CN104000025B - 一种稳定化乳酸菌产品的制备方法 - Google Patents

一种稳定化乳酸菌产品的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种稳定化乳酸菌产品的制备方法,包括:步骤1)乳酸菌发酵液的制备,步骤2)包被材料的配制,步骤3)原位包被,步骤4)菌液分离,以及步骤5)包被处理。本发明将乳酸菌发酵后进行原位包被,提高乳酸菌的耐压和耐剪切力的能力,降低后处理对菌体的伤害,保持乳酸菌活性,采用先制备核心颗粒再将乳酸菌喷涂到核心颗粒上,制备乳酸菌颗粒,避免制粒过程中高温和压力对菌体活性的影响。采用复合材料对乳酸菌进行包被,可以保证菌体顺利通过动物的胃,在肠道酶的作用下崩解释放,发挥益生作用。

Description

一种稳定化乳酸菌产品的制备方法
技术领域
本发明属于饲料添加剂领域,具体地,涉及一种稳定化乳酸菌产品的制备方法。
背景技术
抗生素作为饲料添加剂长期使用(尤其是滥用)导致的毒性残留、耐药性等问题引起人们广泛的关注,世界各国的科学家努力寻求和开发无毒副作用的新型饲料添加剂。益生菌是最先被提出的新型饲料添加剂。与添加抗生素相比,使用效果相同,有时甚至更好而且无任何毒、副作用、不在体内残留、不引起耐药性,因而很快便成为人们关注的焦点。
随着绿色养殖的大力发展,微生态制剂在饲料和畜禽养殖业中得到广泛应用,其中,乳酸菌类微生态制剂是饲用微生态制剂中应用最广泛的一种,但是绝大多数乳酸菌采用冷冻干燥的方式生产,稳定性差,一方面储存温度升高和接触空气,其活性会大大降低,另一方面在饲料加工中其无法耐受高温、压力和剪切力,致使活性大大降低甚至死亡,严重影响了乳酸菌活菌制剂的效价。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明人进行了广泛深入的研究,最终完成本发明。
因此,本发明的目的是提供一种稳定化乳酸菌产品的制备方法,该方法解决了饲料用乳酸菌稳定性差的问题。
根据本发明的目的,提供了一种稳定化乳酸菌产品的制备方法,包括:
步骤1):乳酸菌发酵液的制备:
将乳酸菌进行活化、培养,得到乳酸菌发酵液;
步骤2):包被材料的配制:
2-1)原位包被材料的配制:配制1-2%(W/V)海藻酸钠水溶液和冰醋酸溶解的0.1-0.2%(W/V)壳聚糖溶液,备用;
2-2)后包被材料的配制:
将蓖麻油加0.2-0.5%乳化剂制成悬浊液,1-2%乙基纤维素和2-3%聚丙烯酸树脂Ⅱ号加95%乙醇制成溶液,将这两个溶液混合均匀,备用;
步骤3):原位包被:
将步骤2-1)中制得的海藻酸钠水溶液加入到将步骤1)中制得的乳酸菌发酵液中,搅拌均匀,加入难溶性0.5-1%钙盐颗粒,搅拌均匀,形成悬浮液;按照3-2:1水油比将所述悬浮液加入到液体石蜡油中,搅拌乳化,形成油包水乳浊液;加入冰醋酸降低体系pH值,加入步骤2-1)中制得的壳聚糖溶液,继续反应,静置使微胶囊沉降;
步骤4):菌液分离:
对步骤3)中制得的微胶囊进行离心分离,得到浓缩的微囊乳酸菌;
步骤5):包被处理:
5-1):核心材料的配制:将50-60重量份食用淀粉、20-30重量份微晶纤维素、5-10重量份明胶混合均匀,加水30-40重量份搅拌均匀,得到核心材料;
5-2):菌液的制备:将步骤4)中制得的浓缩的微囊乳酸菌用0.8%生理盐水进行稀释,得到浓度为1010cfu/ml以上的微囊乳酸菌菌液;
5-3):核心制粒:利用挤压制粒,将核心材料制成粒度20-40目的核心颗粒;
