CN110604307A - 一种益生菌微胶囊菌粉及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种益生菌微胶囊菌粉及其制备方法和应用，所述益生菌微胶囊菌粉包括芯材和壁材，所述芯材包括益生菌，所述壁材包括聚唾液酸。本发明创造性地将聚唾液酸作为微胶囊的壁材，将益生菌作为微胶囊的芯材，使聚唾液酸和益生菌既能发挥各自的生理功能，还能协同作用，使得益生菌制剂能够发挥更好的性能，显著地提高益生菌的活菌率；也能提高益生菌的活性；同时能够顺利定殖于肠道中，更好地发挥生理作用。

Description

一种益生菌微胶囊菌粉及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及一种益生菌制剂及其制备方法和应用，尤其涉及一种益生菌微胶囊菌粉及其制备方法和应用。

背景技术

益生菌是一类对宿主有益的活性微生物，是定植于人体肠道、生殖系统内，能产生确切健康功效从而改善宿主微生态平衡、发挥有益作用的活性有益微生物的总称。它可以作为一类口服的有益的活菌制剂(保健食品要求保值期内活菌总数不低于10⁶)，但是在生产、运输、保存等过程中，益生菌将受到诸如食品组分(酸、氧、添加剂等)、储存温度及宿主消化系统(胃酸、胆盐、酶)等的影响，常导致活菌数大幅下降。

多聚唾液酸是一类线性、均一多聚α2,8连接唾液酸的独特碳水化合物，它主要通过典型的N-连接糖苷键附着在脊椎动物神经系统神经黏附分子上。多聚唾液酸通过改变神经系统神经黏附分子的黏附性调节神经细胞发育、神经导向以及突触形成，从而在神经发育中起关键作用。聚唾液酸修饰的神经粘附分子(聚唾液酸-NCAM)是介导细胞间和细胞-基质间黏附的单链跨膜糖蛋白，在中枢神经系统很多部位存在并发挥作用，特别是在与认知功能相关的结构中。实验证明聚唾液酸-NCAM在中枢能促进神经细胞及突触的发育生长，稳定突触以及加强神经信号传递，而这些生理活动已被普遍认为与认知功能有关。神经受到损伤，围绕神经的施万细胞会迅速合成聚唾液酸，许多研究表明聚唾液酸的合成有助于神经系统的修复和再生。

聚唾液酸经水解后可得到唾液酸寡糖和唾液酸单体。唾液酸能促进婴儿、胎儿、儿童神经系统发育、提高记忆力和智力水平，减缓脑细胞衰老，减慢记忆力衰减，预防老年痴呆。可作为抵抗肠道致病菌的保护因子、激活免疫系统。唾液酸是燕窝分级的唯一明确标示的功效成分，常食能护肤养颜，令皮肤滑润洁白，减少脸部皱纹。

CN104857519A公开了一种多孔淀粉复合凹土作为保护剂制备益生菌制剂的方法，该益生菌制剂的制备方法首先是纯化凹土，然后将凹土与多孔淀粉混合，再将制备好的益生菌菌悬液在一定的条件下吸附至多孔淀粉和凹土表面，最后采用真空冷冻干燥法制备益生菌制剂。该发明采用多孔淀粉复合凹土作为保护剂，制得的益生菌制剂在真空冷冻过程中和在人工模拟胃环境中的存活率高，人工肠环境中较长时间地维持高活菌水平。

CN108823099A公开了一种固态益生菌制剂的制备方法及其制剂，其包括向益生菌悬液中加入甜菜碱和羟辅氨酸并通过逐级降温提高益生菌的抗冻能力，然后向其中加入葡萄糖和山梨醇冷冻干燥而得，该益生菌固体制剂制备得到的制剂内的益生菌的存活率均在85％以上，其显著优于按照现有技术获得益生菌固体制剂的益生菌存活率，其步骤简单，处理时间短，适宜在现有工艺中推广应用。

CN108676721A公开了一种益生菌低温冷冻干燥用复合保护剂及其应用，其由如下重量百分含量的组分组成：鼠李糖脂3.5-5.5％，丙二醛1.5-2.2％，谷氨酸1.0-1.6％，酪氨酸0.8-1.2％，7-癸烯-4-内酯2.0-4.0％，磷酸氢二钠0.8-1.5％、磷酸二氢钠0.8-1.5％，维生素C0.3-0.5％，余量为蒸馏水。该保护剂与益生菌固形物混合后可以大幅度提高益生菌的存活率，因此具有广阔应用前景。

