一种植物乳植杆菌微胶囊及其制备方法与应用

本发明涉及微生物，具体涉及一种植物乳植杆菌微胶囊及其制备方法与应用。

背景技术：

1、植物乳植杆菌是分布于肠道黏膜中的一种乳酸菌，同时能够应用于发酵各种食品，可调节肠道菌群平衡、降低胆固醇水平以及增强免疫功能。然而，植物乳植杆菌在通过人体消化道时，往往因无法耐受胃酸、消化酶和胆汁酸等环境因素的挑战，导致其益生功效受到限制。

2、微胶囊化被认为是一种有效保护益生菌的方法，其中低温喷雾干燥技术所制备的微胶囊粒度小、质地均匀且能最大程度保留菌体活性。通过调节低温喷雾干燥的进风温度和进料流量，可以将含有植物乳植杆菌和壁材的溶液迅速转化为微胶囊粉末，从而实现对植物乳植杆菌的快速包埋和固定。此外，合适的微胶囊壁材能够有效隔绝外界极端环境对益生菌的潜在威胁，进而增强其在胃肠道中的耐受性，延长储存期。例如，多糖(如淀粉、果胶、阿拉伯糖、麦芽糊精等)具有良好的增稠、胶凝、保水和稳定性能，能够形成致密的胶囊壁，有效隔绝外界不利因素，但单纯使用多糖包埋益生菌难以获得理想的细菌活力保留效果；蛋白质(如乳清蛋白、明胶、大豆分离蛋白等)则具有良好的营养价值和生物活性，与多糖通过简单的搅拌复合可形成稳定的胶体结构，从而增强微胶囊的功能性。

3、因此，需开发一种新的复合壁材并优化喷雾干燥参数，制备活菌数高的植物乳植杆菌微胶囊，减少微胶囊在生产、热加工和消化过程中益生菌活力的降低。

技术实现思路

1、本发明旨在提供一种植物乳植杆菌微胶囊及其制备方法与应用，通过百合淀粉、柑橘果胶、乳清蛋白制得复合壁材，通过喷雾干燥将植物乳植杆菌ncutuas4包埋后，显著提高微胶囊中活菌数，在经过4h的连续体外胃肠消化模拟实验后活菌数高于8.82log cfu/g。

2、第一方面，本发明提供一种植物乳植杆菌微胶囊，所述植物乳植杆菌微胶囊包括植物乳植杆菌、复合壁材；

3、所述植物乳植杆菌为植物乳植杆菌ncutuas4，拉丁学名为lactiplantibacillusplantarum ncutuas4，保藏编号为cctcc no：m 2024858；

4、所述复合壁材包括百合淀粉、柑橘果胶、乳清蛋白。

5、可选地，植物乳植杆菌微胶囊的直径为3-5μm。

6、可选地，所述植物乳植杆菌微胶囊中植物乳植杆菌ncutuas4的活菌数量为(1-5)×1010cfu/g。

7、第二方面，本发明提供一种植物乳植杆菌微胶囊的制备方法，包括以下步骤：

8、将不同质量比的百合淀粉、柑橘果胶、乳清蛋白粉配与去离子水混合，磁力搅拌后制得壁材溶液，灭菌后制得无菌壁材溶液；

9、将植物乳植杆菌悬液与无菌壁材溶液混合，得到微胶囊溶液；所述植物乳植杆菌悬液与无菌壁材溶液的体积比为1:(50-120)；

10、将所述微胶囊溶液，通过低温喷雾干燥，制得植物乳植杆菌微胶囊。

11、可选地，所述壁材溶液包括一元壁材溶液、二元壁材溶液、三元复合壁材溶液。

12、可选地，所述一元、二元壁材溶液中，百合淀粉与柑橘果胶的质量比为1:(0-1.25)，百合淀粉与乳清蛋白的质量比为1:(0-2.5)，乳清蛋白与柑橘果胶的质量比为1:(0-1.25)。

