RU2781792C1 - Method for producing microcapsules of vetom 1 probiotic - Google Patents
Method for producing microcapsules of vetom 1 probiotic Download PDFInfo
- Publication number
- RU2781792C1 RU2781792C1 RU2021113683A RU2021113683A RU2781792C1 RU 2781792 C1 RU2781792 C1 RU 2781792C1 RU 2021113683 A RU2021113683 A RU 2021113683A RU 2021113683 A RU2021113683 A RU 2021113683A RU 2781792 C1 RU2781792 C1 RU 2781792C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- probiotic
- microcapsules
- vetom
- solution
- separated
- Prior art date
Links
- 239000003094 microcapsule Substances 0.000 title claims abstract description 38
- 239000006041 probiotic Substances 0.000 title claims abstract description 38
- 230000000529 probiotic Effects 0.000 title claims abstract description 38
- 235000018291 probiotics Nutrition 0.000 title claims abstract description 38
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 7
- 239000000661 sodium alginate Substances 0.000 claims abstract description 15
- 235000010413 sodium alginate Nutrition 0.000 claims abstract description 15
- 229940005550 Sodium alginate Drugs 0.000 claims abstract description 14
- MSXHSNHNTORCAW-UHFFFAOYSA-M sodium 3,4,5,6-tetrahydroxyoxane-2-carboxylate Chemical compound [Na+].OC1OC(C([O-])=O)C(O)C(O)C1O MSXHSNHNTORCAW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 14
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 claims abstract description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L cacl2 Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 6
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000008213 purified water Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 4
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 abstract description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 230000002378 acidificating Effects 0.000 abstract description 4
- 230000000968 intestinal Effects 0.000 abstract description 3
- 239000002775 capsule Substances 0.000 abstract description 2
- 230000002496 gastric Effects 0.000 abstract description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 17
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 17
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N HCl Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 6
- 210000002784 Stomach Anatomy 0.000 description 5
- VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N Carbon tetrachloride Chemical compound ClC(Cl)(Cl)Cl VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 210000000936 Intestines Anatomy 0.000 description 4
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 4
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 4
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 4
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000001793 Citric acid esters of mono and diglycerides of fatty acids Substances 0.000 description 3
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 3
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 3
- DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N acetic acid;2,3,4,5,6-pentahydroxyhexanal;sodium Chemical compound [Na].CC(O)=O.OCC(O)C(O)C(O)C(O)C=O DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 3
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 3
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 3
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 3
- 239000008079 hexane Substances 0.000 description 3
- 239000002088 nanocapsule Substances 0.000 description 3
- 230000000717 retained Effects 0.000 description 3
- 235000019812 sodium carboxymethyl cellulose Nutrition 0.000 description 3
- 229920001027 sodium carboxymethylcellulose Polymers 0.000 description 3
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerol Natural products OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 210000000214 Mouth Anatomy 0.000 description 2
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M NaHCO3 Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 230000000721 bacterilogical Effects 0.000 description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 2
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 2
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 2
- 150000004676 glycans Polymers 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 2
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 2
- 150000004804 polysaccharides Polymers 0.000 description 2
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 description 2
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 description 2
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 description 2
- 230000035899 viability Effects 0.000 description 2
- BHQCQFFYRZLCQQ-UMZBRFQRSA-N 4-[(3R,5S,7R,12S)-3,7,12-trihydroxy-10,13-dimethyl-2,3,4,5,6,7,8,9,11,12,14,15,16,17-tetradecahydro-1H-cyclopenta[a]phenanthren-17-yl]pentanoic acid Chemical class C([C@H]1C[C@H]2O)[C@H](O)CCC1(C)C1C2C2CCC(C(CCC(O)=O)C)C2(C)[C@@H](O)C1 BHQCQFFYRZLCQQ-UMZBRFQRSA-N 0.000 description 1
- 229940063655 Aluminum stearate Drugs 0.000 description 1
- 240000008371 Bacillus subtilis Species 0.000 description 1
- 229940093761 Bile Salts Drugs 0.000 description 1
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 229920002101 Chitin Polymers 0.000 description 1
- DJHJJVWPFGHIPH-OODMECLYSA-N Chitin Chemical compound O[C@@H]1C(NC(=O)C)[C@H](O)OC(CO)[C@H]1COC[C@H]1C(NC(C)=O)[C@@H](O)[C@H](COC[C@H]2C([C@@H](O)[C@H](O)C(CO)O2)NC(C)=O)C(CO)O1 DJHJJVWPFGHIPH-OODMECLYSA-N 0.000 description 1
- 241000238424 Crustacea Species 0.000 description 1
- 210000001035 Gastrointestinal Tract Anatomy 0.000 description 1
- 230000036740 Metabolism Effects 0.000 description 1
- 241000199919 Phaeophyceae Species 0.000 description 1
- 229920002565 Polyethylene Glycol 400 Polymers 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- 241000206572 Rhodophyta Species 0.000 description 1
- VXMKYRQZQXVKGB-CWWHNZPOSA-N Tannin Chemical compound O([C@H]1[C@H]([C@@H]2OC(=O)C3=CC(O)=C(O)C(O)=C3C3=C(O)C(O)=C(O)C=C3C(=O)O[C@H]([C@H]2O)O1)O)C(=O)C1=CC(O)=C(O)C(O)=C1 VXMKYRQZQXVKGB-CWWHNZPOSA-N 0.000 description 1
