CN107927792A - 一种利用牛蒡根干粉和奶粉包埋、生产益生菌粉的方法 - Google Patents

一种利用牛蒡根干粉和奶粉包埋、生产益生菌粉的方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于食品工程领域，具体为一种利用牛蒡根干粉包埋、生产益生菌粉的方法，包括如下步骤：制备牛蒡根干粉，利用嗜酸乳杆菌株JSX‑A1和嗜热乳酸链球菌株JSX‑T1的一种或两种进行发酵，然后，将灭菌的牛蒡根干粉和奶粉按一定比例进行配制后与发酵液混合，深冷冻干燥，制备益生菌粉。相对于现有技术，本发明的有益效果：本发明利用牛蒡根粉和奶粉合理配制有效包埋和保护益生菌、解决了益生菌产品的活性问题，使益生菌产品到达肠道后仍保持高的活性，发挥应有的作用和功能，同时，产品还能体现牛蒡的综合药理功能。

Description

一种利用牛蒡根干粉和奶粉包埋、生产益生菌粉的方法
技术领域
本发明属于食品工程领域，涉及益生菌的包埋、保护与益生菌粉的生产，具体为一种利用牛蒡根干粉和奶粉包埋、生产益生菌粉的方法。
背景技术
牛蒡(Arctiumlappa L.) 是菊科牛蒡属直根系二年生大型草本植物, 一种具有多种重要药理功能的中药材，也可食用, 含有丰富的菊粉（根中含量达34%）（郝林华等，2005）、牛蒡子甙元和牛蒡子甙（刘世名等，2003）、黄酮（刘世名等，2003）、绿原酸（刘世名等，2003）等多种活性成分及水溶性和水不溶性膳食纤维（郝林华等，2003），具有防癌、抗疲劳、降血糖血脂、增强免疫力、延缓衰老、改善胃肠功能紊乱、清热解毒、抑菌消炎及清除重金属离子等功效。牛蒡根的水提取物对大鼠勃起功能障碍（ED）也有显著疗效（陈靠山等，2008）。牛蒡根中的重要功能成分菊粉可作为微生物的培养基成分，并可促进微生物的生长（郝林华等，2005）。膳食纤维是一种复杂的混合物，不为人体消化道酶水解，可分为水溶性和水不溶性2种，不具备营养价值，但低热量，具有广泛的生理作用，能预防、治疗多种疾病，并促进减肥，还能包埋微生物。
益生菌是一类能改善宿主微生态平衡、产生确切健康功效从而发挥有益作用的活性微生物的总称，它们与中性菌群与有害菌群一道定植于人体肠道、生殖系统内，数量庞大，这三类菌群在人健康状态时维持着一种自然动态平衡。益生菌大体上可分成三大类，包括：乳杆菌类（如嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌等）；双歧杆菌类（如长双歧杆菌、短双歧杆菌、嗜热双歧杆菌等）；以及革兰氏阳性球菌（如粪链球菌、乳球菌等）。此外，还有一些酵母菌亦可归入益生菌的范畴。益生菌对人体主要有以下作用与功能：可抑制有害菌群在肠道内的繁殖，减少毒素产生，促进肠道蠕动，从而提高肠道机能，改善排便状况，促进消化系统健康，帮助吸收营养成分，降低胆固醇，增强人体免疫力，有助于抗肿瘤、抑癌；益生菌还能预防或改善腹泻，缓解不耐乳糖症状，提高过敏性耐受能力，预防生殖系统感染等。除此之外，益生菌还在生长繁殖过程当中产生、分泌大量有益人体健康的代谢产物，如合成大量维生素、抗氧化剂，消化酶，将糖分解后生成乳酸和醋酸，使肠道呈酸性，抑制有害菌群繁殖，减少毒素产生，刺激肠蠕动，并能提高钙、磷、铁的利用率，促进铁和维生素D的吸收；产生乳糖酶，帮助消化乳糖等。
