專利名稱：飼用乳酸菌微膠囊的生產(chǎn)工藝及其微膠囊與應(yīng)用和預(yù)混料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及乳酸菌包被技術(shù)領(lǐng)域，具體地涉及一種飼用乳酸菌微膠囊的生產(chǎn)工藝及其微膠囊與應(yīng)用和預(yù)混料。
背景技術(shù)：
抗生素在禽畜養(yǎng)殖中一直發(fā)揮著重要的作用，但是其帶來的負(fù)面效應(yīng)也一直無法解決，比如耐藥性擴(kuò)散、藥物殘留和生態(tài)破壞等等。隨著人們的食品安全意識(shí)的增強(qiáng)，抗生素越來越受到人們的質(zhì)疑和抵觸，現(xiàn)在很多國(guó)家已經(jīng)禁止在禽畜養(yǎng)殖中使用抗生素。作為一種綠色的飼料添加劑，飼用乳酸菌類微生態(tài)制劑是一種很好的抗生素替代品。乳酸菌是動(dòng)物體內(nèi)的常駐有益菌，它能夠拮抗病原微生物，調(diào)節(jié)動(dòng)物消化道微生物區(qū)系平衡；活化免疫系統(tǒng)，增強(qiáng)免疫力；此外，乳酸菌還可以防止畜禽腹瀉、提高畜禽增重，在腸道內(nèi)發(fā)揮著重要的生理功能。隨著國(guó)內(nèi)外人們對(duì)乳酸菌的認(rèn)識(shí)和研究不斷深入，越來越多的乳酸菌制品在營(yíng)養(yǎng)、保健及醫(yī)療方面得到推廣應(yīng)用。但是，以乳酸菌為主的微生態(tài)制劑主要是活菌劑，而且大多數(shù)乳酸菌并不產(chǎn)生芽孢，大多屬專性厭氧菌，極易受到溫度、氧氣、水分及酸堿等外界環(huán)境因素的影響，通常菌活性保持比較困難。乳酸菌在進(jìn)入動(dòng)物的消化道后，又會(huì)受到胃酸、膽堿等惡劣的環(huán)境，以至于大部分乳酸菌活菌在未到達(dá)靶位點(diǎn)便已經(jīng)死亡。為了使得乳酸菌能夠起到相應(yīng)的效果，一方面人們對(duì)菌體進(jìn)行篩選和定向馴化，使其具備良好的耐受性和抗逆性，另一方面采用一些材料和方法對(duì)菌體進(jìn)行包被和處理，使其能夠順利通過胃、小腸，順利到達(dá)大腸。而微膠囊包被乳酸菌是最有效和最有潛力的一種方式?，F(xiàn)有微膠囊制備主要采用的是界面聚合法、相分離法、擠壓法、雙重乳狀液法和噴霧干燥法。(I)界面聚合法現(xiàn)有工藝存在操作比較復(fù)雜、工藝難以控制、難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)和無法獲得干燥乳酸菌微膠囊粉末產(chǎn)品的問題。
(2)擠壓法是最傳統(tǒng)最普通的方法，以海藻酸鈉作為材料的固定化應(yīng)用最多，但是缺點(diǎn)也是難以獲得干燥乳酸菌微膠囊粉末產(chǎn)品。(3)現(xiàn)有噴霧干燥法一般采用高溫噴霧干燥，用單一工序?qū)⒕w和保護(hù)劑、載體的懸浮液進(jìn)行噴霧干燥，得到干燥的粉末狀微膠囊產(chǎn)品。但是這個(gè)方法存在著乳酸菌分散不均勻及制備過程中乳酸菌因高溫死亡率高的問題。(4)界面聚合法和雙重乳狀液法都要采用具有一定毒性的交聯(lián)劑會(huì)對(duì)乳酸菌的活性造成傷害，很難得到廣泛的認(rèn)可。

發(fā)明內(nèi)容
