CN111529511B - 一种益生菌微胶囊及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及微生物制剂技术领域，具体公开了一种益生菌微胶囊及其制备方法与应用。本发明的益生菌微胶囊包括位于中心的包埋有益生菌的菌核保护层及肠溶包衣层，其还包括至少局部包裹所述菌核保护层的包衣隔离层；所述包衣隔离层的原料包括果胶和黄原胶，所述菌核保护层中用于包埋所述益生菌的原料包括乳清蛋白及卡拉胶。本发明的益生菌微胶囊可显著提高益生菌在货架期的活菌含量，同时还能使大部分益生菌在肠道内释放，从而发挥有益效果。
Description
技术领域
本发明涉及微生物制剂技术领域，具体地说，涉及一种益生菌微胶囊及其制备方法与应用。
背景技术
益生菌是一类定植于宿主肠道或生殖系统内，能通过改善宿主肠道微生态平衡而产生确切有益功效的活性微生物的总称，具有提高食物消化率、制造营养物质，维持肠道菌群平衡，抑制致病菌的生长，进而发挥增强营养、调节免疫、预防疾病等作用。
益生菌通常对环境条件极为敏感，如氧气、胃酸、酶、胆盐等，这些不利条件会严重限制它们在人体内发挥对健康有益的功效，因此，对益生菌实施有效的包埋技术策略以改善它们在食品储藏和人体消化道中的稳定性，这对于提升富含益生菌产品的经济价值具有重要意义。
现有的益生菌包埋技术仍存在诸多技术缺陷，如在载体的合成过程中对化学交联剂和有机溶剂的使用，会造成产品安全性的隐患；由于益生菌个体直径通常在1～10μm左右，而有些载体如微纳米乳液、生物微纳米颗粒等由于自身尺寸过小而无法对益生菌进行有效包埋，另有一些载体物质如片剂或胶囊，又由于尺寸过大而无法直接穿过幽门括约肌，导致载体在胃部就被消化降解并释放出益生菌，这会造成益生菌失活并难以达到结肠部位，同时，这类尺寸过大的载体物质也会影响产品的食用和感官品质；此外，已有的载体体系通常在表面存在孔洞结构，这会导致存在于胃部消化环境中尺寸极小的H+(<1nm)和消化酶(<5nm)顺利通过载体表面的孔洞而扩散到其内部，从而造成所包埋的益生菌降解而失活，失去了载体对益生菌的有效保护作用。
基于此，需要提供一种能够满足对活体益生菌大量有效包埋的目的，同时又不会对产品的口感和食用品质造成不良影响的包埋技术。
发明内容
现有技术对益生菌的保护效果不是很显著，本发明的目的在于提供一种新的益生菌微胶囊，以显著提高益生菌在货架期的活菌含量，同时还能使大部分益生菌在肠道内释放，从而发挥有益效果。
为了实现本发明该目的，本发明的技术方案如下：
一种益生菌微胶囊，包括位于中心的包埋有益生菌的菌核保护层及肠溶包衣层，其还包括至少局部包裹所述菌核保护层的包衣隔离层；所述包衣隔离层的原料包括果胶和黄原胶，所述菌核保护层中用于包埋所述益生菌的原料包括乳清蛋白及卡拉胶。
本发明的益生菌微胶囊，由内自外，由包含乳清蛋白以及卡拉胶的菌核保护层构成一次包衣，由果胶及黄原胶构成二次包衣(优选，以该层包衣对菌核保护层进行完整包覆)，由肠溶包衣材料构成三次包衣。通过这三层包衣组分的原料选择，成功将它们组合在一起发挥协同作用，既对菌核进行多重保护，又有利于益生菌的生长，且使得益生菌在胃肠道转运下稳定性强，释放率低，同时能尽量避免益生菌与水分直接接触，使益生菌在储存期间表现出更大的存活率。
本发明中，所述果胶、所述乳清蛋白与所述卡拉胶的质量比为(1-3):(10-30):(1-3)，优选为，1:10:1，以既可以保证壁材之间相互作用最强，能够形成坚固的外壳以保护包埋于内部的益生菌免受外部环境的刺激与影响，并延长微胶囊在肠道中的停留时间以实现对益生菌的持续有效释放，又可以节约壁材用量，避免壁材的过度浪费造成不必要的损失，或避免因壁材用量不充足而导致微胶囊结构强度不足以为益生菌提供高效的保护作用。
本发明通过包衣隔离层和菌核保护层的主要组分用量的设计，使得两层可更好地复合在一起，以实现多层功能的有效实现。