现代饮食，生活、工作高压力以及病理条件下，有害菌群的数量升高，中性菌群产生对人体有害物质，变成有害菌群，从而导致人体结肠及消化系统菌群自然平衡失去平衡，易受病原菌的侵染，人体处于亚健康或病理状态。补充一定的益生菌有促于恢复人体自然平衡：维持胃肠道菌群平衡、保持胃肠正常功能、促进胃肠消化系统健康及提高人体免疫能力等。近年来，益生菌产业越来越受到重视，得到了迅猛发展。但是益生菌产品面临着一个重要问题：在肠道只有活性益生菌才能产生上述作用和功能，但补充的活性益生菌口服后需要经过极酸环境的胃器官，然后经过胆囊分泌的胆汁酸盐的作用，如果没有得到足够保护，到达肠道前很大部分产品的益生菌往往已经死亡，益生菌不能产生应有的功能和作用。目前，3层包埋法得到了应用，但这种包埋法工序较复杂，相应地提高了生产成本。本发明旨在利用牛蒡根和奶粉有效包埋、保护益生菌，方法简单、益生菌经极酸环境仍保持高的活性，且充分利用了牛蒡根。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种利用牛蒡根干粉和奶粉包埋、生产益生菌粉的方法，其解决了利用牛蒡根粉和奶粉合理配制有效包埋和保护益生菌产品的活性问题，使益生菌产品到达肠道后仍保持高的活性，发挥应有的作用和功能，同时，产品还能体现牛蒡的综合药理功能。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种利用牛蒡根干粉和奶粉包埋、生产益生菌粉的方法，包括如下步骤：制备牛蒡根干粉，利用嗜酸乳杆菌株JSX-A1和嗜热乳酸链球菌株JSX-T1的一种或两种进行发酵，然后，将灭菌的牛蒡根干粉和奶粉按一定比例进行配制后与发酵液混合，深冷冻干燥，制备益生菌粉。最后将制备的益生菌粉进行人工胃液处理，再检测益生菌的活性，得到益生菌保持高活性（90%以上）的牛蒡根干粉和奶粉的合理配制比例。
高活性益生菌粉制备过程如下：
（1）MRS固体培养基的配置：10g/L蛋白胨、10g/L牛肉膏、5g/L酵母粉、20g/L葡萄糖、5g/L无水乙酸钠、1ml/L吐温-80、2g/L柠檬酸二胺、2g/L磷酸氢二钾、0.58g/L硫酸镁、0.25g/L硫酸锰，用蒸馏水溶解，调节pH 6.6-6.8，然后，添加2%琼脂，定容；高压1×105Pa灭菌20min；
（2）MRS液体培养基的配置：10g/L蛋白胨、10g/L牛肉膏、5g/L酵母粉、20g/L葡萄糖、5g/L无水乙酸钠、1ml/L吐温-80、2g/L柠檬酸二胺、2g/L磷酸氢二钾、0.58g/L硫酸镁、0.25g/L硫酸锰，用蒸馏水溶解，调节pH 6.6-6.8，并定容；高压1×105Pa灭菌20min；
（3）人工胃液的制备：将0.2gNaCl和0.35g胃蛋白酶溶于适量蒸馏水中，用HCl调节pH值至2.0，定容至100ml；然后，用0.22µm的微孔滤膜过滤灭菌后备用；
（4）牛蒡根干粉的制备：鲜牛蒡根洗干净后切片，迅速置于沸水中3-5分钟，捞出，沥干，于60℃烘干。然后，用粉碎机粉碎烘干的牛蒡根片成牛蒡根粉；
（5）牛蒡根干粉和奶粉进行辐射灭菌，保存备用；
（6）用固体MRS培养基、37℃条件下活化JSX-A1和JSX-T1菌种；
（7）接种活化的JSX-A1、JSX-B1或二者的混合物于MRS液体培养基中；
