益生菌微胶囊及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种益生菌微胶囊及其制备方法和应用，益生菌微胶囊包括芯材和壁材，所述芯材为益生菌，所述壁材为含有天然高分子材料和冻干保护剂的混合溶液，所述益生菌与所述混合溶液的质量比为1:1‑1:8；所述混合溶液中天然高分子材料的质量百分比为0.5‑5.0％，所述混合溶液中冻干保护剂的质量百分比为2.0‑20.0％。本发明专利技术采用冻干保护剂与天然高分子材料作为壁材，通过控制冻干保护剂与天然高分子材料在混合溶液中的浓度，调整益生菌菌泥与混合溶液的质量比，使得制备得到的益生菌微胶囊制剂具有很好的活菌数性能、较好的稳定性和耐酸性；本发明专利技术制备简单、工艺参数易控、生产效率高、经济易行，适合工业化规模生产。

Probiotics microcapsule and preparation method and application thereof

The invention discloses a probiotic microcapsule and its preparation method and application of probiotics microcapsule comprises a core material and wall material, the core material for probiotics, the wall material containing natural polymer materials and the freeze-drying protective agent mixed solution, the mixed solution of probiotics and the mass ratio of 1:1 1:8; the mass percentage of natural polymer material in the mixed solution of 0.5 5%, the mixed solution of the freeze-drying protective agent is 2 mass percentage 20%. The invention adopts cryoprotector and natural polymer as wall material, cryoprotector and natural polymer material in the mixed solution concentration by controlling the quality adjustment of probiotic mud and mixture ratio, the probiotics prepared microcapsule has good bacteria stability and acid resistance of the number of performance good; the invention has simple preparation process parameters, easy control, high production efficiency, economic and simple, suitable for industrial scale production.

