微囊化益生菌低温静电喷雾干燥制备方法技术

本发明专利技术涉及益生菌菌粉或颗粒的生产及制备领域，尤其是一种低温静电喷雾干燥制备微囊化益生菌的方法；本发明专利技术提供一种低温静电喷雾干燥制备微囊化益生菌的方法，其不仅能够大幅度降低益生菌菌粉干燥阶段耗能耗时，同时在静电技术与特定配方的工艺下，使得原料及相关制品在长期贮存条件下保持优异活性、稳定性和抗逆性；包括以下步骤：S1、待益生菌发酵结束后，将菌泥进行离心收集，添加用于低温静电喷雾干燥的保护剂；S2、保护剂与菌泥进行均匀乳化混合，然后放置入低温静电喷雾干燥设备中进行干燥获得菌粉，测量菌粉水分小于5％，水分活度小于0.1；S3、将所收集菌粉进行标准化过筛，获得成品。

Preparation of microencapsulated probiotics by electrostatic spray drying at low temperature

【技术实现步骤摘要】
微囊化益生菌低温静电喷雾干燥制备方法
本专利技术涉及益生菌菌粉或颗粒的生产及制备领域，尤其是一种低温静电喷雾干燥制备微囊化益生菌的方法。
技术介绍
益生菌主要涉及功能性食品、膳食补充剂、发酵食品、日化护理、农用饲料、生态环保及预防医学等领域的应用产品开发，是一类对宿主有益的活性微生物。益生菌主要包含乳酸杆菌、双歧杆菌、芽孢杆菌及酵母。世界粮农组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)提出：益生菌是活的微生物，通过摄入足够数量，对宿主起有益健康的作用。同时国内权威机构提出益生菌是指对人和动植物有益的菌，由益生菌生产的产品称为益生菌制品，包括活菌体、死菌体、菌体成分及代谢产物。益生菌及其产品在加工生产制备过程中一直受到细胞对环境的敏感性影响，在温度、湿度及氧活度方面活性极为敏感；导致益生菌产品在生产加工、运输储存及货架期内活性造成不可逆影响，最终使得益生菌产品的功效递送受限，功能表达与作用体感与实验反馈差异明显；另一方面，若采用最大化提升益生菌产品初始菌量添加比例，来保障达到宿主肠道粘附效果，则对生产、加工以及配方成本需求极高，难以满足市场供应，故目前需求一种能够满足降低益生菌菌粉生产成本，同时采用一系列工艺技术手段提高菌粉贮存及功效表达稳定性的措施。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种低温静电喷雾干燥制备微囊化益生菌的方法，其不仅能够大幅度降低益生菌菌粉干燥阶段耗能耗时，同时在静电技术与特定配方的工艺下，使得原料及相关制品在长期贮存条件下保持优异活性、稳定性和抗逆性。<br>本专利技术提供一种低温静电喷雾干燥制备微囊化益生菌的方法，包括以下步骤：S1、待益生菌发酵结束后，将菌泥进行离心收集，添加用于低温静电喷雾干燥的保护剂；S2、保护剂与菌泥进行均匀乳化混合，然后放置入低温静电喷雾干燥设备中进行干燥获得菌粉，测量菌粉水分小于5％，水分活度小于0.1；S3、将所收集菌粉进行标准化过筛，获得成品。低温静电喷雾干燥是通过将物料施加静电电荷，再进一步加热高压雾化物料，使物料中极性成分物质在静电效应下，通过迁移排斥水分至外层蒸发，同时造成不同配方物质在极性及组成成分的差异，使得达到一定结构诉求上的理想状态；并且在物料处理方面兼顾喷雾干燥特性及优势，特别在处理量、耗能及人员成本方面等；另一方面，本方法所采用气体介质氮气，杜绝在产生电荷压力过程中造成的安全隐患，满足加工过程中的安全保障，同时进一步在降低产品加工过程中氧化还原电势，防止产品发生氧化反应，活性生物体氧化应激胁迫促使的损伤。进一步的，控制所述低温静电喷雾干燥设备的进风温度为90-100℃，进液泵速为25-35rpm、静电压力为12-16Kv以及雾化压力为200-240kPa。进一步的，控制所述低温静电喷雾干燥设备的气体流速35N3/h、进风温度为90-100℃，进液泵速为30rpm、静电压力为14Kv以及雾化压力为240kPa。进一步的，所述保护剂以质量分数计包括15.0％的海藻糖、1.5％的改性淀粉(乙酰化)、2.5％的亚油酸、0.25％的酪蛋白肽，其余为蒸馏水。所述保护剂中，糖类及不饱和脂肪酸为有效保护物质，其主要功能在于，在快速脱水过程中减少细胞破裂，在细胞内部形成生物保护膜；同时天然聚合物成分将快速脱水后的粒子进行粘附聚合并在外部构建隔绝层，形成封装结构，有效阻遏氧气及其他配方直接接触。小分子肽，其作用在于进行细胞内部结构保护，调节脱水效应后造成的结构断裂、氧分压偏差导致影响活性。无机盐成分作为保护剂，主要作用一方面提供在静电干燥过程中的电导效应，促使水分快速逸散，使得产品水活度满足需求，另一方面作为缓冲体系，调节酸碱pH在浓缩干燥过程中的变化幅度，平衡内外环境体系。进一步的，所述保护剂还包括0.01％的磷酸氢钙或氯化钠。