一種包被乳酸菌微膠囊及其制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種乳酸菌微膠囊及其制備方法。該乳酸菌微膠囊包括：其芯材為乳酸菌顆粒；制丸輔料為蔗糖、麥芽糖糊精、微晶纖維素、玉米淀粉、葡萄糖或蛋白糖中的一種或幾種的混合物；所述壁材包括海藻酸鈉和CaCl2，還包括卡拉膠、大豆分離蛋白、非水溶性植物油中的一種，兩種或三種。該乳酸菌微膠囊是通過乳酸菌與制丸輔料混合造粒，再用腸溶性包衣材料進行包被制得的。該乳酸菌微膠囊對乳酸菌進行了保護，使得乳酸菌可安全通過胃液而進入腸道內；并在腸道內迅速崩解，占據定植位點，從而抑制了病原菌的生長；該乳酸菌微膠囊在常溫下具有優良的貯存穩定性、對金屬離子的耐受性以及對高溫的耐受力，在畜禽生產中的使用效果較佳。
【專利說明】一種包被乳酸菌微膠囊及其制備方法
發明領域
[0001]本發明涉及一種活性微生物，具體地說是涉及一種包被乳酸菌微膠囊及其制備方法。
【背景技術】
[0002]抗生素曾在畜禽養殖中發揮了重要作用，但其帶來的耐藥性擴散、藥物殘留和生態破壞等弊端也越來越明顯。隨著人們食品安全意識的加強，迫切需要使用綠色飼料添加劑來生產綠色畜產晶。乳酸菌類微生物飼料添加劑是其中很重要的一種。乳酸菌是動物體內的常駐有益菌，它可以頡抗病原微生物，調節動物消化道微生物區系平衡；活化免疫系統，增強免疫力；此外，乳酸菌還可以防止畜禽腹瀉、提高畜禽增重，在腸道內發揮著重要的生理功能。
[0003]但是，由于絕大多數乳酸菌不產生芽孢，抗逆性較差，乳酸菌很容易失活，所以嚴重影響了其使用價值。例如，胃液的PH通常在2.5以下，此酸度使得絕大部分被攝入的乳酸菌被破壞，只有約百萬分之一的乳酸菌能活著到達大腸。當把乳酸菌加于飼料中制粒時，通常的飼料制粒溫度為80?C，在此溫度下僅5分鐘即可使得乳酸桿菌損失70%?80%。另外，在飼料生產和畜禽養殖中，為便于使用，通常將乳酸菌直接加入全價料或添加劑預混料中，因這兩者都存在大量的微量元素金屬離子(如Cu2+、Fe2+、Mn2+、Zn2+和Ca2+)、維生素類(如氯化膽堿)及抗生素等物質，均會通過一系列氧化還原反應、酸堿度變化、改變乳酸菌生存微環境等方式影響到乳酸菌的存活和活力。
[0004]為了克服以上問題，在飼料加工和畜禽養殖業中常通過加大乳酸菌的使用量來解決，但是這不是解決問題的根本方法，僅是一種暫時的、需付出更大成本代價的補救措施。現在較為提倡使用的技術是對乳酸菌采用包衣措施，制備乳酸菌膠囊，來保護乳酸菌，從而降低外界對乳酸菌的影響。如日本專利JP9241434中所述，這種技術在包衣過程中采用了高于55°C的高溫，對乳酸菌造成了亞致死性損傷，即采用此技術包衣的乳酸菌能在營養豐富的培養基上生長，但是不能在腸道內定植和增殖。在中國專利CN1276009A中，還公開了對乳酸菌采用二次包衣的方法，此法提高了乳酸菌的耐胃酸性，但是此法所采用的是控釋包衣材料，使得乳酸菌在腸道內不能迅速地釋放及占據定植位點，從而不利于抑制病原菌的生長。這在家禽生產中的體現更為明顯，因為家禽的腸道很短，只有體長的3?4倍，因而乳酸菌能在腸道內的迅速釋放非常必要。
