CN104351938B - 一种食品级肠溶性微胶囊的制备方法 - Google Patents

一种食品级肠溶性微胶囊的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种食品级肠溶性微胶囊的制备方法，包括：将乳清蛋白粉、食用多糖、食用盐、食品级甘油进行混合，加凉开水充分溶解，搅拌均匀，调节pH7.0～9.5；将溶液在微波或高压条件下加热至75℃以上，保温15至60min，使乳清蛋白与多糖充分反应，冷却至室温；将益生菌培养液与溶液混合，包埋，搅拌均匀，将处理的益生菌溶液分批加入挤压式微胶囊造粒机中进行挤压造粒处理，在挤压造粒后将得到颗粒进行自然干燥、冷冻干燥或低温鼓风干燥烘干，得到最终成品，活菌数超过108CFU/g。本发明的生产工艺操作简单，成本低，得率高，活菌数超过108CFU/g，人工模拟胃液中37℃保温4h益生菌存活率达到80％以上，人工模拟肠液中37℃保温4h益生菌存活率达到95％以上。

Description

一种食品级肠溶性微胶囊的制备方法
技术领域
本发明属于食品工程技术领域，尤其涉及一种食品级肠溶性微胶囊的制备方法。
背景技术
益生菌是一类能在肠道内定植，维护肠道菌群平衡，并调节肠道上皮细胞间的连接，对改善上皮细胞的屏障动能有重要影响的有益微生物群落。寄居在人体肠道内的益生菌能抑制有害微生物和食物中病原微生物如沙门氏菌等的生长。益生菌在肠道内通过产生酸、细菌素及竞争肠道黏膜的受体和提高机体免疫力来发挥功效。益生菌在肠道内可以产生β-半乳糖苷酶，能够缓解乳糖不耐症患者的症状。益生菌还具有抗肿瘤和抗突变的作用。因此，在预防和治疗很多疾病方面都有显著作用。国内外已开始采用高密度培养、真空冷冻干燥等技术生产各种益生菌产品，如丽珠肠乐、回春生、菲康、金双歧等微生态制剂。在这些制剂中，益生菌的活菌数达到108cfu/g，但制剂生产过程中没有经过包埋和缓释技术处理，因此，制剂在保藏过程中会出现活菌数与稳定性降低，服用过程中益生菌不能耐受胃中低pH环境在体内存活下来等问题，严重影响了产品的保健功能。益生菌包埋技术是保护菌体活力最为有效的方法，其中壁材和包埋方法的选择对包埋体系的保护作用至关重要。目前还没有食品级的包埋材料可以应用。
乳清是干酪或干酪素生产的副产品，主要成分是乳清蛋白，乳清蛋白主要由α-乳白蛋白、β-乳球蛋白、牛血清白蛋白、免疫球蛋白等组成，另外还含有一些具有生物活性的微量成分，包括乳铁蛋白、乳过氧化物酶、溶菌酶、酪蛋白巨肽、脂肪球膜蛋白、生长因子等。乳清蛋白以其纯度高、吸收率高、氨基酸组成最合理等诸多优势被推为“蛋白之王”。乳清蛋白不但容易消化，而且还具有高生物价、高消化率、高蛋白质功效比和高利用率，是公认的人体优质蛋白质补充剂之一。乳清蛋白一个重要性质是具有良好的乳化性、成膜性、包埋性，因此研究开发已乳清蛋白作为主要原料的益生菌的包埋壁材，为益生菌的包埋研究提供了有效的方法，不仅可以解决益生菌制剂在生产、使用过程中活性、数量及效价损失严重的问题，也可以解决不稳定食品功能因子的产品生产与保藏问题，具有重要的应用价值。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种食品级肠溶性微胶囊的制备方法，旨在解决现有缺少食品级胶囊的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种食品级肠溶性微胶囊的制备方法，该食品级肠溶性微胶囊的制备方法包括：
步骤一，将100～200g乳清蛋白粉、3g～15g食用多糖、0.05g～1g食用盐、1mL～5mL食品级甘油，加1L凉开水配比进行混合，充分溶解，搅拌均匀，调节pH7.0～9.5；
步骤二，将上述溶液在微波或高压条件下加热至75℃以上，保温15至60min，使乳清蛋白与多糖充分反应，冷却至室温；
步骤三，将1L益生菌培养液离心后所得菌体与步骤二中溶液混合，包埋，搅拌均匀。
进一步，在步骤三之后将处理的益生菌溶液分批加入挤压式微胶囊造粒机中进行挤压造粒处理。
