專利名稱：一種乳酸菌或酵母菌的多孔淀粉包埋保護(hù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微生物制劑的制備方法，具體地說是一種乳酸菌或者酵母菌微生 態(tài)制劑的保護(hù)方法。
背景技術(shù)：
抗生素曾在畜牧業(yè)養(yǎng)殖中發(fā)揮了重要的作用，但其帶來的藥物殘留、生態(tài)環(huán)境的 破壞和病原菌的耐藥性等弊端也越來越明顯。隨著人們生活水平的提高和食品安全意識的 加強(qiáng)，迫切需要綠色飼料添加劑來生產(chǎn)綠色畜禽產(chǎn)品。乳酸菌類飼料添加劑和酵母菌飼料 添加劑是其中重要的綠色飼料添加劑。但是，由于酵母菌以及大多數(shù)乳酸菌不產(chǎn)芽孢，抗逆性較差，很容易死亡，嚴(yán)重影 響了使用效果。如當(dāng)乳酸菌加于飼料制粒時(shí)，由于通常的飼料制粒溫度超過80°C，在此溫度 下僅5min即可使乳酸菌損失70-80%。另外，由于飼料中本身存在許多金屬離子、抗生素等 物質(zhì)，同樣會影響到乳酸菌和酵母菌的活力。因此，乳酸菌和酵母菌在生產(chǎn)制備、貯藏和進(jìn) 入動物腸道之前很容易失活，為了得到高活菌數(shù)制劑，需要對其進(jìn)行保護(hù)。因此，現(xiàn)在提倡的技術(shù)是對乳酸菌和酵母菌采用包埋措施，或制備膠囊劑來保 護(hù)乳酸菌和酵母菌，從而降低外界對它們的影響。微生物包埋法的原理是利用天然的或 者是合成的高分子包囊材料，將微生物細(xì)胞包覆形成為直徑在5 400微米大小之間的 一種具有半透性或密封囊膜的微型膠囊的技術(shù)。微膠囊技術(shù)中的包囊材料的選取通常 需根據(jù)具體產(chǎn)品的具體要求進(jìn)行，既要求包囊材料能夠在囊心物質(zhì)上形成一層具有粘附 力的薄膜，而且還要求使包囊材料不與囊心物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，同時(shí)還要考慮到產(chǎn)品的 滲透性、吸濕性、穩(wěn)定性、溶解性以及澄清度等因素。經(jīng)檢索，中國專利如CN03145934.X、 CN200310115572. 6、CN200410098468. 5、CN200410098907. 2、CN00119386. 4、CN01127736. X、 CN03155727. 902114477. X、CN200310118155. 7等均公開了采用包埋壁材和芯材包埋乳酸菌 和酵母菌的包埋方法。但這些方法對材料的選擇要求高，生產(chǎn)工藝相對復(fù)雜，設(shè)備投資較 大，同時(shí)也存在在干燥時(shí)導(dǎo)致活菌數(shù)不高等缺點(diǎn)。目前，國內(nèi)對乳酸菌和酵母菌的包埋制成微膠囊都是采用海藻酸鈉、卡那膠、交聯(lián) 聚丙烯酰胺、二氧化硅凝膠、角叉萊膠、聚乙烯醇凝膠、光硬化樹脂、聚丙烯酸凝膠等高分子 物質(zhì)作為包埋材料，采用多孔淀粉作為乳酸菌和酵母菌等微生物包埋?；畈牧线M(jìn)行包埋的 方法國內(nèi)鮮見報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有乳酸菌和酵母菌包埋保活技術(shù)的不 足，提供一種乳酸菌或酵母菌的多孔淀粉包埋保護(hù)方法，其為高活力包埋方法，其生產(chǎn)工藝 簡單、包埋后活菌數(shù)高、成本和能耗低、易于批量生產(chǎn)。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種乳酸菌或酵母菌的多 孔淀粉包埋保護(hù)方法，該方法包括如下步驟