本发明中，所述包衣隔离层的原料中，所述果胶与所述黄原胶的质量比为(15-30)：1，优选为20:1，以配合本发明的其他两层，既实现包埋益生菌的微胶囊在胃肠道转运下稳定性最强且对益生菌的释放率处于低水平，又对益生菌和菌核保护层起到有效隔绝水分、氧气等的作用，使益生菌在储存期间具有更强的存活率。
本发明中，所述菌核保护层中用于包埋所述益生菌的原料中还包括葡萄糖与甘油；所述葡萄糖与所述甘油的质量比为(1-3)：1，优选为2:1，以既为益生菌提供有效的保护作用，又可以促进益生菌在肠道内释放后的定植生长。
本发明中，葡萄糖和甘油的总质量与乳清蛋白的质量比为(1-2)：(28-120)，优选为1:50，以既可以提高微胶囊对益生菌的保护效果，又增强益生菌在微胶囊中的稳定性。
本发明中，所述益生菌以菌剂形式提供；所述乳清蛋白与所述菌剂的质量比为(10-30)：1，优选为15:1，以既可以达到乳清蛋白对益生菌的高包埋率，又避免过量使用乳清蛋白会降低对益生菌的包埋效率并造成壁材浪费。
所述菌剂中所述益生菌的浓度为109-10cfu/g。
本发明还提供一种制备上述益生菌微胶囊的方法，其包括：
(1)将所述益生菌包埋在所述菌核保护层中形成微胶囊颗粒；
(2)在所述微胶囊颗粒外形成所述包衣隔离层；
(3)在所述包衣隔离层外形成所述肠溶包衣层。
本发明中，先将含有所述卡拉胶的原料形成第一包埋液，向所述第一包埋液中加入所述益生菌形成益生菌混合溶液；将所述益生菌混合溶液与所述乳清蛋白混合形成预混液后在pH值3.0-5.5(优选pH值为4)下进行反应获得所述微胶囊颗粒。
当所述菌核保护层中用于包埋所述益生菌的原料中含有葡萄糖、甘油时，先将所述卡拉胶溶解，然后依次加入葡萄糖、甘油，混合均匀形成第一包埋液。
以本发明的方法进行第一层包埋，可使得卡拉胶和乳清蛋白有效结合，以实现益生菌的理想包埋效果并为后续进一步包埋提供合适的基础。
本发明中，所述预混液中所述卡拉胶的质量浓度为1.0-3.0％；
和/或，采用第二包埋液以形成所述包衣隔离层，所述第二包埋液中所述果胶和所述黄原胶的总质量浓度为1-3.5％；
和/或，采用第三包埋液以形成所述包衣隔离层，所述第三包埋液中肠溶包衣的质量浓度为1-7％。
所述预混液中所述葡萄糖和所述甘油的总质量浓度为0.25-0.35％，所述乳清蛋白的质量浓度为10-30％，所述益生菌菌剂的质量浓度为1.0-1.5％，活菌数量为109-10cfu/g。
本发明另提供一种上述益生菌微胶囊或方法在制备保健食品或药品中的应用。
优选地，本发明中所用的原料均为食品级。益生菌为植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、副干酪乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、发酵乳杆菌、唾液乳杆菌、瑞士乳杆菌、罗伊氏乳杆菌、格氏乳杆菌、卷曲乳杆菌、约氏乳杆菌、保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌、乳双歧杆菌、长双歧杆菌、短双歧杆菌、婴儿双歧杆菌、两歧双歧杆菌和青春双歧杆菌等本领域公知的有益微生物。
本发明所述益生菌微胶囊制备时，在微胶囊颗粒外形成各保护层的方法可采用本领域的常规方法进行，如常规喷涂、涂覆、浸渍等。
为了实现更好的包覆效果，本发明提供一个优选制备方案，具体包括以下步骤：
S1.将一定量的卡拉胶粉末分散于去离子水中，于60℃条件下搅拌3h以达到完全溶解，然后向溶液中依次加入葡萄糖和甘油，混合搅拌30～60min后对混合溶液(第一包埋液)在121℃灭菌20min，然后冷却至25℃，并将益生菌菌粉溶于灭菌后的上述混合溶液中；
