一种含有益生菌和不饱和脂肪酸组合物的制备方法及该组合物的应用与流程

本发明属于益生菌产品制备方法，具体涉及一种含有益生菌和不饱和脂肪酸组合物的制备方法及该组合物的应用。

背景技术：

根据FAO/WHO目前采用的定义，益生菌是“当施用足够的数量时，对宿主的健康有益的微生物”。益生菌具有增强免疫力、减少过敏、改善东方人乳糖不耐症、降低胆固醇、帮助消化等作用，因此在现今社会形态不断转变，生活紧张忙碌、饮食营养失调、长期运动不足的环境下，各种益生菌制品不断推陈出新，添加有益生菌的酸奶、乳酸菌饮料、益生菌粉剂和医药等产品已经形成了相对完整和成熟的益生菌行业。但是，目前这些益生菌产品普遍存在一个问题，益生菌在货架期的活性下降很快，同时对人体消化道中的胃酸、胆汁等耐受性差，到达肠道的活菌数十分有限，不能真正发挥益生菌的健康作用。利用微胶囊技术，将益生菌包埋在壁材中，一方面能延长益生菌产品的货架期，另一方面能提高到达肠道的活菌数。目前，有专利提出对益生菌进行保护，采用一层、两层甚至三层壁材包埋益生菌。如发明专利 (公告号：CN 104543611 A) 以蛋白与还原性低聚糖美拉德产物作为微胶囊壁材，将浓缩益生菌液作为芯材，采用内源乳化凝胶法和喷雾干燥两种方法制作益生菌微胶囊；发明专利 (公告号：CN 104644612 A) 利用聚丙烯酸钠接枝海藻酸钠包埋益生菌微胶囊，减少胃液环境对益生菌的不良影响，提高到达肠道的有效活菌数量；中国发明专利（公告号：CN104004670 B）采用海藻糖包埋酵母，制备耐高温微胶囊酵母益生菌。发明专利（公告号：CN1933735 A）采用不饱和油脂和甘油三酯在乳化剂聚葡萄糖的作用下，将益生菌分散在油相中，制得油包水乳剂，用于花生酱产品中。发明专利（公告号：CN101323850 B）采用大豆分离蛋白、微孔淀粉和海藻酸钠分别作为瑞士乳杆菌的一、二、三层壁材，提高了瑞士乳杆菌冷冻干燥后的存活率。发明专利（公告号：CN105105104 A）采用内部油层、第一外层（海藻酸及其盐类）和第二外层（天然多糖及阳离子型高分子）包埋益生菌，制备耐热益生菌组合物。这类方法过程繁琐、附加成本高，在实际生产中应用很少，或者包埋稳定性不高，且包埋的益生菌活性仍然有限，不能满足实际工业加工和常温货架长期储存的需求，并耐受环境不利因素的影响。

不饱和脂肪酸属于健康油脂，包括亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸等不饱和脂肪酸是人体不能合成、必须从膳食中补充的对人体具有重要生理作用的功能活性成分，可有效降低血液中胆固醇和甘油三酯，增强机体免疫力，预防心脑血管疾病，还可以延缓衰老。研究表明不饱和脂肪酸对胎儿、婴儿的大脑及视力发育、心血管的生成起着不可替代的作用。因此，不饱和脂肪酸可作为营养强化剂广泛应用，如将其添加到婴儿配方奶粉等产品中。但是，由于不饱和脂肪酸的结构特性，具有水溶性差、在其储藏过程中极易氧化变质、并带有不良气味等特点。因此，将不饱和脂肪酸包埋制备得到的胶囊型产品是其典型产品。

针对上述不饱和脂肪酸和益生菌的特性，人们采用喷雾干燥法分别对不饱和脂肪酸、益生菌包埋并取得一定效果，但是此种方法包埋率低，干燥工艺中高温过程会明显增加不饱和脂肪酸的氧化、变性程度，降低益生菌活菌率。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于设计提供了一种含有益生菌和不饱和脂肪酸组合物的制备方法及该组合物的应用的技术方案。

所述的一种含有益生菌和不饱和脂肪酸组合物的制备方法，其特征在于：以益生菌和不饱和脂肪酸组合物为芯材液体，以蛋白、多糖和合成高分子的单一或混合溶液为壁材液体，采用同轴静电喷射法制备得到的以益生菌和不饱和脂肪酸组合物为核、以蛋白或多糖或合成高分子或混合物为壳的微胶囊。

