一種飼用乳酸菌微膠囊的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及專門適用于動物喂養(yǎng)飼料的生產(chǎn)方法，具體涉及一種飼用乳酸菌微膠 囊的制備方法。
【背景技術】
[0002] 乳酸菌是指一類能發(fā)酵糖類產(chǎn)生乳酸的無芽胞、革蘭氏染色陽性細菌的總稱，是 應用最早、最廣泛的益生菌，已被廣泛用于各種動物的飼料中。由于乳酸菌的益生作用具 有宿主特異性，抗逆性較差，容易失活，極大地影響了其應用價值。例如，胃液的pH通常在 2. 5以下，此酸度使得絕大部分被攝入的乳酸菌被破壞，只有約百萬分之一的乳酸菌能活著 到達大腸。當把乳酸菌加于飼料中制粒時，通常的飼料制粒溫度為80°C，在此溫度下僅5分 鐘即可使得乳酸菌損失70 %~80 %。另外，在飼料生產(chǎn)和畜禽養(yǎng)殖中，為便于使用，通常將 乳酸菌直接加入全價料或添加劑預混料中，因這兩者都存在大量的微量元素金屬離子（如 Cu2+、Fe2+、Mn2+、Zn2+和Ca2+)、維生素類（如氯化膽堿）及抗生素等物質(zhì)，均會通過一系 列氧化還原反應、酸堿度變化、改變?nèi)樗峋嫖h(huán)境等方式影響到乳酸菌的存活和活力。
[0003] 為了克服以上問題，使豬源乳酸菌作為一種益生菌添加到豬飼料中，通過飼料制 粒處理后仍能保持較高活性，進入豬體內(nèi)能耐胃酸、膽汁，到達腸道起益生作用?，F(xiàn)在較為 提倡使用的技術是對乳酸菌采用包衣措施，制備乳酸菌膠囊，來保護乳酸菌，從而降低外界 對乳酸菌的影響。例如中國專利03145934.X中，公開了一種包被乳酸菌微膠囊及其制備方 法，本發(fā)明涉及一種乳酸菌微膠囊及其制備方法。該乳酸菌微膠囊包括：其芯材為乳酸菌 顆粒；制丸輔料為蔗糖、麥芽糖糊精、微晶纖維素、玉米淀粉、葡萄糖或蛋白糖中的一種或 幾種的混合物；所述壁材包括海藻酸鈉和CaC12,還包括卡拉膠、大豆分離蛋白、非水溶性 植物油中的一種，兩種或三種。該乳酸菌微膠囊是通過乳酸菌與制丸輔料混合造粒，再用 腸溶性包衣材料進行包被制得的。該乳酸菌微膠囊對乳酸菌進行了保護，使得乳酸菌可安 全通過胃液而進入腸道內(nèi)；并在腸道內(nèi)迅速崩解，占據(jù)定植位點，從而抑制了病原菌的生 長；該乳酸菌微膠囊在常溫下具有優(yōu)良的貯存穩(wěn)定性、對金屬離子的耐受性以及對高溫的 耐受力，在畜禽生產(chǎn)中的使用效果較佳。但此法采用海藻酸鈉作為壁材，是目前微膠囊包 被中經(jīng)常使用的，但海藻酸鈉本身持水能力差，易于水硬化破裂，不耐胃酸。
[0004] 綜上所述，現(xiàn)有的這些技術或是制得的乳酸菌膠囊中乳酸菌活性低，或是乳酸菌 在腸道內(nèi)不能迅速地釋放，而且成本都較高，因而不適于在微利的飼料工業(yè)和畜禽養(yǎng)殖生 產(chǎn)中的廣泛應用。另外，膠囊通常壁材的主要原料如：明膠、海藻酸鈉、糊精等，具有一定的 吸濕性，用其制備的膠囊殼與空氣接觸后會不斷從空氣中吸收水分，受潮而出現(xiàn)軟化、粘接 等現(xiàn)象，影響了乳酸菌微膠囊的質(zhì)量、外觀及運用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為解決現(xiàn)有技術制得的乳酸菌膠囊中乳酸菌活性低，在腸道內(nèi)不能迅速釋放，不 能耐受飼料制粒過程中的高溫，儲存過程中容易吸濕變質(zhì)，而且成本較高的缺陷，本發(fā)明提 供了一種活性高、可以安全通過胃液而進入腸道后迅速崩解的飼用乳酸菌微膠囊的制備方 法。
