CN107027810A - 一种乳酸链球菌素环糊精包合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种乳酸链球菌素环糊精包合物及其制备方法，将环糊精溶解于去离子水中，乳酸链球菌素粉末溶解于pH3.0的盐酸水溶液中，将两种溶液混合，将混合液pH调至6.5~7.5，于50‑70℃下，搅拌1‑2小时，室温下继续搅拌1‑2小时，搅拌完毕后喷雾干燥得到粉末状包合物。本发明所制得的包合物提高了乳酸链球菌素应用于液体食品及加热过程中的稳定性，达到在液体食品中两周以上有效杀菌，可满足液体食品冷链销售货架期的要求。同时，热稳定性提高，降低食品热灭菌时对防腐效果的影响。

Description

一种乳酸链球菌素环糊精包合物及其制备方法
技术领域
本发明属于食品防腐剂技术领域，具体涉及一种乳酸链球菌素环糊精包合物及其制备方法。
背景技术
乳酸链球菌素是一种全球范围多数国家已批准使用的高安全性食品防腐剂，中国已批准使用多年，在各种食品体系中广泛应用。但乳酸链球菌素在液体中使用时易发生降解，使其杀菌效果下降较快，难以满足液体食品两周以上货架期的防腐要求。同时，乳酸链球菌素的热稳定性也不够高，食品的热灭菌对其活性影响较大。为提高乳酸链球菌素应用于液体食品及热灭菌过程中的稳定性，国内外科技人员开展了大量的研究工作，研制了一系列乳酸链球菌素的微囊，明显提高了其在液体食品及加热过程中的稳定性。但目前国内外研制的乳酸链球菌素微囊均存在一个严重的缺陷，就是在用于液体食品的前三天，其释放量较小，杀菌效果不足以防腐，虽然以后杀菌持续时间达15天以上，但前期防腐效果欠缺使食品品质受影响，难以实际应用。
发明内容
本发明提供了乳酸链球菌素环糊精包合物，所述包合物提高了乳酸链球菌素应用于液体食品及加热过程中的稳定性，达到在液体食品中两周以上有效杀菌，可满足液体食品冷链销售货架期的要求。同时，热稳定性提高，降低了食品热灭菌时对防腐效果的影响。
本发明解决技术问题所采用的技术方案为：
一种乳酸链球菌素环糊精包合物，所述包合物由以下方法制得：将环糊精溶解于去离子水中，乳酸链球菌素粉末溶解于pH3.0的盐酸水溶液中，将两种溶液混合，将混合液pH调至6.5~7.5，于50-70℃下，搅拌1-2小时，室温下继续搅拌1-2小时，搅拌完毕后喷雾干燥得到粉末状包合物。
本发明同时提供了一种乳酸链球菌素环糊精包合物的制备方法，将环糊精溶解于去离子水中，乳酸链球菌素粉末溶解于pH3.0的盐酸水溶液中，将两种溶液混合，将混合液pH调至6.5~7.5，于50-70℃下，搅拌1-2小时，室温下继续搅拌1-2小时，搅拌完毕后喷雾干燥得到粉末状包合物。
作为优选，所述环糊精与去离子水的质量比为1:5-10。
作为优选，所述乳酸链球菌素粉末的加入量为33-100g/L盐酸水溶液。
作为优选，所述喷雾干燥的工艺参数为进风温度100~120℃，雾化压力0.1~0.2MPa，进样速度0.2~0.4L/h，进风量0.25~0.60 m3/min。
双缩脲法测乳酸链球菌素含量：
配制双缩脲试剂：称取6 g NaOH加入烧杯，量取25 mL去离子水加入烧杯中溶解NaOH，稀释至6g/L备用。称取0.75克硫酸铜（CuSO4·5H2O）溶于500mL的去离子水中，加入2.25g酒石酸钾钠（KNaC4H4O6·4H2O），并且加入KI 1.5g，等到完全溶解后，边搅拌边加入6g/L NaOH溶液25mL，并用去离子水定容至250mL，放置于塑料瓶中密封保存。
