CN114806972B - 一种利用天然低共熔溶剂制备高活性乳酸菌发酵剂的方法 - Google Patents
一种利用天然低共熔溶剂制备高活性乳酸菌发酵剂的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种利用天然低共熔溶剂制备高活性乳酸菌发酵剂的方法，属于乳酸菌制剂技术领域。本发明公开的一种利用天然低共熔溶剂制备高活性乳酸菌发酵剂的方法，利用乳酸菌新型甘油‑甜菜碱天然低共熔溶剂作为保护剂，相对于甘油和甜菜碱作为保护剂，使用该保护剂处理后乳酸菌喷雾干燥存活率提高了3倍以上。
Description
技术领域
本发明涉及乳酸菌制剂技术领域，更具体的说是涉及一种利用天然低共熔溶剂制备高活性乳酸菌发酵剂的方法。
背景技术
乳酸菌是食品发酵工业和功能性食品行业中的重要组成部分。目前，乳酸菌制剂主要通过冷冻干燥技术制备，其存活率较高，但也存在不能连续生产、设备造价高、高能耗及生产周期长等缺点；成为限制乳酸菌干燥制剂发展的重要因素。喷雾干燥技术具备低成本、高效、可连续等优点，生产成本仅为冷冻干燥技术的18％，有望替代冷冻干燥生产乳酸菌制剂。但喷雾干燥过程中菌体与热空气接触会引起细胞损伤，导致干燥后乳酸菌大量死亡、活力大幅下降。
目前，如何降低干燥引起的乳酸菌死亡、活性降低是制备高活性乳酸菌发酵剂、乳酸菌菌粉以及益生菌菌粉的主要技术难点，虽然加入甘油、甜菜碱等保护剂可以提高冷冻干燥及喷雾干燥后乳酸菌存活率，但两者效果并不能满足生产需求，因此对现有保护剂进行处理，提高其对乳酸菌喷雾干燥保护效率是本技术要解决的主要问题。
天然低共熔溶剂(NADES)具有较高的生物相容性、生物降解性和安全性，而且制作过程简单，成本低。NADES具有较高的玻璃化温度和极性，可以通过氢键作用在细胞表面吸附排列和进入细胞，降低菌体在干燥保藏期间细胞结构的破坏和酶失活。甘油、甜菜碱等保护剂是乳酸菌冷冻干燥及喷雾干燥中常用的保护剂，但制成天然低共熔溶剂使用，目前并尚未见报道。
因此，提供一种利用天然低共熔溶剂制备高活性乳酸菌发酵剂的方法是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种利用天然低共熔溶剂制备高活性乳酸菌发酵剂的方法，主要用于制备益生菌菌粉、乳酸菌制剂、乳酸菌菌粉生产中。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种利用天然低共熔溶剂(NADES)制备高活性乳酸菌发酵剂的方法，具体步骤如下：
(1)将乳酸菌在培养基中培养至对数末期、稳定前期；
(2)离心收集菌体，采用生理盐水或者0.01M的磷酸盐缓冲液冲洗菌体2次；再次离心，收集菌体，获得菌泥；
(3)摩尔比为1：2的甜菜碱和甘油于旋转蒸发瓶中，75～85℃下旋转蒸发1～4h至澄清透明，制成NADES；
(4)以30％(w/v)麦芽糊精为干燥基质，添加1～15％(w/v)的NADES，充分混匀后与菌泥按照2～10：1的质量比混合，喷雾干燥制成菌粉。
进一步，步骤(2)所述离心为4℃，6000r/min离心10min。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种利用天然低共熔溶剂制备高活性乳酸菌发酵剂的方法，利用乳酸菌新型甘油-甜菜碱天然低共熔溶剂作为保护剂，相对于甘油和甜菜碱作为保护剂，使用该保护剂处理后乳酸菌喷雾干燥存活率提高了3倍以上。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
使用天然低共熔溶剂(NADES)作为乳酸菌保护剂，探究对德氏保加利亚乳杆菌亚种sp1.1(L.bulgaricus sp1.1)的保护效果。摩尔比为1：2的甜菜碱和甘油于旋转蒸发瓶中，80℃下旋转蒸发2h至澄清透明，制成NADES备用。以2％(v/v)的接种量将活化两代后L.bulgaricus sp1.1接种于MRS中，培养24h后，在4℃，6000r/min下离心10min收集菌体。使用生理盐水洗菌两次后，再次在4℃，6000r/min下离心10min收集菌体，获得菌泥，备用。
采用实验室级喷雾干燥装置制备L.bulgaricus sp1.1菌粉：以进料液30％(w/v)麦芽糊精为干燥基质，实验组添加5％(w/v)NADES，充分混匀后与菌泥按照5：1的质量比混合；未添加任何物质的为对照1组(Con1)，添加等质量NADES原料但不做旋蒸处理的为对照2组(Con2)。喷雾干燥条件如下：进料液30％(w/v)麦芽糊精，进风风量：380m3/h，进风/出风温度:120/70℃，雾化压力0.9m3/h，调整进料速率使进出风温度满足预设值。喷雾干燥后存活率和水分含量的结果见表1。
表1不同处理条件下的喷雾干燥存活率和水分含量
添加NADES后乳酸菌喷雾干燥后存活率，在不改变其他条件下，由5.18％提高至20.09％，提高了3倍以上。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (2)
1.一种利用天然低共熔溶剂制备高活性乳酸菌发酵剂的方法，其特征在于，具体步骤如下：
（1）将乳酸菌在培养基中培养至对数末期、稳定前期，所述乳酸菌为德氏乳杆菌保加利亚亚种；
（2）离心收集菌体，采用生理盐水或者0.01M的磷酸盐缓冲液冲洗菌体2次；再次离心，收集菌体，获得菌泥；
（3）摩尔比为1：2的甜菜碱和甘油于旋转蒸发瓶中，75~85℃下旋转蒸发1~4h至澄清透明，制成天然低共熔溶剂；
（4）以30% w/v麦芽糊精为干燥基质，添加5~15% w/v的天然低共熔溶剂，充分混匀后与菌泥按照5~10：1的质量比混合，喷雾干燥制成菌粉。
2.根据权利要求1所述的一种利用天然低共熔溶剂制备高活性乳酸菌发酵剂的方法，其特征在于，步骤（2）所述离心为4℃，6000r/min离心10min。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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