CN117603884A - 一种嗜黏蛋白阿克曼氏菌菌粉及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种嗜黏蛋白阿克曼氏菌菌粉及其制备方法,所述嗜黏蛋白阿克曼氏菌菌粉从内到外依次包括:嗜黏蛋白阿克曼氏菌冻干粉芯层、阻隔层和肠溶层;所述阻隔层为羟丙基甲基纤维素层;所述肠溶层包括以下组分:单硬脂酸甘油酯、吐温、枸橼酸三乙酯和尤特奇。本发明所提供的嗜黏蛋白阿克曼氏菌菌粉,依次增加羟丙基甲基纤维素阻隔层,以及,肠溶层对嗜黏蛋白阿克曼氏菌冻干粉进行包衣,调控菌粉在人体肠道内的释放情况,阻隔层能进一步地阻隔氧气、水分等对菌体的破坏,肠溶层则让菌粉耐受消化道的侵蚀,使其顺利到达肠道后释放、定殖及增殖,两层结合,让菌粉更鲜活,更多的活菌到达肠道,极大地提高了菌粉的生物利用度。
Description
技术领域
本发明涉及益生菌技术领域,尤其涉及一种嗜黏蛋白阿克曼氏菌菌粉及其制备方法。
背景技术
嗜黏蛋白阿克曼氏菌(Akkermansia muciniphila,AKK)具有特殊的生长习性,要将其进行产业化菌粉制作,并保证菌粉在食用前后均保持活性的难度非常大。目前市面上传统的菌粉制作工艺,主要包括以下步骤:首先通过多种试剂调配成的培养基进行培养及扩培,然后添加保护剂,接着进行真空冷冻干燥。传统的菌粉加工工艺对菌粉的阻隔及厌氧保护做得并不好,会影响活菌率。
因此,有必要研发新的技术来制备嗜黏蛋白阿克曼氏菌菌粉。
发明内容
为了克服现有技术的不足,本发明的目的之一在于提供一种嗜黏蛋白阿克曼氏菌菌粉,能够有效阻隔氧气和水分,提高菌株的活性和耐受性,让嗜黏蛋白阿克曼氏菌顺利到达肠道定殖。
本发明的目的之二在于提供一种嗜黏蛋白阿克曼氏菌菌粉的制备方法。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现:
一种嗜黏蛋白阿克曼氏菌菌粉,从内到外依次包括:嗜黏蛋白阿克曼氏菌冻干粉芯层、阻隔层和肠溶层;所述阻隔层为羟丙基甲基纤维素层;所述肠溶层包括以下组分:单硬脂酸甘油酯、吐温、枸橼酸三乙酯和尤特奇。
作为本发明的一个优选方案,所述嗜黏蛋白阿克曼氏菌的发酵培养基,包括按照重量份计的以下组分:中华稻蝗10-30份,黑木耳10-30份,芋头10-30份,黄豆10-30份,蜂蜜10-30份,水800-1200份。
目前市面上传统的嗜黏蛋白阿克曼氏菌培养工艺,主要通过用多种试剂调配成的培养基进行培养及扩培。这种由试剂调配而成的培养基虽然能够给菌株提供营养,但是对菌株后期制备成菌粉却不能提供充分的保护。
本发明所提供的嗜黏蛋白阿克曼氏菌的发酵培养基,培养基中各原料均属于人工养殖的食品级原料,涵盖昆虫及植物类别,配方纯净,营养丰富,富含黏蛋白、碳源、氮源、无机物及有机物及多种功能活性成分,营造了非常好的生长环境,有利于全面、高效地促进嗜黏蛋白阿克曼氏菌增殖,且来源广泛易获得。
其中,中华稻蝗含有丰富的优质蛋白质、18种氨基酸、不饱和脂肪酸、磷脂、维生素(B1、B2、E、胡萝卜素等)、矿物质(钠、钙、镁、铁 、锌、铜、锰、钼 、锶等)、黄酮等营养物质,能够及时补充嗜黏蛋白阿克曼氏菌生长代谢所需营养素。
黑木耳是一种营养丰富的药食同源食用真菌,其子实体胶质含量极高,质地柔软,富含黏蛋白、膳食纤维、多糖等活性成分,能更好地被嗜黏蛋白阿克曼氏菌吸收利用,是嗜黏蛋白阿克曼氏菌重要的能量来源。
芋头中富含黏液蛋白、粘液皂素、烟酸、维生素C及多种微量元素,有利于提高嗜黏蛋白阿克曼氏菌抵抗有害菌侵扰的能力,修复细胞损伤。
黄豆富含苏氨酸、完全蛋白质、大豆卵磷脂等物质,在细胞高密度增殖时,有利于维持培养基中营养素的转化及供给。
