一种高效益生菌微胶囊及其制备方法和应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种高效益生菌微胶囊，包括芯材和壁材，所述芯材包括90～95wt％的益生菌和5～10wt％的保护剂，所述的壁材为双层，内层为海藻酸钠，外层为乳清蛋白或明胶。本发明同时公开了上述微胶囊的制备方法和应用。该微胶囊通过海藻酸钠和明胶或乳清蛋白双层包被，提高了益生菌的耐酸、耐胆盐及耐贮存能力。本发明的微胶囊添加到饲料中，可以调整宿主肠道微环境平衡，抑制有害菌，提高宿主的抗病能力。
【专利说明】一种高效益生菌微胶囊及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于饲料添加剂领域，涉及一种益生菌，具体涉及一种高效益生菌微胶囊 及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 益生菌作为饲料添加剂，可以调节牲畜胃肠道微生物平衡，提高动物生产性能。益 生菌是活细菌，必须到达家畜的肠道中才能发挥作用。但是，饲料加工中的高温和机械力、 长期的储存及运输，胃肠液中的胃酸及胆汁都会使益生菌死亡，通过普通饲喂的方法，能活 着进入肠道并发挥作用的的益生菌数量很少。
[0003] 微胶囊技术是利用天然或者高分子包囊材料将固体、液体或气体的核心物质包囊 形成的一种具有半透性或密封囊膜的微型胶囊的技术。利用该技术将益生菌制成微胶囊， 能够提高益生菌的存活率。但是，不同的包裹材料、不同的加工工艺对益生菌的存活率有极 大的影响。因此，选择合适的包裹材料和加工工艺对益生菌进行包埋成为研宄的热点。采 用海藻酸钠和为壁材，制备高效益生菌微胶囊作为饲料添加剂，能够大大增加牲畜肠道中 益生菌的活菌量，促进牲畜的健康生长。
【发明内容】
[0004] 发明目的：针对上述现有技术存在的问题和不足，本发明提出了一种高效益生菌 微胶囊及其制备方法和应用。
[0005] 技术方案：为实现上述技术目的，本发明提出了一种高效益生菌微胶囊，包括芯材 和壁材，所述芯材包括90?95wt %的益生菌和5?IOwt %的保护剂，所述的壁材为双层， 内层为海藻酸钠，外层为乳清蛋白或明胶。
[0006] 所述的保护剂为多孔淀粉和脱脂奶粉，其中，多孔淀粉的量占益生菌总重量2? 5wt %，脱脂奶粉的量占益生菌总重量的5?Swt %。其中，所述益生菌为酿酒酵母、枯草芽 孢杆菌、蜡样芽孢杆菌、两歧双歧杆菌、粪肠球菌、屎肠球菌、嗜酸乳杆菌中的任意一种或几 种的混合物。
[0007] 本发明同时提出了上述高效益生菌微胶囊的制备方法，包括如下步骤：
[0008] (1)芯材的制备：将益生菌接种、发酵培养，使其发酵液活菌浓度达到KTcfu/g， 得到发酵液；将发酵液离心，收集菌体沉淀，向菌体沉淀中加入占益生菌总重量2?5wt% 的多孔淀粉和5?8wt%的脱脂奶粉，混匀，得到芯材；
[0009] (2)第一层微胶囊的包被：将海藻酸钠加入蒸馏水中混合得到海藻酸钠水溶液， 高压灭菌得到第一层壁材，冷却至室温后加入到步骤（1)得到的芯材中充分混匀，通过 Equl微胶囊发生器，并滴加 CaCl2，固化30?50min，过滤收集微胶囊；
[0010] (3)第二层微胶囊的包被：将步骤（3)得到的微胶囊悬于蒸馏水中，并与明胶或乳 清蛋白混匀，流化喷雾法制备微胶囊，流化床法干燥收集双层包被的微胶囊。
[0011] 其中，所述步骤（1)中的益生菌为酿酒酵母、枯草芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌、两歧 双歧杆菌、粪肠球菌、屎肠球菌和嗜酸乳杆菌中的任意一种或几种的混合物。
[0012] 所述步骤（2)中海藻酸钠水溶液的浓度为2?5 %，芯材与海藻酸钠水溶液的体积 比为1 : 3?1 : 5。
[0013] 所述步骤（3)中明胶或乳清蛋白浓度为2?5wt%。
