生产营养添加剂的方法，一种添加剂及其应用 本发明涉及权利要求1的前序部分中定义的生产营养添加剂的方法。本发明还涉及一种添加剂，它的应用和含该添加剂的制品。
肠道微生物平衡是动物的健康、平安和生产力的先决条件。该平衡的失调表现为腹泻和其它肠道健康问题，它们可能甚至导致动物的死亡。
通过在用来喂养动物的饲料中添加抑制微生物生长的各种抗生素和化学治疗剂可保护单胃动物以防有害微生物的影响。此外，可在饲料中添加微生态产品(例如，各种微生物、酸和酵母)以保持肠道平衡和避免抗生素的应用。还有添加了寡糖的饲料混合物，添加寡糖而抑制有害微生物的生长或有助于有用微生物地生长。此外，专利申请FI965192公开了一种含寡糖和/或多糖的酵母水解产物及其在预防肠病中的应用。
抗生素的应用涉及这一问题，即，微生物株产生对抗生素的免疫力从而危害人类健康。一个关于微生态产品的问题是它们的变化和通常低的效率；此外，它们的使用费用相当高。一个关于含纯寡糖的饲料和以前人们知道的含寡糖和/或多糖的饲料的问题也是寡糖和/或多糖对肠病的预防的影响是变化的和通常太弱的。另外，纯寡糖的价格高。
本发明的目的是消除上述缺点。
本发明一个特定的目的是公开一种生产营养添加剂的方法，所述添加剂可用来对肠道微生物产生更有效的影响从而促进动物的健康和/或生长。
本发明的进一步目的是公开一种均一质量的有效营养添加剂，它可用来以节省成本的方式减少动物的肠病。
本发明又一个目的是公开按本发明生产的新添加剂的应用和包含所述添加剂的制品。
至于本发明的特征，可参见权利要求书。
在生产营养添加剂的本发明方法中，将啤酒厂酵母过滤并按这种方式加工：改变它的细胞状结构和增大细胞状结构表面的寡糖和/或多糖、β-葡聚糖(betaglucane)和/或蛋白质的有效浓度，即，破坏细胞状结构，从而释放寡糖和/或多糖、β-葡聚糖和/或蛋白质供预防肠病之用。
按照权利要求书，本发明还公开了通过上述方法生产的产品，它们的应用和包含添加剂的制品。
本发明基于这样的研究工作：其中调研了营养添加剂，而且其中，通过下述方法获得了意外的观察结果，首先将啤酒厂酵母过滤，再进-步将它水解处理而破坏啤酒厂酵母的细胞状结构，获得了一种产品，当与饲料一起给予动物时，该产品比仅仅通过水解法处理啤酒厂酵母获得的产品有效得多地减少了动物的肠病。
这样获得的产品在预防肠病中的影响机制基于这一事实，它与饲料有关的应用抑制了微生物对肠的粘附，它意味着，由于啤酒厂酵母的过滤和细胞状结构功能的破坏而以与肠内有害微生物[例如，大肠埃希氏菌(E.coli)]的受体类似的方式释放寡糖和/或多糖和/或蛋白质，减弱了微生物对肠壁粘附的能力。
此外，由于前述啤酒厂酵母细胞状结构的破裂而释放的寡糖和/或多糖、β-葡聚糖、蛋白质、核苷酸、肽和/或其它物质适用于肠道微生物种群的调节。
经过过滤和水解过程获得的破裂的产品影响动物的免疫应答，即，啤酒厂酵母的某些组分(例如，含磷酵母的糖结构)能改善动物的免疫应答，于是抑制肠病。所述生产方法另外还影响免疫应答的类别和强度。
啤酒厂酵母是作为啤酒工业的副产品生产的。通常，在啤酒生产后，将啤酒厂酵母混合物通入贮存容器，啤酒厂酵母就沉积在该容器底部。此后，将表面残余的啤酒分离。这样获得的啤酒厂酵母的干物质含量通常在7～13w-％范围内变化。
