CN112890204A - 一种利用葡萄籽提取物作为益生元的微胶囊及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公布了一种利用葡萄籽提取物作为益生元的微胶囊及其制备方法，包括益生菌的制备、壁材制备、微胶囊的制备及冷冻干燥几个步骤，利用微型胶囊包裏益生菌活菌，并且添加葡萄籽提取物作为益生元，是一种有效的膳食补充剂；利用海藻多糖，黄原胶和大豆多糖涂层可以保护益生菌免受胃酸破坏，保持益生菌微胶囊的菌活性，具有长期储存稳定性好、耐胃酸等优点，能够实现微胶囊的肠道靶向释放。
Description
技术领域
本发明涉及一种益生元微胶囊，具体涉及一种利用葡萄籽提取物作为益生元的微胶囊及其制备方法。
背景技术
益生菌是一类能够改善宿主肠内微生物平衡、并对宿主产生正面效益的微生物，通过调节人体肠道菌群的组成来提高人体免疫力。但是，益生菌对氧气、pH温度、湿度等外界不良环境极为敏感，在生产、贮存和运输过程中很难保持其稳定性，而且在人体内也容易因胃酸作用导致其在到达肠道前过早失效。
益生元是一种膳食补充剂，通过选择性的刺激一种或少数菌落中细菌的生长与活性而对寄主产生有益的影响。益生元的利用方式是肠道菌群吸收益生元作为益生菌的“食物”，改善益生菌的生长环境，间接调节肠道健康。因此益生元与益生菌是相辅相成，能够共同起作用来改善机体健康的。如何提高微胶囊的耐胃酸能力，是业内研究的一个热点，这对于微胶囊的性能发挥具有至关重要的作用。
鉴于上述原因，必须通过一些方法提高益生菌在外界因素和胃酸中的活性和存活率。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种利用葡萄籽提取物作为益生元的微胶囊及其制备方法，该微胶囊能具有长期储存稳定性好、耐胃酸等优点，有助于实现益生菌的肠道靶向释放。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
本发明首先公布了一种利用葡萄籽提取物作为益生元的微胶囊，由壁材包裹芯材制成；按重量份计，所述芯材由70-80份混合益生菌菌剂、10-15份益生元、1-5份果胶和5-15份甘油混合组成。
优选地，前述壁材为黄原胶、海藻酸钠及大豆多糖中的一种或多种所制成的涂层。
优选地，前述混合益生菌菌剂组成成分包括干酪乳杆菌、粪肠球菌、屎肠球菌和嗜酸乳杆菌中的一种或多种；所述益生元为葡萄籽提取物。葡萄籽提取物是从葡萄籽中提取分离得到的一类多酚类物质,它是目前自然界中发现的抗氧化、清除自由基能力最强的物质，具有超强的延缓衰老和增强免疫力的作用。葡萄籽提取物的有效成分为葡萄籽原花青素，大约90％原花青素可以到达后肠段，并被肠道微生物区系降解。因此，原花青素可能作为益生元通过改变肠道菌群结构来改善肠道健康状态。
本发明还公布了一种利用葡萄籽提取物作为益生元的微胶囊制备方法，包括以下步骤：
S1、混合益生菌的制备：将益生菌菌剂培养至对数生长期后期，收集菌体，用无菌生理盐水洗涤若干次去除培养基，将菌体悬浮于无菌生理盐水中并将浓度调节至109CFU/g，备用；
S2、壁材制备：将0.5-2g海藻酸钠溶于50-400ml的pH为7.4的PBS中，再向其中加入0.5-2g大豆多糖和0.5-2g黄原胶并搅拌均匀，121℃灭菌30min待用；
