專利名稱：約氏乳桿菌微膠囊的制備方法與其微膠囊及添加劑的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種約氏乳桿菌微膠囊的制備方法及其微膠囊與其在制備飼料添加劑中的應(yīng)用，屬于乳酸菌高密度發(fā)酵和微膠囊包被技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
乳酸菌是動物體內(nèi)的常駐有益菌，它能夠拮抗病原微生物，調(diào)節(jié)動物消化道微生物區(qū)系平衡；刺激免疫系統(tǒng)，增強(qiáng)免疫力；此外，乳酸菌還可以防止畜禽腹瀉、提高畜禽增重，在腸道內(nèi)發(fā)揮著重要的生理功能。隨著國內(nèi)外人們對乳酸菌的認(rèn)識和研究不斷深入，越來越多的乳酸菌制品在營養(yǎng)、保健及醫(yī)療方面得到推廣應(yīng)用。但是，以乳酸菌為主的微生態(tài)制劑主要是活菌劑，而且大多數(shù)乳酸菌并不產(chǎn)生芽孢，大多屬專性厭氧菌，極易受到溫度、氧氣、水分及酸堿等外界環(huán)境因素的影響，菌活性保持比較困難。乳酸菌在進(jìn)入動物的消化道后，會受到胃酸、膽汁等惡劣的環(huán)境，以至于大部分乳酸菌活菌在未到達(dá)靶位點(diǎn)就已經(jīng)死亡。為了使得乳酸菌能夠起到相應(yīng)的效果，一方面人們對菌體進(jìn)行篩選和定向馴化，使其具備良好的耐受性和抗逆性，另一方面采用一些材料和方法對菌體進(jìn)行包被和處理，使其能夠順利通過胃、小腸，順利到達(dá)大腸。而微膠囊包被乳酸菌是最有效和最有潛力的一種方式?，F(xiàn)有微膠囊制備方法主要采用的是界面聚合法、相分離法、擠壓法、雙 重乳狀液法和噴霧干燥法。(I)界面聚合法現(xiàn)有工藝存在操作比較復(fù)雜、工藝難以控制、難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)和無法獲得干燥乳酸菌微膠囊粉末產(chǎn)品的問題。
(2)擠壓法是最傳統(tǒng)最普通的方法，以海藻酸鈉作為材料的固定化應(yīng)用最多，但是缺點(diǎn)也是難以獲得干燥乳酸菌微膠囊粉末產(chǎn)品。(3)現(xiàn)有噴霧干燥法一般采用高溫噴霧干燥，用單一工序?qū)⒕w和保護(hù)劑、載體的懸浮液進(jìn)行噴霧干燥，得到干燥的粉末狀微膠囊產(chǎn)品。但是這個方法存在著乳酸菌分散不均勻及制備過程中乳酸菌因高溫死亡率高的問題。(4)界面聚合法和雙重乳狀液法都要采用具有一定毒性的交聯(lián)劑會對乳酸菌的活性造成傷害，很難得到廣泛的認(rèn)可。約氏乳桿菌是我國衛(wèi)生部等相關(guān)部門批準(zhǔn)的可食用乳酸菌菌種之一，市場上已經(jīng)有約氏乳桿菌的相關(guān)產(chǎn)品，但是主要是用于醫(yī)藥方面，而飼用方面卻比較少，目前為止此菌還不是農(nóng)業(yè)部批準(zhǔn)的飼料添加劑品種。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種約氏乳桿菌微膠囊的制備方法，該工藝實(shí)現(xiàn)了約氏乳桿菌在常溫下進(jìn)行干燥，且制備工藝便于控制、菌存活率高、制得的產(chǎn)品貯藏期長。本發(fā)明的另一目的是提供了該約氏乳桿菌微膠囊的制備方法制得的微膠囊產(chǎn)品及其應(yīng)用，該微膠囊產(chǎn)品中的約氏乳桿菌CGMCC N0.4926具有良好的益生功效，與其它約氏乳桿菌相比，有著較好的抗胃酸、抗膽鹽的特性。本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:本發(fā)明提供一種約氏乳桿菌微膠囊的制備方法，該方法主要步驟如下:
