CN114027506A - 一种高活性益生菌粉及其制备方法 - Google Patents
一种高活性益生菌粉及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种高活性益生菌粉的制备方法,包括如下步骤:将包括益生菌和所述益生菌的代谢产物的发酵液进行粗滤和微滤处理后,分别收集微滤处理得到的含有益生菌的截留液和含有代谢产物的透过液;对所述截留液进行纳滤处理后,得到含有所述益生菌的浓缩液;对所述透过液进行喷雾干燥I后,得到代谢产物粉体;将所述浓缩液与所述代谢产物粉体喷雾混合后进行喷雾干燥II后过筛即得所述高活性益生菌粉。本发明提供的方法,能提高产品活菌密度,并对发酵的代谢产物也进行了有效保留;制备得到的产品不添加任何辅料,100%全部来源于培养液;同时该方法步骤简单,适用性广,产业化能力强。
Description
技术领域
本发明涉及一种制备方法,具体涉及一种高活性益生菌粉及其制备方法。
背景技术
益生菌是指具有维持人体内菌群平衡,对人体健康产生有益作用的微生态制剂。口服足量的活性益生菌对缓解急慢性胃肠炎、治疗腹泻、改善消化,缓解乳糖不耐脏等症状有良好功效。
益生菌发在培养发酵过程中,其会产生发了的代谢产物,包括许多抗菌物质,如有机酸、过氧化氢、双乙酰、细菌素等物质,这些物质抑菌功能各异,对革兰氏阳性及阴性菌都有一定的抑制功效。此外发酵液中含有益生菌合成的维生素、生物活性肽等物质,都具有潜在的生物活性功能。
常见的菌体制剂分为液体制剂和固体制剂,前者通过传统发酵培养方式获得益生菌液作为制剂产品,而后者则是利用冷冻干燥、喷雾干燥或包埋等技术对增殖后的益生菌进行加工得到固体制剂。液态制剂会随着保藏时间延长受到污染或菌种退化,而且运输过程不方便,造成成本升高。而固体制剂可以直接投放使用,发酵前不需要进行扩大培养,保藏费用较低。如今制备益生菌固体制剂的工艺包括真空冷冻干燥、喷雾干燥、流化床干燥、微波真空干燥等。
益生菌发酵液中有许多潜在代谢产生的活性有效成分,但是目前对发酵液处理方式,通常是通过离心的方式将其与益生菌分离而当做废弃物除去,这不仅增加了废水处理的成本,潜在活性有效成分也是一种浪费。
目前传统针对益生菌制备方法中,为了应对喷雾干燥进风口的高温对菌体的损伤,一般会采用添加保护剂,或者添加壁材能形成包裹效果的胶囊形式,或者是提前对菌体进行应激前处理。添加保护剂或者壁材都会直接降低最终产品的菌群密度,同时壁材会在菌体外表面形成致密的网状结构,会严重影响菌体的释放。热激前处理其本身即为高温处理,其过程即会导致大量的菌体失活。再而以上多大数对菌体的分离都采用离心,离心就会直接导致具有一定生物活性的菌体代谢产物被分离而浪费。
现有技术中有一些关于益生菌干燥方法具体如下:
公开号为CN111876346A的专利公开了一种凝结芽孢杆菌喷雾干燥保护剂及使用该保护剂的制备方法,是通过先热激处理后,加入甘露醇、蔗糖及脱脂奶粉作为保护剂,而后喷雾干燥后即得。该方法添加了额外的保护剂,直接稀释了最终产品的菌群密度,同时其通过离心获得重悬的菌悬液,这回直接导致具有一定生物活性的菌代谢产物被除去而造成浪费。
公开号为CN103627637A的专利公开了一种乳酸片球菌菌株冷冻干燥制剂的制备方法,是通过将培养液离心获得菌体,然后冷冻干燥后而制得。该方法是传统冷冻干燥而制得,具有干燥速度慢、产量小及规模化难度大的缺点。
公开号为CN112741328A的专利公开了一种提高干燥后菌粉活性的低温静电制备方法,是通过向菌泥添加麦芽糊精、壳聚糖、海藻糖等保护剂后进行静电喷雾干燥。该方法添加了额外的保护剂,直接稀释了最终产品的菌群密度,同时需要产生1-40KV的静电,具有一定的危险性。