S3、微胶囊的制备：按重量份计，将步骤S1所得70-80份混合益生菌菌剂、10-15份益生元、1-5份果胶和5-15份甘油混合均匀，得到芯材；通过挤压法将芯材挤压至已灭菌的CaCl2溶液中浸泡30-60min，然后将其加入到步骤S2制得的壁材中磁力恒温搅拌1-3h，洗涤过滤，得到微胶囊；
S4、冷冻干燥：将步骤S3所得微胶囊冷冻干燥得到包含益生元的微胶囊。
优选地，前述步骤S1中的益生菌菌剂，包括干酪乳杆菌、粪肠球菌、屎肠球菌和嗜酸乳杆菌中的一种或多种。
再优选地，前述步骤S1中，无菌生理盐水的质量浓度为0.9％。
再优选地，前述步骤S2中，于121℃下灭菌处理30min。
更优选地，前述步骤S3中，CaCl2溶液的摩尔浓度为0.3M。
进一步优选地，前述步骤S4的冷冻干燥过程为：将步骤S3所得微胶囊加入到体积分数为10-15％的甘油溶液中，平衡30-60min，随后放到(-25.0)-(-80)℃冰箱中预冻4-8h，再在(-40)-(-80.0)℃下真空冷冻干燥24-72h，得到包含益生元的微胶囊。
更进一步优选地，前述步骤S4的冷冻干燥过程为：将步骤S3所得微胶囊加入到体积分数为10-15％的甘油溶液中，平衡30min，随后放到-25.0℃冰箱中预冻4h，再在-℃下真空冷冻干燥24-72h，得到包含益生元的微胶囊。
本发明的有益之处在于：
(1)本发明利用微型胶囊包裏益生菌活菌，并且添加葡萄籽提取物作为益生元，是一种有效的膳食补充剂；利用海藻多糖，黄原胶和大豆多糖涂层可以保护益生菌免受胃酸破坏，保持益生菌微胶囊的菌活性，具有长期储存稳定性好、耐胃酸等优点；
(2)通过真空冷冻干燥产品，降低益生菌含水量，避免酶的活性丧失，而且冻干燥菌粉复水性好、脱水彻底、保存期长，储存运输和使用都很方便；
(3)本发明的含益生元的益生菌微胶囊在体外模拟实验结果中显示：过胃酸没被破坏的益生菌均大于107CFU/g，而不含益生元的益生菌微胶囊在体外模拟实验结果显示过胃酸没被破坏的益生菌只是达到105CFU/g，所以含益生元葡萄籽提取物的益生菌微胶囊芯材中的葡萄籽提取物可以刺激有益菌群的生长，进一步改善宿主肠道微环境；
(4)壁材中的大豆多糖可以在较低的胃酸中较为稳定，且大豆多糖、海藻酸钠和黄原胶形成膜覆盖在微胶囊上，提高益生菌对胃酸等的耐受能力，有助于实现益生菌在肠道中的靶向释放。
附图说明
图1所示的是实施例1的含益生元干酪乳杆菌和粪肠球菌混合微胶囊的SEM图；
图2所示的是对比例1的不含益生元干酪乳杆菌和粪肠球菌混合微胶囊的SEM图。
具体实施方式
以下结合附图具体实施例对本发明作具体的介绍。
本发明中若无特殊说明，所用原料均为市购。
实施例1：含益生元干酪乳杆菌和粪肠球菌混合微胶囊的制备
本实施例的微胶囊制备方法包括以下步骤：
S1、混合益生菌的制备：
首先，将干酪乳杆菌种子液按1％的接种量接种MRS培养基，在37℃条件下厌氧培养24h，离心收集菌泥，采用质量浓度为0.9％的无菌生理盐水洗涤2次，将菌泥悬浮于0.9％的无菌生理盐水中得到干酪乳杆菌菌悬液。
接着，将粪肠球菌种子液按1％的接种量接种MRS培养基，在37℃条件下厌氧培养24h，离心收集菌泥，采用0.9％的无菌生理盐水洗涤2次，将菌泥悬浮于0.9％的无菌生理盐水中得到粪肠球菌菌悬液。
最后，将等浓度的干酪乳杆菌菌悬液和粪肠球菌菌悬液按质量比1:1的比例混合，得到混合益生菌。
S2、壁材制备：将0.5-2g海藻酸钠溶于50-400ml的pH7.4的PBS中，再向其中加入0.5-2g大豆多糖和0.5-2g黄原胶，搅拌均匀，121℃灭菌30min待用。
