一種益生菌微膠囊及其制備方法
【專利說明】一種益生菌微膠囊及其制備方法 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于食品生物技術(shù)領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及一種益生菌微膠囊，還涉及 所述益生菌微膠囊的制備方法。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 益生菌被定義為"攝取足夠數(shù)量可對宿主提供有益作用的活的微生物"。益生菌具 有多種生理功能，包括改善人體腸道功能、抑制有害菌生長、減少腸道疾病、緩解乳糖不耐 癥、促進糖、蛋白質(zhì)及鈣、鎂等營養(yǎng)物質(zhì)的吸收、降膽固醇、調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)、抗腫瘤、預(yù)防癌癥 等。但要想獲得益生功效，要求益生菌在產(chǎn)品和宿主中都保持活性和代謝穩(wěn)定，且達到一定 數(shù)量（通常認(rèn)為是每g或mL產(chǎn)品中不低于107cfu)。然而，在生產(chǎn)、貯藏、運輸?shù)冗^程中，益 生菌將受到諸如食品組分（酸、氧、添加劑等）、儲存溫度及宿主消化系統(tǒng)（胃酸、膽鹽、酶） 等的影響，常導(dǎo)致活菌數(shù)大幅下降，最終定植于腸道中的活菌數(shù)低于理論上能夠發(fā)揮生理 作用的最小值。
[0003] 微膠囊技術(shù)作為一種有效的保護策略已被廣泛應(yīng)用于提高益生菌在不利環(huán)境中 的存活率。其中壁材和包埋方法的選擇對包埋體系的保護作用至關(guān)重要。
[0004] 酪蛋白是乳蛋白中的一種，作為食源性材料，其安全性極高，廣泛應(yīng)用于包埋材 料。通過凝乳酶水解k-酪蛋白多肽鏈Phe1Q5-Met1Q6之間的肽鍵，形成穩(wěn)定的副k-酪蛋白 及親水性的糖巨肽，當(dāng)約85%的k-酪蛋白被水解時，加入Ca2+使酪蛋白膠粒間形成的化 學(xué)鍵，從而交聯(lián)成凝膠并在成膠過程中包埋益生菌，但反應(yīng)溫度必須高于20°C。
[0005] 目前，ThomasHeidebach的微膠囊制備方法（HeidebachT, P,Kulozik U.Microencapsulationofprobioticcellsbymeansofrennet-gelationofmilk proteins[J].FoodHydrocolloids, 2009, 23(7) : 1670-1677)較受歡迎，其運用內(nèi)源乳化 法，以牛奶蛋白為壁材制備微膠囊，利用凝乳酶低溫降解酪蛋白，在CaCl2#在下迅速升溫 觸發(fā)凝膠形成。但是，由于CaCl2為可溶性鈣鹽，體系中充滿Ca2+，當(dāng)溫度突然升高，Ca2+不 但會在W/0乳狀液內(nèi)部交聯(lián)，在乳狀液之間也會交聯(lián)，導(dǎo)致形成的微膠囊粘連程度較大，分 散性不好，粒徑大，影響食品的口感和品質(zhì)。
[0006] 為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)問題，本發(fā)明人在總結(jié)現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過大量實驗 工作與分析研究，終于完成了本發(fā)明。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0007] [要解決的技術(shù)問題]
[0008] 本發(fā)明的目的是提供一種益生菌微膠囊。
[0009] 本發(fā)明的另一個目的是提供所述益生菌微膠囊的制備方法。
[0010] [技術(shù)方案]
[0011] 本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的。
[0012] 本發(fā)明涉及一種益生菌微膠囊的制備方法。
[0013] 該益生菌微膠囊制備方法的步驟如下：
[0014] A、菌株活化