[0005]同時，該方法沒有對乳酸菌的耐高溫性、耐貯存性進行保護。綜上所述，現有的這些技術或是制得的乳酸菌膠囊中乳酸菌活性低，或是乳酸菌在腸道內不能迅速地釋放，而且成本都較高，因而不適于在微利的飼料工業和畜禽養殖生產中的廣泛應用。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在于克服現有技術制得的乳酸菌膠囊中乳酸菌活性低，在腸道內不能迅速地釋放，且不能較好地耐受飼料中含有的微量元素金屬離子、氯化膽堿、抗生素等多種有害因素的損傷，不能耐受飼料制粒過程中的高溫，而且成本都較高的缺陷，
[0007]從而提供一種活性高、耐貯存、穩定性高、成本低、可以安全通過胃液而在進入腸道后迅速崩解的乳酸菌微膠囊。
[0008]本發明的另一目的在于提供所述乳酸菌微膠囊的制備方法。
[0009]本發明的目的是通過如下技術方案實現的:
[0010]本發明提供的包被乳酸菌微膠囊，由芯材和敷著在芯材外表面上的壁材組成,其特征在于，所述芯材為由乳酸菌與制丸輔料均勻混合并粘合成一體的微球形顆粒，顆粒中乳酸菌含量占顆粒總重的20?30%，其制丸輔料為蔗糖、麥芽糖糊精、微晶纖維素、玉米淀粉、葡萄糖或蛋白糖中的一種、兩種或多種的混合物；所述壁材為海藻酸鈉、CaC12和卡拉膠、大豆分離蛋白、非水溶性植物油中的一種，兩種或多種混合物；
[0011 ] 所述非水溶性植物油為亞麻油、棉籽油、菜籽油、大豆色拉油、葵花子油或玉米油；所述的乳酸菌為經過一定耐氧馴化，在有氧操作過程中有較高存活率的植物乳桿菌、糞鏈球菌、嗜酸乳桿菌、發酵乳桿菌或干酪乳桿菌等。
[0012]本發明提供的上述包被乳酸菌微膠囊的制備方法，其步驟如下:
[0013](I)制備乳酸菌濃液:
[0014]將健康動物腸道中分離到的乳酸菌，接入滅菌后的培養基中培養，再將得到的乳酸菌培養液進行離心分離，用滅菌生理鹽水將分離得到的沉淀物——菌泥稀釋成含109-10ncuf/ml乳酸菌活菌的混合液，并加入沉淀物——菌泥總重3?10%的脫脂奶粉，得到乳酸菌濃液；
[0015](2)造粒；將裝有制丸輔料的流化造粒包衣干燥機的轉動的制丸鍋中，在制丸輔料呈沸騰的狀態下噴涂步驟(I)制得的乳酸菌濃液，10_30min后，停止乳酸菌濃液的噴涂，繼續沸騰轉動制丸鍋5-10分鐘，得到直徑I?2mm的球型顆粒，該球型顆粒中乳酸菌含量占球型顆粒總重的20?30% ；
[0016]所使用的制丸輔料為蔗糖、麥芽糖糊精、微晶纖維素、玉米淀粉、葡萄糖或蛋白糖中的千種、兩種或多種的混合物；
[0017]所使用的流化造粒包衣干燥機的工藝條件為:壓縮空氣耗量為0.2-0.6mVmin,氣密封調壓為0.13-0.20Mpa，霧化壓力為0.16，0.22Mpa，電流調壓為0.2-0.6Mpa，噴料速度為5-15ml/min，噴料進口溫度為25_95°C，出口溫度為常溫；
[0018](3)包被:
[0019]將步驟(2)得到的球型顆粒放入流化造粒包衣干燥機內的包衣鍋內，從包衣鍋進口分別同時噴入濃度為I?5wt%壁材溶液和濃度為I?3wt% CaCl2溶液，噴料進口溫度為65-75°C，噴料速度為2?20ml/min，10-30分鐘后，便在流化造粒包衣干燥機內的
[0020]出口得到經包被的直徑為2?3mm的包被乳酸菌微膠囊，其出口溫度為30?50 0C ；
[0021]所述壁材為海藻酸鈉、CaCl2和卡拉膠、大豆分離蛋白、非水溶性植物油中的一種，兩種或多種混合物；
[0022]所述步驟(2)中乳酸菌濃液的噴涂為I?3次；所述非水溶性植物油為亞麻油棉籽油、菜籽油、大豆色拉油、葵花子油或玉米油；所述的乳酸菌為經過一定耐氧馴化，在有氧操作過程中有較高存活率的植物乳桿菌、糞鏈球菌、嗜酸乳桿菌、發酵乳桿菌或干酪乳桿菌。