a、將乳酸菌或酵母菌用發(fā)酵罐進(jìn)行高密度培養(yǎng)，使發(fā)酵液中乳酸菌的總數(shù)為 3. 0 4. 5X 109CFU/mL，或者酵母菌的總數(shù)為2. 0 3. OX 10lclCFU/mL，再在40°C 55°C，真 空度0. 08Mpa 0. 09MPa條件下將發(fā)酵液濃縮15 20倍，得到濃縮菌液；上述乳酸菌為嗜熱鏈球菌、嗜酸乳桿菌、或保加利亞乳酸桿菌；上述酵母菌為釀酒 酵母菌；b、于上述濃縮菌液中先加入多孔淀粉，以50 lOOr/min攪拌30 60min后，再 加入乳清粉和海藻糖，攪拌均勻，成糊狀；多孔淀粉的加入量為ImL濃縮菌液加0. 8 1. Og 多孔淀粉，乳清粉的加入量為ImL濃縮菌液加0.2 0. 3g乳清粉，海藻糖的加入量為ImL 濃縮菌液加0. 03 0. 05g海藻糖；C、將上述糊狀物干燥至含水率為3 5%，即得。其中，干燥是指噴霧干燥，熱風(fēng)進(jìn) 口溫度為160 170°C，出口溫度為65 70°C ；或者是在50_65°C恒溫箱中進(jìn)行干燥。上述將乳酸菌或酵母菌用發(fā)酵罐進(jìn)行高密度培養(yǎng)為現(xiàn)有技術(shù)中的常規(guī)手段(高 細(xì)胞密度發(fā)酵技術(shù)，化學(xué)工業(yè)出版社，2006. 10 :230-314)，在此不再贅述。本發(fā)明中用到的菌種嗜熱鏈球菌(Sti^ptococcus thermophiluss)，嗜酸乳桿菌 (Lactobacillus acidophilus)，保力口利亞乳酸桿菌(Lactobacillusbulgaricus)，及酸酒 酵母酵(Saccharomyces cerevisiae)，均為公眾可以得到的常規(guī)菌種。由于多孔淀粉是一種具有類似馬蜂窩狀的中空結(jié)構(gòu)的生淀粉顆粒，表面分布著大 量的小孔。由于是中空結(jié)構(gòu)，具有較大的吸附能力。其主要性能有(1)多孔淀粉的堆積密 度較低；(2)吸附能力大；(3)多孔淀粉吸附目的物后對其有保護(hù)作用；(4)多孔淀粉吸附 目的物后可達(dá)到緩慢釋放目的物的作用；(5)在干燥狀態(tài)下具有良好的機(jī)械強(qiáng)度。因此，本 發(fā)明中采用多孔淀粉作為包埋材料。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明方法使用的多孔淀粉，由于表面分布著大量的小孔，并一直延伸到顆粒 內(nèi)部，具有較強(qiáng)的吸附能力，在攪拌條件下，可充分吸附微生物，且不需要經(jīng)過再包裹或制 成微膠囊，應(yīng)用工藝簡單。2、本發(fā)明方法使用多孔淀粉吸附乳酸菌、酵母菌等益生菌，可直接進(jìn)行噴霧干燥， 或在中溫條件下直接干燥，可替代常規(guī)的冷凍干燥工藝，大大降低活菌制劑成本，且其貯藏 性能優(yōu)于冷凍干燥粉。3、本發(fā)明方法使用乳清粉和海藻糖作為乳酸菌和酵母菌包埋保護(hù)劑，可大大提高 其活菌率，成品活菌率較不加乳清粉和海藻糖的要提高30% _45%，且活菌數(shù)達(dá)到IOltlCFU/ g以上。4、本發(fā)明的方法具有生產(chǎn)工藝簡單、能耗低、無三廢、投資小、易于規(guī)?；a(chǎn)等 特點(diǎn)。5、微膠囊技術(shù)和冷凍干燥技術(shù)盡管已經(jīng)很成熟，但在活性乳酸菌粉的實(shí)際生產(chǎn)中 應(yīng)用很少，主要原因是在壁材的選擇、工業(yè)化生產(chǎn)設(shè)備上還存在瓶頸。其主要工藝步驟是包 埋壁材先與菌液混合均勻，然后滴加CaCl2或KCl等溶液形成凝膠顆粒，再進(jìn)行噴霧干燥； 而本發(fā)明方法只需將菌液與多孔淀粉、保護(hù)劑混合吸附，即可進(jìn)行干燥，生產(chǎn)工藝比傳統(tǒng)的 包埋技術(shù)簡單，且易控制，減少了凝膠顆粒形成環(huán)節(jié)。