CN109846043B

CN109846043B - 一种结肠缓释益生菌及其制备方法

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Publication number: CN109846043B
Application number: CN201711239876.1A
Authority: CN
Inventors: 刘宾
Original assignee: Inner Mongolia Yili Industrial Group Co Ltd
Current assignee: Inner Mongolia Yili Industrial Group Co Ltd
Priority date: 2017-11-30
Filing date: 2017-11-30
Publication date: 2023-04-07
Anticipated expiration: 2037-11-30
Also published as: CN109846043A

Abstract

本发明提供了一种结肠缓释益生菌及其制备方法。所述结肠缓释益生菌包括芯层、芯层外顺序包覆的缓释层、以及骨架层和定位层，所述芯层包括益生菌和溶胀材料，所述缓释层与芯层的质量比为1:10‑1:100，缓释层的材料包括聚丙烯酸树脂和/或乙烯聚合物，所述骨架层与芯层的质量比为1:10‑3:1，所述定位层与芯层的质量比为2:1‑1:10，所述定位层的材料包括偶氮化合物、纤维素、直链淀粉和多糖中的一种或多种的混合。本发明主要是通过将包衣包裹溶胀性材料和益生菌，并用刚性骨架支撑包衣，防止破裂，最外层使用菌群触发型材料，定位于结肠释放，从而实现了益生菌能够在结肠位置，因内部压力作用均匀释放的目的。

Description

一种结肠缓释益生菌及其制备方法

技术领域

本发明涉及食品领域，具体的说，本发明涉及一种结肠缓释益生菌及其制备方法。

背景技术

肠道菌群与人体有着密不可分，是共生互利关系的统一体；正常人肠道菌群包括1000多种，100万亿个细菌，是人体细胞总数的10倍，又被称为人的“第二基因组”。如此庞大的肠道菌群对人健康和疾病具有重要的影响，如与心血管疾病、糖尿病、癌症等慢性病相关联。

人体肠道菌群的种类和数量

肠道菌群主要是由厌氧菌、兼性厌氧菌和需氧菌组成，其中厌氧菌占99％以上。在人体肠道这个数目庞大的微生物群落中，有9个门的细菌，包括厚壁菌门、拟杆菌门、变形菌门、放线菌门、梭杆菌门、疣微菌门、蓝细菌、螺旋体门和VadinBE97。多数菌群被认为是专性厌氧菌，其中硬壁菌门(主要为梭菌属；占所有细菌的50-70％)，拟杆菌门(10-30％)、变形菌门(≤10％)，和放线菌门(≤5％)。其中最主要的是拟杆菌门和厚壁菌门，占据着超过98％的绝对优势。个体肠道菌群的组成在门水平是相当稳定和保守的，然而，但在种水平上具有很大的差异。肠道中菌群分布和数量也是巨大差异的。

肠道菌群分布

小肠菌群的构成介于胃和结肠之间。近端小肠的菌丛与胃内相近，但常能分离出大肠杆菌和厌氧菌。在远段回肠，厌氧之间。近端小肠的菌丛与胃内相近，但常能分离出大肠杆菌和厌氧菌。远段回肠，厌氧菌的数量开始超过需氧菌，其中大肠杆菌恒定存在，厌氧菌如类杆菌属、双歧杆菌属、梭状芽胞杆菌属，都有相当数量。在回盲瓣的远侧，细菌浓度急剧上升，结肠细菌浓度高达10¹¹～10¹²CFU/ml，细菌总量几乎占粪便干重的1/3。其中厌氧菌达需氧菌的10³～10⁴倍。主要菌种为粪杆菌属、双岐杆菌属和真杆菌属。

可见，人体的主要菌群分布在大肠段，主要分布于空肠、回肠和结肠部位。对于增加大肠部分益生菌，维持优势菌群的数量是十分重要的任务。益生菌被食入后必须要通过恶劣的胃液并抵抗来自胆汁的胆盐，在模拟胃肠环境条件下，只有益生菌顺利通过胃肠高酸、高胆汁盐环境，并在肠道实现黏附定植与正常繁殖。