S3、微胶囊的制备：将12g甘油溶于100mL水中，加入4g果胶，混合均匀。将其与混合益生菌菌剂、葡萄籽提取物(质量比是10：10：1)混合均匀，得到芯材。通过挤压法将芯材挤压至已灭菌的0.3M CaCl2溶液浸泡30min，将其加入到步骤S2所得的壁材溶液中磁力搅拌2h，洗涤过滤，得到微胶囊。
S4、冷冻干燥：将步骤S3所得微胶囊加入到体积分数为10％的甘油溶液中，平衡30min，随后放到-25.0℃冰箱中预冻4h，再在-80.0℃下真空冷冻干燥36h，得到本实施例的包含益生元的微胶囊。
对比例1
该对比例为不含益生元(葡萄籽提取物)的干酪乳杆菌和粪肠球菌混合微胶囊的制备，制备过程与实施例1相似，具体如下：
(1)混合益生菌的制备：
首先，将干酪乳杆菌种子液按1％的接种量接种MRS培养基，在37℃条件下厌氧培养24h，离心收集菌泥，0.9％的无菌生理盐水洗涤2次，将菌泥悬浮于0.9％的无菌生理盐水中得到干酪乳杆菌菌悬液。
接着，将粪肠球菌种子液按1％的接种量接种MRS培养基，在37℃条件下厌氧培养24h，离心收集菌泥，0.9％的无菌生理盐水洗涤2次，将菌泥悬浮于0.9％的无菌生理盐水中得到粪肠球菌菌悬液。
最后，将等浓度的干酪乳杆菌菌悬液和粪肠球菌菌悬液按1:1的比例混合。
(2)壁材制备：将0.5-2g海藻酸钠溶于50-400ml的pH7.4的PBS中，再向其中加入0.5-2g大豆多糖和0.5-2g黄原胶，搅拌均匀，121℃灭菌30min待用。
(3)益生菌微胶囊的制备：将12g甘油溶于100ml水中，加入4g果胶，混合均匀。将其与混合益生菌菌剂(质量比是10：10)混合均匀，得到芯材。通过挤压法将芯材挤压至已灭菌的0.3M CaCl2溶液浸泡30min，将其加入到步骤(2)的壁材溶液中磁力搅拌2h，洗涤过滤，得到微胶囊。
(4)冷冻干燥
将步骤(3)所得微胶囊加入到体积分数为10％的甘油溶液中，平衡30min，随后放到-25.0℃冰箱中预冻5h,再在-80.0℃下真空冷冻干燥36h，得到微胶囊。
实施例2：含益生元的干酪乳杆菌和嗜酸乳杆菌混合微胶囊的制备
本实施例的微胶囊制备过程包括以下步骤：
S1、混合益生菌的制备：
首先，将干酪乳杆菌种子液按1％的接种量接种MRS培养基，在37℃条件下厌氧培养24h，离心收集菌泥，采用质量浓度为0.9％的无菌生理盐水洗涤2次，将菌泥悬浮于0.9％的无菌生理盐水中得到干酪乳杆菌菌悬液。
接着，将嗜酸乳杆菌种子液按1％的接种量接种MRS培养基，在37℃条件下厌氧培养24h，离心收集菌泥，采用0.9％的无菌生理盐水洗涤2次，将菌泥悬浮于0.9％的无菌生理盐水中得到嗜酸乳杆菌菌悬液。
最后，将等浓度的干酪乳杆菌菌悬液和嗜酸乳杆菌菌悬液按质量比1:1的比例混合，得到混合益生菌。
S2、壁材制备：将0.5-2g海藻酸钠溶于50-400ml的pH7.4的PBS中，再向其中加入0.5-2g大豆多糖和0.5-2g黄原胶，搅拌均匀，121℃灭菌30min待用。
S3、微胶囊的制备：将12g甘油溶于100mL水中，加入4g果胶，混合均匀。将其与混合益生菌菌剂、葡萄籽提取物(质量比是10：10：1)混合均匀，得到芯材。通过挤压法将芯材挤压至已灭菌的0.3M CaCl2溶液浸泡30min，将其加入到步骤S2所得的壁材溶液中磁力搅拌2h，洗涤过滤，得到微胶囊。