公开号为CN108018235A的专利公开了一种高活性乳杆菌菌粉喷雾干燥的生产工艺及应用,是通过菌种培养、离心收集菌体、条件干燥保护剂、喷雾干燥后即得。该方法添加了额外的保护剂,直接稀释了最终产品的菌群密度,同时其通过离心获得重悬的菌悬液,这回直接导致具有一定生物活性的菌代谢产物被除去而造成浪费。
公开号为CN101914518A的专利公开了一种利用喷雾干燥法制备干酪乳杆菌微胶囊菌粉的方法,是通过菌体培养、添加保护剂与培养或热激处理、添加微胶囊壁材、喷雾干燥后即得。该工艺通过离心获得重悬的菌悬液,这回直接导致具有一定生物活性的菌代谢产物被除去而造成浪费;同时添加了额外的保护剂和壁材,直接稀释了最终产品的菌群密度,同时壁材形成的胶囊也严重影响了菌体的释放。
公开号为CN113150993A的专利公开了一种微囊化益生菌的低温喷雾干燥制备方法及其应用,是通过对菌泥添加保护剂和壁材之后进行喷雾干燥而制得。该工艺添加了额外的保护剂和壁材,直接稀释了最终产品的菌群密度,同时壁材也严重影响了菌体的释放;喷雾干燥处分阔温度最高可达140涉世度,最低也有80℃,这对菌体的活性带来极大的失活风险。
公开号为CN112914106A的专利公开了一种益生菌粉的低温喷雾干燥制备方法,是通过菌体培养、热激、离心浓缩、添加壁材保护剂、喷雾干燥后制得。该工艺通过离心获得重悬的菌悬液,这回直接导致具有一定生物活性的菌代谢产物被除去而造成浪费;同时添加了额外的壁材保护剂,直接稀释了最终产品的菌群密度,同时壁材形成的胶囊也严重影响了菌体的释放。
综上,开发一种高活性益生菌粉的制备方法,可以在保持益生菌高活性的基础之上进行喷雾干燥,还能进一步提高产品活菌密度,并对发酵的代谢产物也进行了有效保留;产品不添加任何辅料,100%全部来源于培养液;同时该工艺简单,适用性广,产业化能力强。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是,克服现有技术存在的上述缺陷,提供一种高活性益生菌粉及其制备方法,可以在保持益生菌高活性的基础之上进行喷雾干燥,还能进一步提高产品活菌密度,并对发酵的代谢产物也进行了有效保留;产品不添加任何辅料,100%全部来源于培养液;同时该工艺简单,适用性广,产业化能力强。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下:
一种高活性益生菌粉的制备方法,包括以下步骤:
S1将包括益生菌和所述益生菌的代谢产物的发酵液进行粗滤和微滤处理后,分别收集微滤处理得到的含有益生菌的截留液和含有代谢产物和透过液;
S2对所述截留液进行纳滤处理后,得到含有所述益生菌的浓缩液;对所述透过液进行喷雾干燥I后,得到代谢产物粉体;
S3将所述浓缩液与所述代谢产物粉体混合后进行喷雾干燥II后过筛即得所述高活性益生菌粉。
所述益生菌包括乳杆菌属、双歧杆菌属或链球菌属中的一种或多种;
所述乳杆菌属包括嗜酸乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、发酵乳杆菌、罗伊氏乳杆菌、德氏乳杆菌亚种或干酪乳杆菌干酪亚种中的一种或多种;
所述双歧杆菌属包括动物双歧杆菌、乳双歧杆菌、短双歧杆菌、两歧双歧杆菌、婴儿双歧杆菌、长双歧杆菌或青春双歧杆菌中的一种或多种;
所述链球菌属包括嗜热链球菌。
所述粗滤采用的过滤膜的孔径为20~30μm;
所述微滤采用的微滤膜的孔径为0.1~0.22μm。
所述S2中,所述纳滤采用的纳滤膜的孔径为1~2纳米;
所述纳滤过程中膜环境温度不高于50℃;
所述浓缩液中可溶性固形物含量为20~35%。
所述S2中,所述喷雾干燥I包括负压微波辅助喷雾干燥I;
所述负压微波辅助喷雾干燥I的压力为-0.03~-0.05MPa;
所述负压微波辅助喷雾干燥I采用的微波的功率为1~4kW;