而且，大肠中益生菌的分布也呈不均匀分布，要求益生菌能够在大肠中均匀抵达各个部位，才能最佳实现对肠道菌群优化的目的。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种结肠缓释益生菌。本发明的结肠缓释益生菌实现了益生菌在结肠位置均匀释放的目的。

本发明的另一目的在于提供所述结肠缓释益生菌的制备方法。

为达上述目的，一方面，本发明提供了一种结肠缓释益生菌，其中，所述结肠缓释益生菌包括芯层、芯层外顺序包覆的缓释层、以及骨架层和定位层，所述芯层包括益生菌和溶胀材料，所述缓释层与芯层的质量比为1:10-1:100，缓释层的材料包括聚丙烯酸树脂和/或乙烯聚合物，所述骨架层与芯层的质量比为1:10-3:1，所述定位层与芯层的质量比为2:1-1:10，所述定位层的材料包括偶氮化合物、纤维素、直链淀粉和多糖中的一种或多种的混合。

本发明提供的益生菌于结肠缓释，通过内部物质吸水溶胀，在一定压力作用下，使益生菌能够通过包衣均匀释放。为了使包衣不因压力而破裂，使用了刚性骨架结构，保护包衣，而为了使益生菌在结肠定位释放，最外层使用菌群触发型的材料，在大肠被菌群释放酶酶解。本发明的优点是使用双层包衣；由于内部压力较大，特别加入刚性骨架成分，在刚性骨架的保护下，保护了内层包衣，使益生菌在一定压力下均匀释放。