制作标准曲线：配制浓度为30mg/mL的乳酸链球菌素标准液并过滤，取标准液0、0.2、0. 4、0. 6、0. 8、1.0mL于试管中，再用去离子水补至1mL，加入4mL双缩脲试剂混匀，且在静置30min后，于540nm波长下测试其吸光度值，空白为不加乳酸链球菌素的溶液，以吸光度对乳酸链球菌素溶液浓度作图得出标准曲线。乳酸链球菌素溶液的浓度和吸光度的关系曲线显示在5-30mg/mL浓度范围内，溶液的吸光度与浓度呈现良好的线性关系，标准曲线方程为A=0.0142C+0.0033；R2=0.9998 (n=5)。
样品检测：吸取1mL的乳酸链球菌素样品溶液放入试管中，加入4mL双缩脲试剂，充分混合均匀，放置30min后在540nm处测其吸光度。最后根据标准曲线的回归方程求出溶液中乳酸链球菌素的含量。
包合率的计算：在包合搅拌完毕喷雾干燥前，取搅拌完毕的样液10 ml，10000转/分钟离心10分钟，取离心管上层清液5 ml，检测上层清液中乳酸链球菌素的含量。
包合率=(W-V*C)/W*100%，W为包合时投入的乳酸链球菌素量，V为包合工艺喷雾干燥前的总体积，C为滤液中乳酸链球菌素的浓度。
乳酸链球菌素环糊精包合物杀菌效果的检测：试验菌株：金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、大肠杆菌(Escherichia coli)，以大肠杆菌、金黄色葡萄球菌用营养琼脂培养基（杭州微生物试剂有限公司生产）在250mL锥形瓶中摇瓶培养，控制细胞数在4.5×106CFU/mL左右，作为杀菌试验菌液。
杀菌试验：取包合物溶于去离子水中，配制成乳酸链球菌素达10mg/mL、20mg/mL、30mg/mL浓度的杀菌液，取0.2mL杀菌液与稀释100倍的9.8mL菌液混合均匀，乳酸链球菌素浓度为200μg/mL、400μg/mL、600μg/mL。调pH为5.5，取出0.1ml涂布平板，每个浓度杀菌液涂3个平板，倒置于恒温培养箱中恒温30℃培养24h。观察并记录各平板的菌落个数，同一浓度的平板菌落个数取平均值。
乳酸链球菌素杀菌效果对比试验：取乳酸链球菌素配制成10mg/mL、20mg/mL、30mg/mL浓度的杀菌液，取0.2 mL与稀释100倍的9.8mL菌液混合均匀，调pH为5.5，取出0.1ml涂布平板，每个浓度均涂布3个平板，在培养箱中恒温30℃倒置培养24h。观察并记录各平板的菌落个数，同一浓度平板的菌落个数取平均值。
空白对照试验：在9.8mL稀释100倍的菌液中加入0.2mL去离子水，混合后调pH为5.5，从中取0.1mL涂布于相应的固体平板上，涂布均匀后，在培养箱中恒温30℃倒置培养24h。观察并记录各平板的菌落个数，同一浓度平板的菌落个数取平均值。
根据杀菌率公式计算不同浓度杀菌液的杀菌率：
杀菌率=（空白试验菌落数-加杀菌液试验菌落数）/空白试验菌落数*100%
乳酸链球菌素环糊精包合物持续杀菌效果试验：
①制备50mL浓度控制在4.5×106CFU/mL的菌液。