S4、冷冻干燥：将步骤S3所得微胶囊加入到体积分数为10％的甘油溶液中，平衡30min，随后放到-25.0℃冰箱中预冻4h，再在-80.0℃下真空冷冻干燥36h，得到本实施例的包含益生元的微胶囊。
对比例2
该对比例不包含益生元的干酪乳杆菌和嗜酸乳杆菌混合微胶囊的制备，除益生菌原料与对比例1略有不同外，具体的制备过程均与对比例1相同，故此处不再赘述。
实施例3：含益生元的屎肠球菌和嗜酸乳杆菌混合微胶囊的制备
本实施例的合微胶囊的制备方法包括以下步骤：
S1、混合益生菌的制备：
首先，将屎肠球菌种子液按1％的接种量接种MRS培养基，在37℃条件下厌氧培养24h，离心收集菌泥，采用质量浓度0.9％无菌生理盐水洗涤2次，将菌泥悬浮于0.9％的无菌生理盐水中得到屎肠球菌菌悬液。
接着，将嗜酸乳杆菌种子液按1％的接种量接种MRS培养基，在37℃条件下厌氧培养24h，离心收集菌泥，采用0.9％的无菌生理盐水洗涤2次，将菌泥悬浮于0.9％的无菌生理盐水中得到嗜酸乳杆菌菌悬液。
最后，将等浓度的屎肠球菌菌悬液和嗜酸乳杆菌菌悬液按质量比1:1混合，得到混合益生菌。
S2、壁材制备：将0.5-2g海藻酸钠溶于50-400ml的pH7.4的PBS中，再向其中加入0.5-2g大豆多糖和0.5-2g黄原胶，搅拌均匀，121℃灭菌30min待用。
S3、微胶囊的制备：将12g甘油溶于100mL水中，加入4g果胶，混合均匀。将其与混合益生菌菌剂、葡萄籽提取物(质量比是10：10：1)混合均匀，得到芯材。通过挤压法将芯材挤压至已灭菌的0.3M CaCl2溶液浸泡30min，将其加入到步骤S2所得的壁材溶液中磁力搅拌2h，洗涤过滤，得到微胶囊。
S4、冷冻干燥：将步骤S3所得微胶囊加入到体积分数为10％的甘油溶液中，平衡30min，随后放到-25.0℃冰箱中预冻4h，再在-80.0℃下真空冷冻干燥36h，得到本实施例的包含益生元的微胶囊。
对比例3
该对比例为不含益生元的屎肠球菌和嗜酸乳杆菌混合微胶囊的制备，除益生菌原料与对比例1略有不同外，具体的制备过程均与对比例1相同，故此处不再赘述。
性能检测
对本发明的各实施例和对比例制得的产品进行形态测定和体外模拟实验测试，具体的检测方法和结果如下：
(1)形态测定
使用扫描电子显微镜(SEM)在常规研究条件下观察本发明益生菌微胶囊的超微结构。具体地，用双面胶将冷冻干燥后的益生菌微胶囊粘在样品台上，喷金后用扫描电镜观察微胶囊表面结构，实施例1和对比例1的产品结构分别见图1和图2。
由图1和图2分析可见，添加了益生元的胶囊(图1)与未添加益生元的胶囊(图2)相比，其微观形貌更加无序不规则，申请人分析这可能是添加的益生元后对于益生菌的包覆和保护效果更优，能够提高胶囊的稳定性。
(2)体外模拟实验测试
称取本发明微胶囊1g,将其分散于9mL的人工模拟胃液中，于37℃、160r/min下温育，90min后从中移取1mL进行梯度稀释，采用MRS琼脂培养基进行活菌计数，各实施例和对比例的测试结果见表1。
表1微胶囊实验前后菌落数对比表
由表1可见，本发明含益生元的益生菌微胶囊在体外模拟实验结果显示过胃酸没被破坏的益生菌均大于107CFU/g，不含益生元的益生菌微胶囊在体外模拟实验结果显示过胃酸没被破坏的益生菌只是达到105CFU/g，所以，含益生元葡萄籽提取物的益生菌微胶囊芯材中的葡萄籽提取物可以刺激有益菌群的生长，可以改善宿主肠道微环境。而且，壁材中的大豆多糖可以在较低的胃酸中较为稳定，且大豆多糖、海藻酸钠和黄原胶形成膜覆盖在微胶囊上，提高益生菌对胃酸等的耐受能力。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种利用葡萄籽提取物作为益生元的微胶囊，其特征在于：由壁材包裹芯材制成；按重量份计，所述芯材由70-80份混合益生菌菌剂、10-15份益生元、1-5份果胶和5-15份甘油混合组成。
