrato de tripotasio), lecitina, polifosfato, ácido tartárico, tartratos de sodio (tartrato de monosodio, tartrato de disodio), tartratos de potasio (tartrato de monopotasio, tartrato de dipotasio), tartrato de sodio y potasio, ácido fosfórico, fosfatos de sodio (fosfato de monosodio, fosfato de disodio, fosfato de trisodio), fosfatos de potasio (fosfato de monopotasio, fosfato de dipotasio, fosfato de tripotasio), etilendiaminatetraacetato de calcio y disodio (EDTA de calcio y disodio), ácido láctico, trihidroxibutirofenona y ácido tiodipropiónico, y mezclas de los mismos. Según una realización preferida, el antioxidante es base de cisteína. Según algunas realizaciones de la presente invención, el núcleo comprende además tanto una carga como un aglutinante. Los ejemplos de cargas incluyen, por ejemplo, celulosa microcristalina, un azúcar tal como lactosa, glucosa, galactosa, fructosa o sacarosa; fosfato de dicalcio; alcoholes de azúcar tales como sorbitol, manitol, mantitol, lactitol, xilitol, isomaltol, eritritol, e hidrolizados de almidón hidrogenado; almidón de maíz; almidón de patata; carboximetilcelulosa de sodio, etilcelulosa y acetato de celulosa, o una mezcla de los mismos. Más preferiblemente, la carga es lactosa. Los ejemplos de aglutinantes incluyen povidona (PVP: polivinilpirrolidona), copovidona (copolímero de vinilpirrolidona y acetato de vinilo), poli(alcohol vinílico), HPC (hidroxipropilcelulosa) de bajo peso molecular, HPMC (hidroxipropilmetilcelulosa) de bajo peso molecular, carboximetilcelulosa de bajo peso molecular, hidroxietilcelulosa de bajo peso molecular, hidroximetilcelulosa de bajo peso molecular, gelatina, gelatina hidrolizada, poli(óxido de etileno), goma arábiga, dextrina, almidón, poliacrilatos y polimetacrilatos solubles en agua, etilcelulosa de bajo peso molecular o una mezcla de los mismos.

Los ejemplos de bacterias probióticas incluyen, pero no se limitan a, Bacillus coagulans GBI-30, 6086, Bacillus subtilis var natt, Bifidobacterium LAFTI® B94, Bifidobacterium sp LAFTI B94, Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium bifidum rosell-71, Bifidobacterium breve, Bifidobacterium breve Rosell-70, Bifidobacterium infantis, Bifidobacterium lactis, Bifidobacterium longum, Bifidobacterium longum Rosell-175, Bifidobacterium animalis, Bifidobacterium animalis subsp. lactis BB-12, Bifidobacterium animalis subsp. lactis HN019, Bifidobacterium infantis 35624, Escherichia coli M-17, Escherichia coli Nissle 1917, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus acidophilus LAFTI® L10, Lactobacillus acidophilus LAFTI L10, Lactobacillus casei LAFTI® L26, Lactobacillus casei LAFTI L26, Lactobacillus brevis, Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus casei, Lactobacillus gasseri, Lactobacillus paracasei, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus reuteri ATTC 55730 (Lactobacillus reuteri SD2112), Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus salivarius, Lactobacillus delbrueckii, Lactobacillus fermentum, Lactococcus lactis, Lactococcus lactis subsp, Lactococcus lactis Rosell-1058, Lactobacillus paracasei St11 (o NCC2461) Lactobacillus fortis Nestlé, Lactobacillus johnsonii La1 (= Lactobacillus LC1, Lactobacillus johnsonii NCC533) Nestlé, Lactobacillus rhamnosus Rosell-11, Lactobacillus acidophilus Rosell-52, Streptococcus thermophilus, Diacetylactis u otros microorganismos como Saccharomyces cerevisiae, y una mezcla de los mismos.