[0023]本發明與已有技術相比，具有以下優越性:
[0024]由于本發明的壁材選用了海藻酸鈉和CaCl2，海藻酸鈉和CaCl2發生理化反應形成凝膠，凝膠具有很多微孔，而本發明又在壁材中添加了非水溶性的植物油類、大豆分離蛋白或其它膠類物質，從而使所得凝膠中的網孔得到填補，從而增強了本發明包被乳酸菌微膠囊過胃保護效果；而且本發明又在制丸輔料中添加了微晶纖維素，包被乳酸菌微膠囊過胃后進入腸道破壁后吸收水分，其芯材大量吸水而迅速崩解，迅速釋放乳酸菌，進而增殖并占據定植位點，從而抑制了病原菌的生長；還有，已有技術的乳酸菌微膠囊由于不含非水溶性的植物油類，因此不能用于含有高濃度微量元素離子
[0025](Cu2+、Zn2+、Fe2+、Mn2+等)或氯化膽堿等成分的飼料中，僅適用于食品或醫藥工業；而本發明的包被乳酸菌微膠囊由于含有非水溶性的植物油類，從而阻斷了上述水溶性的金屬離子或氯化膽堿等成分的浸入，進而防止這些離子對乳酸菌的破壞作用，因此本發明的乳酸菌微膠囊特別適用于飼料工業或養殖業。
[0026]本發明的包被乳酸菌微膠囊由于含有脫脂奶粉、大豆分離蛋白、蛋白糖等輔助材料，在高溫條件下這些輔助材料對菌體有很好的保護作用，增強了本發明的耐熱性。
[0027]綜上所述，本發明提供的包被乳酸菌微膠囊具有活性高、成本低，耐高溫、耐酸、耐金屬離子及作為飼料添加劑可以安全通過胃液而在動物腸道中迅速崩解釋放乳酸菌，增殖并占據定植位點，抑制動物病原菌生長的效率高。
【具體實施方式】
[0028]實施例1
[0029]使用一種培養基，其包括組分A、B、C和D，其中，所述組分A為牛肉膏或蛋白胨、酵母膏、脫脂牛奶/粉、大豆肽、胰胨、大豆粉中一種或多種的混合物；所述組分B為乳糖、葡萄糖、蕃茄汁、麥芽膏中一種或幾種的混合物；所述組分C為吐溫-80、半胱氨酸、胡蘿卜汁、馬鈴薯汁、大蔥汁、平菇汁中的一種或多種混合物；所述組分D為NaC1、KH2P04、檸檬酸二銨、醋酸鈉、MgS04中的一種或多種的混合物，將此培養基在121°C下滅菌15?30min，冷卻至室溫。
[0030]從健康動物腸道中分離到一株乳酸菌(如，植物乳桿菌)，接入上述培養基，在25-42’ C培養12小時；將培養液在4000r/min條件下，離心30min，得到乳酸菌菌泥；
[0031]用滅菌生理鹽水將該乳酸菌菌泥稀釋，加入乳酸菌菌泥總重5%的脫脂奶粉，得到活菌濃度為101(lCfu/ml的乳酸菌濃縮液。
[0032]采用FLP型流化造粒包衣干燥機，依蔗糖:麥芽糖糊精:微晶纖維素:5:4:1 (重量比)組成的制丸輔料2kg投入制丸鍋中，同時噴入上述的乳酸菌濃縮液，制丸輔料與乳酸菌濃縮液的重量比例為1:2所使用的流化造粒包衣干燥機的工藝條件為:壓縮空氣耗量為0.4m3/min，氣密封調壓為0.16Mpa，霧化壓力為0.18Mpa，電流調壓為0.4Mpa，噴涂進料速度為10ml/min，噴涂進口溫度和出口溫度均為常溫；啟動FLP型流化造粒包衣干燥機，通過設備視窗觀察制丸情況，經過15min，制得直徑I?2_的球型乳酸菌顆粒。
[0033]啟動包衣裝置，在進口溫度為70?C，出口溫度為45°C下，噴入2wt%海藻酸鈉、1界1:%卡拉膠、0.5wt%大豆色拉油和0.4wt%大豆分離蛋白的壁材溶液，同時從另一噴頭噴入2wt% CaCl2溶液,進料速度分別為8ml/min和4ml/min,制得直徑為2?3mm的包被乳酸菌微膠囊，其乳酸菌含量占微膠囊總重的20%。
