CN113230280B - 一种结肠靶向的益生菌多层包埋微胶囊及其制备方法与应用 - Google Patents

一种结肠靶向的益生菌多层包埋微胶囊及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种结肠靶向的益生菌多层包埋微胶囊及其制备方法与应用，属于生物医学工程领域。本发明以海藻酸钠/益生元/益生菌为核层，海藻酸钠/果胶为壳层壁材，大豆分离蛋白为最外层壁材，通过同轴静电喷涂装置制备得到负载活性物质的多层微胶囊。该方法可以在温和的条件下一步法实现多层封装，制备条件简单温和，易于实现规模化生产。所得微胶囊不仅可以有效提高益生菌的包埋效率，还能显著提高益生菌在模拟胃肠液中的存活率，实现益生菌结肠靶向释放的目的，为益生菌口服新型剂的开发提供新的思路。

Description

一种结肠靶向的益生菌多层包埋微胶囊及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于生物医学工程领域，涉及功能性物质的包埋及肠道靶向释放，具体涉及一种结肠靶向的益生菌多层包埋微胶囊及其制备方法与应用。
背景技术
益生菌是指一类当摄入充足的量时，对宿主健康产生有益作用的活性微生物。研究表明，益生菌主要定植于结肠部位，为了发挥较好的益生效果，口服摄入至结肠的益生菌的存活数应大于7log CFU/mL。然而，益生菌对加工和胃肠道传递过程中的不良条件非常敏感，导致其存活率低，限制了其在功能性食品中的应用。针对该问题，微胶囊技术可以提高益生菌在不良环境下的存活率。因此，开发高效的微囊化体系对提高益生菌的稳定性具有重要意义。
现有的微胶囊技术包括喷雾干燥法、冷冻干燥法、乳化法、层层包埋法、挤压法和静电喷涂法等。研究证明，多层微胶囊比单层微胶囊具有更好的保护能力，而现有的逐层封装过程非常繁琐，需要加以简化。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明的首要目的在于提供一种结肠靶向的益生菌多层包埋微胶囊的制备方法。
本发明的另一目的在于提供通过上述制备方法制备得到的结肠靶向的益生菌多层包埋微胶囊。
本发明的再一目的在于提供上述结肠靶向的益生菌多层包埋微胶囊的应用。
本发明目的通过以下技术方案实现：
一种结肠靶向的益生菌多层包埋微胶囊的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备核层溶液：在海藻酸钠溶液中加入益生菌悬液或益生菌悬液和益生元，混匀，得到核层溶液；
(2)制备壳层溶液：在海藻酸钠溶液中加入低甲氧基果胶溶液，混匀，得到壳层溶液；
(3)制备蛋白接收液：将大豆分离蛋白和氯化钙加入水中溶解，得到蛋白接收液；
(4)制备多层微胶囊：将步骤(1)所得核层溶液和步骤(2)所得壳层溶液通过同轴静电喷涂装置形成液滴，在静电场的作用下滴入步骤(4)所得蛋白接收液中，得到多层微胶囊，即所述的结肠靶向的益生菌多层包埋微胶囊。
考察微胶囊的益生菌的包埋率以及经过模拟胃肠液处理后益生菌的存活率，研究益生菌在模拟胃肠道中的靶向释放。
优选地，步骤(1)中所述的益生菌选自乳杆菌属、双歧杆菌属、革兰氏阳性球菌属中的一种或多种。
优选地，步骤(1)中所述的益生元为低聚糖和富含ω-3脂肪酸的油中的一种单一益生元或两种及两种以上组合的复合益生元。
所述的低聚糖包括但不限于低聚果糖(FOS)；所述的富含ω-3脂肪酸的油包括但不限于鱼油。
当所述的益生元为低聚果糖时，用量按其在核层溶液体系中的浓度为0.25～1.25wt％，更优选1～1.25wt％计；
当所述的益生元为鱼油时，用量按其在核层溶液体系中的浓度为0.5～2.5v/v％，更优选0.5～1v/v％计；