进一步，在挤压造粒后将得到颗粒进行自然干燥、冷冻干燥或低温鼓风干燥烘干，得到最终成品，活菌数超过108CFU/g。
进一步，该食品级肠溶性微胶囊的制备方法的乳清蛋白粉、食用多糖、食用盐、食品级甘油均为食品级原料。
进一步，食品多糖为食品级茁霉多糖、明胶、果胶、海藻酸钠、黄原胶、变性淀粉、果胶、卡拉胶、瓜尔豆胶或食品级茁霉多糖、明胶、果胶、海藻酸钠、黄原胶、变性淀粉、果胶、卡拉胶、瓜尔豆胶其中两种或两种以上的混合物。
进一步，食用盐包括醋酸钠、偏磷酸钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、硫酸钠、亚硫酸钠、硫酸铵、氯化铵或醋酸钠、偏磷酸钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、硫酸钠、亚硫酸钠、硫酸铵、氯化铵其中两种或两种以上的混合物。
进一步，溶液处理采用直接加热至75℃～100℃，保温15-60min或者采用微波或高压场辅助加热至75℃～100℃，保温15-60min。
进一步，包埋物是益生菌以外的物质，如蛋白质、肽类、中药提取物按一定比例与步骤二中溶液混合，搅拌均匀。
本发明提供的食品级肠溶性微胶囊的制备方法，采用本发明方法制备的成品在人工模拟胃液中37℃保温4h益生菌存活率达到90％以上，人工模拟肠液中37℃保温4h益生菌存活率达到99％以上，使用的微胶囊包埋材料都是食品级的，生产成本较低，产品得率较高，生产工艺简单，胃通过率高。本发明的生产工艺操作简单，成本低，得率高，活菌数超过108CFU/g，人工模拟胃液中37℃保温4h益生菌存活率达到80％以上，人工模拟肠液中37℃保温4h益生菌存活率达到95％以上。
附图说明
图1是本发明实施例提供的食品级肠溶性微胶囊的制备方法流程图；
图2是本发明实施例提供的乳清蛋白与茁霉多糖交联物包埋前后的鼠李糖乳杆菌在人工模拟胃液中的存活情况比较示意图；
图3是本发明实施例提供的乳清蛋白与茁霉多糖交联物制备的鼠李糖乳杆菌微胶囊在人工模拟胃、肠液中的通过率示意图；
图4是本发明实施例提供的海藻酸钠浓度对鼠李糖乳杆菌微胶囊在人工模拟胃、肠液中保温4h的存活情况影响示意图；
图5是本发明实施例提供的包埋前后的鼠李糖乳杆菌在人工模拟胃液和肠液中保温4h的的存活状况示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。
如图1所示，本发明实施例的食品级肠溶性微胶囊的制备方法包括以下步骤：
S101：将乳清蛋白粉、食用多糖、食用盐、食品级甘油等按一定的配比进行混合，加凉开水充分溶解，搅拌均匀，调节pH7.0～9.5；
S102：将上述溶液在微波或高压条件下加热至75℃以上，保温15至60min，使乳清蛋白与多糖充分反应，冷却至室温；
S103：将益生菌培养液按一定比例与步骤S102中溶液混合，搅拌均匀；
S104：将步骤S103处理的益生菌溶液分批加入挤压式微胶囊造粒机中进行挤压造粒处理；
S105：将步骤S104得到颗粒进行自然干燥、冷冻干燥或低温鼓风干燥烘干，得到最终成品，活菌数超过108CFU/g。
在步骤S105之后的人工模拟胃液与人工模拟肠液试验：将得到的成品各取1g，分别置入无菌的人工模拟胃液与人工模拟肠液中，37℃保温4h，梯度稀释法测定益生菌在人工模拟胃液与人工模拟肠液中的存活率，每隔2h测定一次。人工模拟胃液中37℃保温4h益生菌存活率达到90％以上，人工模拟肠液中37℃保温4h益生菌存活率达到99％以上。其中人工模拟胃液的配方如下：氯化钾1.12g/L，氯化钠2.0ml/L，氯化钙0.11g/L，单碱磷酸钾0.4g/L，胃蛋白酶0.26g/L，1mol/L盐酸调pH为2.0。人工模拟肠液的配方为：氯化钾1.12g/L，氯化钠2.0ml/L，氯化钙0.11g/L，单碱磷酸钾0.4g/L，胰蛋白酶1.95g/L，1mol/L碳酸氢钠调pH为7.0。
在本发明的实施例中所涉及使用的原料均为食品级原料。
