CN108936681A - 一种用于保健饮品的微胶囊益生菌及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于保健饮品的微胶囊益生菌及制备方法。所述微胶囊益生菌由以下步骤制得：a、将硅酸钠加入酸、去离子水混合反应，得到硅酸溶胶；b、将硅酸溶胶老化得到湿凝胶；c、将湿凝胶水洗，得到壳层材料；d、将益生菌与胶质纳米辅料混合后利用液氮喷雾进行预粘结，得到微米颗粒芯材；e、将壳层材料与芯材混合后加入冷流化床进行粘附包覆，然后经高速气流输送到冷冻干燥装置，快速冷冻干燥，即得用于保健饮品的微胶囊益生菌。所述方法具有以下有益效果：本发明通过在益生菌微粒表面包覆二氧化硅凝胶形成胶囊，可以使益生菌的耐外界温度性能得到提升，并且在饮品中分散相对独立，活性保持较好，有效延长了益生菌饮品的存储保质期。
Description
技术领域
本发明涉及保健品领域，具体涉及益生菌保健品，尤其是涉及一种用于保健饮品的微胶囊益生菌及制备方法。
背景技术
益生菌又称微生态调节剂、生态制品、活菌制剂，被广泛认为是一种具有活力、能独立存活的非致病性微生物。益生菌通过相当数量有活力的微生物，能维持肠道内菌群平衡、降低肠内pH值、减少乳糖耐受、增强肠道抗感染能力、增强局部免疫功能、改善消化道蠕动和吸收等作用。益生菌为能维护肠内菌群平衡的、具有活性的微生物益生菌是活的微生物食品补充剂，目前在保健品得到了广泛的应用。
目前的益生菌保健品有酸牛奶、酸乳酪、酸豆奶以及含多种益生菌的口服液、片剂、胶囊、粉末剂、抑菌喷剂等等。目前市场上的含益生菌酸性乳饮料主要是由发酵乳直接调配而成，产品必须在低温下储存和运输，而且保质期短，通常需要在2~10℃的条件下保质期为15天。为了进一步提升益生菌乳酸饮料的存储稳定性，目前市场上主要通过微胶囊包埋技术由使益生菌具有一定的稳定性，使益生菌免受外界酸环境影响，提高在产品中的存活率。如通常在益生菌表面包覆蛋白质，然后再包一层胶体，使益生菌利于添加在乳酸饮品中。
专利申请号201711026473.9公开了一种富硒益生菌固体饮品及其制备方法，属于微生物食品加工技术领域。本富硒益生菌固体饮品由富硒益生菌活菌冻干粉、微胶囊蔓越莓提取物、黄芪多糖、枸杞多糖、低聚果糖组成；其制备方法包括如下步骤：（1）蔓越莓原料处理；（2）蔓越莓提取物制备；（3）蔓越莓提取物微胶囊化和干燥制粉；（4）富硒益生菌培养；（5）富硒益生菌微胶囊化和干燥制粉；（6）多糖制备；（7）各组分复配。
专利申请号201410061241.7公开了一种益生菌凝胶颗粒的制备方法，制成其的原料包括2%~5%的琼脂、0.1%~2%的魔芋胶、2.1%~7%的食用油脂、0.5%~5%的液体菌种培养基、益生菌菌粉和水；制备方法的步骤包括：将水、琼脂、魔芋胶混合溶解并杀菌，得到溶胶液；将益生菌菌粉与液体菌种培养基混合搅拌，得到益生菌基料；将益生菌基料与食用油脂混合搅拌，得到含油基料；向溶胶液中添加含油基料并搅拌，得到益生菌溶胶；以及将益生菌溶胶滴入无菌水中，冷凝固化成球形，得到益生菌凝胶颗粒。
专利申请号201180051650.3公开了一种制备耐贮存益生菌食品的方法，成分包含耐贮存益生微生物，是通过用渗透压休克的益生微生物的悬浮液包覆颗粒或其团聚物并干燥产物而制备的。
