[发明专利]一种益生菌低温冷冻干燥用复合保护剂及其应用

说明书

本发明涉及一种益生菌低温冷冻干燥用复合保护剂及其应用，属于生物制品制备领域。为了提高益生菌在冷冻干燥工艺中细胞的存活率，本发明公开一种益生菌低温冷冻干燥用复合保护剂，其由如下重量百分含量的组分组成：鼠李糖脂3.5‑5.5％，丙二醛1.5％‑2.2％，谷氨酸1.0‑1.6％，酪氨酸0.8‑1.2％，7‑癸烯‑4‑内酯2.0‑4.0％，磷酸氢二钠0.8‑1.5％、磷酸二氢钠0.8‑1.5％，维生素C 0.3‑0.5％，余量为蒸馏水。该保护剂与益生菌固形物混合后可以大幅度提高益生菌的存活率，因此具有广阔应用前景。

技术领域

本发明涉及一种益生菌低温冷冻干燥用复合保护剂及其应用，属于生物制品制备领域。

背景技术

冷冻干燥技术是将湿物料或溶液在较低的温度(－10-－50℃)下冻结成固态，然后在真空(1.3-13Pa)下使其中的水分不经液态直接升华成气态，最终使物料脱水的干燥技术。物料的干燥在冻结状态下完成，与其他干燥方法相比，物料的物理结构和分子结构变化极小，其组织结构和外观形态被较好地保存，并具有优异的复水性，可在短时间内恢复干燥前的状态。由于干燥过程是在很低的温度下进行，而且基本隔绝了空气，因此有效地抑制了热敏性物质发生生物、化学或物理变化，并较好地保存了原料中的活性物质。因此，冷冻干燥技术是目前最好的保藏菌种方法之一，广泛用于益生菌制剂冻干粉和益生菌保藏菌种等方面。

益生菌冷冻干燥技术冻干是冷冻和干燥技术的有机结合，细胞在冻干过程中要经受冷冻和干燥两种激烈因素的作用，导致细胞膜物理条件或敏感蛋白结构的变化，使细胞活力下降。微生物冷冻干燥期间细胞内外的水分冻结成冰，冰晶生长产生的机械力量会引起细胞机械损伤。同时冻干引起溶质效应会使细胞水分溢出，具有生物活性的酶蛋白和抑制因子变性失活，细胞膜发生膜渗透性增加,使胞内的物质与胞外水溶性物质无控制地进行双向交换,从而造成细胞的代谢损伤。冻干会使细胞膜上的脂肪酸发生变化,使细胞膜的完整性会受到破坏,微生物细胞因此出现损伤。

许多研究发现在乳酸菌冻干前加入适当的物质能起到保护作用，冻干保护剂如甘油、聚乙二醇、氨基酸、糖类保护剂，不仅影响乳酸菌在冻干过程中的细胞存活率，还影响保藏期间的细胞稳定性。对于绝大多数细菌冷冻干燥成功的关键在于有效保护剂的使用，保护剂可以改变生物样品冷冻干燥时的物理、化学环境，减轻或防止冷冻干燥或复水对细胞的损害，尽可能保持原有的各种生理生化特性和生物活性。糖类保护剂如单糖、双糖、多糖等对微生物细胞的冻干脱水具有显著的保护作用。糖类保护剂中二糖的保护作用是近年来国内外学者研究的热点。严佩峰研究发现嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌冻干保护剂的最优配方为：脱脂乳10％、维生素C0.5％、谷氨酸钠0.5％、明胶1.5％。且在冷冻干燥过程中保护作用越好的冻干保护剂，其在保藏过程中的保护作用也越明显。在所选的6种冻干保护剂中，甘油的冻干保护效果最好，其次是麦芽糊精、蔗糖、维生素C、乳糖、谷氨酸钠。复合冻干保护剂对嗜酸乳杆菌冻干保护效果显著，最佳冻干保护剂组合为5％甘油、2％麦芽糊精、2.5％蔗糖。

中国专利申请201310285984.8公开了一种益生菌超低温冷冻工艺、适合这种工艺的全盐冷冻保护剂配方及其制备的益生菌超低温冷冻颗粒。所述益生菌超低温冷冻工艺包括以下步骤：(1)配制发酵培养基；(2)培养益生菌；(3)离心处理；(4)配制保护剂；(5)添加保护剂；(6)速冻成型。其提供了利用所述益生菌超低温冷冻颗粒制备的益生菌制剂及其制备方法。本发明所述益生菌超低温冷冻颗粒为益生菌冷冻菌株，其不需要干燥除水，具有冷冻速度快、活菌率高、复水性能好等优点。

发明内容

为了克服现有技术中益生菌在冷冻干燥工艺中活细胞损失较大的技术不足，本发明提供一种益生菌低温冷冻干燥用复合保护剂及其应用，所述的复合保护剂由鼠李糖脂、丙二醛、，谷氨酸、酪氨酸以及7-癸烯-4-内酯等组分制备得到，其中各组分在提高益生菌在冷冻干燥工艺的存活率方面具有显著的协同作用，因此具有广阔的应用前景。

本发明通过下述方案实现上述技术效果：