S2.第一层包埋：将一定量的乳清蛋白溶于去离子水中，于30～60℃条件下搅拌2～4h，确保乳清蛋白充分水合，再将其在121℃灭菌20min后冷却至25℃；然后将S1中准备好的含有益生菌的卡拉胶溶液(上述混合溶液)缓慢加入到乳清蛋白溶液中，边滴加边搅拌以保证两种溶液充分混匀形成预混液；此后调节预混液的pH至3.0-5.5，并静置1h以促进卡拉胶和乳清蛋白相互作用形成聚合物颗粒；反应结束后通过使用孔径为10-25μm的滤网过滤并用去离子水清洗，最终收集到包埋有益生菌的微胶囊颗粒；
S3.第二层包埋液制备：在去离子水中按比例加入果胶和黄原胶，混合均匀后在121℃灭菌20min并冷却至25℃以得到第二层包埋液，备用；
S4.第二层包埋：将S2收集到的包埋有益生菌的微胶囊颗粒置于流化包衣机床内摊平，将S3中准备好的第二层包埋液倒入流化床的液体罐中，调节流化床的进风量使微胶囊颗粒形成稳定的流化状态，待床内物料温度稳定后，打开蠕动泵对微胶囊颗粒喷涂第二层包埋液以进行包覆处理，待喷涂包覆结束后，所制得的包埋有益生菌的双层微胶囊颗粒停留在流化床内冷却干燥以备直接进行后续喷涂第三层包埋液；
S5.第三层包埋液制备：在去离子水中加入肠溶包衣材料，混合均匀后在121℃灭菌20min并冷却至25℃以得到第三层包埋液，备用；
S6.第三层包埋：将S5中准备好的第三层包埋液倒入流化床的液体罐中，调节流化床的进风量使S4制得的包埋益生菌的双层微胶囊颗粒形成稳定的流化状态，待床内物料温度稳定后，打开蠕动泵继续对微胶囊颗粒喷涂第三层包埋液以进行包覆处理，最终得到包埋有益生菌的三层微胶囊颗粒。
所述预混液中葡萄糖和甘油的总质量浓度为0.25～0.35％，且两者质量比为(1-3)：1。
所述预混液中卡拉胶的质量浓度为1.0～3.0％，乳清蛋白的质量浓度为10-30％。
所述预混液中益生菌菌粉的质量浓度为1.0～1.5％，所用的益生菌含活菌数量为109-10cfu/g。
所述第二层包埋液中果胶和黄原胶的总质量浓度为1～3.5％，且两者质量比为(15-30)：1。
所述利用流化床进行喷雾包埋，设置参数为：进风温度100～120℃，物料温度为70～80℃，溶液流速8～12mL/min，雾化压力为0.15～0.25MPa。
所述第三层包埋液的质量浓度为1～7％。
肠溶包衣包含羟丙基甲基纤维素邻苯二甲酸酯、纤维素乙酸邻苯二甲酸酯、羧甲基乙基纤维素、甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸酯共聚物、甲基丙烯酸酯-丙烯酸乙酯共聚物、甲基丙烯酸酯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、羟丙基甲基纤维素乙酸琥珀酸酯、聚乙酸邻苯二甲酸乙烯酯或虫胶中的一种或多种。
本发明得到的益生菌微胶囊的颗粒直径为400-800μm；在20-30℃的室温环境下，包埋存活率≥97％；一年货架期存活率≥90％。
本发明的有益效果至少在于：
本发明的益生菌微胶囊，可实现对益生菌的有效包埋和保护，包埋存活率、货架期存活率高。该具有三层保护壳的微胶囊载体可有效阻碍小尺寸物质向载体内部的扩散，并且载体尺寸的设计为微米级，既能够满足对活体益生菌大量包埋的目的，同时又不会对产品的口感和食用品质造成不良影响；所选用的载体合成原料均为天然生物大分子物质，避免了在微胶囊合成中对有机溶剂和化学试剂的使用，提高了产品的安全性。
此外，本发明中所用的第三层涂层原料为肠溶性物质具有密封性、耐胃酸和抗消化酶的特点，可以使微胶囊最外层在肠道部位降解；而中间层包埋材料可减少胃液对益生菌的影响，进而提高了益生菌在经过胃液时的存活率，且其中的果胶又具有粘液粘附性，可以使微胶囊有效粘附到肠道表面以延长在肠道的停留时间，这有利于益生菌经释放后在肠道部位的定植，从而避免了益生菌随微胶囊快速排出体外；第一层包埋材料能对菌核进行多重保护且有利于益生菌的生长。本发明成功将这三层组合在一起，使得它们共同协同发挥效果，实现了益生菌的理想包埋。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的优选实施方式进行详细说明。需要理解的是以下实施例的给出仅是为了起到说明的目的，并不是用于对本发明的范围进行限制。本领域的技术人员在不背离本发明的宗旨和精神的情况下，可以对本发明进行各种修改和替换。
