一种婴儿双歧杆菌冻干粉、制备方法及其所用复合保护剂技术

本发明专利技术涉及食品加工的相关技术领域，更具体地，本发明专利技术提供一种婴儿双歧杆菌冻干粉、制备方法及其所用复合保护剂。第一方面提供一种双歧杆菌的冻干粉复合保护剂，按照复合保护剂的重量百分比计，复合保护剂包括10～30％脱脂奶粉、0.1～5.0％氨基酸及其盐、3～25％二糖或/和多糖、1～5％小分子多元醇、余量的磷酸盐缓冲液，且复合保护剂的pH为6.5～8.5；本发明专利技术通过采用特定的复合保护剂与助剂共同作用，能显著提高婴儿双歧杆菌冻干存活率及菌粉活菌数，解决了婴儿双歧杆菌菌粉在冻干过程中存活率低、活菌数少、保藏期短等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种婴儿双歧杆菌冻干粉、制备方法及其所用复合保护剂
本专利技术涉及食品加工的相关
，更具体地，本专利技术提供一种婴儿双歧杆菌冻干粉、制备方法及其所用复合保护剂。
技术介绍
近年来，益生菌在功能性乳制品、保健食品、微生态制剂及医疗等领域得到广泛应用，具体是指一类对宿主有功能性健康益处的活性微生物，具有调节人体免疫功能、改善肠道菌群微生态平衡、降低血脂胆固醇、促进营养物质消化与吸收等优点。常见的益生菌有乳酸菌、双歧杆菌、酪酸梭菌及酵母菌等。双歧杆菌作为机体肠道中最重要的生理性细菌，与人体的生长、新陈代谢密切相关，在人体健康和疾病方面起着重要的作用。具体的说，双歧杆菌具有抑制肠道病原菌生长、预防腹泻或便秘、提供维生素、提高机体免疫力等生理功能。目前，已经发现的双歧杆菌有30余种，包括婴儿双歧杆菌(Bifidobacteriuminfantis)、青春双歧杆菌(Bifidobacteriumadolescentis)、长双歧杆菌(Bifidobacteriumlongum)、短双歧杆菌(Bifidobacteriumbreve)、两歧双歧杆菌(Bifidobacteriumbifidum)等。双歧杆菌属于革兰氏阳性菌、专性厌氧、形态多变，多呈V字形、Y字形、弯曲状等形态、不形成芽孢、抗酸能力差，在生产、保藏和运输过程中很难保持活性。研究表明，液态双歧杆菌制剂在贮存过程中活菌数量下降很快，4℃条件下冷藏也只能保藏5～7d，因此制备高活性双歧杆菌菌粉至关重要，有利于后期产品的加工、储藏及运输。真空冷冻干燥技术是制备和保存双歧杆菌最有效的方法之一，可以很好的保持菌体的生物活性。在制备菌粉过程中，水分在真空和低温条件下不经过液态直接升华，菌株要经受冷冻和干燥两种激烈因素的作用，若是在不添加保护剂的情况下直接冷冻干燥，会造成微生物细胞膜通透性和流动性发生变化、胞内的动态平衡被破坏、酶蛋白分子钝化等，这势必会导致菌体的死亡，有研究表明，若是直接冷冻干燥，菌体存活率仅10％-30％左右。冷冻干燥过程中，影响微生物冻干存活率及菌粉活菌数的因素复杂，主要有菌株生理特性、培养基成分、培养条件、收获期、预冻条件、初始菌悬液浓度、冻干保护剂及其pH值、冷冻速率、残留水分、复水条件及亚致死处理等。其中，冻干保护剂是最复杂、最难选择的一个关键因素，目前，关于提高婴儿双歧杆菌冻干存活率的方法也多集中在这一方面，但是，保护剂的添加量越多，单位质量菌粉活菌数就越低，一些对双歧杆菌冻干菌粉的研究结果表明，双歧杆菌发酵制备的高密度菌体经历冻干后，菌体密度基本呈指数级下降，因此制备得到能很好维持菌粉活菌数量的冻干粉是很有必要的。
技术实现思路
目前大量研究表面保护剂的效果存在菌种特异性，不同菌种所需要的保护剂种类以及含量会不同，本专利技术提供了一种用于婴儿双歧杆菌冻干粉的复合保护剂，以及其含有复合保护剂的冻干粉，通过采用特定的复合保护剂与助剂共同作用，能显著提高婴儿双歧杆菌冻干存活率及菌粉活菌数，解决了婴儿双歧杆菌菌粉在冻干过程中存活率低、活菌数少、保藏期短等问题。为实现上述技术效果，本专利技术的第一方面提供一种双歧杆菌的冻干粉复合保护剂，按照复合保护剂的重量百分比计，复合保护剂包括10～30％脱脂奶粉、0.1～5.0％氨基酸及其盐、3～25％二糖或/和多糖、1～5％小分子多元醇、余量的磷酸盐缓冲液，且复合保护剂的pH为6.5～8.5；优选地，复合保护剂包括16～22％脱脂奶粉、0.2～3.0％氨基酸及其盐、5～20％二糖或/和多糖、2.5～3.6％小分子多元醇、余量的磷酸盐缓冲液，且复合保护剂的pH为7.0～7.5；进一步优选地，复合保护剂包括18～21％脱脂奶粉、1.2～2.0％氨基酸及其盐、12～17％二糖或/和多糖、2.8～3.2％小分子多元醇、余量的磷酸盐缓冲液，且复合保护剂的pH为7.0。