本發(fā)明屬于食品生物技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種以米糠蛋白聚集體-多糖復(fù)合凝膠為壁材益生菌微膠囊產(chǎn)品及制備方法。

背景技術(shù)：

微膠囊技術(shù)是一種將對(duì)周圍環(huán)境敏感的固體、液體或氣體物質(zhì)包埋在膠囊中，并在特定的環(huán)境中能夠控制釋放的技術(shù)。微膠囊顆粒的大小一般會(huì)因加工工藝的不同而異，其粒徑范圍一般在0.1～1000um。微膠囊分為壁材和芯材兩部分，在微膠囊內(nèi)部被包埋的物質(zhì)稱之為芯材，外面包埋的物質(zhì)則為壁材，壁材一般為天然高分子材料、半合成高分子材料、全合成高分子材料和無機(jī)材料。微膠囊技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，成為一直以來的研究熱點(diǎn)

近年來，隨著人們對(duì)環(huán)境、生態(tài)和可持續(xù)發(fā)展等問題的意識(shí)不斷增強(qiáng)，使用環(huán)保型微膠囊壁材成為當(dāng)今重要的研究方向。在食品行業(yè)中，微膠囊技術(shù)有獨(dú)特的作用和性能，占很顯著的優(yōu)勢(shì)。壁材的選取對(duì)于微膠囊的性能和用途有至關(guān)重要的作用，一般選擇能夠降解的天然高分子，糖類、蛋白質(zhì)和新興的生物多聚物實(shí)現(xiàn)如今應(yīng)用比較廣泛的三大類壁材。壁材應(yīng)具有良好的成膜性、無毒以及良好的生物相容性，同時(shí)不影響芯材的性能。

蛋白和多糖是食品的重要組成成分，在食品體系中也有廣泛的而應(yīng)用，天然蛋白質(zhì)本身在加工過程中會(huì)產(chǎn)生一些不利性質(zhì)和不穩(wěn)定性，影響其應(yīng)用。多糖-蛋白形成復(fù)合物能夠更好地發(fā)揮多糖和蛋白質(zhì)的協(xié)同作用。將其作為壁材包埋一些有效成分，能夠?qū)崿F(xiàn)特定位點(diǎn)釋放的目的。帶相反電荷的米糠蛋白和多糖可通過靜電吸引作用吸附多糖形成聚合物，在模擬胃液環(huán)境中能夠有效地阻止胃蛋白酶向微膠囊內(nèi)部的擴(kuò)散，這樣就起到了對(duì)某些有效成分的保護(hù)作用，當(dāng)處于腸液模擬消化環(huán)境中，能逐步將芯材釋放出來，最終能達(dá)到100％的釋放量。

益生菌在維護(hù)健康和預(yù)防疾病方面有著重要的作用，它發(fā)揮作用的關(guān)鍵在于益生菌存活的數(shù)量和到達(dá)特定部位后的繁殖能力，它們決定著其對(duì)宿主提供益處的力度或效果。由于益生菌對(duì)外界環(huán)境比較敏感，從加工到最終食用的過程中會(huì)有很多的因素影響益生菌的存活率。有越來越多的技術(shù)被用來提高益生菌的耐受性，最終產(chǎn)品能夠保證益生菌的代謝穩(wěn)定且具有活性，在通過宿主上的消化系統(tǒng)后，有大量存活的菌體，且能夠在宿主的腸道內(nèi)釋放和增值，從而發(fā)揮益生菌的益處，實(shí)現(xiàn)其功能，微膠囊技術(shù)能夠很好地解決這個(gè)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是通過復(fù)合凝聚法制備以米糠蛋白為壁材的腸道益生菌微膠囊產(chǎn)品。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

首先將米糠蛋白在低pH下形成聚集體，然后與多糖溶液按照1:1–10:1的體積比進(jìn)行混合，在形成的混合液中加入益生菌菌懸液和適量的乳化劑(吐溫-80)輕輕攪拌均勻，此時(shí)形成穩(wěn)定的乳液，在不斷攪拌下加入1％的醋酸溶液于混合溶液中使其最終pH為3.8-4.0，最后加入固化劑(沒食子酸)對(duì)微膠囊固化后，用蒸餾水洗滌最終得到益生菌微膠囊產(chǎn)品；

益生菌微膠囊壁材的制備流程為：米糠蛋白溶液—米糠蛋白聚集體—米糠蛋白聚集體/多糖復(fù)合物—混合乳液(益生菌菌液和乳化劑)—固化反應(yīng)(固化劑)—微膠囊產(chǎn)品；

具體步驟為：(1)微膠囊壁材溶液的配置：米糠蛋白聚集體的溶液+多糖溶液(阿拉伯膠、葡聚糖、殼聚糖)