5-4):乳酸菌喷涂和包被:将步骤5-3)的核心颗粒投入包衣机中,利用热空气进行干燥至水分含量为5%以下,将步骤5-2)的菌液利用包衣机的喷头均匀喷涂到核心颗粒上,使乳酸菌被吸附到核心颗粒中,然后将后包被材料均匀喷涂到含有乳酸菌的核心颗粒上,干燥至含水量为5%以下。
优选地,在所述稳定化乳酸菌产品的制备方法中,步骤1):乳酸菌发酵液的制备进一步包括:
1-1)乳酸菌一级种子液制备
将保存的乳酸菌菌种划线接种到斜面培养基,37℃培养活化12-24h、将活化好的菌种接种到液体培养基中,150-180r/min,37℃培养10-12h,得到乳酸菌一级种子液。
1-2)乳酸菌二级种子液制备
将一级种子液接种到液体培养基中,37℃、70r/min,罐压0.01Mpa,培养8h,得到乳酸菌二级种子液。
1-3)乳酸菌发酵生产
将二级种子液按接种到发酵培养基中,37℃、70r/min,罐压0.01Mpa,用氨水调节pH保持在5.8,培养16h,得到乳酸菌发酵液。
其中,液体培养基配方为
发酵培养基配方为
更优选地,
所述液体培养基配方为:
所述发酵培养基配方为:
优选地,在所述稳定化乳酸菌产品的制备方法中,步骤2)中:包被材料的配制:
2-1)原位包被材料的配制:配制1.5%(W/V)海藻酸钠水溶液和冰醋酸溶解的0.1%(W/V)壳聚糖溶液,备用;
2-2)后包被材料的配制:将蓖麻油加0.5%吐温80制成悬浊液,乙基纤维素和聚丙烯酸树脂Ⅱ号加95%乙醇制成溶液,将这两个溶液混合均匀,备用,制成的混合溶液中含有蓖麻油1%(W/V),乙基纤维素1%(W/V),聚丙烯酸树酯2%(W/V);
优选地,在所述稳定化乳酸菌产品的制备方法中,步骤3)中:原位包被:
将步骤2-1)中制得的海藻酸钠水溶液加入到步骤1-3)中制得的乳酸菌发酵液中,搅拌均匀,加入难溶性0.5%钙盐颗粒,搅拌均匀,形成悬浮液;按照3:1水油比将所述悬浮液加入到含1%Span80液体石蜡油中,搅拌乳化,400r/min,15min,形成油包水乳浊液;加入0.002%冰醋酸降低体系pH值,加入步骤2-1)中制得的壳聚糖溶液,继续反应,静置使微胶囊沉降;
优选地,在所述稳定化乳酸菌产品的制备方法中,步骤4)中:菌液分离:
对步骤3)中制得的微胶囊乳酸菌进行离心分离,离心机转速5000r/min,得到浓缩的微囊乳酸菌;
优选地,在所述稳定化乳酸菌产品的制备方法中,步骤5)中:包被处理:
5-1):核心材料的配制:将60重量份食用淀粉、30重量份微晶纤维素、10重量份明胶混合均匀,加水40重量份搅拌均匀,得到核心材料;
5-2):菌液的制备:将步骤4)中制得的浓缩微囊乳酸菌0.8%用生理盐水进行稀释,得到浓度为1010cfu/ml以上的微囊乳酸菌菌液;
5-3):核心制粒:利用挤压制粒,将核心材料制成粒度20-40目的核心颗粒;
5-4):乳酸菌喷涂和包被:将步骤5-3)的核心颗粒投入包衣机中,利用90℃热空气进行干燥至水分含量为5%以下,降低空气温度至70℃,将步骤5-2)的菌液利用包衣机的喷头均匀喷涂到核心颗粒上,喷涂速度150ml/min,使乳酸菌被吸附到核心颗粒中,然后将后包被材料均匀喷涂到含有乳酸菌的核心颗粒上,喷涂速度100ml/min,70℃干燥至含水量为5%以下。
与现有技术相比,本发明具有以下优点:
1、乳酸菌发酵后进行原位包被,通过包被提高乳酸菌的耐压和耐剪切力的能力,由此降低后处理对菌体的伤害,保持乳酸菌活性,同时增大乳酸菌的密度,降低菌液分离的难度。
2、采用先制备核心颗粒再将乳酸菌喷涂到核心颗粒上,制备乳酸菌颗粒,避免制粒过程中高温和压力对菌体活性的影响。