Los procedimientos descritos en el presente documento permiten la fabricación de diversos productos alimenticios saludables sin separar las etapas de mezclado y calentamiento. Por ejemplo y sin limitación, la preparación de productos de base líquida que contienen los gránulos probióticos mezclados directamente con el líquido, incluso antes, durante o brevemente después de una etapa de calentamiento. Las bacterias probióticas encapsuladas según la presente invención pueden incorporarse en alimentos para lactantes tales como un compuesto de polvo alimenticio para lactantes y/o productos de base líquida que se someten a etapas de calentamiento durante su fabricación o preparación posterior a la fabricación. Sin limitación, las bacterias probióticas encapsuladas según la presente invención pueden incorporarse en productos cuya transparencia y aspecto finales son un factor de comercialización importante, así como en bebidas calientes, en néctares y en zumos de frutas, y en otros productos de brebaje que pueden exponerse a una temperatura mayor que la ambiental (temperatura ambiente) durante su manipulación y/o producción.

En los siguientes ejemplos se describirán y se ilustrarán adicionalmente diversas realizaciones de la invención. Ejemplos

Ejemplo 1

Materiales

Método

Se disolvió almidón hidroxipropilado (HPS) en agua a 90°C durante 20 minutos, después de lo cual se disolvió el polímero. A continuación se preparó una disolución de HPS (5% p/p) en agua.

Se granularon Bifidobacterium lactis (BL 818) (44,8 g), maltodextrina (402,3 g) y trehalosa (51,1 g) con la disolución de HPS usando una máquina recubridora Innojet Ventilus. A continuación se recubrieron los gránulos resultantes (518,9 g) usando la disolución de HPS anterior con una subcapa de recubrimiento que comprendía (capa interna) HPS para obtener un aumento de peso del 10% (p/p) en el peso de gránulos recubiertos en comparación con el peso del núcleo. A continuación se recubrieron los gránulos recubiertos resultantes con un recubrimiento externo que comprendía fosfato de dialmidón fosfatado usando una disolución al 5% (p/p) en una mezcla de agua/etanol para obtener un aumento de peso del 30% (p/p) en el peso de gránulos recubiertos en comparación con el peso del núcleo más la capa interna.

Ejemplo 2

Materiales

Método

Se disolvió almidón hidroxipropilado (HPS) pregelatinizado en agua a temperatura ambiente.

Se granularon Bifidobacterium lactis (BL 818) (44,8 g), maltodextrina (402,3 g) y trehalosa (51,1 g) con la disolución de HPS usando una máquina recubridora Innojet Ventilus. A continuación se recubrieron los gránulos resultantes (518,9 g) usando la disolución de HPS anterior con una subcapa de recubrimiento que comprendía (capa interna) HPS para obtener un aumento de peso del 10% (p/p) en el peso de gránulos recubiertos en comparación con el peso del núcleo. A continuación se recubrieron los gránulos recubiertos resultantes con un recubrimiento externo que comprendía fosfato de dialmidón acetilado usando una disolución al 5% (p/p) en agua para obtener un aumento de peso del 30% (W/W) en el peso de gránulos recubiertos en comparación con el peso del núcleo más la capa interna.

Ejemplo 3

Método de prueba de resistencia al calor en disolución de NaCl (0,9%) en agua purificada

Objetivo

Evaluación de la tasa de supervivencia de bacterias microencapsuladas según la presente invención. La prueba se realizó dispersando la muestra de partículas de bacterias microencapsuladas en disolución calentada previamente de NaCl (0,9%) en agua purificada a 70°C durante 5 minutos.

Principio del método

1. Se dispersa la muestra de partículas probióticas microencapsuladas en agua (disolución de NaCl al 0,9%) que se calienta previamente hasta 70°C.

2. Después de 5 minutos, se enfría el agua (disolución de NaCl al 0,9%) hasta por debajo de 40°C.

3. Se disuelven por completo las partículas probióticas microencapsuladas.

4. Se realiza una prueba de recuento para determinar las unidades formadoras de colonias por gramo del contenido de bacterias en la muestra (UFC/g).