专利申请号201610834892.4公开了一种脂肪含量低、保质期长、活菌含量高的冷冻酸奶及其制备方法。此发明低脂益生菌冷冻酸奶按照质量份数包括：乳类、0.5~2.0份浓缩乳蛋白、0.5~2.0份浓缩乳清蛋白、6~10份白砂糖、4~8份葡萄糖、2.0~4.0份甘油、0.5~2.0份无水奶油、0.3~1份复配增稠剂，水补足至100份。此发明的制备方法，包括以下步骤：原料称取；蛋白、奶粉水合；化料；混料定容；均质；杀菌；接种发酵；破乳降温；灌装后熟；冷冻成品。
由此可见，现有技术中的益生菌饮料的存储条件苛刻，对温度要求高，保质期较短，而传统技术对保质期的提升有限，因此需要进一步稳定乳酸饮品中的益生菌，扩大其存储温度，提升其存储质保期。
发明内容
为有效解决上述技术问题，本发明提出了一种用于保健饮品的微胶囊益生菌及制备方法，可显著扩大益生菌饮品的存储温度，并延长了保质期限。
本发明的具体技术方案如下：
一种用于保健饮品的微胶囊益生菌的制备方法，所述微胶囊益生菌是由硅酸溶胶老化并水洗得到壳层材料，再将益生菌与胶质纳米辅料混合后液氮喷雾粘结得到芯材，再将壳层材与芯材粘附包覆后，经高速气流输送到冷冻干燥装置进行真空冷冻干燥而制得，具体的制备步骤为：
a、将硅酸钠加入去离子水中进行稀释，然后加入酸，混合搅拌，微加热进行酸碱反应，得到硅酸溶胶；
b、将步骤a制得的硅酸溶胶进行老化，得到湿凝胶；
c、将步骤b制得的湿凝胶用去离子水冲洗4~8次，得到pH值为中性的壳层材料；
d、将益生菌与胶质纳米辅料混合，分散均匀，经液氮喷雾进行预粘结，得到微米颗粒芯材；
e、将步骤c制得的壳层材料与步骤d制得的芯材混合后加入冷流化床，在温度为10~15℃下进行粘附包覆，使壳层材料包覆于芯材表面，然后经高速气流输送，将已包覆的微粒分散开，形成单一的颗粒并进入冷冻干燥装置内，进行快速冷冻干燥，出料，即得用于保健饮品的微胶囊益生菌。
优选的，所述步骤a中，酸为盐酸、硫酸中的一种。
优选的，所述步骤a中，硅酸钠12~15重量份、去离子水81~86重量份、酸2~4重量份。
优选的，所述步骤b中，老化的温度为60~80℃，时间为24~28h。
优选的，所述步骤d中，益生菌为所述益生菌为乳酸双歧杆菌、两歧双歧杆菌、鼠李糖乳杆菌、嗜酸乳杆菌、长双歧杆菌、嗜热链球菌中的至少一种。
优选的，所述步骤d中，胶质纳米辅料为纳米级的明胶粉、黄原胶粉、卡拉胶、瓜尔豆胶、琼脂、海藻酸胶、刺槐豆胶、魔芋胶中的至少一种。
优选的，所述步骤d中，益生菌65~70重量份、胶质纳米辅料30~35重量份。
优选的，所述步骤e中，壳层材料15~20重量份、芯材80~85重量份。
优选的，所述步骤e中，冷冻快速干燥为真空冷冻干燥，真空度为25~30Pa，温度为-20~-15℃，时间为30~60min。
二氧化硅凝胶具有大的比表面积和高的孔洞率，在水性和溶剂型胶黏剂中均有良好的分散性和悬浮性以及增稠、触变、补强作用，用作保温绝热、空气净化、水处理等功能结构夹层、填充层，或与其他材料复合、粘连使用，易成膜，并且因其无毒特性，可用于食品药品领域的良好添加剂，本发明利用食用胶预固定为微粒，然后在表面包覆二氧化硅凝胶形成胶囊，对于外界温度具有一定热缓冲性，可有效提高益生菌芯材对于外界温度的抵抗能力，进而提高保质期限。