上述现有技术中的益生菌制剂从不同角度着手提高了益生菌的存活率，但是改进方式仍然有限，且改善效果并不十分全面，因此，开发出一种新型的益生菌制剂，使其显著提高益生菌的活性和活菌率、且能稳定定殖于胃肠道中，是非常有意义的。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种益生菌制剂及其制备方法和应用，尤其涉及一种益生菌微胶囊菌粉及其制备方法和应用。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

一方面，本发明涉及一种益生菌微胶囊菌粉，所述益生菌微胶囊菌粉包括芯材和壁材，所述芯材包括益生菌，所述壁材包括聚唾液酸。

本发明所涉及的益生菌微胶囊菌粉创造性地将聚唾液酸作为微胶囊的壁材，将益生菌作为微胶囊的芯材，使聚唾液酸和益生菌既能发挥各自的生理功能，还能协同作用，使得益生菌制剂能够发挥更好的性能。聚唾液酸的链式结构能够很好地将益生菌进行包裹，防止其受到诸如食品组分(酸、氧、添加剂等)、储存温度及宿主消化系统(胃酸、胆盐、酶)等的影响，显著地提高益生菌的活菌率；同时也能提高益生菌的活性，起到类似益生元的作用；聚唾液酸具有很好的生物相容性和可降解性，其降解得到的唾液酸单体又能发挥其生理功能；且聚唾液酸具有较好的耐酸性，最终使得由其包裹的益生菌能够稳定定殖于胃肠道中，更好地发挥生理作用。

优选地，所述芯材与壁材的质量比为1:(1-50)，例如1:1、1:2、1:4、1:5、1:10、1:15、1:20、1:25、1:30、1:35、1:40或1:50等。

优选地，所述芯材与壁材的质量比为1:(1-15)。

所述芯材与壁材的质量比特定选择为1:(1-50)，优选为1:(1-15)，因为在此比例范围内，能使芯材与壁材获得更佳的配合效果，具体而言，若比例过大则影响包埋效果，若比例更小则影响益生菌的释放效果，而益生菌的释放效果直接导致其定殖效果不佳。

优选地，所述聚唾液酸在壁材中的质量百分含量为不小于0.5％，例如0.5％、0.8％、1％、2％、5％、8％、10％、15％、20％、30％、40％、50％、60％、80％或99％等。

进一步优选地，所述聚唾液酸在壁材中的质量百分含量为1-20％。

聚唾液酸在壁材中的质量百分含量上限理论上是不受限制的。因为聚唾液酸经水解后可得到唾液酸寡糖和唾液酸单体，唾液酸急性经口毒性试验(5000mg/kg))未见延时毒性反应，亚慢性经口毒性试验结果为实际无毒物。

但是实际上，应用中依然存在选择性，其含量在1-20％上述范围内，才能使得益生菌的活性、活菌率、耐酸性等性质达到最佳的效果，若含量超过20％不仅会使益生菌的包埋效果受影响，还会使整体环境变得过酸，影响菌体活度，若含量小于1％会使菌粉在胃肠道的耐酸性受影响，并且其活性和活菌率均受影响。

优选地，所述壁材还包括粘合剂。

优选地，所述粘合剂在壁材中的质量百分含量为不小于0.5％，例如0.5％、1％、10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、99％或99.5％等。

进一步优选地，所述粘合剂在壁材中的质量百分含量为70-99.5％。

优选地，所述粘合剂包括包埋粘合剂和乳化粘合剂。其中包埋粘合剂是指发挥包埋作用的粘合剂，乳化粘合剂是指具有乳化性能的粘合剂。

优选地，所述包埋粘合剂包括淀粉、玉米糖浆、环糊精或麦芽糊精中的任意一种或至少两种的组合，所述至少两种的组合例如淀粉与玉米糖浆的组合、环糊精与麦芽糊精的组合、淀粉与环糊精的组合等，其他任意的组合方式便不在此一一赘述。

优选地，所述乳化粘合剂包括淀粉、酪蛋白酸钠、海藻酸钠或阿拉伯胶中的任意一种或至少两种的组合，所述至少两种的组合例如淀粉与酪蛋白酸钠的组合、海藻酸钠与阿拉伯胶的组合、淀粉与阿拉伯胶的组合等，其他任意的组合方式便不在此一一赘述。

优选地，所述淀粉包括变性淀粉。

优选地，所述变性淀粉包括辛烯基琥珀酸淀粉钠。

优选地，所述包埋粘合剂与乳化粘合剂的质量比为(3-10):1，例如3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1或10:1等。

