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一種載乳酸菌的大豆分離蛋白/果膠/殼聚糖復合微膠囊的制備方法.pdf

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一種 乳酸菌 大豆 分離 蛋白 果膠 聚糖 復合 微膠囊 制備 方法
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摘要
申請專利號:

CN201210163675.9

申請日:

20120524

公開號:

CN102687857A

公開日:

20120926

當前法律狀態:

有效性:

有效

法律詳情:
IPC分類號: A23L1/29,A23P1/04 主分類號: A23L1/29,A23P1/04
申請人: 黑龍江大學
發明人: 孫慶申,韓德權,趙曜,李曉娣,劉志棟,黃雪,雷虹,馬安云,楊再立,袁光宇
地址: 150080 黑龍江省哈爾濱市南崗區學府路74號
優先權: CN201210163675A
專利代理機構: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 代理人: 金永煥
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法律狀態
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CN201210163675.9

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法律狀態公告日:

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摘要

一種載乳酸菌的大豆分離蛋白/果膠/殼聚糖復合微膠囊的制備方法,它涉及一種載乳酸菌的大豆分離蛋白/果膠/殼聚糖復合微膠囊的制備方法。本發明要解決現有益生菌在通過胃腸道的過程中存活率低,達不到益生效果的問題。方法:將大豆分離蛋白溶液調至等電點,離心棄掉清蛋白補入等體積的水,調pH至9.0加入德氏乳桿菌和果膠溶液,得到載德氏乳桿菌的大豆分離蛋白/果膠微膠囊;將殼聚糖溶解于2%醋酸溶液中,調pH值至4.2-4.8加入果膠溶液,將上述微膠囊加入到殼聚糖果膠溶液中,即得。本發明產品避免益生菌受到胃內高酸度環境和膽鹽的破壞,使到達腸道的活菌數達到107cfu/mL以上。本發明應用于益生菌的微膠囊制備領域。

權利要求書

1.一種載乳酸菌的大豆分離蛋白/果膠/殼聚糖復合微膠囊的制備方法,其特征在于載乳酸菌的大豆分離蛋白/果膠/殼聚糖微膠囊的制備方法是按以下步驟實現:一、將德氏乳桿菌接種到MRS液體培養基中,在30℃~37℃下恒溫培養16~24h,得菌種培養液,然后在4000~6000r/min的轉速下離心5~10min,棄去培養液后,補入與棄去培養液等體積的無菌水混合均勻,得德氏乳桿菌菌體濃度為10CFU/mL的菌懸液;二、用濃度為1mol/LHCl將質量百分比濃度為6%~11%的大豆分離蛋白水溶液的pH調至4.2~4.8,在1500~6000r/min轉速下離心5~10min,棄上清液,補入與上清液等體積的蒸餾水混合均勻后,用濃度為1mol/L?NaOH調pH至7~12,得大豆蛋白溶液;三、將步驟二得到的大豆蛋白溶液與步驟一得到的菌懸液按體積比為1~5:1的比例混合均勻,得混合液;將混合液與質量百分含量為0.5%~1.5%的果膠溶液按體積比為50~80:1的比例混合,然后在室溫下攪拌混勻,在300~1300r/min的轉速下用濃度為1mol/L?NaOH調節pH至4.2~4.8,即得大豆分離蛋白/果膠微膠囊溶液;四、將殼聚糖溶解在質量百分含量為1%~3%的醋酸溶液中,攪拌混合均勻,得濃度為2~8mg/mL的殼聚糖醋酸溶液,然后在2000~6000r/min的轉速下離心5~10min,收集上清液,向上清液中加入質量百分含量為0.1%~1%的果膠溶液,即得殼聚糖/果膠溶液;五、將步驟三得到的大豆分離蛋白/果膠微膠囊溶液以0.5~3mL/min的速度滴加到步驟四得到的殼聚糖/果膠溶液中,邊滴加邊攪拌,然后在1000~3000r/min的條件下離心5~10min,離心后收集沉淀,即得載乳酸菌的大豆分離蛋白/果膠/殼聚糖復合微膠囊;其中,步驟四所述的質量百分含量為0.1%~1%的果膠溶液與上清液的體積比為1:1~8,步驟五所述的步驟三得到的大豆分離蛋白/果膠微膠囊溶液與殼聚糖/果膠溶液的體積比為1:1。2.根據權利要求1所述的一種載乳酸菌的大豆分離蛋白/果膠/殼聚糖復合微膠囊的制備方法,其特征在于步驟一中所述的MRS液體培養基是通過以下方法制備的:將10g的牛肉膏、10g的蛋白胨、酵的母膏、2g的KHPO、2g的檸檬酸二胺、5g的CHCOONa、20g的葡萄糖、0.58g的MgSO·7HO、0.205g的MnSO和0.5mL的吐溫80加入蒸餾水并定容至1000mL,121℃滅菌15min,調節pH值至6.2~6.4。3.根據權利要求1所述的一種載乳酸菌的大豆分離蛋白/果膠/殼聚糖復合微膠囊的制備方法,其特征在于步驟四所述的果膠溶液為高甲氧基果膠溶液。