米糠蛋白聚集體溶液的制備：將一定量的米糠蛋白溶解于蒸餾水中，其濃度為10％-20％(w/v)攪拌2h以保證米糠蛋白能夠完全水解，在低pH條件下對(duì)米糠蛋白溶液在90-100℃的水浴鍋中加熱變性處理2h，拿出后將其放在冰浴中迅速冷卻以防止聚集體的生長，形成的米糠蛋白聚集體溶液備用；

微膠囊壁材溶液的配置：在制備好的米糠蛋白聚集體溶液中按配比(多糖溶液/聚集體溶液)1:1–10:1逐滴的加入2％的多糖溶液，并在磁力攪拌器上不斷地?cái)嚢?0min，使壁材能夠充分的混合。

(2)菌種的活化及其培養(yǎng)：將保存于實(shí)驗(yàn)室的乳酸菌凍干粉接入到11％脫脂乳的水溶液中，經(jīng)37℃厭氧恒溫培養(yǎng)24h，脫脂乳凝固。用無菌水稀釋0.lmL凝乳，制得含乳酸菌菌懸液。對(duì)菌懸液進(jìn)行平板劃線分離，37℃厭氧培養(yǎng)24h，這樣連續(xù)傳代2-3次，使其充分活化。將活化后乳酸菌菌液接種到MRSC液體培養(yǎng)基中，經(jīng)37℃厭氧恒溫培養(yǎng)到對(duì)數(shù)期后，將得到的菌液在4℃、8000rmp的條件下離心10min,棄上清液，收集菌體。

(3)混合乳液的制備：在40℃的水浴條件下，將經(jīng)過離心收集的新鮮菌體加入到上述準(zhǔn)備的微膠囊壁材溶液中，壁材溶液的用量為菌體重量(干重)的60倍，同時(shí)加入適量的乳化劑(吐溫-80)并不斷地輕輕攪拌使其能夠充分混合，在攪拌時(shí)在混合液中加入1％的醋酸溶液調(diào)節(jié)pH至3.8-4.0。

(4)益生菌微膠囊的固化：將上述制備的微膠囊溶液在不斷地?cái)嚢柘率蛊渥匀焕鋮s到室溫時(shí)，將其至于冰浴中，繼續(xù)攪拌使最終的溫度在10℃以下。加入固化劑，磁力攪拌20min,靜置待沉淀析出，即為所得微膠囊，將固化后的微膠囊用蒸餾水進(jìn)行洗滌，過篩(320目)，烘干，收集得到微膠囊產(chǎn)品。在復(fù)合凝聚反應(yīng)之后形成的混合液中加入固化劑之后要進(jìn)行固化反應(yīng)來制得微膠囊；復(fù)凝聚法制備微膠囊的固化劑是沒食子酸，綠色環(huán)保；

在此工藝條件下制成的益生菌的微膠囊能夠提高對(duì)胃酸的抵抗力，最終會(huì)在腸道內(nèi)釋放被人體吸收，同時(shí)還具有良好的儲(chǔ)藏穩(wěn)定性和的包埋率，其微膠囊對(duì)乳酸菌的包埋率達(dá)91％+1.1.％，微膠囊呈球形，粒徑分布均勻，平均粒徑為1～10mm，常溫活菌量達(dá)8×10¹²CFU/g，在低溫4℃儲(chǔ)存60天后其存活率都保持在80％以上。

本發(fā)明的有益效果：以米糠蛋白聚集體–多糖混和凝膠為壁材的微膠囊產(chǎn)品具有很好的耐酸性和腸溶性，可延緩芯材在模擬胃消化環(huán)境中釋放即在模擬胃液消化環(huán)境中(pH1.2和胃蛋白酶)，由于帶正電荷的蛋白質(zhì)可通過靜電吸引作用吸附一層帶負(fù)電的多糖形成的聚合物能夠有效地阻止胃蛋白酶向微膠囊內(nèi)部的擴(kuò)散，這樣就起到了對(duì)某些有效成分的保護(hù)作用。當(dāng)處于腸液模擬消化環(huán)境中(pH6.8和胰消化酶)，能逐步將芯材釋放出來，最終能達(dá)到益生的作用。同時(shí)該微膠囊產(chǎn)品粒徑分布均勻，益生菌菌體的成活率較高，對(duì)益生菌有很好的保護(hù)作用微膠囊產(chǎn)品還有很好的儲(chǔ)藏穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1為益生菌微膠囊存活率隨時(shí)間的變化圖；