上述壁材中粘合剂作用是乳化体系，保证壁材的粘结和包裹的作用。

优选地，所述益生菌包括有益细菌和真菌。

优选地，所述有益细菌包括乳杆菌属、双歧杆菌属、链球菌属、乳球菌属、丙酸杆菌属、明串球菌属、片球菌属、芽孢杆菌属或葡萄球菌属中的任意一种或至少两种的组合。所述至少两种的组合例如乳杆菌属和双歧杆菌属的组合、丙酸杆菌属和明串球菌属的组合等。

优选地，所述真菌包括酿酒酵母、产朊假丝酵母、乳酸克鲁维酵母、卡氏酵母、蝙蝠蛾拟青霉、蝙蝠蛾被毛孢灵芝、紫汁、红曲霉或紫红曲霉中的任意一种或至少两种的组合。所述至少两种的组合例如酿酒酵母和产朊假丝酵母的组合、蝙蝠蛾拟青霉和蝙蝠蛾被毛孢灵芝的组合等。

优选地，所述芯材还包括酶。

优选地，所述酶包括木聚糖酶、β-葡聚糖酶、纤维素酶、半乳糖苷酶、β-甘露聚糖酶或淀粉酶中的任意一种或至少两种的组合，所述至少两种的组合例如木聚糖酶和β-葡聚糖酶的组合、纤维素酶和半乳糖苷酶的组合、β-甘露聚糖酶和淀粉酶的组合等，其他组合方式不在此一一赘述。

优选地，所述益生菌微胶囊菌粉还包括抗氧化剂和/或pH调节剂。

所述抗氧化剂包括抗坏血酸、抗坏血酸钠或茶多酚中的任意一种或至少两种的组合，所述至少两种的组合例如抗坏血酸和抗坏血酸钠的组合、抗坏血酸钠和茶多酚的组合。抗氧化剂添加量为壁材总量的0.5-6％，抗氧化剂的添加能够有效地减缓益生菌的氧化速度，减少益生菌的损失。

所述pH调节剂包括磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、碳酸氢钠、氢氧化钠、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、柠檬酸钠、柠檬酸或柠檬酸一钠中的任意一种或至少两种的组合，所述至少两种的组合例如柠檬酸钠和柠檬酸的组合、柠檬酸和柠檬酸一钠的组合等。pH调节剂根据微生物对于环境的耐性进行添加，添加量为壁材总量的0.01-0.1％，能够有效地调节益生菌的微环境，利于益生菌的稳定性。

优选地，所述益生菌微胶囊菌粉还包括包覆于壁材外表面的包覆层。

为了使益生菌获得更好的保护效果，同时也使得其在胃肠中更加稳定，所述益生菌微胶囊还可以具有包覆于壁材外表面的包覆层。

优选地，所述包覆层包括碱性物质粉末。

优选地，所述碱性物质包括碳酸氢钠、碳酸钠、氯化钙、氢氧化镁、氢氧化钙或碳酸钙中的任意一种或至少两种的组合，所述至少两种的组合例如碳酸氢钠和氢氧化镁的组合、氢氧化镁和碳酸钙的组合、碳酸氢钠和碳酸钙的组合。

另一方面，本发明提供一种如上所述的益生菌微胶囊菌粉的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

(1)培养并分离菌体；

(2)将步骤(1)得到的菌体与壁材溶液混合，得到菌悬液；

(3)将步骤(2)得到的菌悬液进行干燥，得到所述益生菌微胶囊菌粉。

在本发明中，步骤(1)所述培养并分离菌体的方法为：将益生菌菌种植入液体培养基中进行活化增殖，至成熟稳定期后将培养基进行离心，收集得到益生菌菌体。

优选地，所述离心的温度为0-10℃，例如0℃、1℃、2℃、3℃、4℃、5℃、6℃、7℃、8℃、9℃或10℃。

优选地，所述离心的转速为4000-6000r/min，例如4000r/min、4200r/min、4500r/min、4800r/min、5000r/min、5200r/min、5500r/min或6000r/min等。

优选地，所述离心的时间为5-15min，例如5min、6min、7min、8min、9min、10min、11min、12min、13min或15min等。

所述分离菌体时离心的温度、转速和时间选择上述数值范围能使保证益生菌的活性及离心的收率和效率。

在本发明中，步骤(2)所述混合在搅拌下进行。

优选地，所述搅拌时的温度为30-60℃，例如30℃、40℃、50℃、53℃、55℃、58或60℃等。

优选地，所述搅拌的速率为500-1500r/min，例如500r/min、800r/min、900r/min、1000r/min、1100r/min、12000r/min、1300r/min、1400r/min或1500r/min等。

优选地，所述搅拌的时间为15-30min，例如15min、16min、17min、18min、20min、22min、24min、25min、26min或30min等。

