CN112956698B - 包埋益生菌微胶囊的爆爆珠及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及包埋益生菌微胶囊的爆爆珠及其制备方法，属于食品加工技术领域，制备方法包括以下步骤：将果胶、海藻酸钠和水混合均匀，制得混合溶液I；将益生菌冻干粉在无菌MRS培养液中培养并离心收集，用生理盐水洗涤后，加入生理盐水制成益生菌浓缩菌液；向混合溶液I中添加益生菌浓缩菌液，混合均匀后，制得混合液II；将混合液II滴入氯化钙溶液中，静置，然后过滤，用超纯水清洗，制得益生菌包埋粒；将酸奶加入海藻酸钠，溶解混匀后，加入益生菌包埋粒混匀，滴成液珠，浸泡于乳酸钙溶液中，即得，低温保存；本发明的包埋益生菌微胶囊的爆爆珠提高了益生菌在胃肠道的耐受性，使其可以停留更长的时间，从而增加其在胃肠中的释放量。
Description
技术领域
本发明属于食品加工技术领域，具体涉及包埋益生菌微胶囊的爆爆珠及其制备方法。
背景技术
随着人们生活水平的提高，益生菌制品是如今市场的一个消费热潮，具有良好的现实和经济效益。益生菌是乳酸菌，它能改善人体的肠道菌群，调节胃肠道微生物的水平，具有良好的生理作用。但是乳酸菌不易储存，而且抗击性较差，对高酸性环境敏感，活菌数降低或者丧失；进入人体后，通过食管到达胃部，但是人类胃液的pH较低，会导致乳酸菌无法忍受高酸环境，最后无法发挥作用。所以把益生制备成微胶囊可以降低肠胃对益生菌的杀伤，提高存活率。
目前国内外对功能性爆爆珠的研究还很少，利用微胶囊技术包埋益生菌，再进行二次包埋制备爆爆珠的研究更是很少，所以利用先进的微胶囊包埋技术制备爆爆珠，研制出营养独特，满足大众消费的的产品，具有良好的市场前景和经济效益。
综上，一种进一步延长益生菌活性的包埋益生菌微胶囊的爆爆珠及其制备方法有待研究。
发明内容
本发明的目的在于提供包埋益生菌微胶囊的爆爆珠及其制备方法，本发明的包埋益生菌微胶囊的爆爆珠提高了益生菌在胃肠道的耐受性，使其可以停留更长的时间，从而增加其在胃肠中的释放量。
本发明的技术方案是，包埋益生菌微胶囊的爆爆珠的制备方法，包括以下步骤：
(1)将果胶、海藻酸钠和水混合均匀，制得混合溶液I；
(2)将益生菌冻干粉在无菌MRS培养液中培养并离心收集，用生理盐水洗涤后，加入生理盐水制成益生菌浓缩菌液；
(3)向混合溶液I中添加益生菌浓缩菌液，混合均匀后，制得混合液II；
(4)将混合液II滴入氯化钙溶液中，静置，然后过滤，用超纯水清洗，制得益生菌包埋粒；
(5)将酸奶加入海藻酸钠，溶解混匀后，加入益生菌包埋粒混匀，然后滴成液珠，浸泡于乳酸钙溶液中，制得包埋益生菌微胶囊的爆爆珠，低温保存。
优选的，步骤(1)中，混合溶液I中果胶的质量分数为≤0.6％，混合溶液I中海藻酸钠的质量分数为1～3％。根据测定微胶囊的包埋率发现此例的包埋率最高，且粒径比较均匀，外观形态更好。
优选的，步骤(2)中，益生菌浓缩菌液的制备均是在无菌操作台中进行，益生菌浓缩菌液中益生菌的浓度为8-10log CFU g-1。步骤(1)中，益生菌浓缩菌液在离心收集前，要进行至少两次传代培养，这样细胞的活性才能完全复活。生理盐水使用市售的生理盐水即可。
优选的，步骤(3)中，益生菌浓缩菌液和混合溶液I的质量比为1～2：10。益生菌浓缩菌液和混合溶液I的质量比为1～2：10为最佳，这样制备的益生菌微胶囊活性最好。
优选的，步骤(3)中，混合溶液I和益生菌浓缩菌液于4～20℃的条件下混匀，混匀时间为10～30min。温度过高和搅拌时间过长会导致益生菌的活力降低或者死亡，所以4℃，10min为最优条件。
优选的，步骤(4)中，氯化钙溶液中氯化钙的质量分数为0.3～0.6％，混合液II和氯化钙溶液的质量比为1～2:5。氯化钙的质量分数过高，会导致固化的微胶囊硬度过高，影响口感和后续的性能测定。
优选的，步骤(4)中，静置时间为30～120min，使微胶囊充分固化，形成大小均匀的微球，超纯水清洗1～5次，完全去除上面残留的固化液。
