CN1613455A

CN1613455A - 靶向益生菌微胶囊及其制备方法

Info

Publication number: CN1613455A
Application number: CNA2003101032482A
Authority: CN
Inventors: 崔云龙
Original assignee: BEIJING PUERKANG MEDICAL HIGH TECHNOLOGY Co Ltd; QINGDAO EASTSEA PHARMACEUTICAL CO Ltd; DONGFANGHAIXIN BIOLOGICAL TECHNOLOGY Co LTDD BEIJING
Current assignee: BEIJING PUERKANG MEDICAL HIGH TECHNOLOGY Co Ltd; QINGDAO EASTSEA PHARMACEUTICAL CO Ltd; DONGFANGHAIXIN BIOLOGICAL TECHNOLOGY Co LTDD BEIJING
Priority date: 2003-11-04
Filing date: 2003-11-04
Publication date: 2005-05-11

Abstract

本发明公开了靶向益生菌微胶囊，该微胶囊是由益生菌和/或保护剂以及三层保护层组成，其中第一层保护层为采用转谷氨酰胺酶交联后的蛋白质将益生菌包埋形成初级微胶囊；第二层保护层为将初级微胶囊与适当的稀释剂混合后，用熔点在30－40℃的氢化油脂包覆形成次级微胶囊；第三层保护层为控释包衣材料。采用本发明制得的靶向益生菌微胶囊可有效的保护益生菌，延长益生菌在室温条件下的存活时间和避免口服时受到胃液的杀菌作用，并使益生菌安全到达肠道等器官，定向释放发挥疗效。此外，本发明还公开了该微胶囊的制备方法。

Description

靶向益生菌微胶囊及其制备方法

技术领域

本发明涉及靶向益生菌微胶囊，具体来说是一种具有三层保护层的益生菌的微胶囊靶向制剂。本发明同时还涉及该制剂的制备方法。

背景技术

微生态学研究表明，以双歧杆菌为代表的“益生菌”，其对机体有重要的生理功能，包括抑制肠道致病菌的生长、降低血清中胆固醇含量、激活免疫系统及抗癌活性等作用，随着国内外人们对“益生菌”的认识不断深入，越来越多的益生菌制品在医疗、保健及营养方面得到推广应用。

但是，益生菌制品主要是活菌制剂，大多属专性厌氧菌，极易受到温度、氧气、水分及酸碱等外界环境因素的影响，通常情况活性保持较困难。目前市场上销售的益生菌产品，为保证其在有效期内的活菌数，一般采用2～8℃低温储存，但低温储存条件却限制了产品的储运及市场销售。除此之外，益生菌制品最大的问题是益生菌产品在口服时，容易受到胃酸的作用，在到达起效部位肠道之前活菌数会大幅度下降，从而影响益生菌产品的疗效或保健作用。

为了克服上述问题，在药物和食品工业领域提出了很多益生菌微胶囊化的研究方法，欧洲专利EP0634167A1公开了胶囊生产工艺，描述了采用三层挤压法：以室温下不流动的疏水物质作为芯材，双歧杆菌菌粉悬浮在芯材中，壁材为①熔点高于体温的油脂，②一定比例的明胶和果胶。芯材和壁材分别进入一个三层喷嘴的内、中、外层，然后同时滴入冷却油中形成直径2.5mm的双歧杆菌胶囊。

日本专利JP57-33543公开了一种保存双歧杆菌的工艺。描述了采用熔点在35℃，温度低于35℃固化的油脂，将双歧杆菌菌粉悬浮于液态油脂中，再降温使油脂固化，包覆住双歧杆菌的工艺。