根据本发明一些具体实施方案，其中，所述芯层直径为0.4-5mm。

根据本发明一些具体实施方案，其中，益生菌和溶胀材料总质量占芯层总质量的20-100％。

根据本发明一些具体实施方案，其中，益生菌和溶胀材料的质量比为5:1-200:1。

根据本发明一些具体实施方案，其中，所述溶胀材料为亲水性物质。

根据本发明一些具体实施方案，其中，所述亲水性物质选自吸水性盐、亲水性聚氨酯类、乙酸乙烯酯共聚物、和亲水性树脂中的一种或多种的混合。

根据本发明一些具体实施方案，其中，所述吸水性盐选自氯化钠、硫酸钾和氯化镁中的一种或多种的混合

根据本发明一些具体实施方案，其中，所述亲水性聚氨酯类为聚乙二醇和/或聚醚二醇。

根据本发明一些具体实施方案，其中，缓释层的材料包括聚丙烯酸树脂和/或乙烯聚合物中的一种或多种的混合。

根据本发明一些具体实施方案，其中，乙烯聚合物选自乙烯-醋酸乙烯共聚物、高密度聚乙烯、和低密度聚乙烯。

相对密度为0.910-0.925的聚乙烯称为低密度聚乙烯；密度在0.941～0.965的聚乙烯称为高密度聚乙烯。

根据本发明一些具体实施方案，其中，所述低密度聚乙烯为线性低密度聚乙烯。

根据本发明一些具体实施方案，其中，骨架层由质量比为5:5-1:9的不溶蚀性骨架材料和致孔剂组成。

根据本发明一些具体实施方案，其中，所述不溶蚀性骨架材料选自乙基纤维素、丙烯酸树脂、醋酸纤维素、聚氯乙烯、聚乙烯、和聚氧硅烷中的一种或多种的混合。

其中可以理解的是，所述的聚氯乙烯、聚乙烯、和聚氧硅烷均为食品级。

根据本发明一些具体实施方案，其中，致孔剂为非多糖类物质和偶氮聚合物中的一种或多种的组合。

根据本发明一些具体实施方案，其中，非多糖类物质为聚乙二醇、乳糖、聚山梨酯80、和十二烷基苯磺酸钠中的一种或多种的混合。

根据本发明一些具体实施方案，其中，聚乙二醇为聚乙二醇-4000、或聚乙二醇-6000。

根据本发明一些具体实施方案，其中，当致孔剂为聚乙二醇时，骨架层和芯层的质量比为1：1-3：1。

根据本发明一些具体实施方案，其中，当致孔剂选自乳糖、聚山梨酯80和十二烷基苯磺酸钠中的一种或多种时，骨架层和芯层的质量比为1：10-1：2。

根据本发明一些具体实施方案，其中，所述纤维素选自乙基纤维素、羟丙纤维素、和羧甲基纤维素中的一种或多种的混合；所述多糖选自壳聚糖、硫酸软骨素、葡聚糖和菊粉中的一种或多种的混合。

根据本发明一些具体实施方案，其中，所述芯层还包括促渗剂和/或助流剂。

根据本发明一些具体实施方案，其中，促渗剂占芯层重量的0-80％。

根据本发明一些具体实施方案，其中，益生菌和溶胀材料总质量占芯层总质量的20-95％，促渗剂占芯层重量的5-80％。

根据本发明一些具体实施方案，其中，所述促渗剂选自乳糖、蔗糖、氯化钠、氯化钾、硫酸镁、甘露醇和山梨醇中的一种或者多种。

根据本发明一些具体实施方案，其中，助流剂用量占芯层质量的0-2％。

根据本发明一些具体实施方案，其中，助流剂用量占芯层质量的0.2-1.5％。

根据本发明一些具体实施方案，其中，所述助流剂选自二氧化硅和/或硬脂酸镁。

根据本发明一些具体实施方案，其中，以所述芯层总质量为100％计，所述芯层包括如下质量百分比成分：益生菌和溶胀材料20-100％、促渗剂0-80％、以及助流剂0-2％。

根据本发明一些具体实施方案，其中，以所述芯层总质量为100％计，所述芯层包括如下质量百分比成分：益生菌和溶胀材料20-95％、促渗剂5-80％、以及助流剂0-2％。

根据本发明一些具体实施方案，其中，以所述芯层总质量为100％计，所述芯层包括如下质量百分比成分：益生菌和溶胀材料20-94.8％、促渗剂5-79.8％、以及助流剂0.2-1.5％。

根据本发明一些具体实施方案，其中，缓释层设置直径0.01-1mm的通孔。

根据本发明一些具体实施方案，其中，缓释层设置直径0.1-0.2mm的通孔。

根据本发明一些具体实施方案，其中，以未设置通孔的缓释层总表面积为100％计，通孔总面积为5％-20％；优选为10％。

根据本发明一些具体实施方案，其中，缓释层设置的通孔是在缓释层表面均匀分布。

本发明在缓释层设置开孔，同时因为包衣层的存在，骨架层中的致孔剂在大肠初段被溶解从而在骨架层形成孔道。这样能够使益生菌通过带有孔径的缓释层和骨架层均匀释放。

本发明涉及的结肠缓释益生菌制剂，是由益生菌和溶胀性材料为核心，以带孔的包衣(缓释层)和能够在体内形成开孔的骨架层为外层，和被结肠菌群释放的酶酶解的外层包衣组成。

根据本发明一些具体实施方案，其中，所述结肠缓释益生菌由包括如下步骤的方法制备得到：(1)制备芯层颗粒的步骤；(2)将芯层包覆缓释层的步骤；(3)将涂覆了缓释层的芯层与骨架层的材料混合制粒得到中间粒的步骤；(4)将步骤(3)得到的中间粒与定位材料混合后制成所需剂型的步骤。