②包合物配制成乳酸链球菌素浓度达10mg/mL、20mg/mL、30mg/mL的杀菌液，将1mL杀菌液加入49mL菌液，则乳酸链球菌素浓度为200μg/mL、400μg/mL、600μg/mL。进行30℃、200 r/min摇床培养，培养24h后取1mL，进行倒平板培养。以后每天从中取1mL进行倒平板培养，连续取样培养20天，观察包合物杀菌液对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的持续杀菌效果。
设置对比实验，将同浓度的环糊精与乳酸链球菌素混合物进行同上操作，对比观察持续杀菌效果。以不添加任何杀菌液的为空白对照。
根据杀菌率计算方法计算杀菌率，根据杀菌率的变化情况判断包合物的持续杀菌作用。
乳酸链球菌素环糊精包合物热稳定性检测：将包合物配制成乳酸链球菌素浓度为1.0mg/mL和5.0mg/mL的溶液，游离乳酸链球菌素配制成相同浓度溶液，分别进行121℃高温高压灭菌5min 、10min。然后考察经121℃高温高压灭菌过后的包合物和游离乳酸链球菌素的杀菌效果。
本发明的有益效果为：
1、本发明所研制的乳酸链球菌素环糊精包合物，可溶解于自然pH的水中，溶解后即可达到较强的杀菌效果，当乳酸链球菌素的浓度达到200μg/ml及以上时，包合物溶液的杀菌效果与同样浓度的游离乳酸链球菌素相同。当乳酸链球菌素的浓度达到400μg/ml及以上时，包合物在液体食品中杀菌效果持续时间可达16~18天，较游离乳酸链球菌素在液体食品中的杀菌时间明显延长。
2、经121℃加热灭菌10min，游离乳酸链球菌素的5.0mg/mL溶液已无杀菌效果，本发明所研制的乳酸链球菌素环糊精包合物包合物的热稳定性提高，包合物配制的乳酸链球菌素浓度为1.0mg/mL溶液，经121℃加热灭菌10min，仍具有60%左右的杀菌效果。
具体实施方式
下面对本发明作进一步描述，但不能将方案中所涉及的技术参数理解为对本发明的限制。
实施例1
称取600克淄博千汇生物科技有限公司生产的食品级环糊精溶解于5升去离子水中，称取300克天津康益生物有限公司生产的乳酸链球菌素（纯度90%）溶解于3升pH3.0的盐酸水溶液中，将两者混合，搅拌均匀，用2摩尔/升浓度的氢氧化钠水溶液调混合液pH至7.0，再保持70℃，搅拌2小时，在室温下继续搅拌2小时。搅拌完毕，以进风温度110℃，雾化压力0.15MPa，进样速度0.25L/L，进风量0.50 m3/min的工艺条件喷雾干燥产品，得到包合物854克。
取搅拌完毕的样液10 ml，10000转/分钟离心10分钟，取离心管上层清液5 ml，以双缩脲分光光度法测定清液中乳酸链球菌素的量，计算出未包合的总量，根据加入的乳酸链球菌素质量，计算出包合率为65%。
包合物按拟定的杀菌效果测定方法，持续杀菌效果检测方法，热稳定性检测方法，与游离乳酸链球菌素作比较。经测定，当包合物溶于水，其乳酸链球菌素达200μg/ml浓度时，与相同浓度游离乳酸链球菌素具有相同的杀菌率；游离乳酸链球菌素浓度400μg/ml，持续杀菌效果可达7天，包合物溶液乳酸链球菌素浓度达400μg/ml，持续杀菌效果可达16天；将包合物配成乳酸链球菌素浓度1.0mg/mL和5.0mg/mL的样液，游离乳酸链球菌素配制相同浓度的两种样液，经121℃热灭菌5分钟，经检测，两种浓度的游离乳酸链球菌素液均已无杀菌效果，而包合物浓度1.0mg/mL的样液保留了65%的杀菌率，浓度5.0mg/mL的样液保留了93%的杀菌率；经121℃热灭菌10分钟，经检测，两种浓度的游离乳酸链球菌素液均已无杀菌效果，而包合物浓度1.0mg/mL的样液保留了60%的杀菌率，浓度5.0mg/mL的样液保留了92%的杀菌率。