3、采用复合材料对乳酸菌进行包被,可以保证菌体顺利通过动物的胃,在肠道酶的作用下崩解释放,发挥益生作用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明加以进一步说明,以下实施方式只以举例的方式描述本发明。但这些实施例并不意味着对本发明加以任何限制。很明显,本领域普通技术人员可在本发明的范围和实质内,对本发明进行各种变通和修改。需要了解的是,本发明意欲涵盖在所附权利要求书中包括的变通和修改。
实施例
以下实施例所用的设备和材料信息如下:
试验设备
发酵罐石家庄冀能化工设备有限公司
混合机常州孟河制药设备有限公司
流化床干燥机常州佳发干燥设备有限公司
超净工作台哈尔滨东联设备有限公司
生化培养箱哈尔滨东联设备有限公司
试验试剂
食用淀粉秦皇岛鹏远淀粉有限公司
微晶纤维素山东曲阜圣仁制药有限公司
聚丙烯酸树脂Ⅱ号珠海嘉成生物科技有限公司
海藻酸钠青岛鹰飞化工有限公司
壳聚糖浙江澳兴生物科技有限公司
乙基纤维素广州市佳信行化工科技有限公司
制备实施例
本实施例提供稳定化乳酸菌产品的制备方法,包括如下步骤:
步骤1):乳酸菌发酵液的制备
1-1)乳酸菌一级种子液制备
取斜面保存的粪肠球菌(Enterococcusfaecalis),划线接种到斜面培养基,37℃培养活化24h,将活化的菌种接种到三角瓶液体培养基中,150r/min震荡培养12h,得到一级种子液。
1-2)乳酸菌二级种子液制备
将一级种子液按1%的接种量接种到种子罐液体培养基中,37℃、70r/min,罐压0.01Mpa,培养8h,得到二级种子液。
1-3)乳酸菌发酵生产
将二级种子液按0.5%的接种量接种到发酵罐发酵培养基中,37℃、70r/min,罐压0.01Mpa,用氨水调节pH保持在5.8,培养20h得到乳酸菌发酵液。
液体培养基配方为:
发酵培养基配方为:
步骤2):包被材料配制
2-1)原位包被材料的配制
1.5%(W/V)海藻酸钠加85℃的温水,搅拌溶解,冷却静置12h备用。
0.1%(W/V)壳聚糖加冰醋酸搅拌溶解,备用。
2-2)后包被材料的配制
将10g蓖麻油加0.5%吐温80制备悬浊液,10g乙基纤维素和20g聚丙烯酸树脂Ⅱ号加95%乙醇制成溶液,将这两个溶液混合均匀备用,混合溶液中含有蓖麻油1%,乙基纤维素1%,聚丙烯酸树酯2%。
步骤3)原位包被
按将步骤2中的海藻酸钠溶液加到乳酸菌发酵液中,搅拌均匀,加入难溶性钙盐颗粒,搅拌均匀,形成悬浮液。按照3:1水油比将此悬浮液加入到含1%Span80的液体石蜡油中,搅拌乳化(15min,400r/min),形成油包水乳浊液;降低体系pH值,加入壳聚糖溶液,继续反应20min,静置使微胶囊沉降。
步骤4):菌液分离
利用碟片离心机进行分离,5000r/min,得到浓缩的微囊乳酸菌。
步骤5):包被处理
5-1):核心材料的配制
先用60%食用淀粉、30%微晶纤维素、10%明胶混合均匀,加水40%搅拌均匀。
5-2):菌液的制备
将1.4得到的浓缩菌液用0.8%的生理盐水进行稀释,得到浓度1010cfu/ml以上的微囊乳酸菌菌液。
5-3):核心制粒
利用挤压制粒,调整模板孔径,将核心颗粒制成粒度20-40目的核心颗粒。
5-4):乳酸菌喷涂及包被
将步骤5-3)的核心颗粒投入包衣机中,利用90℃热空气进行干燥至水分含量为5%以下,降低空气温度至70℃,将5-2)的菌液利用包衣机的喷头均匀喷涂到核心颗粒上,喷涂速度150ml/min,乳酸菌被吸附到核心颗粒中,然后将后包被材料均匀喷涂到含有乳酸菌的核心颗粒上,喷涂速度100ml/min,70℃干燥至含水量为5%以下。
试验实施例:包被乳酸产品菌性能试验
下面通过实验验证本发明所制备的稳定化乳酸菌产品的各项性能,实验所得数据如下表1-5所示。