根据本发明一些具体实施方案，其中，步骤(4)是将步骤(3)得到的中间粒与定位材料混合后压成片。

根据本发明一些具体实施方案，其中，步骤(1)包括：将固体益生菌与溶胀材料混合均匀后制粒。

根据本发明一些具体实施方案，其中，步骤(1)包括：将固体益生菌、溶胀材料、和选自促渗剂和/或助流剂混合均匀后制粒。

另一方面，本发明还提供了所述结肠缓释益生菌的制备方法。

综上所述，本发明提供了一种结肠缓释益生菌及其制备方法。本发明的方案具有如下优点：

本发明主要是通过将包衣包裹溶胀性材料和益生菌，并用刚性骨架支撑包衣，防止破裂，最外层使用菌群触发型材料，定位于结肠释放，从而实现了益生菌能够在结肠位置，因内部压力作用均匀释放的目的。

具体实施方式

以下通过具体实施例详细说明本发明的实施过程和产生的有益效果，旨在帮助阅读者更好地理解本发明的实质和特点，不作为对本案可实施范围的限定。

实施例1

益生菌缓释片剂制作过程(所述百分比以制备得到的缓释片总重量为100％计)：

1.将50％益生菌粉与0.5％的亲水性树脂(AB-8食品级大孔吸附树脂)，以及氯化镁2.5％、20％的乳糖、1％的硬脂酸镁，均匀混合制成片芯；

2.压片：将片芯通过20目以上的筛子，制成直径为1mm左右的小颗粒；

3.包衣：将2％的燕山石化低密度聚乙烯1I60A(密度：0.915)涂于益生菌片剂外层，低温缓慢干燥12h后，用激光打孔机在包衣膜两侧均匀打孔，孔径为0.1mm，且包衣孔均匀分布，占包衣面积的10％之间；

4.骨架结构：将质量比为1:4的聚氯乙烯和乳糖混合均匀，然后再和带有包衣的片芯干混，制成颗粒，添加量为10％片剂重量；

5.菌群触发型包衣：在片剂的最外层添加14％的食品级脱乙酰度为90％的壳聚糖，制成单片质量为250±10mg的片剂；

实施例2

片剂配方：按照每1000片计(所述百分比以制备得到的缓释片总重量为100％计)

益生菌40％的益生菌粉、1％的聚乙二醇-200、1％的氯化钠、5％的甘露醇、0.5％的硬脂酸镁及5％的蔗糖，将片芯材料混合均匀后，制成直径为3mm的小颗粒。

包衣：在出粒时，将孔径为0.2mm的，孔面积占表面积的20％的，均匀分布的聚乙烯吡咯烷酮K30直接包裹颗粒，低温烘干5h。

骨架：将质量比为1：9的帝斯曼利康固体丙烯酸树脂B-805和聚山梨酯80混合均匀，然后再包裹被包衣包裹的片芯，制成直径为4mm的小颗粒；骨架层整体用量为20％。

外层包衣：将26.5％的羧甲基纤维素与上述颗粒压成10mm，单片质量为250±10mg的片剂。

实施例3

片剂配方：按照每1000片计(所述百分比以制备得到的缓释片总重量为100％计)。

1.将30％益生菌粉与5％的拜耳科思创Covestro水性聚氨酯110亲水聚氨酯，以及3％的山梨醇、1％硫酸镁、0.9％的硬脂酸镁，均匀混合制成片芯；

3.包衣：将2％的大庆石化高密度聚乙烯5300B(密度：0.951)涂于益生菌片剂外层，低温缓慢干燥12h后，用激光打孔机在包衣膜两侧均匀打孔，孔径为0.2mm，且包衣孔均匀分布，占包衣面积的5％。

4.骨架结构：将质量比为5:5的醋酸纤维素和聚乙二醇-4000(PEG-4000)混合均匀，然后再包裹被包衣包裹的片芯，制成直径为3mm的小颗粒；骨架层整体用量为40％。

5.菌群触发型包衣：在片剂的最外层添加18.1％的壳聚糖，制成单片质量为250±10mg的片剂；

实验例1

人工胃液实验

人工胃液制备：取稀盐酸16.4mL，加水约800mL与胃蛋白酶10g，摇匀后，加水稀释成1000mL即得。稀盐酸浓度为9.5％～10.5％(取234mL浓盐酸加水稀释成1000mL即可)。