所述的一种含有益生菌和不饱和脂肪酸组合物的制备方法，其特征在于：所述益生菌为经过冷冻干燥获得的益生菌粉。

所述的一种含有益生菌和不饱和脂肪酸组合物的制备方法，其特征在于：所述益生菌为双歧杆菌属、青春双歧杆菌、动物双歧杆菌、乳双歧杆菌、两歧双歧杆菌、短双歧杆菌、婴儿双歧杆菌、长双歧杆菌、乳杆菌属、嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、卷曲乳杆菌、德氏乳杆菌保加利亚亚种（保加利亚乳杆菌）、德氏乳杆菌亚种、发酵乳杆菌、格氏乳杆菌、瑞士乳杆菌、约氏乳杆菌、副干酪乳杆菌、植物乳杆菌、罗伊氏乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、唾液乳杆菌、链球菌属、嗜热链球菌、乳球菌属、乳酸乳球菌乳酸亚种、乳酸乳球菌乳脂亚种、乳酸乳球菌双乙酰亚种、肠膜明串珠菌肠膜亚种、丙酸杆菌属、酵母属、德巴利酵母数、假丝酵母属、球拟酵母属、拟杆菌属、梭杆菌属、酒球菌属、消化链球菌属、青霉属、链球属、梭菌属、气球菌属、片球菌属、芽孢杆菌属、蜜蜂球菌属、肠球菌属、微球菌属、魏斯氏菌属。

所述的一种含有益生菌和不饱和脂肪酸组合物的制备方法，其特征在于：所述不饱和脂肪酸包括单不饱和脂肪酸和/或多不饱和脂肪酸。该不饱和脂肪酸具体可以为油酸、亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸、DHA、EPA等。

所述的一种含有益生菌和不饱和脂肪酸组合物的制备方法，其特征在于：所述壁材中的蛋白包括来源于植物、动物或微生物的蛋白及其衍生物。该蛋白质具体可以为大豆蛋白、绿豆蛋白、小麦蛋白、玉米蛋白、谷蛋白、蚕丝蛋白、蜘蛛丝蛋白、胶原蛋白、乳清蛋白、明胶、酪蛋白酸钠、纤维蛋白、角蛋白等。

所述的一种含有益生菌和不饱和脂肪酸组合物的制备方法，其特征在于：所述壁材中的多糖包括来源于植物、动物、海藻或微生物的多糖及其衍生物。该多糖具体可以为甲壳素、壳聚糖、纤维素、木质素、淀粉、菊粉、葡聚糖、琼脂糖、低聚果糖、大豆低聚糖、魔芋葡甘聚糖、低聚异麦芽糖、低聚木糖、低聚麦芽糖、糊精、海藻酸及其盐、右旋糖酐、透明质酸、海藻多糖、褐藻多糖、螺旋藻多糖、地衣多糖、香菇多糖、灵芝多糖、银耳多糖、果胶、瓜尔胶、黄原胶、角叉菜胶等。

所述的一种含有益生菌和不饱和脂肪酸组合物的制备方法，其特征在于：所述壁材中的合成高分子为聚氨基酸（如聚赖氨酸和聚谷氨酸等）、聚羟基脂肪酸酯、聚乳酸等具有生物可降解和生物相容性的合成高分子。

所述的一种含有益生菌和不饱和脂肪酸组合物的制备方法，其特征在于：所述微胶囊粒径为纳米级到微米级的尺度。

所述的一种含有益生菌和不饱和脂肪酸组合物的制备方法，其特征在于：所述壁材液体浓度为1-25 w.%。

所述的一种含有益生菌和不饱和脂肪酸组合物的制备方法，其特征在于：所述芯材液体中益生菌为10⁸-10¹³ CFU/mL。

所述的一种含有益生菌和不饱和脂肪酸组合物的制备方法，其特征在于：所述同轴静电喷的电压为10-90 kV，接收距离为5-40cm，湿度为25-60%。

所述的一种含有益生菌和不饱和脂肪酸组合物在食品、保健品、医药和饲料产品中的应用。

本发明中同轴静电喷射法指在高压电场下，芯层和壳层溶液分别从同一轴心的内外层毛细管喷丝口处形成Taylor锥，当电场强度达到一个临界值时，电场力就能克服液体的表面张力，在喷丝口处形成一股带电喷射流。通过调节电场强度、流速和液体的性质，形成不同的喷雾模式。与其他制备微胶囊的技术相比，同轴静电喷射技术具有诸多优势，如包埋效率高、不需要耗时的相分离过程。通过静电喷射技术易于获得粒径均一、结构形态可控的颗粒，是一种简单高效、绿色环保的高分子微球成型方法。

