CN112481131B - 一种乳酸菌保护剂和制备方法以及提高乳酸菌常温稳定性的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种乳酸菌保护剂，由质量分数比为50～70％的玉米淀粉、3～6％的微晶纤维素、15～25％的脱脂奶粉、5～10％的蔗糖、5～10％的乳糖、1％～3％的VC和1％～3％的司盘60和2～6％的羧甲基纤维素钠组成。本发明还公开了一种提高乳酸菌常温稳定性的方法，将乳酸菌制粒、滚圆后多层包被处理，制粒过程中加入乳酸菌保护剂，滚圆后多层包被处理过程中使用离心制丸机。本发明提供的乳酸菌后处理方式操作简单，对设备要求低，处理效率高，成本低。使用了离心制丸机对菌粒进行了整形，提高了产品均一性。使用了离心制丸机将包衣材料包被于载菌丸上，提高了处理效率。
Description
技术领域
本发明属于微生物饲料添加剂技术领域，涉及乳酸菌保护剂材料、包被材料和乳酸菌组成的乳酸菌常温放置产品，更具体的，涉及一种提高乳酸菌常温稳定性的方法。
背景技术
抗生素在现代养殖行业的高密度养殖方面做出了重大贡献，但部分饲料中长期地、过量地和不合理地使用或滥用抗生素，导致出现了一系列问题，如引起动物体内菌群失调、紊乱或条件性致病菌异位转移、多重耐药性菌株产生，以及在畜禽产品(如肉、蛋、奶)中的残留和环境污染等，业内达成共识，减抗替抗必为大势所趋。2019年7月9日，农业农村部第194号公告正式发布，4年来，国家稳步推进畜牧饲料行业“减抗”行动，我国也将全面禁止除中药类外的所有促生长类药物饲料添加剂在饲料中的添加使用。为此，业界都在探索和寻找替代品，益生元和益生菌等微生态制剂产品得到了业界肯定，逐渐成为减抗替抗的主力军。
芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌是益生菌产品的三大支柱。以乳酸菌为主的兼性厌氧菌和厌氧菌占消化道总菌数的90％以上，是动物肠道中的长期定居者，在维持肠道菌群平衡方面发挥着重要作用。乳酸菌具有提高饲料转化率、促进动物生长、提高动物免疫功能的作用，在微生态制剂中地位尤其重要。但由于乳酸菌的抗逆性差，在加工、贮藏过程中易导致活性降低，造成活菌制剂的生产成本居高不下。目前大部分乳酸菌产品的后处理方式多采取冻干、喷干的方式，都存在一些缺陷，如动力成本过高，处理效率低，存活率低以及无法长期常温保存等。
发明内容
本发明目的在于提供一种提高乳酸菌常温稳定性的方法，有效解决解决乳酸菌产品常温放置稳定性差的问题。其主要核心在于乳酸菌的保护配方、包衣材料配方以及离心制丸机在包被方法中的应用。本发明所指方法主要由载菌丸制备和多层包被两步方法。载菌丸制备主要是将离心后菌泥与保护剂充分混合，利用保护剂包埋交联作用，将乳酸菌保护起来，制粒滚圆干燥形成。多层包被是指利用离心制丸机将包衣材料层层包被于载菌丸之上，使乳酸菌与外界不利因素隔绝，以提高其抗逆性。
其技术方案如下：
一种乳酸菌保护剂，包括质量分数比为50～70％的玉米淀粉、3～6％的微晶纤维素、15～25％的脱脂奶粉、5～10％的蔗糖、5～10％的乳糖、1％～3％的VC和1％～3％的司盘60和2～6％羧甲基纤维素钠。
将上述的玉米淀粉、微晶纤维素、脱脂奶粉、蔗糖、乳糖、VC和司盘60混合均匀后，再注入羧甲基纤维素钠，再混合均匀后制得保护剂。
一种提高乳酸菌常温稳定性的方法，将乳酸菌制粒、滚圆后多层包被处理，制粒过程中加入乳酸菌保护剂，滚圆后多层包被处理过程中使用离心制丸机，其步骤如下：
S1：菌悬液制备：将乳酸菌菌液固液分离，得到菌泥，向菌泥中添加菌泥重量的5～15％的甘油，搅拌均匀；
S2：配制保护剂；
S3:制粒：向菌悬液中加入菌泥重量100～300％的水，将菌悬液倒入保护剂中，充分混匀，微调水分，控制含水率在30～35％，使物料达到制粒状态。再将混匀物料倒入摇摆制粒机中，使用20-40目筛网，进行制粒；
S4：滚圆干燥：
将制粒成品放入离心制丸机中，在进风温度35～40℃，转速150～350r/min下离心抛丸3～10min,将成品干燥；
S5：多层包被：
将载菌丸放入离心制丸机中，控制转速150～300r/min，进风温度控制35～50℃，将包衣混合剂充分混匀，使用离心制丸机的供粉装置均匀包被于载菌丸上，粘结剂使用水或3～5％羧甲基纤维素钠，包被完成后，干燥。
本发明技术方案中，所述乳酸菌为屎肠球菌、植物乳杆菌、干酪乳杆菌中的一种或两种以上。
