CN108823099A - 一种固态益生菌制剂的制备方法及其制剂 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种固态益生菌制剂的制备方法，属于乳制品制造领域。为了克服现有技术中冷冻干燥工艺中细胞死亡率较高、成品存在安全隐患的不足，本发明提供一种固态益生菌制剂的制备方法及其制剂，其包括向益生菌悬液中加入甜菜碱和羟辅氨酸并通过逐级降温提高益生菌的抗冻能力，然后向其中加入葡萄糖和山梨醇冷冻干燥而得，该益生菌固体制剂制备得到的制剂内的益生菌的存活率均在85％以上，其显著优于按照现有技术获得益生菌固体制剂的益生菌存活率，其步骤简单，处理时间短，适宜在现有工艺中推广应用。

Description

一种固态益生菌制剂的制备方法及其制剂
技术领域
本发明涉及一种固态益生菌制剂的制备方法，属于乳制品制造领域。
背景技术
益生菌是一类对宿主有益的活性微生物，是定植于人体肠道、生殖***内，能产生确切健康功效从而改善宿主微生态平衡、发挥有益作用的活性有益微生物的总称。人体、动物体内有益的细菌或真菌主要有：酪酸梭菌、乳杆菌、双歧杆菌、放线菌、酵母菌等。目前世界上研究的功能最强大的产品主要是以上各类微生物组成的复合活性益生菌，其广泛应用于生物工程、工农业、食品安全以及生命健康领域。
合理有效的益生菌制剂能够有效修复肠道菌群生态***平衡，是促进人和动物机体保持健康生长状态的关键。固态型益生菌制剂具有易于保存、运输、应用等特点，目前关于商品化的动物益生菌制剂常为液态，传统的固态益生菌制剂中益生菌由于干燥极易死亡，且不能长期保存，从而丧失利用价值。
CN103690568A公开了一种利用高渗低聚糖液制备固态益生菌制剂的方法，，包括以下步骤：1)量取体积为Vml的益生菌菌液，向益生菌菌液中加入保护剂混合均匀后，再加入低聚糖充分搅拌，得到益生菌混合液，所加入保护剂的质量为1～8％Vg，所加入的低聚糖质量为30～70％Vg；2)将益生菌混合液在20～42℃的条件下保温处理30～240min；3)向经保温处理的益生菌混合液中加入发泡膨松剂混合均匀后，再加入辅料充分搅拌，得到益生菌混合物料，所加入的发泡膨松剂质量为0.1～0.8％Vg，所加入辅料的质量为40～80％Vg；4)将益生菌混合物料在30～37℃下真空干燥，然后进行粉碎，即得到固态益生菌制剂。该工艺中使用低聚糖的渗透压效果使细胞脱水，容易导致细胞死亡，且其保护剂在冷冻干燥工艺中的保护效果较差，因此其实际应用效果欠佳。
CN104250630A公开了益生菌固态制剂的制备方法，包括以下步骤：分别配制含琼脂LB培养基或含琼脂生理盐水，以及LB培养基或生理盐水，并高压灭菌；取益生菌高速离心沉淀，弃去上层菌液，用35～37℃预温的LB培养基或生理盐水重悬；把重悬的益生菌菌液接入液态含琼脂LB培养基或含琼脂生理盐水中，混匀；将液态包含益生菌的含琼脂的LB培养基或液态包含益生菌的含琼脂生理盐水分装至模具中，室温冷却，即凝固成具有模具形状的益生菌固态制剂。该制品的基质为LB培养基，其中的组分长期服用存在较大的安全隐患。
发明内容
为了克服现有技术中冷冻干燥工艺中细胞死亡率较高、成品存在安全隐患的不足，本发明提供一种固态益生菌制剂的制备方法及其制剂，其包括向益生菌悬液中加入甜菜碱和羟辅氨酸并通过逐级降温提高益生菌的抗冻能力，然后向其中加入葡萄糖和山梨醇冷冻干燥而得，该益生菌固体制剂制备得到的制剂内的益生菌的存活率均在85％以上，其显著优于按照现有技术获得益生菌固体制剂的益生菌存活率，其步骤简单，处理时间短，适宜在现有工艺中推广应用。