中国专利CN1310016A公开了另一种生产工艺，利用双歧杆菌的活菌微粒，囊衣液是复合肠溶性材料，通过流化喷雾法制得活性双歧杆菌耐酸肠溶微囊。

上述这些方法的原理都是通过某些物质包覆益生菌，使之与外界空气中的氧、水分隔离，减少外界环境因素对其影响，从而提高益生菌在常温及酸碱条件下稳定性。但EP0634167A1所公开的方法无法避免水的影响(明胶和果胶工艺含水)，且去除冷却油的工艺复杂，易影响益生菌存活；JP57-33543所公开的方法工艺条件苛刻，难以直接应用于生产；CN1310016A所公开的方法由于直接采用流化喷雾法，在包囊过程中菌体易造成伤害，从而影响益生菌的稳定性。因此，在益生菌微胶囊方面的方法均存在一定缺陷。另一方面，国内外正在通过生物技术开发高酸、高温耐受性的益生菌变异菌株，通过基因工程构造新菌株来提高益生菌稳定性的方法，但是这种方法需要大量的时间和较高的成本，同时还有可能的安全性争议，目前还没有产品得到应用。

发明内容

本发明人针对目前在药物和食品工业领域的现有益生菌微胶囊缺点，在益生菌外采用三层保护层从而有效克服上述缺点，完成了本发明。

所以，本发明的一个目的就是提供了靶向益生菌的微胶囊，它能够有效保护益生菌，延长益生菌在室温条件下的存活时间和避免口服时受到胃液的杀菌作用，并使益生菌安全到达肠道等器官，定向释放发挥疗效。

本发明的另外一种目的还提供了该靶向益生菌微胶囊的制备方法。

本发明所述的靶向益生菌微胶囊是由益生菌和/或保护剂以及三层保护层组成，第一层保护层是用生物相容性极好的蛋白质与转谷氨酰胺酶交联后包埋益生菌活菌体，形成初级微胶囊；第二层保护层是用熔点在30℃-40℃的氢化油脂包覆初级胶囊形成次级微胶囊；第三层保护层是根据不同需要用控释包衣材料对次级微胶囊进行包囊，形成最终靶向微胶囊。

本发明的靶向益生菌微胶囊的三层膜中，第一层保护层的存在减少了流化包衣过程中温度、空气对益生菌的影响；第二层保护层利用氢化油脂包覆益生菌隔绝了氧气和水分；第三层保护层可保护益生菌免受胃液作用，并能将包覆于内的益生菌在肠道等特定部位定向释放。

在本发明说明书中，术语“益生菌”指对人、动植物有益的细菌，包括乳杆菌属、芽孢杆菌属、肠球菌属、双歧杆菌属。在本发明中，将一种或多种对人体有益的菌株作为本发明中的益生菌，优选的菌株选自乳杆菌属、双歧杆菌属。

本发明中靶向益生菌微胶囊中可以是益生菌或者益生菌与一种或多种选自下列保护剂的混合物：奶粉、脱脂奶粉、海藻糖、氯化钠、戊五醇、氨基酸类及其盐类、甘油、乳糖、淀粉、异维生素C钠、磷酸盐等无机盐，特别优选的为奶粉、脱脂奶粉、海藻糖、氯化钠、甘油。

本发明中益生菌与保护剂的比例优选为1∶0.1～1∶20，特别优选的为1∶0.5～1∶10。

本发明中，保护剂用量按初级微胶囊重量计，优选为脱脂奶粉1～30％、海藻糖2～30％、氯化钠0.1～3％、甘油0.1～1％，特别优选的为脱脂奶粉2～20％、海藻糖2.5～20％、氯化钠0.5～3％、甘油0.1～0.9％。

优选的可交联蛋白质是明胶、牛奶蛋白质、大豆蛋白质、玉米蛋白质和胶原蛋白质，特别优选的是明胶、牛奶蛋白质、大豆蛋白质。

优选的可供交联的酶是转谷氨酰胺酶。优选的蛋白质具有很好的成膜性，与益生菌混匀干燥后能在益生菌周围形成一层保护层，但由于蛋白质分子之间无关联，益生菌周围保护层有空隙。如要蛋白质分子之间形成无空隙的交联，通常采用甲醛、戊二醛等作为交联剂。但这些物质对健康有不利影响，而且易引起益生菌活性丧失，转谷氨酰胺酶是催化肽链中谷氨酰胺的γ-羧基酰胺基团间酰基转移反应的酶，当蛋白质的赖氨酸形成酰基受体时，转谷氨酰胺酶作用形成分子间的交联结构ε-(γ-Glu)-Lys。采用转谷氨酰胺酶作为交联剂，反应过程不用加热过程和添加其他物质、无毒无害，特别优选的是来源于微生物的转谷氨酰胺酶。