[0034]實施例2
[0035]從健康動物腸道中分離到一株乳酸菌.(如，糞鏈球菌)，接入實施例1中所述的培養基中，在25?42°C培養12小時；將培養液在4000r/min條件下，離心30min，得到乳酸菌菌泥；用滅菌生理鹽水將該乳酸菌菌泥稀釋，加入乳酸菌菌泥總重3%的脫脂奶粉，得到活菌濃度為109cfu/mL的乳酸菌濃縮液。
[0036]采用FLP型流化造粒包衣干燥機，將微晶纖維素:蔗糖:玉米淀粉:2: 3: 5(重量比)組成的制丸輔料2kg投入制丸鍋中，同時噴入上述的乳酸菌濃縮液，制丸輔料與乳酸菌濃縮液的重量比例為1: 2，進行兩次噴涂；所使用的流化造粒包衣干燥機的工藝條件為:壓縮空氣耗量為0.2m3/min，氣密封調壓為0.13Mpa，霧化壓力為0.16Mpa，
[0037]電流調壓為0.2Mpa，噴涂進料速度為5ml/min，噴涂進口風溫為50°C，出口溫度為常溫；啟動FLP型流化造粒包衣干燥機，通過設備視窗觀察制丸情況，經過lOmin，制得直徑I?2mm的球型乳酸菌顆粒。
[0038]啟動包衣裝置，在進口溫度為65°C，出口溫度為30°C下，噴入3wt%海藻酸鈉、0.6wt%大豆色拉油和0.5wt%大豆分離蛋白的壁材溶液，同時從另一噴頭噴入lwt% CaCl2溶液，進料速度分別為4ml/in和2ml/min，制得直徑為2_3mm的乳酸菌微膠囊，其乳酸菌含量占微膠囊總重的25%。
[0039]實施例3
[0040]從健康動物腸道中分離到一株乳酸菌(如，嗜酸乳桿菌，當然也可以為發酵乳桿菌或干酪乳桿菌)，接入實施例1中所述的培養基中，在25?42°C培養12小時；將培養液在4000r/min條件下，離心30min，得到乳酸菌菌泥；用滅菌生理鹽水將該乳酸菌菌泥稀釋，加入乳酸菌菌泥總重10%的脫脂奶粉，得到活菌濃度為IO11Cfu的乳酸菌濃縮液。
[0041]采用FLP型流化造粒包衣干燥機，依蔗糖:麥芽糖糊精:蛋白糖:2: 3: 4(重量比)組成的制丸輔料2kS投入制丸鍋中，同時噴入上述的乳酸菌濃縮液，制丸輔料與乳酸菌濃縮液的重量比例為1: 3，進行三次噴涂；所使用的流化造粒包衣干燥機的工藝條件為:壓縮空氣耗量為0.6m3/min，氣密封調壓為0.20Mpa，霧化壓力為0.22Mpa，電流調壓為0.6Mpa，噴涂進料速度為15mVmin，噴涂進口風溫為95°C，出口溫度為常溫；啟動FLP型流化造粒包衣干燥機，通過設備視窗觀察制丸情況，經過30min,制得直徑I?2_的球型乳酸菌顆粒。啟動包衣裝置，在進口溫度為75°C，出口溫度為50’C下，噴入5被％海藻酸鈉壁材溶液，同時從另一噴頭噴入3wt% CaCl2溶液，進料速度分別為20ml/min和10mi/rain，制得直徑為2?3mm的包被乳酸菌微膠囊，其乳酸菌含量占微膠囊總重的30%。
[0042]實施例4
[0043]將實施例1?3中制備的乳酸菌微膠囊在模擬胃液和模擬腸液中進行耐胃酸性能的測試。
[0044]將上述乳酸菌微膠囊5g，分別在45ml兩種不同pH的模擬胃液中，于37°C下孵育2h，然后轉入不同pH的模擬腸液中處理2h，觀察微膠囊的崩解情況，結果列于表I。測定乳酸菌的活菌數，按下式計算微膠囊化乳酸菌的存活率，結果列于表2。[0045]存活率:(處理前活菌數)/ (處理后活菌數)XlOO %