所述负压微波辅助喷雾干燥I采用的微波的频率为1500~2500MHz,
所述负压微波辅助喷雾干燥I的进料温度为90~110℃,出料温度为30~50℃。
所述S3中,所述浓缩液和所述代谢产物粉体的质量比例为1∶0.1~0.5。
所述S3中,所述喷雾干燥II包括负压微波辅助喷雾干燥II;
所述负压微波辅助喷雾干燥II的压力为-0.03~-0.05MPa;
所述负压微波辅助喷雾干燥II采用的微波的功率为2~5kW;
所述负压微波辅助喷雾干燥II采用的微波的频率为2000~3000MHz,
所述负压微波辅助喷雾干燥II的进料温度为70~90℃,出料温度为20~40℃。
所述过筛为过80~120目筛。
相对于现的技术,本发明方法的有益效果如下:
1、本发明方法制备得到的高活性益生菌粉,其益生菌活菌存活率高,存活率不小于75%。
2、本发明方法制备得到的高活性益生菌粉,其有效活菌数高,有效活菌数不小于1.8×1010cfu/g。
3、本发明方法制备得到的高活性益生菌粉,其产品同时富含在发酵培养过程中益生菌产生的代谢产物,这些具有潜在的生理活性功能代谢产物赋予了最终产品潜在附加价值。
4、本发明方法使益生菌及其代谢产物都进行了有效利用,大大减少了废液的排放量,也减轻了废液的处理难度。
5、本发明方法工艺简单,适应性广,产业化能力强。
附图说明
图1示出了本发明提供的高活性益生菌粉的制备方法流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
本发明具体实施方式中所使用的益生菌由湖南营养树生物科技有限公司提供。
本发明具体实施方式中所使用的原料或化学试剂,如无特殊说明,均通过常规商业途径获得。
本发明具体实施方式中所使用的有效活菌数的检测方法和有效活菌数存活率的计算方法如下:
(1)有效活菌数的检测方法:乳酸菌属及链球菌检测方法依据GB4789.35-2016食品安全国家标准食品微生物学检验乳酸菌检验的要求进行检测。双歧杆菌属检测方法依据GB4789.34-2016食品安全国家标准食品微生物学检验双歧杆菌检验的要求进行检测。
(2)存活率的计算方法:(产品中有效活菌总数/培养液中有效活菌总数)×100%
具体的,本发明提供了一种高活性益生菌粉的制备方法,该方法采用的原料为常规发酵培养制得富含益生菌的发酵液,将所述发酵液于低温条件下粗滤和微滤,可将代谢产物有效保留于微滤透过液中,从而实现益生菌与代谢产物的有效分离,同时,低温下微滤也不会对益生菌造成损伤。经过微滤分离的含有益生菌的截留液现通过纳滤,可以在低温条件下有效的除去富含益生菌的截留液中的水分,为后续的喷雾干燥减轻除水的压力,也可同时减低高温对益生菌的破坏力度,有助于提高益生菌的密度和活性。对纳滤透过液进行喷雾干燥,可得到富含代谢产物的粉体。随后将浓缩液与代谢产物粉体在干燥塔内同时进行喷雾,可将益生菌与代谢产物粉体随机形成类似微胶囊的包裹与被包裹的形态。传统的壁材(如壳聚糖、环糊精等)其本身为外来物质,即非来源于原始发酵液。而且这种包裹不同于传统益生菌粉,其包裹的壁材和芯材都为发酵液的物质,这种物质在新环境条件下溶解后,相当于回到了原始培养液的状态,这有助于益生菌的适应、生长及增值。本发明制备得到的益生菌粉在加水复溶后,其组成成份与原始培养液及其相似(即回到了最初的最适宜的培养条件),这种适宜益生菌的活化或生长的环境也有助于益生菌粉在复溶后,益生菌活性的保持。而相对于其他加入了外源物的产品,其在通过离心收集菌泥(沉淀)时,其培养液(包括代谢产物)都已经除去。如果复溶,得到的几乎是益生菌,其原始培养液的环境已经不存在了。对于益生菌来讲,是一个全新的生活环境,其活性自然难以得到保障。