所述搅拌的温度、速率和时间特定选择在上述数值范围内，才能保证益生菌在制备过程中更好地分散于壁材中，同时提高益生菌在微胶囊中的稳定性，也能保证益生菌的存活率。

优选地，菌体与壁材溶液的固液比为30％-90％。例如30％、40％、50％、60％、70％、75％、80％、85％或90％等。

优选地，步骤(3)所述干燥可以为真空干燥、冷冻干燥、喷雾干燥等。

本发明中优选为冷冻干燥，条件为：在-80～-75℃(例如-80℃、-79℃、-78℃、-77℃、-76℃或-75℃等)下预冷冻3-7h(例如3h、4h、5h、6h或7h等)，然后在真空冷冻干燥机中以温度-50～-45℃(例如-50℃、-49℃、-48℃、-47℃、-46℃或-45℃等)与真空度10-30Pa(例如10Pa、12Pa、14Pa、15Pa、20Pa、25Pa、28Pa或30Pa等)的条件下冷冻干燥30-50h(30h、32h、35h、40h、42h、45h、48h或50h等)。

本发明所述益生菌微胶囊菌粉选择上述冷冻干燥条件进行冷冻干燥，能够保证益生微胶囊菌粉更好地达到冷冻干燥的效果，保证益生菌微胶囊菌粉更好的稳定性和益生菌的存活率。

优选地，步骤(2)结束后进行如下操作：将得到的菌悬液经带孔板框挤压至铺有碱性物质粉末的振动床上进行振动，然后分离得到裹有碱性物质粉末的菌体颗粒；

优选地，所述带孔板框的孔径为50μm-1000μm，例如50μm、150μm、200μm、300μm、400μm、500μm、600μm或1000μm等，优选150-500μm。

优选地，所述振动的时间为1-10min。

优选地，所述的振动床的振动频率为100-500次/min，例如100次/min、200次/min、300次/min、400次/min或500次/min等。

优选地，所述的振动床上碱性物质粉末的厚度为1-10mm，例如1mm、2mm、3mm、5mm、7mm或10mm等。

优选地，所述的菌体悬液挤压至振动床上后振动的时间为1-10min，例如1min、3min、4min、6min、7min、9min或10min等。

优选地，所述菌悬液的固液比为75-90％，将所述菌悬液经带孔板框挤压至铺有碱性物质粉末的振动床上进行振动，然后分离得到裹有碱性物质粉末的菌体颗粒。

优选地，步骤(2)中的菌悬液可优先将菌体与具备乳化性能的壁材先加入水中，搅拌溶解后再加入起包埋作用的壁材搅拌。

作为本发明的优选技术方案，所述制备方法包括如下步骤：

(1)将益生菌菌种植入液体培养基中进行活化增殖，至成熟稳定期后将培养基进行在0-10℃下以4000-6000r/min离心5-15min，收集得到益生菌菌体；

(2)将步骤(1)得到的菌体与壁材溶液在30-60℃下以800-1500r/min搅拌混合15-30min，固液比为30～90％，冷却至30-40℃，得到菌悬液；

(3)将步骤(2)得到的菌悬液经过孔径为150-500μm的带孔板框挤压后落至铺有碱性物质粉末的振动床上进行振动，振动频次为100-500次/min，碱性物质粉末的厚度为1-10mm，振动时间为1-10min，得到裹有碱性物质粉末的菌体颗粒；

(4)将步骤(3)得到的菌体颗粒在-80～-75℃下预冷冻3-7h，然后在真空冷冻干燥机中以温度-50～-45℃与真空度10-30Pa的条件下冷冻干燥30-50h，得到所述益生菌微胶囊菌粉。

再一方面，本发明提供一种如上所述的益生菌微胶囊菌粉在制备益生菌制剂中的应用。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明所涉及的益生菌微胶囊菌粉创造性地将聚唾液酸作为微胶囊的壁材，将益生菌作为微胶囊的芯材，使聚唾液酸和益生菌既能发挥各自的生理功能，还能协同作用，使得益生菌制剂能够发挥更好的性能。聚唾液酸的链式结构能够很好地将益生菌进行包裹，防止其受到诸如食品组分(酸、氧、添加剂等)、储存温度及宿主消化系统(胃酸、胆盐、酶)等的影响，显著地提高益生菌的活菌率；同时也能提高益生菌的活性，起到类似益生元的作用；聚唾液酸具有很好的生物相容性和可降解性，其降解得到的唾液酸单体又能发挥其生理功能；且聚唾液酸具有较好的耐酸性，由其包裹的益生菌稳定定殖于肠道后能够达到较高的活菌数(2.5×10⁹CFU/mL以上)，更好地发挥生理作用。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例来进一步说明本发明的技术方案，但本发明并非局限在实施例范围内。