- 230000035507 absorption Effects 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CEGOLXSVJUTHNZ-UHFFFAOYSA-K aluminium tristearate Chemical compound [Al+3].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O CEGOLXSVJUTHNZ-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 235000001014 amino acid Nutrition 0.000 description 1
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000000845 anti-microbial Effects 0.000 description 1
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 1
- 239000003833 bile salt Substances 0.000 description 1
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 1
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000001413 cellular Effects 0.000 description 1
- 230000001055 chewing Effects 0.000 description 1
- 235000005911 diet Nutrition 0.000 description 1
- 230000037213 diet Effects 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 201000009910 diseases by infectious agent Diseases 0.000 description 1
- 239000002552 dosage form Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drugs Drugs 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- -1 glycerol ester Chemical class 0.000 description 1
- 244000005709 gut microbiome Species 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000004727 humoral immunity Effects 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000018984 mastication Effects 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000035786 metabolism Effects 0.000 description 1
- 125000005395 methacrylic acid group Chemical class 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 230000003287 optical Effects 0.000 description 1
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 1
- 239000008363 phosphate buffer Substances 0.000 description 1
- 239000002504 physiological saline solution Substances 0.000 description 1
- 229920000867 polyelectrolyte Polymers 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 230000018406 regulation of metabolic process Effects 0.000 description 1
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 229920001864 tannin Polymers 0.000 description 1
- 235000018553 tannin Nutrition 0.000 description 1
- 239000001648 tannin Substances 0.000 description 1
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 1
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 1
- 238000005429 turbidity Methods 0.000 description 1
- 235000015112 vegetable and seed oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к области биотехнологии и ветеринарной медицине и может быть использовано, в частности, для получения микрокапсулированных пробиотических препаратов.The invention relates to the field of biotechnology and veterinary medicine and can be used, in particular, to obtain microencapsulated probiotic preparations.
Многочисленные исследования отечественных и зарубежных ученых подтверждают, что пробиотики - живые микроорганизмы, «проживающие» в кишечнике человека и животных, оказывают выраженное влияние на организм хозяина. При этом позитивное действие пробиотиков проявляется как на местном уровне, так и на способности участвовать в регуляции метаболизма в целом.Numerous studies of domestic and foreign scientists confirm that probiotics are living microorganisms that "live" in the intestines of humans and animals, have a pronounced effect on the host organism. At the same time, the positive effect of probiotics is manifested both at the local level and on the ability to participate in the regulation of metabolism in general.
В животноводстве и ветеринарной медицине пробиотические препараты используют для улучшения процессов пищеварения и с целью стимуляции роста; устранения расстройств желудочно-кишечного тракта, возникающих вследствие резкого изменения состава рациона, нарушений режима кормления, технологических и других стрессов; коррекции нормальной микрофлоры кишечника после антимикробной терапии, стимуляции местной иммунной защиты и повышения общей резистентности организма. Однако все коммерческие пробиотические препараты имеют общий недостаток - это слабая устойчивость к кислой среде желудка. После прохождения желудка большая часть пробиотических бактерий погибает. Поэтому помещение пробиотиков в макрокапсулы (макроконтейнеры) не решают данную проблему в животноводстве. Так макрокапсулы, попадая в ротовую полость, пережевываются животными и эффект капсулирования теряется. В этой связи разработка микрокапсулирования пробиотиков является актуальной задачей, так как кислотоустойчивые микрокапсулы не разрушаются в ротовой полости в процессе жевания, транзитом проходят желудок и поступают в кишечник, где под действием щелочной среды разрушаются и пробиотические бактерии выходят непосредственно в кишечник. В кишечнике пробиотики размножаются и оказывают позитивное влияние на организм. Исходя из вышеизложенного разработка новых способов микрокапсулирования пробиотиков является актуальной задачей.In animal husbandry and veterinary medicine, probiotic preparations are used to improve digestion processes and to stimulate growth; elimination of disorders of the gastrointestinal tract resulting from a sharp change in the composition of the diet, violations of the feeding regimen, technological and other stresses; correction of the normal intestinal microflora after antimicrobial therapy, stimulation of local immune defense and increase in the overall resistance of the body. However, all commercial probiotic preparations have a common drawback - this is a weak resistance to the acidic environment of the stomach. After passing through the stomach, most of the probiotic bacteria die. Therefore, the placement of probiotics in macrocapsules (macrocontainers) does not solve this problem in animal husbandry. So macrocapsules, getting into the oral cavity, are chewed by animals and the encapsulation effect is lost. In this regard, the development of microencapsulation of probiotics is an urgent task, since acid-resistant microcapsules are not destroyed in the oral cavity during chewing; In the intestines, probiotics multiply and have a positive effect on the body. Based on the foregoing, the development of new methods for microencapsulation of probiotics is an urgent task.