本发明通过下述技术方案实现上述技术效果：
一种固态益生菌制剂的制备方法，其具体包括下述步骤：
1)将益生菌发酵液在离心转速为8000-10000rpm，离心时间为3-5分钟条件下离心得到益生菌细胞，将益生菌细胞悬浮于0.9％的生理盐水中得到益生菌细胞悬液；
2)室温条件下向益生菌细胞悬液中加入甜菜碱和羟辅氨酸使的甜菜碱的终浓度为0.1％-0.2％，羟辅氨酸的终浓度为0.06％-0.12％，控制细胞悬液的温度为0℃--5℃，持续2-4小时，调节温度至-15℃--20℃，持续40min-60min；调节温度至-30℃--40℃,持续4-6小时；恢复温度至室温；
3)向益生菌细胞悬液加入益生菌细胞4％-6％重量百分含量的山梨醇和4％-6％重量百分含量的葡萄糖，放入真空冷冻干燥机中冷冻干燥,控制冷冻干燥温度为-25℃--35℃，冷冻干燥时间为18-24小时。
上述所述的固态益生菌制剂的制备方法，所述步骤2)中益生菌细胞悬液中甜菜碱与羟辅氨酸的重量比为5:3。优选地，所述步骤2)中益生菌细胞悬液中甜菜碱的终浓度为0.15％，羟辅氨酸的终浓度0.09％。
上述所述的固态益生菌制剂的制备方法，所述步骤3)中山梨醇在益生菌细胞悬液的百分含量为5％，葡萄糖在益生菌细胞悬液的百分含量为5％。
上述所述的固态益生菌制剂的制备方法，所述步骤3)中在冷冻干燥前还可以加入辅料，优选地，所述的辅料为可溶性淀粉、淀粉、脱脂奶粉、魔芋精粉、魔芋胶、玉米粉的一种或多种。
上述所述的固态益生菌制剂的制备方法，所述步骤3)中冷冻干燥温度为-30℃，冷冻干燥时间为21小时。
本发明还提供一种上述制备方法制备得到的益生菌固体制剂。
实验证实，按照本发明所述的益生菌固体制剂制备得到的制剂内的益生菌的存活率均在85％以上，其中实施例3的效果最佳，其显著优于按照现有技术获得益生菌固体制剂的益生菌存活率。从对比实验可以看出，步骤2是本发明的关键步骤，其对于益生菌的存活率具有重要作用，其中未加入甜菜碱和羟辅氨酸会导致益生菌存活率的显著下降。
本发明与现有技术相比具有优势在于：
本发明益生菌固体制剂制备得到的制剂内的益生菌的存活率均在85％以上，其中实施例3的效果最佳，其显著优于按照现有技术获得益生菌固体制剂的益生菌存活率。其步骤简单，处理时间短，适宜在现有工艺中推广应用。
具体实施方式
以下通过具体实施例进一步描述本发明，但所述实施例并不以任何方式限定本发明专利保护的范围。
实施例1
一种固态益生菌制剂的制备方法，其具体包括下述步骤：
1)将益生菌发酵液在离心转速为8000rpm，离心时间为3分钟条件下离心得到益生菌细胞，将益生菌细胞悬浮于0.9％的生理盐水中得到益生菌细胞悬液；
2)室温条件下向益生菌细胞悬液中加入甜菜碱和羟辅氨酸使的甜菜碱的终浓度为0.1％，羟辅氨酸的终浓度为0.06％，控制细胞悬液的温度为0℃，持续2小时，调节温度至-15℃，持续40min；调节温度至-30℃,持续4小时；恢复温度至室温；
3)向益生菌细胞悬液加入益生菌细胞4％重量百分含量的山梨醇和4％重量百分含量的葡萄糖，放入真空冷冻干燥机中冷冻干燥,控制冷冻干燥温度为-25℃--35℃，冷冻干燥时间为18-24小时。
所述步骤3)中在冷冻干燥前还可以加入辅料，所述的辅料为可溶性淀粉、淀粉、脱脂奶粉、魔芋精粉、魔芋胶、玉米粉的一种或多种。
实施例2
一种固态益生菌制剂的制备方法，其具体包括下述步骤：