当所述的益生元为低聚果糖和鱼油组合的复合益生元时，低聚果糖用量按其在核层溶液体系中的浓度为0.5～1wt％，更优选0.5wt％计，富含ω-3脂肪酸的油用量按其在核层溶液体系中的浓度为0.5～1v/v％，更优选1v/v％计。
优选地，步骤(1)中所述的海藻酸钠溶液浓度为1.5～3wt％，更优选2.5wt％，所述的益生菌悬液的浓度为108～1010CFU/mL；所述的海藻酸钠溶液和益生菌悬液的配比为体积比15～25:1，更优选20:1。配制所述的海藻酸钠溶液所用的水为无菌水。
优选地，步骤(2)中所述的低甲氧基果胶是指酯化度小于50％的低甲氧基果胶；更优选为酯化度为30％的低甲氧基果胶。
优选地，步骤(2)中所述的海藻酸钠溶液的浓度为1.5～3wt％，更优选2.5wt％；所述的低甲氧基果胶溶液的浓度为1～5wt％，更优选2wt％；所述的海藻酸钠溶液和低甲氧基果胶溶液的配比为体积比3:3～5，更优选3:4。
优选地，步骤(3)中所述的大豆分离蛋白的用量按其在体系中的浓度为1.5～3.5wt％，更优选3wt％计，所述的氯化钙的用量按其在体系中的浓度为1～3wt％，更优选1.5wt％计。
优选地，步骤(4)中的静电喷涂工艺条件电压为10～15kV，针头到接收液上表面的距离为8～12cm，核层溶液的流速为2～4mL/h，壳层溶液的流速为6～8mL/h；更优选电压为12kV，针头到接收液上表面的距离为10cm，核层溶液的流速为3mL/h，壳层溶液的流速为7mL/h。
一种结肠靶向的益生菌多层包埋微胶囊，通过上述制备方法制备得到。
上述结肠靶向的益生菌多层包埋微胶囊在制备口服结肠靶向制剂中的应用。
所述制剂的类型为食品、保健品或药物。
本发明中，海藻酸钠(SA)是一种简单、生物相容性好的多糖物质，易与钙离子作用而形成凝胶。果胶(PEC)是一种亲水性植物胶，具有优良的凝胶性能，在胃酸中稳定，只在人体结肠中才被细菌分泌的果胶酶降解；此外，低甲氧基果胶易与钙离子等金属离子作用形成凝胶。大豆分离蛋白(SPI)是一种优质蛋白质，在酸性环境中稳定，可以协助乳酸菌粘附到肠壁上。在静电喷涂过程中，这三种壁材共同作用形成具有结肠靶向释放能力的微胶囊。益生元不仅有助于提高益生菌活力，还有利于机体健康。益生元加入同轴静电喷涂技术制备的益生菌微胶囊内，进一步提高益生菌的包埋效率和存活率，构建更加高效和稳定的合生元体系，使得包封的大量益生菌实现在结肠中的靶向释放。
与现有技术相比，本发明具有如下优点及有益效果：
(1)本发明提供的制备方法，采用同轴静电喷涂法制备多层益生菌微胶囊，可以在温和的条件下一步法实现多层封装，制备条件简单温和，易于实现规模化生产。
(2)本发明提供的微胶囊，显著提高了益生菌的包埋率和经过模拟胃肠液处理后益生菌的存活率，还实现了益生菌的结肠靶向释放。
(3)本发明中添加了低聚果糖、鱼油或鱼油/低聚果糖等单一益生元或复合益生元，不仅优化了微胶囊的结构，使其具有更强的稳定性，还进一步提高了益生菌的包埋率和存活率。本发明为益生菌口服新型剂的开发提供新的思路，拓展了益生菌微胶囊在靶向释放领域的应用，为合生元产品的发展奠定了基础。
附图说明
图1为通过本发明方法制备的负载益生元/益生菌的多层微胶囊的结构示意图；图中标号所示各部分的名称如下：1、益生菌；2、益生元；3、核层壁材(即海藻酸钠/益生菌/益生元)；4、壳层壁材(即海藻酸钠/果胶)；5、最外层壁材(即大豆分离蛋白)。
图2为实施例2所得益生菌微胶囊经过连续模拟胃液、小肠液和结肠液处理后益生菌的存活率统计图，以实施例1所得益生菌微胶囊(即无添加益生元)为对照。
图3为实施例3所得益生菌微胶囊经过连续模拟胃液、小肠液和结肠液处理后益生菌的存活率统计图，以实施例1所得益生菌微胶囊(即无添加益生元)为对照。
图4为实施例4所得益生菌微胶囊经过连续模拟胃液、小肠液和结肠液处理后益生菌的存活率统计图，以实施例1所得益生菌微胶囊(即无添加益生元)为对照。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。本发明适于包埋所有益生菌，所添加的益生元可任意选自低聚糖类益生元和/或含ω-3脂肪酸的油等单一益生元或复合益生元。