优选的,所述益生菌包括乳杆菌属、双歧杆菌属或链球菌属中的一种或多种;具体的,所述乳杆菌属包括嗜酸乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、发酵乳杆菌、罗伊氏乳杆菌、德氏乳杆菌亚种或干酪乳杆菌干酪亚种中的一种或多种;具体的,所述双歧杆菌属包括动物双歧杆菌、乳双歧杆菌、短双歧杆菌、两歧双歧杆菌、婴儿双歧杆菌、长双歧杆菌或青春双歧杆菌中的一种或多种;具体的,所述链球菌属包括嗜热链球菌。
优选的,所述粗滤采用的过滤膜的孔径为20~30μm;在微滤之前对发酵液进行粗滤后可以直接物理除去发酵液中残留的大部分颗粒性杂质,提高益生菌的密度的同时,其也不会对益生菌造成损伤,同时还能有效保留其代谢产物于液发酵中。
具体的,所述微滤采用的微滤膜的孔径为0.1~0.22微米。所述微滤膜的孔径在0.1~0.22微米之间时,可以截留益生菌,而使蛋白质、多肽、多糖等物质可以透过微滤膜,从而实现益生菌与其代谢产物分离。
优选的,所述S2中,所述纳滤采用的纳滤膜的孔径为1~2纳米;孔径为1~2纳米的纳滤膜可以截留抗生素、多糖、氨基酸、多肽等代谢产物,而水则能透过该纳滤膜,从而实现在保留益生菌的同时,除去一部分水。具体的,所述浓缩液中可溶性固形物含量为20~35%。
优选的,所述纳滤过程中膜环境温度不高于50℃;益生菌在高温易失活。同时益生菌的代谢产物也需要尽量低温,以防止分解或变性。
本发明的某些具体实施方式中,所述喷雾干燥I包括负压微波辅助喷雾干燥I;作为优选的,采用负压喷雾干燥,喷雾干燥塔中的负压可以大大减低水分的沸点,从而有助于水分的快速蒸发,减低高温对益生菌的影响。但是负压如果太低,会严重影响塔内热空气的泵入和流动,进行严重影响水分的挥发。作为优选的,在喷雾干燥塔内施以微波,可以有助于益生菌液中水分子的碰撞和震动,从而使得其水分子温度快速上升并迅速挥发,从缩短干燥时间,减低长时间的高温对益生菌的热破坏。具体的,所述负压微波辅助喷雾干燥I的压力为-0.03~-0.05MPa;
具体的,所述负压微波辅助喷雾干燥I采用的微波的功率为1~4kW;微波的功率太低,加热太慢效率太低;功率太高,菌受热易失活。具体的,所述负压微波辅助喷雾干燥I采用的微波的频率为1500~2500MHz。频率过低,干燥不彻底,甚至干燥失败;频率过高,益生菌易受热失活。所述负压微波辅助喷雾干燥I的进料温度为90~110℃,出料温度为30~50℃。
所述S3中,所述浓缩液和所述代谢产物粉体的质量比例为1∶0.1~0.5。
具体的,所述S3中,所述喷雾干燥II包括负压微波辅助喷雾干燥II;所述负压微波辅助喷雾干燥II的压力为-0.03~-0.05MPa;所述负压微波辅助喷雾干燥II采用的微波的功率为2~5kW;微波的功率太低,加热太慢效率太低;功率太高,菌受热易失活。所述负压微波辅助喷雾干燥II采用的微波的频率为2000~3000MHz,频率过低,干燥不彻底,甚至干燥失败;频率过高,益生菌易受热失活。所述负压微波辅助喷雾干燥II的进料温度为70~90℃,出料温度为20~40℃。具体的,所述过筛为过80~120目筛。
实施例1
S1采用孔径为20μm的过滤膜对嗜酸乳杆菌的发酵液进行粗滤后,再采用孔径为0.1微米的微滤膜对发酵液进行过滤处理,分别收集微滤处理得到的截留液和透过液;
S2采用孔径为1纳米的纳滤膜对所述截留液进行纳滤处理,得到浓缩液;对所述透过液进行负压微波辅助喷雾干燥I后,得到代谢产物粉体;所述负压微波辅助喷雾干燥I的压力为-0.03MPa;微波的功率为1kW;微波的频率为1500MHz,进料温度为90℃,出料温度为30℃。
S3将所述浓缩液与所述代谢产物粉体按质量比1∶0.1喷雾混合后进行负压微波辅助喷雾干燥II后过80目筛即得所述高活性益生菌粉。所述负压微波辅助喷雾干燥II的压力为-0.03MPa;微波的功率为2kW;微波的频率为2000MHz,进料温度为70℃,出料温度为20℃。