[0046]表1、乳酸菌微膠囊在模擬胃液和模擬腸液中的崩解情況
[0047]
【權利要求】
1.一種包被乳酸菌微膠囊，由芯材和敷著在芯材外表面上的壁材組成，其特征在于，所述芯材為由乳酸菌與制丸輔料均勻混合并粘合成一體的微球形顆粒，顆粒中乳酸菌含量占顆粒總重的20-30%，其制丸輔料為蔗糖、麥芽糖糊精、微晶纖維素、玉米淀粉、葡萄糖或蛋白糖中的一種、兩種或多種的混合物；所述壁材為海藻酸鈉、CaC12和卡拉膠、大豆分離蛋白、非水溶性植物油中的一種，兩種或多種混合物。
2.按權利要求1所述的包被乳酸菌微膠囊，其特征在于:所述非水溶性植物油為亞麻油、棉籽油、菜籽油、大豆色拉油、葵花子油或玉米油。
3.按權利要求1或2所述的包被乳酸菌微膠囊，其特征在于:所述的乳酸菌為經過“定耐氧馴化，在有氧操作過程中有較高存活率的植物乳桿菌、糞鏈球菌、嗜酸乳桿菌、發酵乳桿菌或干酪乳桿菌。
4.一種權利要求1所述包被乳酸菌微膠囊的制備方法，其步驟如下: (1)制備乳酸菌濃液: 將健康動物腸道中分離到的乳酸菌，接入滅菌后的培養基中培養，再將得到的乳酸菌培養液進行離心分離，用滅菌生理鹽水將分離得到的沉淀物——菌泥稀釋成含IO9~10ncfu/ml乳酸菌活菌的混合液，并加入沉淀物——菌泥總重3~10 %的脫脂奶粉，得到乳酸菌濃液； (2)造粒: 將裝有制丸輔料的流化造粒包衣干燥機的轉動的制丸鍋中，在制丸輔料呈沸騰的狀態下噴涂步驟(1)制得的乳酸菌濃液，10-30min后，停止乳酸菌濃液的噴涂，繼續沸騰轉動制丸鍋5-10分鐘，得到直徑I~2mm的球型顆粒，該球型顆粒中乳酸菌含量占球型顆粒總重的20~30% ； 所使用的制丸輔料為蔗糖、麥芽糖糊精、微晶纖維素、玉米淀粉、葡萄糖或蛋白糖中的一種、兩種或多種的混合物； 所使用的流化造粒包衣干燥機的工藝條件為:壓縮空氣耗量為0.2~0.6m3/min，氣密封調壓為0.13~0.20Mpa,霧化壓力為0.16~0.22Mpa,電流調壓為0.2~0.6Mpa,噴料速度為5~15ml/min，噴料進口溫度為25~95°C，出口溫度為常溫； (3)包被: 將步驟(2)得到的球型顆粒放入流化造粒包衣干燥機內的包衣鍋內，從包衣鍋進口分別同時噴入濃度為I~5wt%壁材溶液和濃度為I~3wt% CaCl2:溶液，噴料進口溫度為65~75°C，噴料速度為2~20ml/min，10-30分鐘后，便在流化造粒包衣干燥機內的出口得到經包被的直徑為2~3mm的包被乳酸菌微膠囊，其出口溫度為30~50°C ； 所述壁材為海藻酸鈉、CaCl2和卡拉膠、大豆分離蛋白、非水溶性植物油中的一種，兩種或多種混合物。
5.按權利要求4所述的包被乳酸菌微膠囊的制備方法，其特征在于:所述步驟(2)中乳酸菌濃液的噴涂為I~3次。
6.按權利要求4所述的包被乳酸菌微膠囊的制備方法，其特征在于:所述非水溶性植物油為亞麻油、棉籽油、菜籽油、大豆色拉油、葵花子油或玉米油。
7.按權利要求4所述的包被乳酸菌微膠囊的制備方法，其特征在于:所述的乳酸菌為經過一定耐氧馴化，在有氧操作過程中有較高存活率的植物乳桿菌、糞鏈球菌、嗜酸乳桿菌、發酵乳桿菌或干酪 乳桿菌。
【文檔編號】A23K1/16GK103749973SQ201110313741
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2011年10月17日 優先權日:2011年10月17日
【發明者】陳雙露 申請人:陳雙露