В настоящее время известен способ получения микрокапсул бактерий, который предусматривает приготовление дисперсии лиофилизированной биомассы бактерий в расплаве С12-С24 жирной кислоты при температуре от 40°С до 75°С и при соотношении от 50 до 90 масс. % жирной кислоты с последующей подачей полученной смеси на вращающийся диск инкапсулятора, работающего в пределах 2000-4000 об/мин (Патент РФ №2096452. - 1997. авт.В.М. Ратерфорд и др.). Недостатком данного способа является длительность процесса и применение специального дорогостоящего оборудования.Currently, there is a known method for obtaining microcapsules of bacteria, which involves the preparation of a dispersion of lyophilized biomass of bacteria in a C 12 -C 24 fatty acid melt at a temperature of from 40°C to 75°C and at a ratio of from 50 to 90 wt. % fatty acid, followed by feeding the resulting mixture to a rotating disk of an encapsulator operating in the range of 2000-4000 rpm (RF Patent No. 2096452. - 1997. author V.M. Rutherford et al.). The disadvantage of this method is the duration of the process and the use of special expensive equipment.
Существует способ получения микрокапсулированных форм лактобактерий с использованием сополимера акриловой и метакриловой кислот, заключающийся в том, что лиофилизированную культуру микроорганизмов диспергируют в водной суспензии сополимера. Полученную суспензию впрыскивают в жидкий сверхлегкий парафин, минеральные масла, легкие растительные масла, содержащие 0,1-0,5% стеарата алюминия и 3-7% ПЭГ-400 (полиэтиленгликоля), гомогенизируют до образования эмульсии с частицами желаемого размера и оставляют при постоянном нагревании и перемешивании 100-300 об/мин до формирования микрокапсул (Патент РФ №2171672. - 2000 г., авт. В.А. Быков и др.). Недостатком указанного способа является многоэтапность и длительность процесса.There is a method for obtaining microencapsulated forms of lactobacilli using a copolymer of acrylic and methacrylic acids, which consists in the fact that the lyophilized culture of microorganisms is dispersed in an aqueous suspension of the copolymer. The resulting suspension is injected into liquid ultralight paraffin, mineral oils, light vegetable oils containing 0.1-0.5% aluminum stearate and 3-7% PEG-400 (polyethylene glycol), homogenized until an emulsion is formed with particles of the desired size and left at a constant heating and stirring at 100-300 rpm until the formation of microcapsules (RF Patent No. 2171672. - 2000, author V.A. Bykov and others). The disadvantage of this method is the multi-stage and duration of the process.
Известен способ получения микрокапсул, содержащих живые микроорганизмы, на основе поливинилпирролидона, отличающихся тем, что лиофилизированную культуру микроорганизмов диспергируют в 30-50%-ном водном растворе поливинилпирролидона в соотношении 1:10-1:15 по массе при перемешивании до образования устойчивой взвеси, добавляют 10-30%-ный водный раствор танина, смесь перемешивают до формирования микрокапсул (Патент РФ №2220716. -2004, авт. Д.В. Сомов и др.).A known method for producing microcapsules containing live microorganisms based on polyvinylpyrrolidone, characterized in that the lyophilized culture of microorganisms is dispersed in a 30-50% aqueous solution of polyvinylpyrrolidone in a ratio of 1:10-1:15 by weight with stirring until a stable suspension is added 10-30% aqueous solution of tannin, the mixture is stirred until the formation of microcapsules (RF Patent No. 2220716. -2004, ed. DV Somov and others).
Недостатком данного способа является сложность и многоэтапность технологического процесса.The disadvantage of this method is the complexity and multi-stage process.
Существует способ инкапсуляции интестевита, характеризующийся тем, что 100 мг пробиотика интестевита растворяют до 1 мл диоксана, или диметилсульфоксида, или диметилформамида, диспергируют полученную смесь в раствор натрий карбоксиметилцеллюлозы в ацетоне, содержащий 300 мл указанного полимера, в присутствии 0,01 г препарата Е472с при перемешивании, доливают 1 мл дистиллированной воды, полученную суспензию отфильтровывают и сушат (Патент РФ №2544169. -2015, авт. О.Б. Сеин и др.).There is a method for encapsulating intestevit, characterized in that 100 mg of the probiotic intestevit is dissolved to 1 ml of dioxane, or dimethyl sulfoxide, or dimethylformamide, the resulting mixture is dispersed into a solution of sodium carboxymethylcellulose in acetone containing 300 ml of the specified polymer, in the presence of 0.01 g of the preparation E472c at stirring, add 1 ml of distilled water, the resulting suspension is filtered and dried (RF Patent No. 2544169. -2015, author O.B. Sein and others).