(一 )要解決的技術(shù)問題本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)不能在常溫下制得活菌含量高的乳酸菌、制備過程中乳酸菌死亡率高，乳酸菌分散不均勻，以及乳酸菌微膠囊得率低的缺陷，提供一種常溫下制備飼用乳酸菌微膠囊的生產(chǎn)工藝。本發(fā)明的另一目的在于提供該工藝制備的微膠囊及其作為飼料添加劑的應(yīng)用和包括該微膠囊的預(yù)混料。
( 二)技術(shù)方案本發(fā)明目的是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:本發(fā)明提供一種飼用乳酸菌微膠囊的生產(chǎn)工藝，其特征在于該工藝主要過程如下:(I)乳酸菌菌種活化；(2)乳酸菌發(fā)酵液的制備；(3)稱取壁材成分并配制成壁材溶液，溶液濃度為30% _40%，此濃度為重量體積百分比；(4)乳酸菌發(fā)酵液與壁材溶液按1: 1-1: 2的比例混合，得混合懸浮液；采用超聲波真空噴霧干燥的方法，一級(jí)真空干燥，二級(jí)惰性保護(hù)氣體加震動(dòng)流化床干燥，對(duì)乳酸菌進(jìn)行微膠囊包被，微膠囊中壁材的重量百分比為97-98% ；所述的壁材主要組成如下:100克微膠囊中有90 95克的下述壁材成分:海藻糖、乳糖、殼聚糖、海藻酸、阿拉伯膠、卡拉膠、黃原膠、植物膠、結(jié)冷膠、槐豆膠、玉米淀粉、麥芽糊精中的任兩種、三種或多種；其它壁材成分:谷氨酸鈉I 5克、硫酸錳0.2 2克、甘油1-2克和聚乙烯吡咯烷酮K300.1 I克。其中，所述的壁材溶液配制過程如下:按配比獨(dú)立稱取各種組分，稱取蒸餾水，并將各成分混合加熱溶解；PH自然；冷卻至室溫，即得。本發(fā)明的飼用乳酸菌微膠囊的生產(chǎn)工藝采用超聲波真空噴霧干燥的方法，對(duì)乳酸菌進(jìn)行微膠囊包被的過程如下:(I)開啟超聲波噴霧干燥設(shè)備，待干燥室內(nèi)真空壓力維持在2.3-3.7kpa后，調(diào)整流速為10-25ml/min，干燥室內(nèi)的溫度在20_30°C左右；二級(jí)干燥流化床內(nèi)充保護(hù)氣體，溫度維持在10_15°C ；(2)將混合懸浮液經(jīng)超聲波噴嘴進(jìn)行霧化后，進(jìn)入真空干燥室，即一級(jí)真空干燥；進(jìn)入震動(dòng)流化床，即進(jìn)行二級(jí)震動(dòng)流化床干燥，經(jīng)20-60min，在出料口收集，即得到乳酸菌微膠囊。其中，所述的超聲波噴霧干燥設(shè)備組成如下:包括干燥室、超聲波噴嘴和真空泵；所述干燥室的下方設(shè)有流化床，所述流化床通過物料收集管道與干燥室的底部相連；所述超聲波噴嘴安裝在干燥室的頂部，并與外部物料管道連接；所述真空泵通過管道與干燥室連接，所述真空泵包括第一真空泵和第二真空泵，第一真空泵通過第一真空管道連接在干燥室的上部，第二真空泵通過第二真空管道連接在干燥室的下部。本發(fā)明所述的超聲波噴霧干燥設(shè)備為申請(qǐng)人發(fā)明得到，此設(shè)備解決了現(xiàn)有噴霧干燥裝置噴霧不均勻和干燥作業(yè)損害物料的問題；及進(jìn)一步解決干燥不連續(xù)工作的問題。此設(shè)備、微膠囊包被材料及本發(fā)明的工藝實(shí)現(xiàn)了乳酸菌在常溫下進(jìn)行干燥。