CN114271500A - 一种富硒乳酸菌复合制剂制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公布了一种富硒乳酸菌复合制剂制备方法，包含多孔碳酸钙‑海藻酸钠球制备、发酵过程控制、后处理三个环节。本发明利用海藻酸钠‑多孔碳酸钙颗粒负载亚硒酸钠，通过微米多孔碳酸钙、海藻酸钠一次性负载足够的亚硒酸钠，并控制亚硒酸钠的释放速率，给与乳酸菌充足的时间将亚硒酸钠转化为有机硒，在发酵过程中，碳酸钙中和部分乳酸，不仅可以促进乳酸菌的进一步增殖，大大增加了单位体积发酵液内的乳酸菌数量，还能形成容易被人体吸收的优良补钙剂乳酸钙，消除了处理乳酸对环境污染的破坏，实现了非常好的经济、生态效益。
Description
技术领域
本发明属于益生菌食品领域，具体是一种富硒乳酸菌复合制剂制备方法。
背景技术
硒是人体正常生理活动所必需的一种微量元素，参与机体重要的生理生化活动。现有技术下，人体补充硒通常采用以下几种方式：(1)口服亚硒酸钠片，该方法通过服用低剂量的有毒化合物亚硒酸钠补充硒源，使用时必须严格遵循医嘱，且吸收效果差。(2)服用富硒土壤种植天然农作物，该方案避免了亚硒酸钠片的副作用，但缺点是植物富集硒能力有限，并不能很好的起到补硒效果，近年来研究较多的富硒酵母、富硒平菇，虽然可以克服植物富硒能力较差的缺点，但富硒蘑菇、酵母气味难闻，且富硒酵母有机硒转化率过低，有大量的亚硒酸钠被酵母细胞吸收但无法转化，人们食用此类酵母稍有不慎就会中毒。(3)直接服用硒代氨基酸，该方法涉及化学合成，有潜在的剧毒化合物残留风险，目前鲜有报道在食品中应用。
为了解决上述问题，现有技术在积极探索其他富硒菌类的驯化技术，目前研究较多的乳酸菌是一种较为优秀候选菌种，乳酸菌气味较淡，解决了酵母菌难闻的问题，但乳酸菌生长发酵过程中产生乳酸会极大限制自生的增殖，此外乳酸菌对亚硒酸钠的转化能力也有限，亚硒酸钠浓度较高时，无法将吸收的亚硒酸钠转化成有机硒，且生长环境受亚硒酸钠浓度影响非常大，当溶液中亚硒酸钠浓度高于10ug/mL时，乳酸菌生长就会受到抑制。为了解决此类问题，人们通过多次、少量的方式不断补充亚硒酸钠，但此类操作存在杂菌污染的风险，稍有不慎就会导致发酵失败。另外，由于乳酸菌对亚硒酸钠转化为有机硒的能力低，多次、少量添加的方式使得发酵完成后，单位质量乳酸菌中有机硒含量过低，且有机硒含量随着反应批次不同波动较大，无法大量生产。
富硒乳酸菌发酵过程中生成的乳酸一直以来也是比较头疼的问题，现有技术通常采用分离乳酸后用碱中和，或者将发酵成品加入大量的糖掩盖掉酸味的解决办法，前者环境不友好，后者则不利于人体健康。
发明内容
为了克服上述背景技术中存在的问题，本发明创造性的利用海藻酸钠-多孔碳酸钙颗粒负载亚硒酸钠，通过微米多孔碳酸钙、海藻酸钠一次性负载足够的亚硒酸钠，并控制亚硒酸钠的释放速率。在发酵过程中，酸性环境下碳酸钙中和部分乳酸，不仅可以促进乳酸菌的进一步增殖，大大增加了单位体积发酵液内的乳酸菌数量，还能形成容易被人体吸收的优良补钙剂乳酸钙，消除了处理乳酸对环境污染的破坏，实现了非常好的经济、生态效益。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种富硒乳酸菌复合制剂制备方法，包含多孔碳酸钙-海藻酸钠球制备：先将亚硒酸钠加入微米多孔碳酸钙中充分混合，之后加入海藻酸钠凝胶中，制备成悬浊液。维持悬浊液状态，滴加到氯化钙溶液中，待海藻酸钠固化形成小球状态，捞出清水冲洗后，加入发酵体系中。发酵过程控制：将乳酸菌接种至中性营养液中，观察微米碳酸钙-海藻酸钠球骨架出现明显坍塌，或者反应体系PH由平稳出现快速下降至再次平稳后终止发酵过程。后处理：将发酵液加热趁热用粗布过滤除去发酵残渣，降压蒸馏部分水后，降温并快速搅拌，待乳酸钙析出后，离心过滤得到乳酸菌乳酸钙混合物，清水反复冲洗后，干燥研磨，得到富硒乳酸菌乳酸钙复合制剂。