[0015] 將益生菌接種于MRS液體培養(yǎng)基進行活化培養(yǎng)三代，再采用離心分離方法收集菌 泥，它再用滅菌生理鹽水洗滌，然后重懸于無菌水中，混勻得到一種益生菌密度為l〇9cfu/ mL以上的濃縮菌液，接著用MRS瓊脂培養(yǎng)基在溫度37°C下傾注培養(yǎng)48h，經(jīng)計數(shù)得到傾注培 養(yǎng)液的活菌菌密度為5X109cfu/mL以上；
[0016] B、菌乳混合液配制
[0017] 將脫脂乳粉溶解于蒸餾水中配制成以質(zhì)量計30~35%的溶液，并在溫度4°C下攪 拌過夜得到一種脫脂乳液；
[0018] 按照濃縮菌液質(zhì)量為脫脂乳液質(zhì)量的10~12%，將步驟A得到的濃縮菌液加到所 述的脫脂乳液中，充分?jǐn)嚢瑁偌尤朊富盍?0~120IMCU/mL的凝乳酶，其中以毫升計菌 乳混合液與以微升計凝乳酶的比為1:180~220,然后在溫度3~5°C下攪拌0. 8~1. 2h， 得到所述的菌乳混合液；
[0019] C、微膠囊制備
[0020] 按照以質(zhì)量計15~20%把CaC03加到在步驟B得到的菌乳混合液中，混合均勻， 再按照植物油與菌乳混合液質(zhì)量比10:1加入植物油，在攪拌下反應(yīng)15~20min形成均勻 的W/0型乳化液，然后，
[0021] 往所述W/0型乳化液中加入冰醋酸，其中以微升計冰醋酸與以克計W/0型乳化液 的比是4~8:10~15,然后靜置20~30min，離心分離，其沉淀物經(jīng)洗滌得到濕的微膠囊；
[0022] D、冷凍干燥
[0023] 將步驟C得到的濕微膠囊放入冷凍柜中預(yù)先冷凍，再置于真空冷凍干燥機中冷凍 干燥，于是得到所述的益生菌微膠囊。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，所述的益生菌選自植物乳桿菌LIP-1、干酪乳桿 菌ZHANG或植物乳桿菌P8。
[0025] 根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實施方式，在步驟A中，所述的益生菌在溫度37°C的條 件下活化培養(yǎng)16~20小時。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實施方式，在步驟A中，使用離心設(shè)備在轉(zhuǎn)速3000~ 4000r/min的條件下進行離心分離10~15min。
[0027] 根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實施方式，在步驟B中，所述的凝乳酶選自來自牛胃、豬 胃或羊胃的動物性凝乳酶、來自無花果樹液或菠蘿果實的植物性凝乳酶或來自霉菌或酵母 菌的微生物凝乳酶。
[0028] 根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實施方式，在步驟C中，所述的植物油選自玉米胚油、花 生油、芝麻油或豆油。
[0029] 根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實施方式，在步驟C中，按照沉淀物與洗滌液重量比 1:2~4,分離的沉淀物用無菌生理鹽水或無菌蒸餾水洗滌2-3次。
[0030] 根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實施方式，在步驟D中，所述的濕微膠囊在冷凍柜中在 溫度-78~-82°C的條件下預(yù)先冷凍2. 0~3. 0小時。
[0031] 根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實施方式，在步驟D中，預(yù)冷凍的濕微膠囊在真空冷凍 干燥機中在溫度-43~-47°C與真空度0. 01~0. 02MPa的條件下冷凍干燥20~24小時。
[0032] 本發(fā)明還涉及采用上述制備方法得到的益生菌微膠囊。所述益生菌微膠囊的平 均粒徑是100ym、所述益生菌的活菌含量是10sCFU/g以上；在模擬人工胃液中在溫度37°C 下保溫2. 5h時所述益生菌的活菌數(shù)減少10°'22CFU/g;在模擬人工腸液中在溫度37°C下保 溫90min時，所述的益生菌完全釋放，所述益生菌的活菌數(shù)是10&°-l(f5CFU/g;在溫度（4~ 37°C)下貯藏28d后，所述益生菌的活菌數(shù)大于107CFU/g。
