生物材料的稳定化组合物制造技术

生物活性材料的干燥的稳定化组合物包括糖类和水解蛋白，并可形成为生物活性材料提供增强的稳定性的片剂或其它形式。包含生物活性材料的组合物可由下述方法进行制备，方法包括：(a)将生物活性材料与其它组分在水性溶剂中组合以形成粘性浆料；(b)将浆料在液氮中快速冷冻以形成固体冷冻颗粒、珠、滴或串；(c)在真空下将步骤(b)的产物除水来进行初级干燥并将该产物保持在高于其冻结温度的温度下；和(d)在最大真空和20℃或更高的温度下使步骤(c)的产物经充分时间的二级干燥，以将水活度降低至低于0.3Aw。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生物材料的稳定化组合物 相关申请的交叉参考 此申请是于2012年3月29日提交的美国申请No. 13/378, 106的部分延续案，其 是于2011年1月28日提交的国际申请No.PCT/USll/22821的进入国家阶段的申请，其要 求于2010年1月28日提交的美国临时申请No. 61/299, 315的优先权。此申请还是于2011 年8月12日提交的美国申请No. 13/208, 459的部分延续案，其要求于2010年8月13日提 交的美国临时申请No. 61/373, 711的优先权。此申请进一步要求于2012年3月23日提交 的美国临时申请No.61/6l4, 994、于2012年5月3日提交的美国临时申请N〇.61/642,094 和于2012年5月13日提交的美国临时申请No. 61/646, 337的优先权。所有上述申请的内 容均出于所有目的通过引用并入本文。
技术介绍
在于高温和高湿度长期储存时，生物材料的结构和功能的保存对于食品、营养品 和药品工业是至关重要的。通常，敏感的生物材料如蛋白质、酶、细胞、细菌和病毒必须长期 保存以供日后使用。虽然已尝试了许多方法来稳定存储中的生物材料，但许多方法并不适 合于敏感的生物活性材料，如活的或减毒的细菌和病毒。例如，传统的冷冻千燥兼有归因于 冷冻和干燥的压力。此方法的冷冻步骤可带来不良影响，如蛋白质和酶的变性和细胞的破 裂。 需要一种稳定化的组合物，其用于宽范围的生物材料，并在升高的温度和变动程 度的湿度下（如在材料运输和保存过程中可能遇到的温度和湿度），在延长的时间段内提 供生物材料的优异的稳定性和保存，而在再水化后仍然保留有显著量的活性。还需要可用 于压片应用而不过量损失生物材料的活性的稳定化组合物，许多生物材料在压片过程中对 遭遇到的高压和高温敏感。
技术实现思路
在一个方面中，本专利技术提供了一种生物活性材料的干燥的稳定化组合物，其包括 碳水化合物组分和蛋白质组分，其中，以组合物的总重量计，碳水化合物组分包含约10%至 8〇%寡糖、约5%至3〇%二糖和约1%至10%多糖，蛋白质组分包含约0.5%至40%水解的 动物或植物蛋白。组合物可以与生物活性材料组合。 在另一个方面中，本专利技术提供了一种制备组合了生物活性材料的上述组合物的 方法，其包括：(a)在水性溶剂中将生物活性材料与至少一种碳水化合物组分和蛋白质组 分组合，以形成一种粘性浆料；(b)在液氮中快速冷冻浆料，以形成固体冷冻颗粒、珠、滴或 串；(c)在真空下将步骤（b)的产物除水来进行初级干燥并将该产物保持在高于其冻结温 度的温度下；和（d)在最大真空下且在 2〇t；或更高的温度下使步骤（c)的产物经充分时间 的二级干燥，以将水活度降低至低于〇. 3Aw。 在另一个方面中，本专利技术提供了通过挤压包埋到干燥的玻璃质（giassy)和无定 形组合物中的敏感生物活性材料制备的片剂、丸剂或颗粒，其中组合物包括一种或多种糖 和一种或多种水解的蛋白质，其中，以组合物的总千重计，糖介于约10%至60%之间，水解 的蛋白质介于约1 %至40%之间。 