根据本发明，优选的蛋白质用量为所用初级微胶囊重量的1-20％，特别优选的蛋白质用量为所用初级微胶囊重量的3-10％。

本发明中所用的交联剂转谷氨酰胺酶的用量为所用初级微胶囊重量的0.01-3％，特别优选的用量为所用初级微胶囊重量的0.05-2％。

本发明中蛋白质酶交联的温度优选为20-70℃，特别优选的为30-50℃。

在本发明中，初级微胶囊与适当的稀释剂混合，指的是初级微胶囊与一种或多种选自下列物质的混合物：淀粉、异麦芽低聚糖、奶粉、脱脂奶粉、乳糖、葡萄糖、乳糖醇、微晶纤维素、蔗糖、糊精、磷酸淀粉钠、氯化钠、预凝胶淀粉、甘露醇和木糖醇。

本发明中初级微胶囊与稀释剂的比例优选为1∶1～1∶200，特别优选的为1∶5～1∶100。

优选的氢化油脂指的是熔点在30℃-40℃的氢化油脂，即温度超过30℃-40℃，油脂呈现融化状态，且温度低于30℃时凝固的一类油脂。

优选的氢化油脂包覆的方法，是通过流化包衣机完成的。具体的讲，优选的设备包括北京长征天民高科技有限公司的BZJ型流化离心包囊机，江苏常州佳发制粒干燥设备厂的XLB型旋转流化制丸包衣机、LDP型流化制粒包衣机。江苏武进市太湖制粒干燥设备公司的LXB型离心流化制丸包衣机和DLB型底喷流化制粒包衣机。当使用所述流化包衣机时，优选被喷入悬浮室的油脂温度保持在30℃～100℃。由于当温度超过55℃时益生菌会受到破坏，因此优选被喷入悬浮室的油脂温度保持在30℃～55℃之间，同时优选被导入的空气温度保持在20℃～40℃之间，使油脂能在种子周围迅速凝固。优选的氢化油脂的用量为需要包覆的初级微胶囊重量的1-80％，特别优选的用量为需要包覆的初级微胶囊重量的5-40％。

本发明中，根据不同需要指的是靶向益生菌微胶囊制品最终应用的不同需求。例如：若口服，则需要肠溶材料包囊的微囊制品胃部不溶而在肠部迅速溶解；若应用在生殖道，则需要酸性环境中溶解的包衣材料包囊；若到达特定靶向部位，则需要包囊具有靶向部位的材料。

本发明中，优选的控释包衣材料包括：药物领域常用的控释包衣材料，特别是肠溶包衣材料；或者膨胀性的包衣材料以及其他控释包衣材料，更具体的讲，有玉米蛋白提取物、海藻酸钠、丙烯酸、丙烯酸树脂、虫胶、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、羟丙基甲基纤维素邻苯二甲酸脂(HPMCP)、羟丙基甲基纤维素乙酸琥珀酸脂(HPMCAS)、羧甲基纤维素(CMC)、羟丙基纤维素(HPC)、纤维素乙酸邻苯二甲酸脂(CAP)、乙基纤维素(EC)、甲基纤维素(MC)、大豆蛋白、瓜尔胶、槐树豆胶、黄原胶、阿拉伯胶、羧甲基纤维素钠、果胶、干酪素、明胶、纤维素、OY-P-7171(上海卡乐康包衣技术有限公司肠溶性包衣剂)、LE肠溶性包衣剂(天津爱勒易医药材料科技公司)、LE悬浮型包衣剂(天津爱勒易医药材料科技公司)、SLUS薄膜包衣剂(天津市思露森医药材料科技公司)。

优选的用控释包衣材料进行包囊的方法，是通过流化包衣机完成的。具体的讲，优选的设备包括北京长征天民高科技有限公司的BZJ型流化离心包衣机，江苏常州佳发制粒干燥设备厂的XLB型旋转流化制丸包衣机、LDP型流化制粒包衣机，江苏武进市太湖制粒干燥设备公司的LXB型离心流化制丸包衣机和DLB型底喷流化制粒包衣机。当使用所述流化包衣机时，优选被导入空气的温度保持在20-70℃，由于微囊制品温度超过55℃时，益生菌会受到破坏，因此优选在整个过程中将微囊制品温度保持在20-55℃。