【技术实现步骤摘要】
益生菌微胶囊及其制备方法和应用
本专利技术属于益生菌制剂领域，具体涉及一种益生菌微胶囊制剂及其制备方法和应用。
技术介绍
益生菌是一类当有足够数量定植于人体肠道内则能改善宿主微生态平衡从而产生确切健康功效的活性有益微生物的总称。目前益生菌大体上可以分为三大类，其中包括乳杆菌类、双歧杆菌类和革兰氏阳性球菌类。益生菌制品具有广泛的市场，普遍应用于酸奶发酵、防或改善腹泻、缓解不耐乳糖症状、促进肠道消化道系统健康、抑制致病菌、增强人体免疫力及帮助吸收营养成分等。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106-107CFUmL-1(g-1)。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。挤出法是制备微胶囊最常用的办法之一，具有条件温和、成本较低以及无毒等优点，但是使用挤出法制备的微胶囊具有粒径过大等问题，这会限制微胶囊的使用范围，因此在挤出法的基础上，开发一种可以快速制备微米级粒径、粒径分布均一和可控的微胶囊制备方法对益生菌微胶囊的适用性有着重大的应用和经济学意义。基于挤出法制备的微胶囊的物理本质，可以通过一定作用力使菌悬液破解形成微滴，微滴滴入固化剂中固化后得到微胶囊。若采取连续作用力让微滴破裂以及固化一体化则可以较为快速制备微胶囊，实现规模化生产；微胶囊的最终形貌与其对益生菌的包埋程度和微滴的制备条件关系密切，当微滴在气体中形成球状的时候，由于液气界面张力较大，可以维持球形，且益生菌不易扩散，微滴滴入固化剂中后可以形成粒径均一且有效包埋益生菌的微胶囊。以高速旋转的圆碟为核心部件的微滴发生装置可以实现以上的条件(中国专利申请201010177862.3，CN101816913A)。将菌悬液通过蠕动泵装置供至发生装置的圆碟中心，启动电源后，圆碟高速旋转，在1～5s内将菌悬剪切分散为微滴，微滴通过气流作用形成球状并滴入固化剂中，进一步固化成微胶囊。使用微滴发生装置制备微胶囊具有条件温和，操作简单，工艺稳定以及可连续化生产的特点，具有工业化生产应用的潜力。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，为了克服上述现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种益生菌微胶囊及其制备方法和应用，本专利技术的益生菌微胶囊具有耐酸、稳定的优异性能。为了实现上述专利技术目的，本专利技术采取了以下技术方案：一种益生菌微胶囊，包括芯材和壁材，所述芯材为益生菌，所述壁材为含有天然高分子材料和冻干保护剂的混合溶液，所述益生菌与所述混合溶液的质量比为1:1-1:8；所述混合溶液中天然高分子材料的质量百分比为0.5-5.0％，所述混合溶液中冻干保护剂的质量百分比为2.0-20.0％。在其中一些实施例中，所述益生菌与所述混合溶液的质量比为1:2-1:6。在其中一些实施例中，所述混合溶液中天然高分子材料的质量百分比为1-4％，所述混合溶液中冻干保护剂的质量百分比为5-15％。在其中一些实施例中，所述壁材外还涂覆有包衣材料，所述包衣材料为尤特奇FS30D。在其中一些实施例中，所述益生菌为嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌、乳酸乳球菌和双歧杆菌中的一种或几种；所述冻干保护剂为葡萄糖、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和脱脂奶粉中的一种或几种；所述天然高分子材料为胶凝糖、黄原胶、k-角叉菜胶和海藻酸钠中的一种或几种。在其中一些实施例中，所述冻干保护剂为乳糖、海藻糖、可溶性淀粉、甘油、阿拉伯胶和右旋糖酐40中的一种或几种；所述天然高分子材料为胶凝糖、黄原胶和海藻酸钠中的一种或几种。本专利技术还提供了上述益生菌微胶囊的制备方法，包括以下步骤：1)将经活化增殖培养的益生菌菌液离心，得到益生菌菌泥；2)将步骤1)所述益生菌菌泥加入至含天然高分子材料和冻干保护剂的混合溶液中，混合均匀，得到菌悬液；所述益生菌菌泥与所述混合溶液的质量比为1:1-1:8；所述冻干保护剂在所述混合溶液中的质量百分比为2-20％；所述天然高分子材料在所述混合溶液中的质量百分比为0.5-5.0％；3)步骤2)的菌悬液在微滴发生装置形成微滴，固化液固化后，即得到益生菌微胶囊。在其中一些实施例中，还包括对所述益生菌微胶囊进行包衣30-90min的步骤，所述包衣液为体积百分含量为1.0-15.0％的尤特奇FS30D溶液，优选为体积百分含量为5.0-12.0％的尤特奇FS30D溶液。尤特奇FS30D是一种肠溶性的包衣材料，对抵抗胃酸环境有一定的效果。在其中一些实施例中，还包括冷冻干燥的步骤，具体步骤为：将所述益生菌微胶囊放入质量百分比为8.0-18.0％的冻干保护剂溶液中平衡30min后，再在-80℃下预冻1-6h，最后在-40℃下真空冷冻干燥18-36h。在其中一些实施例中，步骤2)中所述益生菌菌泥与所述水溶液的质量比为1:2-1:6。在其中一些实施例中，步骤3)中所述菌悬液经蠕动泵匀速供入微滴发生装置的高速旋转圆碟中，所述蠕动泵泵速为3～20ml·min-1，高速旋转圆碟转速为3000～10000rpm。在其中一些实施例中，步骤1)中，所述益生菌在MRS肉汤培养基中活化增殖，所述活化条件为35.0-38.0℃，22-26h；所述增殖培养中，接种比例为每100mL培养基中接种2.0-5.0mL菌种；步骤1)中，所述离心条件为20.0-37.0℃，3000-5000r/min离10-30min。在其中一些实施例中，步骤3)中所述固化液为0.1M-0.3M的CaCl2溶液，所述固化时间为15-60min。本专利技术还提供了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。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术采用冻干保护剂与天然高分子材料作为壁材，通过控制冻干保护剂与天然高分子材料在混合溶液中的浓度，使得制备得到的益生菌微胶囊制剂具有较好的稳定性和耐酸性；冻干保护剂的浓度过低，则单体积溶液的冻干保护剂分子过少，菌体不能充分的包裹在冻干保护剂分子中，这样会达不到最佳的冻干存活率，浓度过高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种益生菌微胶囊，包括芯材和壁材，所述芯材为益生菌，其特征在于，所述壁材为含有天然高分子材料和冻干保护剂的混合溶液，所述益生菌与所述混合溶液的质量比为1:1‑1:8；所述混合溶液中天然高分子材料的质量百分比为0.5‑5.0％，所述混合溶液中冻干保护剂的质量百分比为2.0‑20.0％。

【技术特征摘要】
1.一种益生菌微胶囊，包括芯材和壁材，所述芯材为益生菌，其特征在于，所述壁材为含有天然高分子材料和冻干保护剂的混合溶液，所述益生菌与所述混合溶液的质量比为1:1-1:8；所述混合溶液中天然高分子材料的质量百分比为0.5-5.0％，所述混合溶液中冻干保护剂的质量百分比为2.0-20.0％。2.根据权利要求1所述的益生菌微胶囊，其特征在于，所述益生菌与所述混合溶液的质量比为1:2-1:6。3.根据权利要求1所述的益生菌微胶囊，其特征在于，所述混合溶液中天然高分子材料的质量百分比为1-4％，所述混合溶液中冻干保护剂的质量百分比为5-15％。4.根据权利要求1所述的益生菌微胶囊，其特征在于，所述壁材外还涂覆有包衣材料，所述包衣材料为尤特奇FS30D。5.根据权利要求1～4任一项所述的益生菌微胶囊，其特征在于，所述益生菌为嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌、乳酸乳球菌和双歧杆菌中的一种或几种；所述冻干保护剂为葡萄糖、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和脱脂奶粉中的一种或几种；所述天然高分子材料为胶凝糖、黄原胶、k-角叉菜胶和海藻酸钠中的一种或几种。6.权利要求1～5任一项所述的益生菌微胶囊的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将经活化增殖培养的益生菌菌液离心，得到益生菌菌泥；2...

【专利技术属性】
技术研发人员：李革，周焕彬，陈瑶，李顺怡，潘昕，朱春娥，陈航平，
申请(专利权)人：广州新济药业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44