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 按已有技術(shù)進(jìn)行高密度發(fā)酵培養(yǎng)嗜熱鏈球菌，使發(fā)酵液中嗜熱鏈球菌細(xì)胞數(shù)量達(dá) 到3. 5 X 109CFU/mL,再于45°C、真空度0. 085Mpa條件下將發(fā)酵液濃縮20倍，得到濃縮菌液； 于該濃縮菌液中按ImL濃縮菌液加Ig多孔淀粉的比例加入多孔淀粉，以lOOr/min攪拌條 件下吸附60min后，再按ImL濃縮菌液加0. 25g乳清粉和0. 03g海藻糖的比例加入乳清粉 和海藻糖，攪拌均勻，成糊狀；最后將得到的糊狀物置于不銹鋼盤中，50°C烘干至產(chǎn)品含水 率為4%，即得成品。采用傾注平板計(jì)數(shù)法，測得成品中嗜熱鏈球菌總數(shù)為1. 8X 101(lCFU/g。實(shí)施例2 按已有技術(shù)進(jìn)行高密度發(fā)酵培養(yǎng)保加利亞乳酸桿菌，使發(fā)酵液中保加利亞乳酸桿 菌細(xì)胞數(shù)量達(dá)到3. OX 109CFU/mL，再于40°C、真空度0. 09Mpa條件下將發(fā)酵液濃縮18倍， 得到濃縮菌液；于該濃縮菌液中按ImL濃縮菌液加0. Sg多孔淀粉的比例加入多孔淀粉，以 80r/min攪拌條件下吸附50min后，再按ImL濃縮菌液加0. 3g乳清粉和0. 04g海藻糖的比 例加入乳清粉和海藻糖，攪拌均勻，成糊狀；最后將得到的糊狀物在熱風(fēng)進(jìn)口溫度165°C， 出口溫度65°C條件下噴霧干燥(產(chǎn)品含水率4. 5% )，即成成品。采用傾注平板計(jì)數(shù)法，測 得成品中保加利亞乳酸桿菌總數(shù)為2. 6X 101(lCFU/mL。實(shí)施例3 按已有技術(shù)進(jìn)行高密度發(fā)酵培養(yǎng)釀酒酵母菌，使發(fā)酵液中釀酒酵母菌細(xì)胞數(shù)量達(dá) 到3. O X 1010CFU/mL,再于45°C、真空度0. 09Mpa條件下將發(fā)酵液濃縮15倍，得到濃縮菌液； 于該濃縮菌液中按ImL濃縮菌液加Ig多孔淀粉的比例加入多孔淀粉，以50r/min攪拌條件 下吸附60min后，再按ImL濃縮菌液加0. 2g乳清粉和0. 05g海藻糖的比例加入乳清粉和海 藻糖，攪拌均勻，成糊狀；最后將得到的糊狀物在熱風(fēng)進(jìn)口溫度160°C，出口溫度70°C條件 下噴霧干燥(產(chǎn)品含水率3. 8% )，即成成品。采用傾注平板計(jì)數(shù)法，測得成品中釀酒酵母 菌總數(shù)為 1.3X1010CFU/go實(shí)施例4 按已有技術(shù)進(jìn)行高密度發(fā)酵培養(yǎng)嗜酸乳桿菌，使發(fā)酵液中嗜酸乳桿菌細(xì)胞數(shù)量達(dá) 到4. 2X 109CFU/mL，再于50°C、真空度0. OSMpa條件下將發(fā)酵液濃縮20倍，得到濃縮菌液； 于該濃縮菌液中按ImL濃縮菌液加0. 9g多孔淀粉的比例加入多孔淀粉，以70r/min攪拌條 件下吸附45min后，再按ImL濃縮菌液加0. 3g乳清粉和0. 035g海藻糖的比例加入乳清粉 和海藻糖，攪拌均勻，成糊狀；最后將得到的糊狀物置于不銹鋼盤中，55°C烘干至產(chǎn)品含水