說明書

技術領域

本發明涉及一種載乳酸菌的大豆分離蛋白/果膠/殼聚糖復合微膠囊的制備方法。

背景技術

小腸是人體的主要吸收器官,各種益生菌(素)經過口服以后要到達小腸部位,才能發揮作用,因此,維持腸道系統功能的穩定和使益生菌能夠最大限度地到達小腸部位是促進人體健康的必要條件之一。益生菌在人體中的存活和增殖能力對益生作用有著重要影響,益生菌制品中的菌體代謝應該穩定,活性較強,通過上消化道后有大量存活,進入腸道后發揮益生作用。

目前益生菌(素)在應用過程中存在著不同的問題,歸結起來體現在:這些菌體一般通過口服進入胃腸道,在人體胃內保留時間一般為2小時左右,在這段時間內胃內各種酶及胃酸環境對菌體的活性會產生不同程度的負面影響,甚至會導致菌體死亡;

益生菌食品中益生菌的活性是產品質量的一個重要指標,日本發酵和乳酸飲料協會標準要求鮮乳制品中應有107cfu/mL活性益生菌,只有這樣高的數量才能補償益生菌在胃和腸道中所下降的數量。然而,由于益生菌的自身生長特性及周圍環境因素的影響,導致進入市場的產品中活菌含量很低。Lank?aputhra和shah發現,嗜酸乳桿菌和雙歧桿菌在酸性和膽鹽的環境中存活量較低,因此如何提高到達腸道的益生菌活菌數量已成為研究的熱點課題。國內外目前主要在以下幾個方面進行研究:選擇耐酸和耐膽鹽的菌株、選擇合適的接種量、二步發酵法、抗性調整、添加微量營養物質、添加抗壞血酸、選擇合適的包裝容器等等。目前,發酵乳制品中使用的發酵劑大多是采用冷凍干燥、噴霧干燥、流化床干燥等技術生產的粉狀產品,但是,這些產品在牛奶中是完全釋放的,使其通過胃腸道的過程中得不到保護。