将实施例1制得的益生菌缓释片剂放入人工胃液中，每个半小时测定胃液中益生菌的数量。

表1益生菌缓释片在人工胃液模型中溶出数量

由于胃酸具有很低的pH值，所以在胃酸中本身存在的细菌就很少，而且益生菌片剂外层包裹着不被胃酸破坏的壳聚糖层，不会将益生菌在胃中释放出来，故在胃液中存在很少的细菌。且食物或者药物在胃中保留时间约为2.5-3.0h，故益生菌缓释片在胃中不会被释放出来，也不受胃酸影响其活性。

实验例2

人工肠液实验

取磷酸二氢钾6.8g，加水500ml使溶解，用0.1mol/L氢氧化钠溶液调节pH值至6.8；另取胰酶10g，加水适量使溶解，将两液混合后，加水稀释至1000ml，即得制成模拟人工肠液。

将实施例2制得的益生菌缓释片剂放入人工肠液中，每个1小时测定肠液中益生菌的数量。

表2益生菌缓释片在人工肠液模型中溶出数量

益生菌缓释片剂在模拟小肠实验中，益生菌缓释片基本不会被肠道酶系统破坏，益生菌也基本不会在小肠部分释放。肠液中益生菌数量增加的原因可能是部分益生菌片因压片质量原因，出现裂缝或者覆盖的纤维素不完整，导致部分益生菌因内部压力过大而是释放。但是就菌数来看，益生菌缓释片比较完整，未在小肠液中明显释放。

实验例3

将0.0123g壳聚糖酶溶解到1L水中，调节pH到7.2，加入实施例1中的益生菌缓释片，每2小时测定溶液中益生菌的数量。

表3益生菌缓释片在结肠模型中溶出数量

由表3可知，益生菌缓释片在壳聚糖酶的作用下，迅速被酶解，能够释放出远比小肠部分释放的益生菌，且在释放过程中，基本上能够比较均匀的将益生菌排出。益生菌的数量能够达到每日摄入的安全值和益生效果。

Claims

1.一种结肠缓释益生菌，其中，所述结肠缓释益生菌包括芯层、芯层外顺序包覆的缓释层、以及骨架层和定位层，所述芯层包括益生菌和溶胀材料，所述缓释层与芯层的质量比为1:10-1:100，缓释层的材料包括聚丙烯酸树脂和/或乙烯聚合物，所述骨架层与芯层的质量比为1:10-3:1，所述定位层与芯层的质量比为2:1-1:10，所述定位层的材料包括偶氮化合物、纤维素、直链淀粉和多糖中的一种或多种的混合。