在另一个方面中，本专利技术提供了一种制备上述片剂、丸剂或颗粒的方法，包括挤压 包埋在千燥的玻璃质和无定形组合物中的敏感生物活性材料，其中干燥的玻璃质和无定形 组合物由包括下述步骤的方法制备：( a)在水性溶剂中将生物活性材料与至少一种或多种 糖类和一种或多种水解的蛋白组合，以形成一种粘性浆料；(b)在液氮中快速冷冻浆料，以 形成固体冷冻颗粒、珠、滴或串；(C)在真空下将步骤（b)的产物除水来进行初级干燥并将 该产物保持在高于其冻结温度的温度下；和（d)在最大真空下和 2〇°C或更高的温度下使步 骤（c)的产物经充分时间的二级干燥，以将水活度降低至低于〇? 3Aw。 【附图说明】 图1示出了可商业购买的益生菌和在本专利技术的干燥组合物中的益生菌的加速稳 定性。 图2示出了在加速储存条件（37°C和33% RH)下组合物中各种摩尔比的玻璃质增 强剂和碳水化合物混合物对益生菌稳定性（副干酪乳杆菌（Lparacasei))的影响。 图3示出了本专利技术的组合物对益生菌嗜酸乳杆菌（L. acidophilus)的储存稳定性 的影响。在24°C和33% RH的加速储存条件下测试干燥的益生菌的稳定性537天。 图4示出了各种玻璃质增强剂化合物对益生菌嗜酸乳杆菌的储存稳定性的影响。 在24°C和43% RH的加速储存条件下测试干燥的益生菌的稳定性180天。 图5示出了各种蛋白质水解物/糖的比例对益生菌乳双歧杆菌（Bifidobacterium lactis)的储存稳定性（35°C和43% RH)的影响。 [00M]图6不出了益生菌鼠李糖乳杆菌(1_]：11&11111〇8113)的最大稳定性的口11优化（在40。〇 和33% RH的加速储存条件下8周）。 图7和图8 :根据本专利技术方法的包含各种基质和玻璃质形成剂的冷冻固体珠形式 的不同干燥组合物的目测和显微观察结果。 图9 :干燥组合物中新鲜的、冷冻珠或干燥粉末培养物形式的鼠李糖乳杆菌培养 物形式对其初始CFU计数的影响。 图10 :包含鼠李糖乳杆菌的如在液氮或-8(TC低温冰箱中的冷冻固体珠和在+4。〇 中的非冷g粘性浆料形式的组合物的冻结温度对干燥组合物中细菌初始 CFU计数的影响。 结果仅显示在干燥前没有额外驱气步骤的浆料的冻结温度的影响。 图11 :包含双歧杆菌的如在液氮中的冷冻固体珠和在+4。(：中的非冷冻的粘性浆 料形式的组合物的冻结温度对干燥组合物中细菌初始CFU计数的作用。结果仅显示在干燥 前没有额外驱气步骤的浆料的冻结温度的影响。 =19] ? I2 :真空下冷冻的固体珠的驱气持续时间对干燥组合物中鼠李糖乳杆細初 CFU计数的影响。 图13 :根据本专利技术的方法的组合物在冷冻千燥器中的干燥曲线。 图14 :本专利技术的组合物和干燥方法中的鼠李糖乳杆菌的方法损失和干燥损失。 g〇22]图15 :干燥的益生菌鼠李糖乳杆菌组合物在4(TC和33%相对湿度的储存条件下 图16 :常规冷冻干燥的嗜酸乳杆菌属（L. acidophilus sp.)或经本专利技术的组合物 和方法配制之后的嗜酸乳杆菌属在40°C和43% RH时的货架储存稳定性。 图17 :常规冷冻干燥的鼠李糖乳杆菌属（L. rhamnosus sp_)或经本专利技术的组合物 和方法配制之后的鼠李糖乳杆菌属在40。(：和43% RH以及3(TC和6〇% RH时的货架储存稳 定性。 图IS证明了在压片机中的压缩对于在本专利技术的组合物中稳定化和保护的益生菌 鼠李糖乳杆菌在40°c和43% RH的活力和储存稳定性的影响。 图19示出了与多种维生素和矿物质的混合物一起压片并储存于4(TC和43% RH 对于在本专利技术的组合物中稳定化和保护的益生菌鼠李糖乳杆菌的活力的影响。 图20说明了在压片机中的压缩对游离形式的或在本专利技术的组合物中保护的蛋白 酶和脂肪酶的活性的影响。酶可单独压片或按等量混合后再压片。 【具体实施方式】 定义 应当理解，在本文中使用的术语的目的仅仅是为了描述【具体实施方式】，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于生物活性材料的干燥的稳定化组合物，其包括碳水化合物组分和蛋白质组分，其中，按组合物的总重量计，碳水化合物组分包括介于约10％和80％之间的寡糖、介于约5％和30％之间的二糖和介于约1％和10％之间的多糖，蛋白质组分包括介于约0.5％和40％之间的水解的动物或植物蛋白。