[0006] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所述一種飼用乳酸菌微膠囊的制備方法，包括以下步 驟： A、普魯蘭多糖改性：首先取普魯蘭多糖按照1:20-40的比例溶解于二甲基亞砜中，得 普魯蘭多糖溶液，備用；然后將重量份4~5份的膽固醇和4~5份的琥珀酸酐溶解于3~4 份的吡啶中，并加入冰鹽酸，得到白色絮狀沉淀，冷藏過濾后收集；將該白色絮狀沉淀用蒸 餾水洗至pH>5,并置于乙酸乙酯/乙醇中重結晶，之后75~85°C干燥，得白色針狀琥珀 酰膽固醇；取琥珀酰膽固醇、4-二甲氨基吡啶溶解于二甲基亞砜中，反應活化50~60min， 得反應液；將反應液加入普魯蘭多糖溶液中進行反應后，滴入無水乙醇中，析出白色沉淀 狀的改性隔水普魯蘭多糖，經(jīng)沖洗干燥后備用。
[0007]B、制備膠囊芯材：將健康動物腸道中分離的乳酸菌接入MRS液體培養(yǎng)基，在恒溫 生化培養(yǎng)箱中37°C厭氧培養(yǎng)至液體變混濁，活菌數(shù)達到約為109cfu/ml以上，將培養(yǎng)所 得的處于穩(wěn)定期前期的乳酸菌經(jīng)離心分離后，棄上清，將收集到的菌體制成菌懸液，加入菌 懸液總重3. 5~9%的菌種保護劑，靜置一段時間，即為乳酸菌濃液膠囊芯材。
[0008] C、制備壁材：按比例分別稱取壁材原料，包括結冷膠、20g/l海藻酸鈉、改性淀粉， 其中結冷膠為冷凝成型材料，海藻酸鈉增加膠囊的彈性和韌性，改性淀粉增加膠囊的密閉 性和脆性，按重量份數(shù)計算，結冷膠、海藻酸鈉、改性淀粉三者占壁材總干重的3%-30%，且結 冷膠：海藻酸鈉：改性淀粉=(1%-1〇%) : (1%-1〇%) : (1%-1〇%)，取結冷膠溶解于相應比例 的純化水中，攪拌至完全溶解后依次加入相應比例的海藻酸鈉和改性淀粉，繼續(xù)攪拌混合 均勻，得到壁材溶液。
[0009] D、制備膠囊：將壁材溶液和膠囊芯材按4 :1~3的質(zhì)量比同時栗送通過同心多元 噴嘴，將其滴入0-15Γ的石蠟油中，通過結冷膠的低溫凝膠特性，形成乳酸菌微膠囊半成 品；膠囊滴制后收集，用石油醚清洗石蠟油，將膠囊半成品浸入l〇g/l的氯化鈣溶液中，海 藻酸鈉與鈣離子結合形成海藻酸鈣，完成膠囊的二次凝膠，與結冷膠共同構成膠囊壁殼，保 證膠囊成品的彈性和韌性。
[0010]E、包衣：將上述制好備用的改性隔水普魯蘭多糖與改性淀粉混合研磨后加水制成 包衣液，按照常規(guī)工藝對乳酸菌微膠囊半成品進行包衣，改性隔水普魯蘭多糖與改性淀粉 的用量為乳酸菌微膠囊重量的2-4%。
[0011] F、將上述完成包衣的乳酸菌微膠囊放入轉籠中進行定型和預干燥。
[0012] G、通過定型的乳酸菌微膠囊放入濕度為20-40%RH的干燥間，靜置干燥24小時，收 集后選除次品，得到乳酸菌微膠囊成品。
[0013] 優(yōu)選的，步驟B中所述的菌種保護劑是脫脂乳、海藻糖、低聚糖、抗性淀粉或麥芽 糊精。在步驟B制得的5份乳酸菌濃液中加入1~2份蠟樣芽孢桿菌，1~3份檸檬酸制得 膠囊芯材。
[0014] 步驟C中按重量份數(shù)計算，結冷膠、海藻酸鈉、改性淀粉三者占壁材總干重的 10%-25%，且結冷膠：海藻酸鈉：改性淀粉=(4%-8%) : (4%-8%) : (4%-8%)。
[0015] 本發(fā)明的有益效果是： ①本發(fā)明將改性隔水普魯蘭多糖作為包衣材料的主要成分，進行包衣后在乳酸菌微膠 囊表面形成隔水層，儲存過程中不容易吸濕變質(zhì)。另外，雖然本發(fā)明所使用的結冷膠的膠凝 性能較好，但是其生成的膠囊壁材材質(zhì)易碎，會影響后續(xù)的包衣工序，因此本發(fā)明通過在壁 材原料中加入海藻酸鈉，并在結冷膠一次凝膠形成后將膠囊浸入氯化鈣溶液中，通過壁材 中的海藻酸鈉與鈣離子結合形成海藻酸鈣，完成膠囊的二次凝膠，增加膠囊壁材的彈性和 韌性，降低其在后續(xù)加工過程中的破碎率，提高產(chǎn)品品質(zhì)，可添加到飼料中進行80°C制粒 處理和長期保存不吸濕。