蜂蜜含有26种碳水化合物,可以直接被细胞吸收,转化成ATP提供能量,此外,蜂蜜还含有王浆主蛋白、酚酸、丙酮醛、蜜蜂抗菌肽、过氧化氢和类黄酮等抗菌活性物质及葡萄糖氧化酶、溶菌酶等酶类,能够致病菌的生长繁殖,有利于促进嗜黏蛋白阿克曼氏菌增殖及避免杂菌污染。
本发明所获得的嗜黏蛋白阿克曼氏菌的发酵培养液除了含有活菌及菌株代谢物之外,还保留有中华稻蝗、黑木耳、芋头、黄豆、蜂蜜等天然原始基质成分,即以粘蛋白、多糖为主的结构对嗜黏蛋白阿克曼氏菌菌体的保护效果更好,可在生物分子的失水部位形成氢键,使其在缺水条件下仍能保持其原有结构,有效减少了菌体损伤。同时,也减少了培养基与保护剂之间的资源转化及多种试剂使用,有效减少了水资源的额外损耗,具有节能高效的特点。
作为本发明的一个优选方案,所述嗜黏蛋白阿克曼氏菌的发酵培养基,包括按照重量份计的以下组分:中华稻蝗20-30份,黑木耳20-25份,芋头15-20份,黄豆10-20份,蜂蜜10-30份,水850-1100份。
作为本发明的一个优选方案,所述嗜黏蛋白阿克曼氏菌的发酵培养基,包括按照重量份计的以下组分:中华稻蝗30份,黑木耳25份,芋头20份,黄豆15份,蜂蜜10份,水900份。
作为本发明的一个优选方案,所述肠溶层包括按照重量份计的以下组分:单硬脂酸甘油酯0.1-1份,吐温-80 0.05-0.5份,枸橼酸三乙酯0.1-1份,尤特奇 L30D-55 15-25份。
作为本发明的一个优选方案,所述肠溶层包括按照重量份计的以下组分:单硬脂酸甘油酯0.11-0.68份,吐温-80 0.07-0.35份,枸橼酸三乙酯0.11-0.74份,尤特奇 L30D-55 20-22份。
作为本发明的一个优选方案,所述肠溶层包括按照重量份计的以下组分:单硬脂酸甘油酯0.32份,吐温-80 0.15份,枸橼酸三乙酯0.56份,尤特奇 L30D-55 21.4份。
本发明的目的之二采用如下技术方案实现:
一种如目的之一任一项所述的嗜黏蛋白阿克曼氏菌菌粉的制备方法,包括以下步骤:
冻干:将嗜黏蛋白阿克曼氏菌的发酵培养液进行真空冷冻干燥,得到嗜黏蛋白阿克曼氏菌冻干粉;
阻隔层制备:将嗜黏蛋白阿克曼氏菌冻干粉置于流化床底喷装置中,进行底喷包衣,得到含有阻隔层的菌粉;包衣液为羟丙基甲基纤维素液;
肠溶层包衣液制备:取单硬脂酸甘油酯、吐温、枸橼酸三乙酯、尤特奇和水,制备肠溶层包衣液;
肠溶层制备:将所述含有阻隔层的菌粉置于流化床底喷装置中,用所述肠溶层包衣液进行底喷包衣,干燥,即得嗜黏蛋白阿克曼氏菌菌粉。
作为本发明的一个优选方案,所述嗜黏蛋白阿克曼氏菌菌粉的制备方法包括以下步骤:
冻干:将嗜黏蛋白阿克曼氏菌的发酵培养液置于2~8℃的冰箱中保存15~45min,取出后立即倒入盛有液氮的冷冻平皿中5~15min,控制平铺厚度为1~5mm,再在真空冷冻干燥机上冷冻干燥9~15h,取出后保存于2~8℃的冰箱中,获得嗜黏蛋白阿克曼氏菌冻干粉;
阻隔层制备:将嗜黏蛋白阿克曼氏菌冻干粉置于流化床底喷装置中,将羟丙基甲基纤维素溶于纯化水中作为包衣液,底喷包衣,包衣参数如下:雾化压力150~200 kPa,物料温度25~30℃,进风温度32~40℃,出风温度25~32℃,风量20~30 m3/h,旋风50~70kPa;出料后将菌粉过筛网,干燥,即得含有阻隔层的菌粉;
肠溶层包衣液制备:将单硬脂酸甘油酯溶于纯化水中,依次加入吐温、枸橼酸三乙酯,使其溶解匀化后,再加纯化水搅拌至常温,得混悬液;将混悬液缓慢倒入尤特奇中,混合均匀,过筛网,得肠溶层包衣液;
肠溶层制备:将所述含有阻隔层的菌粉置于流化床底喷装置中,用所述肠溶层包衣液底喷包衣,包衣参数如下:雾化压力150~200 kPa,物料温度25~30℃,进风温度32~40℃,出风温度25~32℃,风量20~30 m3/h,旋风50~70kPa;出料后将菌粉过筛,干燥,即得嗜黏蛋白阿克曼氏菌菌粉。