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1
本实施例提供一种益生菌微胶囊及其制备方法，包括如下三次包埋步骤：
S1.将1.5g的卡拉胶粉末分散于去离子水中，于60℃条件下搅拌3h以达到完全溶解，然后向溶液中依次加入0.2g葡萄糖和0.1g甘油，混合搅拌45min后对混合溶液在121℃灭菌20min，然后冷却至25℃，并将1g含有活菌数量为1010cfu/g的益生菌菌粉(植物乳杆菌Lp3a(CGMCC 17054)，购自江苏佰澳达生物科技有限公司)溶于灭菌后的上述混合溶液中；
S2.第一层包埋：将15g的乳清蛋白溶于去离子水中，于45℃条件下搅拌3h，确保乳清蛋白充分水合，再将其在121℃灭菌20min后冷却至25℃；然后将准备好的含有益生菌的上述混合溶液缓慢加入到乳清蛋白溶液中，边滴加边搅拌以保证两种溶液充分混匀形成预混液，预混液的总体积为100ml；此后调节预混液的pH至4，并静置1h以促进卡拉胶和乳清蛋白相互作用形成聚合物颗粒；反应结束后通过使用孔径为15μm的滤网过滤并用去离子水清洗，最终收集到包埋有益生菌的微胶囊颗粒；
S3.第二层包埋液制备：在去离子水中加入1.5g的果胶和0.075g的黄原胶，混合均匀后在121℃灭菌20min并冷却至25℃以得到第二层包埋液，第二层包埋液的总体积为100ml，备用；
S4.第二层包埋：将S2收集到的包埋有益生菌的微胶囊颗粒置于流化包衣机床内摊平，将S3中准备好的第二层包埋液倒入流化床的液体罐中，调节流化床的进风量使微胶囊颗粒形成稳定的流化状态，设置进风温度110℃，待床内物料温度稳定在75℃后，打开蠕动泵，溶液流速设定为10mL/min，雾化压力为0.2MPa，对微胶囊颗粒喷涂第二层包埋液以进行包覆处理，待喷涂包覆结束后，所制得的包埋有益生菌的双层微胶囊颗粒停留在流化床内冷却干燥以备直接进行后续喷涂第三层包埋液；
S5.第三层包埋液制备：在去离子水中加入羧甲基乙基纤维素3g，混合均匀后在121℃灭菌20min并冷却至25℃以得到第三层包埋液，第三层包埋液的总体积为100ml，备用；
S6.第三层包埋：将S5中准备好的第三层包埋液倒入流化床的液体罐中，调节流化床的进风量使S4制得的包埋益生菌双层微胶囊颗粒形成稳定的流化状态，设置进风温度110℃，待床内物料温度稳定在75℃后，打开蠕动泵,溶液流速10mL/min，雾化压力为0.2MPa，继续对微胶囊颗粒喷涂第三层包埋液以进行包覆处理，最终得到包埋有益生菌的三层微胶囊颗粒。
得到的益生菌微胶囊的颗粒直径为400-530μm；在20-30℃的室温环境下，包埋存活率99.3％；一年货架期存活率94.7％。
包埋存活率测试方法为：称取一定量的益生菌微胶囊，加入到9mL的pH＝7的PBS缓冲溶液中，37℃条件下水浴震荡至微胶囊完全崩解，用无菌生理盐水梯度稀释后，根据GB4789.2-2016《食品安全国家标准食品微生物学检验菌落总数测定》中的平板菌落计数法测定微胶囊中的活菌数量，包埋存活率(％)＝(微胶囊中包埋的活菌数/加入总的活菌数)×100％。
货架期存活率测试方法为：将一定量的益生菌微胶囊装入瓶中密封处理后，储藏在25℃±2℃，湿度RH60％±10％的环境中，一年后，利用GB4789.2-2016《食品安全国家标准食品微生物学检验菌落总数测定》中的平板菌落计数法测定微胶囊中的活菌数量，货架期存活率(％)＝(微胶囊中包埋的活菌数/加入总的活菌数)×100％。