在本发明的方法中，通过机械法和/或气动法将沉积在容器底部的啤酒厂酵母过滤。可通过任何已知的过滤方法将啤酒厂酵母过滤。为了防止过滤器(例如，滤板)阻塞，可应用一个振动器(例如，高频微型振动器)和/或防止阻塞的某种其它相应的技术。过滤器密度是基于酵母的颗粒尺寸选定的。
本发明过滤后的啤酒厂酵母的干物质含量至少是15w-％，优选是18～20w-％。
在使用的啤酒厂酵母中，寡糖和/或多糖、β-葡聚糖、蛋白质(例如，甘露糖蛋白(mannoprotein))结合在原料的细胞状结构中。
在本发明的方法中，通过利用酸和/或碱的水解法，通过自溶作用和/或通过酶促法而破坏了啤酒厂酵母的细胞状结构。除了水解处理以外，还可对啤酒厂酵母进行热处理和/或洗涤剂处理，和/或可采用破坏原料的细胞状结构的处理方法，例如，通过使细胞状结构经历机械力、流体静力和/或气动力处理。
用于水解的酸可以是例如常规无机酸，例如，盐酸、硫酸、磷酸、硝酸等，以及强有机酸，例如，甲酸、乙酸、丙酸等。水解中应用的pH范围可以低于4，例如，约2～4。在碱解中，应用的碱可以是，例如常规碱性氢氧化物，例如，氢氧化钠、氢氧化钾等，氢氧化铵或释放寡糖和/或多糖的其它碱。
可用于酶促水解中的酶包括，例如，各种蛋白酶，例如，酸性或碱性蛋白酶。在水解中，还可应用含于啤酒厂酵母自身中的酶，此时，通过自溶作用发生水解。此外，可利用其它添加的酶、蛋白酶、核糖核酸酶和脱氨酶进行水解。在酶促处理中，还可同时和/或依次应用几种酶(例如，木瓜蛋白酶、核糖核酸酶和/或脱氨酶)的组合。通常，可应用下文的说明中给出的酶和/或本来已知的、具有破坏原料细胞状结构的所需效果的其它酶(一起用和/或分别用)来实施所述方法，例如，如下文说明中所述。
在水解中，可将酵母加热到40℃以上，在自溶作用和酶促水解中，例如加热到40～65℃，在酸解和碱解中，例如加热到70～95℃。加热持续时间可根据温度而变，例如1～12h。
通过水解获得的不溶性和可溶性级分包含所需的寡糖和/或多糖、β-葡聚糖和/或蛋白质。
如下专利说明书和申请中描述了酵母的水解破裂：FI 965192、WO 96/38057和GB 1032687。可将这些方法和其它已知方法与本发明一起使用，适用的产品明显地是照原样未分级的产品或者是不溶性的或可溶性的级分。
通过本发明的方法生产的产品可以照原样直接加到饲料或食料中(呈增湿的形式或干燥的形式)，而且通常可按所需的方式处理它。
通过本发明的方法生产的营养添加剂产品可用于下列动物的饲料中以防肠病：单胃动物，例如，猪(特别是仔猪)，家禽，例如，母鸡、肉用子鸡和火鸡，小牛，毛皮类动物，例如，狐狸，以及宠物，例如，狗和猫，马，特别是小马，鱼等。用于单胃动物的饲料/营养物中的营养添加剂的量可以是饲料总量的0.01～1.0w-％，优选是0.1～0.3w-％(按干物质计算的)。添加剂可与饲料/营养物一起使用或者照原样使用。添加剂的适当应用是，日摄取量是0.1～10克/天，优选是0.1～3克/天。
本发明的营养添加剂还可用于人类食物中，例如，用于儿童或成人食物制品中，或者用作独立起到促进健康作用的制品，用来平衡肠道微生物和预防肠病。
当加到动物饲料中时，通过本发明的方法生产的添加剂在抑制有害微生物生长和促进有益微生物生长方面比从没有过滤的啤酒厂酵母制备的产品效率高约25～30％。同时，动物成长、饲料的利用和总的生产经济性都改善了。此外，在相同的产品中保持了酵母的适用组分。另外，本发明能降低生产本发明的添加剂和制品的成本。