上述步骤S5中，包衣混合剂包括滑石粉、微晶纤维素、淀粉糊精中的至少两种。
优选的，上述步骤S4中，整个处理过程中保持物料温度在37℃以下。
优选的，上述步骤S4和S5中，干燥过程为在沸腾床中干燥。
优选的，上述步骤S5中，包被后，包被材料增重比在30～150％。
相比于现有技术，本发明的技术方案解决了乳酸菌产品常温放置稳定性差的难题；提高乳酸菌后处理的效率，避开了冻干与喷雾干燥工艺，降低了乳酸菌后处理工艺的能源消耗；使用了离心滚圆工艺，提高了乳酸菌包被效果；开拓性地使用离心制丸机进行乳酸菌的包被。
本发明提供的乳酸菌后处理方式操作简单，对设备要求低，处理效率高，成本低。使用了离心制丸机对菌粒进行了整形，提高了产品均一性。使用了离心制丸机将包衣材料包被于载菌丸上，提高了处理效率。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
1.制备乳酸菌发酵液
1.1种子液制备
取冻存管菌种，使用MRS平板活化，取单菌落接种于一级种子培养基中，37℃，100r/min，培养18小时，按照3％接种量接入二级种子液，37℃，100r/min，培养8小时，一二级种子液配制均使用MRS肉汤培养基，装液比60％，115℃，灭菌20min。
1.2发酵液制备
将上步骤制备的二级种子液按照3％的移种量移种到发酵罐中，罐温控制37±1℃，搅拌转速100rpm/min，培养10～12h得到乳酸菌发酵液；
发酵罐培养基的配方为(重量体积比W/V)：红糖1～3％、酵母膏0.1～0.5％、蛋白胨0.7～1.5％、碳酸钙0.1～0.5％、硫酸镁0.1～0.3％、氯化钠0.1～1％、消泡剂0.05％，发酵罐装料量为75％，115℃灭菌25min，待用。
2.载菌丸制备
2.1菌悬液制备
将菌液输送到管氏离心机中进行固液分离，得到乳酸菌菌泥，向菌泥中添加10％甘油，搅拌均匀；
2.2保护剂材料的配置
质量分数比为55％玉米淀粉、5％微晶纤维素、25％脱脂奶粉、7％蔗糖、5％乳糖、1％VC、2％司盘60，混合均匀，再注入5％羧甲基纤维素钠，将其放入混匀机中充分混匀；
2.3制粒
向菌悬液中加入菌泥重量200％的水，以增强其流动性，将菌悬液缓慢倒入配好的保护剂中，充分混匀，微调水分，控制含水率在30％～35％，使物料达到制粒状态。将混匀物料倒入摇摆制粒中，使用20～40目筛网，进行制粒；
2.4滚圆干燥
将制粒成品放入离心制丸机中，在进风温度35～40℃，转速150～350r/min下离心抛丸3～10min，将成品放入沸腾床中干燥。整个处理过程中保持物料温度在37℃以下；
3.多层包被
将载菌丸放入离心制丸机中，控制转速150～300r/min，进风温度控制35～50℃，将包衣混合剂充分混匀，其组成成分如下：滑石粉、微晶纤维素、淀粉糊精比例为3:1:1，使用离心制丸机的供粉装置，按照一定速度均匀包被于载菌丸上，粘结剂使用水或3～5％羧甲基纤维素钠。分别在包被材料增重比为30％、50％、80％、100％、150％取样待测。包被完成后，将其放入沸腾床中干燥。
包被乳酸菌常温贮存测试：
将本实施例中制备的包被乳酸菌在常温下贮存，测定不同包被材料增重比下各时间段的乳酸菌存活率，同时测定普通菌粉在相同时间段的存活率，作为对照组，结果如下表1。
表1实例一乳酸菌常温储存存活率(％)
实施例2
1.制备乳酸菌发酵液
1.1种子液制备
取冻存管菌种，使用MRS平板活化，取单菌落接种于一级种子培养基中，37℃，静置培养18小时，按照3％接种量接入二级种子液，37℃，静置培养8小时，一二级种子液配制均使用MRS肉汤培养基，装液比60％，115℃，灭菌20min。
1.2发酵液制备
将上步骤制备的二级种子液按照3％的移种量移种到发酵罐中，罐温控制37±1℃，搅拌转速0～50r/min，培养12～16h得到乳酸菌发酵液；
发酵罐培养基的配方为(重量体积比W/V)：蔗糖1～3％、酵母膏1～3％、蛋白胨1～2％、玉米浆粉1～3％、碳酸钙0.1～0.5％、硫酸镁0.1～0.3％、无水乙酸钠0.5～1％、消泡剂0.5％，发酵罐装料量为75％，115℃灭菌25min，待用。
2.载菌丸制备
2.1菌悬液制备
将上述步骤所得菌液送到管氏离心机中进行固液分离，得到乳酸菌菌泥，向菌泥中添加12％甘油，搅拌均匀；
2.2保护剂材料的配置
