一種微生物微囊化產(chǎn)品及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種在發(fā)酵前使用納米結(jié)構(gòu)磷酸鈣空心微球包被的微生物膠囊制備方法。本發(fā)明還公開了所述的方法制備得到的微生物微囊化產(chǎn)品。本發(fā)明利用發(fā)酵前包被大大減少了微囊化過程中菌體的用量，避免了發(fā)酵后包埋過程中由于受菌體密度影響而造成微囊化效率和產(chǎn)率低的問題，能夠得到更穩(wěn)定的微囊化產(chǎn)品。同時本發(fā)明制備方法中采用的納米結(jié)構(gòu)磷酸鈣空心微球具有較大的內(nèi)部空間，大的比表面積和低密度，微生物可以順利通過孔道進入納米結(jié)構(gòu)磷酸鈣空心微球中進行包被形成包裹效應，使得微生物的存活率遠遠高于普通未微囊化經(jīng)處理過的微生物的存活率。
【專利說明】一種微生物微囊化產(chǎn)品及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于微生物微囊化【技術領域】，特別涉及一種微生物微囊化產(chǎn)品及其制備方法。
【背景技術】
[0002]乳酸菌、酪酸菌和屎腸球菌是人類和動物腸道中的正常益生菌，這些益生菌對飼料加工、尤其是制粒工藝中的高溫、儲存運輸和胃腸液的胃酸及膽汁的耐受性很差，能活著進入腸道的乳酸菌種類和數(shù)量不多。
[0003]微囊化技術是利用天然或者高分子包囊材料將固體、液體或氣體的核心物質(zhì)包囊形成的一種具有半透性或密封囊膜的微型膠囊的技術。目前飼用益生菌的微膠囊制備在工藝上屬于發(fā)酵后包被，這需要在微膠囊制備材料中包被高濃度的微生物細胞，因此不利于得到球形度好、顆粒均一 的微膠囊成品。
[0004]空心納米球由于具有較大的內(nèi)部空間，大比表面積和低密度等特性，受到人們的廣泛關注，由于納米球的空心部分可容納大量或者大尺寸的客體分子形成包裹效應，使得這些材料廣泛用于醫(yī)藥和化工等【技術領域】。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:針對上述現(xiàn)有技術存在的問題和不足，本發(fā)明的第一個目的是提供一種在發(fā)酵前使用納米結(jié)構(gòu)磷酸鈣空心微球包被的微生物膠囊制備方法。本發(fā)明的第二個目的是還提供了一種微生物微囊化產(chǎn)品。
[0006]技術方案:為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供的技術方案如下:一種在發(fā)酵前使用納米結(jié)構(gòu)磷酸鈣空心微球包被的微生物膠囊制備方法，包括以下步驟:
1)微生物種子液按1%~3%的接種量，在37°C、110r/min培養(yǎng)6~IOh得到種子液培養(yǎng)物，使得微生物密度達到2*106~4*106cfu/ml ；
2)將得到的種子液培養(yǎng)物離心，收集菌體沉淀，將菌體沉淀中加入占微生物總重量2飛％的納米結(jié)構(gòu)磷酸鈣空心微球，高速均質(zhì)器進行混勻，得到芯材；
3)將3%海藻酸鈉、1%明膠加入蒸餾水中混合，高壓滅菌得到包埋劑，包埋劑冷卻至室溫后加入芯材充分混勻，通過Equl微膠囊發(fā)生器，并滴加CaCl2,固化35~45min，過濾收集微膠囊；
4)將微膠囊置于適用于微生物生長的培養(yǎng)基中培養(yǎng)l(Tl2h，過濾即可得到微生物微囊
化產(chǎn)品。
[0007]其中，上述步驟I)中的微生物為益生菌，所述益生菌為乳酸菌、酪酸菌、屎腸球菌中的一種或幾種。
[0008]其中，上述步驟2)中的納米結(jié)構(gòu)磷酸鈣空心微球尺寸為2~4 μ m，壁厚為20~400nm。
[0009]其中，上述步驟3)中芯材與包埋劑的體積比為1:3~1:5。[0010]其中，上述步驟3) CaCl2濃度為0.4~0.6mol/L。
[0011]其中，上述步驟4)中的培養(yǎng)基牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基或MRS培養(yǎng)基。
[0012]上述的方法制備得到的微生物微囊化產(chǎn)品。