發明內容

本發明目的是為了解決現有益生菌在通過胃腸道的過程中存活率低,達不到益生效果的問題,而提供一種載乳酸菌大豆分離蛋白/果膠/殼聚糖復合微膠囊的制備方法。

本發明的一種載乳酸菌的大豆分離蛋白/果膠/殼聚糖復合微膠囊的制備方法是按以下步驟實現:一、將德氏乳桿菌接種到MRS液體培養基中,在30℃~37℃下恒溫培養16~24h,得菌種培養液,然后在4000~6000r/min的轉速下離心5~10min,棄去培養液后,補入與棄去培養液等體積的無菌水混合均勻,得德氏乳桿菌菌體濃度為1010CFU/mL的菌懸液;二、用濃度為1mol/L?HCl將質量百分比濃度為6%~11%的大豆分離蛋白水溶液的pH調至4.2~4.8,在1500~6000r/min轉速下離心5~10min,棄上清液,補入與上清液等體積的蒸餾水混合均勻后,用濃度為1mol/L?NaOH調pH至7~12,得大豆蛋白溶液;三、將步驟二得到的大豆蛋白溶液與步驟一得到的菌懸液按體積比為1~5:1的比例混合均勻,得混合液;將混合液與質量百分含量為0.5%~1.5%的果膠溶液按體積比為50~80:1的比例混合,然后在室溫下攪拌混勻,在300~1300r/min的轉速下用濃度為1mol/L?NaOH調節pH至4.2~4.8,即得大豆分離蛋白/果膠微膠囊溶液;四、將殼聚糖溶解在質量百分含量為1%~3%的醋酸溶液中,攪拌混合均勻,得濃度為2~8mg/mL的殼聚糖醋酸溶液,然后在2000~6000r/min的轉速下離心5~10min,收集上清液,向上清液中加入質量百分含量為0.1%~1%的果膠溶液,即得殼聚糖/果膠溶液;五、將步驟三得到的大豆分離蛋白/果膠微膠囊溶液以0.5~3mL/min的速度滴加到步驟四得到的殼聚糖/果膠溶液中,邊滴加邊攪拌,然后在1000~3000r/min的條件下離心5~10min,離心后收集沉淀,即得載乳酸菌的大豆分離蛋白/果膠/殼聚糖復合微膠囊;其中,步驟四所述的質量百分含量為0.1%~1%的果膠溶液與上清液的體積比為1:1~8,步驟五所述的步驟三得到的大豆分離蛋白/果膠微膠囊溶液與殼聚糖/果膠溶液的體積比為1:1。

本發明的有益效果:

本發明所得微膠囊具有可控靶向釋放作用,避免益生菌接觸胃內高酸度環境和膽鹽的破壞,使到達腸道的活菌數達到107cfu/mL以上,從而發揮益生菌的益生性能。

本發明的微膠囊的壁材為食品級成分,在制備過程中不使用交聯劑,殼聚糖本身具有粘膜粘附能力,所以通過不同壁材組分比例的變化既可以實現益生菌的可控靶向釋放,又可以使釋放的微膠囊在釋放的位點停留較長時間3~24小時或更長時間,以發揮菌群調節和益生的作用。

本發明將菌體制備成微膠囊的形式予以保護,使其經口服以后可以避開胃內的不利條件,最大量地到達腸道部位;本發明利用可食性的材料(大豆蛋白、果膠、殼聚糖)作為微膠囊壁材,這些材料不但成膜性好,具有生物兼容性、易降解的特點,更重要的是它是pH值依賴型的材料,即果膠在pH2.5-3.5之間能夠固化,該pH范圍正是人進食后胃內的酸性條件;在中性或者弱堿性及腸道酶的作用下果膠溶解,大豆分離蛋白也被破壞,從而釋放出活性成分。殼聚糖作為一種天然的生物大分子,具有生物可降解性、生物兼容性、低毒性、良好的黏附性和成膜能力,因而被廣泛應用于生物醫學、制藥工業和醫療衛生中。同時,殼聚糖具有一定的親水性,可在鹽酸、醋酸等低pH值水溶液及酸性消化液中膨脹形成凝膠,從而阻止藥物的擴散和溶出。依賴此特性,可以通過控制溶液濃度、pH等因素,制備具有不同緩釋效果的微囊,并提高可降解物質(如蛋白質)的生物活性或者通過上皮層增強對親水性物質的吸收能力。本發明利用殼聚糖作為復合微膠囊外層壁材,充分發揮了殼聚糖的良好成膜能力及粘膜黏附特性,能夠在小腸粘膜表面定植,更適合作為制備腸道靶向微膠囊材料。