率為3.5%，即得成品。采用傾注平板計(jì)數(shù)法，測得成品中嗜酸乳桿菌總數(shù)為3. IXIO10CFU/ g°實(shí)施例5 按已有技術(shù)進(jìn)行高密度發(fā)酵培養(yǎng)釀酒酵母菌，使發(fā)酵液中釀酒酵母菌細(xì)胞數(shù)量達(dá) 到2. OX 101(lCFU/mL，再于50°C、真空度0. 085Mpa條件下將發(fā)酵液濃縮17倍，得到濃縮菌 液；于該濃縮菌液中按ImL濃縮菌液加0. Sg多孔淀粉的比例加入多孔淀粉，以70r/min攪 拌條件下吸附50min后，再按ImL濃縮菌液加0. 2g乳清粉和0. 03g海藻糖的比例加入乳 清粉和海藻糖，攪拌均勻，成糊狀；最后將得到的糊狀物在熱風(fēng)進(jìn)口溫度160°C，出口溫度 65°C條件下噴霧干燥(產(chǎn)品含水率4.2%)，即成成品。采用傾注平板計(jì)數(shù)法，測得成品中釀酒酵母菌總數(shù)為1. 7X 101(lCFU/g。實(shí)施例6:按已有技術(shù)進(jìn)行高密度發(fā)酵培養(yǎng)嗜酸乳桿菌，使發(fā)酵液中嗜酸乳桿菌細(xì)胞數(shù)量達(dá) 到4. 5 X 109CFU/mL,再于55°C、真空度0. 085Mpa條件下將發(fā)酵液濃縮18倍，得到濃縮菌液； 于該濃縮菌液中按ImL濃縮菌液加1. Og多孔淀粉的比例加入多孔淀粉，以90r/min攪拌條 件下吸附30min后，再按ImL濃縮菌液加0. 28g乳清粉和0. 04g海藻糖的比例加入乳清粉 和海藻糖，攪拌均勻，成糊狀；最后將得到的糊狀物置于不銹鋼盤中，65°C烘干至產(chǎn)品含水 率為3. 6%，即得成品。采用傾注平板計(jì)數(shù)法，測得成品中嗜酸乳桿菌總數(shù)為4. 3X IO10CFU/
權(quán)利要求
一種乳酸菌或酵母菌的多孔淀粉包埋保護(hù)方法，其特征在于該方法包括如下步驟a、將乳酸菌或酵母菌用發(fā)酵罐進(jìn)行高密度培養(yǎng)，使發(fā)酵液中乳酸菌的總數(shù)為3.0～4.5×109CFU/mL，或者酵母菌的總數(shù)為2.0～3.0×1010CFU/mL，再在40℃～55℃，真空度0.08Mpa～0.09MPa條件下將發(fā)酵液濃縮15～20倍，得到濃縮菌液；上述乳酸菌為嗜熱鏈球菌、嗜酸乳桿菌、或保加利亞乳酸桿菌；上述酵母菌為釀酒酵母菌；b、于上述濃縮菌液中先加入多孔淀粉，以50～100r/min攪拌30～60min后，再加入乳清粉和海藻糖，攪拌均勻，成糊狀；多孔淀粉的加入量為1mL濃縮菌液加0.8～1.0g多孔淀粉，乳清粉的加入量為1mL濃縮菌液加0.2～0.3g乳清粉，海藻糖的加入量為1mL濃縮菌液加0.03～0.05g海藻糖；c、將上述糊狀物干燥至含水率為3～5％，即得。
2.如權(quán)利要求1所述的一種乳酸菌或酵母菌的多孔淀粉包埋保護(hù)方法，其特征在于 所述干燥是指噴霧干燥，熱風(fēng)進(jìn)口溫度為160 170°C，出口溫度為65 70°C。
3.如權(quán)利要求1所述的一種乳酸菌或酵母菌的多孔淀粉包埋保護(hù)方法，其特征在于 所述干燥是指在50-65°C恒溫箱中進(jìn)行干燥。
全文摘要
一種乳酸菌或酵母菌多孔淀粉包埋保護(hù)方法，是將乳酸菌或酵母菌用發(fā)酵罐進(jìn)行高密度培養(yǎng)，使發(fā)酵液中乳酸菌總數(shù)達(dá)到3.0～4.5×109CFU/mL，酵母菌總數(shù)達(dá)到2～3×1010CFU/mL，真空濃縮15～20倍，得到濃縮菌液，然后加入多孔淀粉、乳清粉和海藻糖，攪拌均勻并成糊狀后，干燥即得到活菌含量較高的產(chǎn)品。采用本技術(shù)生產(chǎn)的乳酸菌或酵母菌包埋制劑中的活菌數(shù)達(dá)到1010CFU/g以上，產(chǎn)品耐貯存，且生產(chǎn)工藝簡單，成本低。
文檔編號A23K1/17GK101904420SQ20101026947
公開日2010年12月8日 申請日期2010年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月2日
發(fā)明者蘭時(shí)樂, 王紅權(quán), 肖調(diào)義, 黃興國 申請人:湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)