Известен способ инкапсуляции лактобифадола в оболочку из карбоксиметилцеллюлозы, характеризующийся тем, что пробиотик лактобифадола растворяют в диоксане или диметилсульфоксиде, или диметилформамиде, добавляют полученный раствор лактобифадола к раствору натрийкарбоксиметилцеллюлозы в серном эфире и в присутствии препарата Е472с при перемешивании 1000 об/сек. При этом лактобифадол и натрий карбоксиметилцеллюлозу берут в массовом соотношении 1:3, затем добавляют 1 мл дистиллированной воды. Полученную суспензию отфильтровывают и сушат (Патент РФ №2545742. - 2015, авт.А.А. Кролевец и др.).A known method of encapsulation of lactobifadol in a shell of carboxymethyl cellulose, characterized in that the lactobifadol probiotic is dissolved in dioxane or dimethyl sulfoxide, or dimethylformamide, the resulting solution of lactobifadol is added to a solution of sodium carboxymethyl cellulose in sulfuric ether and in the presence of the preparation E472c with stirring 1000 rpm / sec. In this case, lactobifadol and sodium carboxymethylcellulose are taken in a mass ratio of 1:3, then 1 ml of distilled water is added. The resulting suspension is filtered and dried (RF Patent No. 2545742. - 2015, A.A. Krolevets et al.).
Известен способ инкапсуляции лактобифадола, который заключается в том, что пробиотик лактобифадол диспергируют в суспензию альгината натрия в гексане в присутствии препарата Е472с при перемешивании 1000 об/с.Далее приливают четырехлористый углерод, полученную суспензию нанокапсул отфильтровывают и сушат при комнатной температуре, при этом соотношение ядро/оболочка в нанокапсулах составляет 1:3, или 1:5, или 5:1 (Патент РФ №2570379. - 2015, авт. А.А. Кролевец, О.Б. Сеин, и др.).There is a known method of encapsulation of lactobifadol, which consists in dispersing the probiotic lactobifadol into a suspension of sodium alginate in hexane in the presence of the preparation E472c with stirring at 1000 rpm. Next, carbon tetrachloride is added, the resulting suspension of nanocapsules is filtered and dried at room temperature, while the ratio is /shell in nanocapsules is 1:3, or 1:5, or 5:1 (RF Patent No. 2570379. - 2015, A.A. Krolevets, O.B. Sein, etc.).
Известен способ получения нанокапсул пробиотиков, заключающийся в том, что в качестве оболочки используют альгинат натрия, который осаждают из суспензии в бензоле в присутствии сложного эфира глицерина с одной-двумя молекулами пищевых жирных кислот и с одной-двумя молекулами лимонной кислоты путем добавления гексана в качестве осадителя, при этом массовое соотношение пробиотика : альгинат натрия составляет 1:3, 1:5 или 5:1 (Патент РФ №2595830, - 2016, авт. А.А. Кролевец, Сеин О.Б. и др.).A known method for producing nanocapsules of probiotics, which consists in the fact that sodium alginate is used as a shell, which is precipitated from a suspension in benzene in the presence of a glycerol ester with one or two molecules of edible fatty acids and one or two molecules of citric acid by adding hexane as precipitant, while the mass ratio of probiotic : sodium alginate is 1:3, 1:5 or 5:1 (RF Patent No. 2595830, - 2016, author A.A. Krolevets, Sein O.B., etc.).
Общим недостатком способов, указанных в вышеперечисленных патентах РФ (№2544169, №2545742, №2570379; №2595830), является использование в технологическом процессе веществ (ацетон, диоксан, бензол, гексан, эфир, четыреххлористый углерод), которые снижают жизнеспособность пробиотических бактерий, подвергающихся микрокапсулированию.A common disadvantage of the methods indicated in the above patents of the Russian Federation (No. 2544169, No. 2545742, No. 2570379; No. 2595830) is the use of substances in the technological process (acetone, dioxane, benzene, hexane, ether, carbon tetrachloride), which reduce the viability of probiotic bacteria, undergoing microencapsulation.
В качестве прототипа выбран способ микрокапсуляции энзимспорина, который характеризуется тем, что 1,0 г пробиотика энзимспорина диспергируют в суспензию 3,0 г альгината натрия в 100 мл дистиллированной воды при перемешивании 800-1000 об/мин и осаждают 100 мл 50%-ного ацетона в присутствии 25 мл 0,2 М раствора хлорида кальция при постоянном перемешивании в течение 15-20 мин. Затем отвержденные микрокапсулы фильтруют на фильтре Шотта и высушивают при 30-35°С (Патент РФ №2689164, авт. Трубников Д.В., Сеин О.Б., Горобец А.Ю., Трубникова Е.А. - 2019 г. ). К недостаткам способа, взятого за прототип, можно отнести: использование в качестве оболочки микрокапсул альгината натрия, имеющего низкую устойчивость к соляной кислоте желудка; применение в качестве осадителя ацетона, оказывающего отрицательное влияние на жизнеспособность пробиотических бактерий; получение микрокапсул с большим различием в размерах (80-150 мкм).As a prototype, the method of enzyme microencapsulation was chosen, which is characterized in that 1.0 g of enzyme enzyme probiotic is dispersed in a suspension of 3.0 g of sodium alginate in 100 ml of distilled water with stirring at 800-1000 rpm and precipitated with 100 ml of 50% acetone in the presence of 25 ml of 0.2 M calcium chloride solution with constant stirring for 15-20 minutes. Then the hardened microcapsules are filtered on a Schott filter and dried at 30-35°C (RF Patent No. 2689164, ed. Trubnikov D.V., Sein O.B., Gorobets A.Yu., Trubnikova E.A. - 2019. ). The disadvantages of the method taken as a prototype include: the use as a shell of microcapsules of sodium alginate, which has a low resistance to hydrochloric acid of the stomach; the use of acetone as a precipitant, which has a negative effect on the viability of probiotic bacteria; obtaining microcapsules with a large difference in size (80-150 microns).