通過掃描電鏡觀察結果表明,本發明制得的乳酸菌大豆分離蛋白微膠囊、大豆分離蛋白/殼聚糖復合微膠囊具有良好的成囊性,大豆分離蛋白微膠囊對乳桿菌的包埋數為9.8×109CFU/mL,大豆蛋白/果膠/殼聚糖復合微膠囊包埋的乳酸菌經過胃液、膽汁、腸液處理后,活菌數達到107CFU/mL,而裸菌經過相同條件處理后,平均活菌數為104CFU/mL~105CFU/mL。

本發明的大豆蛋白/果膠/殼聚糖復合微膠囊具有降低胃腸道內環境對乳酸菌的破壞程度,提高益生菌的存活率。

附圖說明

圖1為大豆分離蛋白(SPI)空白微膠囊SEM圖;

圖2為大豆分離蛋白(SPI)-殼聚糖(Chitosan)復合微膠囊SEM圖;

圖3為大豆分離蛋白(SPI)微膠囊包裹菌體內部形態SEM圖;

圖4為大豆分離蛋白(SPI)溶液的濃度對微膠囊包埋率的影響曲線圖;

圖5為pH對微膠囊包埋率的影響曲線圖;

圖6為攪拌速度對微膠囊包埋率的影響曲線圖;

圖7為菌懸液與大豆蛋白液的比例對微膠囊包埋率的影響曲線圖;

圖8為殼聚糖溶液濃度對包埋率的影響曲線圖;

圖9為大豆分離蛋白(SPI)微膠囊與殼聚糖溶液的體積比對包埋率的影響曲線圖。

具體實施方式

本發明技術方案不局限于以下所列舉具體實施方式,還包括各具體實施方式間的任意組合。

具體實施方式一:本實施方式的一種載乳酸菌的大豆分離蛋白/果膠/殼聚糖復合微膠囊的制備方法是按以下步驟實現:一、將德氏乳桿菌接種到MRS液體培養基中,在30℃~37℃下恒溫培養16~24h,得菌種培養液,然后在4000~6000r/min的轉速下離心5~10min,棄去培養液后,補入與棄去培養液等體積的無菌水混合均勻,得德氏乳桿菌菌體濃度為1010CFU/mL的菌懸液;二、用濃度為1mol/L?HCl將質量百分比濃度為6%~11%的大豆分離蛋白水溶液的pH調至4.2~4.8,在1500~6000r/min轉速下離心5~10min,棄上清液,補入與上清液等體積的蒸餾水混合均勻后,用濃度為1mol/LNaOH調pH至7~12,得大豆蛋白溶液;三、將步驟二得到的大豆蛋白溶液與步驟一得到的菌懸液按體積比為1~5:1的比例混合均勻,得混合液;將混合液與質量百分含量為0.5%~1.5%的果膠溶液按體積比為50~80:1的比例混合,然后在室溫下攪拌混勻,在300~1300r/min的轉速下用濃度為1mol/L?NaOH調節pH至4.2~4.8,即得大豆分離蛋白/果膠微膠囊溶液;四、將殼聚糖溶解在質量百分含量為1%~3%的醋酸溶液中,攪拌混合均勻,得濃度為2~8mg/mL的殼聚糖醋酸溶液,然后在2000~6000r/min的轉速下離心5~10min,收集上清液,向上清液中加入質量百分含量為0.1%~1%的果膠溶液,即得殼聚糖/果膠溶液;五、將步驟三得到的大豆分離蛋白/果膠微膠囊溶液以0.5~3mL/min的速度滴加到步驟四得到的殼聚糖/果膠溶液中,邊滴加邊攪拌,然后在1000~3000r/min的條件下離心5~10min,離心后收集沉淀,即得載乳酸菌的大豆分離蛋白/果膠/殼聚糖復合微膠囊;其中,步驟四所述的質量百分含量為0.1%~1%的果膠溶液與上清液的體積比為1:1~8,步驟五所述的步驟三得到的大豆分離蛋白/果膠微膠囊溶液與殼聚糖/果膠溶液的體積比為1:1。