本实施例进一步对制备得到的益生菌微胶囊(三层微胶囊颗粒)进行了体外模拟消化与释放性能测试。
(1)模拟胃液测试：
测试方法为：将2g的NaCl、7mL的浓HCl(浓度为36％～38％)和0.26g的胃蛋白酶加入到1L去离子水中并调节pH＝2以制备出模拟胃液，将1g待测样品(本实施例步骤S6制得的三层微胶囊颗粒)加入到模拟胃液中并在37℃、180rpm的水浴摇床中恒温震荡孵育120min，并分别在60min和120min时从消化液中取出1mL的模拟胃液，梯度稀释后利用上述的平板菌落计数法测定益生菌的存活率，分别将未经包埋的自由菌、由本实施例步骤S2制得的单层微胶囊颗粒、由本实施例步骤S4制得的双层微胶囊颗粒作为对照样品，采用同样的处理方法进行实验并测定相应的益生菌存活率。
菌体在模拟胃液中的存活率见表1，其中以0min时的益生菌存活率(将待测样品以上述包埋存活率测试方法测试)为基准。
表1
由表1可知，未经包埋的自由菌在模拟胃液的存活率非常低，经过60min，自由菌存活率不足一半，经过120min，自由菌存活率为0；单层益生菌微胶囊在模拟胃液处理120min后益生菌存活率仍有74.6％；双层微胶囊颗粒在模拟胃液处理120min后益生菌存活率仍有88.4％；三层微胶囊颗粒(实施例1)在模拟胃液处理120min后益生菌存活率超过96％；结果表明，本实施例的三层包埋后的微胶囊在模拟胃部消化环境中结构稳定，耐胃酸和抗消化酶解能力强，并能够较好地抵御胃液渗透，保持微胶囊的完整性，从而显著提高益生菌的存活率。
(2)肠道释放实验：
益生菌微胶囊肠液测定方法：向上述模拟胃液中加入7.0g的KH2PO4、1.95g胰蛋白酶并用1M的NaOH调节溶液pH＝6.8以得到模拟肠液，将1g本实施例步骤S6制得的三层微胶囊颗粒加入到模拟肠液中，于37℃、180rpm的水浴摇床中继续恒温震荡孵育120min。分别于0，30，60，120min时取样测其透光率，根据透光率变化来分析人工肠液中微胶囊的溶出情况。
本实施例制得的三层微胶囊颗粒在人工肠液环境里的缓释时间为120min以上。具体地，以0min时的透光率为100％计，在30min时的透光率为1.52％，在60min时的透光率为2.31％，在120min时，仍有4.18％的透光率，表明菌体释放未完全，颗粒缓释效果好。在同一测试时间，透光率越低表明微胶囊被酶解的程度越低越慢，证明缓释效果越好
实施例2
本实施例提供一种益生菌微胶囊及其制备方法，并对其性能进行测试。具体制备过程与测试方法与实施例1相同，区别仅在于：在预混液中，卡拉胶的浓度为3％，葡萄糖的浓度为0.25％，甘油的浓度为0.1％，乳清蛋白的浓度为10％，益生菌菌粉的浓度为1％。在第二层包埋液中，果胶的浓度为3％，黄原胶的浓度为0.1％。在第三层包埋液中，肠溶包衣材料为羟丙基甲基纤维素乙酸琥珀酸酯，浓度为1％。S2中调节混合液的pH至3。
得到的益生菌微胶囊的颗粒直径为560～800μm；在20-30℃的室温环境下，包埋存活率98.7％；一年货架期存活率93.5％。
菌体在模拟胃液中的存活率见表2。
表2
由表2可知，未经包埋的自由菌在模拟胃液的存活率非常低，经过60min，自由菌存活率不足一半，经过120min，自由菌存活率为0；单层益生菌微胶囊在模拟胃液处理120min后益生菌存活率仅为71.5％；双层微胶囊颗粒在模拟胃液处理120min后益生菌存活率为86.3％；三层微胶囊颗粒(实施例2)在模拟胃液处理120min后益生菌存活率超过95％；结果表明，本实施例的三层包埋后的微胶囊在模拟胃部消化环境中结构稳定，耐胃酸和抗消化酶解能力强，并能够较好地抵御胃液渗透，保持微胶囊的完整性，从而显著提高益生菌的存活率。