本发明所涉及使用食品级多糖为食品级茁霉多糖、明胶、果胶、海藻酸钠、黄原胶、变性淀粉、果胶、卡拉胶、瓜尔豆胶等类似多糖原料，以及它们其中两种或两种以上的混合物。
本发明所涉及使用食用盐包括醋酸钠、偏磷酸钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、硫酸钠、亚硫酸钠、硫酸铵、氯化铵，以及它们其中两种或两种以上的混合物。
本发明所涉及溶液处理采用直接加热至75℃～100℃，保温15至60min。或者采用微波或高压场辅助加热至75℃～100℃，保温15至60min。
本发明所涉及益生菌包埋是将益生菌培养液或菌体按一定比例与步骤S102中溶液混合，搅拌均匀。
本发明涉及包埋物也可以是益生菌以外的物质，如蛋白质、肽类、中药提取物等按一定比例与步骤S102中溶液混合，搅拌均匀。
本发明所涉及造粒是将步骤S103处理的益生菌溶液分批加入挤压式微胶囊造粒机中进行挤压造粒。
本发明所涉及干燥是将步骤S104得到颗粒进行自然干燥、冷冻干燥或低温鼓风干燥烘干，得到最终成品，活菌数超过108CFU/g。
本发明所涉及产品进行人工模拟胃液和人工模拟肠液试验，人工模拟胃液中37℃保温4h益生菌存活率达到80％以上，人工模拟肠液中37℃保温4h益生菌存活率达到95％以上。
本发明的工作原理：
本发明应用食用乳清蛋白粉，食品级多糖，食用盐，食品级甘油等按照一定的比例混合，调节pH，在微波或高压条件下加热至75℃以上，保温处理15～60min后，进行挤压微胶囊化，干燥即为成品。所得产品为乳白色颗粒，原料均为食品级，易得，无毒；生产工艺操作简单，成本低，得率高，活菌数超过108CFU/g，人工模拟胃液中37℃保温4h益生菌存活率达到80％以上，人工模拟肠液中37℃保温4h益生菌存活率达到95％以上。
本发明的具体实施例：
实施例1：
(1)菌种：鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus GG)；
(2)准备种子培养基：称取22gMRS培养基溶解在200ml蒸馏水中，115℃灭菌15min；
(3)种子培养：在无菌操作台中，用接种环挑取鼠李糖乳杆菌冻干粉接种于已灭菌的冷却的培养基中，37℃下进行培养18个小时，得种子培养液；
(4)菌种活化：将种子液进行活化两次，接种量为3％，37℃培养18个小时；
(5)扩大培养：将步骤(4)得到的发酵液按3％的接种量接种于200ml培养基中，200ml培养基装在1000ml的烧瓶中；37℃摇床培养18个小时，摇床的转速100rpm/min；5000rpm/min离心10分钟，收集菌体，用少量生理盐水重悬备用；
(6)原料的混合：将100～200g乳清蛋白粉、3g～15g茁霉多糖、0.05g～1g食用盐、1mL～5mL食品级甘油等按一定的配比进行混合，加1L凉开水充分溶解，搅拌均匀，调节pH7.0～9.5；
(7)溶液处理：将上述溶液在微波或高压条件下加热至75℃，保温15至60min，使乳清蛋白与多糖充分反应，冷却至室温；
(8)益生菌包埋：将步骤(5)制备的益生菌菌体与步骤(7)中溶液混合，搅拌均匀；
(9)造粒：将步骤(8)处理的益生菌溶液分批加入挤压式微胶囊造粒机中进行挤压造粒处理；
(10)干燥：将步骤(9)得到颗粒进行低温鼓风干燥烘干，得到最终成品，活菌数超过108CFU/g；
(11)人工模拟胃液与人工模拟肠液试验：将步骤(10)中得到的成品各取1g，分别置入无菌的人工模拟胃液与人工模拟肠液中，37℃保温4h，梯度稀释法测定益生菌在人工模拟胃液与人工模拟肠液中的存活率，每隔2h测定一次；人工模拟胃液中37℃保温4h益生菌存活率达到90％以上，人工模拟肠液中37℃保温4h益生菌存活率达到99％以上，结果见图2和3；其中人工模拟胃液的配方如下：氯化钾1.12g/L，氯化钠2.0ml/L，氯化钙0.11g/L，单碱磷酸钾0.4g/L，胃蛋白酶0.26g/L，1mol/L盐酸调pH为2.0；人工模拟肠液的配方为：氯化钾1.12g/L，氯化钠2.0ml/L，氯化钙0.11g/L，单碱磷酸钾0.4g/L，胰蛋白酶1.95g/L，1mol/L碳酸氢钠调pH为7.0。