作为本发明的一个优选方案,所述嗜黏蛋白阿克曼氏菌的发酵培养液的制备方法包括以下步骤:
原料选择:选择新鲜的中华稻蝗和蜂蜜,干制的黑木耳和黄豆,新鲜无破损的芋头;
预处理:将中华稻蝗用沸水煮3~8min,过滤并冷却至室温,去除翅、足后,称取配方量的中华稻蝗;将干制的黑木耳和黄豆加冷水泡发3~5h后,用蒸汽蒸20~35min,冷却至室温后,再分别称取配方量的黑木耳和黄豆;将芋头洗净去皮后,切成块状,用蒸汽蒸20~40min,冷却至室温后,再按配方量称取;
破壁:将处理好的中华稻蝗置于破壁机中,加入蒸馏水,破壁得基料A;将处理好的黑木耳、黄豆和芋头置于破壁机中,加入蒸馏水,破壁得基料B;
提取:将基料B置于超声波机中,超声,再将超声后的基料B置于水浴锅中,搅拌后,得基料C;
离心:将基料C置于离心机中,离心后取上清液,记为基料D;
混合:将基料A与基料D混合均匀,得基料E;制备柠檬酸溶液和柠檬酸钠溶液,溶剂为蒸馏水;
培养基制备:以BHI培养基为基础培养基,加入琼脂,N-乙酰-D-氨基葡萄糖和L-苏氨酸,调节pH,即得培养基F;
灭菌:将基料E、柠檬酸溶液、柠檬酸钠溶液和培养基F置于高压蒸汽灭菌锅中,灭菌;
调配:在厌氧操作台,向灭菌后的基料E中加入配方量的蜂蜜,用无菌蒸馏水定容,用灭菌后的柠檬酸溶液和柠檬酸钠溶液调节pH,即得培养基G;
菌种复苏:在厌氧操作台,将嗜黏蛋白阿克曼氏菌接种到培养基F上划线,厌氧培养后,即得复苏后的嗜黏蛋白阿克曼氏菌;
菌种活化:在厌氧操作台,挑取单菌落,接入培养基G中,厌氧培养后,再次接入培养基G中,再次厌氧培养后,即得基料H;
种子液制备:将基料H离心,取沉淀,即得菌泥I,菌泥I用无菌蒸馏水离心,取沉淀,重复2~5次,得菌泥J;将菌泥J用无菌蒸馏水重悬,即得嗜黏蛋白阿克曼氏菌的种子液K;
发酵:在厌氧条件下,将培养基G置于发酵罐中,将种子液K接入培养基G中,厌氧培养,即得富含嗜黏蛋白阿克曼氏菌的发酵培养液。
本发明所提供的嗜黏蛋白阿克曼氏菌发酵培养液的制备方法,利用超声波辅助水提技术,在超声波的空化作用和机械振动作用下,引起介质和细胞内气体分子、气泡的振动,气泡随之受到破坏而形成空隙或空囊,空化泡在胞内迅速涨大破裂,促进水分子快速进入细胞内,并将胞内活性成分(粘蛋白、多糖、膳食纤维、蛋白质等)充分的释放、溶解和扩散。此外,还结合水提技术进行二次提取,通过搅拌提高细胞内外与水分子的接触面积,让更多的胞内活性成分析出,从而提高提取效率。
相比现有技术,本发明的有益效果在于:
(1)本发明所提供的嗜黏蛋白阿克曼氏菌菌粉,依次增加羟丙基甲基纤维素阻隔层,以及,肠溶层对嗜黏蛋白阿克曼氏菌冻干粉进行包衣,调控菌粉在人体肠道内的释放情况,阻隔层能进一步地阻隔氧气、水分等对菌体的破坏,肠溶层则让菌粉耐受消化道的侵蚀,使其顺利到达肠道后释放、定殖及增殖,两层结合,让菌粉更鲜活,更多的活菌到达肠道,极大地提高了菌粉的生物利用度。
(2)本发明所提供的嗜黏蛋白阿克曼氏菌菌粉的制备方法,使用真空冷冻干燥技术及旋风流化床底喷包衣法加工制作而成,所得菌粉的阻隔氧气及水分的能力较强,且能实现肠粘膜定点、定时释放,让嗜黏蛋白阿克曼氏菌直达肠道定殖。
具体实施方式
下面,结合具体实施方式,对本发明做进一步描述,需要说明的是,在不相冲突的前提下,以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。在下述实施例中所采用的原材料、设备等除特殊限定外均可以通过商业渠道购买获得。
实验体系一:阻隔层组方筛选
实施例1、对比例1-4
一种含有阻隔层的嗜黏蛋白阿克曼氏菌菌粉,制备方法包括以下步骤:
1、原料选择:选择新鲜的中华稻蝗和蜂蜜,干制的黑木耳和黄豆,新鲜无破损的芋头;
