CN108913637A - 一种植物乳杆菌复合剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及微生物复合制剂领域,提供一种植物乳杆菌复合剂,按重量份计,包括植物乳杆菌85~90份和蛋白酶解多肽1.5~6份;所述植物乳杆菌复合剂中所含活菌数在1010cfu/g以上;所述蛋白酶解多肽中多肽的质量含量在75%以上、所述蛋白酶解多肽中相对分子量1000Da以下的多肽的质量占比不低于80%,所述蛋白酶解多肽中天冬氨酸的质量百分数在1%以上,谷氨酸的质量分数在5%以上。本发明研究表明,植物乳杆菌和蛋白酶解多肽复配后,能够显著提高植物乳杆菌的抗氧化衰老、降血糖作用、降血脂作用以及提高免疫力作用。在制备过程中,蛋白酶解多肽还能够起到促进植物乳杆菌增殖以缩短发酵时间的作用以及冻干保护作用。
Description
技术领域
本发明涉及微生物复合制剂领域,具体涉及一种植物乳杆菌复合剂及其制备方法和应用。
背景技术
植物乳杆菌为乳杆菌科的乳杆菌属微生物,最适生长温度为30~35℃,厌氧或兼性厌氧,菌种为直或弯的杆状,单个、有时成对或成链状,最适pH在6.5左右,属于同型发酵乳酸菌。
植物乳杆菌是一种被证实有增强免疫、抑制致病菌、降低血清胆固醇含量、预防心血管疾病等多种生理功能的乳酸杆菌,在酸奶及果蔬汁发酵、功能性益生菌制剂等产品中得到广泛的应用。
然而植物乳杆菌只有在活菌数足够高的条件下才能发挥以上所述益生作用,如何得到生产成本低、活菌数高、品质稳定且保存期长的植物乳杆菌菌粉成为一大难题。
发明内容
本发明为了解决现有技术中植物乳杆菌制剂活菌数不够高、稳定性不足以及增强免疫等益生效果不显著的问题,提供了一种植物乳杆菌复合剂,其中的植物乳杆菌与蛋白酶解多肽存在协同作用,能够显著提高植物乳杆菌的益生效果。
为了解决上述问题,本发明提供了以下技术方案:
本发明提供了一种植物乳杆菌复合剂,按重量份计,包括植物乳杆菌85~90份和蛋白酶解多肽1.5~6份;
所述植物乳杆菌复合剂中所含活菌数在1010cfu/g以上;
所述蛋白酶解多肽中多肽的质量含量在75%以上、所述蛋白酶解多肽中相对分子量1000Da以下的多肽的质量占比不低于80%,所述蛋白酶解多肽中天冬氨酸的质量百分数在1%以上,谷氨酸的质量分数在5%以上;
所述蛋白酶解多肽的重量以干重计。
优选的,所述蛋白酶解多肽选自蛋白酶解液或蛋白酶解多肽干粉。
优选的,所述蛋白酶解多肽选自碱性蛋白酶、中性蛋白酶和胰蛋白酶中一种或多种酶解蛋白的产物。
优选的,所述用于制备蛋白酶解多肽的蛋白选自苦瓜籽、鸡蛋清粉、乳清蛋白粉、大豆蛋白粉、豌豆蛋白粉和核桃粕中的一种或多种。
本发明还提供了上述技术方案所述植物乳杆菌复合剂的制备方法,包括以下步骤:
(1)将植物乳杆菌接种至种子培养基中活化,得到一级种子液;
(2)将所述一级种子液接种至种子培养基中厌氧培养8~24h,得到二级种子液;
(3)将所述二级种子液接入含有蛋白酶解多肽的发酵培养基中进行高密度发酵,离心取沉淀,得到菌泥;
(4)将所述菌泥与冻干保护剂混合后进行乳化包埋,得到乳化液;
按质量百分比计,所述冻干保护剂包括10~30%的脱脂乳粉和10~15%的蛋白酶解多肽和余量的水;
(5)将得到的乳化液冷冻干燥,粉碎,得到植物乳杆菌复合剂。
优选的,所述步骤(1)和(2)中,所述种子培养基独立包括以下质量百分含量的组分:1~3%葡萄糖、1~3%蛋白胨、0.5~3%酵母浸膏、0.2~1%无水乙酸钠、0.02~0.08%硫酸镁、0.02~0.08%硫酸锰、0.05~0.1%吐温80和余量的水,pH值独立为6.2~6.8。
优选的,步骤(3)所述含有蛋白酶解多肽的发酵培养基,按质量百分数计,包括1.5~6%蛋白酶解多肽、1~3%葡萄糖、1~3%蛋白胨、0.5~3%酵母浸膏、0.2~1%无水乙酸钠、0.02~0.08%硫酸镁、0.02~0.08%硫酸锰、0.05~0.1%吐温80和余量的水,pH值为6.2~7.0。
优选的,步骤(4)中,所述菌泥与冻干保护剂中的蛋白酶解多肽的质量比为1:0.01~0.05;所述乳化包埋时间为20~50min。
本发明还提供了一种食品、药品、保健品或发酵剂,包括前述技术方案所述植物乳杆菌复合剂和辅料。
优选的,所述食品、药品或保健品的形式包括片剂、粉剂、胶囊剂、颗粒剂、包衣剂、饮料、糕点、饼干、糖果、巧克力或果冻。
与现有技术相比,本发明提供的技术方案具有以下优点:
本发明提供了一种植物乳杆菌复合剂,按重量份计,包括植物乳杆菌85~90份和蛋白酶解多肽1.5~6份;所述植物乳杆菌复合剂中所含活菌数在1010cfu/g以上;所述蛋白酶解多肽中多肽的质量含量在75%以上、所述蛋白酶解多肽中相对分子量1000Da以下的多肽的质量占比不低于80%,所述蛋白酶解多肽中天冬氨酸的质量百分数在1%以上、谷氨酸的质量分数在5%以上;所述蛋白酶解多肽的重量以干重计。本发明研究表明,本发明提供的植物乳杆菌和蛋白酶解多肽复配后,能够显著提高植物乳杆菌的抗氧化衰老作用、降血糖作用、降血脂作用以及提高免疫力作用。