经测试,实施例1中制备得到的益生菌粉的存活率为76.7%,有效活菌数为1.9×1010cfu/g。
实施例2
S1采用孔径为20μm的过滤膜对嗜酸乳杆菌的发酵液进行粗滤后,再采用孔径为0.1微米的微滤膜对发酵液进行过滤处理,分别收集微滤处理得到的截留液和透过液;
S2采用孔径为1纳米的纳滤膜对所述截留液进行纳滤处理,得到浓缩液;对所述透过液进行负压微波辅助喷雾干燥I后,得到代谢产物粉体;所述负压微波辅助喷雾干燥I的压力为-0.03MPa;微波的功率为1kW;微波的频率为1500MHz,进料温度为90℃,出料温度为30℃。
S3将所述浓缩液与所述代谢产物粉体按质量比1∶0.2喷雾混合后进行负压微波辅助喷雾干燥II后过80目筛即得所述高活性益生菌粉。所述负压微波辅助喷雾干燥II的压力为-0.03MPa;微波的功率为2kW;微波的频率为2000MHz,进料温度为70℃,出料温度为20℃。
经测试,实施例2中制备得到的益生菌粉的存活率为77.9%,有效活菌数为2.3×1010cfu/g。
实施例3
S1采用孔径为20μm的过滤膜对嗜酸乳杆菌的发酵液进行粗滤后,再采用孔径为0.1微米的微滤膜对发酵液进行过滤处理,分别收集微滤处理得到的截留液和透过液;
S2采用孔径为1纳米的纳滤膜对所述截留液进行纳滤处理,得到浓缩液;对所述透过液进行负压微波辅助喷雾干燥I后,得到代谢产物粉体;所述负压微波辅助喷雾干燥I的压力为-0.03MPa;微波的功率为1kW;微波的频率为1500MHz,进料温度为90℃,出料温度为30℃。
S3将所述浓缩液与所述代谢产物粉体按质量比1∶0.3喷雾混合后进行负压微波辅助喷雾干燥II后过80目筛即得所述高活性益生菌粉。所述负压微波辅助喷雾干燥II的压力为-0.03MPa;微波的功率为2kW;微波的频率为2000MHz,进料温度为70℃,出料温度为20℃。
经测试,实施例3中制备得到的益生菌粉的存活率为80.3%,有效活菌数为2.8×1010cfu/g。
实施例4
S1采用孔径为20μm的过滤膜对嗜酸乳杆菌的发酵液进行粗滤后,再采用孔径为0.1微米的微滤膜对发酵液进行过滤处理,分别收集微滤处理得到的截留液和透过液;
S2采用孔径为1纳米的纳滤膜对所述截留液进行纳滤处理,得到浓缩液;对所述透过液进行负压微波辅助喷雾干燥I后,得到代谢产物粉体;所述负压微波辅助喷雾干燥I的压力为-0.03MPa;微波的功率为1kW;微波的频率为1500MHz,进料温度为90℃,出料温度为30℃。
S3将所述浓缩液与所述代谢产物粉体按质量比1∶0.4喷雾混合后进行负压微波辅助喷雾干燥II后过80目筛即得所述高活性益生菌粉。所述负压微波辅助喷雾干燥II的压力为-0.03MPa;微波的功率为2kW;微波的频率为2000MHz,进料温度为70℃,出料温度为20℃。
经测试,实施例4中制备得到的益生菌粉的存活率为84.1%,有效活菌数为2.4×1010cfu/g。
实施例5
S1采用孔径为20μm的过滤膜对嗜酸乳杆菌的发酵液进行粗滤后,再采用孔径为0.1微米的微滤膜对发酵液进行过滤处理,分别收集微滤处理得到的截留液和透过液;
S2采用孔径为1纳米的纳滤膜对所述截留液进行纳滤处理,得到浓缩液;对所述透过液进行负压微波辅助喷雾干燥I后,得到代谢产物粉体;所述负压微波辅助喷雾干燥I的压力为-0.03MPa;微波的功率为1kW;微波的频率为1500MHz,进料温度为90℃,出料温度为30℃。
S3将所述浓缩液与所述代谢产物粉体按质量比1∶0.5喷雾混合后进行负压微波辅助喷雾干燥II后过80目筛即得所述高活性益生菌粉。所述负压微波辅助喷雾干燥II的压力为-0.03MPa;微波的功率为2kW;微波的频率为2000MHz,进料温度为70℃,出料温度为20℃。