2、预处理:将中华稻蝗用100℃开水煮5min,过滤并冷却至室温,去除翅、足后,称取中华稻蝗30份;将干制的黑木耳和黄豆加冷水泡发4h后,用100℃蒸汽蒸25min,冷却至室温后,再分别称取黑木耳25份、黄豆15份;将芋头洗净去皮后,切成5mm的块状,用100℃蒸汽蒸30min,冷却至室温后,称取20份;
3、破壁:将处理好的中华稻蝗置于破壁机中,加入180份的蒸馏水,调整转速为36000r/min,运行2min,得基料A;将处理好的黑木耳、黄豆、芋头置于破壁机中,加入900份的蒸馏水,调整转速为36000r/min,运行2min,得基料B;
4、提取:将基料B置于超声波机中,在50℃、超声波功率220W的条件下超声45min,再将超声后的基料B置于水浴锅中,在50℃、500r/min转速的条件下搅拌45min后,得基料C;
5、离心:将基料C置于离心机中,在4000r/min的条件下离心15min,取上清液,记为基料D;
6、混合:将基料A与基料D混合均匀,得基料E。制备50%的柠檬酸溶液、33%的柠檬酸钠溶液,溶剂为蒸馏水;
7、培养基制备:以BHI培养基为基础培养基,加入14.5g/L琼脂,加入0.5g/L N-乙酰-D-氨基葡萄糖和0.6g/L L-苏氨酸,调节pH至7.4,即得培养基F;
8、灭菌:将基料E、50%的柠檬酸溶液、33%的柠檬酸钠溶液、培养基F置于高压蒸汽灭菌锅中,在121℃的条件下,灭菌20min;
9、调配:在厌氧操作台,按表1重量份称取蜂蜜,并加入到灭菌后的基料E中,用无菌蒸馏水定容至1300mL,用灭菌后的柠檬酸溶液和柠檬酸钠溶液调节pH至7.4,即得培养基G;
10、菌种复苏:在厌氧操作台,将保藏在-80℃的嗜黏蛋白阿克曼氏菌接种到培养基F上划线,在37℃的条件下厌氧培养18h后,即得复苏后的嗜黏蛋白阿克曼氏菌;
11、菌种活化:在厌氧操作台,挑取单菌落,接入50mL的培养基G中,在37℃的条件下厌氧培养18h,再按2%(v/v)的接种量接入250mL的培养基G中,在37℃的条件下厌氧培养26h后,即得基料H;
12、种子液制备:将基料H在4℃和6000r/min的条件下离心15min,取沉淀,即得菌泥I,菌泥I用无菌蒸馏水在4℃和6000r/min的条件下离心15min,取沉淀,重复2次,得菌泥J;将菌泥J用250mL的无菌蒸馏水重悬,即得嗜黏蛋白阿克曼氏菌的种子液K;
13、发酵:在厌氧条件下,将培养基G置于2L发酵罐中,按2%(v/v)的接种量将种子液K接入培养基G中,在恒pH7.4、37℃的条件下厌氧培养36h,即得富含嗜黏蛋白阿克曼氏菌的发酵培养液;
14、冻干:将富含嗜黏蛋白阿克曼氏菌的发酵培养液置于4℃的冰箱中保存30min,取出后立即倒入盛有液氮的冷冻平皿中10min,控制平铺厚度为3mm,再在真空冷冻干燥机上冷冻干燥12h,冻干室温度为-70℃,取出后保存于4℃的冰箱中,即为嗜黏蛋白阿克曼氏菌冻干粉;
15、阻隔层制备:将嗜黏蛋白阿克曼氏菌冻干粉置于流化床底喷装置中,按表1重量份称取原料,搅拌溶解,作为包衣液,底喷包衣(包衣参数:雾化压力180 kPa,物料温度28℃,进风温度36℃,出风温度28℃,风量25 m3/h;旋风60kPa)。出料后将菌粉过60目筛网,在37 ℃的条件下干燥2 h后,即得含有阻隔层的菌粉。
表1 实施例1、对比例1-4阻隔层配方表
对比例5
对比例5与实施例1的不同之处在于,嗜黏蛋白阿克曼氏菌的发酵培养液的制备方法不同,嗜黏蛋白阿克曼氏菌的发酵培养基不包括中华稻蝗、黑木耳、芋头、黄豆和蜂蜜,是常规的BHI培养基,具体如下:
培养基制备:以BHI培养基为基础培养基,加入14.5g/L琼脂,加入0.5g/L N-乙酰-D-氨基葡萄糖和0.6g/L L-苏氨酸,调节pH至7.4,即得培养基F;
