活性乳酸菌或益生菌的熱和對(duì)流干燥保護(hù)劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及活性乳酸菌或益生菌的熱和對(duì)流干燥保護(hù)劑及其制備方法，此干燥保護(hù)劑在乳酸菌或益生菌的乳制品中的應(yīng)用，本發(fā)明方法通過增加牛奶中的鈣離子，然后使牛奶蛋白產(chǎn)生熱凝聚現(xiàn)象，再借助高壓、攪拌等方式將含有凝聚蛋白的牛奶均質(zhì)獲得最終的保護(hù)劑。該保護(hù)劑的制備方法操作簡易；對(duì)比于不做處理的牛奶，增加此干燥保護(hù)劑的牛奶干燥效率更高，避免了對(duì)牛奶進(jìn)行濃縮或添加其他協(xié)同保護(hù)劑的操作，能有效節(jié)約生產(chǎn)成本；同時(shí)，此干燥保護(hù)劑對(duì)乳酸菌和益生菌的熱保護(hù)力，以及對(duì)流干燥保護(hù)力都有了顯著的提高。
【專利說明】活性乳酸菌或益生菌的熱和對(duì)流干燥保護(hù)劑及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及活性乳酸菌或益生菌的熱和對(duì)流干燥保護(hù)劑的制備方法，以及通過此 方法制得的一種活性乳酸菌或益生菌的熱和對(duì)流干燥保護(hù)劑，和此種干燥保護(hù)劑在乳酸菌 或益生菌的乳制品中的應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國人民消費(fèi)水平的提高，健康飲食和功能食品已越來越受青睞。作為重要 的功能食品之一，乳酸菌產(chǎn)品受到了越來越多的關(guān)注，尤其是乳酸菌中經(jīng)過臨床驗(yàn)證具有 明確"益生"功能的益生菌菌株，其市場需求量更是蒸蒸日上。
[0003] 然而，由于細(xì)菌細(xì)胞本身的熱敏感性，目前工業(yè)化生產(chǎn)此類含有活性菌細(xì)胞的產(chǎn) 品更傾向于使用冷凍和低溫技術(shù)，比如對(duì)于益生菌菌粉的生產(chǎn)，為了更大程度地保證產(chǎn)品 中菌的活性，大部分生產(chǎn)機(jī)構(gòu)選擇應(yīng)用冷凍干燥技術(shù)來進(jìn)行菌粉的生產(chǎn)。然而，冷凍干燥技 術(shù)的生產(chǎn)成本高，而且由于分批式的生產(chǎn)模式，冷凍干燥的生產(chǎn)周期長，產(chǎn)量也相對(duì)低。這 也導(dǎo)致了目前市場上益生菌菌粉產(chǎn)品的價(jià)格較高，越來越難以迎合日益增長的市場需求。
[0004] 相比之下，更多成熟的工業(yè)化生產(chǎn)過程都含有熱處理的供需，比如對(duì)于生產(chǎn)活性 菌粉而言，從生產(chǎn)角度考慮，高溫干燥或?qū)α鞲稍飳?duì)比冷凍干燥技術(shù)有著諸多的優(yōu)勢(shì)，比如 噴霧干燥和流化床干燥。以噴霧干燥為例，應(yīng)用該技術(shù)生產(chǎn)干粉產(chǎn)品，生產(chǎn)成本低，可實(shí)現(xiàn) 連續(xù)生產(chǎn)，因而生產(chǎn)周期短，產(chǎn)量高。目前，噴霧干燥技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用與奶粉的生產(chǎn)中， 同時(shí)，也被成功地運(yùn)用于一些熱敏藥物與食品顆粒的生產(chǎn)。然而，大多數(shù)乳酸菌和益生菌的 細(xì)胞耐熱性較差，在諸如噴霧干燥等涉及熱的生產(chǎn)工序中會(huì)出現(xiàn)大幅度活性損失，而這也 成為了目前利用這些工序生產(chǎn)高活性乳酸菌或益生菌產(chǎn)品的瓶頸。
[0005] 已有一些研宄報(bào)道致力于尋找合適的菌細(xì)胞的保護(hù)載體，以便在熱過程和對(duì)流干 燥生產(chǎn)過程中提高菌細(xì)胞的存活率。在這些報(bào)道中，牛奶是較為常用的乳酸菌和益生菌的 保護(hù)載體。然而，在實(shí)際的噴霧干燥等工業(yè)生產(chǎn)中，單獨(dú)依靠牛奶對(duì)乳酸菌或益生菌進(jìn)行保 護(hù)的效果與低溫生產(chǎn)技術(shù)相比仍有差距。相比于在牛奶中添加麥芽糖糊精、淀粉等其他協(xié) 同保護(hù)劑，利用簡單的方法提高牛奶自身對(duì)菌細(xì)胞保護(hù)能力的研宄報(bào)道十分少見。