此外，本发明的饲料产品(即，天然饲料产品)在动物饲料中的应用为停止使用饲料抗生素提供了机会。减小了产生对抗生素有免疫力的微生物株的危险性，于是减少了由它们引起的对人类健康的危害。
现在参照本发明实施方案的下列实施例详细描述本发明。
实施例1
在一个试验中，从得自啤酒工业的啤酒厂酵母(干物质含量为9w-％)生产了本发明的营养添加剂。
借助精制过滤器，通过用高频微型振动器振动滤板，对啤酒厂酵母进行机械过滤。将酵母过滤到18w-％的干物质含量。在过滤期间，3～4％的干物质随液体除去了，所以酵母的干物质产率是估计量的50～60％。
用酸水解过滤后的啤酒厂酵母。在水解过程中，利用强酸将酵母浆的pH保持在2～3的值(4h)和70～85℃的温度下。然后，使pH升高到4～5的值，并将获得的产品冷却。获得的最终产品可照原样使用或者可通过已知方法干燥。
实施例2
在该试验中，比较了实施例1中制备的酵母水解产物对微量滴定板上大肠埃希氏菌粘附到猪粘膜的影响与通过专利申请FI 965192中公开的方法生产的酵母水解产物的相应影响；在出版物Conway，P.L.，(1990)传染与免疫(Infection and Immunity)，58，3178～3182中描述了该试验。猪回肠粘液中K88-特异性受体的存在是年龄依赖性的。
表1中给出了结果。
表1大肠埃希氏菌的粘附，％分析中试验物质的量％对比水解产物，未过滤的酵母水解产物，过滤后的酵母来自未过滤物质的过滤％1000.16 21.4 16.2 760.08 45.8 32.4 710.016 82.3 60.7 74
从上述结果证实，本发明的添加剂抑制大肠埃希氏菌的粘附的效果比从没有过滤的啤酒厂酵母制备的产品效果高约25～30％。
实施例3
进行了一个试验以研究在实施例1中制备的酵母水解产物和本发明的水解产物2对大鼠肠道免疫力的影响。免疫力是通过测定消化道中的IgA含量和检测肠组织样品的免疫细胞比例而确定的。应用对比物和β-葡聚糖产品进行对比测定。
在每个试验中，应用了6只大鼠。在开始喂食试验28天后，从十二指肠和回肠取组织样品。将样品稀释，通过新的酶联免疫吸附测定法测定它们的IgA，将它用来检测肠水平的免疫应答。通过较早的方法，从细胞培养物或血样间接测定了免疫力。通过现在使用的方法，可以测定肠内细胞介导的免疫力和抗体介导的免疫力，于是直接测定不同的产品对肠病的抑制效果。在这些测定中，利用了对大鼠免疫细胞特异性的单克隆抗体。
本发明的产品(0.3％)和β-葡聚糖对消化道中的IgA含量没有大的影响。二者与对比物相比都增大了IgA含量。在更小的配给量中，本发明的产品与对比物相比增大了IgA含量。
表2中给出了巨噬细胞和CD8-阳性细胞的频率(阳性细胞/0.5绒毛)。
表2对比物β-葡聚糖实施例1的水解产物水解产物2巨噬细胞8.2 5.8 15.7 13.0CD8+8.5 13.0 19.5 15.0
从表2可见，本发明的产品引起巨噬细胞的频率显著增大和CD8-阳性细胞的频率一定的增大。本发明的产品在消化道内局部刺激了尤其在胞内感染(病毒、寄生物和细菌在细胞内的增殖)中具有重要性的那些类型的免疫应答，给出甚至抗除大肠埃希氏菌引起的那些感染之外的其它感染的附加保护作用，而β-葡聚糖产品或多或少是无效的。
本发明不限于上述实施方案的实施例；而是可在权利要求书中定义的本发明构思范围内改变它。