5. Los resultados se compararán con aquellos de muestras de referencia (las bacterias sin microencapsulación). 6. Se prepararán muestras de control mediante disolución tanto de bacterias microencapsuladas como de bacterias sin microencapsulación directamente en agua (disolución de NaCl al 0/9%) a temperatura ambiente (sin calentamiento previo).

Procedimiento para el método de prueba de resistencia al calor

1. Pesar con precisión 10 gramos de la muestra probiótica (o bien las partículas de bacterias microencapsuladas según la presente invención o bien las bacterias sin microencapsulación).

2. Colocar 100 ml de agua destilada (disolución de NaCl al 0,9%) en un vaso de precipitados de vidrio y calentar hasta 70°C usando un baño equipado con un termostato.

2. Medir y anotar la temperatura.

3. Introducir la muestra pesada en el agua (disolución de NaCl al 0,9%) y comenzar inmediatamente el tiempo de medición.

4. Después de 5 minutos, extraer con precisión el vaso de precipitados de vidrio del baño y enfriar hasta 40°C.

5. Disolver por completo la muestra de las partículas de bacterias microencapsuladas usando un agitador durante aproximadamente 0,25-4 horas dependiendo del aumento de peso de la capa de recubrimiento de formación de gel termosensible.

6. Realizar una prueba de recuento y calcular las UFC/g.

Procedimiento para la muestra de control

2. Dispersar la muestra pesada en 100 ml de agua (disolución de NaCl al 0,9%) a temperatura ambiente.

3. Disolver por completo la muestra de las partículas de bacterias microencapsuladas usando un agitador durante aproximadamente 0,25-4 horas dependiendo del aumento de peso de la capa de recubrimiento de formación de gel termosensible.

4. Realizar una prueba de recuento y calcular las UFC/g.

Ejemplo 4

Método de prueba de resistencia al calor en una suspensión de formulación de leche para lactantes

Objetivo

Evaluación de la tasa de supervivencia de bacterias microencapsuladas según la presente invención. La prueba se realizó dispersando la muestra de partículas de bacterias microencapsuladas en una suspensión de formulación de leche para lactantes a 70°C durante 5 minutos.

Principio del método

1. Se dispersa la muestra de partículas probióticas microencapsuladas en partículas en una suspensión de formulación de leche para lactantes a 70°C durante 5 minutos.

2. Después de 5 minutos, se enfría la suspensión de formulación de leche para lactantes hasta por debajo de 40°C.

3. Se agita la suspensión de formulación de leche para lactantes para disolver las partículas probióticas microencapsuladas.

Procedimiento para la muestra de control

1. Calentar 210 ml de agua hasta 70°C y colocar en el matraz.

2. Dispersar la mezcla de polvo de muestra y polvo de leche para lactantes en el matraz.

3. Cerrar el matraz, ponerlo en vertical, agitar 30x hacia arriba y hacia abajo.

4. Enfriar la leche, dejar el matraz a temperatura ambiente hasta que la temperatura de la leche sea de 37°C (enfriamiento lento); estimación de tiempo: 30 min.

5. Realizar una prueba de recuento y calcular las UFC/g.

Preparación de la mezcla de polvo de muestra y polvo de leche para lactantes

Mezcla de polvo I. 3,2 g de muestra y 28,8 g de polvo de leche para lactantes,

mezcla de polvo II. 9,6 g de muestra y 22,4 g de polvo de leche para lactantes,

mezcla de polvo III. 16 g de muestra y 16 g de polvo de leche para lactantes.

Ejemplo 5

Métodos - procedimiento de microencapsulación y formulación

En primer lugar, se granularon polvo probiótico secado y maltodextrina con una disolución de o bien almidón hidroxipropilmetilado (HPS) (pruebas 2, 3 y 5-8) o bien hidroxipropilmetilcelulosa (HPC) (prueba 4) en agua purificada usando una máquina recubridora Innojet Ventilus. A continuación se recubrieron los gránulos resultantes mediante la disolución de o bien HPC (prueba 4) o bien HPS, o una combinación de HPS y fosfato de dialmidón acetilado (ADSP) en agua purificada tal como se describe en la siguiente tabla. A continuación se sometieron las microcápsulas resultantes a la prueba de resistencia al calor (prueba de supervivencia) en una dispersión de fórmula en polvo para lactantes (PIF, Powdered Infant Formulation) en agua purificada. Las pruebas 1, 3 y 4 son pruebas comparativas.

