CN110373351B - 一种冻干保护剂及其在制备乳酸菌冻干粉中应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种冻干保护剂，所述冻干保护剂含有羧甲基茯苓多糖。本发明还公开了所述的冻干保护剂在制备乳酸菌冻干粉中的应用以及一种乳酸菌冻干粉的制备方法。使用羧甲基茯苓多糖作为冻干保护剂，与单一使用海藻糖、脱脂乳粉、乳清分离蛋白等常规冻干保护剂相比，乳酸菌的存活率均大幅提高。因此，羧甲基茯苓多糖是一种新型且高效的乳酸菌冻干保护剂。

Description

一种冻干保护剂及其在制备乳酸菌冻干粉中应用
技术领域
本发明涉及冻干保护剂，及其是一种乳酸菌冻干保护剂，属于生物技术领域。
背景技术
乳酸菌是一类益生菌，通过摄入充足的数量，对宿主产生一种或多种特殊且经过论证的功能性健康益处的微生物，目前已经被广泛应用于营养保健、食品、医药、饲料添加剂等行业中。但乳酸菌对营养及环境条件要求较高，且对外界抵抗力差，难以制备和长期保存，这严重限制了其实际应用。
干燥法是一种很典型有效的食品保藏方法，它可以降低食品的水分活度，而低水分活度可以抑制微生物生长，这一原理也可用来提高益生菌贮藏稳定性，它不仅可以减缓益生菌的生长代谢，使益生菌处于休眠状态，还能抑制其他杂菌的污染，减少益生菌产品的腐败变质。鉴于益生菌的热不稳定性，真空冷冻干燥技术是较合适的选择，因为相比于其他热干燥方式，真空冷冻干燥对益生菌活性的影响要小得多，尽管如此，益生菌细胞在冷冻干燥过程中仍会受到冷冻和干燥的伤害，因此需要采取有效的保护措施，而最简单有效的方法即添加合适的冻干保护剂。目前国内广泛采用的乳酸菌的冻干保护剂有海藻糖、乳清蛋白、脱脂乳粉、菌粉、吐温等。如CN108085256 A公开了一种乳酸菌冻干保护剂，由海藻糖、甘露醇、硫酸锰三种成分组成；CN107557327 A公开了一种植物乳杆菌复合冻干保护剂，它由脱脂乳粉、乳糖、甘油三种成分组成。由于单一的保护剂对乳酸菌的保护效果通常并不理想，但复合保护剂对于工业化生产而言工艺较为繁琐，成本也较高。因此，开发更加高效的乳酸菌冻干保护剂是目前急需解决的问题。
茯苓是一种药食两用的真菌，在我国资源丰富，其主要成分是茯苓多糖，约占干燥茯苓的93％。但其难溶于水，生物活性低。以茯苓多糖为底物进行羧甲基化，可转化为羧基茯苓多糖，其生物活性明显增强，在水中溶解度达到80％以上。目前为止，关于羧甲基茯苓多糖作为冻干保护剂的用途尚未报道过。
发明内容
为了克服现有技术中的上述问题，本发明提供了一种新型高效的乳酸菌冻干保护剂，其成分是羧甲基茯苓多糖。本发明还提供了一种采用所述冻干保护剂制备乳酸菌冻干粉的方法。
本发明通过以下技术方案实现：
首先，申请人发现羧甲基茯苓多糖对乳酸菌具有冻干保护作用，可单独或者与甘露醇、乳糖等其它成分混合用于制备冻干保护剂。
优选地，所述羧甲基茯苓多糖的取代度为0.6-0.9，分子量为80000-500000Da，粘度为0.9-1.5mPa.s。
优选地，所述羧甲基茯苓多糖的取代度为0.9，分子量为120000Da，粘度为1.03mPa·s。
进一步，本发明还提供了所述冻干保护剂在制备乳酸菌冻干粉中的应用以及一种乳酸菌冻干粉的制备方法，该制备方法包括将所述的冻干保护剂配制成溶液，然后将乳酸菌菌泥与冻干保护剂溶液混匀并冻干的步骤。
优选地，所述冻干保护剂溶液中，羧甲基茯苓多糖的含量为1g/100ml。
优选地，所述乳酸菌菌泥与冻干保护剂溶液的重量比为1：3。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：
(1)本发明的乳酸菌包括植物乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、干酪乳杆菌、保加利亚乳杆菌等，本发明的保护剂可用于但不限于上述乳酸菌冻干粉的制备。使用羧甲基茯苓多糖后，与单一使用海藻糖、脱脂乳粉、乳清分离蛋白等常规冻干保护剂相比，乳酸菌的存活率均大幅提高。因此，羧甲基茯苓多糖不仅可单独用作乳酸菌的冻干保护剂，也可以与其它成分组合进一步提高保护效率。
(2)本发明可用于生产高活菌数、高活性的乳酸菌制剂，具有操作简单，实用性广等优点。
具体实施方案
下面结合具体实施例进一步阐明本发明。以下实施例中所使用的各种取代度、分子量、粘度的羧甲基茯苓多糖既可以参照文献自行制备，也可以通过商业途径购买获得，本实施例中的羧甲基茯苓多糖购自武汉润歌生物科技有限公司。