实施例1
本实施例为一种基于同轴静电喷涂技术的负载植物乳杆菌的多层微胶囊的制备，具体步骤如下：
(1)将一管-20℃条件下保藏的植物乳杆菌菌种ATCC 8014加入无菌肉汤培养基中，再于37℃培养箱中培养18h，并活化2次，然后菌液在5000rpm、4℃条件下离心5min，收取沉淀物，随后用无菌生理盐水清洗备用，最后将沉淀物用生理盐水稀释至大约108CFU/mL，得到植物乳杆菌液。
(2)将0.5g海藻酸钠加入20mL无菌水中溶解，配制成浓度为2.5％的海藻酸钠溶液，取2mL海藻酸钠溶液与100μL植物乳杆菌液混合均匀，得到核层溶液；
(3)将0.4g低甲氧基果胶(酯化度为30％，下同)加入20mL无菌水中溶解，配制成浓度为2％的果胶溶液，取9mL果胶溶液和步骤(2)中的12mL海藻酸钠溶液按3：4的体积比复配，搅拌均匀得到壳层溶液；
(4)将0.9g大豆分离蛋白和0.45g氯化钙加入30mL无菌水中溶解，配制成浓度为3％的大豆分离蛋白溶液，其中的氯化钙浓度为1.5％，得到蛋白接收液；
(5)将步骤(2)和步骤(3)的溶液通过同轴静电喷涂装置形成液滴，在静电场的作用下，液滴滴入步骤(4)的蛋白接收液中，得到负载植物乳杆菌的多层微胶囊。静电喷涂工艺条件为电压为12kV，针头到接收液上表面的距离为10cm，核层溶液的流速为3mL/h，壳层溶液的流速为7mL/h。
本实施例最终所得负载植物乳杆菌的多层微胶囊的的包埋率为87.23±0.17％。
实施例2
本实施例为一种基于同轴静电喷涂技术的负载低聚果糖/植物乳杆菌的多层微胶囊的制备，并优化低聚果糖的浓度，具体步骤如下：
(1)将一管-20℃条件下保藏的植物乳杆菌菌种ATCC 8014加入无菌肉汤培养基中，再于37℃培养箱中培养18h，并活化2次，然后菌液在5000rpm、4℃条件下离心5min，收取沉淀物，随后用无菌生理盐水清洗备用，最后将沉淀物用适量生理盐水稀释至大约108CFU/mL，得到植物乳杆菌液。
(2)将0.5g海藻酸钠加入20mL无菌水中溶解，配制成浓度为2.5％的海藻酸钠溶液，用分析天平称取一定质量的低聚果糖(FOS)，加入无菌纯水制备浓度为1％-5％的FOS溶液，各取0.5mL不同浓度的FOS溶液至5个无菌离心管中，分别加入1.5mL上述SA溶液和100μL菌液至离心管，混合均匀得到5组核层溶液；
(3)将0.4g低甲氧基果胶加入20mL无菌水中溶解，配制成浓度为2％的果胶溶液，取9mL果胶溶液和步骤(2)中的12mL海藻酸钠溶液按3：4的比例复配，搅拌均匀得到壳层溶液；
(4)将0.9g大豆分离蛋白和0.45g氯化钙加入30mL无菌水中溶解，配制成浓度为3％的大豆分离蛋白溶液，其中的氯化钙浓度为1.5％，得到蛋白接收液；
(5)将步骤(2)和步骤(3)的溶液通过同轴静电喷涂装置形成液滴，在静电场的作用下，液滴滴入步骤(4)的蛋白接收液中，得到5组负载低聚果糖/植物乳杆菌的多层微胶囊，实施例1的负载植物乳杆菌微胶囊作为对照。静电喷涂工艺条件为电压为12kV，针头到接收液上表面的距离为10cm，核层溶液的流速为3mL/h，壳层溶液的流速为7mL/h。
本实施例最终所得负载低聚果糖/植物乳杆菌的包埋效果如表1所示。其中最佳的微胶囊包埋率为92.84±0.12％，此时低聚果糖浓度为4％。
表1负载低聚果糖/植物乳杆菌的多层微胶囊的包埋率
实施例3
本实施例为一种基于同轴静电喷涂技术的负载鱼油/植物乳杆菌的多层微胶囊的制备，并优化鱼油的添加量，具体步骤如下：