优选的控释包衣材料的用量为最终靶向微胶囊制品重量的1-20％，特别优选的用量为最终靶向微胶囊制品重量的1-15％。

优选的控释包衣材料的溶剂为水或有机溶剂中的一种或多种。具体的讲，包括：水、乙醇、丙酮、乙腈、二氯甲烷、乙醚、己烷、1，4-二氧六环、四氢呋喃、二甲亚砜、乙酸乙酯和乙酸甲酯。如果需要，用pH调节剂，如乙酸、盐酸、磷酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸等将pH值调至所需范围，由此改善包衣材料溶解性。

在进行包囊过程中，如果需要，使用选自下列的一种或多种增塑剂：聚乙二醇、丙二醇、甘油、柠檬酸三乙酯、甘油三乙酸酯、鲸蜡酸和硬脂醇。在此情况下，优选的增塑剂的用量为所用包衣材料重量的1-50％。

本发明所述的靶向益生菌微胶囊的制备方法包括下列步骤：首先采用生物相容性极好的蛋白质，用转谷氨酰胺酶交联后包埋益生菌活菌体，在菌体周围形成第一层保护层，经冷冻干燥制成初级靶向微胶囊，再将初级靶向微胶囊在流化包衣机中用熔点在30℃-40℃的氢化油脂包覆形成第二层保护层，制成次级靶向微胶囊，最后根据不同需要用控释包衣材料进行包囊形成第三层保护层，从而获得最终靶向微胶囊制品。

采用本发明制得的靶向益生菌微胶囊可有效的保护益生菌，延长益生菌在室温条件下的存活时间和避免口服时受到胃液的杀菌作用，并使益生菌安全到达肠道等靶向器官。

下面更具体的解释本发明所涉及的靶向益生菌微胶囊制品的制备方法。

采用转谷氨酰胺酶交联的蛋白质将含益生菌包埋，再用冷冻干燥工艺制成靶向初级微胶囊；将初级靶向微胶囊与适当的稀释剂混合后，在流化包衣机中用熔点在30℃-40℃的氢化油脂包覆制成次级靶向微胶囊，最后根据不同需要用控释包衣材料进行包囊，获得最终靶向微胶囊制品。

通过下列实施例和试验实施例将更具体的说明本发明，但是应理解所述实施例仅是为了说明本发明，而不以任何方式限制本发明的范围。

实施例1

靶向双歧杆菌微胶囊制品制备

1.初级靶向微胶囊制品制备

a.复合包埋液的制备

取100ml去离子水，加入10g的海藻糖，10g的脱脂奶粉，0.5g的甘油，5g的大豆蛋白质，溶解混合均匀，加入转谷氨酰胺酶，混匀搅拌10分钟，在37℃水浴锅中恒温40分钟，制成复合包埋液。

b.将含有双歧杆菌的发酵液12公斤置于管式(4000-7000rpm)离心机离心收集菌体，每公斤所获湿菌泥加入10ml复合包埋液，混匀后置于真空冷冻干燥机内，干燥28-72小时，制得冻干双歧杆菌初级微胶囊70g。

2.次级靶向微胶囊制品制备

a.60g双歧杆菌包埋菌粉与540g辅料(内含324g葡萄糖，108g异麦芽低聚糖，108g奶粉)按等倍稀释法混合均匀备用。

b.将上述混合物置于流化包衣机内(北京长征天民高科技有限公司的BZT360型)，将氢化油脂(熔点39℃)融化加热至60℃，对上述混合物进行包埋操作。

流化油脂包覆微囊制品的控制条件为：混合菌粉300g，主机转速100rpm，油脂喷嘴流量10L/h，流化空气流量1.0M³/min，喷嘴空气压力0.2M³/hr，包覆时间为30分钟。按上述条件制得双歧杆菌次级靶向微胶囊制品。