本发明上述内容还提出一种用于保健饮品的微胶囊益生菌，由以下步骤制得：a、将硅酸钠加入酸、去离子水混合反应，得到硅酸溶胶；b、将硅酸溶胶老化得到湿凝胶；c、将湿凝胶水洗，得到壳层材料；d、将益生菌与胶质纳米辅料混合后液氮喷雾进行预粘结，得到微米颗粒芯材；e、将壳层材料与芯材混合后加入冷流化床进行粘附包覆，然后经高速气流输送到冷冻干燥装置，快速冷冻干燥即得。
本发明的有益效果为：
1.提出了利用二氧化硅凝胶包覆益生菌制备用于保健饮品的微胶囊益生菌的方法。
2.本发明通过将益生菌用食用胶预固定为微粒，在表面包覆二氧化硅凝胶形成胶囊，由于二氧化硅凝胶干燥后可形成网络壳层，具有一定的热缓冲性，可以使益生菌的耐外界温度性能得到提升，有效延长了益生菌饮品的存储保质期。
3.本发明制得的微胶囊益生菌在饮品中分散相对独立，有效避免了益生菌与饮品中成分之间的不良影响，使得益生菌在饮品中活性持续保持。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包含在本发明的范围内。
实施例1
a、将硅酸钠加入去离子水中进行稀释，然后加入酸，混合搅拌，微加热进行酸碱反应，得到硅酸溶胶；
b、将步骤a制得的硅酸溶胶进行老化，得到湿凝胶；
c、将步骤b制得的湿凝胶用去离子水冲洗6次，得到pH值为中性的壳层材料；
d、将益生菌与胶质纳米辅料混合，分散均匀，经液氮喷雾进行预粘结，得到微米颗粒芯材；
e、将步骤c制得的壳层材料与步骤d制得的芯材混合后加入冷流化床，在温度为12℃下进行粘附包覆，然后经高速气流输送进入冷冻干燥装置内，进行快速冷冻干燥，出料，即得用于保健饮品的微胶囊益生菌。
步骤a中，酸为盐酸；步骤d中，益生菌为乳酸双歧杆菌；步骤d中，胶质纳米辅料为纳米级的明胶粉；
步骤a中，硅酸钠14重量份、去离子水83重量份、酸3重量份；步骤d中，益生菌68重量份、胶质纳米辅料32重量份；步骤e中，壳层材料18量份、芯材82重量份；
步骤b中，老化的温度为70℃，时间为26h；步骤e中，冷冻快速干燥为真空冷冻干燥，真空度为28Pa，温度为-18℃，时间为45min。
实施例2
a、将硅酸钠加入去离子水中进行稀释，然后加入酸，混合搅拌，微加热进行酸碱反应，得到硅酸溶胶；
b、将步骤a制得的硅酸溶胶进行老化，得到湿凝胶；
c、将步骤b制得的湿凝胶用去离子水冲洗4次，得到pH值为中性的壳层材料；
d、将益生菌与胶质纳米辅料混合，分散均匀，经液氮喷雾进行预粘结，得到微米颗粒芯材；
e、将步骤c制得的壳层材料与步骤d制得的芯材混合后加入冷流化床，在温度为10℃下进行粘附包覆，然后经高速气流输送进入冷冻干燥装置内，进行快速冷冻干燥，出料，即得用于保健饮品的微胶囊益生菌。
步骤a中，酸为硫酸；步骤d中，益生菌为乳酸双歧杆菌；步骤d中，胶质纳米辅料为纳米级的黄原胶粉；
步骤a中，硅酸钠12重量份、去离子水86重量份、酸2重量份；步骤d中，益生菌65重量份、胶质纳米辅料35重量份；步骤e中，壳层材料15重量份、芯材85重量份；
步骤b中，老化的温度为60℃，时间为28h；步骤e中，冷冻快速干燥为真空冷冻干燥，真空度为25Pa，温度为-15℃，时间为60min。
实施例3
a、将硅酸钠加入去离子水中进行稀释，然后加入酸，混合搅拌，微加热进行酸碱反应，得到硅酸溶胶；
