[发明专利]一种基于复合凝聚法制备益生菌微胶囊的方法与应用

说明书

本发明提供了一种基于复合凝聚法制备益生菌微胶囊的方法，属于医药生物工程技术领域，本发明通过以改性大豆蛋白和植物或微生物来源的多糖为壁材，以益生菌为芯材，并使用非酶方式的双重固化剂对壁材进行固化处理制备益生菌微胶囊。该制备方法使得本发明制得的益生菌微胶囊具有益生菌活力损失小，活力维持时间长，可有效将益生菌递送到肠道发挥益生作用等优点。

技术领域

本发明属于医药生物工程技术领域，尤其涉及一种基于复合凝聚法制备益生菌微胶囊的方法与应用。

背景技术

微胶囊是由壁材和芯材两部分结构所构成的，微胶囊技术通过将微生物或其它不稳定成分作为芯材包埋到壁材之中，从而保护它们免受外界环境因素的损害，特别是对以微生物为芯材制成的微胶囊，还可以实现对微生物的固定。

目前，对于微生物的微胶囊化技术多以挤压法、乳化法和喷雾干燥法为主。然而，这三种方法均存在着诸多的短板，如挤压法是最为常用的微生物微胶囊化方法，其操作简单，成本低廉，然而所得微胶囊的尺寸较大，多为毫米级别，通常不小于200μm，因此其应用范围受到很大限制；乳化法由于涉及乳化中剧烈搅拌的过程，会对微生物菌体造成伤害，同时，由于油脂成分的引入，会导致氧化稳定性不佳等问题；喷雾干燥法由于在干燥的过程中存在失水造成的渗透胁迫，再加上热空气对细胞的热损伤，会对微生物菌体造成严重伤害。而复合凝聚法具有操作条件温和，粒径尺寸较小，不引入不稳定成分等优点，因此成为微胶囊化益生菌的良好选择。

但是，由于复合凝聚是一个物理变化，当体系pH发生变化时，复合凝聚所形成的壁材层就会解散，所以复合凝聚法制备的微胶囊都需要经过固化的环节。对于以微生物以外的成分作为芯材的微胶囊而言，一般都是采取酶促交联的方法进行固化。但是酶促交联后需要进行灭酶，一般需要在90℃以上的条件下进行，然而高温条件会将微生物灭活。且如果不经过固化的步骤，微胶囊的壁材层就不够稳定，也会极大地影响微胶囊对益生菌的保护作用。因此，复合凝聚法在益生菌微胶囊的制备中应用较少。

此外，微胶囊的壁材通常是蛋白质和多糖的组合，而由于制备工艺对溶解性、乳化性等功能特性的需求，通常采用明胶蛋白或酪蛋白等动物蛋白作为壁材，植物蛋白的使用受到了限制。但是动物蛋白的使用会使产品的添加和使用范围受到局限。

方亚鹏等在2018年申请的专利申请号为CN201811612214.9的“一种基于全水相复合凝聚的益生菌微胶囊及其制备方法”虽然也涉及了与本发明相似的复合凝聚法制备益生菌微胶囊，但是其原料中包含明胶蛋白等动物源性成分。此外，由于方亚鹏等的发明没有使用固化剂，该发明所制得益生菌微胶囊的稳定性和对益生菌的保护能力均相对欠佳，特别是缺乏耐胃酸的能力，不适宜应用于将益生菌送入人体肠道发挥益生作用。

李爱科等在2020年申请的专利申请号为CN202011208280.7的“一种多层包被益生菌微胶囊的制备方法”由于多层包被体系的使用，也具有良好的对益生菌的保护能力，但是其原料也包含有脱脂奶粉等动物源性成分，此外，由于多层包被体系的构建需要，该发明的工艺步骤繁多。

谢湖均等在2022年申请的专利申请号为CN202210471554.4的“植物乳杆菌凝胶珠及其制备方法”也涉及到采用大分子对益生菌进行包埋和固定化，但是，由于使用的是水凝胶珠的产品形式，其产品的粒径大小超过1mm，大大限制了其在药品、保健品及诸多工业领域的应用。且吴剑等在2018年申请的专利申请号为CN201811645176.7的“一种硒化海藻酸钠与硒化壳聚糖包裹的益生菌双层微胶囊、制备方法及其应用”中同样是使用挤压法制备的水凝胶珠的产品形式，所得微胶囊产品大小也在毫米级。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种新型的基于复合凝聚法制备益生菌微胶囊的方法，该方法是以大豆蛋白和多糖为壁材，以益生菌为芯材，通过使用非酶方式的双重固化剂对壁材进行固化处理制备益生菌微胶囊；该方法制备的产品成本低廉、包埋效率高且益生菌稳定性良好，壁材层能够保护益生菌耐受住胃液环境的消化，从而使益生菌在肠道环境中快速释放从而有效发挥益生作用。