本专利技术所述“脱脂奶粉”是将鲜牛奶脱去脂肪再干燥而成，除脂肪可降低至1％左右外，其在生物制品冻干过程中可以起骨架租用，防止低分子物质的碳化与氧化，保护活性物质不受高温的影响，使得冻干成品呈多孔性、疏松的海绵状，不过也需要控制脱脂奶粉中复合保护剂中的重量占比，当其含量超过30wt％时，容易在使用过程中引起过敏现象，而当其含量小于10wt％时，所得婴儿双歧杆菌冻干粉中的菌粉活菌数会降低。本专利技术对所述脱脂奶粉的购买厂家不做特别限定，一种实施方式中，所述脱脂奶粉购自nzmpNewZenland。本专利技术所述保护剂含有脱脂奶粉的高分子物质之外，还包括糖类，例如二糖和/或多糖，和氨基酸类的低分子物质，有利于促进微生物保持稳定的活存状态以及对水分子起缓解作用，本专利技术所述氨基酸及其盐中的氨基酸可以选自甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、酪氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、谷氨酸、赖氨酸、谷氨酰胺、甲硫氨酸、丝氨酸、苏氨酸、半胱氨酸、脯氨酸、组氨酸、精氨酸中的任一种或多种组合。不过在实际实验中可以发现不同微生物所适用的保护剂不同，不同的保护剂对不同细胞的作用机制也不同，对菌体细胞的保护程度也会不同，同样地，并不是所有的氨基酸及其盐类物质均适用于婴儿双歧杆菌的冷冻干燥，这可能是由于其生物学特性；优选地，本专利技术所述氨基酸及其盐为谷氨酸钠，申请人意外发现当谷氨酸钠作为复合保护剂中的组分使用时，可以有效提高所得冻干粉中婴儿双歧杆菌的存活率，同时提高菌粉活菌数，减少冷冻干燥过程中的粘壁问题，这可能是加入谷氨酸钠属于盐类物质，可在冻干过程中与菌体中的水分作用，保留了部分水分形成水膜，满足了冻干结束后益生菌对水分的需要，同时能减轻其他物质对菌体的氧化作用，这样也避免了蛋白质等有机物与壁之间的贴合与吸附，缓解冷冻干燥过程中的粘壁问题，也提高了婴儿双歧杆菌的存活率，并提高菌粉活菌数。一些实施方式中，二糖选自海藻糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖中的任一种或多种组合；优选地，多糖选自淀粉、纤维素、菊糖、果胶、花粉多糖、玉米须多糖、枣多糖、无花果多糖、茶多糖、芦荟多糖、桑叶多糖、龙眼多糖、茶多糖、芦荟多糖、桑叶多糖、龙眼多糖中的任一种或多种的组合；不过在实验过程中发现并不是所有的糖类小分子物质均可以提高婴儿双歧杆菌的存活率以及菌粉活菌数，这也是保护剂的效果存在菌种特异性的表现。优选地，糖类物质包括海藻糖和菊糖，进一步优选地，海藻糖和菊糖的重量比为1：(0.35～0.95)；进一步优选地，海藻糖和菊糖的重量比为1：(0.6～0.83)；申请人发现当海藻糖与菊糖共同与谷氨酸钠协同作用，尤其当二糖和多糖总重量占比为5～22％时，且海藻糖和菊糖的重量比为1：(0.6～0.95)，可以提高所得冻干粉中婴儿双歧杆菌的存活率以及菌粉活菌数，这可能是由两个葡萄糖组成的非还原性糖与菊糖以及体系中的其他组分共同作用，在细胞膜表面形成独特的保护膜，有效地保护生物分子结构不被破坏，从而维持生命体的生命过程和生物特征，同时与蛋白质形成氢键，满足蛋白质表面带电基团形成氢键的需求，从而稳定菌体细胞的活性，提高所得冻干粉中婴儿双歧杆菌的存活率以及菌粉活菌数而当海藻糖含量较多时，体系中渗透压改变，体系的氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双歧杆菌的冻干粉复合保护剂，其特征在于，按照复合保护剂的重量百分比计，复合保护剂包括10～30％脱脂奶粉、0.1～5.0％氨基酸及其盐、3～25％二糖或/和多糖、1～5％小分子多元醇、余量的磷酸盐缓冲液，且复合保护剂的pH为6.5～8.5。/n

