一种生物膜样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生物膜样益生菌微胶囊，通过将海藻酸钠溶液、乳清蛋白溶液和益生菌混合后，经静电喷雾而得到。本发明专利技术还公开了所述生物膜样益生菌微胶囊的制备方法。本发明专利技术通过静电喷雾技术构建了海藻酸钠凝胶骨架，通过后培养诱导菌体在微胶囊内部产生生物膜样菌落，一方面提高了输送的菌体的有效数量，另一方面提高了菌落自身对于外界环境的抵抗能力，更好地保留了菌体活性，延长了益生菌微胶囊在不同温度条件下的储存时间，具有高稳定性，也为益生菌在肠道黏膜内定植创造了更优地先决条件。生菌在肠道黏膜内定植创造了更优地先决条件。生菌在肠道黏膜内定植创造了更优地先决条件。

【技术实现步骤摘要】
一种生物膜样益生菌微胶囊及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于食品与医药
，具体涉及一种生物膜样益生菌微胶囊及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]近年来，研究人员尝试建立的各类与肠道菌群改善相关的治疗方法，最终目的都是为了利用特定的菌群信息操控肠道微生态的组成与结构，以影响宿主的生理系统功能发生改变。正如目前已经开发的粪便微生物群移植(FMT)已被证明是治疗艰难梭菌感染(CDI)、炎症性肠病(IBD)和其他一些胃肠道疾病的有效方法。然而为了探究更加便利且有效的菌群改善方法，研究人员们也在积极开发口服递送益生菌至肠道的微生态制剂。目前用于商业产品的益生菌大多属于乳杆菌属或者双歧杆菌属，它们对储存环境条件和许多胃肠道环境极为敏感。在之前的一项关于商业益生菌递送过程中存活率的可行性报告中显示，所有测试的商业产品在胃液中孵育5分钟内菌落形成单位(CFU)减少了106倍以上。因此需要更有效的递送策略来提高益生菌通过人体胃肠道的定植稳定性。
[0003]目前已经开发的向胃肠道递送益生菌的系统包括药物配方和食品基础产品两大类，特别是药物制剂被认为比食品产品更有效，但它们大多存在以下问题：(1)货架期短、保存条件苛刻；(2)服用方式困难或繁琐，剂型设计上患者依从性低；(3)难以通过胃液、胆汁、消化酶等环境因素的挑战，导致抵达肠道的活性菌群数量不足；(4)消化道远端一次性释放导致保留时间短，肠道定植难度大。
[0004]与传统剂型相比，多层凝胶骨架的微胶囊主要功能集中在存储时保护细胞抵御异常温度、提高装载量和包封效率、通过胃肠道转运时保护细胞活性、改善黏附定植能力、可加入营养物质增强益生菌在胃肠道传代过程中的活性和功能、靶向结肠释放或者形成控释缓释的效果等。
[0005]在面对复杂严苛的生长环境时，微生物细胞会附着在生物或非生物表面形成聚集的微生物群落，并在细胞外分泌自产的胞外聚合物(EPS)。自分泌的EPS为应对不利环境提供了物理屏障和营养供应，提高了生物膜样菌群的粘附力，同时促进聚集的细胞群落渗出代谢物和交换水。生物膜样的生命模式对微生物的定植与传代是非常有利的。