具体的，所述步骤S2中，保护剂与菌泥按照1:3进行均匀乳化混合，均匀乳化平衡10-30分钟后，放置入低温静电喷雾干燥设备中进行干燥，干燥处理量1.5-2.0h/L。具体的，所述步骤S3中，将所收集菌粉进行标准化过筛，控制益生菌菌粉粒径为60-80目。具体的，所述益生菌包括球菌属益生菌、乳杆菌属益生菌、双歧杆菌属益生菌及其混合物。具体的，所述球菌属益生菌为包括嗜热链球菌、粪链球菌、乳酸片球菌、戊糖片球菌、乳酸乳球菌(乳酸亚种、乳脂亚种、双乙酰亚种)、小牛葡萄球菌、木糖葡萄球菌、肉葡萄球菌中的一种或多种。具体的，所述乳杆菌属益生菌为包括植物乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、干酪乳杆菌、副干酪乳杆菌、罗伊氏乳杆菌、嗜酸乳杆菌、保加利亚乳杆菌、唾液乳杆菌、发酵乳杆菌、格氏乳杆菌、约氏乳杆菌、詹氏乳杆菌、清酒乳杆菌、卷曲乳杆菌、费氏丙酸杆菌谢氏亚种中的一种或多种。具体的，所述双歧杆菌属益生菌为包括动物双歧杆菌乳亚种(乳双歧杆菌)、长双歧杆菌、短双歧杆菌、青春双歧杆菌、婴儿双歧杆菌、两歧双歧杆菌中的一种或多种。具体的，还包括凝结芽孢杆菌、肠膜明串珠菌、布拉迪酵母、马克斯克鲁维酵母、食品加工酵母的一种或多种。借由上述方案，本专利技术至少具有以下优点：1)利用本专利技术的制备方法可以提供快速连续的低温静电喷雾技术，解决目前益生菌菌粉采用传统真空冷冻干燥导致的高成本、高耗时等现状，并且菌粉需进一步粉碎整粒达到产品要求；同时避免采用传统喷雾干燥导致的高温损伤及氧化效应；兼顾不同干燥方式优势进行结合；2)本专利技术的组成配方，无毒、无害、安全性高，所提供配方可形成微囊化结构，保持产品在长期常温贮存及功能稳定性；3)本专利技术的保护剂，保持复原细胞活力及代谢活性，且不影响菌粉作为食品发酵剂以不利方式影响发酵或加工制品的滋气味；4)本专利技术的微囊化益生菌菌粉/颗粒在溶解性及流动性方面具有优势，促使在产品加工及使用过程中减少损耗，降低包装难度，提升感官需求。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。附图说明图1是本专利技术低温静电喷雾干燥微囊化菌粉(左)与常规菌粉(右)溶解对比图；图2是本专利技术低温静电喷雾干燥微囊化菌粉(上)与常规菌粉(下)微观结构镜检图；图3是本专利技术微囊化菌粉与常规菌粉贮存稳定性及耐受性对比图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。本专利技术中，术语“益生菌”，是一类活的微生物，通过摄入足够数量，可对宿主起有益健康的作用的微生物群体。主要包括乳酸菌、革兰氏阳性、厌氧或兼性厌氧细菌，可发酵不同糖类产酸类物质，主要产酸类型为乳酸、乙酸、丙酸。常见益生菌包括双歧杆菌、乳杆菌、链球菌、明串珠菌、乳酸乳球菌。术语“菌泥”，主要指在益生菌发酵结束后，发酵液经生物分离提取技术进行固液分离所收集获得，常用离心或膜过滤进行分离收集，在本专利技术中用于与保护剂均匀乳化后进行喷雾干燥。术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低温静电喷雾干燥制备微囊化益生菌的方法，其特征在于：包括以下步骤：/nS1、待益生菌发酵结束后，将菌泥进行离心收集，添加用于低温静电喷雾干燥的保护剂；/nS2、保护剂与菌泥进行均匀乳化混合，然后放置入低温静电喷雾干燥设备中进行干燥获得菌粉，测量菌粉水分小于5％，水分活度小于0.1；/nS3、将所收集菌粉进行标准化过筛，获得成品。/n

【技术特征摘要】
1.一种低温静电喷雾干燥制备微囊化益生菌的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、待益生菌发酵结束后，将菌泥进行离心收集，添加用于低温静电喷雾干燥的保护剂；
S2、保护剂与菌泥进行均匀乳化混合，然后放置入低温静电喷雾干燥设备中进行干燥获得菌粉，测量菌粉水分小于5％，水分活度小于0.1；
S3、将所收集菌粉进行标准化过筛，获得成品。


2.根据权利要求1所述的低温静电喷雾干燥制备微囊化益生菌的方法，其特征在于：控制所述低温静电喷雾干燥设备的进风温度为90-100℃，进液泵速为25-35rpm、静电压力为12-16Kv以及雾化压力为200-240kPa。


3.根据权利要求2所述的低温静电喷雾干燥制备微囊化益生菌的方法，其特征在于：控制所述低温静电喷雾干燥设备的气体流速35N3/h、进风温度为90-100℃，进液泵速为30rpm、静电压力为14Kv以及雾化压力为240kPa。


4.根据权利要求1所述的低温静电喷雾干燥制备微...

【专利技术属性】
技术研发人员：方曙光，陈珂可，冯胜鹏，朱建国，严涛，
申请(专利权)人：江苏微康生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32