進(jìn)一步，所述的超聲波噴霧干燥設(shè)備組成還包括空氣冷卻室，所述空氣冷卻室位于真空泵與干燥室之間，用于冷凝真空泵與干燥室連接的管道中的水氣；所述干燥室的下部設(shè)有擋料隔板，所述擋料隔板位于與干燥室的下部連接的管道下方；所述干燥室還包括物料收集室，所述物料收集室位于擋料隔板的下方，所述物料回收腔的底部設(shè)有擋板；所述干燥室的外壁中部安裝有加熱器，中部的外壁上設(shè)有觀察窗所述超聲波噴嘴連接有超聲波控制器，所述超聲波控制器調(diào)節(jié)超聲波的頻率以控制超聲波噴嘴的噴量。所述的保護(hù)氣體是N2、C02中的一種或二者混合；所述的超聲波噴嘴的頻率為20kHz-30kHz。本發(fā)明的超生波干燥設(shè)備也可參見申請(qǐng)人的申請(qǐng)?zhí)枮?01120503311.1的中國(guó)專利。本發(fā)明的生產(chǎn)工藝也可用于其它乳酸菌微膠囊的制備，但用于雙歧桿菌屬(Bifidobacterium)> 嗜酸乳桿菌(Lactobacillus acidophilus)、唾液乳桿菌(Lactobacillus Salivarius)、德氏乳桿菌(Lactobacillus delbriickii)或干酪乳桿菌(Lactobacillus casei)等乳酸菌的制備會(huì)取得更好的效果。本發(fā)明還提供了該飼用乳酸菌微膠囊的生產(chǎn)工藝所制得的乳酸菌微膠囊。其中，所述的嗜酸乳桿菌的保藏編號(hào)為CGMCC N0.5093。本發(fā)明的乳酸菌微膠囊可用于制備飼料添加劑。本發(fā)明的乳酸菌微膠囊添加預(yù)混料中，可制備成包含添加劑的預(yù)混料。本發(fā)明的嗜酸乳桿菌(Lactobacillus acidophilus)為申請(qǐng)人從豬糞便中分離得到，其生物學(xué)特征如下:菌落圓整，表面光滑，不透明，乳白色，邊緣光滑，革蘭氏陽性菌；單個(gè)菌體為桿狀。本發(fā)明的嗜酸乳桿菌經(jīng)過人工胃液、膽汁液及抗逆性的篩選；可以耐受PH2.0，I %胃蛋白酶的人工胃液，可以耐受0.3%的人工膽汁液，也可以抑制致病性大腸桿菌K88，痢疾桿菌和金黃色葡萄球菌，具有較強(qiáng)的產(chǎn)酸和抑菌能力。本發(fā)明的嗜酸乳桿菌(Lactobacillus acidophilus)申請(qǐng)人已于2011年7月26日保藏于中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，簡(jiǎn)稱CGMCCJia:北京市朝陽區(qū)北辰西路I號(hào)院3號(hào)中國(guó)科學(xué)院微生物研究所，保藏編號(hào)為CGMCCN0.5093。(三)有益效果(I)本發(fā)明通過利用在低溫下能夠快速形成玻璃化保護(hù)狀態(tài)的二糖、多糖、或者其他生物聚合物作為主要保護(hù)劑和載體成分來制備高活菌數(shù)和高活性的微膠囊產(chǎn)品，即將海藻糖、乳糖、殼聚糖、海藻酸、阿拉伯膠、卡拉膠、黃原膠、植物膠、結(jié)冷膠、槐豆膠、玉米淀粉、麥芽糊精中的任兩種、三種或多種與谷氨酸鈉、硫酸錳、甘油和聚乙烯吡咯烷酮作為主要壁材成分加入到發(fā)酵液中配成乳酸菌活菌懸液，采用特殊的超生波噴霧干燥設(shè)備，通過超聲波噴嘴將菌懸液進(jìn)行霧化成囊，利用一級(jí)真空干燥和二級(jí)流化與保護(hù)性氣體氮?dú)飧稍锏仍诔叵逻M(jìn)行干燥，避免了低溫凍干的低溫和高溫噴霧干燥的高溫對(duì)乳酸菌活性的影響；壁材成分多為天然多糖類或生物聚合物，作為飼用，對(duì)動(dòng)物沒有任何毒副作用；這些壁材在低溫干燥時(shí)，能夠迅速在乳酸菌細(xì)胞外形成玻璃化狀態(tài)，更好的保護(hù)菌體細(xì)胞膜和胞內(nèi)蛋白質(zhì)；超聲波噴嘴可以將懸浮液均質(zhì)噴散，得到30-50 μ m大小均勻的小液滴；整個(gè)工藝過程便于控制，菌存活率能夠達(dá)到90%以上。