1)将益生菌发酵液在离心转速为10000rpm，离心时间为5分钟条件下离心得到益生菌细胞，将益生菌细胞悬浮于0.9％的生理盐水中得到益生菌细胞悬液；
2)室温条件下向益生菌细胞悬液中加入甜菜碱和羟辅氨酸使的甜菜碱的终浓度为0.2％，羟辅氨酸的终浓度为0.12％，控制细胞悬液的温度为-5℃，持续4小时，调节温度至-20℃，持续60min；调节温度至-40℃,持续6小时；恢复温度至室温；
3)向益生菌细胞悬液加入益生菌细胞6％重量百分含量的山梨醇和6％重量百分含量的葡萄糖，放入真空冷冻干燥机中冷冻干燥,控制冷冻干燥温度为-35℃，冷冻干燥时间为24小时。
所述步骤3)中在冷冻干燥前还可以加入辅料，所述的辅料为可溶性淀粉、淀粉、脱脂奶粉、魔芋精粉、魔芋胶、玉米粉的一种或多种。
实施例3
一种固态益生菌制剂的制备方法，其具体包括下述步骤：
1)将益生菌发酵液在离心转速为9000rpm，离心时间为4分钟条件下离心得到益生菌细胞，将益生菌细胞悬浮于0.9％的生理盐水中得到益生菌细胞悬液；
2)室温条件下向益生菌细胞悬液中加入甜菜碱和羟辅氨酸使的甜菜碱的终浓度为0.15％，羟辅氨酸的终浓度为0.09％，控制细胞悬液的温度为-5℃，持续3小时，调节温度至-18℃，持续50min；调节温度至-35℃,持续5小时；恢复温度至室温；
3)向益生菌细胞悬液加入益生菌细胞5％重量百分含量的山梨醇和5％重量百分含量的葡萄糖，放入真空冷冻干燥机中冷冻干燥,控制冷冻干燥温度为-30℃，冷冻干燥时间为22小时。
所述步骤3)中在冷冻干燥前还可以加入辅料，所述的辅料为可溶性淀粉、淀粉、脱脂奶粉、魔芋精粉、魔芋胶、玉米粉的一种或多种。
实施例4
一种固态益生菌制剂的制备方法，其具体包括下述步骤：
1)将益生菌发酵液在离心转速为8000rpm，离心时间为5分钟条件下离心得到益生菌细胞，将益生菌细胞悬浮于0.9％的生理盐水中得到益生菌细胞悬液；
2)室温条件下向益生菌细胞悬液中加入甜菜碱和羟辅氨酸使的甜菜碱的终浓度为0.1％，羟辅氨酸的终浓度为0.12％，控制细胞悬液的温度为0℃，持续4小时，调节温度至-15℃，持续60min；调节温度至-30℃,持续6小时；恢复温度至室温；
3)向益生菌细胞悬液加入益生菌细胞4％重量百分含量的山梨醇和6％重量百分含量的葡萄糖，放入真空冷冻干燥机中冷冻干燥,控制冷冻干燥温度为-25℃，冷冻干燥时间为24小时。
所述步骤3)中在冷冻干燥前还可以加入辅料，所述的辅料为可溶性淀粉、淀粉、脱脂奶粉、魔芋精粉、魔芋胶、玉米粉的一种或多种。
实施例5
一种固态益生菌制剂的制备方法，其具体包括下述步骤：
1)将益生菌发酵液在离心转速为10000rpm，离心时间为3分钟条件下离心得到益生菌细胞，将益生菌细胞悬浮于0.9％的生理盐水中得到益生菌细胞悬液；
2)室温条件下向益生菌细胞悬液中加入甜菜碱和羟辅氨酸使的甜菜碱的终浓度为0.2％，羟辅氨酸的终浓度为0.06％，控制细胞悬液的温度为-5℃，持续2小时，调节温度至-20℃，持续40min；调节温度至-40℃,持续4小时；恢复温度至室温；
3)向益生菌细胞悬液加入益生菌细胞6％重量百分含量的山梨醇和4％重量百分含量的葡萄糖，放入真空冷冻干燥机中冷冻干燥,控制冷冻干燥温度为-35℃，冷冻干燥时间为18小时。
所述步骤3)中在冷冻干燥前还可以加入辅料，所述的辅料为可溶性淀粉、淀粉、脱脂奶粉、魔芋精粉、魔芋胶、玉米粉的一种或多种。
对比实施例1
按照CN104250630A实施例1所述工艺制备得到的益生菌固体制剂。