优选的，步骤(5)中，酸奶加入海藻酸钠溶解1～3h，酸奶和海藻酸钠的质量比为10～15：1。使海藻酸钠和酸奶混合均匀。
优选的，步骤(5)中，乳酸钙溶液中乳酸钙的质量分数为1～3％。使益生菌酸奶爆爆珠充分固化，形成大小均一的球体，乳酸钙的含量过高会导致固化出来的爆爆珠太硬，影响口感。乳酸钙溶液的添加量依据酸奶和益生菌包埋粒的含量做适应性调整即可。
优选的，所述的制备方法制得的包埋益生菌微胶囊的爆爆珠中益生菌的存活率更高。
益生菌能够改善人体肠道功能，改善主肠道内部菌落平衡，本发明把益生菌制备成微胶囊，包裹在爆爆珠里面，既能提高爆爆珠的营养价值，同时，把益生菌做成微胶囊，可以解决益生菌在胃肠道耐受力不佳的问题。微胶囊包埋技术是一种新型的保护技术，可增强益生菌对外界不良环境的抵抗能力，有效提高益生菌的存活率，使益生菌顺利到达肠道内定殖并真正发挥功效。本发明先把益生菌做成微胶囊，然后测定其粒径、包埋率、质构、红外光谱等性能来综合评价益生菌微胶囊的营养价值，然后通过二次包埋，把益生菌微粒包裹在酸奶里面，二次固化形成酸奶爆爆珠，制作成营养独特的的益生菌爆爆珠，而后对爆爆珠进行感官、酸度、质构、抗氧化等性能的测定。本发明的包埋益生菌微胶囊的爆爆珠可以延长益生菌活性时间，且保持较高的活性参数。
本发明的有益效果是：
本发明的包埋益生菌微胶囊的爆爆珠把益生菌做成微胶囊，可以解决益生菌在胃肠道耐受力不佳的问题；然后通过二次包埋，把益生菌微粒包裹在酸奶里面，二次固化形成酸奶爆爆珠，制作成营养独特的的益生菌爆爆珠，包埋率更高，增加其存活率，提高了益生菌在胃肠道的耐受性，使其可以停留更长的时间，从而增加其在胃肠中的释放量。
附图说明
图1为益生菌微胶囊的制备流程图；
图2为益生菌微胶囊在电子显微镜下观察图像；
图3为二次包埋益生菌微胶囊的酸奶爆爆珠在电子显微镜下的图像；
图4为包埋和未包埋的益生菌在模拟唾液、胃液、肠液中的活性情况分析柱状图。
具体实施方式
下面进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。实施例中的固化时间即为步骤(4)中的静置时间。下述浓度的含义均为质量分数。
实施例1
制备路线：酸奶→加入海藻酸钠、果胶→混合均匀→加入益生菌微胶囊→混匀→滴入乳酸钙溶液→浸泡成型→罐装保存。
(1)将果胶、海藻酸钠和水混合均匀，制得混合溶液I；混合溶液I中果胶的质量分数为0.4％，混合溶液I中海藻酸钠的质量分数为1％；
(2)将益生菌冻干粉在无菌MRS培养液中培养并离心收集，用生理盐水洗涤后，加入生理盐水制成益生菌浓缩菌液；益生菌浓缩菌液的制备均是在无菌操作台中进行，益生菌浓缩菌液中益生菌的浓度为9log CFU g-1；
(3)向混合溶液I中添加益生菌浓缩菌液，益生菌浓缩菌液和混合溶液I的质量比为1：10；混合均匀后，制得混合液II；混合溶液I和益生菌浓缩菌液于4℃的条件下混匀，混匀时间为10min；
(4)将混合液II滴入氯化钙溶液中，静置，然后过滤，用超纯水清洗，制得益生菌包埋粒；氯化钙溶液中氯化钙的质量分数为0.3％，混合液II和氯化钙溶液的质量比为1：5；静置时间为120min，超纯水清洗2次；
(5)将酸奶加入海藻酸钠，溶解混匀后，加入益生菌包埋粒混匀，然后滴成液珠，浸泡于乳酸钙溶液中，制得包埋益生菌微胶囊的爆爆珠，低温保存；酸奶加入海藻酸钠溶解2h，酸奶和海藻酸钠的质量比为10：1；乳酸钙溶液中乳酸钙的质量分数为3％。
对照例1
制备路线：酸奶→加入海藻酸钠、果胶→混合均匀→加入益生菌微胶囊→混匀→滴入乳酸钙溶液→浸泡成型→罐装保存。
(1)将果胶、海藻酸钠和水混合均匀，制得混合溶液I；混合溶液I中果胶的质量分数为0.7％，混合溶液I中海藻酸钠的质量分数为4％；
(2)将益生菌冻干粉在无菌MRS培养液中培养并离心收集，用生理盐水洗涤后，加入生理盐水制成益生菌浓缩菌液；益生菌浓缩菌液的制备均是在无菌操作台中进行，益生菌浓缩菌液中益生菌的浓度为9log CFU g-1；