本发明进一步的改进在于，包含如下步骤：：
(1)多孔碳酸钙粉末在125℃下热风干燥12小时以上，并冷却至室温备用。(2)亚硒酸钠与多孔碳酸钙粉末混合均匀后加入质量浓度1.5％-5％的海藻酸钠溶液中，悬浊液的状态下滴加至质量浓度0.5％-3％的氯化钙溶液中，轻微搅拌氯化钙溶液，形成小球。(3)发酵终止后，将反应体系加热至40℃-85℃，趁热通过粗布过滤，除去未反应完全的碳酸钙粉末和残余的海藻酸钠骨架，减压蒸馏至体系残余三分之一液体后，快速搅拌下降温至0℃，析出乳酸钙后过滤，滤渣进行离心，并加入0-5℃纯化水淋洗3-5次，淋洗液接近中性即可。(4)上一步处理的滤渣经过35-60℃热风干燥后，碾磨使得肉眼观察无明显乳酸钙沉淀颗粒为止。
本发明进一步的改进在于，所述步骤(1)中使用的碳酸钙经过200目-300目过筛，优选的采用250目。
本发明进一步的改进在于，所述步骤(2)中使用的海藻酸钠分子量为400-600kDa，优选的采用450kDa.
本发明的有益效果：
(1)多孔碳酸钙利用内部的孔径，增加了亚硒酸钠的负载量，海藻酸钠骨架控制了亚硒酸钠释放速率，让乳酸菌长期处于较为稳定的硒浓度范围，不需要进行传统的“少量、多次”的补充亚硒酸钠操作，杜绝了杂菌污染发酵体系的问题。(2)稳定的硒浓度范围，不抑制乳酸菌增殖，又可以给与充分的时间让乳酸菌将无机硒转化为有机硒。(3)多孔碳酸钙可以中和发酵产生的乳酸，可以稳定发酵液PH，让乳酸菌进一步增殖，解决现有技术无法提高单位体系发酵液乳酸菌菌落数量的技术难题。(4)回收的乳酸钙不仅是一种优质的补钙物质，还可以解决处理乳酸产生污染环境的问题，也解决了传统生产方法通过加糖掩盖酸味的问题。(5)本发明适用于常见的嗜酸乳杆菌、双歧杆菌等一种或多种混合乳酸菌菌种。
附图说明
图1是实施例1制备的多孔碳酸钙-海藻酸钠球颗粒实物图。
图2是实施例2测定的多孔碳酸钙-海藻酸钠球颗粒释放亚硒酸钠速率图，横坐标为时间，纵坐标为亚硒酸钠含量，单位为mg/L。
图3是实施例3测定的pH曲线，横坐标为时间，纵坐标为pH值。
图4是实施例4制备的富硒乳酸菌复合制剂。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将通过实施例对本发明做进一步的描述，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些实施例获得其他等效的替代方案，都应当都属于本发明保护的范围。
一种富硒乳酸菌复合制剂制备方法，包含多孔碳酸钙-海藻酸钠球制备：先将亚硒酸钠加入微米多孔碳酸钙中充分混合，之后加入海藻酸钠凝胶中，制备成悬浊液。维持悬浊液状态，滴加到氯化钙溶液中，待海藻酸钠固化形成小球状态，捞出清水冲洗后，加入发酵体系中。发酵过程控制：将乳酸菌接种至中性营养液中，观察微米碳酸钙-海藻酸钠球骨架出现明显坍塌，或者反应体系PH由平稳出现快速下降至再次平稳后终止发酵过程。后处理：将发酵液加热趁热用粗布过滤除去发酵残渣，降压蒸馏部分水后，降温并快速搅拌，待乳酸钙析出后，离心过滤得到乳酸菌乳酸钙混合物，清水反复冲洗后，干燥研磨，得到富硒乳酸菌乳酸钙复合粉剂。
以下为具体实施例，无特殊说明的原料均为市场常规采购的原材料，且均为食品级。
实施例1，多孔碳酸钙-海藻酸钠球颗粒制备：