实施例2
(1)菌种：鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus GG)；
(2)准备种子培养基：称取22gMRS培养基溶解在200ml蒸馏水中，115℃灭菌15min；
(3)种子培养：在无菌操作台中，用接种环挑取鼠李糖乳杆菌冻干粉接种于已灭菌的冷却的培养基中，37℃下进行培养18个小时，得种子培养液；
(4)菌种活化：将种子液进行活化两次，接种量为3％，37℃培养18个小时；
(5)扩大培养：将步骤(4)得到的发酵液按3％的接种量接种于200ml培养基中，200ml培养基装在1000ml的烧瓶中；37℃摇床培养18个小时，摇床的转速100rpm/min；5000rpm/min离心10分钟，收集菌体，用少量生理盐水重悬备用；
(6)原料的混合：将100～200g乳清蛋白粉、1g～5g海藻酸钠、1g～5g茁霉多糖、0.05g～1g食用盐、1mL～5mL食品级甘油等按一定的配比进行混合，加1L凉开水充分溶解，搅拌均匀，调节pH7.0～9.5；
(7)溶液处理：将上述溶液加热至85℃，保温15至60min，使乳清蛋白与多糖充分反应，冷却至室温；
(8)益生菌包埋：将步骤(5)制备的益生菌菌体与步骤(7)中溶液混合，搅拌均匀；
(9)造粒：将步骤(8)处理的益生菌溶液分批加入挤压式微胶囊造粒机中进行挤压造粒处理；
(10)干燥：将步骤(9)得到颗粒进行低温鼓风干燥烘干，得到最终成品，活菌数超过108CFU/g；
(11)人工模拟胃液与人工模拟肠液试验：将步骤(10)中得到的成品各取1g，分别置入无菌的人工模拟胃液与人工模拟肠液中，37℃保温4h，梯度稀释法测定益生菌在人工模拟胃液与人工模拟肠液中的存活率，每隔2h测定一次；人工模拟胃液中37℃保温4h益生菌存活率达到90％以上，人工模拟肠液中37℃保温4h益生菌存活率达到99％以上，结果见图4和5；其中人工模拟胃液的配方如下：氯化钾1.12g/L，氯化钠2.0ml/L，氯化钙0.11g/L，单碱磷酸钾0.4g/L，胃蛋白酶0.26g/L，1mol/L盐酸调pH为2.0；人工模拟肠液的配方为：氯化钾1.12g/L，氯化钠2.0ml/L，氯化钙0.11g/L，单碱磷酸钾0.4g/L，胰蛋白酶1.95g/L，1mol/L碳酸氢钠调pH为7.0。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种食品级肠溶性微胶囊的制备方法，其特征在于，该食品级肠溶性微胶囊的制备方法包括：步骤一，将100～200g乳清蛋白粉、3g～15g食用多糖、0.05g～1g食用盐、1mL～5mL食品级甘油，加1L凉开水配比进行混合，充分溶解，搅拌均匀，调节pH7.0～9.5；步骤二，将上述溶液采用微波或高压场辅助加热至75℃-100℃，保温15至60min，使乳清蛋白与多糖充分反应，冷却至室温；步骤三，将1L益生菌培养液离心后所得菌体与步骤二中溶液混合，包埋，搅拌均匀；
在步骤三之后将处理的益生菌溶液分批加入挤压式微胶囊造粒机中进行挤压造粒处理；
在挤压造粒后将得到颗粒进行自然干燥、冷冻干燥或低温鼓风干燥烘干，得到最终成品，活菌数超过108CFU/g；
该食品级肠溶性微胶囊的制备方法的乳清蛋白粉、食用多糖、食用盐、食品级甘油均为食品级原料；
食用多糖为食品级茁霉多糖、明胶、果胶、海藻酸钠、黄原胶、变性淀粉、果胶、卡拉胶、瓜尔豆胶或食品级茁霉多糖、明胶、果胶、海藻酸钠、黄原胶、变性淀粉、果胶、卡拉胶、瓜尔豆胶中的一种或两种以上的混合物；
食用盐包括醋酸钠、偏磷酸钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、硫酸钠、亚硫酸钠、硫酸铵、氯化铵中的一种或两种以上的混合物。
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