本发明涉及益生菌微胶囊化技术。

背景技术：

1、肠道菌群在人类健康和福祉中的重要性已经被科学家们充分讨论过，这导致食品行业对开发更先进的技术用于口服益生菌的递送并在宿主肠道中定植从而改善肠道健康越来越感兴趣。研究认为，只有当益生菌的数量达到106～107cfu/ml或cfu/g时，才可以通过口服益生菌类产品来解除被干扰的肠道菌群。然而，游离益生菌的整个口服给药过程都要经过胃酸极度消化和肠内较高胆盐浓度的过程，这可能会影响益生菌细胞壁与细胞膜的渗透性，导致内容物外泄，显著降低细胞活力。在这方面，微胶囊化工艺已应用于封装益生菌，以保护其免受恶劣的消化环境，并提高其在加工和储存过程中的生存能力。

2、各种微胶囊技术，包括挤出、乳化、冻干和喷雾干燥，已被用于封装和递送益生菌。高效振动技术(high efficiency vibration technology，hevt)，又称微胶囊造粒技术，是一种通过一定频率的振动引起层流射流破裂，从而产生具有理想特性的微胶囊的方法。它优于传统的喷雾干燥等微胶囊化技术，因为后者在微胶囊化过程中容易因热流而降低益生菌的活性。然而使用hevt生产微胶囊时，制备过程是在非常低的剪切应力下完成的，对细胞几乎没有损伤。同时，与许多传统的微胶囊封装方法相比，该方法可以通过喷嘴精确控制胶囊尺寸。

3、并且，现有技术中，利用hevt将鼠李糖乳杆菌菌株包封在海藻酸钠微胶囊中，并在微胶囊上涂上壳聚糖保护涂层，可以提高其在食物和胃肠道环境中的生存能力。但是，壳聚糖保护涂层另一方面又存在抗真菌性能和杀菌功能，可能会对微胶囊包裹的益生菌造成负面影响。而且，海藻酸钠和果胶是阴离子多糖，它们在不断变化的胃肠道介质中具有较高的稳定性，以及结肠厌氧细菌降解果胶以实现结肠靶向控制释放的能力，由于海藻酸钠/果胶制备的水凝胶珠具有多孔性，导致基质快速扩散，降低了对不利条件的屏障。但这种水凝胶结构在胃酸条件下，仍旧会因h+的渗入导致部分益生菌的活性丧失。现有技术中有研究表明，在海藻酸钠/果胶基质中添加乳清可以提高微胶囊的稳定性，但乳清带来的负面效果就是可能会引发过敏等反应。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种结肠靶向递送益生菌的气凝胶微胶囊及其制备方法，能有效提高益生菌的封装效率以及提升结肠靶向递送功能。

2、本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

3、首先，本发明提供一种结肠靶向递送益生菌的气凝胶微胶囊，其特征是，将菊粉和鼠李糖乳杆菌共封装在微胶囊中，所述微胶囊被配置为结肠靶向释放。该方案通过利用高效振动挤出技术将益生菌和菊粉共封装到结肠靶向递送气凝胶微胶囊中，并且，以海藻酸钠/果胶复合分散体分散菊粉，从而通过抗酸剂提高微胶囊的稳定性。

4、另一方面，本发明提供上述气凝胶微胶囊的制备方法，该方法具体包括以下步骤：

5、(1)益生菌的培养(以鼠李糖乳杆菌为例)：

6、(1.1)鼠李糖乳杆菌(lactobacillus rhamnosus gg，l.gg)与15％的甘油溶液混合均匀，保存在-60℃以下的超低温冰箱内；

7、(1.2)将冻存的鼠李糖乳杆菌通过平板划线法在mrs固体培养基上培养48小时以上，挑选从培养基上长出的单个菌落于mrs肉汤培养基中进行两次连续传代培养18-24小时后，进行活化；

8、(1.3)在0-4℃下以7000-9000ɡ离心10-20min，用无菌水洗涤两次，重悬于无菌水中以获得菌落数为10-11log cfu/ml的游离鼠李糖乳杆菌母液；