(I)菌種活化:將冷凍保存的約氏乳桿菌(Lactobacillus johnsonii)接種于MRS液體培養(yǎng)基中，在溫度30°C _40°C下傳代培養(yǎng)18-24h，如此傳代培養(yǎng)1_2次，得到所述的活化約氏乳桿菌菌種；(2)菌種發(fā)酵液的制備:配制發(fā)酵培養(yǎng)基，稱取發(fā)酵培養(yǎng)基，稱取步驟⑴得到的菌種，菌種的重量為發(fā)酵培養(yǎng)基重量的1_3%，將稱好的菌種接種于稱取的發(fā)酵培養(yǎng)基中，在溫度30°C _40°C培養(yǎng)8-10h，得到約氏乳桿菌菌種發(fā)酵液；(3)微膠囊的制備:配制微膠囊壁材溶液，將步驟⑵制備的約氏乳桿菌菌種發(fā)酵液與壁材溶液按1: 1-1: 2的比例混合，得混合懸浮液；將混合懸浮液通過超聲波噴霧干燥設(shè)備噴霧干燥，即得約氏乳桿菌微膠囊。其中，所述的發(fā)酵培養(yǎng)基的配制方法如下:分別稱取下述原料:90-120重量份紅糖、8-12重量份酵母浸粉、30-50重量份大豆蛋白胨、3.0-3.5重量份磷酸氫二鉀、13-15重量份乙酸鈉、0.8-1.0重量份MgSO4.7H20、0.04-0.08重量份MnSO4.5H20 ;將上述原料加入1000重量份水中，攪拌均勻，使用中和劑將其pH值調(diào)節(jié)到6.4-6.6，在溫度115-121 °C下滅菌15分鐘，得到所述發(fā)酵培養(yǎng)基；所述的中和劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀中的一種、兩種或幾種的混合溶液， 溶液的重量體積百分比濃度為30% -40%。其中，所述的配制微膠囊壁材溶液方法如下:稱取壁材，壁材在溶液中的重量體積百分比濃度為30-40%，將蒸餾水加熱至93-95°C后，將壁材在水中充分?jǐn)嚢杌蛴萌榛瘷C(jī)乳化60-75min，混合均勻，pH自然，待冷卻至室溫后，得到所述微膠囊壁材溶液；所述的壁材為海藻糖、乳糖、麥芽糊精、玉米淀粉、抗性淀粉、葡萄糖干粉、脫脂牛奶粉中的任兩種或者兩種以上混合而成。本發(fā)明所述的超聲波噴霧干燥設(shè)備為申請人發(fā)明得到，此設(shè)備解決了現(xiàn)有噴霧干燥裝置噴霧不均勻和干燥作業(yè)損害物料的問題；及進(jìn)一步解決干燥不連續(xù)工作的問題。此設(shè)備、微膠囊包被材料及本發(fā)明的工藝實(shí)現(xiàn)了約氏乳桿菌在常溫下進(jìn)行干燥，此噴霧干燥設(shè)備組成如下:包括干燥室、超聲波噴嘴和真空泵；所述干燥室的下方設(shè)有流化床，所述流化床通過物料收集管道與干燥室的底部相連；所述超聲波噴嘴安裝在干燥室的頂部，并與外部物料管道連接；所述真空泵通過管道與干燥室連接，所述真空泵包括第一真空泵和第二真空泵，第一真空泵通過第一真空管道連接在干燥室的上部，第二真空泵通過第二真空管道連接在干燥室的下部。進(jìn)一步，所述的超聲波噴霧干燥設(shè)備組成還包括空氣冷卻室，所述空氣冷卻室位于真空泵與干燥室之間，用于冷凝真空泵與干燥室連接的管道中的水氣；所述干燥室的下部設(shè)有擋料隔板，所述擋料隔板位于與干燥室的下部連接的管道下方；所述干燥室還包括物料收集室，所述物料收集室位于擋料隔板的下方，所述物料回收腔的底部設(shè)有擋板；所述干燥室的外壁中部安裝有加熱器，中部的外壁上設(shè)有觀察窗所述超聲波噴嘴連接有超聲波控制器，所述超聲波控制器調(diào)節(jié)超聲波的頻率以控制超聲波噴嘴的噴量。本發(fā)明的超生波干燥設(shè)備也可參見申請人的申請?zhí)枮?01120503311.1的中國專利。本發(fā)明的約氏乳桿菌微膠囊的制備方法中，將混合懸浮液通過超聲波噴霧干燥設(shè)備噴霧干燥過程如下:(I)開啟超聲波噴霧干燥設(shè)備，待干燥室內(nèi)真空壓力維持在2.3-3.7kpa后，啟動物料泵，利用蒸餾水進(jìn)行試噴霧，并調(diào)整流速為10-25ml/min，干燥室內(nèi)的溫度在20_30°C左右；干燥流化床內(nèi)充保護(hù)氣體，溫度維持在10_15°C ；(2)待設(shè)備參數(shù)穩(wěn)定后，將懸浮液通過物料泵進(jìn)行送料，物料通過超聲波噴嘴霧化后進(jìn)入真空干燥室，即開始一級真空干燥；進(jìn)入震動流化床，即進(jìn)行二級震動流化床干燥，經(jīng)20-60min，在出料口收集，即得到約氏乳桿菌微膠囊。其中，所述的超聲波噴嘴的頻率為20kHz-30kHz ;所述的保護(hù)氣體是N2XO2中的一種或二者混合。本發(fā)明的約氏乳桿菌微膠囊的制備方法，菌種活化及菌種發(fā)酵液的制備中的培養(yǎng)溫度優(yōu)選35-37 °C。本發(fā)明還提供了該約氏乳桿菌微膠囊的制備方法所制得的約氏乳桿菌微膠囊，所述的約氏乳桿菌(Lactobacillus johnsonii)可以為其它約氏乳桿菌,但本發(fā)明優(yōu)選保藏編號為CGMCC N0.4926的約氏乳桿菌。