(1)将一管-20℃条件下保藏的植物乳杆菌菌种ATCC 8014加入无菌肉汤培养基中，再于37℃培养箱中培养18h，并活化2次，然后菌液在5000rpm、4℃条件下离心5min，收取沉淀物，随后用无菌生理盐水清洗备用，最后将沉淀物用适量生理盐水稀释至大约108CFU/mL，得到植物乳杆菌液。
(2)将0.5g海藻酸钠加入20mL无菌水中溶解，配制成浓度为2.5％的海藻酸钠溶液，用移液枪吸取微量鱼油(10μL-50μL)置于无菌离心管中，取2mL海藻酸钠溶液与100μL植物乳杆菌液分别和以上5组鱼油混合均匀得到5组核层溶液；
(3)将0.4g低甲氧基果胶加入20mL无菌水中溶解，配制成浓度为2％的果胶溶液，取9mL果胶溶液和步骤(2)中的12mL海藻酸钠溶液按3：4的比例复配，搅拌均匀得到壳层溶液；
(4)将0.9g大豆分离蛋白和0.45g氯化钙加入30mL无菌水中溶解，配制成浓度为3％的大豆分离蛋白溶液，其中的氯化钙浓度为1.5％，得到蛋白接收液；
(5)将步骤(2)和步骤(3)的溶液通过同轴静电喷涂装置形成液滴，在静电场的作用下，液滴滴入步骤(4)的蛋白接收液中，得到5组负载鱼油/植物乳杆菌的多层微胶囊，实施例1的负载植物乳杆菌微胶囊作为对照。静电喷涂工艺条件为电压为12kV，针头到接收液上表面的距离为10cm，核层溶液的流速为3mL/h，壳层溶液的流速为7mL/h。
本实施例最终所得负载鱼油/植物乳杆菌的包埋效果如表2所示。其中最佳的微胶囊包埋率为95.18±0.11％，此时鱼油添加量为20μL。
表2负载鱼油/植物乳杆菌的多层微胶囊的包埋率
实施例4
本实施例为一种基于同轴静电喷涂技术的负载鱼油/低聚果糖/植物乳杆菌的多层微胶囊的制备，并优化鱼油/低聚果糖复合益生元的添加量，具体步骤如下：
(1)将一管-20℃条件下保藏的植物乳杆菌菌种ATCC 8014加入无菌肉汤培养基中，再于37℃培养箱中培养18h，并活化2次，然后菌液在5000rpm、4℃条件下离心5min，收取沉淀物，随后用无菌生理盐水清洗备用，最后将沉淀物用适量生理盐水稀释至大约108CFU/mL，得到植物乳杆菌液。
(2)将0.5g海藻酸钠加入20mL无菌水中溶解，配制成浓度为2.5％的海藻酸钠溶液，将鱼油(10μL、15μL、20μL)和0.5mL低聚果糖溶液(FOS，2％、3％、4％)采用两因素三水平试验设计，两两复配，将鱼油/低聚果糖复合物添加至1.5mL SA溶液(2.5％，w/v)溶液和100μL菌液的混合液中，搅拌均匀成乳液状，得到9组核层溶液，鱼油/低聚果糖复合益生元的添加量如表1。
(3)将0.4g低甲氧基果胶加入20mL无菌水中溶解，配制成浓度为2％的果胶溶液，取9mL果胶溶液和步骤(2)中的12mL海藻酸钠溶液按3：4的比例复配，搅拌均匀得到壳层溶液；
(4)将0.9g大豆分离蛋白和0.45g氯化钙加入30mL无菌水中溶解，配制成浓度为3％的大豆分离蛋白溶液，其中的氯化钙浓度为1.5％，得到蛋白接收液；
(5)将步骤(2)和步骤(3)的溶液通过同轴静电喷涂装置形成液滴，在静电场的作用下，液滴滴入步骤(4)的蛋白接收液中，得到9组负载鱼油/低聚果糖/植物乳杆菌的多层微胶囊，实施例1的负载植物乳杆菌微胶囊作为对照。静电喷涂工艺条件为电压为12kV，针头到接收液上表面的距离为10cm，核层溶液的流速为3mL/h，壳层溶液的流速为7mL/h。
本实施例最终所得负载鱼油/低聚果糖/植物乳杆菌的包埋效果如表3所示。其中最佳的微胶囊包埋率为95.94±0.19％，此时添加的复合益生元为20μL鱼油/2％低聚果糖。
表3鱼油/低聚果糖复合益生元的添加量
效果实施例1
对实施例1-4所得益生菌多层微胶囊在体外模拟胃肠道环境下释放结果的考察，具体实施步骤如下：