本实施例制得的三层微胶囊颗粒在人工肠液环境里的缓释时间为120min以上。具体地，在30min时透光率为1.77％，在60min时透光率为2.58％，在120min时，仍有4.25％的透光率。
实施例3
本实施例提供一种益生菌微胶囊及其制备方法，并对其性能进行测试。具体制备过程与测试方法与实施例1相同，区别仅在于：在预混溶液中，卡拉胶的浓度为1％，葡萄糖的浓度为0.18％，甘油的浓度为0.07％，乳清蛋白的浓度为30％，益生菌菌粉的浓度为1％。在第二层包埋液中，果胶的浓度为1％，黄原胶的浓度为0.066％。在第三层包埋液中，肠溶包衣材料为羟丙基甲基纤维素乙酸琥珀酸酯，浓度为7％。S2中调节混合液的pH至5.5。
得到的益生菌微胶囊的颗粒直径为450-670μm；在20-30℃的室温环境下，包埋存活率97.8％；一年货架期存活率92.0％。
菌体在模拟胃液中的存活率见表3。
表3
由表3可知，未经包埋的自由菌在模拟胃液的存活率非常低，经过60min，自由菌存活率不足一半，经过120min，自由菌存活率为0；单层益生菌微胶囊在模拟胃液处理120min后益生菌存活率为73.9％；双层微胶囊颗粒在模拟胃液处理120min后益生菌存活率为82.3％；三层微胶囊颗粒(实施例3)在模拟胃液处理120min后益生菌存活率达到94.6％；结果表明，本实施例的三层包埋后的微胶囊在模拟胃部消化环境中结构稳定，耐胃酸和抗消化酶解能力强，并能够较好地抵御胃液渗透，保持微胶囊的完整性，从而显著降低益生菌的释放率。
本实施例制得的三层微胶囊颗粒在人工肠液环境里的缓释时间为120min以上。具体地，在30min时透光率为1.81％，在60min时透光率为2.77％，在120min时，仍有4.31％的透光率。
对比例1
本对比例提供一种益生菌微胶囊及其制备方法，并对其性能进行测试。具体制备过程与测试方法与实施例1相同，区别仅在于：在预混液中，以阿拉伯胶替代卡拉胶。
得到的益生菌微胶囊的颗粒直径为900～1050μm；在20-30℃的室温环境下，包埋存活率84.6％；一年货架期存活率78.5％。
菌体在模拟胃液中的存活率见表4。
表4
由表4可知，未经包埋的自由菌在模拟胃液的存活率非常低，经过60min，自由菌存活率不足一半，经过120min，自由菌存活率为0；单层益生菌微胶囊在模拟胃液处理120min后益生菌存活率为69.3％；双层微胶囊颗粒在模拟胃液处理120min后益生菌存活率为73％；三层微胶囊颗粒(对比例1)在模拟胃液处理120min后益生菌存活率为82.1％；结果表明，本对比例的配方包埋后的微胶囊在模拟胃部消化环境中结构不稳定，耐胃酸和抗消化酶解能力较差，难以较好地抵御胃液渗透，从而导致微胶囊失去结构完整性，造成益生菌的释放率处于较高水平，其对益生菌的保护作用显著低于本发明实施例所设计的微胶囊。
本对比例制得的三层微胶囊颗粒在人工肠液环境里的缓释时间为120min以上。具体地，在30min时透光率为3.43％，在60min时透光率为5.87％，在120min时，透光率达到8.64％。
对比例2
本对比例提供一种益生菌微胶囊及其制备方法，并对其性能进行测试。具体制备过程与测试方法与实施例1相同，区别仅在于：在第二层包埋液中，以海藻酸钠替代果胶。
得到的益生菌微胶囊的颗粒直径为1010～1340μm；在20-30℃的室温环境下，包埋存活率78.9％；一年货架期存活率73.2％。
菌体在模拟胃液中的存活率见表5。
表5
由表5可知，未经包埋的自由菌在模拟胃液的存活率非常低，经过60min，自由菌存活率不足一半，经过120min，自由菌存活率为0；单层益生菌微胶囊在模拟胃液处理120min后益生菌存活率为74.2％；双层微胶囊颗粒在模拟胃液处理120min后益生菌存活率为76.8％；三层微胶囊颗粒(对比例2)在模拟胃液处理120min后益生菌存活率为78％；结果表明，本对比例的配方包埋后的微胶囊在模拟胃部消化环境中结构不稳定，耐胃酸和抗消化酶解能力较差，难以较好地抵御胃液渗透，从而导致微胶囊失去结构完整性，造成益生菌的释放率处于较高水平，其对益生菌的保护作用显著低于本发明所设计的微胶囊。