b、将步骤a制得的硅酸溶胶进行老化，得到湿凝胶；
c、将步骤b制得的湿凝胶用去离子水冲洗5次，得到pH值为中性的壳层材料；
d、将益生菌与胶质纳米辅料混合，分散均匀，经液氮喷雾进行预粘结，得到微米颗粒芯材；
e、将步骤c制得的壳层材料与步骤d制得的芯材混合后加入冷流化床，在温度为12℃下进行粘附包覆，然后经高速气流输送进入冷冻干燥装置内，进行快速冷冻干燥，出料，即得用于保健饮品的微胶囊益生菌。
步骤a中，酸为盐酸；步骤d中，益生菌为乳酸双歧杆菌；步骤d中，胶质纳米辅料为纳米级的卡拉胶；
步骤a中，硅酸钠13重量份、去离子水84重量份、酸3重量份；步骤d中，益生菌66重量份、胶质纳米辅料34重量份；步骤e中，壳层材料16重量份、芯材84重量份；
步骤b中，老化的温度为65℃，时间为27h；步骤e中，冷冻快速干燥为真空冷冻干燥，真空度为26Pa，温度为-17℃，时间为50min。
实施例4
a、将硅酸钠加入去离子水中进行稀释，然后加入酸，混合搅拌，微加热进行酸碱反应，得到硅酸溶胶；
b、将步骤a制得的硅酸溶胶进行老化，得到湿凝胶；
c、将步骤b制得的湿凝胶用去离子水冲洗8次，得到pH值为中性的壳层材料；
d、将益生菌与胶质纳米辅料混合，分散均匀，经液氮喷雾进行预粘结，得到微米颗粒芯材；
e、将步骤c制得的壳层材料与步骤d制得的芯材混合后加入冷流化床，在温度为15℃下进行粘附包覆，然后经高速气流输送进入冷冻干燥装置内，进行快速冷冻干燥，出料，即得用于保健饮品的微胶囊益生菌。
步骤a中，酸为硫酸；步骤d中，益生菌为乳酸双歧杆菌；步骤d中，胶质纳米辅料为纳米级的瓜尔豆胶；
步骤a中，硅酸钠15重量份、去离子水81重量份、酸4重量份；步骤d中，益生菌70重量份、胶质纳米辅料30重量份；步骤e中，壳层材料20重量份、芯材80重量份；
步骤b中，老化的温度为80℃，时间为24h；步骤e中，冷冻快速干燥为真空冷冻干燥，真空度为30Pa，温度为-20℃，时间为30min。
实施例5
a、将硅酸钠加入去离子水中进行稀释，然后加入酸，混合搅拌，微加热进行酸碱反应，得到硅酸溶胶；
b、将步骤a制得的硅酸溶胶进行老化，得到湿凝胶；
c、将步骤b制得的湿凝胶用去离子水冲洗7次，得到pH值为中性的壳层材料；
d、将益生菌与胶质纳米辅料混合，分散均匀，经液氮喷雾进行预粘结，得到微米颗粒芯材；
e、将步骤c制得的壳层材料与步骤d制得的芯材混合后加入冷流化床，在温度为14℃下进行粘附包覆，然后经高速气流输送进入冷冻干燥装置内，进行快速冷冻干燥，出料，即得用于保健饮品的微胶囊益生菌。
步骤a中，酸为盐酸；步骤d中，益生菌为乳酸双歧杆菌；步骤d中，胶质纳米辅料为纳米级的琼脂；
步骤a中，硅酸钠14重量份、去离子水82重量份、酸4重量份；步骤d中，益生菌69重量份、胶质纳米辅料31重量份；步骤e中，壳层材料18重量份、芯材82重量份；
步骤b中，老化的温度为75℃，时间为25h；步骤e中，冷冻快速干燥为真空冷冻干燥，真空度为29Pa，温度为-19℃，时间为40min。
对比例1
将益生菌与胶质纳米辅料混合，分散均匀，经液氮喷雾进行预粘结，得到微米颗粒益生菌，即为用于保健饮品的益生菌。
益生菌为乳酸双歧杆菌；胶质纳米辅料为纳米级的明胶粉；益生菌68重量份、胶质纳米辅料32重量份；