3.控释包衣材料包囊

a.控释包衣材料配方：虫胶200g，羧甲基纤维素钠20g，硬脂酸镁20g，溶于80％的乙醇，定容至1000ml。

b.将油脂包覆的微囊制品置于流化包衣机内(北京长征天民高科技有限公司的BZT360型)，以上述微囊制品为囊心，采用流化制囊进行包囊。

流化微型包囊微囊制品的控制条件为：油脂包覆微囊制品300g，主机转速100rpm，喷囊液流量4.5-5L/hr，流化空气流量1.0M³/min，喷嘴空气压力0.2M³/hr，包囊时间2小时，按上述条件制得最终靶向双歧杆菌微胶囊制品。

实施例2

靶向嗜酸乳杆菌微胶囊制品制备

1.初级靶向微胶囊制品制备

a.复合包埋液的制备

b.将含有嗜酸乳杆菌的发酵液10公斤置于管式(4000-7000rpm)离心机离心收集菌体，每公斤所获湿菌泥加入10ml复合包埋液，混匀后置于真空冷冻干燥机内，干燥28-72小时，制得冻干靶向嗜酸乳杆菌初级微胶囊60g。

2.靶向次级微胶囊制品制备

a.60g嗜酸乳杆菌包埋菌粉与540g辅料(内含324g葡萄糖，108g异麦芽低聚糖，108g奶粉)按等倍稀释法混合均匀备用。

b.将上述混合物置于流化包衣机内，将氢化油脂(熔点37℃)融化加热至55℃，对上述混合物进行包埋操作。

流化油脂包覆微囊制品的控制条件为：混合菌粉300g，主机转速100rpm，油脂喷嘴流量10L/h，流化空气流量1.0M³/min，喷嘴空气压力0.2M³/hr，包覆时间为30分钟。按上述条件制得靶向嗜酸乳杆菌次级微胶囊制品。

3.控释包衣材料包囊

a.控释包衣材料配方：丙烯酸树脂190g，羧甲基纤维素钠16g，硬脂酸镁22g，溶于80％的乙醇，定容至1000ml。

流化微型包囊微囊制品的控制条件为：油脂包覆微囊制品300g，主机转速100rpm，喷囊液流量4.5-5L/hr，流化空气流量1.0M³/min，喷嘴空气压力0.2M³/hr，包囊时间2小时，按上述条件制得最终靶向嗜酸乳杆菌微胶囊制品。

Claims

1.一种靶向益生菌微胶囊，其特征在于它是由益生菌和/或保护剂以及三层保护层组成，其中第一层保护层是用生物相容性极好的蛋白质与转谷氨酰胺酶交联后包埋益生菌活菌体形成初级微胶囊；第二层保护层是用熔点在30℃-40℃的氢化油脂包覆初级微胶囊形成次级微胶囊；第三层保护层是根据不同需要用控释包衣材料进行包囊次级微胶囊形成最终靶向益生菌微胶囊。

2.按照权利要求1所述的靶向益生菌微胶囊，其中所述益生菌选自乳杆菌属、双歧杆菌属中的一种或多种菌株。

3.根据权利要求1的所述的靶向益生菌微胶囊，其中所述的保护剂是从下组中选择一种或多种：奶粉、脱脂奶粉、海藻糖、氯化钠、戊五醇、氨基酸类及其盐类、甘油、乳糖、淀粉、异维生素C钠、磷酸盐等无机盐。