本对比例制得的三层微胶囊颗粒在人工肠液环境里的缓释时间为120min以上。具体地，在30min时透光率为4.10％，在60min时透光率为6.82％，在120min时透光率达到9.37％。
对比例3
本对比例提供一种益生菌微胶囊及其制备方法，并对其性能进行测试。具体制备过程与测试方法与实施例1相同，区别仅在于：在预混液中，卡拉胶的浓度为1％，乳清蛋白的浓度为3％，在第二层包埋液中，果胶的浓度为1％(即最终益生菌微胶囊中卡拉胶、乳清蛋白、果胶的质量比为1:3:1)。
得到的益生菌微胶囊的颗粒直径为270～350μm；在20-30℃的室温环境下，包埋存活率92.0％；一年货架期存活率87.4％。
菌体在模拟胃液中的存活率见表6。
表6
由表6可知，未经包埋的自由菌在模拟胃液的存活率非常低，经过60min，自由菌存活率不足一半，经过120min，自由菌存活率为0；单层益生菌微胶囊在模拟胃液处理120min后益生菌存活率为64.5％；双层微胶囊颗粒在模拟胃液处理120min后益生菌存活率为79.3％；三层微胶囊颗粒(对比例3)在模拟胃液处理120min后益生菌存活率为86.2％；结果表明，本对比例的配方包埋后的微胶囊在模拟胃部消化环境中结构较为稳定，耐胃酸和抗消化酶解能力较强，可以抵御胃液渗透，能够维持微胶囊的完整性，从而降低益生菌的释放率，但对益生菌的保护作用还明显低于本发明实施例所设计的微胶囊。
本对比例制得的三层微胶囊颗粒在人工肠液环境里的缓释时间为120min以上。具体地，在30min时透光率为2.35％，在60min时透光率为4.19％，在120min时，透光率达到6.35％。
对比例4
本对比例提供一种益生菌微胶囊及其制备方法，并对其性能进行测试。具体制备过程与测试方法与实施例1相同，区别仅在于：在第二层包埋液中，果胶的浓度为2％，黄原胶的浓度为0.2％(即最终益生菌微胶囊中果胶和黄原胶的质量比为10:1)。
得到的益生菌微胶囊的颗粒直径为600-930μm；在20-30℃的室温环境下，包埋存活率89.6％；一年货架期存活率84.1％。
菌体在模拟胃液中的存活率见表7。
表7
由表7可知，未经包埋的自由菌在模拟胃液的存活率非常低，经过60min，自由菌存活率不足一半，经过120min，自由菌存活率为0；单层益生菌微胶囊在模拟胃液处理120min后益生菌存活率为69.4％；双层微胶囊颗粒在模拟胃液处理120min后益生菌存活率为72％；三层微胶囊颗粒(对比例4)在模拟胃液处理120min后益生菌存活率为84.3％；结果表明，本对比例的配方包埋后的微胶囊在模拟胃部消化环境中结构较为稳定，耐胃酸和抗消化酶解能力较强，可以抵御胃液渗透，能够维持微胶囊的完整性，从而降低益生菌的释放率，但对益生菌的保护作用还明显低于本发明实施例所设计的微胶囊。
本对比例制得的三层微胶囊颗粒在人工肠液环境里的缓释时间为120min以上。具体地，在30min时透光率为2.91％，在60min时透光率为4.57％，在120min时，透光率达到7.16％。
对比例5
本对比例提供一种益生菌微胶囊及其制备方法，并对其性能进行测试。具体制备原料与测试方法与实施例1相同，区别仅在于制备第一层时：先将乳清蛋白充分水合后与葡萄糖、甘油混合均匀，然后加入菌粉得混合溶液，之后将该混合溶液缓慢加入到卡拉胶溶液中，调节pH至4。该步反应结束后，溶液分层。之后继续收集过滤得到的颗粒进行后续包埋步骤。
最终得到的益生菌微胶囊的颗粒直径为330-450μm；在20-30℃的室温环境下，包埋存活率73.5％；一年货架期存活率68.7％。
菌体在模拟胃液中的存活率见表8。
