益生菌微胶囊及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种益生菌微胶囊及其制备方法和应用。该益生菌微胶囊包括芯材和壁材，所述芯材为益生菌，所述壁材外层上涂覆有壳聚糖；所述壁材由含有天然高分子材料和冻干保护剂的水溶液制备而成，其中，所述冻干保护剂包括葡萄糖、果糖、蔗糖、乳糖、海藻糖、可溶性淀粉、甘油、甘露醇、阿拉伯胶、右旋糖酐40和脱脂牛奶中的一种或几种；所述天然高分子材料包括胶凝糖、黄原胶、k-角叉菜胶、海藻酸钠、醋酸邻苯二甲酸纤维素或明胶中的一种或几种；在所述水溶液中，所述冻干保护剂的体积分数为4.0％-20.0％，所述天然高分子材料的体积分数为0.5％-5.0％。该益生菌微胶囊冻干前后都能保持优异的耐酸性能和储存稳定性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及益生菌制品
，特别是涉及一种益生菌微胶囊及其制备方法和 应用。
技术介绍
益生菌制品具有广泛的市场，在食品中主要应用于酸奶发酵。乳酸菌发酵乳糖产 生大量的乳酸、乙酸等有机酸，使肠道内的pH值降低，使得肠内处于酸性环境，对沙门氏 菌、变形杆菌和大肠杆菌等致病菌有明显的抑制作用。除致病菌外，对肠内腐败菌抑制力也 很强。低pH值有利于肠道蠕动，维持正常生理功能，组织病原菌的繁殖。如临床常使用的 乳酸菌素片在治疗肠炎、调整消化力、延缓机体衰老、抗癌等方面就深受好评。 而根据益生菌应用效果的一般概念，只有活菌才能产生益生功能。因此，益生菌在 被摄入时必须是活的，并且在胃肠道中保持活性。根据国家对益生菌的相关规定，益生菌产 品在其保质期内活菌数目或者定植于肠道中的活菌数目不得少于10 6-107CFU/mL(g)。但是 由于益生菌对存活条件要求较高，现今益生菌制剂仍存在一定的局限性：一方面，当活菌或 辅料长期与空气中的氧直接接触时会使得活菌死亡及辅料氧化，从而会导致产品的储存稳 定性差；另一方面，当益生菌制剂进入胃肠道后，因工艺保护不足导致益生菌在酸性环境下 存活率低，无法达到规定活菌数目，从而导致应用效果不佳。国内对于益生菌产品主要是看 重益生菌产品中所含有的活菌数量，但这样会避开了益生菌在胃部的存活率、定植于肠道 的活菌数目、益生菌产品长期保存的稳定性以及菌体代谢产物功能等关键性问题，在一定 程度上造成了消费者在认识上的片面性，同时也限制了更有效、更安全的益生菌产品的开 发。 为了改善益生菌本身的不耐酸、长期储存稳定性差等缺点，近些年来，大量研究致 力于通过微型颗粒或者微型胶囊包裹益生菌活菌，然后通过冷冻干燥或者喷雾干燥来生产 相关产品。微囊化技术（microencapsulation)，是指利用性能较稳定的天然或者合成高分 子材料作为壁材，将性能不稳定的固体、液体等物质包埋在一个封闭"容器"中的技术，微胶 囊内部物质称为芯材，包埋基质或者包裹材料称为壁材。微囊化可以保护益生菌免受不利 环境因素的影响，所用的微囊化载体材料一般都要求是食品级以上。 在制备益生菌微胶囊制剂过程中，需要对其进行干燥，其中最常用的是真空冷冻 干燥法，该方法具有菌存活率高、低温等优点。菌种在真空冷冻干燥后，酶的活性丧失、冻干 燥菌粉复水性好、脱水彻底、保存期长、储存运输和使用都很方便，为直投式发酵剂提供良 好的基础。但是在实际操作时，冷冻干燥过程中的水结晶、细胞的失水、蛋白失活等情况使 得菌体出现死亡或损伤，对于菌种的保存、生产使用非常不利。
技术实现思路
基于此，本专利技术的目的之一在于提供一种耐酸、稳定的益生菌微胶囊。 具体技术方案如下。 -种益生菌微胶囊，所述益生菌微胶囊包括芯材和壁材，所述芯材为益生菌，所述 壁材外层上涂覆有壳聚糖；所述壁材由含有天然高分子材料和冻干保护剂的水溶液制备而 成，其中， 所述冻干保护剂包括葡萄糖、果糖、蔗糖、乳糖、海藻糖、可溶性淀粉、甘油、甘露 醇、阿拉伯胶、右旋糖酐40和脱脂牛奶中的一种或几种； 所述天然高分子材料包括胶凝糖、黄原胶、k-角叉菜胶、海藻酸钠、醋酸邻苯二甲 酸纤维素或明胶中的一种或几种； 在所述水溶液中，所述冻干保护剂的体积分数为4. 0% -20. 0%，所述天然高分子 材料的体积分数为〇. 5 % -5. 0 %。 在其中一个实施例中，所述冻干保护剂包括乳糖、海藻糖、可溶性淀粉、甘油、阿拉 伯胶、右旋糖酐40或脱脂牛奶中的一种或几种；所述天然高分子材料包括胶凝糖、黄原胶、 k_角叉菜胶、海藻酸钠或明胶中的一种或几种。 在其中一个实施例中，在所述水溶液中，所述冻干保护剂的体积分数为 8. 