【技术特征摘要】
1.一种双歧杆菌的冻干粉复合保护剂，其特征在于，按照复合保护剂的重量百分比计，复合保护剂包括10～30％脱脂奶粉、0.1～5.0％氨基酸及其盐、3～25％二糖或/和多糖、1～5％小分子多元醇、余量的磷酸盐缓冲液，且复合保护剂的pH为6.5～8.5。


2.根据权利要求1所述双歧杆菌的冻干粉复合保护剂，其特征在于，氨基酸选自甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、酪氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、谷氨酸、赖氨酸、谷氨酰胺、甲硫氨酸、丝氨酸、苏氨酸、半胱氨酸、脯氨酸、组氨酸、精氨酸中的任一种或多种组合。


3.根据权利要求1或2所述双歧杆菌的冻干粉复合保护剂，其特征在于，二糖选自海藻糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖中的任一种或多种组合；优选地，多糖选自淀粉、纤维素、菊糖、果胶、花粉多糖、玉米须多糖、枣多糖、无花果多糖、茶多糖、芦荟多糖、桑叶多糖、龙眼多糖、茶多糖、芦荟多糖、桑叶多糖、龙眼多糖中的任一种或多种的组合。


4.根据权利要求1～3任一项所述双歧杆菌的冻干粉复合保护剂，其特征在于，复合保护剂的制备方法包括：
(1)将脱脂奶粉与小分子多元醇溶于磷酸缓冲液中，高温灭菌，得A液；
(2)将二糖或/和多糖溶于磷酸缓冲液中，高温灭菌，得B液；
(3)将氨基酸及其盐溶于磷酸缓冲液中，用滤...

【专利技术属性】
技术研发人员：马玉涛，韩登兰，崔宁，李国强，耿宏伟，崔兆臣，
申请(专利权)人：科兴生物制药股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37