灭菌:将培养基F置于高压蒸汽灭菌锅中,在121℃的条件下,灭菌20min;
菌种复苏:在厌氧操作台,将保藏在-80℃的嗜黏蛋白阿克曼氏菌接种到培养基F上划线,在37℃的条件下厌氧培养18h后,即得复苏后的嗜黏蛋白阿克曼氏菌;
菌种活化:在厌氧操作台,挑取单菌落,接入50mL的液体培养基F中,在37℃的条件下厌氧培养18h,再按2%(v/v)的接种量接入250mL的液体培养基F中,在37℃的条件下厌氧培养26h后,即得基料H;
种子液制备:将基料H在4℃和6000r/min的条件下离心15min,取沉淀,即得菌泥I,菌泥I用无菌蒸馏水在4℃和6000r/min的条件下离心15min,取沉淀,重复2次,得菌泥J;将菌泥J用250mL的无菌蒸馏水重悬,即得嗜黏蛋白阿克曼氏菌的种子液K;
发酵:在厌氧条件下,将培养基F置于2L发酵罐中,按2%(v/v)的接种量将种子液K接入培养基F中,在恒pH7.4、37℃的条件下厌氧培养36h,即得富含嗜黏蛋白阿克曼氏菌的发酵培养液。
实施例2
实施例2与实施例1的不同之处在于,嗜黏蛋白阿克曼氏菌发酵培养基的配方不同,具体为包括按照重量份计的以下组分:稻蝗20份,黑木耳20份,芋头20份,黄豆20份,蜂蜜20份,水900份。其余与实施例1相同。
实施例3
实施例3与实施例1的不同之处在于,嗜黏蛋白阿克曼氏菌发酵培养基的配方不同,具体为包括按照重量份计的以下组分:稻蝗25份,黑木耳20份,芋头15份,黄豆10份,蜂蜜30份,水900份。其余与实施例1相同。
表2 实施例1-3嗜黏蛋白阿克曼氏菌发酵培养基的配方表
性能测试
取实施例1-3和对比例1-5含有阻隔层的菌粉,测试水分阻隔效果,并检测菌粉中的嗜黏蛋白阿克曼氏菌活菌数,结果如表3所示。
阻隔效果测试方法:将菌粉平铺在培养皿上,暴露在空气中,环境温度25℃,湿度50%,保持30min,用水分测定仪检测菌粉的水分含量,按照“菌粉中嗜黏蛋白阿克曼氏菌活菌数检测方法”检测活菌数。
菌粉中嗜黏蛋白阿克曼氏菌活菌数检测方法:
1、以无菌操作称取 25 g 样品,或置于 225 mL 生理盐水的无菌均质袋中,用拍击式均质器拍打 1 min~2 min 制成 1:10 的样品匀液。
2、用 1 mL 无菌吸管或微量移液器吸取 1:10 样品匀液 1 mL,沿管壁缓慢注于装有 9 mL 生理盐水的无菌试管中(注意吸管尖端不要触及稀释液),振摇试管或换用 1支无菌吸管反复吹打使其混合均匀,制成 1:100 的样品匀液。
3、另取 1 mL 无菌吸管或微量移液器吸头,按上述操作顺序,做 10 倍递增样品匀液,每递增稀释一次,即换用 1 次 1 mL 灭菌吸管或吸头。
4、选择3 个连续的适宜稀释度(10-6、10-7、10-8),每个稀释度吸取 0.1 mL样品匀液于BHI固体培养基平板上,使用灭菌 L 形棒进行表面涂布,每个稀释度作两个平板。37℃,厌氧培养 48 h 后计数平板上的所有菌落数。从样品稀释到平板涂布要求在 15 min内完成。
5、选择菌落数在适宜计数范围内的平板,计算两个平板菌落数的平均值,再将平均值乘以相应稀释倍数,作为每mL中菌落总数结果。
表3 含有阻隔层的菌粉检测结果记录表
由表3可得,从实施例1和对比例1-4的结果可知,不同的阻隔层对菌粉的保护程度差异较明显,有些阻隔层容易吸潮,有些阻隔层则阻隔效果非常好。其中实施例1的阻隔层(羟丙基甲基纤维素/HPMC)的阻隔效果最好,不仅能阻隔水分,还能较好地保持活菌数稳定,因此,羟丙基甲基纤维素作为阻隔层的最佳组方。
从实施例1-3的结果可得,嗜黏蛋白阿克曼氏菌的发酵培养基包括中华稻蝗、黑木耳、芋头、黄豆和蜂蜜时,嗜黏蛋白阿克曼氏菌的活菌数均较高,但发酵培养基中原料组分用量的不同,会对活菌数产生影响。实施例1嗜黏蛋白阿克曼氏菌的发酵培养基为最佳培养基。