[0014] 具体地，所述步骤（3)中流化喷雾包埋微囊的参数为：包覆第一层壁材的芯材与 明胶或乳清蛋白的体积比为1 : 5?1 : 15,控制液速为5?10mL/min，进口温度40°C，出 口温度35°C，喷嘴雾化压力为0· 3?0· 5MPa，干燥空气流量为300?500m3/h。
[0015] 本发明进一步提出了上述高效益生菌微胶囊作为饲料添加剂的应用。
[0016] 有益效果：与现有技术相比，本发明中的芯材包含有脱脂奶粉和多孔淀粉。脱脂奶 粉保护剂可显著提高微囊化益生菌的存活率。多孔淀粉表面具有很多伸向中心的小孔，具 有良好的吸附性能，可以吸附和保护益生菌。两者同时作为保护剂，可大大提高益生菌对环 境的耐受力，减少生产加工和运输贮藏中益生菌的损失。目前的益生菌微囊仅做一次包被， 所以对益生菌的保护效率不高。本发明中壁材包括第一层的海藻酸钠和第二层的明胶或乳 清蛋白。海藻酸钠可以提高益生菌对胃蛋白酶等的耐受能力，明胶或乳清蛋白可以提高益 生菌对胃酸等的耐受能力，两层的壁材包裹大大提高进入肠道的活菌数。
【具体实施方式】
[0017] 下面结合具体实施例，进一步阐明本发明。
[0018] 实施例1酿酒酵母微胶囊的制备。
[0019] 将酿酒酵母种子液按3wt%的接种量接种于培养基，37°C、120r/min培养16h， 6000r/min离心5分钟，加入占酵母菌菌体沉淀总重量2wt%的多孔淀粉和10%的脱脂奶 粉，高速均质器进行混匀，得到芯材；称量海藻酸钠加入蒸馏水中，配制3wt%海藻酸钠水 溶液，高压灭菌得到第一层壁材，冷却至室温后加入芯材充分混匀，芯材与壁材的体积比为 1 : 2,通过Equl微胶囊发生器，并滴加8g/l CaCl2，固化40min，过滤收集微胶囊。微胶囊 悬于蒸馏水中，浓度为l〇wt%。将其与5wt%的明胶进行流化喷雾包埋。参数为微胶囊液 与3wt%明胶的体积比为1 : 5、控制液速为6mL/min，进口温度40°C，出口温度35°C，喷嘴 雾化压力为〇. 5MPa，干燥空气流量为300m3/h。常温流化床干燥，收集得到酿酒酵母微胶囊。
[0020] 实施例2嗜酸乳杆菌微胶囊的制备。
[0021] 将嗜酸乳杆菌种子液按3wt%的接种量接种于培养基，37°C、120r/min培养14h， 8000r/min离心5分钟，加入占嗜酸乳杆菌菌体沉淀总重量2 %的多孔淀粉和IOwt %的脱脂 奶粉，高速均质器进行混匀，得到芯材；将3wt%海藻酸钠加入蒸馏水中混合，高压灭菌得 到第一层壁材，冷却至室温后加入芯材充分混匀，芯材与壁材的体积比为1 : 2,通过Equl 微胶囊发生器，并滴加8g/l CaCl2，固化40min，过滤收集微胶囊。将微胶囊悬于蒸馏水中， 浓度为l〇wt%。将其与5wt%的明胶进行流化喷雾包埋。参数为：微胶囊液与5wt%明胶 的体积比为1 : 5、控制液速为5mL/min，进口温度40°C，出口温度35°C，喷嘴雾化压力为 0. 5MPa，干燥空气流量为300m3/h。常温流化床干燥，收集双层包被的嗜酸乳杆菌微胶囊。
[0022] 实施例3屎肠球菌微胶囊的制备。
[0023] 将屎肠球菌种子液按3wt%的接种量接种于培养基，37°C、120r/min培养14h， 8000r/min离心5分钟，加入占屎肠球菌菌体沉淀总重量2wt %的多孔淀粉和IOwt %的脱脂 奶粉，高速均质器进行混匀，得到芯材；称量海藻酸钠加入蒸馏水中，配制3wt%海藻酸钠 水溶液，高压灭菌得到第一层壁材，冷却至室温后加入芯材充分混匀，芯材与壁材的体积比 为1 : 2,通过Equl微胶囊发生器，并滴加8g/l CaCl2，固化40min，过滤收集微胶囊。微胶 囊悬于蒸馏水中，浓度为l〇wt%。将其与5wt%的明胶进行流化喷雾包埋。参数为微胶囊 液与5wt%明胶的体积比为1 : 5、控制液速为5mL/min，进口温度40°C，出口温度35°C，喷 嘴雾化压力为〇. 5MPa，干燥空气流量为300m3/h。常温流化床干燥，收集双层包被的屎肠球 菌微胶囊。
[0024] 实施例4含有酿酒酵母、嗜酸乳杆菌和屎肠球菌的微胶囊的制备.