上述实施例1~5及对比例1制得的益生菌产品，测试其保质期，测试表征的方法或条件如下：
保质期：益生菌选择乳酸双歧杆菌，将本发明制得的益生菌按照国家食品标准制成益生菌酸乳饮品，并真空包装，分为若干试样，然后分别置于0℃、5℃、10℃、15℃和20℃的环境下进行存储，每隔1d在同一时间取出一试样进行检测益生菌的活菌数，按照相关标准，益生菌活菌数≥106cfu/mL，并且观察无杂菌产生，益生菌生长状态良好，色泽正常，滋气味无异常，视为在保质期内；记录益生菌活菌数低于食品标准的时间。
结果如表1所示。
表1：
Claims (10)
1.一种用于保健饮品的微胶囊益生菌的制备方法，其特征在于：所述微胶囊益生菌是由硅酸溶胶老化并水洗得到壳层材料，再将益生菌与胶质纳米辅料混合后液氮喷雾粘结得到芯材，再将壳层材与芯材粘附包覆后，经高速气流输送到冷冻干燥装置进行真空冷冻干燥而制得，具体的制备步骤为：
a、将硅酸钠加入去离子水中进行稀释，然后加入酸，混合搅拌，微加热进行酸碱反应，得到硅酸溶胶；
b、将步骤a制得的硅酸溶胶进行老化，得到湿凝胶；
c、将步骤b制得的湿凝胶用去离子水冲洗4~8次，得到pH值为中性的壳层材料；
d、将益生菌与胶质纳米辅料混合，分散均匀，经液氮喷雾进行预粘结，得到微米颗粒芯材；
e、将步骤c制得的壳层材料与步骤d制得的芯材混合后加入冷流化床，在温度为10~15℃下进行粘附包覆，使壳层材料包覆于芯材表面，然后经高速气流输送，将已包覆的微粒分散开，形成单一的颗粒并进入冷冻干燥装置内，进行快速冷冻干燥，出料，即得用于保健饮品的微胶囊益生菌。
2.根据权利要求1所述一种用于保健饮品的微胶囊益生菌的制备方法，其特征在于：所述步骤a中，酸为盐酸、硫酸中的一种。
3.根据权利要求1所述一种用于保健饮品的微胶囊益生菌的制备方法，其特征在于：所述步骤a中，硅酸钠12~15重量份、去离子水81~86重量份、酸2~4重量份。
4.根据权利要求1所述一种用于保健饮品的微胶囊益生菌的制备方法，其特征在于：所述步骤b中，老化的温度为60~80℃，时间为24~28h。
5.根据权利要求1所述一种用于保健饮品的微胶囊益生菌的制备方法，其特征在于：所述步骤d中，益生菌为所述益生菌为乳酸双歧杆菌、两歧双歧杆菌、鼠李糖乳杆菌、嗜酸乳杆菌、长双歧杆菌、嗜热链球菌中的至少一种。
6.根据权利要求1所述一种用于保健饮品的微胶囊益生菌的制备方法，其特征在于：所述步骤d中，胶质纳米辅料为纳米级的明胶粉、黄原胶粉、卡拉胶、瓜尔豆胶、琼脂、海藻酸胶、刺槐豆胶、魔芋胶中的至少一种。
7.根据权利要求1所述一种用于保健饮品的微胶囊益生菌的制备方法，其特征在于：所述步骤d中，益生菌65~70重量份、胶质纳米辅料30~35重量份。
8.根据权利要求1所述一种用于保健饮品的微胶囊益生菌的制备方法，其特征在于：所述步骤e中，壳层材料15~20重量份、芯材80~85重量份。
9.根据权利要求1所述一种用于保健饮品的微胶囊益生菌的制备方法，其特征在于：所述步骤e中，冷冻快速干燥为真空冷冻干燥，真空度为25~30Pa，温度为-20~-15℃，时间为30~60min。
10.权利要求1~9任一项所述方法制备得到的一种用于保健饮品的微胶囊益生菌。
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