本發(fā)明所述的約氏乳桿菌微膠囊可以制備成飼料添加劑添加到飼料中。本發(fā)明所述的約氏乳桿菌(Lactobacillus johnsonii)CGMCC N0.4926是申請人從北京種豬大腸內(nèi)篩選出來，經(jīng)過胃酸、膽汁鹽的馴化和選育得到的，此株約氏乳桿菌抗逆性比較強(qiáng)，具有良好的耐酸性、人工胃腸液耐受性及膽鹽耐受性。該菌株已在中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心保藏，保藏日期為2011年6月8日，地址:北京市朝陽區(qū)北辰西路I號院3號，中國科學(xué)院微生物研究所，簡稱CGMCC，保藏號是CGMCC N0.4926。有益效果:1、本發(fā)明工藝實(shí)現(xiàn)了約氏乳桿菌在常溫下進(jìn)行干燥，且制備工藝便于控制、菌存活率高、制得的產(chǎn)品貯藏期長，能夠大幅度延長產(chǎn)品的貯藏時(shí)間，保存90天后，存活率仍在40%以上。2、本發(fā)明中 所用的超聲波噴霧干燥裝置，采用超聲波噴嘴進(jìn)行物料噴霧，實(shí)現(xiàn)了物料噴霧均勻，超聲波噴嘴可以將懸浮液均質(zhì)噴散，得到20-40 μ m大小均勻的小液滴；使得微膠囊包被或者藥物的膠囊包被完整；且利用真空和保護(hù)性氣體在常溫下進(jìn)行干燥，避免了低溫凍干的低溫和高溫噴霧干燥的高溫對約氏乳桿菌活性的影響；避免了高溫蒸汽干燥過程中溫度對物料的損壞，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，降低了能耗和環(huán)境污染。進(jìn)一步地，采用流化床進(jìn)行物料收集，解決了真空冷凍干燥過程中的不能連續(xù)進(jìn)行干燥的問題。3、本發(fā)明的約氏乳桿菌CGMCC N0.4926具有良好的益生功效、有著較好的抗胃酸、抗膽鹽的特性；經(jīng)發(fā)酵后，發(fā)酵液中活菌數(shù)能夠達(dá)到5.0-8.0X 109/mL，再利用海藻糖、麥芽糊精、海藻酸鈉和/或脫脂牛奶粉作為壁材，采用本發(fā)明的超聲波設(shè)備進(jìn)行霧化等，實(shí)現(xiàn)了約氏乳桿菌在常溫下進(jìn)行干燥，產(chǎn)品的菌存活率能夠達(dá)到90%以上；且海藻糖和麥芽糊精都是天然多糖類，直接飼用對動物沒有任何毒副作用。


圖1是本發(fā)明的超生波干燥設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。其中，1、干燥室；2、超聲波噴嘴；3、物料管道；4、物料泵；5、流化床；6、物料收集管
道；7a、第一真空泵；7b、第二真空泵；8a、第一真空管道；8b、第二真空管道；9、空氣冷卻室；
10、擋料隔板；11、物料收集室；12、觀察窗。
具體實(shí)施例方式以下實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，但不是以任何方式來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。本發(fā)明所用的儀器型號如下:循環(huán)水機(jī):北京長流科學(xué)儀器公司DX-208型；空氣壓縮機(jī):北京豪福機(jī)電技術(shù)開發(fā)應(yīng)用有限公司HF-6100C型；乳化機(jī):上海索維機(jī)電設(shè)備有限公司SAI1-2型；顯微鏡:OLYMPUSCX3I 型；海藻糖、麥芽糊精購自北京精求化工有限責(zé)任公司，其他試劑均購自北京奧博星生物技術(shù)責(zé)任有限公司。超生波噴霧干燥設(shè)備:本發(fā)明的超聲波噴霧干燥設(shè)備結(jié)構(gòu)如圖1所示。該超聲波噴霧干燥設(shè)備包括干燥室1、超聲波噴嘴2和真空泵。超聲波噴嘴2安裝在干燥室I的頂部，并與外部物料管道3連接，物料管道3設(shè)有物料泵4連接。真空泵通過管道與干燥室I連接。采用超聲波噴嘴3進(jìn)行物料噴霧實(shí)現(xiàn)了物料噴霧均勻，使得微膠囊包被或者藥物的膠囊包被完整；且在物料干燥前采用真空泵進(jìn)行抽真空的干燥室1，避免了高溫蒸汽干燥過程中溫度對物料的損壞，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，降低了能耗和環(huán)境污染。