2.根据权利要求1所述的一种利用葡萄籽提取物作为益生元的微胶囊，其特征在于：所述壁材为黄原胶、海藻酸钠及大豆多糖中的一种或多种所制成的涂层。
3.根据权利要求1所述的一种利用葡萄籽提取物作为益生元的微胶囊，其特征在于：所述混合益生菌菌剂组成成分包括干酪乳杆菌、粪肠球菌、屎肠球菌和嗜酸乳杆菌中的一种或多种；所述益生元为葡萄籽提取物。
4.一种利用葡萄籽提取物作为益生元的微胶囊制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、混合益生菌的制备：将益生菌菌剂培养至对数生长期后期，收集菌体，用无菌生理盐水洗涤若干次去除培养基，将菌体悬浮于无菌生理盐水中并将浓度调节至109CFU/g，备用；
S2、壁材制备：将0.5-2g海藻酸钠溶于50-400ml的pH为7.4的PBS中，再向其中加入0.5-2g大豆多糖和0.5-2g黄原胶并搅拌均匀，121℃灭菌30min待用；
S3、微胶囊的制备：按重量份计，将步骤S1所得70-80份混合益生菌菌剂、10-15份益生元、1-5份果胶和5-15份甘油混合均匀，得到芯材；通过挤压法将芯材挤压至已灭菌的CaCl2溶液中浸泡30-60min，然后将其加入到步骤S2制得的壁材中磁力恒温搅拌1-3h，洗涤过滤，得到微胶囊；
S4、冷冻干燥：将步骤S3所得微胶囊冷冻干燥得到包含益生元的微胶囊。
5.根据权利要求4所述的一种利用葡萄籽提取物作为益生元的微胶囊制备方法，其特征在于：所述步骤S1中的益生菌菌剂，包括干酪乳杆菌、粪肠球菌、屎肠球菌和嗜酸乳杆菌中的一种或多种。
6.根据权利要求4所述的一种利用葡萄籽提取物作为益生元的微胶囊制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，无菌生理盐水的质量浓度为0.9％。
7.根据权利要求4所述的一种利用葡萄籽提取物作为益生元的微胶囊制备方法，其特征在于：所述步骤S2中，于121℃下灭菌处理30min。
8.根据权利要求4所述的一种利用葡萄籽提取物作为益生元的微胶囊制备方法，其特征在于：所述步骤S3中，CaCl2溶液的摩尔浓度为0.3M。
9.根据权利要求4所述的一种利用葡萄籽提取物作为益生元的微胶囊制备方法，其特征在于：所述步骤S4的冷冻干燥过程为：将步骤S3所得微胶囊加入到体积分数为10-15％的甘油溶液中，平衡30-60min，随后放到(-25.0)-(-80)℃冰箱中预冻4-8h，再在(-40)-(-80.0)℃下真空冷冻干燥24-72h，得到包含益生元的微胶囊。
10.根据权利要求9所述的一种利用葡萄籽提取物作为益生元的微胶囊制备方法，其特征在于：所述步骤S4的冷冻干燥过程为：将步骤S3所得微胶囊加入到体积分数为10-15％的甘油溶液中，平衡30min，随后放到-25.0℃冰箱中预冻4h，再在-℃下真空冷冻干燥24-72h，得到包含益生元的微胶囊。
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