本发明研究表明,当蛋白酶解多肽中含有天冬氨酸的质量百分数在1%、谷氨酸的质量分数在5%以上时才具有与植物乳杆菌复配增效的作用,蛋白酶解多肽中不含有天冬氨酸、谷氨酸或者含量不足的不具备这一作用。
在本发明中,当蛋白酶解多肽中相对分子量1000Da的多肽质量占比达到80%以上时才具有与植物乳杆菌复配后的协同增效作用。
本发明还提供了一种植物乳杆菌复合剂的制备方法,植物乳杆菌经过两级种子培养基培养后得到二级培养液,将二级培养液接入含有蛋白酶解多肽的发酵培养基中进行高密度发酵培养,将高密度发酵培养得到的发酵液离心取沉淀得到菌泥,将菌泥与含有蛋白酶解多肽的冻干保护剂混合后乳化包埋、冷冻干燥,粉碎,即得植物乳杆菌复合剂。
在本发明中,发酵培养基中的蛋白酶解多肽起到刺激植物乳杆菌生长,进而缩短发酵时间;冻干保护剂中的蛋白酶解多肽还能够对植物乳杆菌起到保护作用,提高冷冻干燥后得到的活菌数、提高植物乳杆菌复合剂的稳定性。即,本发明采用乳化包埋以及冷冻干燥的方式能够有效提高植物乳杆菌复合剂的活菌数、提高保存时间。
本发明还提供了一种包括前述技术方案所述植物乳杆菌复合剂的食品、药品、保健品或发酵剂,所述的食品、药品或保健品具有抗氧化衰老、降血糖、降血脂、提高免疫力的作用;所述发酵剂可以有效缩短发酵时间。试验表明,与单独施用植物乳杆菌或蛋白酶解多肽相比,本发明所述的植物乳杆菌复合剂在发挥抗氧化衰老、降血糖、降血脂、提高免疫力等活性方面存在协同增效作用。
附图说明
图1为实施例5中各组的大鼠血清TC、TG和HDL-C含量柱状图;
图2为实施例8中接种不同培养基的植物乳杆菌活菌数变化图;
图3为实施例9中接种不同培养基在稳定期初期的活菌数比较。
具体实施方式
本发明提供了一种植物乳杆菌复合剂,按重量份计,包括植物乳杆菌85~90份和蛋白酶解多肽1.5~6份;所述蛋白酶解多肽的重量以干重计;
所述植物乳杆菌复合剂中所含活菌数在1010cfu/g以上;
所述蛋白酶解多肽中多肽的质量含量在75%以上、所述蛋白酶解多肽中相对分子量1000Da以下的多肽的质量占比不低于80%,所述蛋白酶解多肽中天冬氨酸的质量百分数在1%以上、谷氨酸的质量分数在5%以上。本发明对所述植物乳杆菌的来源无特殊限定,采用本领域已知的植物乳杆菌即可,比如市售或自行分离均可。
在本发明中,所述蛋白酶解多肽中所含的天冬氨酸1%以上、谷氨酸的质量分数在5%以上,则蛋白酶解多肽才具有与植物乳杆菌复配协同增效的作用。同时还需要满足多肽含量以及相对分子量分布的条件,具体的,本发明所述蛋白酶解多肽中的多肽含量在75~95%,更优选为80~90%;本发明所述蛋白酶解多肽在相对分子量1000Da以下的分布比例不低于80%,更优选为85~99%。
本发明所述的蛋白酶解多肽具有抗氧化、降低三高、抑制有害菌生长的作用,本发明所述蛋白酶解多肽与植物乳杆菌复配后能够提高植物乳杆菌的益生活性,在抗氧化衰老、降低血压、降低血脂以及提高免疫力方面具有显著的协同增效作用。
在本发明中,所述蛋白酶解多肽优选的选自碱性蛋白酶、中性蛋白酶或胰蛋白酶中一种或多种酶解的产物。本发明对于所述蛋白酶解的具体条件无特殊限定,只要能够获得符合本发明所述条件的蛋白酶解多肽即可。
在本发明中,所述蛋白酶解多肽的酶解原料优选的选自苦瓜籽、鸡蛋清、乳清蛋白、大豆蛋白、豌豆蛋白和核桃粕中的一种或多种;进一步优选的,本发明所述蛋白酶解多肽选自碱性蛋白酶、中性蛋白酶和胰蛋白酶中的一种或多种酶,酶解苦瓜籽、鸡蛋清粉、乳清蛋白粉、大豆蛋白粉、豌豆蛋白粉和核桃粕中一种或多种后得到的酶解产物,具体的可以为符合所述蛋白酶解多肽条件的苦瓜肽、核桃肽、豌豆肽以及大豆肽等。
本发明所述蛋白酶解多肽的重量以其干重计算,所述干重是指含水量在10%以下时的质量。本发明优选的,所述蛋白酶解多肽选自蛋白酶解液或蛋白酶解多肽干粉。所述蛋白酶解多肽干粉可以由蛋白酶解液干燥得到,本发明对具体干燥方法无特殊限定。
在本发明中,所述植物乳杆菌与蛋白酶解多肽的质量比更优选为85~90:2.5~2.7。在本发明中,所述植物乳杆菌与蛋白酶解多肽复配时,植物乳杆菌的质量是指其菌体质量,所述植物乳杆菌中活菌数至少为1010cfu/g。
在本发明中,所述植物乳杆菌复合剂的有效活菌数更优选为2×1011cfu/g以上,更进一步优选为3×1011cfu/g~5×1011cfu/g。
本发明提供的植物乳杆菌复合剂中的有效活菌数高,植物乳杆菌的益生活性强,具有显著的抗氧化衰老、降血压、降血糖以及提高免疫力的作用。本发明提供的植物乳杆菌复合剂可以在-18℃的条件下保存24个月,有效活菌数不会发生显著改变,稳定性好,保质期更长。
本发明还提供了一种上述技术方案所述植物乳杆菌复合剂的制备方法,包括以下步骤:
(1)将植物乳杆菌接种至种子培养基中活化,得到一级种子液;
(2)将一级种子液接种至种子培养基中厌氧培养8~24h,得到二级种子液;
(3)将二级种子液接入含有蛋白酶解多肽的发酵培养基中进行高密度发酵,离心取沉淀,得到菌泥;