技术实现思路

[0006]为生物膜样益生菌群落的产生创造附着条件，专利技术人关注到了微胶囊制备的静电喷雾技术。该技术作为静电纺丝技术的变体，已被开发并用于制备药物输送的微球/微囊。专利技术人的研究发现，通过电喷具有一定导电性的含有益生菌单体的溶液，可以制造稳定、均匀的益生菌微胶囊；结合采用pH敏感性的结肠递送材料作为电喷液的组分，控制各类制备参数，形成理想的粒径尺寸后，通过诱导培养微胶囊内的菌体形成生物膜样菌落，最终可制备形成一种输送生物膜样益生菌群落至肠道定植的毫米级静电喷雾微胶囊。
[0007]因此，本专利技术的第一个目的，在于提供一种生物膜样益生菌微胶囊，通过将海藻酸
钠溶液、乳清蛋白溶液和益生菌混合后，经静电喷雾得到。
[0008]根据本专利技术，所述海藻酸钠溶液的质量百分比溶度为2％～3％。
[0009]根据本专利技术，所述乳清蛋白溶液的质量百分比浓度为8～15％。
[0010]根据本专利技术的优选实施例，所述生物膜样益生菌微胶囊还包裹有壳聚糖外壳。
[0011]根据本专利技术，所述益生菌可以选用包括：乳杆菌，包括植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、卷曲乳杆菌、约氏乳杆菌、发酵乳杆菌、干酪乳杆菌、格氏乳杆菌、瑞士乳杆菌、罗伊氏乳杆菌、唾液乳杆菌；芽孢杆菌，包括凝结芽孢杆菌；双歧杆菌，包括长双歧杆菌、短双歧杆菌、动物双歧杆菌、青春双歧杆菌、两歧双歧杆菌、假小链双歧杆菌；以及乳链球菌和嗜热链球菌中的一种或它们的任意组合。
[0012]本专利技术的第二个方面，提供了上述的生物膜样益生菌微胶囊的制备方法，包括以下步骤：
[0013]S1：配制海藻酸钠溶液，质量百分比溶度为2％～3％；
[0014]S2：配制乳清蛋白溶液，质量百分比溶度为8～15％，调节pH至7.0，然后加入益生菌菌体，混合均匀；
[0015]S3：将S1和S2配制的两种溶液以体积比1:1混合均匀；
[0016]S4：将S3得到的混合溶液注入注射器，采用静电喷雾仪，以CaCl2溶液作收集液，静电喷雾得到生物膜样益生菌微胶囊。
[0017]根据本专利技术的优选实施例，所述静电喷雾的具体条件如下：
[0018]静电喷雾仪的喷雾针距离收集液液面9～13cm，推注速率为40～50μL/min，电压为10～14kV。
[0019]根据本专利技术的优选实施例，所述制备方法还包括S5：将S4得到的微胶囊在MRS液体培养基中培养12～16h后，移至壳聚糖溶液中包裹外壳。
[0020]优选的，所述壳聚糖溶液的浓度为30～80g/L。
[0021]本专利技术的第三个方面，提供了上述的生物膜样益生菌微胶囊的应用，用于肠道或结直肠的益生菌菌落递送。
[0022]本专利技术具有以下有益效果：
[0023]1、本专利技术的微胶囊所使用的成分简单易得、成本低廉，不涉及复杂聚合物的改性或反应，方法简便易控，设备要求低，成品收率高、质量稳定，适合于大工业生产。
[0024]2、本专利技术将静电喷雾技术应用于益生菌制剂的制备，包埋率高达99.9％。通过电压作用，一定程度地提高了菌体的活性。
[0025]3、本专利技术的微胶囊通过静电喷雾技术构建了海藻酸钠凝胶骨架，通过后培养诱导菌体在微胶囊内部产生生物膜样菌落，一方面提高了输送的菌体的有效数量，另一方面提高了菌落自身对于外界环境的抵抗能力，更好地保留了菌体活性，延长了益生菌微胶囊在不同温度条件下的储存时间，具有高稳定性，也为益生菌在肠道黏膜内定植创造了更优地先决条件。
[0026]4、本专利技术在微胶囊中添加了营养物质乳清蛋白，一方面促进菌落生物膜的产生，在肠道内释放提供氮源类营养物质；另一方面利用乳清蛋白网格缩水功能，提高了微胶囊对环境温度的耐受能力。
[0027]5、本专利技术由静电喷雾技术制备的毫米级微胶囊干燥前粒径为0.1～3.0mm，优选控
制为0.4～0.8mm，且粒径均匀，干燥分散后粒径约为0.2～0.35mm。方便运输携带和各类人群服用的同时，可添加于多种食品药品中。
[0028]6、本专利技术的微胶囊具有pH敏感性，且遇水会迅速膨胀复原，粘附性提高。在模拟胃液(pH1.5)的环境中可保持3h形态未发生明显变化，在模拟小肠液(pH6.8)和模拟结肠液(pH7.5)的环境中外壳能迅速膨胀，易机械破坏产生孔隙，可控释放营养物质和生物膜样益生菌群落至肠道中。
[0029]7、本专利技术的微胶囊可延长有效活菌数在体内肠道、尤其是盲肠和结直肠中的保留时间，为进一步定植增殖创造了良好的条件，也为活菌在体内发挥功效作用提供了足够的时间。
附图说明
[0030]图1显示了实施例1的不同海藻酸钠浓度下制备的毫米级微胶囊(DC)和光学显微镜图像(OM)、荧光显微镜图像(CM)，图中的标尺均为0.5mm。
[0031]图2为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物膜样益生菌微胶囊，其特征在于，通过将海藻酸钠溶液、乳清蛋白溶液和益生菌混合后，经静电喷雾得到。2.根据权利要求1所述的生物膜样益生菌微胶囊，其特征在于，所述海藻酸钠溶液的质量百分比溶度为2～3％。3.根据权利要求1所述的生物膜样益生菌微胶囊，其特征在于，所述乳清蛋白溶液的质量百分比浓度为8～15％。4.根据权利要求1所述的生物膜样益生菌微胶囊，其特征在于，还包裹有壳聚糖外壳。5.根据权利要求1所述的生物膜样益生菌微胶囊，其特征在于，所述益生菌选自：乳杆菌，包括植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、卷曲乳杆菌、约氏乳杆菌、发酵乳杆菌、干酪乳杆菌、格氏乳杆菌、瑞士乳杆菌、罗伊氏乳杆菌、唾液乳杆菌；芽孢杆菌，包括凝结芽孢杆菌；双歧杆菌，包括长双歧杆菌、短双歧杆菌、动物双歧杆菌、青春双歧杆菌、两歧双歧杆菌、假小链双歧杆菌；以及乳链球菌和嗜热链球菌中的一种或它们的任意组合。6.根据权利要求1～5中任一项所述的生物膜样益生菌微胶囊的制备方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱秀萍，刘可，姚瑶，毛文伟，袁伟恩，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：