CN105962385A - 一种具有抗微生物活性的乳铁蛋白无菌溶液的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于食品添加剂和食品营养强化剂技术领域，具体涉及一种具有抗微生物活性的乳铁蛋白无菌溶液的制备方法。所述方法包括以下步骤：(1)选择性添加辅料，溶解乳铁蛋白；(2)通过预过滤及除菌过滤得到乳铁蛋白无菌溶液；(3)采用无菌灌装，得到无菌包装的乳铁蛋白无菌溶液。本发明通过选择性添加辅料及采用非热方式对热敏感的乳铁蛋白进行无菌处理，得到具有抗微生物活性的乳铁蛋白无菌溶液，该产品可在液态产品热处理后段无菌添加，解决了乳铁蛋白在灭菌产品中受热损失的缺陷，扩大了乳铁蛋白在食品中的应用范围，降低了企业的添加成本。
Description
技术领域
本发明属于食品添加剂和食品营养强化剂技术领域，具体涉及一种具有抗微生物活性的乳铁蛋白无菌溶液的制备方法。
背景技术
乳铁蛋白是一种活性蛋白质，普遍存在于哺乳动物乳中，是人体免疫系统的组分之一。不同来源的乳铁蛋白(如人乳铁蛋白与牛乳铁蛋白)具有高度保守的三维空间结构，并具有相同的生理功能。
乳铁蛋白具有包括广谱抗菌在内的多种生理功效。实验表明，乳铁蛋白可直接或间接地作为杀菌剂或抑菌剂，对多种细菌有抑制作用(如嗜热芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、致病性大肠杆菌、绿脓假单胞菌、单核李斯特菌、金黄色葡萄球菌等)。
乳铁蛋白还可通过与病毒结合，抑制病毒在宿主体内繁殖，发挥抗病毒的生理功能；通过调整体内铁平衡，起到预防和缓解贫血症状的作用；通过调节巨噬细胞活性和刺激淋巴细胞合成，发挥免疫调节作用；此外，乳铁蛋白还有抗氧化、预防和治疗肿瘤的生理功效。
乳铁蛋白具有良好的生物安全性，美国FDA将乳铁蛋白列为“一般认为安全”(GenerallyRecognized as Safe，GRAS)食品成分，乳铁蛋白作为营养强化剂被广泛地应用到食品及保健食品中。
虽然乳铁蛋白有诸多生理功效及良好的生物安全性，但其生理功能受到了诸多因素的影响，如乳铁蛋白自身铁饱和度、溶剂离子种类及浓度、pH值、温度等。另外，乳铁蛋白对温度敏感，60℃以上热处理就会导致其活性的损失，而食品加工过程中常有不同强度的热处理，乳铁蛋白的热敏性限制了其在食品中的广泛应用。现阶段乳铁蛋白的产品类型以粉剂为主。专利CN101569328B中，为克服乳铁蛋白的热敏性问题，于灭菌后段添加商业无菌的乳铁蛋白溶液，以避免乳铁蛋白生理功能的受热损失，但未提及商业无菌乳铁蛋白溶液的灭菌方式。此外，仅是在食品中添加了乳铁蛋白，但并未考虑所添加的乳铁蛋白原料是否处于活性状态。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有抗微生物活性的乳铁蛋白无菌溶液的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)选择性添加辅料，溶解乳铁蛋白，得到乳铁蛋白溶液；
所述辅料为有助于增加乳铁蛋白抗菌活性的辅料，包括碳酸氢钠、乳酸钠、螯合剂(如EDTA等)；或与乳铁蛋白有协同抗微生物作用的蛋白类辅料，包括IgA、溶菌酶。
对于粉末乳铁蛋白原料，将乳铁蛋白与辅料分别溶解后再将二者充分混匀，或者先将辅料溶解，再以辅料溶液为溶剂溶解乳铁蛋白；对于液态乳铁蛋白原料，采用液态乳铁蛋白溶解辅料，或以纯水溶解辅料后再与液态乳铁蛋白充分混合。
(2)通过预过滤及除菌过滤，得到乳铁蛋白无菌溶液；
根据乳铁蛋白的浓度及辅料种类选择1～5级预过滤、1级除菌过滤。可选择的预过滤滤膜包括纤维素滤膜、聚丙烯滤膜、玻璃纤维滤膜、尼龙滤膜、聚醚砜滤膜等；可选择的除菌滤膜包括聚醚砜滤膜和聚偏二氟乙烯滤膜等。预过滤时，所选滤膜的孔径为6.5～17.5μm、4～9μm、1～3μm、1.0μm、0.65μm、0.5μm、0.2～0.4μm和0.45/0.2μm中的两种或两种以上；除菌过滤时，滤膜孔径为0.2μm或0.45/0.2μm。
(3)采用无菌灌装(以遮光的食用无菌袋或无菌罐进行包装)，得到无菌包装的乳铁蛋白无菌溶液；
在无菌条件下，将如上制备方法得到的乳铁蛋白无菌溶液添加于乳制品、饮料或饮用水中，可以得到具有抗微生物活性的功能性饮品。
本发明方法中所述粉末型或液体型乳铁蛋白原料中，乳铁蛋白纯度(占总蛋白)不低于85％；粉末型原料中，乳铁蛋白含量不低于85％，液体型原料中，乳铁蛋白含量不低于10％。