（8）在200rpm、37℃条件下发酵约2-3天；
（9）取样检测，包括：发酵液pH值及镜检与乳酸菌计数；
（10）发酵液pH值4.0-4.5、乳酸菌数达到1012/ml时终止发酵；
（11）将（5）中制备的干燥牛蒡根粉和奶粉以一定比例[1-3：1（重量/重量）]、按10%的量（重量/体积）添加进发酵液中，混匀，然后冷冻干燥成冻干粉；干燥牛蒡根粉和奶粉的重量比为1-3：1；10%指干燥牛蒡根粉和奶粉混合物质量与发酵液体积的百分比；
（12）益生菌粉的人工胃液处理：取1g益生菌粉，用4ml无菌生理盐水悬浮、洗涤后离心，再用4ml 10mM的PBS 缓冲液（pH7.4）洗涤菌体一次，离心，所得菌体加入5ml的人工胃液和1.5ml PBS缓冲液，最终pH2.7，振荡均匀后放入37℃恒温水浴锅保温3h；
（13）益生菌的活性检测：人工胃液处理前后分别取样稀释涂平板，进行活菌计数，比较处理（3h）前后的活菌数繁殖情况，以鉴定益生菌粉的耐强酸性；
（14）牛蒡根干粉与奶粉配制比例的优化选择:人工胃液处理前后益生菌的耐强酸性没有发生显著变化（活性仍保持在90%以上）的牛蒡根干粉与奶粉配制比例就是优化选择。
牛蒡根富含膳食纤维和菊粉（低聚果糖），能很好地包埋微生物益生菌，对益生菌起到有效保护作用；奶粉也是一种常用的益生菌保护剂。相对于现有技术，本发明的有益效果：本发明利用牛蒡根粉和奶粉合理配制有效包埋和保护益生菌有效解决了益生菌产品的活性问题，使益生菌产品到达肠道后仍保持高的活性，发挥应有的作用和功能，同时，产品还能体现牛蒡的综合药理功能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做具体说明：
本发明首先一方面制备牛蒡根干粉，另一方面利用申请人筛选到的嗜酸乳杆菌株JSX-A1和嗜热乳酸链球菌株JSX-T1分别或混合进行发酵，然后，将灭菌的牛蒡根干粉和奶粉按一定比例进行配制后与发酵液混合，深冷冻干燥，制备益生菌粉。最后，将生产出的益生菌粉进行人工胃液处理，再检测益生菌的活性，优化出牛蒡根干粉和奶粉的合理配制比例，使益生菌粉在极酸环境中益生菌活性没有显著变化(仍保持90%以上活性)。
具体实施例1：
（1）MRS固体培养基的配置：10g/L蛋白胨、10g/L牛肉膏、5g/L酵母粉、20g/L葡萄糖、5g/L无水乙酸钠、1ml/L吐温-80、2g/L柠檬酸二胺、2g/L磷酸氢二钾、0.58g/L硫酸镁、0.25g/L硫酸锰，用蒸馏水溶解，调节pH 6.6-6.8，然后，添加2%琼脂，定容；高压1×105Pa灭菌20min；
（2）MRS液体培养基的配置：10g/L蛋白胨、10g/L牛肉膏、5g/L酵母粉、20g/L葡萄糖、5g/L无水乙酸钠、1ml/L吐温-80、2g/L柠檬酸二胺、2g/L磷酸氢二钾、0.58g/L硫酸镁、0.25g/L硫酸锰，用蒸馏水溶解，调节pH 6.6-6.8，并定容；高压1×105Pa灭菌20min；
（3）人工胃液的制备：将0.2gNaCl和0.35g胃蛋白酶溶于适量蒸馏水中，用HCl调节pH值至2.0，定容至100ml；然后，用0.25µm的微孔滤膜过滤灭菌后备用；
（4）牛蒡根干粉的制备：鲜牛蒡根洗干净后切片，迅速置于沸水中3-5分钟，捞出，沥干，于60℃烘干。然后，用粉碎机粉碎烘干的牛蒡根片成牛蒡根粉；
（5）牛蒡根干粉和奶粉进行辐射灭菌，保存备用；