实施例2
600克海盐六和淀粉化工有限公司生产的食品级环糊精溶解于4升去离子水中，200克武汉市鲜保生物技术有限公司生产的Nisin（纯度80%）溶解于3升pH3.0的盐酸水溶液中，将两者混合，搅拌均匀，用2摩尔/升浓度的氢氧化钠水溶液调混合液pH至7.5，在保持60℃下，搅拌1.5小时，在室温下继续搅拌1.5小时。搅拌完毕，以进风温度115℃，雾化压力0.2MPa，进样速度0.3 L/h，进风量0.40 m3/min的工艺条件喷雾干燥产品，得到包合物751克。
取搅拌完毕的样液10 ml，10000转/分钟离心10分钟，取离心管上层清液5 ml，以双缩脲分光光度法测定清液中乳酸链球菌素的量，计算出未包合的总量，根据加入的乳酸链球菌素质量，计算出包合率为66%。
包合物按拟定的杀菌效果测定方法，持续杀菌效果检测方法，热稳定性检测方法，与游离乳酸链球菌素作比较。经测定，当包合物溶于水，其乳酸链球菌素达200μg/ml浓度时，与相同浓度游离乳酸链球菌素具有相同的杀菌率；游离乳酸链球菌素浓度400μg/ml，持续杀菌效果可达7天，包合物溶液乳酸链球菌素浓度达400μg/ml，持续杀菌效果可达17天；将包合物配成乳酸链球菌素浓度1.0mg/mL和5.0mg/mL的样液，游离乳酸链球菌素配制相同浓度的两种样液，经121℃热灭菌5分钟，经检测，两种浓度的游离乳酸链球菌素液均已无杀菌效果，而包合物浓度1.0mg/mL的样液保留了64%的杀菌率，浓度5.0mg/mL的样液保留了94%的杀菌率；经121℃热灭菌10分钟，经检测，两种浓度的游离乳酸链球菌素液均已无杀菌效果，而包合物浓度1.0mg/mL的样液保留了61%的杀菌率，浓度5.0mg/mL的样液保留了93%的杀菌率。
实施例3
600克无锡市润兴淀粉制品有限公司生产的食品级环糊精溶解于3升去离子水中，100克郑州诚旺化工食品添加剂有限公司生产的Nisin（纯度95%）溶解于3升pH3.0的盐酸水溶液中，将两者混合，搅拌均匀，用2摩尔/升浓度的氢氧化钠水溶液调混合液pH至6.5，在保持50℃下，搅拌1小时，在室温下继续搅拌1小时。搅拌完毕，以进风温度100℃，雾化压力0.1MPa，进样速度0.2 L/h，进风量0.25 m3/min的工艺条件喷雾干燥产品，得到包合物653克。
取搅拌完毕的样液10 ml，10000转/分钟离心10分钟，取离心管上层清液5 ml，以双缩脲分光光度法测定清液中乳酸链球菌素的量，计算出未包合的总量，根据加入的乳酸链球菌素质量，计算出包合率为67%。
包合物按拟定的杀菌效果测定方法，持续杀菌效果检测方法，热稳定性检测方法，与游离乳酸链球菌素作比较。经测定，当包合物溶于水，其乳酸链球菌素达200μg/ml浓度时，与相同浓度游离乳酸链球菌素具有相同的杀菌率；游离乳酸链球菌素浓度400μg/ml，持续杀菌效果可达7天，包合物溶液乳酸链球菌素浓度达400μg/ml，持续杀菌效果可达18天；将包合物配成乳酸链球菌素浓度1.0mg/mL和5.0mg/mL的样液，游离乳酸链球菌素配制相同浓度的两种样液，经121℃热灭菌5分钟，经检测，两种浓度的游离乳酸链球菌素液均已无杀菌效果，而包合物浓度1.0mg/mL的样液保留了66%的杀菌率，浓度5.0mg/mL的样液保留了95%的杀菌率；经121℃热灭菌10分钟，经检测，两种浓度的游离乳酸链球菌素液均已无杀菌效果，而包合物浓度1.0mg/mL的样液保留了59%的杀菌率，浓度5.0mg/mL的样液保留了93%的杀菌率。