9、(2)海藻酸钠/果胶复合分散体的制备：

10、(2.1)将海藻酸钠在室温下溶于纯水中，制备成1.0-2.0％(w/v)溶液；

11、(2.2)将果胶在室温下溶于纯水中，制备成0.1-0.5％(w/v)果胶溶液；(海藻酸钠/果胶溶液的制备步骤不分先后)

12、(2.3)将两种溶液混合并加入抗酸剂碳酸钙(0.05-0.15％，w/v)搅拌1小时以上，得到海藻酸钠/果胶复合分散液，静置过夜以消除气泡并使得碳酸钙主要以纳米晶体形式存在；

13、(3)鼠李糖乳杆菌与菊粉的共封装：

14、(3.1)在海藻酸钠/果胶复合分散体中加入菊粉，使其最终浓度分别为0.5％、1.0％、1.5％、2.0％(w/v)，并充分搅拌混合均匀；

15、(3.2)将收集到的游离鼠李糖乳杆菌母液按1:5(v/v)的比例加入海藻酸钠/果胶复合分散体中，搅拌1小时以上使其混合均匀；

16、(3.3)制备得到的海藻酸钠/果胶与鼠李糖乳杆菌和菊粉的混合物，通过微胶囊造粒仪制备鼠李糖乳杆菌与菊粉共封装的微胶囊颗粒：将混合物通过造粒仪机在振动频率700-900hz，电极电压750-850v的条件下滴入0.8-1.5％(w/v)固化液(cacl2)中使其充分交联形成水凝胶珠，再通过≤120目(d≤125μm)的纱布过滤去除大部分水分，在冷冻干燥机-40℃条件下冷冻干燥48小时后，得到气凝胶微胶囊颗粒。

17、为进一步探讨菊粉添加量对鼠李糖乳杆菌封装效率的影响，在制备过程中，根据菊粉添加量的增加，将菊粉含量0-2.0％w/v微胶囊颗粒分别命名为a/p(0)、a/p/i-1(0.5)、a/p/i-2(1)、a/p/i-3(1.5)、a/p/i-4(2)。

18、本发明的有益效果是：

19、(1)菊粉和碳酸钙纳米晶体与鼠李糖乳杆菌的共封装能加速鼠李糖乳杆菌在对数成长期的生长速率，能有效保留其在经受胃肠道消化后的生物活性，从而提高微胶囊化鼠李糖乳杆菌的耐消化及贮藏活性，能够实现其只在结肠释放的功能，加速其在具有结肠靶向递送功能的益生菌食品中的应用。

20、(2)本发明通过hevt方法成功地将鼠李糖乳杆菌封装在海藻酸钠/果胶基质中并实现了微胶囊化，而且，本发明通过增加果胶含量和加入碳酸钙纳米晶体提高了微胶囊珠的热稳定性和抗胃酸消化稳定性，特别是碳酸钙纳米晶体的存在可以显著提高模拟胃肠道消化后微胶囊珠中鼠李糖乳杆菌的活性。

技术特征：

1.一种结肠靶向递送益生菌的气凝胶微胶囊，其特征是，将菊粉和鼠李糖乳杆菌共封装在微胶囊中，所述微胶囊被配置为结肠靶向释放。

2.一种结肠靶向递送益生菌的气凝胶微胶囊的制备方法，其特征是，包括以下步骤：

技术总结
本发明提供一种结肠靶向递送鼠李糖乳杆菌的气凝胶微胶囊，该方案通过利用高效振动挤出技术将菊粉和鼠李糖乳杆菌共封装到以海藻酸钠/果胶复合物为基底的水凝胶，并通过干燥技术制备了具有结肠靶向递送益生菌功能的气凝胶微胶囊，通过碳酸钙纳米晶体调控，提高微胶囊的靶向递送特性及稳定性。

技术研发人员：章悦,郭运锶,穆若郡
受保护的技术使用者：浙江工商大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15