本實施方式所得微膠囊具有可控靶向釋放作用,避免益生菌接觸胃內高酸度環境和膽鹽的破壞,使到達腸道的活菌數達到107cfu/mL以上,從而發揮益生菌的益生性能。

本實施方式的微膠囊的壁材為食品級成分,在制備過程中不使用交聯劑,殼聚糖本身具有粘膜粘附能力,所以通過不同壁材組分比例的變化既可以實現益生菌的可控靶向釋放,又可以使釋放的微膠囊在釋放的位點停留較長時間3~24小時或更長時間,以發揮菌群調節和益生的作用。

本實施方式將菌體制備成微膠囊的形式予以保護,使其經口服以后可以避開胃內的不利條件,最大量地到達腸道部位;本發明利用可食性的材料(大豆蛋白、果膠、殼聚糖)作為微膠囊壁材,這些材料不但成膜性好,具有生物兼容性、易降解的特點,更重要的是它是pH值依賴型的材料,即果膠在pH2.5-3.5之間能夠固化,該pH范圍正是人進食后胃內的酸性條件;在中性或者弱堿性及腸道酶的作用下果膠溶解,大豆分離蛋白也被破壞,從而釋放出活性成分。殼聚糖作為一種天然的生物大分子,具有生物可降解性、生物兼容性、低毒性、良好的黏附性和成膜能力,因而被廣泛應用于生物醫學、制藥工業和醫療衛生中。同時,殼聚糖具有一定的親水性,可在鹽酸、醋酸等低pH值水溶液及酸性消化液中膨脹形成凝膠,從而阻止藥物的擴散和溶出。依賴此特性,可以通過控制溶液濃度、pH等因素,制備具有不同緩釋效果的微囊,并提高可降解物質(如蛋白質)的生物活性或者通過上皮層增強對親水性物質的吸收能力。本發明利用殼聚糖作為復合微膠囊外層壁材,充分發揮了殼聚糖的良好成膜能力及粘膜黏附特性,能夠在小腸粘膜表面定植,更適合作為制備腸道靶向微膠囊材料。

通過掃描電鏡觀察結果表明,本實施方式制得的乳酸菌大豆分離蛋白微膠囊、大豆分離蛋白/殼聚糖復合微膠囊具有良好的成囊性,大豆分離蛋白微膠囊對乳桿菌的包埋數為9.8×109CFU/mL,大豆蛋白/果膠/殼聚糖復合微膠囊包埋的乳酸菌經過胃液、膽汁、腸液處理后,活菌數達到107CFU/mL,而裸菌經過相同條件處理后,平均活菌數為104CFU/mL~105CFU/mL。

本實施方式的大豆蛋白/果膠/殼聚糖復合微膠囊具有降低胃腸道內環境對乳酸菌的破壞程度,提高益生菌的存活率。

通過以下試驗驗證本發明的效果:

本試驗的載乳酸菌的大豆分離蛋白/果膠/殼聚糖復合微膠囊的制備方法按以下步驟實現:一、將德氏乳桿菌接種到MRS液體培養基中,在37℃下恒溫培養15h,得菌種培養液,經5000r/min離心15min,棄去培養液后,補入無菌水制得德氏乳桿菌菌體濃度為1010CFU/mL菌懸液;二、配制質量百分含量為9%的大豆分離蛋白(SPI)溶液,調節步驟一制得的菌懸液pH至4.5(大豆蛋白等電點),在2000r/min轉速下離心5min,棄上清液,補入等體積水混合均勻后,調pH至9.0,使大豆球蛋白充分溶解,得大豆蛋白溶液;三、將步驟二得到的大豆蛋白溶液與步驟一得到的菌懸液按體積比為1:1的比例混合均勻,得混合液;將混合液與質量百分含量為1%的果膠溶液按體積比為1:8的比例混合,然后在室溫下攪拌混勻,在700r/min轉速下迅速調節pH至4.5,使溶解狀態的大豆分離蛋白迅速成囊將菌體包裹起來,即得大豆分離蛋白/果膠微膠囊溶液;四、將殼聚糖溶解在質量百分含量為2%的醋酸溶液中,在磁力攪拌下使其充分溶解形成4mg/mL的殼聚糖醋酸溶液,然后在4000r/min的轉速下離心5min,收集上清液,向上清液中加入質量百分含量為1%的果膠溶液,即得殼聚糖/果膠溶液;五、將步驟三得到的大豆分離蛋白/果膠微膠囊溶液以5mL/min的速度滴加到步驟四得到的殼聚糖/果膠溶液中,邊滴加邊攪拌,然后在3000r/min的條件下離心5min,即得載乳酸菌的大豆分離蛋白/果膠/殼聚糖復合微膠囊。

本試驗所得乳酸菌大豆分離蛋白微膠囊、大豆分離蛋白/殼聚糖復合微膠囊進行冷凍干燥后即得緩釋微球粉末。

本試驗步驟一中所使用的微生物材料德氏乳桿菌(Lactobacillus?delbrueckii?subsp.bulgari?cus)從中國科學院微生物研究所購買,全稱為德氏乳桿菌保加利亞亞種,保藏編號:CGMCC編號為1.1480。

本試驗步驟二所使用的大豆分離蛋白購自哈高科大豆食品有限責任公司,以牛血清清蛋白為標準溶液繪制標準曲線,計算大豆球蛋白的含量。

對本試驗得到的載乳酸菌的大豆分離蛋白-果膠-殼聚糖復合微膠囊進行以下性能分析:

1)電鏡掃描

對本試驗得到的載乳酸菌的大豆分離蛋白-果膠-殼聚糖復合微膠囊進行電鏡掃描,觀察微膠囊的包裹狀態,結果如圖3所示,同時以大豆分離蛋白-果膠微膠囊和大豆分離蛋白-果膠-殼聚糖溶液復合微膠囊為對照,進行電鏡掃描觀察,其結果如圖1和圖2所示,空白大豆分離蛋白(SPI)微膠囊表面較平滑,由于微膠囊是空的,微膠囊有一定程度的凹陷現象,包菌的大豆分離蛋白(SPI)微膠囊外面又裹了一層殼聚糖的大豆分離蛋白(SPI)-殼聚糖(Chitosan)復合微膠囊,由于冷凍干燥脫水,可以看到微膠囊表面出現一些裂紋,幾乎看不到表面有菌體,大多數菌體已被包裹在大豆分離蛋白(SPI)微膠囊與殼聚糖溶液之間夾層中;圖3是大豆分離蛋白(SPI)微膠囊包裹菌體研碎后的內部結構,可以看到微膠囊內部有大量成串的菌體存在,說明大豆分離蛋白(SPI)微膠囊的包埋效果較好。

2)SPI溶液的濃度對包埋率的影響表征

在pH值為9,攪拌速率700rpm,菌懸液與大豆蛋白液體積比為1:2的條件下,考察大豆蛋白濃度(6%、7%、8%、9%、10%和11%)對本試驗得到的載乳酸菌的大豆分離蛋白-果膠-殼聚糖復合微膠包埋率的影響;結果如圖4所示,由圖4可知,當大豆蛋白(SPI)溶液濃度在10%時,包埋率較高達到70.3%,之后隨濃度的升高,包埋率隨之下降。但大豆蛋白(SPI)溶液濃度越高,在堿性條件下粘性越強,在與益生菌混合時,容易造成攪拌不均勻,形成的微膠囊大小不一,形態不均勻。所以最終選擇大豆蛋白(SPI)溶液濃度為9%,包埋率達到67.08%。