将多孔碳酸钙粉末碾磨后，过250目筛，并在在125℃下热风干燥12小时以上，并冷却至室温备用。将2g亚硒酸钠加入10g多孔碳酸钙粉末中，混合均与后，加入20g质量浓度5％的海藻酸钠溶液中，溶液于室温下搅拌形成糊状，保持该状态下滴加至质量浓度3％的氯化钙溶液中，轻微搅拌氯化钙溶液，待形成小球后，过滤出，并用纯化水洗涤3次备用。图1为样品的实物图。
实施例2，多孔碳酸钙-海藻酸钠球颗粒中亚硒酸钠释放速率测定：
取实施例1中制备的产品多孔碳酸钙-海藻酸钠球颗粒10g，加入1L纯化水中，48小时内，每隔2小时测定一次亚硒酸钠含量，检测结果见图2，根据亚硒酸钠释放情况，配置发酵液的初始浓度，具体为，控制发酵液初始亚硒酸钠浓度为4～8mg/L。
实施例3，发酵过程控制：
实测实施例2中，2小时亚硒酸钠浓度为240mg/L，4小时亚硒酸钠浓度331mg/L，6小时后开始趋于线性增加，将实施例1制备的小球加入25L营养液中，接种1g乳酸菌菌粉，并于40℃保温72小时以上，每隔4小时记录一次发酵液pH。
实施例4，发酵后处理：
实施例3中记录的pH信息，发酵进行至68小时时，pH呈现加速下降趋势，观察发酵体系，海藻酸钠骨架出现破碎，意味着发酵过程即将终止。发酵进行至72小时后，将发酵液升温至70℃，灭活乳酸菌，并快速通过粗布进行过滤，除去碳酸钙、海藻酸钠骨架。减压蒸馏除去三分之二的水，降温至0℃析出乳酸钙，将体系进行过滤得到菌粉和乳酸钙颗粒的混合物，离心除去水分，并加水洗涤，进一步除去残余的海藻酸钠和乳酸。将滤饼烘干研磨后得到产品，图4即为产品的外观图片。
实施例5，富硒乳酸菌乳酸钙的片剂制备：
将本发明制备的复合制剂、糊精、羧甲基淀粉钠、硬脂酸镁、滑石粉按照10∶1∶0.5∶2：30的比例加水混合，之后压成片剂，得到富硒乳酸菌乳酸钙的片剂。
实施例6，富硒乳酸菌乳酸钙的冲剂制备：
将玉米淀粉、白砂糖、本发明制备的复合制剂、低聚异麦芽糖浆、脱脂乳粉、食用香精等按照100∶2∶10∶2∶5∶0.1的比例以及适量纯化水混合，搅拌均匀后干燥破碎，得到可以冲服的富硒益生菌冲剂。
Claims (4)
1.一种富硒乳酸菌复合制剂制备方法，其特征在于：包含如下几个步骤：(1)多孔碳酸钙-海藻酸钠球制备：先将亚硒酸钠加入微米多孔碳酸钙中充分混合，之后加入海藻酸钠凝胶中，制备成悬浊液，维持悬浊液状态，滴加到氯化钙溶液中，待海藻酸钠固化形成小球状态，捞出清水冲洗后，加入发酵体系中；(2)发酵过程控制：将乳酸菌接种至中性营养液中，观察微米碳酸钙-海藻酸钠骨架出现明显坍塌，或者反应体系PH由平稳出现快速下降至再次平稳后终止发酵过程；(3)后处理：将发酵液加热趁热用粗布过滤除去发酵残渣，降压蒸馏部分水后，降温并快速搅拌，待乳酸钙析出后，离心过滤得到乳酸菌乳酸钙混合物，清水反复冲洗后，干燥研磨，得到富硒乳酸菌乳酸钙复合粉剂。
2.根据权利要求1所述的一种富硒乳酸菌复合制剂制备方法，其特征在于，所述多孔碳酸钙-海藻酸钠球制备工艺采用质量浓度1.5％-5％的海藻酸钠溶液，海藻酸钠分子量在400kDa-600kDa，质量浓度0.5％-3％的氯化钙溶液。
3.根据权利要求1所述的一种富硒乳酸菌复合制剂制备方法，其特征在于：所述多孔碳酸钙粉末需要在125℃下热风干燥12小时以上，且需要经过200目-300目过筛，并和亚硒酸钠先混合再加入海藻酸钠溶液中。
4.根据权利要求1所述的一种富硒乳酸菌复合制剂制备方法，其特征在于：发酵终止后，将反应体系加热至40℃-85℃，趁热通过粗布过滤，除去未反应完全的碳酸钙粉末和残余的海藻酸钠骨架，减压蒸馏至体系残余三分之一液体后，快速搅拌下降温至0℃，析出乳酸钙后过滤，滤渣进行离心，并加入0-5℃纯化水淋洗3-5次，至淋洗液接近中性。
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