（6）用固体MRS培养基、37℃条件下活化JSX-A1和JSX-T1菌种；
（7）接种活化的JSX-A1、JSX-B1或二者的混合物于MRS液体培养基中；
（8）在200rpm、37℃条件下发酵约2-3天；
（9）取样检测，包括：发酵液pH值及镜检与乳酸菌计数；
（10）发酵液pH值4.0-4.5、乳酸菌数达到1012/ml时终止发酵；
（11）将（5）中制备的干燥牛蒡根粉和奶粉以一定比例[1：1（重量/重量）]、按10%的量（重量/体积）添加进发酵液中，混匀，然后冷冻干燥成冻干粉；
（12）益生菌粉的人工胃液处理：取1g益生菌粉用4ml无菌生理盐水悬浮、洗涤后离心，再用4ml 10mM的PBS 缓冲液（pH7.4）洗涤菌体一次，离心，所得菌体加入5ml的人工胃液和1.5ml PBS缓冲液，最终pH2.7，振荡均匀后放入37℃恒温水浴锅保温3h；
（13）益生菌的活性检测：人工胃液处理前后分别取样稀释涂平板，进行活菌计数，比较处理（3h）前后的活菌数繁殖情况，以鉴定益生菌粉的耐强酸性；
（14）益生菌的活性变化：结果表明牛蒡根干粉与奶粉按此比例配制包埋益生菌，人工胃液处理前后益生菌的耐强酸性没有发生显著变化，处理后仍保持原有的90%活性，是良好的牛蒡粉与奶粉比例配制选择。
具体实施例2：
（1）MRS固体培养基的配置：10g/L蛋白胨、10g/L牛肉膏、5g/L酵母粉、20g/L葡萄糖、5g/L无水乙酸钠、1ml/L吐温-80、2g/L柠檬酸二胺、2g/L磷酸氢二钾、0.58g/L硫酸镁、0.25g/L硫酸锰，用蒸馏水溶解，调节pH 6.6-6.8，然后，添加2%琼脂，定容；高压1×105Pa灭菌20min；
（2）MRS液体培养基的配置：10g/L蛋白胨、10g/L牛肉膏、5g/L酵母粉、20g/L葡萄糖、5g/L无水乙酸钠、1ml/L吐温-80、2g/L柠檬酸二胺、2g/L磷酸氢二钾、0.58g/L硫酸镁、0.25g/L硫酸锰，用蒸馏水溶解，调节pH 6.6-6.8，并定容；高压1×105Pa灭菌20min；
（3）人工胃液的制备：将0.2gNaCl和0.35g胃蛋白酶溶于适量蒸馏水中，用HCl调节pH值至2.0，定容至100ml；然后，用0.25µm的微孔滤膜过滤灭菌后备用；
（4）牛蒡根干粉的制备：鲜牛蒡根洗干净后切片，迅速置于沸水中3-5分钟，捞出，沥干，于60℃烘干。然后，用粉碎机粉碎烘干的牛蒡根片成牛蒡根粉；
（5）牛蒡根干粉和奶粉进行辐射灭菌，保存备用；
（6）用固体MRS培养基、37℃条件下活化JSX-A1和JSX-T1菌种；
（7）接种活化的JSX-A1、JSX-B1或二者的混合物于MRS液体培养基中；
（8）在200rpm、37℃条件下发酵约2-3天；
（9）取样检测，包括：发酵液pH值及镜检与乳酸菌计数；
（10）发酵液pH值4.0-4.5、乳酸菌数达到1012/ml时终止发酵；
（11）将（5）中制备的干燥牛蒡根粉和奶粉以一定比例[2：1（重量/重量）]、按10%的量（重量/体积）添加进发酵液中，混匀，然后冷冻干燥成冻干粉；
（12）益生菌粉的人工胃液处理：取1g益生菌粉用4ml无菌生理盐水悬浮、洗涤后离心，再用4ml 10mM的PBS 缓冲液（pH7.4）洗涤菌体一次，离心，所得菌体加入5ml的人工胃液和1.5ml PBS缓冲液，最终pH2.7，振荡均匀后放入37℃恒温水浴锅保温3h；