[0033] 下面將更詳細地描述本發(fā)明。
[0034] 本發(fā)明涉及一種益生菌微膠囊的制備方法。
[0035] 該益生菌微膠囊制備方法的步驟如下：
[0036] A、菌株活化
[0037] 將益生菌接種于MRS液體培養(yǎng)基進行活化培養(yǎng)三代，再采用離心分離方法收集菌 泥，它再用滅菌生理鹽水洗滌，然后重懸于無菌水中，混勻得到一種益生菌密度為l〇9cfu/ mL以上的濃縮菌液，接著用MRS瓊脂培養(yǎng)基在溫度37°C下傾注培養(yǎng)48h，經(jīng)計數(shù)得到傾注培 養(yǎng)液的活菌菌密度為5X109cfu/mL以上。
[0038] 在本發(fā)明中，所述的益生菌選自植物乳桿菌LIP-1、干酪乳桿菌ZHANG或植物乳桿 菌P8。
[0039] 在本發(fā)明中，所述的益生菌是一類"當(dāng)攝入一定量時能對宿主健康有作用的微生 物活體"。
[0040] 植物乳桿菌（L.plantarum)LIP_l是從新疆地區(qū)酸馬奶樣品中分離出的1株乳桿 菌，經(jīng)體外試驗證實該菌具有較好的耐酸性和膽鹽耐受性以及較強的降膽固醇活性。利用 16SrDNA序列同源性分析對該菌進行鑒定。植物乳桿菌在GenBank/EMBL/DDBJ上的序列注 冊號是EU213062。
[0041] 干酪乳桿菌（Lactobacilluscasei)Zhang是從酸馬奶中分離得到的耐酸和耐膽 汁酸的益生菌；干酪乳桿菌Zhang作為一種益生菌具有優(yōu)良的益生特性，具有良好的耐酸 性、人工胃腸液耐受性及膽鹽耐受性，對免疫系統(tǒng)具有顯著的調(diào)節(jié)功能等。
[0042] 植物乳桿菌P-8是2005年從內(nèi)蒙古巴彥淖爾市烏拉特中旗牧民家庭自然發(fā)酵酸 牛奶中分離的102株植物乳桿菌中篩選出的1株益生性能優(yōu)異的乳桿菌。它具有免疫調(diào)節(jié) 特性，并已被用于發(fā)酵劑和乳制品的工業(yè)化生產(chǎn)，及在醫(yī)學(xué)上作為活疫苗提供更廣泛的治 療。
[0043] 本發(fā)明使用的益生菌都是公眾能夠從市場上獲得的商品，例如由內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 乳品生物技術(shù)與工程教育部重點實驗室提供的植物乳桿菌LIP-1、由內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)乳品 生物技術(shù)與工程教育部重點實驗室提供的干酪乳桿菌ZHANG、由內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)乳品生物 技術(shù)與工程教育部重點實驗室提供的植物乳桿菌P8。
[0044] 本發(fā)明使用的MRS液體培養(yǎng)基是由10克蛋白胨、10克牛肉膏、5克酵母膏、2克檸 檬酸氫二銨、20克葡萄糖、1. 0ml吐溫80、5克三水合乙酸鈉、2克三水合磷酸氫二鉀、0. 58 克七水合硫酸鎂、0. 25克一水合硫酸錳與1000ml蒸餾水組成，其pH6. 2-6. 6。
[0045] 在這個步驟中，活化培養(yǎng)的目的在于使所述的益生菌恢復(fù)其活力。具體活化培養(yǎng) 方法是讓所述的益生菌在溫度37°C的條件下活化培養(yǎng)16~20小時，并且以同樣的方式進 行活化培養(yǎng)三代。
[0046] 在活化培養(yǎng)后采用離心分離方法收集菌泥。在本發(fā)明中，離心分離時使用離心設(shè) 備在轉(zhuǎn)速3000~4000r/min的條件下進行離心分離10~15min。所述的離心設(shè)備是本技 術(shù)領(lǐng)域里通常使用的、在目前市場上銷售的離心設(shè)備。
[0047] 收集的菌泥使用以常規(guī)滅菌方法滅菌的生理鹽水進行洗滌，洗滌生理鹽水濃度通 常是以重量計〇. 8