其中，超聲波噴嘴2連接有超聲波控制器，超聲波控制器用于調(diào)節(jié)超聲波的頻率以控制超聲波噴嘴2的噴量，以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要來調(diào)節(jié)物料的大小。干燥室I的外壁中部安裝有加熱器，該加熱器使干燥室I的溫度維持在適于物料干燥的溫度范圍內(nèi)，一般為20-30°C的室溫，以保證物料的特性。干燥室I中部的外壁上設(shè)有觀察窗12，以便于觀察干燥室I內(nèi)的工作情況。本設(shè)備為了實(shí)現(xiàn)真空冷凍干燥過程中的連續(xù)進(jìn)行干燥和對物料進(jìn)行二次干燥，在干燥室I的下方設(shè)有流化床5進(jìn)行物料收集，流化床5通過物料收集管道6與干燥室I的底部相連。其中，干燥室I的下部還設(shè)有擋料隔板10，該擋料隔板10位于與干燥室I的下部連接的管道下方，該擋料隔板10設(shè)置為方便打開和閉合的結(jié)構(gòu)。干燥室I還包括物料收集室11，物料收集室11位于擋料隔板10的下方，物料收集室11的底部設(shè)有方便打開和閉合的擋板。當(dāng)該超聲波噴霧干燥設(shè)備進(jìn)行噴霧干燥的工作時(shí)，物料收集室11的擋板閉合，擋料隔板10呈打開狀態(tài)，物料落入物料收集室11中，噴霧干燥工作完成后，關(guān)閉擋料隔板10打開物料收集室11的擋板以排出物料，在此關(guān)閉擋料隔板10以使得干燥室I 一直保持真空狀態(tài)以進(jìn)入下一批物料噴霧干燥工作。當(dāng)連接流化床5時(shí)，流化床5通過物料收集管道6與與干燥室I的底部緊密相連，擋料隔板10和物料收集室11的擋板一直處于打開狀態(tài)以供物料連續(xù)進(jìn)行干燥和排出。為了使得物料處于一種緩慢下落的懸浮狀態(tài)，以延長干燥時(shí)間得以充分干燥和冷卻，以進(jìn)一步減少高溫蒸汽干燥過程中溫度對物料的損壞，本設(shè)備的真空泵包括第一真空泵7a和第二真空泵7b，第一真空泵7a通過第一真空管道8a連接在干燥室I的上部，第二真空泵7b通過第二真空管道Sb連接在干燥室I的下部。其中，可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要調(diào)節(jié)第一真空泵7a和第二真空泵7b的功率，以調(diào)節(jié)物料在干燥室I內(nèi)的下落速度。本發(fā)明的超聲 波噴霧干燥設(shè)備還包括空氣冷卻室9，空氣冷卻室9位于真空泵與干燥室I之間，用于冷凝真空泵與干燥室I連接的管道中從干燥室I中抽出的水氣，以加快干燥室I內(nèi)物料的冷卻速度。其中，第一真空泵7a通過第一真空管道8a在空氣冷卻室9中呈盤狀分布，以充分冷卻。本發(fā)明的超生波干燥設(shè)備進(jìn)行噴霧干燥作業(yè)時(shí)，將待噴霧和干燥的物料進(jìn)行乳化后，將第一真空泵7a和第二真空泵7b打開，給干燥室I的抽真空，同時(shí)打開干燥室I外壁的加熱器，使溫度維持在20-30°C、真空壓力2.27-3.35kpa時(shí)，將超聲波噴嘴2的頻率調(diào)制20-30khz范圍內(nèi)，利用水進(jìn)行預(yù)噴，并調(diào)節(jié)第一真空泵7a和第二真空泵7b的功率使干燥室I內(nèi)的氣流流速穩(wěn)定后。待設(shè)備運(yùn)行良好，打入物料進(jìn)行噴霧，物料經(jīng)超聲波噴嘴2噴出后，先進(jìn)入干燥室I的上部分區(qū)域，水分迅速蒸發(fā)，由第一真空泵7a和第二真空泵7b的功率差異，使得物料處于一種緩慢下落的懸浮狀態(tài)，延長干燥時(shí)間以充分干燥，物料通過超聲波噴嘴2進(jìn)行噴霧后進(jìn)入干燥室，在干燥室內(nèi)迅速脫水，形成微膠囊在干燥室I的下部區(qū)域進(jìn)行集中；在這個過程中所蒸發(fā)的水分，由第一真空泵7a和第二真空泵7b抽出后回收。當(dāng)一批次結(jié)束后，打開物料收集室11的擋板將物料收集或物料直接進(jìn)入流化床5進(jìn)行二次干燥，最后得到干燥后的微膠囊產(chǎn)品。其中，將干燥室I內(nèi)抽成真空后，物料只需要控制流速便可進(jìn)入超聲波噴嘴2 ;超聲波噴嘴2對物料進(jìn)行噴霧，不但得到的物料微粒的大小均勻，而且還可以通過調(diào)節(jié)超聲波頻率調(diào)節(jié)微粒的大??；采用真空干燥，可以將物料中的水分進(jìn)行回收，降低了水源的浪費(fèi)；同時(shí)整個干燥過程在常溫(20-30°C )下進(jìn)行，保護(hù)了物料的特性，同時(shí)也降低了能耗。