（13）益生菌的活性检测：人工胃液处理前后分别取样稀释涂平板，进行活菌计数，比较处理（3h）前后的活菌数繁殖情况，以鉴定益生菌粉的耐强酸性；
（14）益生菌的活性变化：结果表明牛蒡根干粉与奶粉按此比例配制包埋益生菌，人工胃液处理前后益生菌的耐强酸性发生变化最小，处理后的活性仍有处理前的95%，是最优的牛蒡粉与奶粉比例配制选择。
具体实施例3：
（1）MRS固体培养基的配置：10g/L蛋白胨、10g/L牛肉膏、5g/L酵母粉、20g/L葡萄糖、5g/L无水乙酸钠、1ml/L吐温-80、2g/L柠檬酸二胺、2g/L磷酸氢二钾、0.58g/L硫酸镁、0.25g/L硫酸锰，用蒸馏水溶解，调节pH 6.6-6.8，然后，添加2%琼脂，定容；高压1×105Pa灭菌20min；
（2）MRS液体培养基的配置：10g/L蛋白胨、10g/L牛肉膏、5g/L酵母粉、20g/L葡萄糖、5g/L无水乙酸钠、1ml/L吐温-80、2g/L柠檬酸二胺、2g/L磷酸氢二钾、0.58g/L硫酸镁、0.25g/L硫酸锰，用蒸馏水溶解，调节pH 6.6-6.8，并定容；高压1×105Pa灭菌20min；
（3）人工胃液的制备：将0.2gNaCl和0.35g胃蛋白酶溶于适量蒸馏水中，用HCl调节pH值至2.0，定容至100ml；然后，用0.25µm的微孔滤膜过滤灭菌后备用；
（4）牛蒡根干粉的制备：鲜牛蒡根洗干净后切片，迅速置于沸水中3-5分钟，捞出，沥干，于60℃烘干。然后，用粉碎机粉碎烘干的牛蒡根片成牛蒡根粉；
（5）牛蒡根干粉和奶粉进行辐射灭菌，保存备用；
（6）用固体MRS培养基、37℃条件下活化JSX-A1和JSX-T1菌种；
（7）接种活化的JSX-A1、JSX-B1或二者的混合物于MRS液体培养基中；
（8）在200rpm、37℃条件下发酵约2-3天；
（9）取样检测，包括：发酵液pH值及镜检与乳酸菌计数；
（10）发酵液pH值4.0-4.5、乳酸菌数达到1012/ml时终止发酵；
（11）将（5）中制备的干燥牛蒡根粉和奶粉以一定比例[3：1（重量/重量）]、按10%的量（重量/体积）添加进发酵液中，混匀，然后冷冻干燥成冻干粉；
（12）益生菌粉的人工胃液处理：取1g益生菌粉用4ml无菌生理盐水悬浮、洗涤后离心，再用4ml 10mM的PBS 缓冲液（pH7.4）洗涤菌体一次，离心，所得菌体加入5ml的人工胃液和1.5ml PBS缓冲液，最终pH2.7，振荡均匀后放入37℃恒温水浴锅保温3h；
（13）益生菌的活性检测：人工胃液处理前后分别取样稀释涂平板，进行活菌计数，比较处理（3h）前后的活菌数繁殖情况，以鉴定益生菌粉的耐强酸性；
（14）益生菌的活性变化：结果表明牛蒡根干粉与奶粉按此比例配制包埋益生菌，人工胃液处理前后益生菌的耐强酸性也没有发生显著变化（处理后的活性仍有处理前的92%），是良好的牛蒡粉与奶粉比例配制选择。
以上已以较佳实施例公开了本发明，然其并非用以限制本发明，凡采用等同替换或者等效变换方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种利用牛蒡根干粉和奶粉包埋、生产益生菌粉的方法，包括如下步骤：制备牛蒡根干粉，利用嗜酸乳杆菌株JSX-A1和嗜热乳酸链球菌株JSX-T1的一种或两种进行发酵，然后，将牛蒡根干粉和奶粉按一定比例进行配制后与发酵液混合，深冷冻干燥，制备益生菌粉。