实施例4
600克成都凯华食品有限公司生产的食品级环糊精溶解于6升去离子水中，300克天津康益生物工程有限公司生产的Nisin（纯度80%）溶解于3升pH3.0的盐酸水溶液中，将两者混合，搅拌均匀，用2摩尔/升浓度的氢氧化钠水溶液调混合液pH至7.0，在保持70℃下，搅拌2小时，在室温下继续搅拌2小时。搅拌完毕，以进风温度120℃，雾化压力0.15MPa，进样速度0.4 L/h，进风量0.60 m3/min的工艺条件喷雾干燥产品，得到包合物856克。
取搅拌完毕的样液10 ml，10000转/分钟离心10分钟，取离心管上层清液5 ml，以双缩脲分光光度法测定清液中乳酸链球菌素的量，计算出未包合的总量，根据加入的乳酸链球菌素质量，计算出包合率为66%。
包合物按拟定的杀菌效果测定方法，持续杀菌效果检测方法，热稳定性检测方法，与游离乳酸链球菌素作比较。经测定，当包合物溶于水，其乳酸链球菌素达200μg/ml浓度时，与相同浓度游离乳酸链球菌素具有相同的杀菌率；游离乳酸链球菌素浓度400μg/ml，持续杀菌效果可达7天，包合物溶液乳酸链球菌素浓度达400μg/ml，持续杀菌效果可达17天；将包合物配成乳酸链球菌素浓度1.0mg/mL和5.0mg/mL的样液，游离乳酸链球菌素配制相同浓度的两种样液，经121℃热灭菌5分钟，经检测，两种浓度的游离乳酸链球菌素液均已无杀菌效果，而包合物浓度1.0mg/mL的样液保留了65%的杀菌率，浓度5.0mg/mL的样液保留了94%的杀菌率；经121℃热灭菌10分钟，经检测，两种浓度的游离乳酸链球菌素液均已无杀菌效果，而包合物浓度1.0mg/mL的样液保留了60%的杀菌率，浓度5.0mg/mL的样液保留了93%的杀菌率。
以上仅列举了本发明的优选实施方案，本发明的保护范围并不限制于此，本领域技术人员在本发明权利要求范围内所作的任何改变均落入本发明保护范围内。

Claims (5)

1.一种乳酸链球菌素环糊精包合物，其特征在于，所述乳酸链球菌素环糊精包合物由以下方法制得：将环糊精溶解于去离子水中，乳酸链球菌素粉末溶解于pH3.0的盐酸水溶液中，将两种溶液混合，将混合液pH调至6.5~7.5，于50-70℃下，搅拌1-2小时，室温下继续搅拌1-2小时，搅拌完毕后喷雾干燥得到粉末状包合物。
2.一种乳酸链球菌素环糊精包合物的制备方法，其特征在于，将环糊精溶解于去离子水中，乳酸链球菌素粉末溶解于pH3.0的盐酸水溶液中，将两种溶液混合，将混合液pH调至6.5~7.5，于50-70℃下，搅拌1-2小时，室温下继续搅拌1-2小时，搅拌完毕后喷雾干燥得到粉末状包合物。
3.如权利要求1所述的乳酸链球菌素环糊精包合物的制备方法，其特征在于，所述环糊精与去离子水的质量比为1:5-10。
4.如权利要求1所述的乳酸链球菌素环糊精包合物的制备方法，其特征在于，所述乳酸链球菌素粉末的加入量为33-100g/L盐酸水溶液。
5.如权利要求1所述的乳酸链球菌素环糊精包合物的制备方法，其特征在于，所述喷雾干燥的工艺参数为进风温度100~120℃，雾化压力0.1~0.2MPa，进样速度0.2~0.4L/h，进风量0.25~0.60 m3/min。
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