从实施例1和对比例5可知,本发明实施例采用特定的嗜黏蛋白阿克曼氏菌的发酵培养基(中华稻蝗、黑木耳、芋头、黄豆和蜂蜜),能够使得嗜黏蛋白阿克曼氏菌的活菌数较高。实施例1-3所获得的嗜黏蛋白阿克曼氏菌的发酵培养液除了含有活菌及菌株代谢物之外,还保留有中华稻蝗、黑木耳、芋头、黄豆、蜂蜜等天然原始基质成分,即以粘蛋白、多糖为主的结构对嗜黏蛋白阿克曼氏菌菌体的保护效果更好,可在生物分子的失水部位形成氢键,使其在缺水条件下仍能保持其原有结构,有效减少了菌体损伤。
实验体系二:肠溶层组方筛选
实施例4-8、对比例6-9
取实施例1制备获得的含有阻隔层的菌粉,进行肠溶层包衣。
肠溶层包衣液制备:按表4的重量份称取各成分,将单硬脂酸甘油酯或硬脂酸镁溶于2.5份纯化水中,依次加入 Tween-80(或胶态二氧化硅),以及枸橼酸三乙酯(或癸二酸二丁酯),使其溶解、匀化后再加3.5份纯化水搅拌至常温,得混悬液;将混悬液缓慢倒入Eudragit L30D-55(DrugCoat L30D)中混合均匀,过60目筛网,得肠溶层包衣液;
肠溶层制备:将含有阻隔层的菌粉置于流化床底喷装置中,用肠溶层包衣液底喷包衣(包衣参数:雾化压力180 kPa;物料温度27℃;进风温度36℃;出风温度28℃;风量25m3/h;旋风60kPa),出料后将菌粉过40目筛网,在37 ℃的条件下干燥2 h后,即得嗜黏蛋白阿克曼氏菌菌粉。
表4 实施例4-8、对比例6-9肠溶层配方表
性能测试
将实施例4-8和对比例6-9制备得到的嗜黏蛋白阿克曼氏菌菌粉进行菌粉释放能力测试,结果如表5所示。
菌粉释放能力测试:
1、溶液制备
(1)解囊液:称取为35.8g Na2HPO4·12H2O 和10.5g的柠檬酸,加蒸馏水定容至1L,搅拌使之充分溶解,调pH为7.4,121℃高压灭菌20 min,冷却备用。
(2)人工模拟胃液:取0.1 mol /L稀HCl溶液16.4mL,先加适量蒸馏水溶解,再加胃蛋白酶10 g,最后定容至1 L,调节pH值为1.2,过0.22μm滤膜除菌备用。
(3)人工模拟胆盐溶液:取10 g胆盐溶于蒸馏水中定容至1 L,过0.22μm滤膜除菌备用。
(4)人工模拟肠液:称取KH2PO4 6.8g,先加适量蒸馏水溶解,同时在另一烧杯中称取胰蛋白酶10g,加适量蒸馏水使之溶解。将两液混合后,加蒸馏水定容至1 L,调节pH值为6.8,过0.22μm滤膜除菌备用。
(5)人工模拟结肠溶液:称取K2HPO45.59g与KH2PO4 0.41g,加蒸馏水定容至1 L,调节pH值为7.8,121℃高压灭菌20 min,冷却备用。
2、取0.10 g嗜黏蛋白阿克曼氏菌菌粉于30 mL解囊液中,进行活菌计数;取0.10 g嗜黏蛋白阿克曼氏菌菌粉,加入30 mL的模拟胃液中,200 r/min振荡处理0.5h后,500 r/min离心5 min,收集上清进行平板计数;再以6000r/min离心15min,收集菌泥,加入30mL模拟胆盐中,200 r/min振荡处理0.5 h后,500 r/min离心5 min,收集上清进行平板计数;再以6000r/min离心15min,收集菌泥,加入30mL模拟肠液中,200 r/min振荡处理1h后,500 r/min离心5 min,收集上清进行平板计数;再以6000r/min离心15min,收集菌泥,加入30mL模拟结肠溶液中,200 r/min振荡处理1h后,500 r/min离心5 min,收集上清进行平板计数,并对嗜黏蛋白阿克曼氏菌的释放率(Rr)进行计算,结果如表5所示。
式中:Rr ——嗜黏蛋白阿克曼氏菌的释放率,%;An——某种消化液上清中的活菌数,CFU/mL;A——解囊液中完全解囊的活菌数,CFU/mL。
表5 不同肠溶层在模拟消化道的释放率(%)