(4)将菌泥与冻干保护剂混合后进行乳化包埋,得到乳化液;
按质量百分比计,所述冻干保护剂包括10~30%的脱脂乳粉和10~15%的蛋白酶解多肽和余量的水;
(5)将得到的乳化液冷冻干燥,粉碎,得到植物乳杆菌复合剂。
本发明将植物乳杆菌菌种接种于种子培养基中活化,得到一级种子液;本发明对所述植物乳杆菌菌种的接种量无特殊限定,蘸取菌种接种至种子培养基即可。本发明制备一级种子液的目的主要是为了活化菌种。
本发明所述的种子培养基作用为培养、活化菌种,促进植物乳杆菌增殖,本发明对于所述种子培养基的组成没有特殊限定,优选的可以选择如下种子培养基:
按照质量分数计,本发明所述种子培养基优选的包括1~3%葡萄糖、1~3%蛋白胨、0.5~3%酵母浸膏、0.2~1%无水乙酸钠、0.02~0.08%硫酸镁、0.02~0.08%硫酸锰、0.05~0.1%吐温80和余量的水,pH值6.2~6.8;优选的包括:1.5~2.5%葡萄糖、1.5~2.5%蛋白胨、1~2%酵母浸膏、0.4~0.6%无水乙酸钠、0.04~0.06%硫酸镁、0.04~0.06%硫酸锰、0.06~0.08%吐温80和余量的水。
在本发明中,所述活化时间优选为12~24h,更优选为16h;所述活化温度优选为30~40℃,更优选为37℃。在本发明中,所述活化时为厌氧条件。
得到一级种子液后,本发明将一级种子液接种至种子培养基中进行厌氧培养8~24h,得到二级种子液。本发明采用的种子培养基与制备一级种子液时的相同,在此不再赘述。
在本发明中,所述一级种子液接种至种子培养基的接种量优选为2~8%(体积百分数),更优选为4~6%(体积百分数)。在本发明中,所述厌氧培养温度优选为28~40℃,更优选为32~37℃。在本发明中,所述厌氧培养时间优选为10~20h,更优选为15~18h。本发明将二级种子液进行厌氧发酵是为了进一步扩大植物乳杆菌的活菌数,为下一步高密度发酵做好准备。
得到二级种子液后,本发明将二级种子液接入含有蛋白酶解多肽的发酵培养基中进行高密度发酵,所得发酵液离心取沉淀,得到菌泥。本发明采用高密度发酵方式能够显著提高菌体密度,同时降低生产设备的成本,满足提高比生产率、降低生产成本、加快产品商品化进程的竞争需求。
在本发明所述的发酵培养基中添加蛋白酶解多肽,能够显著提高植物乳杆菌的增殖,试验表明,添加了蛋白酶解多肽的发酵液在相同培养时间内植物乳杆菌活菌数为不添加蛋白酶解多肽的发酵液中植物乳杆菌活菌数的10~100倍。即,本发明所述蛋白酶解多肽在发酵培养基中起到促进植物乳杆菌增殖、缩短发酵培养时间的作用。
按照质量分数计,本发明所述发酵培养基优选的包括1.5~6%蛋白酶解多肽、1~3%葡萄糖、1~3%蛋白胨、0.5~3%酵母浸膏、0.2~1%无水乙酸钠、0.02~0.08%硫酸镁、0.02~0.08%硫酸锰、0.05~0.1%吐温80和余量的水,pH值为6.2~7.0;优选的包括2~4.5%蛋白酶解多肽、1.5~2.5%葡萄糖、1.5~2.5%蛋白胨、1~2%酵母浸膏、0.4~0.6%无水乙酸钠、0.04~0.06%硫酸镁、0.04~0.06%硫酸锰、0.06~0.08%吐温80和余量的水。本发明提供的发酵培养基可适宜大规模工业化生产,满足高密度发酵时的微生物营养需求。
研究表明,当发酵培养基中加入蛋白酶解多肽后,相对分子质量小的蛋白酶解多肽具有较高的溶解性和易消化吸收性能,这是蛋白酶解多肽发挥活性的前提条件,也是其优于普通蛋白质以及氨基酸的特性之一。蛋白酶解多肽在发酵培养基中能够为植物乳杆菌提供生长所必须的氨基酸,还能够作为氮源为微生物提供能源;蛋白酶解多肽可被植物乳杆菌直接利用,无需经过胞外蛋白酶酶解,能够直接有效地加快其生长进程;而且蛋白酶解多肽还能够提高益生菌的酸性环境下的耐受力,也能够促进植物乳杆菌的增殖,提高其活菌数。
在本发明中,所述高密度发酵至发酵液中的活菌数达到109cfu/mL以上时,即可停止发酵。本发明所述高密度发酵的发酵时间仅需6~12h,相对于一般的植物乳杆菌发酵时间有明显缩短。
本发明通过对发酵培养基的优化,相对于常规的发酵培养基降低了价格较高的牛肉浸粉等培养基原料使用,能够有效地节约发酵成本。同时,发酵培养基中加入蛋白酶解多肽,能够有效加快植物乳杆菌的生长周期,提高植物乳杆菌的活菌数,节省达到目标活菌数的时间,从而节约发酵成本。
在本发明中,所述二级种子液接入发酵培养基的接种量优选为1~5%(体积百分比),更优选为2~3%(体积百分比)。
在本发明中,所述高密度发酵的发酵温度优选为30~40℃,更优选为37℃。在本发明中,所述高密度发酵时优选的伴随搅拌,所述搅拌速率优选为80~200r/min,更优选为100~150r/min。
在本发明中,对高密度发酵得到的发酵液进行离心是为了获得较为纯净的菌体。在本发明中,所述离心转速优选为6000~12000r/min,更优选为8000r/min。在本发明中,所述离心时间优选为15~30min,更优选为20min。