1.包被乳酸菌耐胃酸性能实验
表1.包被乳酸菌耐胃酸性能
经过不同pH不同时间的处理后,本发明所得的包被乳酸菌存留率均在80%以上,由此可见,乳酸菌经本发明所公开的方法包被处理后具有很好的耐胃酸能力,可以经过动物的胃到达肠道发挥作用。
2.包被乳酸菌耐胆盐性能实验
表2.包被乳酸菌耐胆盐性能
经过不同胆盐浓度和不同时间的处理后,本发明所得的包被乳酸菌存留率均在80%以上,由此可见,乳酸菌经本发明所公开的方法包被处理后具有很好的耐胆盐能力,可以在动物的肠道发挥作用。
3.包被乳酸菌存储稳定性实验
表3.存储稳定性
15天 30天 60天 120天 180
试验一 100% 97.2% 94.8% 90.6% 84.2%
试验二 100% 96.5% 90.5% 88.1% 80.2%
试验三 100% 97.8% 93.1% 89.2% 81.3%
由上表可知,本发明的包被乳酸菌常温下在阴凉(20℃以下)干燥、避光保存6个月存留率在80%以上。
4.包被乳酸菌的耐高温性能实验
表4.包被乳酸菌的耐高温性能
处理温度℃ 处理前活菌数 处理后活菌数 存留率%
80 2.31×1010 2.19×1010 94.8%
85 2.31×1010 2.09×1010 90.5%
90 2.31×1010 2.15×1010 93.1%
由上表可知,利用烘箱或水浴锅对乳酸菌样品直接加热,加热时间5min,本发明的包被乳酸菌存留率达到90%以上。
5.包被乳酸菌的饲料制粒存活率实验
调制器出口物料温度为60~65℃,环模出口颗粒料温度为70~75℃。蒸汽压力为0.43~0.46MPa,制粒结果如下表5所示:
表5包被乳酸菌的饲料制粒存活率
由上表可知,经过本发明包被处理的乳酸菌进行制粒实验,乳酸菌存活率达到50%以上。

Claims (7)

1.一种稳定化乳酸菌产品的制备方法,包括:
步骤1):乳酸菌发酵液的制备:
将乳酸菌进行活化、培养,得到乳酸菌发酵液;
步骤2):包被材料的配制:
2-1)原位包被材料的配制:配制1-2%(W/V)海藻酸钠水溶液和冰醋酸溶解的0.1-0.2%(W/V)壳聚糖溶液,备用;
2-2)后包被材料的配制:
将蓖麻油加0.2-0.5%(V/V)乳化剂制成悬浊液,乙基纤维素和聚丙烯酸树脂Ⅱ号加95%(V/V)乙醇制成溶液,将这两个溶液混合均匀,备用,制成的混合溶液中含有乙基纤维素1%(W/V)和聚丙烯酸树酯2%(W/V);
步骤3):原位包被:
将步骤2-1)中制得的海藻酸钠水溶液加入到将步骤1)中制得的乳酸菌发酵液中,搅拌均匀,加入难溶性0.5-1%(W/V)钙盐颗粒,搅拌均匀,形成悬浮液;按照3-2:1(V/V)水油比将所述悬浮液加入到液体石蜡油中,搅拌乳化,形成油包水乳浊液;加入冰醋酸降低体系pH值,加入步骤2-1)中制得的壳聚糖溶液,继续反应,静置使微胶囊沉降;
步骤4):菌液分离:
对步骤3)中制得的微胶囊进行离心分离,得到浓缩的微囊乳酸菌;
步骤5):包被处理:
5-1):核心材料的配制:将50-60重量份食用淀粉、20-30重量份微晶纤维素、5-10重量份明胶混合均匀,加水30-40重量份搅拌均匀,得到核心材料;
5-2):菌液的制备:将步骤4)中制得的浓缩的微囊乳酸菌用0.8%生理盐水进行稀释,得到浓度为1010cfu/ml以上的微囊乳酸菌菌液;
5-3):核心制粒:利用挤压制粒,将核心材料制成粒度20-40目的核心颗粒;