(3)向混合溶液I中添加益生菌浓缩菌液，益生菌浓缩菌液和混合溶液I的质量比为1：11；混合均匀后，制得混合液II；混合溶液I和益生菌浓缩菌液于3℃的条件下混匀，混匀时间为8min；
(4)将混合液II滴入氯化钙溶液中，静置，然后过滤，用超纯水清洗，制得益生菌包埋粒；氯化钙溶液中氯化钙的质量分数为0.2％，混合液II和氯化钙溶液的质量比为1：1；静置时间为120min，超纯水清洗2次；
(5)将酸奶加入海藻酸钠，溶解混匀后，加入益生菌包埋粒混匀，然后滴成液珠，浸泡于乳酸钙溶液中，制得包埋益生菌微胶囊的爆爆珠，低温保存；酸奶加入海藻酸钠溶解1h，酸奶和海藻酸钠的质量比为15：1；乳酸钙溶液中乳酸钙的质量分数为1％。
表1.实施例和对照例微胶囊的粒径、含水量和包埋率对比
上表为实施例1和对照例1不同的壁材、芯材和固化时间下，粒径、含水量和包埋率的对比，从表中可以看出，实施例1的粒径要更小，含水量要稍低，包埋率更是明显的高于对照例1。
实施例：
表2.不同微胶囊添加的海藻酸钠、果胶以及菌悬液的配比
上述实施例除了海藻酸钠(SA)、果胶(PE)以及菌悬液的配比，其余步骤参数均与实施例1一致。
通过上表制备出不同比例的微胶囊，然后通过测定他们的包埋率、粒径、活菌数等，确定最佳比例为海藻酸钠为1％，果胶为0.4％，菌悬液添加量为10ml。
配置果胶(0.4％)和海藻酸钠(1％)混合溶液，添加益生菌浓缩菌液，于4℃下混匀10min后，用注射器挤入将混合液滴入0.3％的氯化钙溶液中，静置120min后，过滤，用超纯水清洗2次，置于冰箱备用。将一部分凝胶粒子冷冻干燥备用，用于微胶囊红外、热分析、电子扫描等性能的测定。
益生菌爆爆珠的制备：
酸奶加入海藻酸钠充分溶解2h，加入制备好的益生菌包埋粒混匀，用大口径滴管滴成液珠，浸泡在质量分数为3％的乳酸钙溶液中，待形成爆爆珠后于低温保存。
进行实验，确定芯材、壁材的最佳比例。
果胶浓度对微胶囊包埋率的影响：
在海藻酸钠浓度为1％，固化时间为120min，氯化钙浓度为0.3％，取果胶浓度分别为0％、0.2％、0.4％、0.6％的条件下，参照微胶囊的制备工艺制得微胶囊后，以微胶囊的包埋率为测定指标，探究壳聚糖的浓度对微胶囊包埋率的影响，得到最佳的果胶配比为0.4％。
海藻酸钠浓度对微胶囊包埋率的影响：
在果胶浓度为0.4％，氯化钙浓度为0.3％，固化时间为120min，海藻酸钠浓度为1％、1.5％、2％、2.5％、3％的条件下，参照微胶囊的制备工艺制得微胶囊后，以微胶囊的包埋率为测定指标，探究海藻酸钠浓度对微胶囊包埋率的影响，得到最佳海藻酸钠比例为1％。
氯化钙浓度对微胶囊包埋率的影响：
在海藻酸钠浓度为1％，果胶浓度为0.4％，固化时间为120min，氯化钙的浓度为0.3％、0.4％、0.5％、0.6％的条件下，参照微胶囊的制备工艺制得微胶囊后，以微胶囊的包埋率为测定指标，探究氯化钙的添加量对微胶囊包埋率的影响，确定氯化钙的最佳浓度为0.3％。
固化时间对微胶囊包埋率的影响：
在海藻酸钠浓度为2％，果胶浓度为0.4％，氯化钙浓度为2％的条件下，参照微胶囊的制备工艺形成微囊后，然后用磁力搅拌器搅拌，分别固化30、60、90、120、150min，过滤，并用蒸馏水将胶囊冲洗3次，即得湿胶囊。以微胶囊的包埋率为测定指标，确定最佳的固化时间(静置时间)为120min。
表3.不同果胶含量微胶囊的粒径，含水量和包埋率
上表是不同海藻酸钠和果胶含量作为壁材制备的益生菌微胶囊，从上表中可以看出，0.4％PE-SA的比例是最佳的，从粒径可以看出，这一比例制备的微胶囊的粒径是最小的，在140um左右，其它几个比例与之相比，粒径都要更大一些。从包埋率可以看出，随着果胶量的增加，包埋率是呈逐渐上升的，但当果胶添加量在0.4％的时候，其包埋率是最大的，从而可以得出海藻酸钠添加量为1％，果胶添加量为0.4％的时候，益生菌的包埋率是最高的。