经测试,实施例5中制备得到的益生菌粉的存活率为85.4%,有效活菌数为1.9×1010cfu/g。
对比例1
S1采用孔径为20μm的过滤膜对嗜酸乳杆菌的发酵液进行粗滤后,再采用孔径为0.1微米的微滤膜对发酵液进行过滤处理,分别收集微滤处理得到的截留液和透过液;
S2采用孔径为1纳米的纳滤膜对所述截留液进行纳滤处理,得到浓缩液;对所述透过液进行负压微波辅助喷雾干燥I后,得到代谢产物粉体;所述负压微波辅助喷雾干燥I的压力为-0.03MPa;微波的功率为1kW;微波的频率为1500MHz,进料温度为90℃,出料温度为30℃。
S3将所述浓缩液与所述代谢产物粉体按质量比1∶0.05喷雾混合后进行负压微波辅助喷雾干燥II后过80目筛即得所述高活性益生菌粉。所述负压微波辅助喷雾干燥II的压力为-0.03MPa;微波的功率为2kW;微波的频率为2000MHz,进料温度为70℃,出料温度为20℃。
经测试,对比例1中制备得到的益生菌粉的存活率为69.4%,有效活菌数为1.3×1010cfu/g。
对比例2
S1采用孔径为20um的过滤膜对嗜酸乳杆菌的发酵液进行粗滤后,再采用孔径为0.1微米的微滤膜对发酵液进行过滤处理,分别收集微滤处理得到的截留液和透过液;
S2采用孔径为1纳米的纳滤膜对所述截留液进行纳滤处理,得到浓缩液;对所述透过液进行负压微波辅助喷雾干燥I后,得到代谢产物粉体;所述负压微波辅助喷雾干燥I的压力为-0.03MPa;微波的功率为1kW;微波的频率为1500MHz,进料温度为90℃,出料温度为30℃。
S3将所述浓缩液与所述代谢产物粉体按质量比1∶0.6喷雾混合后进行负压微波辅助喷雾干燥II后过80目筛即得所述高活性益生菌粉。所述负压微波辅助喷雾干燥II的压力为-0.03MPa;微波的功率为2kW;微波的频率为2000MHz,进料温度为70℃,出料温度为20℃。
经测试,对比例2中制备得到的益生菌粉的存活率为87.2%,有效活菌数为1.5×1010cfu/g。
上述实施例和对比例中的嗜酸乳杆菌发酵液的制备方法:
将活化的嗜酸乳杆菌以2%的量接种到灭菌后MRS培养基(葡萄糖20g/L、蛋白胨10g/L、酵母膏5g/L、牛肉膏10g/L、KH2PO5 2g/L、NaAc 5g/L、MnSO4 0.2g/L、MgSO4 0.2g/L、柠檬酸铵2g/L、Tween-80 1ml/L、pH值6.4)中,然后置于40℃条件下培养15h,即得。
实施例6
S1采用孔径为25μm的过滤膜对发酵乳杆菌的发酵液进行粗滤后,再采用孔径为0.2微米的微滤膜对发酵液进行过滤处理,分别收集微滤处理得到的截留液和透过液;
S2采用孔径为1纳米的纳滤膜对所述截留液进行纳滤处理,得到浓缩液;对所述透过液进行负压微波辅助喷雾干燥I后,得到代谢产物粉体;所述负压微波辅助喷雾干燥I的压力为-0.03MPa;微波的功率为1kW;微波的频率为2200MHz,进料温度为110℃,出料温度为40℃。
S3将所述浓缩液与所述代谢产物粉体按质量比1∶0.1喷雾混合后进行负压微波辅助喷雾干燥II后过80目筛即得所述高活性益生菌粉。所述负压微波辅助喷雾干燥II的压力为-0.03MPa;微波的功率为2kW;微波的频率为2000MHz,进料温度为80℃,出料温度为40℃。
经测试,实施例6中制备得到的益生菌粉的存活率为79.2%,有效活菌数为2.3×1010cfu/g。
发酵乳杆菌发酵液的制备方法:
将活化的发酵乳杆菌以3%的量接种到灭菌后MRS培养基(葡萄糖15g/L、酪蛋白胨13g/L、酵母粉8g/L、牛肉膏5g/L、KH2PO5 3g/L、NaAc 2g/L、MnSO4 0.2g/L、MgSO4 0.2g/L、柠檬酸铵2g/L、Tween-800.2ml/L、pH值6.9)中,然后置于40℃条件下培养20h,即得。