得到菌泥后,本发明将菌泥与冻干保护剂混合后进行乳化包埋,得到乳化液。本发明将菌泥进行乳化包埋的目的在于保护植物乳杆菌的活性,降低后续的冷冻干燥步骤对植物乳杆菌活菌数和活性的影响。
按质量百分比计,本发明所述冻干保护剂包括10~30%的脱脂乳粉和10~15%的蛋白酶解多肽和余量的水;更优选的包括15~25%的脱脂乳粉和12~14%的蛋白酶解多肽和余量的水。
在本发明中,冻干保护剂中的脱脂乳起到乳化包埋作用,蛋白酶解多肽则一方面属于植物乳杆菌复合剂的有效成分,另一方面蛋白酶解多肽还能够起到冻干保护剂的作用,防止冷冻干燥对植物乳杆菌的损伤。
在本发明中,所述冻干保护剂中,优选的还可以包括海藻糖、葡聚糖等乳化包埋材料,用以增强乳化包埋效果。
在本发明中,所述菌泥与冻干保护剂中的蛋白酶解多肽的质量比优选为1:0.01~0.10,更优选为1:0.012~0.09,进一步优选为1:0.02~0.06。在本发明提供的质量比下,冻干保护剂中的蛋白酶解多肽可有效发挥冻干保护作用。
在本发明中,所述乳化包埋的温度优选为18~22℃,更优选为19~21℃。本发明对所述乳化方式无特殊限定,采用本领域已知的乳化方式即可,比如搅拌乳化。本发明优选的,所述乳化时间优选为20~50min,更优选为30~40min。本发明乳化包埋是将植物乳杆菌和蛋白酶解多肽包埋在脱脂乳等乳化包埋材料中,以增强其稳定性,也有利于保证最终产品的粒径均一。
得到乳化液后,本发明将乳化液冷冻干燥,再粉碎,得到植物乳杆菌复合剂。本发明进行冷冻干燥的目的是为了去除产品的多余水分,提高成品稳定性;同时,将蛋白酶解多肽与植物乳杆菌一同进行冷冻干燥有利于保持植物乳杆菌的活性,使成品所含有效活菌数更高,还能够提高蛋白酶解多肽的活性。
在本发明中,所述冷冻干燥优选为真空冷冻干燥。在本发明中,所述冷冻干燥还包括预冷冻。所述预冷冻的温度优选为-40~-35℃,更优选为-38℃;预冷冻时间优选为1..5~4h,更优选为2~3h。在本发明中,所述冷冻干燥时间优选为30~40h,更优选为36h。
在本发明中,所述冷冻干燥后的粉碎是为了分散产品,使成品的粒度均一、混合均匀。本发明优选的,所述粉碎粒径为5~20目。
本发明还提供了一种食品、药品、保健品或发酵剂,包括前述技术方案所述植物乳杆菌复合剂和辅料。
在本发明中,所述包括植物乳杆菌复合剂的食品、药品或保健品具有抗氧化衰老、降血糖、降血脂或提高免疫力的作用,其中植物乳杆菌复合剂作为活性成分,能够提供抗氧化衰老、降血糖、降血脂或提高免疫力的作用。
在本发明中,所述包括植物乳杆菌复合剂的发酵剂具有缩短发酵时间的作用,发酵效率更高,并能够为发酵物提供抗氧化衰老、降血糖、降血脂或提高免疫力功效。
本发明优选的,所述植物乳杆菌复合剂在所述食品、药品、保健品或发酵剂中的含量为1~99%;更优选为30~50%。
在本发明中,所述药品的形式包括但不限于片剂、粉剂、胶囊剂、颗粒剂或包衣剂。食品或保健品的形式包括但不限于片剂、粉剂、胶囊剂、颗粒剂、包衣剂、饮料、糕点、饼干、糖果、巧克力或果冻。本发明优选的,将包括所述植物乳杆菌复合剂的食品制成休闲零食的各种形式。
本发明对于如何将植物乳杆菌复合剂制成相应食品、药品、保健品或发酵剂无特殊限定,采用本领域已知的制剂制备方法即可。本发明对所述食品、药品、保健品或发酵剂中的辅料无特殊限定,采用本领域熟知的食品辅料、药品辅料以及保健品辅料即可。
为了进一步说明本发明,下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细地描述,但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
按质量百分比计,种子培养基:2%葡萄糖、1%蛋白胨、0.5%酵母浸膏、0.5%无水乙酸钠、0.06%硫酸镁、0.02%硫酸锰、0.1%吐温80和余量的水,pH值6.5~6.8;
按质量百分比计,发酵培养基:10%鸡蛋清蛋白酶解液(以干重计,3%鸡蛋清蛋白酶解多肽)、2%葡萄糖、1%蛋白胨、0.5%酵母浸膏、0.5%无水乙酸钠、0.06%硫酸镁、0.02%硫酸锰、0.1%吐温80和余量的水,pH值为6.2;
经检测,鸡蛋清蛋白酶解多肽中多肽含量为82%,相对分子量1000Da的分布比例为87%,天冬氨酸的质量百分数为1.8%,谷氨酸的质量分数为9.3%。按质量百分比计,冻干保护剂:脱脂乳10%,鸡蛋清蛋白酶解液10%,其余量为水。
将市售的植物乳杆菌种到装有种子培养基的试管中活化,得到一级种子液,再将一级种子液按照2%的接种量转接至种子培养基中得到二级种子液,培养条件为28~30℃,厌氧培养10h;将二级种子液接入发酵培养基中进行高密度发酵,二级种子液接至发酵培养基中的接种量为3%,培养条件为35℃,厌氧培养12h,待发酵液中菌体密度达到109cfu/mL,收集发酵液,离心获得菌体,按照菌体与冻干保护剂中的苦瓜籽蛋白酶解多肽干粉的质量比1:0.02混合,进行乳化包埋,乳化时间20min;将乳化液在-40℃下预冷冻1.5h,将预冷冻后的乳化液进行真空冷冻干燥,真空度为0.15mbar;真空冷冻干燥后将其粉碎至10目,得到植物乳杆菌复合剂,所得植物乳杆菌复合剂的活菌数为2×1011cfu/g。