[0025] 将酿酒酵母、嗜酸乳杆菌和屎肠球菌种子液按2wt %的接种量接种于培养基， 37°C、120r/min培养15h，8000r/min离心5分钟，加入占菌体沉淀总重量5wt %的多孔淀粉 和10wt%的脱脂奶粉，高速均质器进行混匀，得到芯材；称量海藻酸钠加入蒸馏水中，配制 3wt%海藻酸钠水溶液，高压灭菌得到第一层壁材，冷却至室温后加入芯材充分混匀，芯材 与壁材的体积比为1 : 2,通过Equl微胶囊发生器，并滴加10g/l CaCl2，固化40min，过滤 收集微胶囊。微胶囊悬于蒸馏水中，浓度为10%。将其与5wt%的明胶进行流化喷雾包埋。 参数为微胶囊液与5wt%明胶的体积比为1 : 5、控制液速为8mL/min，进口温度42°C，出口 温度35°C，喷嘴雾化压力为0. 5MPa，干燥空气流量为400m3/h。常温流化床干燥，收集双层 包被的含有酿酒酵母、嗜酸乳杆菌和屎肠球菌的微胶囊。
[0026] 实施例5微胶囊进行性能评定测试。
[0027] 将实施例1?4的酿酒酵母微胶囊、嗜酸乳杆菌微胶囊、屎肠球菌微胶囊以及含有 酿酒酵母、嗜酸乳杆菌和屎肠球菌的微胶囊进行性能评定测试。
[0028] (1)益生菌微胶囊的稳定性实验。
[0029] 将制备好的酿酒酵母微胶囊、嗜酸乳杆菌微胶囊、屎肠球菌微胶囊以及含有酿酒 酵母、嗜酸乳杆菌和屎肠球菌的微胶囊分别装于无菌的棕色样品瓶中，在4°C下放置，每隔 IOd取样测定活菌数，测定存活率，并计算存活率平均值，同时取未微胶囊化屎肠球菌菌液 作为对照。结果如表1所示。
[0030] 表1益生菌微胶囊对益生菌存活率的影响
[0031]
【权利要求】
1. 一种高效益生菌微胶囊，包括芯材和壁材，其特征在于，所述芯材包括90?95wt% 的益生菌和5?10wt%的保护剂，所述的壁材为双层，内层为海藻酸钠，外层为乳清蛋白或 明胶。
2. 根据权利要求1所述的高效益生菌微胶囊，其特征在于，所述的保护剂为多孔淀粉 和脱脂奶粉，其中，多孔淀粉的量占益生菌总重量2?5wt%，脱脂奶粉的量占益生菌总重 量的5?8wt%。
3. 根据权利要求1所述的高效益生菌微胶囊，其特征在于，所述益生菌为酿酒酵母、枯 草芽孢杆菌、赌样芽孢杆菌、两歧双歧杆菌、奠肠球菌、屎肠球菌、嗜酸乳杆菌中的任意一种 或几种的混合物。
4. 权利要求1所述的高效益生菌微胶囊的制备方法，其特征在于，包括如下步骤： (1) 芯材的制备：将益生菌接种、发酵培养，使其发酵液活菌浓度达到l〇1(lCfu/g，得到 发酵液；将发酵液离心，收集菌体沉淀，向菌体沉淀中加入占益生菌总重量2?5wt %的多 孔淀粉和5?8wt %的脱脂奶粉，混匀，得到芯材； (2) 第一层微胶囊的包被：将海藻酸钠加入蒸馏水中混合得到海藻酸钠水溶液，高压 灭菌得到第一层壁材，冷却至室温后加入到步骤（1)得到的芯材中充分混匀，通过Equl微 胶囊发生器，并滴加 CaCl2，固化30?50min，过滤收集微胶囊； (3) 第二层微胶囊的包被：将步骤（3)得到的微胶囊悬于蒸馏水中，并与明胶或乳清蛋 白混匀，流化喷雾法制备微胶囊，流化床法干燥收集双层包被的微胶囊。
5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤（1)中的益生菌为酿酒酵母、枯 草芽孢杆菌、赌样芽孢杆菌、两歧双歧杆菌、奠肠球菌、屎肠球菌和嗜酸乳杆菌中的任意一 种或几种的混合物。
6. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤（2)中海藻酸钠水溶液的浓度为 2?5%，芯材与海藻酸钠水溶液的体积比为1 : 3?1 : 5。
7. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤（3)中明胶或乳清蛋白浓度为 2 ?5wt % 〇
8. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤（3)中流化喷雾包埋微囊的参数 为：包覆了第一层壁材后的芯材与明胶或乳清蛋白的体积比为1 : 5?1 : 15,控制液速 为5?10mL/min，进口温度40°C，出口温度35°C，喷嘴雾化压力为0. 3?0. 5MPa，干燥空气 流量为300?500m3/h。
9. 权利要求1所述的高效益生菌微胶囊作为饲料添加剂的应用。
【文档编号】A23K1/16GK104431370SQ201410778964
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月15日 优先权日:2014年12月15日
【发明者】张俊生 申请人:南京优帆生物科技有限公司