實(shí)施例1a、菌種活化:將冷凍保存的約氏乳桿菌接種于MRS液體培養(yǎng)基中，在溫度37°C下培養(yǎng)18h，如此傳代I次得到活化的約氏乳桿菌菌種。b、培養(yǎng)基的配制:首先，分別稱取下述原料:90重量份紅糖、8重量份酵母浸粉、30重量份大豆蛋白胨、3重量份磷酸氫二鉀、13重量份乙酸鈉、0.8重量份MgSO4.7H20、0.04重量份MnSO4.5Η20 ;將上述原料加入1000重量份水中，攪拌均勻，使用30%的氫氧化鈉將其pH值調(diào)節(jié)到6.4，再在溫度115°C下滅菌15分鐘，得到所述發(fā)酵培養(yǎng)基；C、菌種發(fā)酵液的制備:以使用所述的培養(yǎng)基重量計(jì)，按照I %的比例將步驟a得到的活化約氏乳桿菌菌種接種于在步驟b得到的所述培養(yǎng)基中，在溫度37°C培養(yǎng)12h得到約氏乳桿菌菌種發(fā)酵液，發(fā)酵液中活菌數(shù)為6.3X 109cfu/mL。d、微膠囊壁材溶液的制備:壁材的成分:選擇海藻糖:麥芽糊精為1: 10;按重量比配制30%壁材溶液，將蒸餾水加熱至93°C后，將壁材在水中充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆?、PH自然，待冷卻至室溫后，得到所述微膠囊壁材溶液。e、微膠囊制備:方法I (本發(fā)明方法):將上述發(fā)酵液c與壁材溶液d按1:1混合后，將此混合懸浮液通過超聲波噴嘴進(jìn)行均勻霧化，通過一級真空干燥和二級震動流化床干燥，具體超聲波真空噴干的步驟如下:(I)開動超聲波噴霧干燥設(shè)備，待干燥室內(nèi)真空壓力維持在2.5kpa后，先用蒸餾水進(jìn)行試噴，調(diào)整流速為15ml/min，干燥室內(nèi)的溫度在22°C左右。二級干燥流化床內(nèi)充保護(hù)氣體N2，溫度維持在12°C。(2)將e中混合后的懸浮液經(jīng)超聲波噴嘴進(jìn)行霧化后，進(jìn)入真空干燥室。(3)當(dāng)混合液e通過霧化器進(jìn)入真空干燥室內(nèi)，經(jīng)過3s左右便可進(jìn)入二級干燥流化床，此時(shí)大部分水分被揮發(fā)。進(jìn)入震動流化床后，經(jīng)30min，便可在收集出料口對產(chǎn)品進(jìn)行收集，得到約氏乳桿菌微膠囊產(chǎn)品。(4)對收集到產(chǎn)品進(jìn)行檢測:將收到的微膠囊產(chǎn)品稱取定量后，置入105°C，3h后，再稱取重量，得到含水量。所述約氏乳桿菌總活菌數(shù)是采用本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員熟知的平板傾注的測定方法，例如用MRS培養(yǎng)基傾注平板計(jì)數(shù)。方法2 (對比:采用高溫噴霧干燥法對該混合液進(jìn)行噴霧和干燥)將上述發(fā)酵液c與壁材溶液d按1:1混合后,采用高溫噴霧干燥法對該混合液進(jìn)行噴霧和干燥,其噴霧干燥的工藝為:進(jìn)風(fēng)160°C，出風(fēng)70°C，流速0.2L/min，其具體操作步驟如下:(I)開動噴霧干燥設(shè)備，將風(fēng)機(jī)啟動，調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)和出風(fēng)的速度，待進(jìn)風(fēng)溫度穩(wěn)定在160°C，出風(fēng)溫度70°C后，先用蒸餾水進(jìn)行試噴，調(diào)整流速為200ml/min。(2)待溫度穩(wěn)定，運(yùn)行平穩(wěn)后，將混合液通過蠕動泵，打入干燥塔內(nèi)，流速ISOmL/min，然后在塔體收料口對干燥后的物料進(jìn)行收集。(3)對收集到產(chǎn)品進(jìn)行檢測:將收到的微膠囊產(chǎn)品稱取定量后，置入105°C，3h后，再稱取重量，得 到含水量。