释放介质为模拟胃液(SGF)、模拟小肠液(SCF)和模拟结肠(SIF)液。分别取实施例1、实施例2、实施例3和实施例4所得微胶囊各0.5g加入到4.5mL SGF中，于37℃的恒温培养箱中以50rpm的转速培养2h。过滤混合液并收集微胶囊，用无菌水冲洗；然后放入到4.5mLSIF中，于37℃、50rpm的恒温培养箱中培养3h，再次收集微胶囊，用无菌水冲洗；置于4.5mLSCF中，并于37℃、50rpm的恒温培养箱中振荡培养，直到微胶囊完全破裂。分别取0.5mL裂解后的混合液梯度稀释，进行涂布计数，并根据给定条件计算模拟胃肠道条件下益生菌的存活率。所有实验一式三份。
益生菌存活率计算公式：存活率(％)＝(N/N0)×100
上式中，N为微胶囊经过连续的模拟胃肠液处理后释放的细胞数(log CFU/mL)；N0是在经过模拟胃肠液处理之前微胶囊中的细胞数(log CFU/mL)
部分溶液的配置如下：
模拟胃液：将330mg胃蛋白酶加入到100mL灭菌后的0.85％生理盐水(w/v，pH 2.0)中，得到模拟胃液。
模拟小肠液：将300mg胆盐加入到100mL生理盐水(0.85％，w/v)中，调节溶液pH为6.8后灭菌；在该100mL无菌胆盐溶液中加入100mg胰蛋白酶得到模拟小肠液。
模拟结肠液：将10mg果胶酶加入100mL灭菌后的磷酸盐缓冲液(pH 7.4)中得到模拟结肠液。
图1表示负载植物乳杆菌微胶囊和5组负载低聚果糖/植物乳杆菌微胶囊经过连续模拟胃肠液处理后益生菌的存活率；图2表示负载植物乳杆菌微胶囊和5组负载鱼油/植物乳杆菌微胶囊经过连续模拟胃肠液处理后益生菌的存活率；图3表示负载植物乳杆菌微胶囊和9组负载鱼油/低聚果糖/植物乳杆菌微胶囊经过连续模拟胃肠液处理后益生菌的存活率，样品号如表1所示。实施例1、实施例2、实施例3和实施例4所得包埋效果最好的微胶囊在体外消化实验时，经过模拟胃液和小肠液处理后，微胶囊仅略有膨胀，无破裂，在模拟结肠液中才慢慢裂解完全，最终仍保持较高的益生菌存活率(90％-96％)，说明90％以上的益生菌实现了结肠靶向。添加益生元的微胶囊中益生菌的存活率高于未添加的对应值，其中实施例4所得负载鱼油/低聚果糖/植物乳杆菌微胶囊具有最高的益生菌存活率(95.53±0.08％)。结果表明，益生元的添加不仅显著提高了益生菌微胶囊的包埋率，还显著提高益生菌在模拟胃肠液中的存活率。
对比例1
(1)将一管-20℃条件下保藏的植物乳杆菌菌种ATCC 8014加入无菌肉汤培养基中，再于37℃培养箱中培养18h，并活化2次，然后菌液在5000rpm、4℃条件下离心5min，收取沉淀物，随后用无菌生理盐水清洗备用，最后将沉淀物用适量生理盐水稀释至大约108CFU/mL，得到植物乳杆菌液。
(2)将0.5g海藻酸钠加入20mL无菌水中溶解，配制成浓度为2.5％的海藻酸钠溶液，取2mL海藻酸钠溶液与100μL植物乳杆菌液混合均匀得到核层溶液；
(3)将0.4g低甲氧基果胶加入20mL无菌水中溶解，配制成浓度为2％的果胶溶液，取9mL果胶溶液和步骤(2)中的12mL海藻酸钠溶液按3：4的比例复配，搅拌均匀得到壳层溶液；
(4)将2g玉米醇溶蛋白溶于40mL 60％乙醇中，再加入0.04g柠檬酸和0.6g氯化钙，得到5％玉米醇溶蛋白接收液；
(5)将步骤(2)和步骤(3)的溶液通过同轴静电喷涂装置形成液滴，在静电场的作用下，液滴滴入步骤(4)的玉米醇溶蛋白接收液中，得到负载植物乳杆菌的多层微胶囊。静电喷涂工艺条件为电压为12kV，针头到接收液上表面的距离为10cm，核层溶液的流速为3mL/h，壳层溶液的流速为7mL/h。
实施例1和对比例1的微胶囊包埋率和经过连续模拟胃肠液处理后益生菌的存活率如表1所示。本发明以大豆分离蛋白为最外层壁材包覆的益生菌微胶囊相比对比例中的玉米醇溶蛋白包覆益生菌微胶囊具有更高的包埋率和益生菌存活率。
表4包埋率和益生菌存活率