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.03.23 US 61/614,994;2012.05.03 US 61/642,094;1. 一种用于生物活性材料的干燥的稳定化组合物，其包括碳水化合物组分和蛋白质组 分，其中，按组合物的总重量计，碳水化合物组分包括介于约10%和80%之间的寡糖、介于 约5 %和30 %之间的二糖和介于约1 %和10 %之间的多糖，蛋白质组分包括介于约0. 5 %和 40 %之间的水解的动物或植物蛋白。2. 如权利要求1所述的组合物，其中水解的蛋白组分包含水解的酪蛋白、水解的乳清 蛋白、水解的豌豆蛋白、水解的大豆蛋白或其混合物。3. 如权利要求2所述的组合物，其中水解的酪蛋白、水解的乳清蛋白、水解的豌豆蛋 白、水解的大豆蛋白是深度水解的蛋白。4. 如前述权利要求任一项所述的组合物，其中多糖包括邻苯二甲酸醋酸纤维素 (CAP)、羧甲基纤维素、果胶、海藻酸钠、海藻酸盐、羟基丙基甲基纤维素（HPMC)、甲基纤维 素、角叉菜胶、结冷胶、瓜尔胶、阿拉伯树胶、黄原胶、刺槐豆胶、脱乙酰壳多糖和脱乙酰壳多 糖衍生物、胶原、聚乙醇酸、淀粉、修饰的淀粉或其混合物。5. 如前述权利要求任一项所述的组合物，其中寡糖包括环糊精、菊粉、麦芽糖糊精、葡 聚糖、低聚果糖（FOS)、低聚半乳糖（GOS)、甘露寡糖（MOS)或其混合物。6. 如前述权利要求任一项所述的组合物，其中二糖包括海藻糖、蔗糖、乳糖或其混合 物。7. 如前述权利要求任一项所述的组合物，其中组合物进一步包含羧酸组分，其中，按组 合物的总重量计,羧酸组分包括介于约0. 5%和10%之间的羧酸。8. 如权利要求7所述的组合物，其中羧酸组分包含乳酸、抗坏血酸、马来酸、草酸、丙二 酸、苹果酸、琥珀酸、柠檬酸、葡糖酸、谷氨酸、其盐或其混合物。9. 如前述权利要求任一项所述的组合物，其中组合物与生物活性材料组合。10. 如权利要求9所述的组合物，其中生物活性材料包括活的、死的或减毒的细胞、微 生物、病毒、细菌、益生菌、植物细菌、土壤细菌、真菌、酵母、细胞培养物、蛋白质、重组蛋白、 酶、肽、激素、疫苗、抗生素、药物或其混合物。11. 如前述权利要求任一项所述的组合物，其中组合物以无定形玻璃质形态干燥。12. 如权利要求11所述的组合物，其中组合物通过选自空气干燥、真空干燥、流化床干 燥和喷雾干燥的一种或多种方法进行干燥。13. -种用于制备权利要求9所述的组合物的方法，其包括：(a)将生物活性材料与至 少碳水化合物组分和蛋白质组分在水性溶剂中组合以形成粘性浆料；(b)将浆料在液氮中 快速冷冻以形成固体冷冻颗粒、珠、滴或串；（c)在真空下将步骤（b)的产物除水来进行初 级干燥并将该产物保持在高于其冻结温度的温度下；和（d)在最大真空和20°C或更高的温 度下使步骤（c)的产物经充分时间的二级干燥，以将其水活度降低至低于0.3Aw。14. 如权利要求13所述的方法，其中在快速冷冻之前通过pH或温度变化或通过将聚合 物链与金属离子交联将浆料固化成坚固的水凝胶。15. 如权利要求14所述的方法，其中浆料被塑形成所需的形状。16. 如权利要求13所述的方法，其中在高于>2000mT0RR的真空压力下进行初级除水步 骤。17. 如权利要求13所述的方法，其中将干燥的材料切割、压碎、碾磨或分别粉碎成自由 流动的粉末。18. -种通过权利要求17所述的方法制造的组合物，其中粒径小于约1000 μ m。19. 一种包括权利要求9所述的组合物的重建的液体、研磨的粉末、片剂、颗粒、胶囊、 食品或饲料或涂覆的种子产品。20. -种包括权利要求9所述的组合物的营养食品、药物、农产品或疫苗产品。21. -种包括权利要求9所述的组合物的棒、液体配方、胶体悬浮液、粉末、片剂、胶囊 和涂覆的种子形式的食品、食品添加剂、动...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫迪·哈莱尔，琼·唐，特丽莎·赖斯，金伯利·詹宁斯，布莱恩·卡朋特，罗杰·德鲁斯，伊丽莎白·拉迪斯，
申请(专利权)人：先进生物营养公司，
类型：发明
国别省市：美国;US