3)pH對微膠囊包埋率的影響的表征

在大豆蛋白(SPI)溶液濃度為9%,攪拌速率700rpm,菌懸液與大豆蛋白(SPI)溶液體積比1:2的條件下,考察pH(7、8、9、10、11和12)對本試驗得到的載乳酸菌的大豆分離蛋白-果膠-殼聚糖復合微膠囊包埋率的影響;結果如圖5所示,由圖5可知,在低pH范圍內隨著pH的升高,大豆蛋白(SPI)微膠囊的包埋率也隨之升高,當pH為9時包埋率最高達到67.08%,之后隨著pH的升高,包埋率反而下降。隨著pH的升高,同大豆蛋白(SPI)溶液的粘度越大,與菌液混合時攪拌不均勻,且對乳酸菌有一定的傷害作用,致使包埋率下降,所以選擇pH=9.0為最佳包埋pH。

4)攪拌速度對微膠囊包埋率的影響的表征

在大豆蛋白(SPI)溶液濃度9%,pH值為9,菌懸液與大豆蛋白(SPI)溶液體積比為1:2的條件下,考察攪拌速率(300rpm、500rpm、700rpm、900rpm、1100rpm和1300rpm)對本試驗得到的載乳酸菌的大豆分離蛋白-果膠-殼聚糖復合微膠囊包埋率的影響;結果如圖6所示,由圖6可知,隨著轉速的增大,包埋率隨之降低,然后又升高,在700r/min下包埋率最高達到67.08%。在顯微鏡下觀察微膠囊的形態,隨著轉速的升高,微膠囊的直徑變小,致使包埋率下降。當在700r/min條件下,微膠囊大小適中,而且均勻,所以選擇700r/min為最佳轉速。

5)菌懸液與大豆蛋白液的比例對微膠囊包埋率的影響的表征

在大豆蛋白(SPI)溶液濃度9%,pH值9,攪拌速率700rpm的條件下,考察菌懸液與大豆蛋白(SPI)溶液的比例(2:1、1:1、1:2、1:3、1:4和1:5)對本試驗得到的載乳酸菌的大豆分離蛋白-果膠-殼聚糖復合微膠囊包埋率的影響;結果如圖7所示,由圖7可知,隨著SPI溶液比例的增大,包埋率隨之增大,當菌懸液:SPI溶液=1:1時,包埋率最高,達到68%左右,但大豆蛋白(SPI)溶液比例進一步增大時,包埋率反而隨之降低,當大豆蛋白(SPI)溶液比例較大,菌懸液較少時,單個微膠囊中包埋菌懸液較少,浪費原料;當大豆蛋白(SPI)溶液比例較小,菌懸液較多時,有部分菌懸液游離在微膠囊外,造成了包埋率較低。所以菌懸液與大豆蛋白(SPI)溶液最佳比例為1:1。

6)殼聚糖溶液濃度對包埋率的影響的表征

如圖8所示,隨著殼聚糖濃度的升高,包埋率隨之升高,當達到4mg/mL時包埋率達到99.02%。隨著殼聚糖溶液濃度的進一步增大,包埋率反而降低。隨著殼聚糖濃度的增大,粘性越來越強,能將大豆蛋白(SPI)微膠囊表面的益生菌進一步包埋,致使包埋率大幅度的提高,當溶液濃度達到5mg/mL時,由于粘度太大,大豆蛋白(SPI)微膠囊與殼聚糖溶液混合不均勻,發生粘連,出現成團現象,造成包埋率下降。所以選取殼聚糖濃度4mg/mL為最佳條件。

7)SPI微膠囊與殼聚糖溶液的體積比對包埋率的影響的表征

結果如圖9所示,隨著殼聚糖溶液與大豆蛋白(SPI)微膠囊體積比的升高,包埋率也隨之升高。這是因為隨著殼聚糖體積的升高,殼聚糖包裹在大豆蛋白(SPI)微膠囊表面越充分,進一步將益生菌包裹在夾層中。當達到1:1后基本處于平衡,殼聚糖溶液體積的增加不會進一步提高包埋率,而且膠囊之間發生粘連,形成膠囊形態較差,所以選擇殼聚糖溶液(v):SPI微膠囊(v)=1:1。