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制。且本发明适于包埋所有益生菌，所添加的益生元可选择所有低聚糖类或含ω-3脂肪酸的油等单一益生元或复合益生元。其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种结肠靶向的益生菌多层包埋微胶囊的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）制备核层溶液：在海藻酸钠溶液中加入植物乳杆菌悬液和益生元，混匀，得到核层溶液；
（2）制备壳层溶液：在海藻酸钠溶液中加入低甲氧基果胶溶液，混匀，得到壳层溶液；
（3）制备蛋白接收液：将大豆分离蛋白和氯化钙加入水中溶解，得到蛋白接收液；
（4）制备多层微胶囊：将步骤（1）所得核层溶液和步骤（2）所得壳层溶液通过同轴静电喷涂装置形成液滴，在静电场的作用下滴入步骤（3）所得蛋白接收液中，得到多层微胶囊，即所述的结肠靶向的益生菌多层包埋微胶囊；
步骤（1）中所述的益生元为低聚糖和富含ω-3脂肪酸的油中的一种单一益生元或两种组合的复合益生元；
所述的低聚糖为低聚果糖；所述的富含ω-3脂肪酸的油为鱼油；
当所述的益生元为低聚果糖时，用量按其在核层溶液体系中的浓度为0.25～1.25 wt%计；
当所述的益生元为鱼油时，用量按其在核层溶液体系中的浓度为0.5～2.5 v/v%计；
当所述的益生元为低聚果糖和鱼油组合的复合益生元时，低聚果糖用量按其在核层溶液体系中的浓度为0.5～1 wt%计，鱼油的用量按其在核层溶液体系中的浓度为0.5～1 v/v%计；
步骤（1）中所述的海藻酸钠溶液浓度为1.5～3 wt%；所述的植物乳杆菌悬液的浓度为108～1010 CFU/mL；所述的海藻酸钠溶液和植物乳杆菌悬液的配比为体积比15～25：1；
步骤（2）中所述的海藻酸钠溶液的浓度为1.5～3 wt%；所述的低甲氧基果胶溶液的浓度为1～5 wt%；所述的海藻酸钠溶液和低甲氧基果胶溶液的配比为体积比3:3～5；
步骤（3）中所述的大豆分离蛋白的用量按其在体系中的浓度为1.5～3.5 wt%计，所述的氯化钙的用量按其在体系中的浓度为1～3 wt%计；
步骤（4）中的静电喷涂工艺条件电压为10～15 kV，针头到接收液上表面的距离为8～12 cm，核层溶液的流速为2～4 mL/h，壳层溶液的流速为6～8 mL/h。
2.根据权利要求1所述的结肠靶向的益生菌多层包埋微胶囊的制备方法，其特征在于：
当所述的益生元为低聚果糖时，用量按其在核层溶液体系中的浓度为1～1.25 wt%计；
当所述的益生元为鱼油时，用量按其在核层溶液体系中的浓度为0.5～1 v/v%计；
当所述的益生元为低聚果糖和鱼油组合的复合益生元时，低聚果糖用量按其在核层溶液体系中的浓度为0.5 wt%计，鱼油的用量按其在核层溶液体系中的浓度为1 v/v%计。
3.根据权利要求1所述的结肠靶向的益生菌多层包埋微胶囊的制备方法，其特征在于：
步骤（4）中的静电喷涂工艺条件电压为12 kV，针头到接收液上表面的距离为10 cm，核层溶液的流速为3 mL/h，壳层溶液的流速为7 mL/h。
4.一种结肠靶向的益生菌多层包埋微胶囊，其特征在于：通过权利要求1-3任一项所述的制备方法制备得到。
5.权利要求4所述的结肠靶向的益生菌多层包埋微胶囊在制备口服结肠靶向制剂中的应用。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113826903B (zh) * 2021-09-18 2023-11-24 江西省华宝芯荟科技有限公司 一种胃肠道控释型益生菌珠
CN114304688B (zh) * 2021-11-25 2023-08-01 中粮集团有限公司 玉米醇溶蛋白包被剂、利用该包被剂进行包被的益生菌制剂及其制备方法
CN115074288B (zh) * 2022-07-04 2024-05-14 福建益昕葆生物制药有限公司 抗腹泻卵黄抗体包被乳酸芽孢杆菌制剂及制备方法和应用