5-4):乳酸菌喷涂和包被:将步骤5-3)的核心颗粒投入包衣机中,利用热空气进行干燥至水分含量为5%以下,将步骤5-2)的菌液利用包衣机的喷头均匀喷涂到核心颗粒上,使乳酸菌被吸附到核心颗粒中,然后将后包被材料均匀喷涂到含有乳酸菌的核心颗粒上,干燥至含水量为5%以下。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤1)中乳酸菌发酵液的制备进一步包括:
1-1)乳酸菌一级种子液制备
将保存的乳酸菌菌种划线接种到斜面培养基,37℃培养活化12-24h、将活化好的菌种接种到液体培养基中,150-180r/min,37℃培养10-12h,得到乳酸菌一级种子液;
1-2)乳酸菌二级种子液制备
将一级种子液接种到液体培养基中,37℃、70r/min,罐压0.01Mpa,培养8h,得到乳酸菌二级种子液;
1-3)乳酸菌发酵生产
将二级种子液按接种到发酵培养基中,37℃、70r/min,罐压0.01Mpa,用氨水调节pH保持在5.8,培养16h,得到乳酸菌发酵液;
其中,液体培养基配方为
发酵培养基配方为
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,
所述液体培养基配方为:
所述发酵培养基配方为:
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤2)中包被材料的配制过程为:
2-1)原位包被材料的配制:配制1.5%(W/V)海藻酸钠水溶液和冰醋酸溶解的0.1%(W/V)壳聚糖溶液,备用;
2-2)后包被材料的配制:将蓖麻油加0.5%吐温80制成悬浊液,乙基纤维素和聚丙烯酸树脂Ⅱ号加95%乙醇制成溶液,将这两个溶液混合均匀,备用,制成的混合溶液中含有蓖麻油1%(W/V),乙基纤维素1%(W/V),聚丙烯酸树酯2%(W/V)。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤3)的原位包被的过程为:
将步骤2-1)中制得的海藻酸钠水溶液加入到步骤1)中制得的乳酸菌发酵液中,搅拌均匀,加入难溶性0.5%钙盐颗粒,搅拌均匀,形成悬浮液;按照3:1(V/V)水油比将所述悬浮液加入到含1%Span80液体石蜡油中,搅拌乳化,400r/min,15min,形成油包水乳浊液;加入0.002%冰醋酸降低体系pH值,加入步骤2-1)中制得的壳聚糖溶液,继续反应,静置使微胶囊沉降。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤4)中的菌液分离过程为:
对步骤3)中制得的微胶囊乳酸菌进行离心分离,离心机转速5000r/min,得到浓缩的微囊乳酸菌。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤5)中的包被处理过程为:
5-1):核心材料的配制:将60重量份食用淀粉、30重量份微晶纤维素、10重量份明胶混合均匀,加水40重量份搅拌均匀,得到核心材料;
5-2):菌液的制备:将步骤4)中制得的浓缩微囊乳酸菌0.8%用生理盐水进行稀释,得到浓度为1010cfu/ml以上的微囊乳酸菌菌液;
5-3):核心制粒:利用挤压制粒,将核心材料制成粒度20-40目的核心颗粒;
5-4):乳酸菌喷涂和包被:将步骤5-3)的核心颗粒投入包衣机中,利用90℃热空气进行干燥至水分含量为5%以下,降低空气温度至70℃,将步骤5-2)的菌液利用包衣机的喷头均匀喷涂到核心颗粒上,喷涂速度150ml/min,使乳酸菌被吸附到核心颗粒中,然后将后包被材料均匀喷涂到含有乳酸菌的核心颗粒上,喷涂速度100ml/min,70℃干燥至含水量为5%以下。
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