实施例2
按质量百分比计,种子培养基:2%葡萄糖、1.2%蛋白胨、0.5%酵母浸膏、0.5%无水乙酸钠、0.02%硫酸镁、0.06%硫酸锰、0.1%吐温80和余量的水,pH值6.5~6.8;
按质量百分比计,发酵培养基:0.5%苦瓜籽蛋白酶解干粉、2%葡萄糖、1%蛋白胨、0.5%酵母浸膏、0.5%无水乙酸钠、0.06%硫酸镁、0.02%硫酸锰、0.1%吐温80和余量的水,pH值为6.4;
经检测,苦瓜籽蛋白酶解多肽中多肽含量为78%,相对分子量1000Da的分布比例为83%,天冬氨酸的质量百分数为1.2%,谷氨酸含量为5.8%。
按质量百分比计,冻干保护剂:脱脂乳10%,苦瓜籽蛋白酶解多肽干粉15%,其余量为水。
将植物乳杆菌接种到装有种子培养基的试管中活化,得到一级种子液,再将一级种子液按照6%的接种量转接至种子培养基中得到二级种子液,培养条件为30~36℃,厌氧培养15h;将二级种子液接入发酵培养基中进行高密度发酵,二级种子液接至发酵培养基中的接种量为5%,培养条件为33℃,厌氧培养8h,待发酵液中菌体密度达到109cfu/mL,收集发酵液,离心获得菌体。按照菌体与冻干保护剂中的苦瓜籽蛋白酶解多肽干粉的质量比1:0.03混合,进行乳化包埋,乳化时间25min;将乳化液在-38℃下预冷冻2h,将预冷冻后的乳化液进行真空冷冻干燥,真空度为0.2mbar,;真空冷冻干燥后将其粉碎至20目,得到植物乳杆菌复合剂,所得植物乳杆菌复合剂的活菌数为4.2×1011cfu/g。
实施例3
将实施例2制备的植物乳杆菌复合剂5%、低聚果糖10%、低聚木糖10%、赤藓糖醇32%、抗性糊精40%和苦瓜籽蛋白酶解多肽3%进行混合,得到具有辅助血糖降低功能的复合益生菌制剂,有效活菌数为2.1×1010cfu/g。
其中,采用的苦瓜籽蛋白酶解多肽与实施例2相同。
实施例4
本次试验为了验证植物乳杆菌与蛋白酶解多肽之间在降血糖方面的协同增效作用。
1、试验材料:
实验动物:SPF级健康雄性小鼠50只,4~5周龄,体重15~17g。
试验对象:以活菌数为1×1010cfu/g的市售植物乳杆菌菌粉和苦瓜籽蛋白酶解多肽为样品,其中苦瓜籽蛋白酶解多肽与实施例2相同。
基础饲料:购于斯贝福(北京)生物科技有限公司,商品名大小鼠维持饲料;
高脂饲料(%):普通饲料80,猪油16,胆固醇2,猪胆盐2。
2、造模及分组:
将小鼠随机分为5组,每组10只,选择其中一组作为空白对照组,其余四组进行2型糖尿病造模。
空白对照组:基础饲料喂养9周后,腹腔注射浓度为1mol/L、pH6.0的枸檬酸缓冲液100mg/kg。
2型糖尿病组造模:使用基础饲料适应性喂养1周后,采用高脂饲料饲养8周后禁食12h后,腹腔注射链脲佐菌素100mg/kg,1周后测定小鼠空腹血糖值,当血糖值在7.8~18mmol/L间则判定为2型糖尿病。
将5组小鼠按照如下方式进行灌胃:
A空白组:对空白对照组小鼠继续灌胃0.2mL生理盐水;
B模型组:对模型组小鼠继续灌胃0.2mL生理盐水;
C植物乳杆菌组:将0.1g活菌数为1×1010cfu/g的市售植物乳杆菌菌粉溶于1mL无菌水中,取0.2mL对模型小鼠灌胃;
D苦瓜肽组:将1.5g苦瓜籽蛋白酶解多肽溶于1mL无菌水中,取0.2mL对模型小鼠灌胃;
E植物乳杆菌+苦瓜肽组:将0.1g活菌数为1×1010cfu/g的市售植物乳杆菌菌粉溶于1mL无菌水中,得到植物乳杆菌溶液;将1.5g苦瓜籽蛋白酶解多肽溶于1mL无菌水中,得到苦瓜籽蛋白酶解多肽溶液;将植物乳杆菌溶液和苦瓜籽蛋白酶解多肽溶液按照体积比1:1混合,取0.2mL对模型组小鼠灌胃;
3、指标测定:在灌胃进行时,每周测定小鼠空腹血糖值,共灌胃四周。
4、实验结果:
表1小鼠空腹血糖值
注:*表示相比于模型组P<0.05,**表示相比于模型组P<0.01
由表1的数据可以看出,空白组A与模型组B的小鼠空腹血糖值表现稳定。C、D和E组均能够有效降低小鼠的空腹血糖值,其中E组的降血糖效果尤为显著,在灌胃4周时可将高血糖模型小鼠的血糖值降低至10以下。可见,本发明将所述植物乳杆菌与蛋白酶解多肽复配后存在协同增效作用,降血糖作用更为显著。
实施例5
本次试验为了验证植物乳杆菌与蛋白酶解多肽之间在降血脂方面的协同增效作用。
1、试验材料:
实验动物:清洁级SD大鼠,雄性,4周龄,体重140g~160g。
试验对象:以活菌数为2×1011cfu/g的市售植物乳杆菌菌粉和大豆蛋白酶解多肽为样品,
经检测,大豆蛋白酶解多肽中多肽含量为92%,相对分子量1000Da的分布比例为90%,天冬氨酸的质量百分数为2.2%,谷氨酸质量分数为15.3%;
基础饲料:购于斯贝福(北京)生物科技有限公司,商品名大小鼠维持饲料;
高脂饲料(%):普通饲料80,猪油16,胆固醇2,猪胆盐2。
2、分组与造模
动物分组:50只SD雄性大鼠,按体重分为5组,分别为:
A空白对照组:给予普通饲料自由进食,生理盐水灌胃1mL。
B高脂模型组:给予高脂饲料自由进食,生理盐水灌胃1mL。
C植物乳杆菌组:给予高脂饲料自由进食,将0.2g活菌数为2×1011cfu/g植物乳杆菌菌粉溶于1mL无菌水对大鼠进行灌胃;
D大豆肽组:给予高脂饲料自由进食,将0.6g大豆蛋白酶解多肽溶于1mL无菌水对大鼠进行灌胃;
E大豆肽+植物乳杆菌组:给予高脂饲料自由进食;将0.2g活菌数为2×1011cfu/g植物乳杆菌菌粉溶于1mL无菌水,得到植物乳杆菌溶液;将0.6g大豆蛋白酶解多肽溶于1mL无菌水中,得到大豆蛋白酶解多肽溶液;将植物乳杆菌溶液与大豆蛋白酶解多肽溶液混合得到灌胃溶液,取1mL灌胃,将灌胃溶液对大鼠进行灌胃。
3、指标测定:大鼠在饲养40天后,禁食12h,大鼠股动脉采血,离心,取血清,测定大鼠血清中TC、TG和HDL-C的含量。
4、实验结果:
试验结果如图1所示,其中*表示相比于高脂模型组P<0.05,**表示相比于高脂模型组P<0.01。如图1所示,植物乳杆菌和大豆蛋白酶解多肽显著降低高脂大鼠的血清总胆固醇TC、甘油三脂TG和高密度脂蛋白HDL-C的含量,当植物乳杆菌与大豆蛋白酶解多肽联用灌胃高脂大鼠时,该组大鼠的血清TC和HDL-C相比于单用植物乳杆菌和大豆蛋白酶解多肽灌胃组高脂大鼠的血清TC和HDL-C显著降低,则表明植物乳杆菌与大豆蛋白酶解多肽联用对高脂大鼠的血清血脂指标的降低有协同增效的作用。可见,本发明提供的植物乳杆菌和蛋白酶解多肽复配后具有显著的降血脂作用。
实施例6
1、试验材料:
实验动物:SPF级BALB/c雌性小鼠40只,18~22g;
试验对象:以植物乳杆菌和鸡蛋清蛋白酶解多肽为样品,其中鸡蛋清蛋白酶解多肽与实施例1采用的相同。
2、分组
动物分组:40只SPF级BALB/c雌性小鼠,按体重分为4组,分别为:
A空白对照组:给予生理盐水0.2mL灌胃;
B植物乳杆菌组:将0.1g、4×1010cfu/g活菌数的植物乳杆菌溶于1mL生理盐水中,取0.2mL对小鼠进行灌胃;
C鸡蛋清蛋白酶解多肽组:将0.2g鸡蛋清蛋白酶解多肽溶解于0.2mL生理盐水中,对小鼠进行灌胃;
D鸡蛋清蛋白酶解多肽+植物乳杆菌组:将0.1g、4×1010cfu/g活菌数的植物乳杆菌溶于1mL生理盐水中,得到植物乳杆菌溶液;将0.2g鸡蛋清蛋白酶解多肽溶解于0.2mL生理盐水中,得到鸡蛋清蛋白酶解多肽溶液;将植物乳杆菌溶液与鸡蛋清蛋白溶液混合得到灌胃溶液,取0.2mL灌胃溶液对小鼠进行灌胃。
3、指标测定:灌胃4周后,称重,摘眼球取血处死小鼠,收集小鼠血液和摘取胸腺和脾脏,测定小鼠免疫脏器指数、血液中白细胞数、巨噬细胞吞噬活性和NK细胞活性、血清中相关细胞因子和IgG。
4、实验结果:
表2小鼠免疫脏器指数
注:*表示与空白对照组相比P<0.05;**表示与空白对照组相比P<0.01
表3小鼠血液中白细胞数
注:*表示与空白对照组相比P<0.05;**表示与空白对照组相比P<0.01
表4小鼠吞噬细胞和NK细胞活性
组别 | 巨噬细胞吞噬活性(OD570nm) | NK细胞活性(%) |
A | 1.03±0.11 | 50.19±4.45 |
B | 1.43±0.19 | 58.08±3.39** |
C | 1.31±0.14 | 61.33±2.29** |
D | 1.59±0.07 | 63.08±3.17** |
注:*表示与空白对照组相比P<0.05;**表示与空白对照组相比P<0.01
表5小鼠血清中相关细胞因子和IgG测定
组别 | IL-10(pg/mL) | IL-12(pg/mL) | TNF-ɑ | INF-γ | IgG(μg/mL) |
A | 39.88±2.56 | 24.0±2.25 | 33.16±3.57 | 42.94±3.34 | 6.88±0.26 |
B | 45.77±3.40** | 30.89±2.86* | 35.80±4.03 | 58.78±4.75** | 9.39±0.49** |
C | 49.91±3.33** | 29.74±1.59* | 38.41±2.19* | 56.69±2.75* | 8.33±0.42* |
D | 52.29±2.44** | 34.32±2.41** | 39.97±0.87** | 62.42±1.69** | 9.42±0.31** |
注:*表示与空白对照组相比P<0.05;**表示与空白对照组相比P<0.01
根据表2~5的记载可知,B、C和D组的胸腺指数、脾指数、白细胞总数、巨噬细胞吞噬活性、NK细胞活性、血清中的相关细胞因子以及IgG含量均高于A组,并且D组相对于BC组有显著提高。这表明,植物乳杆菌与鸡蛋清蛋白酶解多肽均具有提高小鼠机体免疫力的作用,而植物乳杆菌与鸡蛋清蛋白酶解多肽复配后存在显著的协同增效作用。可见,本发明将植物乳杆菌与蛋白酶解多肽复配后能够获得显著的提高免疫力作用。
实施例7
本次试验为了验证植物乳杆菌与蛋白酶解多肽复配在抗氧化方面的协同增效作用。