另一方 面，鈣是人體不可或缺的元素之一，適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)鈣能給人體的骨骼、血液、神經(jīng)系統(tǒng)等帶來諸 多益處。而牛奶則是人體補(bǔ)充鈣質(zhì)的重要來源。同時(shí)，一些研宄也已發(fā)現(xiàn)，在臨床上同時(shí)服 用鈣補(bǔ)充劑和活性益生菌藥物不但能增加人體對(duì)鈣的吸收，還能加強(qiáng)益生菌藥物的功效。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了解決上述存在的問題，本發(fā)明公開了一種活性乳酸菌或益生菌的熱和對(duì)流干 燥保護(hù)劑的制備方法，本發(fā)明方法通過增加牛奶中的鈣離子，然后使牛奶蛋白產(chǎn)生熱凝聚 現(xiàn)象，再借助高壓、攪拌等方式將含有凝聚蛋白的牛奶均質(zhì)獲得最終的保護(hù)劑。該保護(hù)劑的 制備方法操作簡易；對(duì)比于不做處理的牛奶，增加此干燥保護(hù)劑的牛奶干燥效率更高，避免 了對(duì)牛奶進(jìn)行濃縮或添加其他協(xié)同保護(hù)劑的操作，能有效節(jié)約生產(chǎn)成本；同時(shí)，此干燥保護(hù) 劑對(duì)乳酸菌和益生菌的熱保護(hù)力，以及對(duì)流干燥保護(hù)力都有了顯著的提高。
[0007] 活性乳酸菌或益生菌的熱和對(duì)流干燥保護(hù)劑的制備方法，其特征在于包括以下步 驟：
[0008] (1)添加鈣離子：取常溫牛奶，向其中加入鈣離子，使牛奶中鈣離子的濃度范圍為 0. lmmol/L 至 50mmol/L，得到加 1?牛奶；
[0009] (2)熱處理：將步驟（1)中得到的加鈣牛奶加熱至蛋白產(chǎn)生凝聚，得到含有凝聚蛋 白的牛奶；
[0010] (3)均質(zhì)處理：將步驟（2)得到的含有凝聚蛋白的牛奶通過機(jī)械方法進(jìn)行均質(zhì)處 理。
[0011] 步驟⑴中的鈣離子由氯化鈣提供。
[0012] 步驟（2)中的熱處理方式為：牛奶在通過磁力攪拌至60°C，保持溫度60°C，至牛奶 蛋白產(chǎn)生凝聚。
[0013] 步驟（3)中的機(jī)械方法選用高壓攪拌、超聲方法或高壓均質(zhì)儀。
[0014] 一種活性乳酸菌或益生菌的熱和對(duì)流干燥保護(hù)劑，其特征在于：通過如以上所述 的方法制的，添加鈣離子及熱處理使蛋白發(fā)生凝聚，再由均質(zhì)處理制得。
[0015] 以上所述的干燥保護(hù)劑在乳酸菌或益生菌的乳制品中的應(yīng)用。
[0016] 本發(fā)明通過在牛奶中添加鈣離子，通過加熱，鈣離子誘導(dǎo)牛奶在高溫下形成蛋白 凝聚物，在均質(zhì)處理后，該鈣添加的牛奶能在熱和對(duì)流干燥中有效減少乳酸菌或益生菌的 菌體損傷，顯著地提高熱工序以及對(duì)流干燥工序后乳酸菌或益生菌的剩余活性。
[0017] 將乳酸菌或益生菌懸浮于本發(fā)明的保護(hù)劑中，借助恒溫水浴和單液滴干燥實(shí)驗(yàn)對(duì) 其進(jìn)行熱處理和對(duì)流干燥處理，用涂布平板法檢測處理后的乳酸菌或益生菌的活菌數(shù)。結(jié) 果表明本發(fā)明的保護(hù)劑對(duì)比于不經(jīng)過處理的牛奶，對(duì)菌細(xì)胞具有優(yōu)越的保護(hù)效果。在對(duì)流 干燥實(shí)驗(yàn)中，相比于未經(jīng)處理的牛奶，本發(fā)明的保護(hù)劑擁有更高的干燥效率，在相同條件下 更有利于干燥。

【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】，進(jìn)一步闡明本發(fā)明。應(yīng)理解下述【具體實(shí)施方式】僅用于說 明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。
[0019] 具體實(shí)施例1 :
[0020] 保護(hù)劑制備：在IOOmL牛奶中加入I. Ig氯化鈣（約等于lOmmol/L鈣離子），在 25°C下磁力攪拌30min，至于60°C下加熱15min至牛奶蛋白產(chǎn)生凝聚，利用高壓均質(zhì)儀將該 含有凝聚蛋白的牛奶做均質(zhì)處理得到所需保護(hù)劑。
[0021] 供試菌株：Lactobacillus rhamnosus GG (保藏號(hào) ATCC53101，以下簡稱 LGG，在專 利號(hào)為US 4839281(A)中紕漏公開）和 Lactobacillus casei Zhang(保藏號(hào) CGMCC 1697， 以下簡稱LZ，在專利號(hào)為CN 101144062A中紕漏公開），這兩株菌都是商業(yè)化可以買到的。