0 % -18. 0 %，所述天然高分子材料的体积分数为1. 0 % -4. 0 %。 在其中一个实施例中，所述冻干保护剂包括乳糖、海藻糖、可溶性淀粉、甘油、阿拉 伯胶、右旋糖酐40或脱脂牛奶中的一种或几种； 所述天然高分子材料包括胶凝糖、黄原胶、k-角叉菜胶、海藻酸钠或明胶中的一种 或几种； 在所述水溶液中，所述冻干保护剂的体积分数为8. 0% -18. 0%，所述天然高分子 材料的体积分数为1. 〇 % -4. 0 %。 本专利技术的另一目的在于提供一种上述益生菌微胶囊的制备方法。 具体方案如下。 一种上述益生菌微胶囊的制备方法，包括以下步骤： 1)将益生菌菌种接种到已灭菌的培养基中进行活化，再在与活化条件相同的条件 下进行增殖培养，得到菌液； 2)将所述菌液离心处理，弃去上清液后，得到菌泥； 3)将所述菌泥与所述含有所述天然高分子材料和所述冻干保护剂的所述水溶液 混合均匀，得到菌悬液，再把所述菌悬液固化，洗涤过滤； 4)将步骤3)所得物加入到所述壳聚糖溶液中进行包衣，洗涤过滤后，即得所述益 生囷微胶囊。 在其中一个实施例中，步骤3)中，所述菌泥与所述水溶液的质量比为1:1-1:8;步 骤4)中，在所述壳聚糖溶液中，所述壳聚糖的体积分数为1. 0% -15. 0%。 在其中一个实施例中，步骤3)中，所述菌泥与所述水溶液的质量比为1:2-1:6;步 骤4)中，在所述壳聚糖溶液中，所述壳聚糖的体积分数为5. 0% -12. 0%。 在其中一个实施例中，还包括以下步骤：将所述益生菌微胶囊放入体积分数为 8. 0% -18. 0%的所述冻干保护剂溶液中平衡30min后，再在-80. 0°C下预冻l_6h，最后 在-55. 0°C下真空冷冻干燥18-36h。 在其中一个实施例中，所述步骤1)中，所述培养基为MRS肉汤，所述活化条 件为温度35. 0-38. 0°C，时间22-26h，所述增殖培养中，接种比例为每100.OmL培养基 中接种2. 0-5.OmL菌种；所述步骤2)的所述离心处理中，温度为20. 0-37. 0 °C，转速为 3000-5000r/min，时间为10-30min;所述步骤3)中，用于固化的溶液为0. 1MCaCU容液，固 化的时间为15-60min;所述步骤4)中，包衣的时间为30-90min。 本专利技术的另一目的在于提供一种上述益生菌微胶囊的应用。 具体技术方案如下。 一种上述益生菌微胶囊在制备保健食品、饮料食品、临床营养制剂、药物微制剂或 化妆品中的应用。 本专利技术与现有技术相比，具有以下有益效果： 现有技术当中的一种益生菌微胶囊，其以益生菌和保护剂（多孔淀粉和/或脱脂 奶粉）为芯材，且先以海藻酸钠包埋芯材，外层再以乳清蛋白或明胶包裹。此益生菌微胶囊 中的益生菌活菌数仍不够理想，且冻干后的耐酸性及稳定性也欠佳。而本专利技术所提供的是 一种冻干保护剂"骨架型"微胶囊，以益生菌为芯材，将冻干保护剂"内嵌"在天然高分子材 料凝胶内部，形成一个整体后作为壁材，再以壳聚糖进行包衣，得到壳聚糖-保护剂-天然 高分子材料微胶囊。与现有技术相比，"骨架型"微胶囊的冻干保护剂是"内嵌"在天然高分 子材料凝胶内部的，不直接与益生菌进行混合，在不影响微胶囊大小的同时，壁材厚度有一 定增加。混合的壁材既可以在冷冻干燥过程中起到保护作用，又对益生菌的耐酸性和长期 储存性有明显的改善。 而且，在本专利技术中，冻干保护剂与天然高分子材料在混合溶液中的浓度对微胶囊 的稳定性、耐酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种益生菌微胶囊，其特征在于，所述益生菌微胶囊包括芯材和壁材，所述芯材为益生菌，所述壁材外层上涂覆有壳聚糖；所述壁材由含有天然高分子材料和冻干保护剂的水溶液制备而成，其中，所述冻干保护剂包括葡萄糖、果糖、蔗糖、乳糖、海藻糖、可溶性淀粉、甘油、甘露醇、阿拉伯胶、右旋糖酐40和脱脂牛奶中的一种或几种；所述天然高分子材料包括胶凝糖、黄原胶、k‑角叉菜胶、海藻酸钠、醋酸邻苯二甲酸纤维素或明胶中的一种或几种；在所述水溶液中，所述冻干保护剂的体积分数为4.0％‑20.0％，所述天然高分子材料的体积分数为0.5％‑5.0％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：潘昕，吴传斌，周焕彬，陈嘉树，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：广东;44