Технической задачей изобретения является повышение биологической активности микрокапсулированного препарата за счет снижения потерь пробиотических бактерий в процессе микрокапсулирования.The technical objective of the invention is to increase the biological activity of the microencapsulated preparation by reducing the loss of probiotic bacteria in the process of microencapsulation.
Решение технической задачи достигается тем, что для микрокапсулирования пробиотика Ветом 1 его предварительно перемешивают с очищенной водой до однородного состояния и полученную суспензию смешивают с равным по объему количеством 4%-ного раствора альгината натрия. Затем с использованием специального устройства-дозатора нашей конструкции (Патент РФ №194572. -2019, авт. О.Б. Сеин и др.) с высоты 20-25 см полученную смесь диспергируют в 0,2 М раствор кальция хлорида. Процесс диспергирования проводят при постоянном перемешивании со скоростью вращения мешалки 50-60 об/мин в течение 20-25 мин до образования постоянных взвесей. Сформировавшиеся микрокапсулы отделяют фильтрованием и помещают в 0,4-0,5%-ный раствор хитозана, в котором их выдерживают 50-60 мин. После этого микрокапсулы отделяют на фильтре Шотта, промывают очищенной водой и высушивают при 30-35°С.The solution of the technical problem is achieved by the fact that for microencapsulation of the Vetom 1 probiotic, it is preliminarily mixed with purified water until a homogeneous state and the resulting suspension is mixed with an equal volume of a 4% sodium alginate solution. Then, using a special dosing device of our design (RF Patent No. 194572. -2019, author O.B. Sein and others), from a height of 20-25 cm, the resulting mixture is dispersed into a 0.2 M solution of calcium chloride. The dispersion process is carried out with constant stirring at a stirrer rotation speed of 50-60 rpm for 20-25 minutes until permanent suspensions are formed. The formed microcapsules are separated by filtration and placed in a 0.4-0.5% solution of chitosan, in which they are kept for 50-60 minutes. After that, the microcapsules are separated on a Schott filter, washed with purified water and dried at 30-35°C.
Отличительной особенностью разработанного способа получения микрокапсул является:A distinctive feature of the developed method for obtaining microcapsules is:
- использование в качестве ядра пробиотика Ветом 1;- use of the probiotic Vetom 1 as a core;
- применение для диспергирования пробиотика Ветом 1 в смеси с альгинатом натрия в раствор кальция хлорида специального устройства-дозатора, имеющего 8 капельниц, что позволяет получить микрокапсулы более стабильного (одинакового) размера;- the use of a special dosing device with 8 droppers for dispersing the probiotic Vetom 1 mixed with sodium alginate into a calcium chloride solution, which makes it possible to obtain microcapsules of a more stable (identical) size;
- дополнительная обработка сформировавшихся микрокапсул в 0,4-0,5%-ном растворе хитозана, что повышает устойчивость микрокапсул к кислой среде желудка.- additional processing of the formed microcapsules in a 0.4-0.5% solution of chitosan, which increases the resistance of the microcapsules to the acidic environment of the stomach.
Используемый в способе пробиотик Ветом 1 является препаратом ветеринарного назначения, представляет собой сухую бакмассу живых спорообразующих бактерий Bacillus subtilis штамм DSM 32424. Данные бактерии выделяют в кишечнике животных антибиотикоподобные субстанции, ферменты и другие биологически активные вещества, под действием которых нормализуется биоценоз кишечника, кислотность среды, пищеварение, всасывание и метаболизм минеральных веществ, белков, аминокислот, углеводов и солей желчных кислот. Пробиотик Ветом 1 стимулирует клеточный и гуморальный иммунитет, повышает резистентность животных к инфекционным заболеваниям.The probiotic Vetom 1 used in the method is a veterinary preparation, it is a dry bacterium of live spore-forming bacteria Bacillus subtilis strain DSM 32424. These bacteria secrete antibiotic-like substances, enzymes and other biologically active substances in the intestines of animals, under the action of which the intestinal biocenosis, the acidity of the environment are normalized, digestion, absorption and metabolism of minerals, proteins, amino acids, carbohydrates and bile salts. Probiotic Vetom 1 stimulates cellular and humoral immunity, increases the resistance of animals to infectious diseases.