对比实施例2
按照CN103690568A实施例1制备得到的益生菌固体制剂。
对比实施例3
制备方法同实施例3，但缺省步骤2。
对比实施例4
制备方法同实施例3，但步骤2)中未加入甜菜碱和羟辅氨酸。
实施例6本发明固态益生菌制剂的制备方法效果评价
按照本发明所述的工艺分别处理长双歧杆菌和干酪乳杆菌的细胞悬液。菌落计数按照GB 4789.35-2010食品安全国家标准食品微生物学检验所述的方法进行，计算其存活率，存活率为冷冻干燥后的细菌总数与冷冻干燥前的细菌总数的比值。其测定结果如下所示。
表1本发明复合保护剂对冷冻干燥工艺前后益生菌的保护作用
益生菌存活率(％)
实施例1 88.6
实施例2 86.9
实施例3 92.3
实施例4 85.7
实施例5 89.6
对比实施例1 55.2
对比实施例2 74.6
对比实施例3 25.3
对比实施例4 45.8
由此可见，按照本发明所述的益生菌固体制剂制备得到的制剂内的益生菌的存活率均在85％以上，其中实施例3的效果最佳，其显著优于按照现有技术获得益生菌固体制剂的益生菌存活率。从对比实验可以看出，步骤2是本发明的关键步骤，其对于益生菌的存活率具有重要作用，其中未加入甜菜碱和羟辅氨酸会导致益生菌存活率的显著下降。

Claims (7)

1.一种固态益生菌制剂的制备方法，其具体包括下述步骤：
1)将益生菌发酵液在离心转速为8000-10000rpm，离心时间为3-5分钟条件下离心得到益生菌细胞，将益生菌细胞悬浮于0.9％的生理盐水中得到益生菌细胞悬液；
2)室温条件下向益生菌细胞悬液中加入甜菜碱和羟辅氨酸使的甜菜碱的终浓度为0.1％-0.2％，羟辅氨酸的终浓度为0.06％-0.12％，控制细胞悬液的温度为0℃--5℃，持续2-4小时，调节温度至-15℃--20℃，持续40min-60min；调节温度至-30℃--40℃,持续4-6小时；恢复温度至室温；
3)向益生菌细胞悬液加入益生菌细胞4％-6％重量百分含量的山梨醇和4％-6％重量百分含量的葡萄糖，放入真空冷冻干燥机中冷冻干燥,控制冷冻干燥温度为-25℃--35℃，冷冻干燥时间为18-24小时。
2.根据权利要求1所述的固态益生菌制剂的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中益生菌细胞悬液中甜菜碱与羟辅氨酸的重量比为5:3。
3.根据权利要求1所述的固态益生菌制剂的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中益生菌细胞悬液中甜菜碱的终浓度为0.15％，羟辅氨酸的终浓度0.09％。
4.根据权利要求1所述的固态益生菌制剂的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中山梨醇在益生菌细胞悬液的百分含量为5％，葡萄糖在益生菌细胞悬液的百分含量为5％。
5.根据权利要求1所述的固态益生菌制剂的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中在冷冻干燥前还加入辅料。
6.根据权利要求1所述的固态益生菌制剂的制备方法，其特征在于，所述的辅料为可溶性淀粉、淀粉、脱脂奶粉、魔芋精粉、魔芋胶、玉米粉的一种。
7.一种根据权利要求1-6所述的制备方法制备得到的益生菌固体制剂。
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