实施例1
羧甲基茯苓多糖的取代度为0.9，分子量为120000Da，粘度为1.03mPa·s。先将羧甲基茯苓多糖用水配制成含量为1g/100ml的冻干保护剂溶液，然后高温高湿灭菌10min，灭菌温度105℃。
将植物乳杆菌活化、培养、富集得菌泥，将菌泥与上述冻干保护剂溶液按照1:3的重量比混合均匀，最后进行真空冷冻干燥，得到植物乳杆菌冻干粉。
实施例2
羧甲基茯苓多糖的取代度为0.9，分子量为120000Da，粘度为1.03mPa·s。先将羧甲基茯苓多糖用水配制成含量为2g/100ml的冻干保护剂溶液，然后高温高湿灭菌10min，灭菌温度105℃。
将植物乳杆菌活化、培养、富集得菌泥，将菌泥与上述冻干保护剂溶液按照1:1.5的重量比混合均匀，最后进行真空冷冻干燥，得到植物乳杆菌冻干粉。
实施例3
羧甲基茯苓多糖的取代度为0.9，分子量为120000Da，粘度为1.03mPa·s。先将羧甲基茯苓多糖用水配制成含量为3g/100ml的冻干保护剂溶液，然后高温高湿灭菌10min，灭菌温度105℃。
将植物乳杆菌活化、培养、富集得菌泥，将菌泥与上述冻干保护剂溶液按照1:1的重量比混合均匀，最后进行真空冷冻干燥，得到植物乳杆菌冻干粉。
实施例4
羧甲基茯苓多糖的取代度为0.7，分子量为330000Da，粘度为1.53mPa·s。先将羧甲基茯苓多糖用水配制成含量为1g/100ml的冻干保护剂溶液，然后高温高湿灭菌10min，灭菌温度105℃。
将植物乳杆菌活化、培养、富集得菌泥，将菌泥与上述冻干保护剂溶液按照1:3的重量比混合均匀，最后进行真空冷冻干燥，得到植物乳杆菌冻干粉。
实施例5
羧甲基茯苓多糖的取代度为0.6，分子量为450000Da，粘度为1.75mPa·s。先将羧甲基茯苓多糖用水配制成含量为1g/100ml的冻干保护剂溶液，然后高温高湿灭菌10min，灭菌温度105℃。
将植物乳杆菌活化、培养、富集得菌泥，将菌泥与上述冻干保护剂溶液按照1:3的重量比混合均匀，最后进行真空冷冻干燥，得到植物乳杆菌冻干粉。
实施例6
羧甲基茯苓多糖的取代度为0.9，分子量为120000Da，粘度为1.03mPa·s。先将羧甲基茯苓多糖用水配制成含量为1g/100ml的冻干保护剂溶液，然后高温高湿灭菌10min，灭菌温度105℃。
将植物乳杆菌活化、培养、富集得菌泥，将菌泥与上述冻干保护剂溶液按照1:3的重量比混合均匀，最后进行真空冷冻干燥，得到植物乳杆菌冻干粉。
试验例
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乳酸菌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益生菌的总数与冷冻干燥前的益生菌总数的比值。其测定结果如表一所示：
表1本发明冻干保护剂对益生菌的保护作用
类别 冻干后的存活率(％)
实施例1 77.48
实施例2 73.24
实施例3 71.56
实施例4 62.35
实施例5 55.36
实施例6 70.25
对比例1 0.55
对比例2 25.12
对比例3 20.65
对比例4 15.38
对比例5 12.35
对比例6 11.75
对比例7 8.92
注：对比例1是实施例1中未添加冻干保护剂，对比例2-7分别采用脱脂乳粉、海藻糖、乳清分离蛋白、乳糖、低聚果糖、***胶作为冻干保护剂。
由上表可知，添加羧甲基茯苓多糖后的乳酸菌冻干存活率达55％以上，不仅高于未使用冻干保护剂的空白组，而且也高于其它常用的冻干保护剂如海藻糖、脱脂乳粉、乳清分离蛋白、乳糖、低聚果糖、***胶等。因此羧甲基茯苓多糖是一种新型且高效的乳酸菌冻干保护剂。

Claims (1)

1.一种植物乳杆菌（ Lactobacillus plantarum ）冻干粉的制备方法，其特征在于：包括将冻干保护剂配制成溶液，然后将植物乳杆菌菌泥与上述冻干保护剂溶液混匀并冻干的步骤，
所述冻干保护剂含有羧甲基茯苓多糖，所述羧甲基茯苓多糖的取代度为0.9，分子量为120000 Da，粘度为1.03 mPa•s，所述冻干保护剂溶液中，羧甲基茯苓多糖的含量为1g/100ml，所述植物乳杆菌菌泥与冻干保护剂溶液的重量比为1：3。
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