实施例1

本实施例提供一种益生菌微胶囊菌粉，所述益生菌微胶囊菌粉包括芯材和壁材，所述芯材为长双歧杆菌菌体，所述壁材为聚唾液酸、固体玉米糖浆和辛烯基琥珀酸淀粉钠。其制备方法为：

(1)将长双歧杆菌菌种植入液体培养基中进行活化增殖，培养温度为36℃，培养时间为35h，至成熟稳定期后将培养基进行在10℃下以4000r/min离心10min，收集得到长双歧杆菌菌体；其中聚唾液酸占壁材的10％，固体玉米糖浆和辛烯基琥珀酸淀粉钠的比例为3:1，菌体与壁材的质量比为1:4；

(2)将步骤(1)得到的菌体与壁材溶液在60℃下以250r/min搅拌混合20min，冷却至35℃，得到菌悬液；

(3)将步骤(2)得到的菌悬液在-80℃下预冷冻4h，然后在真空冷冻干燥机中以温度-45℃与真空度25Pa的条件下冷冻干燥40h，得到所述益生菌微胶囊菌粉。

实施例2

本实施例提供一种益生菌微胶囊菌粉，所述益生菌微胶囊菌粉包括芯材和壁材，所述芯材为长双歧杆菌菌体，所述壁材为聚唾液酸、固体玉米糖浆和辛烯基琥珀酸淀粉钠。其制备方法为：

(1)将长双歧杆菌菌种植入液体培养基中进行活化增殖，培养温度为36℃，培养时间为35h，至成熟稳定期后将培养基进行在0℃下以5000r/min离心5min，收集得到长双歧杆菌菌体；其中聚唾液酸占壁材的20％，固体玉米糖浆和辛烯基琥珀酸淀粉钠的比例为10:1，菌体与壁材的质量比为1:1；

(2)将步骤(1)得到的菌体与壁材溶液在50℃下以150r/min搅拌混合15min，冷却至30℃，得到菌悬液；

(3)将步骤(2)得到的菌悬液在-80℃下预冷冻3h，然后在真空冷冻干燥机中以温度-50℃与真空度10Pa的条件下冷冻干燥30h，得到所述益生菌微胶囊菌粉。

实施例3

本实施例提供一种益生菌微胶囊菌粉，所述益生菌微胶囊菌粉包括芯材和壁材，所述芯材为长双歧杆菌菌体，所述壁材为聚唾液酸和固体玉米糖浆。其制备方法为：

(1)将长双歧杆菌菌种植入液体培养基中进行活化增殖，培养温度为36℃，培养时间为35h，至成熟稳定期后将培养基进行在10℃下以6000r/min离心15min，收集得到长双歧杆菌菌体；其中聚唾液酸占壁材的1％，壁材中粘合剂为固体玉米糖浆，菌体与壁材的质量比为1:15；

(2)将步骤(1)得到的菌体与壁材溶液在70℃下以300r/min搅拌混合30min，冷却至40℃，得到菌悬液；

(3)将步骤(2)得到的菌悬液在-75℃下预冷冻7h，然后在真空冷冻干燥机中以温度-45℃与真空度30Pa的条件下冷冻干燥50h，得到所述益生菌微胶囊菌粉。

实施例4

本实施例提供一种益生菌微胶囊菌粉，所述益生菌微胶囊菌粉包括芯材、壁材和包覆层，所述芯材为长双歧杆菌菌体，所述壁材为聚唾液酸、固体玉米糖浆和小麦淀粉，所述包覆层为碳酸钙。其制备方法为：

(1)将长双歧杆菌菌种植入液体培养基中进行活化增殖，培养温度为36℃，培养时间为35h，至成熟稳定期后将培养基进行在10℃下以4000r/min离心10min，收集得到长双歧杆菌菌体；其中聚唾液酸占壁材重量的10％，固体玉米糖浆和辛烯基琥珀酸淀粉钠的比例为3:1，菌体与壁材的质量比为1:4；

(2)将步骤(1)得到的菌体与壁材溶液在60℃下以1000r/min搅拌混合20min，冷却至35℃，固液比为80％；

(3)将步骤(2)得到的菌悬液经过孔径为200μm板框挤压后落至铺有氯化钙的振动床上，振动频次为500次/min，碱性物质粉末的厚度为5mm，振动时间为5min，得到包裹碱性物质的菌体颗粒；