8)大豆分離蛋白-果膠復合物與菌懸液比對微膠囊包埋、釋放影響的表征

在大豆蛋白(SPI)溶液濃度為9%,果膠溶液濃度為1%,大豆蛋白(SPI)溶液與果膠溶液比例為7:1的體積比混合的條件下進行驗證,如表1所示,經模擬胃液處理2h,膽汁20min,腸液處理2h后,裸菌下降了2個數量級,即到達腸液的菌群數量為104cfu/mL,大豆分離蛋白-果膠復合微膠囊微膠囊的菌體濃度在經過相同條件處理后均達到了107cfu/mL。

表1大豆分離蛋白-果膠復合物與菌懸液比對微膠囊包埋、釋放影響(×106cfu)

??(SPI+P):菌(v/v) ??裸菌 ??2:1 ??1:1 ??包埋數 ??300 ??381 ??胃液(2h) ??1.70 ??18 ??26 ??膽(20min) ??0.02 ??5.0 ??13 ??腸液(2h) ??0.0105 ??21.6 ??16.9

9)大豆分離蛋白與果膠比例對微膠囊包埋、釋放影響的表征

在大豆蛋白(SPI)濃度為9%,果膠濃度為1%的條件下,考察了大豆蛋白(SPI)與果膠不同的體積比,結果如表2所示,通過大豆分離蛋白與果膠的不同比例比較,就包埋情況來說,二者比例為8:1和9:1的微膠囊效果最好;就腸液釋放情況來說5:1效果為較好。綜合考慮,由于大豆分離蛋白與果膠比例未引起腸液釋放中數量級的變化(即影響不明顯),而8:1的包埋效果明顯較好,所以選用大豆分離蛋白與果膠比例為8:1的微膠囊。

表2大豆分離蛋白與果膠比例對微膠囊包埋、釋放影響(×106cfu)

表3中果膠與殼聚糖不同比例下微膠囊經人工模擬胃液、膽汁、腸液處理后的釋放數的比較可以得出:經胃液處理后果膠與殼聚糖比例為20:1時微膠囊的釋放數最好,其次為5:1,15:1,10:1。而在膽汁、腸液中果膠:殼聚糖比例為10:1時的釋放效果最好,減少了益生菌在上消化道的釋放,有效到達并靶向定位于腸道中。當殼聚糖在果膠—殼聚糖復合物中的比例增加時,即當果膠:殼聚糖為1∶1,1:2,1:3時微膠囊的釋放效果很低,殼聚糖濃度過高會影響微膠囊的釋放效果。綜合考慮,果膠與殼聚糖的比例為10:1時,微膠囊的釋放效果最好。

表3大豆蛋白-果膠-殼聚糖復合微膠囊經人工模擬胃液、膽汁、腸液處理后的釋放數

綜上所述,載德氏乳桿菌大豆分離蛋白-果膠復合微膠囊相比無果膠的載德氏乳桿菌大豆分離蛋白微膠囊,在人工模擬胃液、膽汁和腸液中有更好的釋放效果,且對德氏乳桿菌有更好的保護效果,使其濃度提高兩個數量級。經過單因素實驗的探索優化條件為果膠濃度1.0mg/mL,大豆分離蛋白濃度為9%,大豆分離蛋白與果膠之比為7:1~9:1,大豆分離蛋白-果膠復合物與菌懸液之比為1:1。果膠與殼聚糖的比例為10:1時,微膠囊對試驗菌的包埋效果最好,在胃液及膽汁中對試驗菌有很好的保護作用并在腸液中有很好的釋放效果。

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本文標題:一種載乳酸菌的大豆分離蛋白/果膠/殼聚糖復合微膠囊的制備方法.pdf
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