CN115251394A (zh) * 2022-07-29 2022-11-01 西安诺众康健生物科技有限责任公司 一种益生菌微囊及其制备方法和应用
CN115486542A (zh) * 2022-09-14 2022-12-20 上海菌小宝健康科技有限公司 一种有助于降脂代谢的复合益生菌粉剂及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102070895A (zh) * 2010-11-17 2011-05-25 无锡中科光远生物材料有限公司 一种核壳结构微胶囊及其制备方法
CN106702597A (zh) * 2016-12-20 2017-05-24 华南理工大学 一种核‑壳结构纳米纤维膜及其制备方法和应用
CN109700781A (zh) * 2019-02-25 2019-05-03 绍兴同创生物科技有限公司 一种靶向肠道的益生菌微胶囊及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102070895A (zh) * 2010-11-17 2011-05-25 无锡中科光远生物材料有限公司 一种核壳结构微胶囊及其制备方法
CN106702597A (zh) * 2016-12-20 2017-05-24 华南理工大学 一种核‑壳结构纳米纤维膜及其制备方法和应用
CN109700781A (zh) * 2019-02-25 2019-05-03 绍兴同创生物科技有限公司 一种靶向肠道的益生菌微胶囊及其制备方法

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Chaline Caren Coghetto.Electrospraying microencapsulation of Lactobacillus plantarum enhances cell viability under refrigeration storage and simulated gastric and intestinal fluids.Journal of Functional Foods.2016,第24卷第316-326页. *
Gomez-Mascaraque, Laura G.Optimization of electrospraying conditions for the microencapsulation of probiotics and evaluation of their resistance during storage and in-vitro digestion.LWT - Food Science and Technology.2016,第69卷第438-446页. *
Laura G Gómez-Mascaraque.Impact of Acetic Acid on the Survival of L. plantarum upon Microencapsulation by Coaxial Electrospraying.J Healthc Eng.2017,第2017卷第1-17页. *
刘仁杰.复配及多层包埋植物乳杆菌微胶囊的制备及表征.食品工业科技.2019,第41卷(第5期),第12-16页. *
张灿 ; 吴彩娥 ; 范龚健 ; 李婷婷 ; 张强 ; 宫号 ; 刘龙云 ; .植物蛋白微胶囊对益生菌包埋的研究进展.食品工业科技.2017,(05),第385-389页 . *
陈抒 ; 黄思达 ; 乐园 ; .同轴电喷射法制备核壳结构聚乳酸载药微球.功能材料.2013,(第08期),第1113-1117页. *

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