(4)将步骤(3)得到的菌悬液在-80℃下预冷冻4h，然后在真空冷冻干燥机中以温度-45℃与真空度25Pa的条件下冷冻干燥40h，得到所述益生菌微胶囊菌粉。

实施例5

本实施例提供一种益生菌微胶囊菌粉，所述益生菌微胶囊菌粉包括芯材、壁材和包覆层，所述芯材为嗜酸乳杆菌菌体，所述壁材为聚唾液酸、固体玉米糖浆和酪蛋白酸钠，所述包覆层为氢氧化镁。其制备方法为：

(1)将嗜酸乳杆菌菌种植入液体培养基中进行活化增殖，培养温度为37℃，培养时间为25h，至成熟稳定期后将培养基进行在5℃下以5000r/min离心10min，收集得到嗜酸乳杆菌菌体；其中聚唾液酸占壁材的10％，固体玉米糖浆和酪蛋白酸钠的比例为10:1，菌体与壁材的质量比为1:5；

(2)将步骤(1)得到的菌体与壁材溶液在55℃下以230r/min搅拌混合18min，冷却至35℃，固液比为80％；

(3)将步骤(2)得到的菌悬液经过孔径为300μm板框挤压后落至铺有碳酸钠粉末的振动床上，振动频次为500次/min，碱性物质粉末的厚度为5mm，振动时间为6min，得到包裹碱性物质的菌体颗粒；

(4)将步骤(3)得到的菌悬液在-75℃下预冷冻5h，然后在真空冷冻干燥机中以温度-45℃与真空度20Pa的条件下冷冻干燥35h，得到所述益生菌微胶囊菌粉。

实施例6

本实施例提供一种益生菌微胶囊菌粉，所述益生菌微胶囊菌粉包括芯材和壁材，所述芯材为长双歧杆菌菌体，所述壁材为聚唾液酸和固体玉米糖浆及辛烯基琥珀酸淀粉钠。其制备方法与实施例1的区别仅在于：聚唾液酸占壁材的30％，其他条件均相同。

实施例7

本实施例提供一种益生菌微胶囊菌粉，所述益生菌微胶囊菌粉包括芯材和壁材，所述芯材为长双歧杆菌菌体，所述壁材为聚唾液酸和固体玉米糖浆及辛烯基琥珀酸淀粉钠。其制备方法与实施例1的区别仅在于：聚唾液酸占壁材质量的0.3％，固体玉米糖浆占壁材质量的99％，其他条件均相同。

实施例8

本实施例提供一种益生菌微胶囊菌粉，所述益生菌微胶囊菌粉包括芯材和壁材，所述芯材为长双歧杆菌菌体，所述壁材为聚唾液酸和固体玉米糖浆及辛烯基琥珀酸淀粉钠。其制备方法与实施例1的区别仅在于：菌体与壁材的质量比为1:18，其他条件均相同。

实施例9

本实施例提供一种益生菌微胶囊菌粉，所述益生菌微胶囊菌粉包括芯材、壁材和包覆层，所述芯材为嗜酸乳杆菌菌体，所述壁材为聚唾液酸和固体玉米糖浆及酪蛋白酸钠，所述包覆层为氢氧化镁。其制备方法与实施例5的区别仅在于：振动时间为1min，其他条件均相同。

实施例10

本实施例提供一种益生菌微胶囊菌粉，所述益生菌微胶囊菌粉包括芯材和壁材，所述芯材为长双歧杆菌菌体，所述壁材为聚唾液酸和固体玉米糖浆及辛烯基琥珀酸淀粉钠。其制备方法与实施例1的区别仅在于步骤(3)：将步骤(2)得到的菌悬液采用喷雾干燥的方法，设置底部进风温度为110℃，出风温度为40℃，流量为50L/h，引风机频率为40Hz。

实施例11

本实施例提供一种益生菌微胶囊菌粉，所述益生菌微胶囊菌粉包括芯材和壁材，所述芯材为长双歧杆菌菌体，所述壁材为聚唾液酸和固体玉米糖浆及辛烯基琥珀酸淀粉钠。其制备方法与实施例2的区别仅在于步骤(2)，步骤(2)中的壁材中还包括0.05％的碳酸氢钠，其他比例保持不变。

实施例12

本实施例与实施例3的区别仅在于聚唾液酸占壁材重量的0.5％，其他保持不变，其制备方法与实施例3相同。

对比例1

本对比例提供一种益生菌微胶囊菌粉，所述益生菌微胶囊菌粉包括芯材和壁材，所述芯材为长双歧杆菌菌体，所述壁材仅含固体玉米糖浆及辛烯基琥珀酸淀粉钠。其制备方法与实施例1相同。