Método de prueba de supervivencia en la dispersión de fórmula en polvo para lactantes (PIF)

Se adaptó el método de prueba para la tasa de supervivencia de B. breve en PIF a partir de las nuevas pautas emitidas por la OMS en colaboración con la FAO de las Naciones Unidas (Organización Mundial de la Salud. Preparación, almacenamiento y manipulación segura de fórmula en polvo para lactantes. Pautas del 2007). En general, la prueba se llevó a cabo dispersando una mezcla preparada antes de las muestras de partículas de bacterias microencapsuladas con la PIF en un determinado volumen de agua purificada calentada previamente a una temperatura diferente en un biberón de plástico. A continuación se tapó el biberón y se agitó de manera constante y continua hacia arriba y hacia abajo durante diferentes periodos de tiempo. A continuación se enfrió la dispersión de PIF hasta 37°C dejándola en reposo a temperatura ambiente. A continuación se realizó una prueba de recuento en todo el volumen de la dispersión para determinar las UFC de las bacterias en la dispersión de PIF. Resultados de las pruebas 1-6

Los resultados de la prueba de recuento de diferentes formulaciones de microencapsulación en comparación con B. breve tal cual (no microencapsuladas) se presentan en la siguiente tabla.

Resultados de las pruebas 7 y 8

Los resultados de las UFC/g de bacterias tanto a 40°C como a 70°C (en Aptamil durante 5 minutos) para ambos lotes que tenían diferentes grosores de capa de recubrimiento se resumen en las siguientes tablas.

Prueba 7 (n.° de lote 13-0359-0134+_B)

Prueba 8 (n.° de lote 13-0387-0134+_B)

Claims

REIVINDICACIONES

Polvo alimenticio para lactantes que comprende gránulos de núcleo que contienen bacterias probióticas, al menos un sustrato y opcionalmente otros ingredientes de calidad alimentaria; en el que los núcleos están recubiertos con dos capas, una capa interna que comprende almidón hidroxipropilado; y una capa externa que comprende fosfato de dialmidón fosfatado, fosfato de dialmidón acetilado o una combinación de los mismos.

Uso de gránulos de núcleo que contienen bacterias probióticas, al menos un sustrato y opcionalmente otros ingredientes de calidad alimentaria, en el que los núcleos están recubiertos con dos capas, una capa interna que comprende almidón hidroxipropilado; y una capa externa que comprende fosfato de dialmidón fosfatado, fosfato de dialmidón acetilado o una combinación de los mismos, en un procedimiento para la preparación de un producto alimenticio de base líquida que debe someterse a una etapa de calentamiento durante su procedimiento de preparación.

Procedimiento para la preparación de bacterias probióticas resistentes al calor y a la humedad en forma de gránulos probióticos estabilizados para un polvo alimenticio para lactantes según la reivindicación 1, que comprende las etapas de:

i) preparar gránulos de núcleo que contienen bacterias probióticas, al menos un sustrato y opcionalmente otros ingredientes de calidad alimentaria;

ii) recubrir dichos gránulos de núcleo con al menos una capa interna, obteniendo de ese modo gránulos de núcleo sellados;

iii) recubrir dichos gránulos de núcleo sellados con al menos una capa externa que comprende un polímero de formación de gel termosensible;

en el que dicha capa interna comprende almidón hidroxipropilado y dicha capa externa comprende fosfato de dialmidón fosfatado, fosfato de dialmidón acetilado o una combinación de los mismos.

Procedimiento según la reivindicación 3, que comprende además recubrir dichos gránulos de núcleo que comprenden gel termosensible con una capa de recubrimiento exterior que comprende al menos un polímero soluble en agua.