本发明具有的优点及有益效果在于：

根据本发明制备的益生菌和不饱和脂肪酸组合物，能维持益生菌的低水活度，提高益生菌的稳定性；能保护不饱和脂肪酸被氧化，并掩盖不饱和脂肪酸的不良气味；能保护益生菌和不饱和脂肪酸不易受胃酸和胆汁的破坏，增加了到达肠道的活菌和不饱和脂肪酸数量；本发明的方法简单有效，益生菌和不饱和脂肪酸组合物中的益生菌在货架期活性损失小，不饱和脂肪酸的异味被掩盖，营养保留完整。

附图说明

图1是指同轴静电喷射装置示意图。

图中：1为双通道注射泵；2和3为注射器，分别容纳同轴静电喷的壳材溶液和芯材液体；4为同轴喷头，其中里轴通芯液，外围通壳液；5为高压电源；6为包裹铝箔的接收板。

具体实施方式

以下结合实施例来进一步说明本发明。

本发明中应用到的同轴静电喷射装置如图1所示，其包括了双通道注射泵1、容纳同轴静电喷的壳材溶液的注射器2、容纳同轴静电喷的芯材液体的注射器3、同轴喷头4、高压电源5和包裹铝箔的接收板6。

实施例1：

配置浓度为15 w%的大豆蛋白溶液为壁材溶液，将德氏乳杆菌保加利亚亚种的冻干粉加入花生四烯酸中，采用均质分散法，配制益生菌浓度为10¹³ CFU/mL的芯材液体。将壁材溶液和芯材液体同时通过注射泵从同轴喷头挤出，在电压为60 KV的高压电场中静电喷，接收距离15 cm，相对湿度45%，制备得到具有完整芯/壳结构的以德氏乳杆菌保加利亚亚种和花生四烯酸组合物为核、以大豆蛋白为壳的微胶囊，该微胶囊粒径为2-10微米。该组合物无不饱和脂肪酸的不良味道，常温存放12个月，90%的德氏乳杆菌保留活性，花生四烯酸基本未被氧化。

实施例2：

配置浓度为2 w%的壳聚糖/菊粉溶液为壁材溶液，将婴儿双歧杆菌的冻干粉加入DHA中，采用均质分散法，配制益生菌浓度为10¹⁰ CFU/mL的芯材液体。将壁材溶液和芯材液体同时通过注射泵从同轴喷头挤出，在电压为25 KV的高压电场中静电喷，接收距离25 cm，相对湿度40%，制备得到具有完整芯/壳结构的以婴儿双歧杆菌和DHA组合物为核、以壳聚糖/菊粉为壳的微胶囊，该微胶囊粒径为1-5微米。该组合物无不饱和脂肪酸的不良味道，常温存放12个月，88%的双歧杆菌保留活性，DHA基本未被氧化。

实施例3：

配置浓度为3 w%的胶原蛋白/海藻酸溶液为壁材溶液，将植物乳杆菌、两歧双歧杆菌和嗜热链球菌的冻干粉加入亚麻酸中，采用均质分散法，配制益生菌浓度为10¹¹ CFU/mL的芯材液体，三种益生菌比例为1:1:1。将壁材溶液和芯材液体同时通过注射泵从同轴喷头挤出，在电压为25 KV的高压电场中静电喷，接收距离25 cm，相对湿度40%，制备得到具有完整芯/壳结构的以植物乳杆菌、两歧双歧杆菌、嗜热链球菌和亚麻酸组合物为核、以胶原蛋白/海藻酸为壳的微胶囊，该微胶囊粒径为2-15微米。该组合物无不饱和脂肪酸的不良味道，常温存放12个月，92%的混合菌保留活性，亚麻酸基本未被氧化。

实施例4：

配置浓度为10 w%的玉米蛋白/淀粉溶液为壁材溶液，将鼠李糖乳杆菌的冻干粉加入花生四烯酸/DHA中，两种不饱和脂肪酸比例为1:1，采用超声分散法，配制益生菌浓度为10⁸CFU/mL的芯材液体。将壁材溶液和芯材液体同时通过注射泵从同轴喷头挤出，在电压为30 KV的高压电场中静电喷，接收距离15 cm，相对湿度41%，制备得到具有完整芯/壳结构的以鼠李糖乳杆菌和花生四烯酸/DHA组合物为核、以玉米蛋白/淀粉为壳的微胶囊，该微胶囊粒径为600纳米-8微米。该组合物无不饱和脂肪酸的不良味道，常温存放12个月，90%的德氏乳杆菌保留活性，花生四烯酸和DHA基本未被氧化。