本发明的有益结果为：本发明通过选择性添加辅料及采用非热方式对热敏感的乳铁蛋白进行无菌处理，得到具有抗微生物活性的乳铁蛋白无菌溶液，该产品可在液态产品热处理后段无菌添加，解决了乳铁蛋白在灭菌产品中受热损失的缺陷，扩大了乳铁蛋白在食品中的应用范围，降低了企业的添加成本。
附图说明
图1为本发明所述制备方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明，但并不因此而限制本发明的保护范围。
实施例1
1.制备过程
(1)溶解乳铁蛋白
称量液态乳铁蛋白原料，搅拌状态下将乳铁蛋白原料缓慢加入纯水中，1500rpm，搅拌20min，充分溶解，配制成质量浓度为10％的乳铁蛋白溶液。
(2)过滤除菌
上述溶液依次经过1.0μm玻璃纤维滤膜、0.45/0.22μm聚醚砜滤膜预过滤后，采用0.22μm聚偏二氟乙烯除菌膜无菌处理，得到乳铁蛋白无菌溶液。
(3)无菌灌装
将(2)中所得无菌溶液采用无菌灌装，得到无菌包装的袋装乳铁蛋白无菌溶液，低温保存。
2.检测结果
本实施例提供的乳铁蛋白无菌溶液中乳铁蛋白含量为8.86％。
保温试验后检测微生物品质：菌落总数小于1cfu/mL，无致病菌。
实施例2
1.制备过程
(1)添加辅料，溶解乳铁蛋白
配制质量浓度0.1％的EDTA溶液，按配比称量粉末乳铁蛋白原料，搅拌状态下将乳铁蛋白原料缓慢加入EDTA溶液中，1500rpm，搅拌20min，充分溶解，配制成质量浓度为10％的乳铁蛋白溶液。
(2)过滤除菌
上述溶液依次进行0.2～2μm、0.1～0.4μm纤维素滤膜预过滤后，采用0.22μm聚偏二氟乙烯除菌膜无菌处理，得到乳铁蛋白无菌溶液。
(3)无菌灌装
将(2)中所得无菌溶液采用无菌灌装，得到无菌包装的袋装乳铁蛋白无菌溶液，低温保存。
2.检测结果
本实施例提供的乳铁蛋白无菌溶液中乳铁蛋白含量为8.75％。
保温试验后检测微生物品质：菌落总数小于1cfu/mL，无致病菌。
实施例3
1.制备过程
(1)添加辅料，溶解乳铁蛋白
按配比称量粉末乳铁蛋白原料、碳酸氢钠，搅拌状态下将乳铁蛋白与碳酸氢钠缓慢加入水中，1500rpm，搅拌20min，充分溶解，配制成质量浓度为15％的乳铁蛋白溶液，其中碳酸氢钠质量浓度为0.2％。
(2)过滤除菌
上述溶液依次通过4～9μm纤维素滤膜、1μm玻璃纤维滤膜、0.5μm聚丙烯滤膜预过滤后，采用0.45/0.22μm聚醚砜除菌膜进行无菌处理，得到乳铁蛋白无菌溶液。
(3)无菌灌装
将(2)中所得无菌溶液采用无菌灌装，得到无菌包装的袋装乳铁蛋白无菌溶液，低温保存。
2.检测结果
本实施例提供的乳铁蛋白无菌溶液中乳铁蛋白有效含量为13.50％。
保温试验后检测微生物品质：菌落总数小于1cfu/mL，无致病菌。
实施例4
1.制备过程
(1)添加辅料，溶解乳铁蛋白
按配比称量粉末乳铁蛋白原料、溶菌酶，搅拌状态下将乳铁蛋白与溶菌酶缓慢加入纯水中，1500rpm，搅拌20min，充分溶解，配制成质量浓度为10％的乳铁蛋白溶液，其中溶菌酶质量浓度为0.5％。
(2)过滤除菌
上述溶液依次通过4～9μm、1～3μm两种纤维素滤膜、0.65μm尼龙滤膜预过滤后，采用0.45/0.22μm聚醚砜除菌膜进行无菌处理，得到乳铁蛋白无菌溶液。
(3)无菌灌装
将(2)中所得无菌溶液采用无菌灌装得到无菌包装的袋装乳铁蛋白无菌溶液，低温保存。2.检测结果
本实施例提供的乳铁蛋白无菌溶液中乳铁蛋白有效含量为8.90％。
保温试验后检测微生物品质：菌落总数小于1cfu/mL，无致病菌。
对实施例1～4乳铁蛋白无菌溶液储藏过程中的稳定性进行考察。将各实施例于2～10℃储藏，定期考察产品感官、乳铁蛋白含量，结果如表1所示。
表1各实施例的乳铁蛋白无菌溶液在储藏过程中的稳定性结果
将各实施例添加于大肠杆菌菌悬液(活菌数为1.3×106CFU/mL)中，控制菌悬液中乳铁蛋白浓度为32mg/mL，对比例1为不添加乳铁蛋白的菌悬液，37℃培养24h后，测定600nm处吸光度值，以吸光度表示抑制作用大小，吸光度值越大，说明抑制作用越小。由表2可以看出，实施例1～4中的乳铁蛋白无菌溶液均有明显的抗菌活性，且与对比例1有显著性差异。
表2乳铁蛋白无菌溶液的抑菌活性比较
| 培养时间/h | 对比例1 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 |
| 0 | 0.097 | 0.104 | 0.103 | 0.104 | 0.094 |
| 24 | 0.774 | 0.203 | 0.143 | 0.187 | 0.110 |