对比例2

本对比例提供一种益生菌微胶囊菌粉，所述益生菌微胶囊菌粉包括芯材和壁材，所述芯材为长双歧杆菌菌体，所述壁材仅含固体玉米糖浆和酪蛋白酸钠。其制备方法与实施例1相同。

评价实验

对实施例1-10和对比例1-2制得的微胶囊菌粉进行如下评价试验：

试验1：包埋率测定。具体操作方法为：称取微胶囊菌粉0.5g加入到50mL解囊液(质量分数为0.2mol/L磷酸氢二钠和0.1mol/L柠檬酸混合，调节pH＝7.25，121℃灭菌15min)中，37℃条件下在摇床中震荡2h，摇床转速为250rpm，使菌体完全释放，然后取样梯度稀释，采用平板计数法进行活菌计数，通过公式：包埋率＝(微胶囊内部活菌数/解囊液中总活菌数)×100％计算得到。结果如表1所示。

试验2：肠道定殖能力考察。具体操作方法为：称取微胶囊菌粉0.5g加入到模拟胃液中(取10g胃蛋白酶加入800mL去离子水中，用稀盐酸酸化至pH2.5，加水定容至1000mL)，在温度37℃下震荡培养2h，离心；再将其置于氢氧化钠调节pH8.0的模拟肠液(取磷酸二氢钾6.8g加入500mL去离子水中，另取胰酶10g加入其中溶解，用0.4％的氢氧化钠溶液调节pH至6.8，加水定容至1000mL)作用12h，离心；接种至琼脂培养基培养12h，进行活菌计数。结果如表1所示。

表1

组别	包埋率	活菌数CFU/mL
			实施例1	90.2％	1.5×10<sup>10</sup>
实施例2	88.5％	8.0×10<sup>9</sup>
			实施例3	93.6％	8.5×10<sup>9</sup>
实施例4	97.4％	8.4×10<sup>10</sup>
			实施例5	96.8％	9.5×10<sup>10</sup>
实施例6	80.7％	3.1×10<sup>9</sup>
			实施例7	94.8％	2.5×10<sup>9</sup>
实施例8	95.0％	2.7×10<sup>9</sup>
			实施例9	90.4％	3.7×10<sup>10</sup>
实施例10	90.1％	4.0×10<sup>9</sup>
			实施例11	97.6％	2.6×10<sup>10</sup>
实施例12	93.3％	6.0×10<sup>9</sup>
			对比例1	98.2％	5.7×10<sup>8</sup>
对比例2	96.6％	2.2×10<sup>8</sup>

由表1数据可知，本发明所涉及的益生菌微胶囊菌粉在保证较高包埋率的前提下(80.7％以上)，显著地提高益生菌的活菌率，最终使得益生菌以高的活菌数(2.5×10⁹CFU/mL以上)能够稳定定殖于胃肠道中，更好地发挥生理作用。

对比实施例1-3和实施例4、5、9可以发现，当所述益生菌微胶囊具有包覆层时，其包埋率有一定程度的提高。

对比实施例1和实施例6、7可以看出，当唾液酸在壁材中的质量分数过高，会降低其包埋率使益生菌提前释放，因此最终的活菌数也所下降；当唾液酸在壁材中的质量分数过低，其包埋率不会受影响，但会使最终的活菌数下降。

对比实施例1和实施例8可以看出，当壁材与益生菌的质量比过高，其包埋率虽有一定程度的上升，但影响益生菌的释放效果，最终影响活菌数。

对比实施例1和实施例10可以看出，采用喷雾干燥方式替换冷冻干燥方式会影响益生菌的活菌率。

对比实施例2与实施例11可以看到，加入pH调节剂对于最后益生菌活菌率有益处。

对比实施例1和对比例1、2可以看出，当壁材中不含有唾液酸时，益生菌的存活率明显降低，最终使得益生菌不能稳定定殖于胃肠道中发挥其生理作用。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的一种益生菌微胶囊菌粉及其制备方法和应用，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

Claims (10)

1.一种益生菌微胶囊菌粉，其特征在于，所述益生菌微胶囊菌粉包括芯材和壁材，所述芯材包括益生菌，所述壁材包括聚唾液酸。

2.如权利要求1所述的益生菌微胶囊菌粉，其特征在于，所述芯材与壁材的质量比为1:(1-50)；

优选地，所述芯材与壁材的质量比为1:(1-15)；

优选地，所述聚唾液酸在壁材中的质量百分含量为不小于0.5％；

优选地，所述聚唾液酸在壁材中的质量百分含量为1-20％。

3.如权利要求1或2所述的益生菌微胶囊菌粉，其特征在于，所述壁材还包括粘合剂；

优选地，所述粘合剂在壁材中的质量百分比含量为不小于0.5％；

优选地，所述粘合剂在壁材中的质量百分含量为70-99.5％；

优选地，所述粘合剂包括包埋粘合剂和乳化粘合剂；

优选地，所述包埋粘合剂包括淀粉、玉米糖浆、环糊精或麦芽糊精中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述乳化粘合剂包括淀粉、酪蛋白酸钠、海藻酸钠或阿拉伯胶中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述淀粉包括变性淀粉；