2.根据权利要求1所述的结肠缓释益生菌，其中，益生菌和溶胀材料总质量占芯层总质量的20-100％。

3.根据权利要求1所述的结肠缓释益生菌，其中，益生菌和溶胀材料的质量比为5:1-200:1。

4.根据权利要求1所述的结肠缓释益生菌，其中，所述乙烯聚合物选自乙烯-醋酸乙烯共聚物、高密度聚乙烯和低密度聚乙烯中的一种或多种的混合。

5.根据权利要求4所述的结肠缓释益生菌，其中，所述低密度聚乙烯为线性低密度聚乙烯。

6.根据权利要求1～5任意一项所述的结肠缓释益生菌，其中，所述溶胀材料为亲水性物质。

7.根据权利要求6所述的结肠缓释益生菌，其中，所述亲水性物质选自吸水性盐、亲水性聚氨酯类、乙酸乙烯酯共聚物和亲水性树脂中的一种或多种的混合。

8.根据权利要求7所述的结肠缓释益生菌，其中，所述亲水性聚氨酯类为聚乙二醇和/或聚醚二醇；所述吸水性盐选自氯化钠、硫酸钾和氯化镁中的一种或多种的混合。

9.根据权利要求1～5任意一项所述的结肠缓释益生菌，其中，所述骨架层由质量比为5:5-1:9的不溶蚀性骨架材料和致孔剂组成。

10.根据权利要求9所述的结肠缓释益生菌，其中，所述不溶蚀性骨架材料选自乙基纤维素、丙烯酸树脂、醋酸纤维素、聚氯乙烯、聚乙烯和聚氧硅烷中的一种或多种的混合。

11.根据权利要求9所述的结肠缓释益生菌，其中，所述致孔剂为非多糖类物质和偶氮聚合物中的一种或多种的组合。

12.根据权利要求11所述的结肠缓释益生菌，其中，所述致孔剂为聚乙二醇、乳糖、聚山梨酯80和十二烷基苯磺酸钠中的一种或多种的混合。

13.根据权利要求12所述的结肠缓释益生菌，其中，所述聚乙二醇为聚乙二醇-4000或聚乙二醇-6000。

14.根据权利要求12所述的结肠缓释益生菌，其中，当致孔剂为聚乙二醇时，骨架层和芯层的质量比为1：1-3：1；当致孔剂选自乳糖、聚山梨酯80和十二烷基苯磺酸钠中的一种或多种时，骨架层和芯层的质量比为1：10-1：2。

15.根据权利要求1～5任意一项所述的结肠缓释益生菌，其中，所述纤维素选自乙基纤维素、羟丙纤维素和羧甲基纤维素中的一种或多种的混合；所述多糖选自壳聚糖、硫酸软骨素、葡聚糖和菊粉中的一种或多种的混合。

16.根据权利要求1～5任意一项所述的结肠缓释益生菌，其中，所述芯层还包括促渗剂和/或助流剂。

17.根据权利要求16所述的结肠缓释益生菌，其中，所述促渗剂占芯层重量的0-80％。

18.根据权利要求17所述的结肠缓释益生菌，其中，所述益生菌和溶胀材料总质量占芯层总质量的20-95％，所述促渗剂占芯层总重量的5-80％。

19.根据权利要求17所述的结肠缓释益生菌，其中，所述促渗剂选自乳糖、蔗糖、氯化钠、氯化钾、硫酸镁、甘露醇和山梨醇中的一种或者多种。

20.根据权利要求16所述的结肠缓释益生菌，其中，所述助流剂用量占芯层质量的0-2％。

21.根据权利要求16所述的结肠缓释益生菌，其中，所述助流剂选自二氧化硅和/或硬脂酸镁。

22.根据权利要求1～5任意一项所述的结肠缓释益生菌，其中，缓释层设置直径0.01-1mm的通孔。

23.根据权利要求22所述的结肠缓释益生菌，其中，缓释层设置直径0.1-0.2mm的通孔。

24.根据权利要求22所述的结肠缓释益生菌，其中，以未设置通孔的缓释层总表面积为100％计，通孔总面积为5％-20％。

25.根据权利要求22所述的结肠缓释益生菌，其中，以未设置通孔的缓释层总表面积为100％计，通孔总面积为10％。

26.根据权利要求1～5任意一项所述的结肠缓释益生菌，其中，所述芯层直径为0.4-5mm。

27.权利要求1所述的结肠缓释益生菌的制备方法，其中，所述制备方法包括如下步骤：(1)制备芯层颗粒的步骤；(2)将芯层包覆缓释层的步骤；(3)将涂覆了缓释层的芯层与骨架材料混合制粒得到中间粒的步骤；(4)将步骤(3)得到的中间粒与定位材料混合后制成所需剂型的步骤。

28.根据权利要求27所述的制备方法，其中，步骤(4)是将步骤(3)得到的中间粒与定位材料混合后压成片。

29.根据权利要求27所述的制备方法，其中，步骤(1)包括：将固体益生菌与溶胀材料混合均匀后制粒。

30.根据权利要求29所述的制备方法，其中，步骤(1)包括：将固体益生菌、溶胀材料和选自促渗剂和/或助流剂混合均匀后制粒。