由表5可得,不同组方的嗜黏蛋白阿克曼氏菌菌粉溶解情况有所不同,实施例4、实施例5、实施例6、对比例7和对比例9的菌粉在胃液和胆盐溶液中的释放率为0,说明菌粉都能很好地耐受性,能够抵御胃酸、胆盐的侵蚀。实施例4、实施例5、对比例7和对比例9的菌粉在肠液和结肠液中的释放率较低,容易出现嗜黏蛋白阿克曼氏菌在肠道中不能充分释放,实施例6的控释效果最好,能使得菌粉在全肠道中均匀释放,有利于嗜黏蛋白阿克曼氏菌在肠道定殖及增殖。实施例7和对比例8的菌粉在胆盐溶液中已开始释放、实施例8的菌粉在胃液中已开始释放,说明菌粉的保护层受到破坏,菌粉无法顺利到达结肠处。综上实验结果,选择实施例6的作为嗜黏蛋白阿克曼氏菌菌粉的肠溶层最佳组方。
本发明实施例6的嗜黏蛋白阿克曼氏菌菌粉,创新采用真空冷冻干燥技术将嗜黏蛋白阿克曼氏菌原液(含有天然保护剂)直接冻干制成冻干粉,再采用旋风流化床底喷包衣法将冻干粉进行二次包埋制成肠溶微丸,即为嗜黏蛋白阿克曼氏菌菌粉,所得的菌粉的阻隔氧及水分的能力较强,且能实现肠粘膜定点、定时释放,避免被消化道及胃部的消化液侵蚀,让嗜黏蛋白阿克曼氏菌顺利到达肠道定殖及增殖。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式,不能以此来限定本发明保护的范围,本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种嗜黏蛋白阿克曼氏菌菌粉,其特征在于,从内到外依次包括:嗜黏蛋白阿克曼氏菌冻干粉芯层、阻隔层和肠溶层;所述阻隔层为羟丙基甲基纤维素层;所述肠溶层包括以下组分:单硬脂酸甘油酯、吐温、枸橼酸三乙酯和尤特奇。
2.如权利要求1所述的嗜黏蛋白阿克曼氏菌菌粉,其特征在于,所述嗜黏蛋白阿克曼氏菌的发酵培养基,包括按照重量份计的以下组分:中华稻蝗10-30份,黑木耳10-30份,芋头10-30份,黄豆10-30份,蜂蜜10-30份,水800-1200份。
3.如权利要求1所述的嗜黏蛋白阿克曼氏菌菌粉,其特征在于,所述嗜黏蛋白阿克曼氏菌的发酵培养基,包括按照重量份计的以下组分:中华稻蝗20-30份,黑木耳20-25份,芋头15-20份,黄豆10-20份,蜂蜜10-30份,水850-1100份。
4.如权利要求1所述的嗜黏蛋白阿克曼氏菌菌粉,其特征在于,所述嗜黏蛋白阿克曼氏菌的发酵培养基,包括按照重量份计的以下组分:中华稻蝗30份,黑木耳25份,芋头20份,黄豆15份,蜂蜜10份,水900份。
5.如权利要求1所述的嗜黏蛋白阿克曼氏菌菌粉,其特征在于,所述肠溶层包括按照重量份计的以下组分:单硬脂酸甘油酯0.1-1份,吐温-80 0.05-0.5份,枸橼酸三乙酯0.1-1份,尤特奇 L30D-55 15-25份。
6.如权利要求1所述的嗜黏蛋白阿克曼氏菌菌粉,其特征在于,所述肠溶层包括按照重量份计的以下组分:单硬脂酸甘油酯0.11-0.68份,吐温-80 0.07-0.35份,枸橼酸三乙酯0.11-0.74份,尤特奇 L30D-55 20-22份。
7.如权利要求1所述的嗜黏蛋白阿克曼氏菌菌粉,其特征在于,所述肠溶层包括按照重量份计的以下组分:单硬脂酸甘油酯0.32份,吐温-80 0.15份,枸橼酸三乙酯0.56份,尤特奇 L30D-55 21.4份。
8.一种如权利要求1-7任一项所述的嗜黏蛋白阿克曼氏菌菌粉的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
冻干:将嗜黏蛋白阿克曼氏菌的发酵培养液进行真空冷冻干燥,得到嗜黏蛋白阿克曼氏菌冻干粉;
阻隔层制备:将嗜黏蛋白阿克曼氏菌冻干粉置于流化床底喷装置中,进行底喷包衣,得到含有阻隔层的菌粉;包衣液为羟丙基甲基纤维素液;