Альгинат натрия относится к полисахаридам, широко используется в медицине. В пищевой промышленности (Е401) применяется как загуститель и стабилизатор. Получают альгинат натрия из бурых или красных водорослей.Sodium alginate belongs to polysaccharides and is widely used in medicine. In the food industry (E401) it is used as a thickener and stabilizer. Sodium alginate is obtained from brown or red algae.
Хитозан является производным линейного полисахарида, получают его из хитина ракообразных. Благодаря своей катионной природе, хитозан способен образовывать нерастворимые полиэлектролитные комплексы с анионными полимерами, что широко используется в технологии капсулирования.Chitosan is a linear polysaccharide derived from crustacean chitin. Due to its cationic nature, chitosan is able to form insoluble polyelectrolyte complexes with anionic polymers, which is widely used in encapsulation technology.
Результатом предлагаемого способа является получение микрокапсул Ветом 1 в альгинате натрия с выходом микрокапсул 80-85%, имеющих стабильные размеры, устойчивые к кислой среде желудка и разрушающиеся в щелочной среде кишечника с беспрепятственным поступлением содержимого капсул (пробиотических бактерий) в его полость.The result of the proposed method is the production of Vetom 1 microcapsules in sodium alginate with a yield of microcapsules of 80-85%, having stable dimensions, resistant to the acidic environment of the stomach and collapsing in the alkaline environment of the intestine with unhindered entry of the contents of the capsules (probiotic bacteria) into its cavity.
Пример получения микрокапсул Ветом 1. 5,0 г пробиотика Ветом 1 вносят в 50,0 мл очищенной воды и перемешивают до однородного состояния в магнитной мешалке. Полученную суспензию смешивают с равным по объему количеством 4%-ного раствора альгината натрия. Затем с использованием устройства-дозатора с высоты 20-25 см полученную смесь диспергируют в 0,2 М раствор кальция хлорида. Процесс диспергирования проводят при постоянном перемешивании со скоростью вращения мешалки 50-60 об/мин в течение 20-25 мин до образования постоянных взвесей. Сформировавшиеся микрокапсулы отделяют фильтрованием и помещают в 0,4-0,5% раствор хитозана, в котором их выдерживают 50-60 мин. После этого микрокапсулы отделяют на фильтре Шотта, промывают и высушивают при 30-35°С.An example of obtaining Vetom 1 microcapsules. 5.0 g of Vetom 1 probiotic are added to 50.0 ml of purified water and mixed until homogeneous in a magnetic stirrer. The resulting suspension is mixed with an equal volume of a 4% sodium alginate solution. Then, using a dosing device from a height of 20-25 cm, the resulting mixture is dispersed in a 0.2 M solution of calcium chloride. The dispersion process is carried out with constant stirring at a stirrer rotation speed of 50-60 rpm for 20-25 minutes until permanent suspensions are formed. The formed microcapsules are separated by filtration and placed in a 0.4-0.5% solution of chitosan, in which they are kept for 50-60 minutes. After that, the microcapsules are separated on a Schott filter, washed and dried at 30-35°C.
Полученные микрокапсулы представляют собой сферические частицы серого цвета размером от 0,55 до 0,75 мм. Выход готовых микрокапсул составил 80-85%.The resulting microcapsules are gray spherical particles ranging in size from 0.55 to 0.75 mm. The yield of finished microcapsules was 80-85%.
Физико-химические свойства микрокапсул Ветом 1, полученных с использованием разработанного способа и способа-прототипа, определяли в двух экспериментах.Physico-chemical properties of Vetom 1 microcapsules obtained using the developed method and the prototype method were determined in two experiments.
В первом эксперименте изучали влияние водной среды на структуру микрокапсул. Было установлено (табл. 1), что микрокапсулы, полученные заявляемым способом, после 60-минутного нахождения в воде сохраняли свою структуру, органолептически они определялись как плотные и упругие образования. Микрокапсулы, полученные с использованием способа-прототипа, также сохраняли свою структуру, однако внешняя их оболочка была набухшей и мягкой.In the first experiment, the influence of the aqueous medium on the structure of microcapsules was studied. It was found (Table 1) that the microcapsules obtained by the claimed method retained their structure after 60 minutes in water, organoleptically they were defined as dense and elastic formations. The microcapsules obtained using the prototype method also retained their structure, but their outer shell was swollen and soft.