2.根据权利要求1所述的一种利用牛蒡根干粉和奶粉包埋、生产益生菌粉的方法，其特征在于：将制备的益生菌粉进行人工胃液处理，再检测益生菌的活性，得到益生菌仍保持90%以上活性的牛蒡根干粉和奶粉的合理配制比例。
3.根据权利要求1所述的一种利用牛蒡根干粉和奶粉包埋、生产益生菌粉的方法，其特征在于，具体步骤为：
（1）牛蒡根干粉的制备：鲜牛蒡根洗干净后切片，置于沸水中3-5分钟，捞出，沥干，于60℃烘干；然后，粉碎烘干的牛蒡根片成牛蒡根粉；
（2） 牛蒡根干粉和奶粉进行辐射灭菌，保存备用；
（3）用固体MRS培养基、37℃条件下活化JSX-A1和JSX-T1菌种；
（4）接种活化的JSX-A1、JSX-B1或二者的混合物于MRS液体培养基中；
（5）在200rpm、37℃条件下发酵约2-3天；
（6）取样检测，包括：发酵液pH值及镜检与乳酸菌计数；
（7）发酵液pH值4.0-4.5、乳酸菌数达到1012/ml时终止发酵；
（8）将（2）中制备的干燥牛蒡根粉和奶粉以重量比为1-3：1、按10%的量添加进发酵液中，混匀，然后冷冻干燥成冻干粉；10%指干燥牛蒡根粉和奶粉混合物质量与发酵液体积的百分比；单位为g/L。
4.根据权利要求3所述的一种利用牛蒡根干粉和奶粉包埋、生产益生菌粉的方法，其特征在于，MRS固体培养基的配置：10g/L蛋白胨、10g/L牛肉膏、5g/L酵母粉、20g/L葡萄糖、5g/L无水乙酸钠、1ml/L吐温-80、2g/L柠檬酸二胺、2g/L磷酸氢二钾、0.58g/L硫酸镁、0.25g/L硫酸锰，用蒸馏水溶解，调节pH 6.6-6.8，然后，添加2%琼脂，定容；高压1×105Pa灭菌20min；
MRS液体培养基的配置：10g/L蛋白胨、10g/L牛肉膏、5g/L酵母粉、20g/L葡萄糖、5g/L无水乙酸钠、1ml/L吐温-80、2g/L柠檬酸二胺、2g/L磷酸氢二钾、0.58g/L硫酸镁、0.25g/L硫酸锰，用蒸馏水溶解，调节pH 6.6-6.8，并定容；高压1×105Pa灭菌20min。
5.根据权利要求3所述的一种利用牛蒡根干粉和奶粉包埋、生产益生菌粉的方法，其特征在于，还包括如下步骤：
（9）益生菌粉的人工胃液处理：取1g益生菌粉，用4ml无菌生理盐水悬浮、洗涤后离心，再用4ml 10mM、pH7.4的PBS 缓冲液洗涤菌体一次，离心，所得菌体加入5ml的人工胃液和1.5ml PBS缓冲液，最终pH2.7，振荡均匀后放入37℃恒温水浴锅保温3h；
（10）益生菌的活性检测：人工胃液处理前后分别取样稀释涂平板，进行活菌计数，比较处理3h前后的活菌数繁殖情况，以鉴定益生菌粉的耐强酸性；
（11）牛蒡根干粉与奶粉配制比例的优化选择:人工胃液处理前后益生菌的耐强酸性没有发生显著变化（活性仍保持在90%以上）的牛蒡根干粉与奶粉配制比例就是优化选择。
6.根据权利要求5所述的一种利用牛蒡根干粉和奶粉包埋、生产益生菌粉的方法，其特征在于，人工胃液的制备：将0.2gNaCl和0.35g胃蛋白酶溶于适量蒸馏水中，用HCl调节pH值至2.0，定容至100ml；然后，用0.25µm的微孔滤膜过滤灭菌后备用。
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