质量分数比为60％玉米淀粉、5％微晶纤维素、15％脱脂奶粉、5％蔗糖、10％乳糖、2％VC、2％司盘60，混合均匀，再注入3％羧甲基纤维素钠，将其放入混匀机中充分混匀；
2.3制粒
向菌悬液中加入菌泥重量100％～300％水，以增强其流动性，将菌悬液缓慢倒入配好保护剂中，充分混匀，微调水分，控制含水率在30％～35％，使物料达到制粒状态。将混匀物料倒入摇摆制粒中，使用20～40目筛网，进行制粒；
2.4滚圆干燥
将制粒成品放入离心制丸机中，在进风温度35～40℃，转速150～350r/min下离心抛丸3～10min，将成品放入沸腾床中干燥。整个处理过程中保持物料温度在37℃以下；
3.多层包被
将载菌丸放入离心制丸机中，控制转速150～300r/min，进风温度控制35～50℃，将包衣混合剂充分混匀，其组成成分如下：滑石粉、微晶纤维素、淀粉糊精中的至少两种，使用离心制丸机的供粉装置，按照一定速度均匀包被于载菌丸上，粘结剂使用水或3～5％羧甲基纤维素钠。分别在包被材料增重比为30％、50％、80％、100％、120％取样待测。包被完成后，将其放入沸腾床中干燥。
包被乳酸菌常温贮存测试：
将本实施例中制备的包被乳酸菌在常温下贮存，测定不同包被材料增重比下各时间段的乳酸菌存活率，同时测定普通菌粉在相同时间段的存活率，作为对照组，结果如下表2：
表2实例二乳酸菌常温储存存活率(％)
由表一、表二可见，包被后乳酸菌产品常温储藏稳定性良好，随着包被材料增重比提高存活率有所提高，但根据菌种不同，其包被保护效果也有所差异。常温储存120天，乳酸菌存活率仍能达到70％以上。可以预见的，由于乳酸菌菌株特性不同，包被材料配比和增重比可以根据存活率进行相应调整。此类简单地调整与改进也应视为本发明的保护范围。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种乳酸菌保护剂的制备方法，其特征在于：将50～70%的玉米淀粉、3～6%的微晶纤维素、15～25%的脱脂奶粉、5～10%的蔗糖、5～10%的乳糖、1%～3%的VC和1%～3%的司盘60混合均匀后，再注入2～6%的羧甲基纤维素钠，再混合均匀。
2.一种由权利要求1所述制备方法制备而成的乳酸菌保护剂。
3.一种提高乳酸菌常温稳定性的方法，其特征在于：将乳酸菌制粒、滚圆后多层包被处理，制粒过程中加入权利要求2所述的乳酸菌保护剂。
4.如权利要求3所述的一种提高乳酸菌常温稳定性的方法，其特征在于：滚圆后多层包被处理过程中使用离心制丸机。
5.根据权利要求3或4所述的一种提高乳酸菌常温稳定性的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：菌悬液制备：将乳酸菌菌液固液分离，得到菌泥，向菌泥中添加菌泥重量的5～15%的甘油，搅拌均匀；
S2：配制所述乳酸菌保护剂；
S3：制粒：向菌悬液中加入菌泥重量100～300%水，将菌悬液倒入所述乳酸菌保护剂中，充分混匀，微调水分，控制含水率在30～35%，使物料达到制粒状态，再将混匀物料倒入摇摆制粒机中，使用20-40目筛网，进行制粒；
S4：滚圆干燥：
将制粒成品放入离心制丸机中，在进风温度35～40℃，转速150～350r/min下离心抛丸3～10min,将成品干燥；
S5：多层包被：
将载菌丸放入离心制丸机中，控制转速150～300r/min，进风温度控制35～50℃，将包衣混合剂充分混匀，使用离心制丸机的供粉装置均匀包被于载菌丸上，粘结剂使用水或3～5%羧甲基纤维素钠，包被完成后，干燥。
6.根据权利要求3或4所述的一种提高乳酸菌常温稳定性的方法，其特征在于：所述乳酸菌为屎肠球菌、植物乳杆菌、干酪乳杆菌中的一种或两种以上。
7.根据权利要求5所述的一种提高乳酸菌常温稳定性的方法，其特征在于：所述步骤S5中，包衣混合剂包括滑石粉、微晶纤维素、淀粉糊精中的至少两种。
8.根据权利要求5所述的一种提高乳酸菌常温稳定性的方法，其特征在于：所述步骤S4中，整个处理过程中保持物料温度在37℃以下。
9.根据权利要求5所述的一种提高乳酸菌常温稳定性的方法，其特征在于：所述步骤S4和S5中，干燥过程为在沸腾床中干燥。
10.根据权利要求5所述的一种提高乳酸菌常温稳定性的方法，其特征在于：所述步骤S5中，包被后，包被材料增重比在30～150%。
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