[发明专利]一种用于益生菌活性保护的生物质基包封材料及包封方法

说明书

本发明公开了一种用于益生菌活性保护的生物质基包封材料及包封方法，包括用于包封益生菌的纳米薄膜；纳米薄膜包括两层，第一层为天然生物基高分子与金属离子在益生菌表面通过共价交联或金属螯合作用原位形成；第二层为生物酶与天然生物基高分子相互作用形成；本发明在益生菌细胞壁上原位形成的纳米薄膜，用于益生菌的包封保护；纳米薄膜由天然生物质构成，成本低廉，且无毒副作用；包封后的益生菌无论是在高浓度的抗生素，活性自由基环境中培育，其相对活性都能接近甚至高于90％，而未受保护的益生菌的相对活性则在30％以下，甚至完全无法存活。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，具体涉及一种用于益生菌活性保护的生物质基包封材料及包封方法。

背景技术

人类的肠道微生物生物群在维持健康的胃肠功能和其他生理过程中起着关键作用，这导致人们对使用口服微生物作为治疗和诊断方法的兴趣越来越大。然而益生菌对外界环境刺激极为敏感，如其对氧气、温度以及外界营养水平极为敏感，对消化道内的低pH值环境的抵抗力差，会被活性自由基抑制，特别是抗生素一类的抗菌药物会对益生菌群造成严重的破坏。临床上益生菌最常见的使用场景，就是通过口服益生菌维持肠道菌群平衡，以避免使用抗生素带来的副作用。但这些服用的益生菌往往难以经受肠道中存在的抗生素的伤害，难以在肠道中定植。此外，益生菌的运输存储过程中，其活性往往也难以维持。

因此，益生菌制剂发展的主要问题是如何在储存和使用中维持益生菌的活性。通过在益生菌制剂中添加保护剂是目前常用的方法。例如，包封技术可为益生菌提供一个相对适宜的微环境，使菌体与相对恶劣的外界环境隔离开，从而使这些非常敏感、难以在常态下保存的菌体得以长期保存。然而，现有的益生菌包封技术仍然存在成本高昂，制备工艺复杂，包封率较低，活性保护能力较差等问题。特别是可用于保护益生菌免受抗生素伤害的包封技术目前尚无报道。

现有的包封技术如CN11081021A提出一种利用改性果胶包埋肠道复合益生菌的方法；CN104856924B提出了一种外用益生菌微胶囊的制备方法；CN111436614A提出了一种基于香菇可溶性膳食纤维的益生菌递送微胶囊及制备方法。这些包封方法虽然在一定程度上可以使益生菌在存储或在胃肠道pH条件下维持一定的活性，但是其制备工艺复杂，而且没有研究其在更苛刻的外界条件下，如抗生素存在条件下对益生菌的活性保护能力。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题提供一种活性保护能力强，能够避免抗生素对益生菌伤害的用于益生菌活性保护的生物质基包封材料及包封方法。

本发明采用的技术方案是：

一种用于益生菌活性保护的生物质基包封材料，包括用于包封益生菌的纳米薄膜；纳米薄膜包括两层，第一层为天然生物基高分子与金属离子在益生菌表面通过共价交联或金属螯合作用原位形成；第二层为生物酶与天然生物基高分子相互作用形成。

进一步的，所述生物酶为β-半乳糖苷酶，胰淀粉酶，α-葡糖苷酶，β-葡糖苷酶，胰脂肪酶，胰蛋白酶，纤维素酶中的一种或两种及以上以任意比例构成的混合物。

进一步的，所述金属离子为Al、Fe、Zn、Mn、Ni、Co、V的阳离子中的一种或两种及以上构成的混合物。

进一步的，所述天然生物基高分子为天然多酚、多巴胺及其衍生物、多糖类生物质、蛋白质类生物质中的一种或两种及以上以任意比例构成的混合物。

进一步的，所述益生菌乳酸杆菌、芽孢杆菌、酵母菌、双歧杆菌、革兰氏阳性球菌、大肠杆菌、光合细菌中的一种或两种及以上以任意比例构成的混合物。

一种用于益生菌活性保护的生物质基包封材料的包封方法，包括以下步骤：

步骤1：将金属盐水溶液与益生菌液充分混合，加入天然生物基高分子水溶液，调节pH值，充分反应，洗涤，得到第一层薄膜包裹的益生菌；

步骤2：调整步骤1得到的第一层薄膜包裹的益生菌浓度，重复步骤1操作0～N次；