RBP：米糠蛋白為壁材的乳酸菌微膠囊；RBPA：米糠蛋白聚集體為壁材的

乳酸菌微膠囊；RBPA/P：米糠蛋白聚集體與多糖為壁材的乳酸菌微膠囊

圖2為本發(fā)明中制備方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

微膠囊壁材溶液的配置：濃度為15％的米糠蛋白溶液；

菌種的活化及其培養(yǎng)：將保存于實(shí)驗(yàn)室的乳酸菌凍干粉接入到11％脫脂乳的水溶液中，經(jīng)37℃厭氧恒溫培養(yǎng)24h，脫脂乳凝固。用無菌水稀釋0.lmL凝乳，制得含乳酸菌菌懸液。對(duì)菌懸液進(jìn)行平板劃線分離，37℃厭氧培養(yǎng)24h，這樣連續(xù)傳代2－3次，使其充分活化。將活化后乳酸菌菌液接種到MRSC液體培養(yǎng)基中，經(jīng)37℃厭氧恒溫培養(yǎng)到對(duì)數(shù)期后，將得到的菌液在4℃、8000rmp的條件下離心10min,棄上清液，收集菌體；

混合乳液的制備：在40℃的水浴條件下，將經(jīng)過離心收集的新鮮菌體加入到上述準(zhǔn)備的微膠囊壁材溶液中，壁材溶液的用量為菌體重量(干重)的60倍，同時(shí)加入適量的乳化劑(吐溫-80)并不斷地輕輕攪拌使其能夠充分混合，在攪拌時(shí)在混合液中加入1％的醋酸溶液調(diào)節(jié)pH至3.8-4.0。

益生菌微膠囊的固化：將上述制備的微膠囊溶液在不斷地?cái)嚢柘率蛊渥匀焕鋮s到室溫時(shí)，將其至于冰浴中，繼續(xù)攪拌使最終的溫度在10℃以下。加入固化劑茶多酚，磁力攪拌20min,靜置待沉淀析出，即為所得微膠囊，將固化后的微膠囊用蒸餾水進(jìn)行洗滌，過篩(320目)，烘干，收集得到微膠囊產(chǎn)品。

所得乳酸菌微膠囊包埋率達(dá)69.2％+1.1.％，微膠囊顆粒為直徑1-10mm的球形，常溫活菌量達(dá)7.5×10¹⁰CFU/g。

實(shí)施例2

微膠囊制備方法同實(shí)例1，改變微膠囊壁材溶液：米糠蛋白聚集體溶液

米糠蛋白聚集體溶液的制備：將一定量的米糠蛋白溶解于蒸餾水中，其濃度為15％(w/v)攪拌2h以保證米糠蛋白能夠完全水解，調(diào)節(jié)米糠蛋白溶液的pH至2，經(jīng)過離心后收集上清液，然后在90℃的水浴鍋中加熱變性處理2h，拿出后將其放在冰浴中迅速冷卻以防止聚集體的生長，形成的米糠蛋白聚集體溶液。

所得乳酸菌微膠囊包埋率達(dá)75％+1.1.％，微膠囊顆粒為直徑1-10mm的球形，常溫活菌量達(dá)10¹²CFU/g。

實(shí)施例3

微膠囊制備方法同實(shí)例1，改變微膠囊壁材溶液：米糠蛋白聚集體的溶液+多糖溶液(阿拉伯膠、葡聚糖、殼聚糖)

米糠蛋白聚集體溶液的制備：將一定量的米糠蛋白溶解于蒸餾水中，其濃度為15％(w/v)攪拌2h以保證米糠蛋白能夠完全水解，調(diào)節(jié)米糠蛋白溶液的pH至2，經(jīng)過離心后收集上清液，然后在90℃的水浴鍋中加熱變性處理2h，拿出后將其放在冰浴中迅速冷卻以防止聚集體的生長，形成的米糠蛋白聚集體溶液備用；

微膠囊壁材溶液的配置：在制備好的米糠蛋白聚集體溶液中按配比(多糖溶液/聚集體溶液)0.5:1逐滴的加入2％的多糖溶液，并在磁力攪拌器上不斷地?cái)嚢?0min，使壁材能夠充分的混合。

所得乳酸菌微膠囊包埋率達(dá)91％+1.1.％，微膠囊顆粒為直徑6.5mm的球形，常溫活菌量達(dá)8×10¹²CFU/g。

實(shí)施例4

以米糠蛋白聚集體–多糖復(fù)合凝膠為壁材的益生菌微膠囊產(chǎn)品耐貯存性測(cè)定。

將乳酸菌菌粉和微膠囊在4℃條件下貯存，在60天內(nèi)每隔10天取樣檢測(cè)菌體的存活情況。結(jié)果如圖1所示，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，單純的以米糠蛋白為壁材的微膠囊儲(chǔ)藏性能差，在存儲(chǔ)60天以后，乳酸菌的存活率會(huì)低于20％，而對(duì)于米糠蛋白聚集體為壁材的微膠囊，儲(chǔ)藏穩(wěn)定性會(huì)明顯增加。而蛋白聚集體-多糖復(fù)合凝膠作為壁材有效地延長了本產(chǎn)品的貯藏期，并且在儲(chǔ)藏60天后，乳酸菌的存活率仍能達(dá)到90％以上，具有良好的儲(chǔ)藏穩(wěn)定性。