优选地，所述变性淀粉包括辛烯基琥珀酸淀粉钠；

优选地，所述包埋粘合剂与乳化粘合剂的质量比为(3-10):1。

4.如权利要求1-3中任一项所述的益生菌微胶囊菌粉，其特征在于，所述益生菌包括有益细菌和真菌；

优选地，所述有益细菌包括乳杆菌属、双歧杆菌属、链球菌属、乳球菌属、丙酸杆菌属、明串球菌属、片球菌属、芽孢杆菌属或葡萄球菌属中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述真菌包括酿酒酵母、产朊假丝酵母、乳酸克鲁维酵母、卡氏酵母、蝙蝠蛾拟青霉、蝙蝠蛾被毛孢灵芝、紫汁、红曲霉或紫红曲霉中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述芯材还包括酶；

优选地，所述酶包括木聚糖酶、β-葡聚糖酶、纤维素酶、半乳糖苷酶、β-甘露聚糖酶或淀粉酶中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述益生菌微胶囊菌粉还包括抗氧化剂和/或pH调节剂。

5.如权利要求1-4中任一项所述的益生菌微胶囊菌粉，其特征在于，所述益生菌微胶囊菌粉还包括包覆于壁材外表面的包覆层；

优选地，所述包覆层包括碱性物质粉末；

优选地，所述碱性物质包括碳酸氢钠、碳酸钠、氯化钙、氢氧化镁、氢氧化钙或碳酸钙中的任意一种或至少两种的组合。

6.如权利要求1-5中任一项所述的益生菌微胶囊菌粉的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

(1)培养并分离菌体；

(2)将步骤(1)得到的菌体与壁材溶液混合，得到菌悬液；

(3)将步骤(2)得到的菌悬液进行干燥，得到所述益生菌微胶囊菌粉。

7.如权利要求6所述的益生菌微胶囊菌粉的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述培养并分离菌体的方法为：将益生菌菌种植入液体培养基中进行活化增殖，至成熟稳定期后将培养基进行离心，收集得到益生菌菌体；

优选地，所述离心的温度为0-10℃；

优选地，所述离心的转速为4000-6000r/min；

优选地，所述离心的时间为5-15min。

8.如权利要求6或7所述的益生菌微胶囊菌粉的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述混合在搅拌下进行；

优选地，所述搅拌时的温度为30-60℃；

优选地，所述搅拌的速率为800-1500r/min；

优选地，所述搅拌的时间为15-30min；

优选地，所述菌体与壁材溶液的固液比为30％-90％；

优选地，步骤(3)所述干燥为冷冻干燥，条件为：在-80～-75℃下预冷冻3-7h，然后在真空冷冻干燥机中以温度-50～-45℃与真空度10-30Pa的条件下冷冻干燥30-50h。

9.如权利要求6-8中任一项所述的益生菌微胶囊菌粉的制备方法，其特征在于，步骤(2)结束后进行如下操作：将得到的菌悬液经带孔板框挤压至铺有碱性物质粉末的振动床上进行振动，然后分离得到裹有碱性物质粉末的菌体颗粒；

优选地，所述带孔板框的孔径为50μm-1000μm，优选150-500μm；

优选地，所述振动的时间为1-10min。

10.如权利要求6-9中任一项所述的益生菌微胶囊菌粉的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

(1)将益生菌菌种植入液体培养基中进行活化增殖，至成熟稳定期后将培养基进行在0-10℃下以4000-6000r/min离心5-15min，收集得到益生菌菌体；

(2)将步骤(1)得到的菌体与壁材溶液在30-60℃下以800-1500r/min搅拌混合15-30min，固液比为30～90％，冷却至30-40℃，得到菌悬液；

(3)将步骤(2)得到的菌悬液经过孔径为150-500μm的带孔板框挤压后落至铺有碱性物质粉末的振动床上进行振动，振动频次为100-500次/min，碱性物质粉末的厚度为1-10mm，振动时间为1-10min，得到裹有碱性物质粉末的菌体颗粒；

(4)将步骤(3)得到的菌体颗粒在-80～-75℃下预冷冻3-7h，然后在真空冷冻干燥机中以温度-50～-45℃与真空度10-30Pa的条件下冷冻干燥30-50h，得到所述益生菌微胶囊菌粉。