[0022] 菌懸液制備：兩株菌在37°C下用MRS培養(yǎng)基分別活化12h后再培養(yǎng)于MRS中24h。 將ImL的兩株菌的菌發(fā)酵液分別置于SOOOrpm下離心15min，棄去上清液收集菌細(xì)胞。將兩 株菌的菌細(xì)胞用生理鹽水在相同離心條件下洗滌后分別重懸于ImL上述本發(fā)明的保護(hù)劑 中制得菌懸液。同時(shí)，將同樣方法獲得的兩株菌的菌細(xì)胞分別重懸于ImL未經(jīng)過處理的牛 奶中，作為對(duì)照組參與熱處理實(shí)驗(yàn)。
[0023] 恒溫水浴熱處理：將恒溫水浴鍋溫度設(shè)置在90°C。到達(dá)設(shè)置溫度后，將上述懸有 菌的樣品放入恒溫水浴鍋中加熱60s，加熱后的樣品立即放入冰水浴中降溫2min。
[0024] 單液滴對(duì)流干燥：菌懸液單液滴體積為2 μ L，氣流速度為0. 75m/s，氣體溫度 為90 °C，在干燥60s，120s，180s時(shí)分別取樣測試，具體干燥操作及液滴含水率測定根 據(jù)Fu，N.，Woo，M. W.等人的方法進(jìn)行。（Fu，N.，Woo，M. W.等人的方法是指Fu，N.，Woo，M. ff., Lin, S. X. Q. , Zhou, Z. , and Chen, X. D. Reaction engineering approach(REA)to model the drying kinetics of droplets with different initial sizes-experiments and analysis. Chemical Engineering Science 2011 ;66:1738 - 1747〇 )
[0025] 剩余活菌數(shù)測試采用傳統(tǒng)涂布平板法，熱處理與單液滴干燥前，兩株菌的初始活 菌濃度約為10 9CFU/mL，熱處理及單液滴干燥后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示。表1.兩株益生菌 在熱處理后的存活率以及在單液滴對(duì)流干燥過程中的存活率和含水率變化

【權(quán)利要求】
1. 活性乳酸菌或益生菌的熱和對(duì)流干燥保護(hù)劑的制備方法，其特征在于包括以下步 驟： 添加鈣離子：取常溫牛奶，向其中加入鈣離子，使牛奶中鈣離子的濃度范圍為0. 1 mmol/L至50 mmol/L，得到加1?牛奶； 熱處理：將步驟（1)中得到的加鈣牛奶加熱至蛋白產(chǎn)生凝聚，得到含有凝聚蛋白的牛 奶； 均質(zhì)處理：將步驟（2)得到的含有凝聚蛋白的牛奶通過機(jī)械方法進(jìn)行均質(zhì)處理。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的活性乳酸菌或益生菌的熱和對(duì)流干燥保護(hù)劑的制備方法，其 特征在于所述步驟（1)中的鈣離子由氯化鈣提供。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的活性乳酸菌或益生菌的熱和對(duì)流干燥保護(hù)劑的制備方法，其 特征在于所述步驟（2)中的熱處理方式為：牛奶在通過磁力攪拌至60 °C，保持溫度60 °C， 至牛奶蛋白產(chǎn)生凝聚。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的活性乳酸菌或益生菌的熱和對(duì)流干燥保護(hù)劑的制備方法，其 特征在于所述步驟（3)中的機(jī)械方法選用高壓均質(zhì)儀、超聲或攪拌方法。
5. -種活性乳酸菌或益生菌的熱和對(duì)流干燥保護(hù)劑，其特征在于：通過如以上任一權(quán) 利要求所述的方法制的，添加鈣離子及熱處理使蛋白發(fā)生凝聚，再由均質(zhì)處理制得。
6. 如權(quán)利要求5所述的干燥保護(hù)劑在乳酸菌或益生菌的乳制品中的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】A23C9/152GK104489097SQ201410687788
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月25日
【發(fā)明者】黃松, 陳曉東 申請(qǐng)人:南通東概念新材料有限公司