肠溶层包衣液制备:取单硬脂酸甘油酯、吐温、枸橼酸三乙酯、尤特奇和水,制备肠溶层包衣液;
肠溶层制备:将所述含有阻隔层的菌粉置于流化床底喷装置中,用所述肠溶层包衣液进行底喷包衣,干燥,即得嗜黏蛋白阿克曼氏菌菌粉。
9.如权利要求8所述的嗜黏蛋白阿克曼氏菌菌粉的制备方法,其特征在于,所述嗜黏蛋白阿克曼氏菌的发酵培养液的制备方法包括以下步骤:
原料选择:选择新鲜的中华稻蝗和蜂蜜,干制的黑木耳和黄豆,新鲜无破损的芋头;
预处理:将中华稻蝗用沸水煮3~8min,过滤并冷却至室温,去除翅、足后,称取配方量的中华稻蝗;将干制的黑木耳和黄豆加冷水泡发3~5h后,用蒸汽蒸20~35min,冷却至室温后,再分别称取配方量的黑木耳和黄豆;将芋头洗净去皮后,切成块状,用蒸汽蒸20~40min,冷却至室温后,再按配方量称取;
破壁:将处理好的中华稻蝗置于破壁机中,加入蒸馏水,破壁得基料A;将处理好的黑木耳、黄豆和芋头置于破壁机中,加入蒸馏水,破壁得基料B;
提取:将基料B置于超声波机中,超声,再将超声后的基料B置于水浴锅中,搅拌后,得基料C;
离心:将基料C置于离心机中,离心后取上清液,记为基料D;
混合:将基料A与基料D混合均匀,得基料E;制备柠檬酸溶液和柠檬酸钠溶液,溶剂为蒸馏水;
培养基制备:以BHI培养基为基础培养基,加入琼脂,N-乙酰-D-氨基葡萄糖和L-苏氨酸,调节pH,即得培养基F;
灭菌:将基料E、柠檬酸溶液、柠檬酸钠溶液和培养基F置于高压蒸汽灭菌锅中,灭菌;
调配:在厌氧操作台,向灭菌后的基料E中加入配方量的蜂蜜,用无菌蒸馏水定容,用灭菌后的柠檬酸溶液和柠檬酸钠溶液调节pH,即得培养基G;
菌种复苏:在厌氧操作台,将嗜黏蛋白阿克曼氏菌接种到培养基F上划线,厌氧培养后,即得复苏后的嗜黏蛋白阿克曼氏菌;
菌种活化:在厌氧操作台,挑取单菌落,接入培养基G中,厌氧培养后,再次接入培养基G中,再次厌氧培养后,即得基料H;
种子液制备:将基料H离心,取沉淀,即得菌泥I,菌泥I用无菌蒸馏水离心,取沉淀,重复2~5次,得菌泥J;将菌泥J用无菌蒸馏水重悬,即得嗜黏蛋白阿克曼氏菌的种子液K;
发酵:在厌氧条件下,将培养基G置于发酵罐中,将种子液K接入培养基G中,厌氧培养,即得富含嗜黏蛋白阿克曼氏菌的发酵培养液。
10.如权利要求8所述的嗜黏蛋白阿克曼氏菌菌粉的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
冻干:将嗜黏蛋白阿克曼氏菌的发酵培养液置于2~8℃的冰箱中保存15~45min,取出后立即倒入盛有液氮的冷冻平皿中5~15min,控制平铺厚度为1~5mm,再在真空冷冻干燥机上冷冻干燥9~15h,取出后保存于2~8℃的冰箱中,获得嗜黏蛋白阿克曼氏菌冻干粉;
阻隔层制备:将嗜黏蛋白阿克曼氏菌冻干粉置于流化床底喷装置中,将羟丙基甲基纤维素溶于纯化水中作为包衣液,底喷包衣,包衣参数如下:雾化压力150~200 kPa,物料温度25~30℃,进风温度32~40℃,出风温度25~32℃,风量20~30 m3/h,旋风50~70kPa;出料后将菌粉过筛网,干燥,即得含有阻隔层的菌粉;
肠溶层包衣液制备:将单硬脂酸甘油酯溶于纯化水中,依次加入吐温、枸橼酸三乙酯,使其溶解匀化后,再加纯化水搅拌至常温,得混悬液;将混悬液缓慢倒入尤特奇中,混合均匀,过筛网,得肠溶层包衣液;
肠溶层制备:将所述含有阻隔层的菌粉置于流化床底喷装置中,用所述肠溶层包衣液底喷包衣,包衣参数如下:雾化压力150~200 kPa,物料温度25~30℃,进风温度32~40℃,出风温度25~32℃,风量20~30 m3/h,旋风50~70kPa;出料后将菌粉过筛,干燥,即得嗜黏蛋白阿克曼氏菌菌粉。
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