4.根据权利要求3所述的靶向益生菌微胶囊，其中益生菌与保护剂的比例为1∶0.1～1∶20。

5.根据权利要求4所述的靶向益生菌微胶囊，其中益生菌与保护剂的比例为1∶0.5～1∶10。

6.根据权利要求3所述的靶向益生菌微胶囊，其中初级微胶囊重量计为脱脂奶粉1～30％、海藻糖2～30％、氯化钠0.1～3％、甘油0.1～1％。

7.根据权利要求6所述的靶向益生菌微胶囊，其中初级微胶囊重量计为脱脂奶粉2～20％、海藻糖2.5～20％、氯化钠0.5～3％、甘油0.1～0.9％。

8.根据权利要求1所述的靶向益生菌微胶囊，其中蛋白质是明胶、牛奶蛋白质、大豆蛋白质、玉米蛋白质或胶原蛋白质。

9.根据权利要求8所述的靶向益生菌微胶囊，其中所述蛋白质的用量为所用菌粉重量的1-20％。

10.根据权利要求1所述的靶向益生菌微胶囊，其中所述的酶是转谷氨酰胺酶。

11.根据权利要求10所述的靶向益生菌微胶囊，其中所述的酶的用量为所用初级微胶囊重量的0.01-3％。

12.根据权利要求1、10或11所述的靶向益生菌微胶囊，其中所述的酶交联温度为20-70℃。

13.根据权利要求1所述的靶向益生菌微胶囊，其中所述的氢化油脂指的是熔点在30℃-40℃的氢化油脂，温度超过30℃-40℃，油脂呈现流动状态，且温度低于30℃时形成固体形态的一类油脂。

14.根据权利要求13所述的靶向益生菌微胶囊，其中所述用氢化油脂制得次级微胶囊所采用的方法是通过流化包衣机完成。

15.根据权利要求13或14所述的靶向益生菌微胶囊，其中所述氢化油脂的用量为需要包覆的初级微胶囊重量的1-80％。

16.根据权利要求1所述的靶向益生菌微胶囊，其中所述的初级微胶囊与适当的稀释剂混合，指的是初级微胶囊与一种或多种选自下列添加物质的混合物：淀粉、异麦芽低聚糖、奶粉、脱脂奶粉、乳糖、葡萄糖、乳糖醇、微晶纤维素、蔗糖、糊精、磷酸淀粉钠、氯化钠、预凝胶淀粉、甘露醇、木糖醇。

17.根据权利要求16所述的靶向益生菌微胶囊，其中初级微胶囊与稀释剂的比例为1∶1～1∶200。

18.根据权利要求17所述的靶向益生菌微胶囊，其中初级微胶囊与稀释剂的比例为1∶5～1∶100。

19.根据权利要求1所述的靶向益生菌微胶囊，其中所述控释包衣材料是选自下列物质的一种或多种物质的混合物：玉米蛋白提取物、海藻酸钠、丙烯酸、丙烯酸树脂、虫胶、羟丙基甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素邻苯二甲酸脂、羟丙基甲基纤维素乙酸琥珀酸脂、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、纤维素乙酸邻苯二甲酸脂、乙基纤维素、甲基纤维素、大豆蛋白、瓜尔胶、槐树豆胶、黄原胶、阿拉伯胶、羧甲基纤维素钠、果胶、干酪素、明胶、纤维素、OYP-7171、LE肠溶性包衣剂、LE悬浮型包衣剂、SLUS薄膜包衣剂。

20.根据权利要求19所述的靶向益生菌微胶囊，其中所述的控释包衣材料用量为整个微胶囊制品重量的1-20％。

21.根据权利要求20所述的靶向益生菌微胶囊，其中所述的控释包衣材料所用溶剂为下列物质中的一种或多种：水、乙醇、丙酮、乙腈、二氯甲烷乙醚、己烷、1，4-二氧六环、四氢呋喃、二甲亚砜、乙酸乙酯和乙酸甲酯。

22.根据权利要求1所述的靶向益生菌微胶囊，其中使用选自下列的一种或多种物质作为增塑剂：聚乙二醇、丙二醇、甘油、柠檬酸三乙酯、甘油三乙酸酯、鲸蜡酸和硬脂醇。

23.根据权利要求22所述的靶向益生菌微胶囊，其中所述增塑剂用量为包衣材料的1-50％。

24.一种权利要求1-23中任何一项所述靶向益生菌微胶囊的制备方法，其特征包括下列步骤：(1)采用转谷氨酰胺酶交联后的蛋白质将益生菌和/保护剂包埋，并采用冷冻干燥制成初级微胶囊；(2)将初级微胶囊与适当的稀释剂混合后，在流化包衣机中用熔点在30-40℃的氢化油脂包覆制成次级微胶囊；(3)将次级微胶囊用控释包衣材料进行包囊，获得最终微胶囊制品。

25.根据权利要求24所述的靶向益生菌微胶囊的制备方法，其中在流化包衣机中完成过程的温度为20℃-70℃。