表8
由表8可知，未经包埋的自由菌在模拟胃液的存活率非常低，经过60min，自由菌存活率不足一半，经过120min，自由菌存活率为0；单层益生菌微胶囊在模拟胃液处理120min后益生菌存活率为63.1％；双层微胶囊颗粒在模拟胃液处理120min后益生菌存活率为64.4％；三层微胶囊颗粒(对比例5)在模拟胃液处理120min后益生菌存活率为68.9％；结果表明，本对比例的配方包埋后的微胶囊在模拟胃部消化环境中结构较为稳定，耐胃酸和抗消化酶解能力较强，可以抵御胃液渗透，能够维持微胶囊的完整性，从而降低益生菌的释放率，但对益生菌的保护作用还明显低于本发明实施例所设计的微胶囊。
本对比例制得的三层微胶囊颗粒在人工肠液环境里的缓释时间为120min以上。具体地，在30min时透光率为3.33％，在60min时透光率为4.89％，在120min时，透光率达到7.36％。
对比例6
本对比例提供一种益生菌微胶囊及其制备方法，并对其性能进行测试。具体制备原料与测试方法与实施例1相同，区别仅在于制备第一层时：调节pH至6。
此制备方式，无法形成第一层包埋。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (6)
1.一种益生菌微胶囊，包括位于中心的包埋有益生菌的菌核保护层及肠溶包衣层，其特征在于，还包括至少局部包裹所述菌核保护层的包衣隔离层；所述包衣隔离层的原料包括果胶和黄原胶，所述菌核保护层中用于包埋所述益生菌的原料包括乳清蛋白及卡拉胶；
所述果胶、所述乳清蛋白与所述卡拉胶的质量比为1:（10-30）:1；
所述包衣隔离层的原料中，所述果胶与所述黄原胶的质量比为（15-30）：1；
所述菌核保护层中用于包埋所述益生菌的原料中还包括葡萄糖与甘油；所述葡萄糖与所述甘油的质量比为（1-3）：1；
所述葡萄糖和所述甘油的总质量与所述乳清蛋白的质量比为（1-2）：（28-120）；
在制备所述益生菌微胶囊时，先将所述菌核保护层的原料中除所述乳清蛋白外的组分形成第一包埋液，向所述第一包埋液中加入所述益生菌形成益生菌混合溶液；再将所述益生菌混合溶液与所述乳清蛋白混合形成预混液后在pH值3.0-5.5下进行反应获得微胶囊颗粒，之后在所述微胶囊颗粒外依次形成所述包衣隔离层和所述肠溶包衣层。
2.根据权利要求1所述的益生菌微胶囊，其特征在于，所述益生菌以菌剂形式提供；所述乳清蛋白与所述菌剂的质量比为（10-30）：1；和/或，所述菌剂中所述益生菌的浓度为109 -10cfu/g。
3.一种制备如权利要求1-2任一项所述的益生菌微胶囊的方法，其特征在于，包括：
（1）将所述益生菌包埋在所述菌核保护层中形成微胶囊颗粒；
（2）在所述微胶囊颗粒外形成所述包衣隔离层；
（3）在所述包衣隔离层外形成所述肠溶包衣层。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，先将含有所述卡拉胶的原料形成第一包埋液，向所述第一包埋液中加入所述益生菌形成益生菌混合溶液；将所述益生菌混合溶液与所述乳清蛋白混合形成预混液后在pH值3.0-5.5下进行反应获得所述微胶囊颗粒。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预混液中所述卡拉胶的质量浓度为1.0-3.0%；
和/或，采用第二包埋液以形成所述包衣隔离层，所述第二包埋液中所述果胶和所述黄原胶的总质量浓度为1-3.5%；
和/或，采用第三包埋液以形成所述肠溶包衣层，所述第三包埋液中肠溶包衣的质量浓度为1-7%。
6.权利要求1-2任一项所述的益生菌微胶囊或权利要求3-5任一项所述的方法制备的益生菌微胶囊在制备保健食品或药品中的应用。
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