13、可选地，所述三元复合壁材溶液中，百合淀粉、柑橘果胶、乳清蛋白的质量比为(1-3):(1-3):(1-3)。

14、可选地，所述低温喷雾干燥的参数为：喷雾干燥的进风温度为100-140℃，进料流量为150-750ml/h，壁材溶液中固形物含量为3％-15％。

15、第三方面，本发明提供一种植物乳植杆菌微胶囊在益生菌制剂中的应用。

16、第四方面，本发明提供一种植物乳植杆菌微胶囊在食品热加工中的应用。

17、本发明具备的有益效果包括：

18、(1)本发明提供的植物乳植杆菌微胶囊的制备方法，采用先进的低温喷雾干燥技术包埋植物乳植杆菌ncutuas4，能最大程度保留菌体活性。

19、(2)本发明提供的植物乳植杆菌微胶囊中，优选百合淀粉、柑橘果胶和乳清蛋白等天然食品原料作为微胶囊壁材和缓释载体，百合淀粉是抗性淀粉中的一种，具有良好的靶向作用、更强的抗酸性和抗酶解特性，还可作为营养基质促进乳酸杆菌、双歧杆菌等益生菌的增殖；柑橘果胶从柑橘果皮中提取，具有非常理想的蛋白质稳定性和黏度表现，在提供稳定性的同时，还能提供良好的口感，且柑橘果胶上的羧基可与界面上的蛋白质氨基发生静电相互作用，并形成硬脂一样结构的阻碍层，选择柑橘果胶与乳清分离蛋白复合，可以得到稳定的微胶囊壁材结构。

20、(3)本发明提供的植物乳植杆菌微胶囊，实现植物乳植杆菌的稳定封装，得到的百合淀粉-柑橘果胶-乳清蛋白复合包埋植物乳植杆菌微胶囊形态稳定、粒度小、质地均匀，开发出一种益生菌制剂喷雾干燥产业化的复合保护剂，以有效保护益生菌的活性和提高稳定性，同时兼顾菌剂微胶囊的营养性、安全性和科学性，降低产业化生产的成本；还能够作为益生菌制剂，应用于奶酪、酸奶、冰淇淋、牛奶、巧克力、乳酸菌饮料、烘焙产品等食品中。

21、(4)本发明提供的百合淀粉-柑橘果胶-乳清蛋白复合包埋植物乳植杆菌微胶囊能够在胃液中抵御不良环境并保持细胞活性，同时具有一定的肠溶性和抗消化酶能力，能在肠道中更好地发挥益生功效。

22、(5)本发明提供的百合淀粉-柑橘果胶-乳清蛋白复合包埋植物乳植杆菌微胶囊能在4℃下稳定储存，保持较长的货架期。

23、本发明涉及的生物保藏信息

24、植物乳植杆菌ncutuas4，拉丁学名为lactiplantibacillus plantarumncutuas4，已于2024年4月30日保藏至中国典型培养物保藏中心，地址为中国武汉市武汉大学，保藏编号为cctcc no：m 2024858。

技术特征：

1.一种植物乳植杆菌微胶囊，其特征在于，所述植物乳植杆菌微胶囊包括植物乳植杆菌、复合壁材；

2.根据权利要求1所述的植物乳植杆菌微胶囊，其特征在于，所述植物乳植杆菌微胶囊的直径为3-5μm。

3.根据权利要求1所述的植物乳植杆菌微胶囊，其特征在于，所述植物乳植杆菌微胶囊中植物乳植杆菌ncutuas4的活菌数量为(1-5)×1010cfu/g。

4.一种如权利要求1所述的植物乳植杆菌微胶囊的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述三元复合壁材溶液中，百合淀粉、柑橘果胶、乳清蛋白的质量比为(1-3):(1-3):(1-3)。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述低温喷雾干燥的参数为：喷雾干燥的进风温度为100-140℃，进料流量为150-750ml/h，三元复合壁材溶液中固形物含量为3％-15％。

7.一种如权利要求1所述的植物乳植杆菌微胶囊在益生菌制剂中的应用。

8.一种如权利要求1所述的植物乳植杆菌微胶囊在食品热加工中的应用。

技术总结
本发明公开了一种植物乳植杆菌微胶囊及其制备方法与应用，该技术以百合淀粉、柑橘果胶和乳清蛋白为壁材，采用低温喷雾干燥工艺包埋植物乳植杆菌，主要包括以下步骤：菌悬液的制备、壁材溶液的制备、微胶囊溶液的制备、低温喷雾干燥制备微胶囊。本发明提供的稳定封装植物乳植杆菌微胶囊的制备技术，喷雾干燥后微胶囊中活菌数高，胃肠液耐受性强，储存稳定，能有效解决植物乳植杆菌及其制品在生产加工、储存运输和体内消化过程中菌体活力下降甚至失活的问题；制得的微胶囊可作为益生菌菌剂，应用于奶酪、酸奶、冰淇淋、牛奶、巧克力、乳酸菌饮料、烘焙产品等食品中，有助于推动益生菌产业的健康发展，具有明显的经济效益和社会效益。

技术研发人员：巫小丹,管秀平,屠心怡,肖微,罗玲,付桂明,张林雪,肖强
受保护的技术使用者：南昌大学
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5