[0013]上述微囊化產(chǎn)品的直徑為200~350 μ m。
[0014]有益效果:與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明利用發(fā)酵前包被大大減少了微囊化過程中菌體的用量，避免了發(fā)酵后包埋過程中由于受菌體密度影響而造成微囊化效率和產(chǎn)率低的問題，能夠得到更穩(wěn)定的微囊化產(chǎn)品。同時本發(fā)明制備方法中采用的納米結(jié)構(gòu)磷酸鈣空心微球具有較大的內(nèi)部空間，大的比表面積和低密度，微生物可以順利通過孔道進入納米結(jié)構(gòu)磷酸鈣空心微球中進行包被形成包裹效應，使得微生物的存活率遠遠高于普通未微囊化經(jīng)處理過的微生物的存活率。而該微囊化產(chǎn)品不僅可以保證益生菌的存活率，保證人類和動物腸道正常的菌群，而且同時能給人類或動物補充鈣質(zhì)。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合具體實施例，進一步闡明本發(fā)明。
[0016]實施例1:乳酸菌微膠囊的制備方法
將乳酸菌種子液按1%的接種量，在37°c U10r/min培養(yǎng)6h得到乳酸菌種子液培養(yǎng)物，使得微生物密度達到2*106cfu/ml ;將得到的乳酸菌種子液培養(yǎng)物離心，收集菌體沉淀，將菌體沉淀中加入占菌體沉淀總重量2%的納米結(jié)構(gòu)磷酸鈣空心微球，納米結(jié)構(gòu)磷酸鈣空心微球尺寸為2 μ m，壁厚為20nm，高速均質(zhì)器進行混勻，得到芯材；將3%海藻酸鈉、1%明膠加入蒸餾水中混合，高壓滅菌得到包埋劑，包埋劑冷卻至室溫后加入芯材充分混勻，芯材與包埋劑的體積比為1:3,通過Equl微膠囊發(fā)生器,并滴加0.4mol/L CaCl2,固化35min,過濾收集微膠囊；將微膠囊置于MRS培養(yǎng)基中在37°C、120r/min下培養(yǎng)10h，過濾即可得到乳酸菌微囊化產(chǎn)品。乳酸菌微囊化產(chǎn)品的直徑為200 μ m。
[0017]實施例2酪酸菌微膠囊的制備方法
將酪酸菌種子液按3%的接種量，在37°C U10r/min培養(yǎng)7h得到酪酸菌種子液培養(yǎng)物，使得微生物密度達到2.5*106cfu/ml ;將得到的酪酸菌種子液培養(yǎng)物離心，收集菌體沉淀，將菌體沉淀中加入占菌體沉淀總重量3%的納米結(jié)構(gòu)磷酸鈣空心微球，納米結(jié)構(gòu)磷酸鈣空心微球尺寸為4 μ m，壁厚為50nm，高速均質(zhì)器進行混勻，得到芯材；將3%海藻酸鈉、1%明膠加入蒸餾水中混合，高壓滅菌得到包埋劑，包埋劑冷卻至室溫后加入芯材充分混勻，芯材與包埋劑的體積比為1:4,通過Equl微膠囊發(fā)生器,并滴加0.5mol/L CaCl2,固化40min,過濾收集微膠囊；將微膠囊置牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基中在37°C、120r/min下培養(yǎng)12h，過濾即可得到酪酸菌微囊化產(chǎn)品。酪酸菌微囊化產(chǎn)品的直徑為250 μ m。
[0018]實施例3屎腸球菌微膠囊的制備方法
將屎腸球菌種子液按2%的接種量，在37°C、110r/min培養(yǎng)8h得到屎腸球菌種子液培養(yǎng)物，使得微生物密度達到3*106cfu/ml ;將得到的屎腸球菌種子液培養(yǎng)物離心，收集菌體沉淀，將菌體沉淀中加入占菌體沉淀總重量4%的納米結(jié)構(gòu)磷酸鈣空心微球，納米結(jié)構(gòu)磷酸鈣空心微球尺寸為4 μ m，壁厚為400nm，高速均質(zhì)器進行混勻，得到芯材；將3%海藻酸鈉、1%明膠加入蒸餾水中混合，高壓滅菌得到包埋劑，包埋劑冷卻至室溫后加入芯材充分混勻，芯材與包埋劑的體積比為1:5，通過Equl微膠囊發(fā)生器，并滴加0.6mol/LCaCl2,固化45min，過濾收集微膠囊；將微膠囊置于MRS培養(yǎng)基中在37°C、120r/min下培養(yǎng)llh，過濾即可得到屎腸球菌微囊化產(chǎn)品。屎腸球菌微囊化產(chǎn)品的直徑為300 μ m。
[0019]實施例4含有乳酸菌、酪酸菌和屎腸球菌的微膠囊的制備方法