所述約氏乳桿菌總活菌數(shù)是采用本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員熟知的平板傾注的測定方法，例如用MRS培養(yǎng)基傾注平板計(jì)數(shù)。結(jié)果:本發(fā)明方法:(I)對收集到產(chǎn)品進(jìn)行檢測，微膠囊的含水量為8%，菌存活率90%;(2)在干燥、常溫環(huán)境下，貯藏90天后，約氏乳桿菌存活率為42%。而對照的高溫噴霧干燥法無論菌種的存活率和活性都比本發(fā)明得到的微膠囊的存活率和活性要低，其結(jié)果:(1)對收集到產(chǎn)品進(jìn)行檢測，微膠囊的含水量為10%，菌存活率23% ; (2)在干燥、常溫環(huán)境下，貯藏90天后，約氏乳桿菌存活率為10 %，降低了一個數(shù)量級。實(shí)施例2a、菌種活化:將冷凍保存的約氏乳桿菌(Lactobacillusjohnsonii)CGMCC N0.4926接種于MRS液體培養(yǎng)基中，在溫度37°C下培養(yǎng)20h，如此傳代2次得到所述的活化約氏乳桿菌菌種。b、培養(yǎng)基的配制:首先，分別稱取下述原料:115重量份紅糖、10重量份酵母浸粉、40重量份大豆蛋白胨、3.2重量份磷酸氫二鉀、14重量份乙酸鈉、0.9重量份MgSO4.7H20、0.06重量份MnSO4.5H20 ;將上述原料與1000重量份水中，攪拌均勻，使用35% NaOH將其pH值調(diào)節(jié)到
6.6，再在溫度121°C下滅菌15分鐘，得到所述發(fā)酵培養(yǎng)基；C、菌種發(fā)酵液的制備:以使用所述的培養(yǎng)基重量計(jì)，按照重量比2%將步驟a)得到的活化約氏乳桿菌菌種接種于在步驟b)得到的所述培養(yǎng)基中，在溫度37°C培養(yǎng)IOh得到約氏乳桿菌菌種發(fā)酵液，發(fā)酵液中活菌數(shù)為8.0X 109cfu/mL。d、微膠囊壁材溶液的制備:
選擇海藻糖:玉米淀粉為1: 10 ;按壁材占溶液重量的36%配制:將蒸餾水加熱至93°C后，將壁材在水中充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆颉H自然，待冷卻至室溫后，得到所述微膠囊壁材溶液。e、微膠囊制備:將上述發(fā)酵液c與壁材溶液d按1:1混合后，將此混合懸浮液通過超聲波噴嘴進(jìn)行均勻霧化，通過一級真空干燥和二級震動流化床干燥，具體超聲波真空噴干的步驟如下:(I)開動超聲波噴霧干燥設(shè)備，待干燥室內(nèi)真空壓力維持在2.3kpa后，先用蒸餾水進(jìn)行試噴，調(diào)整流速為10ml/min，干燥室內(nèi)的溫度在20°C左右。二級干燥流化床內(nèi)充N2,溫度維持在15°C。(2)將e中混合后的懸浮液經(jīng)超聲波噴嘴進(jìn)行霧化后，進(jìn)入真空干燥室。(3)當(dāng)混合液e通過霧化器進(jìn)入真空干燥室內(nèi)，經(jīng)過3.5s左右便可進(jìn)入二級干燥流化床，此時(shí)大部分水分被揮發(fā)。進(jìn)入震動流化床后，經(jīng)20min，便可在收集出料口對產(chǎn)品進(jìn)行收集，得到約氏乳桿菌微膠囊產(chǎn)品。(4)對收集到產(chǎn)品進(jìn)行檢測:將收到的微膠囊產(chǎn)品稱取定量后，置入105°C，3h后，再稱取重量，得到含水量。結(jié)果:⑴對收集到 產(chǎn)品進(jìn)行檢測，微膠囊的含水量為6%，菌存活率92% ；⑵在干燥、常溫環(huán)境下，貯藏90天后，約氏乳桿菌存活率為43%。實(shí)施例3a、菌種活化:將冷凍保存的約氏乳桿菌(Lactobacillusjohnsonii)CGMCC N0.4926接種于MRS液體培養(yǎng)基中，在溫度37°C下培養(yǎng)20h，如此傳代2次得到所述的活化約氏乳桿菌菌種。b、培養(yǎng)基的配制:首先，分別稱取下述原料:120重量份紅糖、12重量份酵母浸粉、50重量份大豆蛋白胨、3.5重量份磷酸氫二鉀、15重量份乙酸鈉、1.0重量份MgSO4.7H20、0.08重量份MnSO4.5H20 ;將上述原料加入1000重量份水中，攪拌均勻，使用40% NaOH將其pH值調(diào)節(jié)到6.6，再在溫度115°C下滅菌20分鐘，得到所述發(fā)酵培養(yǎng)基；C、菌種發(fā)酵液的制備:以使用所述的培養(yǎng)基重量計(jì)，按照重量比3%的量將步驟a得到的活化約氏乳桿菌菌種接種于在步驟b得到的所述培養(yǎng)基中，在溫度37°C培養(yǎng)8h得到約氏乳桿菌菌種發(fā)酵液，發(fā)酵液中含有的活菌數(shù)在7.2X 109/mL。