Во втором эксперименте изучали влияние желудочной и кишечной среды на структуру микрокапсул. Эксперименты были проведены в соответствии с требованиями Государственной Фармакопеи РФ (М.: Науч. Центр экспертизы средств медицинского применения, 2008. - Вып. 1. - 704 с), согласно которым кишечнорастворимые лекарственные формы не должны распадаться в течение 60 минут в растворе кислоты хлористоводородной (0,1 М) и после промывания водой должны распадаться в растворе натрия гидрокарбоната (рН 7,5-8,0) в течение 60 мин. Результаты исследований представлены в таблице 2, из которой следует, что микрокапсулы, полученные по заявляемому способу и способу-прототипу, сохраняли свою структуру как в физиологическом растворе, так и в 0,1 М растворе хлористоводородной кислоты. В то же время при тестировании препарата-прототипа в 0,1 М растворе хлористоводородной кислоты микрокапсулы имели мягкую консистенцию, встречались разрушенные микрокапсулы с частичным сохранением целостности и структуры.In the second experiment, the influence of the gastric and intestinal environment on the structure of microcapsules was studied. The experiments were carried out in accordance with the requirements of the State Pharmacopoeia of the Russian Federation (M.: Nauch. Center for Expertise of Medicinal Products, 2008. - Issue 1. - 704 s), according to which enteric dosage forms should not disintegrate within 60 minutes in a solution of hydrochloric acid (0.1 M) and after washing with water should decompose in a solution of sodium bicarbonate (pH 7.5-8.0) for 60 minutes. The research results are presented in table 2, from which it follows that the microcapsules obtained by the claimed method and the prototype method retained their structure both in physiological saline and in 0.1 M hydrochloric acid solution. At the same time, when testing the prototype drug in a 0.1 M hydrochloric acid solution, the microcapsules had a soft texture, there were destroyed microcapsules with partial preservation of integrity and structure.
Бактериологические свойства полученного микрокапсулированного препарата и препарата-прототипа исследовали в ОБУ «Курская областная ветеринарная лаборатория». Количественное содержание изучаемых пробиотических микроорганизмов, входящих в состав препаратов, определяли оптическим методом (по стандартам мутности) и использованием камеры Горяева. При анализе количества жизнеспособных клеток исследуемых микроорганизмов разрушали оболочку микрокапсул фосфатным буфером с рН 7,8-8,0, титровали культуру и высевали пробиотические бактерии на питательную среду. В качестве контроля использовали стандартную культуру в аналогичных разведениях.The bacteriological properties of the obtained microencapsulated preparation and the prototype preparation were studied at the Kursk Regional Veterinary Laboratory. The quantitative content of the studied probiotic microorganisms that are part of the preparations was determined by the optical method (according to turbidity standards) and using a Goryaev camera. When analyzing the number of viable cells of the studied microorganisms, the shell of microcapsules was destroyed with a phosphate buffer with a pH of 7.8-8.0, the culture was titrated, and probiotic bacteria were sown on a nutrient medium. A standard culture in similar dilutions was used as a control.
В ходе проведенных бактериологических исследований было установлено, что количество жизнеспособных бактерий в заявляемом препарате составляло 5,0⋅10 - 5,4⋅10, а в препарате-прототипе - 3,8⋅10 - 4,7⋅10 в 1 грамме препарата.In the course of bacteriological studies, it was found that the number of viable bacteria in the claimed preparation was 5.0⋅10 - 5.4⋅10, and in the prototype preparation - 3.8⋅10 - 4.7⋅10 in 1 gram of the preparation.
Проведенные исследования свидетельствуют о том, что заявляемый способ позволяет получить микрокапсулированный пробиотический препарат Ветом 1 с более выраженными биологическими свойствами по сравнению с препаратом-прототипом.The conducted studies indicate that the proposed method allows to obtain a microencapsulated probiotic preparation Vetom 1 with more pronounced biological properties compared to the prototype preparation.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2781792C1 true RU2781792C1 (en) | 2022-10-18 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2815782C1 (en) * | 2023-06-06 | 2024-03-21 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Курский государственный аграрный университет имени И.И. Иванова" | Method of microencapsulating vetosporin probiotic |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103222539B (en) * | 2013-04-09 | 2015-05-06 | 思科福（北京）生物科技有限公司 | Preparation method of microbial pre-fermentation coating multilayer microcapsule |
| RU2549956C2 (en) * | 2013-07-30 | 2015-05-10 | Александр Александрович Кролевец | Method of encapsulating vetom 1,1, possessing supramolecular properties |
| CN104887647A (en) * | 2014-03-08 | 2015-09-09 | 复旦大学 | Probiotics double-layered microcapsule and manufacturing method thereof |
| CN103704718B (en) * | 2013-12-23 | 2016-04-27 | 安徽大学 | Preparation method of bacillus subtilis microcapsule with high viable count in shelf life |
| CN108669565A (en) * | 2018-04-25 | 2018-10-19 | 广东石油化工学院 | A kind of preparation method of microcapsules |