將乳酸菌、酪酸菌和屎腸球菌種子液按3%的接種量，在37°C、110r/min培養(yǎng)IOh得到屎腸球菌種子液培養(yǎng)物，使得微生物密度達到4*106cfu/ml ;將得到的屎腸球菌種子液培養(yǎng)物離心，收集菌體沉淀，將菌體沉淀中加入占菌體沉淀總重量6%的納米結(jié)構(gòu)磷酸鈣空心微球，納米結(jié)構(gòu)磷酸鈣空心微球尺寸為3 μ m，壁厚為300nm，高速均質(zhì)器進行混勻，得到芯材；將3%海藻酸鈉、1%明膠加入蒸餾水中混合，高壓滅菌得到包埋劑，包埋劑冷卻至室溫后加入芯材充分混勻，芯材與包埋劑的體積比為1: 3，通過Equl微膠囊發(fā)生器，并滴加0.6mol/LCaCl2,固化45min，過濾收集微膠囊；將微膠囊置于MRS培養(yǎng)基中在37°C、120r/min下培養(yǎng)12h，過濾即可得到含有乳酸菌、酪酸菌和屎腸球菌微囊化產(chǎn)品。含有乳酸菌、酪酸菌和屎腸球菌微囊化產(chǎn)品的直徑為350 μ m。
[0020]實施例5:
將實施例1-4的微囊化產(chǎn)品分別進行性能評定測試。
[0021]1、微生物微膠囊的穩(wěn)定性實驗
將制備好的乳酸菌微膠囊、酪酸菌微膠囊、屎腸球菌微膠囊以及含有乳酸菌、酪酸菌和屎腸球菌的微膠囊分別裝于無菌的棕色樣品瓶中，在4°C下放置，每隔IOd取樣測定活菌數(shù)，測定存活率，并計算存活率平均值，同時取發(fā)酵后包被的微囊化膠囊作為對照。
[0022]表1微生物微膠囊對微生物存活率的影響
【權利要求】
1.一種在發(fā)酵前使用納米結(jié)構(gòu)磷酸鈣空心微球包被的微生物膠囊制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)微生物種子液按1%~3%的接種量，在37°C、110r/min培養(yǎng)6~1Oh得到種子液培養(yǎng)物，使得微生物密度達到2*106~4*106cfu/ml ； 2)將得到的種子液培養(yǎng)物離心，收集菌體沉淀，將菌體沉淀中加入占微生物總重量2飛％的納米結(jié)構(gòu)磷酸鈣空心微球，高速均質(zhì)器進行混勻，得到芯材； 3)將3%海藻酸鈉、1%明膠加入蒸餾水中混合，高壓滅菌得到包埋劑，包埋劑冷卻至室溫后加入芯材充分混勻，通過Equl微膠囊發(fā)生器，并滴加CaCl2,固化35~45min，過濾收集微膠囊； 4)將微膠囊置于適用于微生物生長的培養(yǎng)基中培養(yǎng)l(Tl2h，過濾即可得到微生物微囊化產(chǎn)品。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟I)中的微生物為益生菌，所述益生菌為乳酸菌、酪酸菌、屎腸球菌中的一種或幾種。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟2)中的納米結(jié)構(gòu)磷酸鈣空心微球尺寸為2~4 μ m，壁厚為20-400nm。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟3)中芯材與包埋劑的體積比為1:3~1:5。
5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟3)CaCl2濃度為0.1-0.6mol/L。
6.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟4)中的培養(yǎng)基牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基或MRS培養(yǎng)基。
7.權利要求1-6任一項所述的方法制備得到的微生物微囊化產(chǎn)品。
8.根據(jù)權利要求7所述的微生物微囊化產(chǎn)品，其特征在于，所述微囊化產(chǎn)品的直徑為200~350 μ mD
【文檔編號】C12N11/14GK103937777SQ201410180438
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月30日 優(yōu)先權日:2014年4月30日
【發(fā)明者】張志成, 張言召, 胡志華 申請人:金陵科技學院