d、微膠囊壁材溶液的制備:壁材選擇乳糖:麥芽糊精為1: 9。按壁材占溶液體積的40%配制，將蒸餾水加熱至93°C后，將壁材在水中充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆?、PH自然，待冷卻至室溫后，得到所述微膠囊壁材溶液。e、微膠囊制作:將上述發(fā)酵液c與壁材溶液d按1: 1.2混合后，將此混合懸浮液通過超聲波噴嘴進(jìn)行均勻霧化，通過一級真空干燥和二級震動流化床干燥，具體超聲波真空噴干的步驟如下:
(I)開動超聲波噴霧干燥設(shè)備，待干燥室內(nèi)真空壓力維持在3.7kpa后，先用蒸餾水進(jìn)行試噴，調(diào)整流速為25ml/min，干燥室內(nèi)的溫度在27°C左右。二級干燥流化床內(nèi)充保護(hù)氣體，溫度維持在15°C。(2)將e中混合后的懸浮液經(jīng)超聲波噴嘴進(jìn)行霧化后，進(jìn)入真空干燥室。(3)、當(dāng)混合液e通過霧化器進(jìn)入真空干燥室內(nèi)，經(jīng)過4s便可進(jìn)入二級干燥流化床，此時(shí)大部分水分被揮發(fā)。進(jìn)入震動流化床后，經(jīng)25min，便可在收集出料口對產(chǎn)品進(jìn)行收集，得到約氏乳桿菌微膠囊產(chǎn)品。(4)對收集到產(chǎn)品進(jìn)行檢測:將收到的微膠囊產(chǎn) 品稱取定量后，置入105°C，3h后，再稱取重量，得到含水量。結(jié)果:⑴對收集到產(chǎn)品進(jìn)行檢測，微膠囊的含水量為7%，菌存活率90% ；⑵在干燥、常溫環(huán)境下，貯藏90天后，約氏乳桿菌存活率為45%。
權(quán)利要求
1.一種約氏乳桿菌微膠囊的制備方法，其特征在于該方法主要步驟如下: (1)菌種活化:將冷凍保存的約氏乳桿菌(Lactobacillusjohnsonii)接種于MRS液體培養(yǎng)基中，在溫度30°C _40°C下傳代培養(yǎng)18-24h，如此傳代培養(yǎng)1_2次，得到所述的活化約氏乳桿菌菌種； (2)菌種發(fā)酵液的制備:配制發(fā)酵培養(yǎng)基,稱取發(fā)酵培養(yǎng)基,稱取步驟(I)得到的菌種，菌種的重量為發(fā)酵培養(yǎng)基重量的1_3%，將稱好的菌種接種于稱取的發(fā)酵培養(yǎng)基中，在溫度300C _40°C培養(yǎng)8-10h，得到約氏乳桿菌菌種發(fā)酵液； (3)微膠囊的制備:配制微膠囊壁材溶液，將步驟(2)制備的約氏乳桿菌菌種發(fā)酵液與壁材溶液按1: 1-1: 2的比例混合，得混合懸浮液；將混合懸浮液通過超聲波噴霧干燥設(shè)備噴霧干燥，即得約氏乳桿菌微膠囊。
2.權(quán)利要求1所述的約氏乳桿菌微膠囊的制備方法，其特征在于:所述的發(fā)酵培養(yǎng)基的配制方法如下:分別稱取下述原料:90-120重量份紅糖、8-12重量份酵母浸粉、30-50重量份大豆蛋白胨、3.0-3.5重量份磷酸氫二鉀、13-15重量份乙酸鈉、0.8-1.0重量份MgSO4.7H20、0.04-0.08重量份MnSO4.5H20 ;將上述原料加入1000重量份水中，攪拌均勻，使用中和劑將其PH值調(diào)節(jié)到6.4-6.6，在溫度115-121°C下滅菌15分鐘，得到所述發(fā)酵培養(yǎng)基；所述的中和劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀中的一種、兩種或幾種的混合溶液，溶液的重量體積百分比濃度為30% -40%。
3.權(quán)利要求1所述的約氏乳桿菌微膠囊的制備方法，其特征在于:配制微膠囊壁材溶液方法如下:稱取壁材，壁材在溶液中的重量體積百分比濃度為30-40%，將蒸餾水加熱至93-95°C后，將壁材在水中充分?jǐn)嚢杌蛴萌榛瘷C(jī)乳化60-75min，混合均勻，pH自然，待冷卻至室溫后，得到所述微膠囊壁材溶液；所述的壁材為海藻糖、乳糖、麥芽糊精、玉米淀粉、抗性淀粉、葡萄糖、脫脂牛奶粉中的任兩種或者兩種以上混合而成。