1、试验材料:
实验动物:SPF级昆明小鼠,雄性,体重30~34g。
试验对象:以活菌数为2×1011cfu/g的市售植物乳杆菌菌粉和核桃粕酶解多肽为样品,
经检测,核桃粕酶解多肽中多肽含量为87%,相对分子量<1000Da的分布比例为85%,天冬氨酸的含量为3.5%,谷氨酸的含量为10.7%。
2、分组与造模:
动物分组:50只SPF及昆明雄性小鼠,按体重分为5组,分别为:
A空白对照组:自由饮食自由进水,生理盐水灌胃0.2mL,且每天颈部皮下注射生理盐水0.2mL;
B衰老模型组:自由饮食自由进水,生理盐水灌胃0.2mL,且每天颈部皮下注射浓度为50g/L的D-半乳糖0.2mL;
C植物乳杆菌组:自由饮食自由进水,将1g活菌数为2×1011cfu/g植物乳杆菌菌粉溶于10mL无菌水,得到植物乳杆菌溶液;取0.2mL植物乳杆菌溶液对小鼠进行灌胃,且每天颈部皮下注射浓度为50g/L的D-半乳糖0.2mL;
D核桃肽组:自由饮食自由进水,将0.8g核桃粕酶解多肽溶于10mL无菌水,得到核桃粕酶解多肽溶液;取0.2mL核桃粕酶解多肽溶液对小鼠进行灌胃,且每天颈部皮下注射浓度为50g/L的D-半乳糖0.2mL;
E核桃肽+植物乳杆菌组:自由饮食自由进水,将1g活菌数为2×1011cfu/g植物乳杆菌菌粉溶于10mL无菌水,得到植物乳杆菌溶液;将0.8g核桃粕酶解多肽溶于10mL无菌水,得到核桃粕酶解多肽溶液;将植物乳杆菌溶液与核桃粕酶解多肽溶液混合得到灌胃溶液,取0.2mL灌胃溶液对小鼠进行灌胃。
3、指标测定:小鼠在灌胃6周后,禁食12h,摘眼球取血,离心,取血清;解剖小鼠,取小鼠肝脏,制成肝脏匀浆;测定小鼠血清和肝脏中MDA、GSH-Px和SOD。
4、实验结果:
表6各组小鼠血清中相关抗氧化指标检测结果
注:*表明相比于模型组P<0.05;**表示相比于模型组P<0.01
结果表明,植物乳杆菌和核桃粕酶解多肽均能降低衰老小鼠血清和肝脏组织中MDA水平,提高血清和肝脏组织中GSH-Px和SOD活性,具有良好的体内抗氧化活性和抗衰老作用;
将植物乳杆菌与核桃粕酶解多肽联用灌胃时,该组小鼠的血清和肝脏MDA水平显著低于单用植物乳杆菌和核桃粕酶解多肽组小鼠的血清和肝脏MDA水平,血清和肝脏GSH-Px和SOD活性显著高于单用植物乳杆菌和核桃粕酶解多肽组小鼠的血清和肝脏GSH-Px和SOD活性,则表明植物乳杆菌与核桃粕酶解多肽联用在发挥抗氧化、抗衰老活性方面有协同增效的作用。
综合实施例4~7可以看出,植物乳杆菌与蛋白酶解多肽复配后,在抗氧化衰老、降血糖、降血压以及提高免疫力方面存在显著的协同作用。
实施例8
本次试验对蛋白酶解多肽缩短植物乳杆菌发酵时间作用进行验证。
1、实验方法:
按质量百分比计,种子培养基:2%葡萄糖、1%蛋白胨、0.5%酵母浸膏、0.5%无水乙酸钠、0.06%硫酸镁、0.02%硫酸锰、0.1%吐温80和余量的水,pH值6.5~6.8;
将植物乳杆菌接种到装有种子培养基的试管中活化,得到一级种子液,将一级种子液按照3%的接种量分别接入10%脱脂乳培养基(培养基A)和添加了质量分数0.5%苦瓜籽蛋白酶解多肽的10%脱脂乳培养基(培养基B)中,在37℃条件下恒温培养,分别于0、4、8、12、16、20、24小时取发酵液测定活菌数。
其中,苦瓜籽蛋白酶解多肽与实施例2采用的相同;
10%脱脂乳培养基的配制:称取100g脱脂乳粉溶于1000mL水中,115℃灭菌15min。
2、实验结果:
试验结果如图2所示,培养基A中的植物乳杆菌活菌数显著低于培养基B的,即表明,在植物乳杆菌的培养基中添加蛋白酶解多肽能够有效加快植物乳杆菌的生长周期,提高活菌数,进而缩短达到目的活菌数所需的发酵时间,降低发酵成本。
实施例9
本次试验对蛋白酶解多肽缩短植物乳杆菌发酵时间作用进行验证。
1、实验方法:
按质量百分比计,种子培养基:2%葡萄糖、1%蛋白胨、0.5%酵母浸膏、0.5%无水乙酸钠、0.06%硫酸镁、0.02%硫酸锰、0.1%吐温80和余量的水,pH值6.5~6.8;
将植物乳杆菌接种到装有种子培养基的试管中活化,得到一级种子液,将一级种子液按照3%的接种量分别接入MRS液体培养基(培养基A)和添加了质量分数0.2%大豆蛋白酶解多肽的MRS液体培养基(培养基B)中,在37℃条件下恒温培养,于稳定期初期取发酵液测定活菌数。
其中,大豆蛋白酶解多肽与实施例5采用的相同;
MRS液体培养基(1L):2%葡萄糖、1%蛋白胨、1%牛肉膏、0.5%酵母膏、0.5%无水乙酸钠、0.2%柠檬酸二铵、0.2%七水硫酸镁、0.2%磷酸氢二钾、0.05%四水硫酸锰、0.1%吐温-80和余量的水,pH值为6.2-6.4,115℃下灭菌15min。
2、实验结果:
试验结果如图3所示,在稳定期初期,培养基A中的植物乳杆菌活菌数极显著的低于培养基B中,这表明在植物乳杆菌的培养基中添加蛋白酶解多肽能够显著提高植物乳杆菌数量,缩短发酵培养所需的时间。