实施例5：

配置浓度为3.5 w%的壳聚糖/丝素蛋白溶液为壁材溶液，将两歧双歧杆菌和德巴利酵母的冻干粉加入亚麻酸中，采用搅拌分散法，配制益生菌浓度为10⁸ CFU/mL的芯材液体，两歧双歧杆菌和德巴利酵母比例为8:1。将壁材溶液和芯材液体同时通过注射泵从同轴喷头挤出，在电压为45 KV的高压电场中静电喷，接收距离25 cm，相对湿度40%，制备得到具有完整芯/壳结构的以两歧双歧杆菌、德巴利酵母和亚麻酸组合物为核、以壳聚糖/丝素蛋白为壳的微胶囊，该微胶囊粒径为900纳米-5微米。该组合物无不饱和脂肪酸的不良味道，常温存放12个月，93%的混合菌保留活性，亚麻酸基本未被氧化。

实施例6：

配置浓度为5 w%的纤维蛋白/纤维素溶液为壁材溶液，将德伊氏乳杆菌、两歧双歧杆菌和丙酸杆菌的冻干粉加入亚油酸/亚麻酸中，采用均质分散法，配制益生菌浓度为10¹⁰ CFU/mL的芯材液体，三种益生菌比例为1:1:1。将壁材溶液和芯材液体同时通过注射泵从同轴喷头挤出，在电压为25 KV的高压电场中静电喷，接收距离25 cm，相对湿度38%，制备得到具有完整芯/壳结构的以德伊氏乳杆菌、两歧双歧杆菌和鼠李糖乳杆菌和亚油酸/亚麻酸组合物为核、以纤维蛋白/纤维素为壳的微胶囊，该微胶囊粒径为5-50微米。该组合物无不饱和脂肪酸的不良味道，常温存放12个月，91%的混合菌保留活性，亚油酸和亚麻酸基本未被氧化。

实施例7：

配置浓度为3 w%的壳聚糖/海藻酸溶液为壁材溶液，将两歧双歧杆菌的冻干粉加入DHA和EPA混合油脂中，采用均质分散法，配制益生菌浓度为10⁹ CFU/mL的芯材液体。将壁材溶液和芯材液体同时通过注射泵从同轴喷头挤出，在电压为40KV的高压电场中静电喷，接收距离15 cm，相对湿度40%，制备得到具有完整芯/壳结构的以两歧双歧杆菌和DHA和EPA组合物为核、以壳聚糖/海藻酸为壳的微胶囊，该微胶囊粒径为3-20微米。该组合物无不饱和脂肪酸的不良味道，常温存放12个月，89%的两歧双歧杆菌保留活性，DHA和EPA基本未被氧化。

实施例8：

配置浓度为15 w%的玉米蛋白/乳清蛋白/菊粉溶液为壁材溶液，将唾液乳杆菌、嗜热链球菌和芽孢杆菌的冻干粉加入花生四烯酸中，三种益生菌比例为1:1:1，采用均质分散法，配制益生菌浓度为10⁹ CFU/mL的芯材液体。将壁材溶液和芯材液体同时通过注射泵从同轴喷头挤出，在电压为30 KV的高压电场中静电喷，接收距离18 cm，相对湿度45%，制备得到具有完整芯/壳结构的以唾液乳杆菌、嗜热链球菌和芽孢杆菌和花生四烯酸组合物为核、以玉米蛋白/乳清蛋白/菊粉为壳的微胶囊，该微胶囊粒径为5-40微米。该组合物无不饱和脂肪酸的不良味道，常温存放12个月，89%的混合菌保留活性，花生四烯酸基本未被氧化。

实施例9：

配置浓度为18 w%的聚乳酸/低聚木糖溶液为壁材溶液，将瑞士乳杆菌、嗜热链球菌和婴儿双歧杆菌的冻干粉加入DHA中，三种益生菌比例为1:1:1，采用均质分散法，配制益生菌浓度为10¹² CFU/mL的芯材液体。将壁材溶液和芯材液体同时通过注射泵从同轴喷头挤出，在电压为30 KV的高压电场中静电喷，接收距离18 cm，相对湿度45%，制备得到具有完整芯/壳结构的以瑞士乳杆菌、嗜热链球菌和婴儿双歧杆菌和DHA组合物为核、以聚乳酸/低聚木糖为壳的微胶囊，该微胶囊粒径为10-60微米。该组合物无不饱和脂肪酸的不良味道，常温存放12个月，93%的混合菌保留活性，DHA基本未被氧化。