实施例7
S1采用孔径为20μm的过滤膜对乳双歧杆菌的发酵液进行粗滤后,再采用孔径为0.22微米的微滤膜对发酵液进行过滤处理,分别收集微滤处理得到的截留液和透过液;
S2采用孔径为1纳米的纳滤膜对所述截留液进行纳滤处理,得到浓缩液;对所述透过液进行负压微波辅助喷雾干燥I后,得到代谢产物粉体;所述负压微波辅助喷雾干燥I的压力为-0.03MPa;微波的功率为1kW;微波的频率为1500MHz,进料温度为90℃,出料温度为50℃。
S3将所述浓缩液与所述代谢产物粉体按质量比1∶0.3喷雾混合后进行负压微波辅助喷雾干燥II后过80目筛即得所述高活性益生菌粉。所述负压微波辅助喷雾干燥II的压力为-0.03MPa;微波的功率为5kW;微波的频率为3000MHz,进料温度为70℃,出料温度为20℃。
经测试,实施例7中制备得到的益生菌粉的存活率为84.2%,有效活菌数为2.4×1010cfu/g。
乳双歧杆菌发酵液的制备方法:
将活化的乳双歧杆菌以2%的量接种到灭菌后MRS培养基(葡萄糖15g/L、大豆蛋白胨1.5g/L、酵母膏2g/L、牛肉膏1g/L、KH2PO5 0.2g/L、NaAc 0.5g/L、MnSO4 0.02g/L、MgSO40.02g/L、柠檬酸钠0.5g/L、Tween-80 0.1ml/L、pH值7)中,然后置于40℃条件下培养18h,即得。
实施例8
S1采用孔径为20μm的过滤膜对嗜热链球菌的发酵液进行粗滤后,再采用孔径为0.15微米的微滤膜对发酵液进行过滤处理,分别收集微滤处理得到的截留液和透过液;
S2采用孔径为2纳米的纳滤膜对所述截留液进行纳滤处理,得到浓缩液;对所述透过液进行负压微波辅助喷雾干燥I后,得到代谢产物粉体;所述负压微波辅助喷雾干燥I的压力为-0.03MPa;微波的功率为3kW;微波的频率为2500MHz,进料温度为90℃,出料温度为30℃。
S3将所述浓缩液与所述代谢产物粉体按质量比1∶0.3喷雾混合后进行负压微波辅助喷雾干燥II后过80目筛即得所述高活性益生菌粉。所述负压微波辅助喷雾干燥II的压力为-0.03MPa;微波的功率为4kW;微波的频率为2000MHz,进料温度为70℃,出料温度为20℃。
经测试,实施例8中制备得到的益生菌粉的存活率为85.1%,有效活菌数为2.5×1010cfu/g。
嗜热链球菌发酵液的制备方法:
将活化的嗜热链球菌以2%的量接种到灭菌后液体培养基(葡萄糖10g/L、蛋白胨7.5g/L、酵母膏8g/L、牛肉膏1g/L、KH2PO5 2g/L、MnSO4 0.02g/L、MgSO4 0.02g/L、柠檬酸钠0.5g/L、Tween-80 0.3ml/L、pH值7)中,然后置于40℃条件下培养36h,即得。
实施例9
S1采用孔径为30μm的过滤膜对嗜热链球菌和乳双歧杆菌的发酵液进行粗滤后,再采用孔径为0.1微米的微滤膜对发酵液进行过滤处理,分别收集微滤处理得到的截留液和透过液;
S2采用孔径为1纳米的纳滤膜对所述截留液进行纳滤处理,得到浓缩液;对所述透过液进行负压微波辅助喷雾干燥I后,得到代谢产物粉体;所述负压微波辅助喷雾干燥I的压力为-0.03MPa;微波的功率为1kW;微波的频率为3000MHz,进料温度为90℃,出料温度为30℃。
S3将所述浓缩液与所述代谢产物粉体按质量比1∶0.3喷雾混合后进行负压微波辅助喷雾干燥II后过80目筛即得所述高活性益生菌粉。所述负压微波辅助喷雾干燥II的压力为-0.03MPa;微波的功率为2kW;微波的频率为2000MHz,进料温度为70℃,出料温度为20℃。
经测试,实施例9中制备得到的益生菌粉的存活率为86.2%,有效活菌数为2.4×1010cfu/g。
嗜热链球菌发酵液的制备方法:
将活化的嗜热链球菌和乳双歧杆菌各以1%的量接种到灭菌后液体培养基(葡萄糖10g/L、蛋白胨7.5g/L、酵母膏8g/L、牛肉膏1g/L、KH2PO5 2g/L、MnSO4 0.02g/L、MgSO40.02g/L、柠檬酸钠0.5g/L、Tween-800.3ml/L、pH值7)中,然后置于40℃条件下培养36h,即得。
申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的详细制备方法,但本发明并不局限于上述详细制备方法,即不意味着本发明必须依赖上述详细制备方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种高活性益生菌粉的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1将包括益生菌和所述益生菌的代谢产物的发酵液进行粗滤和微滤处理后,分别收集微滤处理得到的含有益生菌的截留液和含有代谢产物的透过液;
S2对所述截留液进行纳滤处理后,得到含有所述益生菌的浓缩液;对所述透过液进行喷雾干燥I后,得到代谢产物粉体;
S3将所述浓缩液与所述代谢产物粉体喷雾混合后进行喷雾干燥II后过筛即得所述高活性益生菌粉。
2.如权利要求1所述高活性益生菌粉的制备方法,其特征在于:
所述益生菌包括乳杆菌属、双歧杆菌属或链球菌属中的一种或多种;
所述乳杆菌属包括嗜酸乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、发酵乳杆菌、罗伊氏乳杆菌、德氏乳杆菌亚种或干酪乳杆菌干酪亚种中的一种或多种;
所述双歧杆菌属包括动物双歧杆菌、乳双歧杆菌、短双歧杆菌、两歧双歧杆菌、婴儿双歧杆菌、长双歧杆菌或青春双歧杆菌中的一种或多种;
所述链球菌属包括嗜热链球菌。
3.如权利要求1所述高活性益生菌粉的制备方法,其特征在于:
所述粗滤采用的过滤膜的孔径为20~30μm。
4.如权利要求1所述高活性益生菌粉的制备方法,其特征在于:
所述微滤采用的微滤膜的孔径为0.1~0.22μm。
5.如权利要求1所述高活性益生菌粉的制备方法,其特征在于:
所述S2中,所述纳滤采用的纳滤膜的孔径为1~2纳米;
所述纳滤过程中膜环境温度不高于50℃;
所述浓缩液中可溶性固形物含量为20~35%。
6.如权利要求1所述高活性益生菌粉的制备方法,其特征在于:
所述S2中,所述喷雾干燥I包括负压微波辅助喷雾干燥I;
所述负压微波辅助喷雾干燥I的压力为-0.03~-0.05MPa;
所述负压微波辅助喷雾干燥I采用的微波的功率为1~4kW;
所述负压微波辅助喷雾干燥I采用的微波的频率为1500~2500MHz,
所述负压微波辅助喷雾干燥I的进料温度为90~110℃,出料温度为30~50℃。
7.如权利要求1所述高活性益生菌粉的制备方法,其特征在于:
所述S3中,所述浓缩液和所述代谢产物粉体的质量比例为1∶0.1~0.5。
8.如权利要求1所述高活性益生菌粉的制备方法,其特征在于:
所述S3中,所述喷雾干燥II包括负压微波辅助喷雾干燥II;
所述负压微波辅助喷雾干燥II的压力为-0.03~-0.05MPa;
所述负压微波辅助喷雾干燥II采用的微波的功率为2~5kW;
所述负压微波辅助喷雾干燥II采用的微波的频率为2000~3000MHz,
所述负压微波辅助喷雾干燥II的进料温度为70~90℃,出料温度为20~40℃。
9.如权利要求1所述高活性益生菌粉的制备方法,其特征在于:
所述过筛为过80~120目筛。
10.一种如权利要求1-9任一项所述高活性益生菌粉的制备方法制备得到的高活性益生菌粉。
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