| RU2689164C1 (en) * | 2018-03-21 | 2019-05-24 | Общество с ограниченной ответственностью "Инновационные технологии" | Enzymesporine microencapsulation method |
| RU194572U1 (en) * | 2019-08-19 | 2019-12-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Курская государственная сельскохозяйственная академия имени И.И. Иванова" | Liquid dropping device |
| RU2736377C2 (en) * | 2020-05-27 | 2020-11-16 | Александр Сергеевич Белоус | Method for improving the effectiveness of the preparation "enzimsporin" in the process of microencapsulation |
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103222539B (en) * | 2013-04-09 | 2015-05-06 | 思科福（北京）生物科技有限公司 | Preparation method of microbial pre-fermentation coating multilayer microcapsule |
| RU2549956C2 (en) * | 2013-07-30 | 2015-05-10 | Александр Александрович Кролевец | Method of encapsulating vetom 1,1, possessing supramolecular properties |
| CN103704718B (en) * | 2013-12-23 | 2016-04-27 | 安徽大学 | Preparation method of bacillus subtilis microcapsule with high viable count in shelf life |
| CN104887647A (en) * | 2014-03-08 | 2015-09-09 | 复旦大学 | Probiotics double-layered microcapsule and manufacturing method thereof |
| RU2689164C1 (en) * | 2018-03-21 | 2019-05-24 | Общество с ограниченной ответственностью "Инновационные технологии" | Enzymesporine microencapsulation method |
| CN108669565A (en) * | 2018-04-25 | 2018-10-19 | 广东石油化工学院 | A kind of preparation method of microcapsules |
| RU194572U1 (en) * | 2019-08-19 | 2019-12-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Курская государственная сельскохозяйственная академия имени И.И. Иванова" | Liquid dropping device |
| RU2736377C2 (en) * | 2020-05-27 | 2020-11-16 | Александр Сергеевич Белоус | Method for improving the effectiveness of the preparation "enzimsporin" in the process of microencapsulation |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2815782C1 (en) * | 2023-06-06 | 2024-03-21 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Курский государственный аграрный университет имени И.И. Иванова" | Method of microencapsulating vetosporin probiotic |
| RU2815783C1 (en) * | 2023-06-06 | 2024-03-21 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Курский государственный аграрный университет имени И.И. Иванова" | Method of producing microencapsulated bovine sex pheromones |
| RU2815850C1 (en) * | 2023-11-08 | 2024-03-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский государственный аграрный университет" | Method for increasing biological value of rabbit meat |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE69402310T2 (en) | USE OF A TRANSACYLATION REACTION, BETWEEN AN ESTERESTED POLYSACCHARIDE AND A POLYAMINE, TO MAKE A MEMBRANE AT LEAST ON THE SURFACE FROM GELELINE PARTICLES IN THE AQUEOUS MEDIUM | |
| JP6081374B2 (en) | Protection of microbial cells from acid degradation | |
| Ebrahimnezhad et al. | Survival of Lactobacillus acidophilus as probiotic bacteria using chitosan nanoparticles | |
| CN109258932A (en) | Fullerene feed for pet additive and preparation method thereof and feed | |
| EP0321481B1 (en) | Microgranular preparation useful in the delivery of biologically active materials to the intestinal regions of animals | |
| US20220142933A1 (en) | Method for preparing probiotic-loaded microcapsule, product obtained from the same, and use of the same | |
| CN106222158B (en) | Preparation method of lactobacillus-embedding microcapsule | |
| CN109170235A (en) | Probiotic microcapsule and the preparation method and application thereof | |
| CN114287632A (en) | Preparation method of inulin probiotic microcapsules | |
| Al-Najjar et al. | Evaluation of the orally administered calcium alginate aerogel on the changes of gut microbiota and hepatic and renal function of Wistar rats | |
| CN102228470A (en) | Preparation method and purpose of copper-loaded chitosan antiseptic | |
| CN101947213B (en) | Method for preparing microcapsules from peptidoglycan in lactic acid bacterial cell walls | |
| RU2781792C1 (en) | Method for producing microcapsules of vetom 1 probiotic | |
| RU2689164C1 (en) | Enzymesporine microencapsulation method | |
| Trubnikov et al. | Evaluating the efficiency of Enzyme-enriched Enzymesporine probiotic feed additive and its impact on the productive properties of pigs in the fattening process | |
| Cook et al. | Microencapsulation of probiotic bacteria into alginate hydrogels | |
| Zhang et al. | The effects of Lactobacillus reuteri microcapsules on radiation-induced brain injury by regulating the gut microenvironment | |
| Hassan et al. | Simulated Gastrointestinal System to Assess the Probiotic Properties Modified to Encapsulation of Probiotics and Their Survival Under Simulated Gastrointestinal System | |
| RU2780885C1 (en) | Method for producing microcapsulated enzymesporin | |
| CN111514112B (en) | Method for preparing enteric composite microcapsule by using spray drying technology | |
| RU2799558C1 (en) | Method of spirulina and chlorella microencapsulation | |
| RU2801795C1 (en) | Spirulina microencapsulation method | |
| RU2763842C1 (en) | Method for increasing metabolism and nonspecific resistance in farm animals | |
| RU2815782C1 (en) | Method of microencapsulating vetosporin probiotic | |
| EP0380675A4 (en) | Method for making sour-milk products |