表4.不同海藻酸钠含量的爆爆珠的粒径，含水量和包埋率
上表是在进行二次包埋时，不同海藻酸钠的添加量制备的爆爆珠的不同粒径，含水量和包埋率。其中粒径和含水量，各组之间都没有显著性差异。但是从包埋率可以明显的看出，2％SA-PE比例的爆爆珠的包埋率显著高于其它比例，可达66.6％，所以这一比例的海藻酸钠添加量是最佳的。
表5.不同固化时间下微胶囊的粒径，含水量和包埋率
上表是不同的固化时间下益生菌微胶囊的粒径、含水量和包埋率。从上表中可以看出，在含水量方面，固化时间的长短没有显著性的影响。粒径是随着固化时间的增加而逐渐减小的，因为随着固化时间的延长，微胶囊的呈球形越来越好，所以粒径更小。但是从包埋率来看，固化时间为120min时，微胶囊的包埋率是最高的，达到85.67％，由此可以得出固化时间为120min时，为最优。
益生菌直接加入到果汁和酸奶中，活性很快就会被破坏，而制作成微胶囊后，可以更久的在胃肠道存活，在模拟胃肠道的实验中，益生菌可以在胃液中存活两小时还具有活性，在肠液中可以存在六小时还具有活性。模拟了胃液消化的存活时间，对照了添加益生菌微胶囊和直接添加菌液在胃液中的耐受性，从图4(其中SSF为模拟唾液中的消化情况，SGF为模拟胃液中的消化情况，STF为模拟肠液中的消化情况)可以看出，益生菌微胶囊在唾液中的活性和游离菌液差别不大，但是在胃液和肠液中经过包埋的微胶囊的活性显然要高出游离菌液很多，说明微胶囊大大提高了益生菌在胃肠道的耐受性，使其可以停留更长的时间，从而增加其在胃肠中的释放量。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (7)
1.包埋益生菌微胶囊的爆爆珠的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将果胶、海藻酸钠和水混合均匀，制得混合溶液I；
(2)将益生菌冻干粉在无菌MRS培养液中培养并离心收集，用生理盐水洗涤后，加入生理盐水制成益生菌浓缩菌液；
(3)向混合溶液I中添加益生菌浓缩菌液，混合均匀后，制得混合液II；
(4)将混合液II滴入氯化钙溶液中，静置，然后过滤，用超纯水清洗，制得益生菌包埋粒；
(5)将酸奶加入海藻酸钠，溶解混匀后，加入益生菌包埋粒混匀，然后滴成液珠，浸泡于乳酸钙溶液中，制得包埋益生菌微胶囊的爆爆珠，低温保存；
步骤(1)中，混合溶液I中果胶的质量分数为≤0.6％，混合溶液I中海藻酸钠的质量分数为1～3%；
步骤(4)中，氯化钙溶液中氯化钙的质量分数为0.3～0.6%，混合液II和氯化钙溶液的质量比为1～2:5；
步骤(5)中，酸奶加入海藻酸钠溶解1～3h，酸奶和海藻酸钠的质量比为10～15：1。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，益生菌浓缩菌液中益生菌的浓度为8-10logCFUg-1。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，益生菌浓缩菌液和混合溶液I的质量比为1～2：10。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，混合溶液I和益生菌浓缩菌液于4～20℃的条件下混匀，混匀时间为10～30min。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(4)中，静置时间为30～120min，超纯水清洗1～5次。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(5)中，乳酸钙溶液中乳酸钙的质量分数为1～3%。
7.根据权利要求1～6任一项所述的制备方法制得的包埋益生菌微胶囊的爆爆珠。
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