综合实施例8、9来看,本发明提供的蛋白酶解多肽添加到不同的培养基中均取得了显著提高植物乳杆菌发酵培养的活菌数作用,进而能够显著缩短发酵时间,降低发酵成本。
实施例10
本次试验对添加了本发明所述植物乳杆菌复合剂的益生菌制剂功效进行验证。
1、实验动物
SPF雄性BALB/C小鼠,18-22g;
2、造模及分组
选取健康雄性小鼠,尾部注射四氧嘧啶60mg/kg,24小时后,禁食12小时,摘眼球取血处死小鼠,高速离心取血清,采用血糖试剂盒测定小鼠血糖浓度,小鼠血糖值大于16.00mmol/L的则判定为造模成功。
动物分组:30只雄性小鼠,按体重分为3组,分别为:
A空白对照组:正常小鼠灌胃0.2mL生理盐水;
B模型组:模型小鼠灌胃给予0.2mL生理盐水;
C益生菌制剂组:将实施例3制备的复合益生菌制剂溶于1mL生理盐水中,得到灌胃溶液,取0.2mL灌胃溶液灌胃模型小鼠;
3、测定指标:连续灌胃4周后,禁食2小时后,摘眼球取血处死小鼠,高速离心取血清,采用血糖试剂盒测定小鼠血糖值。
4、实验结果:
表7各组小鼠的四周后血糖值
组别 | 血糖值 |
A | 7.79±0.83 |
B | 24.61±1.28** |
C | 13.90±1.33* |
注:*表示相比于空白组P<0.05;**表示相比于P<0.01。
由表7可知,B组血糖值高于A组,即模型小鼠造模成功,为高血糖小鼠模型;C组的血糖值低于B组,表明灌胃给予含有本发明所述植物乳杆菌的复合益生菌制剂能够有效改善高血糖模型小鼠的血糖值,降血糖效果显著。
实施例3中制备的复合益生菌制剂所含低聚果糖、低聚木糖、赤藓糖等原料在复合益生菌剂中起到益生元和甜味剂的作用,抗性糊精作为填充剂使用,一般不具备降血糖、血脂等功效;所以,本发明提供的复合益生菌制剂中主要是由植物乳杆菌复合剂提供了降低血糖的功效。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种植物乳杆菌复合剂,按重量份计,包括植物乳杆菌85~90份和蛋白酶解多肽1.5~6份;
所述植物乳杆菌复合剂中所含活菌数在1010cfu/g以上;
所述蛋白酶解多肽中多肽的质量含量在75%以上、所述蛋白酶解多肽中相对分子量1000Da以下的多肽的质量占比不低于80%,所述蛋白酶解多肽中天冬氨酸的质量百分数在1%以上,谷氨酸的质量分数在5%以上;
所述蛋白酶解多肽的重量以干重计。
2.根据权利要求1所述的植物乳杆菌复合剂,其特征在于,所述蛋白酶解多肽选自蛋白酶解液或蛋白酶解多肽干粉。
3.根据权利要求1或2所述的植物乳杆菌复合剂,其特征在于,所述蛋白酶解多肽选自碱性蛋白酶、中性蛋白酶和胰蛋白酶中一种或多种酶解蛋白的产物。
4.根据权利要求3所述的植物乳杆菌复合剂,其特征在于,所述用于制备蛋白酶解多肽的蛋白选自苦瓜籽、鸡蛋清粉、乳清蛋白粉、大豆蛋白粉、豌豆蛋白粉和核桃粕中的一种或多种。
5.权利要求1~4任意一项所述植物乳杆菌复合剂的制备方法,包括以下步骤:
(1)将植物乳杆菌接种至种子培养基中活化,得到一级种子液;
(2)将所述一级种子液接种至种子培养基中厌氧培养8~24h,得到二级种子液;
(3)将所述二级种子液接入含有蛋白酶解多肽的发酵培养基中进行高密度发酵,离心取沉淀,得到菌泥;
(4)将所述菌泥与冻干保护剂混合后进行乳化包埋,得到乳化液;
按质量百分比计,所述冻干保护剂包括10~30%的脱脂乳粉和10~15%的蛋白酶解多肽和余量的水;
(5)将得到的乳化液冷冻干燥,粉碎,得到植物乳杆菌复合剂。
6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)和(2)中,所述种子培养基独立包括以下质量百分含量的组分:1~3%葡萄糖、1~3%蛋白胨、0.5~3%酵母浸膏、0.2~1%无水乙酸钠、0.02~0.08%硫酸镁、0.02~0.08%硫酸锰、0.05~0.1%吐温80和余量的水,pH值独立为6.2~6.8。
7.根据权利要求5或6所述的制备方法,其特征在于,步骤(3)所述含有蛋白酶解多肽的发酵培养基,按质量百分数计,包括1.5~6%蛋白酶解多肽、1~3%葡萄糖、1~3%蛋白胨、0.5~3%酵母浸膏、0.2~1%无水乙酸钠、0.02~0.08%硫酸镁、0.02~0.08%硫酸锰、0.05~0.1%吐温80和余量的水,pH值为6.2~7.0。
8.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,步骤(4)中,所述菌泥与冻干保护剂中的蛋白酶解多肽的质量比为1:0.01~0.05;所述乳化包埋时间为20~50min。
9.一种食品、药品、保健品或发酵剂,其特征在于,包括权利要求1~4任意一项所述植物乳杆菌复合剂和辅料。
10.根据权利要求9所述的食品、药品、保健品或发酵剂,其特征在于,所述食品、药品或保健品的形式包括片剂、粉剂、胶囊剂、颗粒剂、包衣剂、饮料、糕点、饼干、糖果、巧克力或果冻。
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