[0016] ②本發(fā)明方法所制得的乳酸菌微膠囊與未包埋的乳酸菌相比，耐酸性、耐膽鹽性、 耐高溫性和儲存性都有了明顯提高，并能在腸道中迅速崩解釋放乳酸菌。
[0017] ③本發(fā)明提供所述乳酸菌微膠囊的壁材沒有使用明膠，避免了明膠的吸濕問題， 本發(fā)明中所選用的壁材原料均為常用的符合國家標準的食品行業(yè)原料。
【附圖說明】
[0018] 下面結合附圖和實施方式對本實用新型的內(nèi)容作進一步的闡述。
[0019] 圖1為本發(fā)明制備的微膠囊在人工胃液和人工腸液中溶出圖。
[0020] 圖2為本發(fā)明制備的微膠囊的高溫耐受性檢測結果圖。
[0021] 具體實施方案： 實施例1 一種飼用乳酸菌微膠囊的制備方法，包括以下步驟： A、普魯蘭多糖改性：首先取普魯蘭多糖按照1:20的比例溶解于二甲基亞砜中，得普魯 蘭多糖溶液，備用；然后將重量份4份的膽固醇和5份的琥珀酸酐溶解于3份的吡啶中，并 加入冰鹽酸，得到白色絮狀沉淀，冷藏過濾后收集；將該白色絮狀沉淀用蒸餾水洗至pH>5， 并置于乙酸乙酯/乙醇中重結晶，之后75~85°C干燥，得白色針狀琥珀酰膽固醇；取琥 珀酰膽固醇、4-二甲氨基吡啶溶解于二甲基亞砜中，反應活化50min，得反應液；將反應液 加入普魯蘭多糖溶液中進行反應后，滴入無水乙醇中，析出白色沉淀狀的改性隔水普魯蘭 多糖，經(jīng)沖洗干燥后備用。
[0022] B、制備膠囊芯材：將健康動物腸道中分離的乳酸菌接入MRS液體培養(yǎng)基，在恒溫 生化培養(yǎng)箱中37°C厭氧培養(yǎng)至液體變混濁，活菌數(shù)達到約為109cfu/ml以上，將培養(yǎng)所 得的處于穩(wěn)定期前期的乳酸菌經(jīng)離心分離后，棄上清，將收集到的菌體制成菌懸液，加入菌 懸液總重3. 5~9%的脫脂乳，靜置一段時間，即為乳酸菌濃液膠囊芯材。
[0023] C、制備壁材：取結冷膠100g溶解于5L純化水中，攪拌至完全溶解后依次加入 500g海藻酸鈉和1000g改性淀粉，繼續(xù)攪拌2-3min，混合均勻，得到壁材溶液。
[0024]D、制備膠囊：將壁材溶液和膠囊芯材按4 :2的質(zhì)量比同時栗送通過同心多元噴 嘴，將其滴入5°C的石蠟油中，通過結冷膠的低溫凝膠特性，形成乳酸菌微膠囊半成品；膠 囊滴制后收集，用石油醚清洗石蠟油，將膠囊半成品浸入l〇g/l的氯化鈣溶液中，海藻酸鈉 與鈣離子結合形成海藻酸鈣，完成膠囊的二次凝膠，與結冷膠共同構成膠囊壁殼，保證膠囊 成品的彈性和韌性。
[0025]E、包衣：將上述制好備用的改性隔水普魯蘭多糖與改性淀粉混合研磨后加水制成 包衣液，按照常規(guī)工藝對乳酸菌微膠囊半成品進行包衣，改性隔水普魯蘭多糖與改性淀粉 的用量為乳酸菌微膠囊重量的4%。
[0026]F、將上述完成包衣的乳酸菌微膠囊放入轉籠中進行定型和預干燥。
[0027]G、通過定型的乳酸菌微膠囊放入濕度為20_40%RH的干燥間，靜置干燥24小時，收 集后選除次品，得到乳酸菌微膠囊成品。
[0028] 實施例2 一種飼用乳酸菌微膠囊的制備方法，包括以下步驟： A、普魯蘭多糖改性：首先取普魯蘭多糖按照1:30的比例溶解于二甲基亞砜中，得普魯 蘭多糖溶液，備用；然后將重量份5份的膽固醇和4份的琥珀酸酐溶解于4份的吡啶中，并 加入冰鹽酸，得到白色絮狀沉淀，冷藏過濾后收集；將該白色絮狀沉淀用蒸餾水洗至pH>5， 并置于乙酸乙酯/乙醇中重結晶，之后75~85°C干燥，得白色針狀琥珀酰膽固醇；取琥 珀酰膽固醇、4