对比例2不采用膜过滤除菌，采用巴氏杀菌对乳铁蛋白进行处理，杀菌参数为72℃，16s，其他均与实施例1相同。考察处理前后乳铁蛋白的浓度及抗菌活性，结果如表3所示。可见采用膜过滤除菌可避免乳铁蛋白受热损失，保护乳铁蛋白的抗菌活性。
表3乳铁蛋白无菌溶液的抗菌活性
| 处理前 | 实施例1 | 对比例2 | |
| 浓度(％) | 8.86 | 8.86 | 8.50 |
| 抗菌活性(A600nm) | —— | 0.203 | 0.475 |
将实施例1制备得到的乳铁蛋白无菌溶液添加于饮用水中，控制乳铁蛋白无菌溶液添加量为10wt％，制备具有抗菌活性的功能性饮用水，对比例3中用等量的纯水代替乳铁蛋白无菌溶液，其余步骤与实施例1一致。将实施例1与对比例3制备得到的饮用水分别与大肠杆菌菌悬液(活菌数为1.3×106CFU/mL)按体积比1:1混合，37℃培养24h后，测定600nm处吸光度值，以吸光度表示抑制作用大小，吸光度值越大，说明抑制作用越小，抗菌活性检测结果如下。可以看出，将实施例1制备得到的乳铁蛋白无菌溶液添加于饮用水中，有明显的抗菌活性，且与对比例3有显著性差异。
表4乳铁蛋白饮用水的抗菌活性
| 实施例1 | 对比例3 | |
| 组织状态 | 均匀透明溶液 | 均匀透明溶液 |
| 感官状态 | 无异常 | 无异常 |
| 菌落总数(CFU/mL) | ＜1 | ＜1 |
| 抗菌活性 | 0.223 | 0.656 |
Claims (8)
1.一种具有抗微生物活性的乳铁蛋白无菌溶液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)选择性添加辅料，溶解乳铁蛋白，得到乳铁蛋白溶液；
(2)将乳铁蛋白溶液进行预过滤，将预过滤后的乳铁蛋白溶液在无菌环境下进行除菌过滤，得到乳铁蛋白无菌溶液；
(3)采用无菌灌装，得到无菌包装的乳铁蛋白无菌溶液。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述辅料为有助于增加乳铁蛋白抗菌活性的辅料或与乳铁蛋白有协同抗微生物作用的蛋白类辅料。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述有助于增加乳铁蛋白抗菌活性的辅料包括碳酸氢钠、乳酸钠、螯合剂；所述与乳铁蛋白有协同抗微生物作用的蛋白类辅料包括IgA、溶菌酶。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，对于粉末乳铁蛋白原料，将乳铁蛋白与辅料分别溶解后再将二者充分混匀，或者先将辅料溶解，再以辅料溶液为溶剂溶解乳铁蛋白；对于液态乳铁蛋白原料，采用液态乳铁蛋白溶解辅料，或以纯水溶解辅料后再与液态乳铁蛋白充分混合。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，预过滤时，所选滤膜的孔径为6.5～17.5μm、4～9μm、1～3μm、1.0μm、0.65μm、0.5μm、0.2～0.4μm和0.45/0.2μm中的两种或两种以上；除菌过滤时，滤膜孔径为0.2μm或0.45/0.2μm。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，预过滤滤膜包括纤维素滤膜、聚丙烯滤膜、玻璃纤维滤膜、尼龙滤膜、聚醚砜滤膜；除菌滤膜包括聚醚砜滤膜、聚偏二氟乙烯滤膜。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述无菌灌装的过程为：以遮光的食用无菌袋或无菌罐对步骤(2)得到的乳铁蛋白无菌溶液进行包装。
8.权利要求1-7任一项所述方法制备得到的乳铁蛋白无菌溶液的应用，其特征在于，在无菌条件下，将所述乳铁蛋白无菌溶液添加于乳制品、饮料或饮用水中制成具有抗微生物活性的功能性饮品。
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| CN101569328A (zh) * | 2008-04-28 | 2009-11-04 | 内蒙古伊利实业集团股份有限公司 | 一种富含乳铁蛋白的液态乳制品及其生产方法 |
| CN105029281A (zh) * | 2015-09-06 | 2015-11-11 | 北京银河美科技有限公司 | 一种制备葡萄籽提取物无菌溶液的方法 |
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