4.權(quán)利要求1所述的約氏乳桿菌微膠囊的制備方法，其特征在于:所述的超聲波噴霧干燥設(shè)備組成如下:包括干燥室、超聲波噴嘴和真空泵；所述干燥室的下方設(shè)有流化床，所述流化床通過物料收集管道與干燥室的底部相連；所述超聲波噴嘴安裝在干燥室的頂部，并與外部物料管道連接；所述真空泵通過管道與干燥室連接，所述真空泵包括第一真空泵和第二真空泵，第一真空泵通過第一真空管道連接在干燥室的上部，第二真空泵通過第二真空管道連接在干燥室的下部。
5.如權(quán)利要求4所述的約氏乳桿菌微膠囊的制備方法，其特征在于:所述的超聲波噴霧干燥設(shè)備組成還包括空氣冷卻室，所述空氣冷卻室位于真空泵與干燥室之間，用于冷卻真空泵與干燥室連接的管道；所述干燥室的下部設(shè)有擋料隔板，所述擋料隔板位于與干燥室的下部連接的管道下方；所述干燥室還包括物料收集室，所述物料收集室位于擋料隔板的下方，所述物料回收腔的底部設(shè)有擋板；所述干燥室的外壁中部安裝有加熱器，中部的外壁上設(shè)有觀察窗所述超聲波噴嘴連接有超聲波控制器，所述超聲波控制器調(diào)節(jié)超聲波的頻率以控制超聲波噴嘴的噴量。
6.如權(quán)利要求1所述的約氏乳桿菌微膠囊的制備方法，其特征在于:將混合懸浮液通過超聲波噴霧干燥設(shè)備噴霧 干燥過程如下: (I)開啟超聲波噴霧干燥設(shè)備，待干燥室內(nèi)真空壓力維持在2.3-3.7kpa后，先采用蒸餾水進(jìn)行試噴，并調(diào)整流速為10-25ml/min，干燥室內(nèi)的溫度在20_30°C左右；干燥流化床內(nèi)充保護(hù)氣體，溫度維持在10_15°C，待運(yùn)行穩(wěn)定后，進(jìn)物料開始進(jìn)行噴霧干燥； (2)將混合懸浮液經(jīng)超聲波噴嘴在真空干燥室進(jìn)行霧化后，即開始一級真空干燥；而后進(jìn)入震動流化床，即進(jìn)行二級震動流化床干燥，經(jīng)20-60min，在出料口收集，即得到約氏乳桿菌微膠囊。
7.如權(quán)利要求6所述的約氏乳桿菌微膠囊的制備方法，其特征在于:所述的超聲波噴嘴的頻率為20kHz-30kHz ;所述的保護(hù)氣體是N2、C02中的一種或二者混合。
8.如權(quán)利要求1所述的約氏乳桿菌微膠囊的制備方法，其特征在于:菌種活化及菌種發(fā)酵液的制備中的培養(yǎng)溫度優(yōu)選35-37°C。
9.如權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的約氏乳桿菌微膠囊的制備方法所制得的約氏乳桿菌微膠囊，其特征在于，所述的約氏乳桿菌(Lactobacillus johnsonii)的保藏編號為:CGMCCN0.4926。
10.如權(quán) 利要求9所述的約氏乳桿菌微膠囊在制備飼料添加劑中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種約氏乳桿菌微膠囊的制備方法及其微膠囊與其在制備飼料添加劑中的應(yīng)用，屬于乳酸菌高密度發(fā)酵和微膠囊包被技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的制備方法實(shí)現(xiàn)了約氏乳桿菌在常溫下進(jìn)行干燥，且制備工藝便于控制、菌存活率高、制得的產(chǎn)品貯藏期長，能夠大幅度延長產(chǎn)品的貯藏時(shí)間。本發(fā)明采用超聲波噴嘴進(jìn)行物料噴霧制囊，得到大小均勻的微膠囊，且利用真空和保護(hù)性氣體在常溫下對微膠囊進(jìn)行干燥，避免了低溫凍干的低溫和高溫噴霧干燥的高溫對微膠囊中約氏乳桿菌活性的影響；避免了高溫蒸汽干燥過程中溫度對物料的損壞，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，降低了能耗和環(huán)境污染；也解決了真空冷凍干燥過程中的不能進(jìn)行連續(xù)干燥的問題。
文檔編號A23K1/16GK103160490SQ201110415479
公開日2013年6月19日 申請日期2011年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月13日
發(fā)明者杜建濤, 付維來, 王安如 申請人:北京大北農(nóng)科技集團(tuán)股份有限公司