(2)本發(fā)明工藝實(shí)現(xiàn)了乳酸菌在常溫下進(jìn)行干燥，且制備工藝便于控制、菌存活率高、制得的產(chǎn)品貯藏期長(zhǎng)，能夠大幅度延長(zhǎng)產(chǎn)品的貯藏時(shí)間。(3)本發(fā)明的制備方法避免了低溫凍干的低溫和高溫噴霧干燥的高溫對(duì)乳桿菌活性的影響；避免了高溫蒸汽干燥過程中溫度對(duì)物料的損壞，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，降低了能耗和環(huán)境污染。進(jìn)一步地，采用流化床進(jìn)行物料收集，解決了真空冷凍干燥過程中的不能連續(xù)進(jìn)行干燥的問題。


圖1是本發(fā)明的超生波噴霧干燥設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。
其中，1、干燥室；2、超聲波噴嘴；3、物料管道；4、物料泵；5、流化床；6、物料收集管
道；7a、第一真空泵；7b、第二真空泵；8a、第一真空管道；8b、第二真空管道；9、空氣冷卻室；
10、擋料隔板；11、物料收集室；12、觀察窗。
具體實(shí)施例方式以下實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，不用于限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。本發(fā)明所用的儀器型號(hào)如下:循環(huán)水機(jī):北京長(zhǎng)流科學(xué)儀器公司DX-208型；空氣壓縮機(jī):北京豪福機(jī)電技術(shù)開發(fā)應(yīng)用有限公司HF-6100C型；乳化機(jī):上海索維機(jī)電設(shè)備有限公司SAI1-2型；顯微鏡:OLYMPUSCX3I 型；海藻糖、麥芽糊精購(gòu)自北京精求化工有限責(zé)任公司，其他試劑均購(gòu)自北京奧博星生物技術(shù)責(zé)任有限公司。超生波噴霧干燥設(shè)備:本發(fā)明的超聲波噴霧干燥設(shè)備結(jié)構(gòu)如圖1所示。該超聲波噴霧干燥設(shè)備包括干燥室1、超聲波噴嘴2和真空泵。超聲波噴嘴2安裝在干燥室I的頂部，并與外部物料管道3連接，物料管道3設(shè)有物料泵4連接。真空泵通過管道與干燥室I連接。采用超聲波噴嘴3進(jìn)行物料噴霧實(shí)現(xiàn)了物料噴霧均勻，使得微膠囊包被或者藥物的膠囊包被完整；且在物料干燥前采用真空泵進(jìn)行抽真空的干燥室1，避免了高溫蒸汽干燥過程中溫度對(duì)物料的損壞，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，降低了能耗和環(huán)境污染。其中，超聲波噴嘴2連接有超聲波控制器，超聲波控制器用于調(diào)節(jié)超聲波的頻率以控制超聲波噴嘴2的噴量，以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要來調(diào)節(jié)物料的大小。干燥室I的外壁中部安裝有加熱器，該加熱器使干燥室I的溫度維持在適于物料干燥的溫度范圍內(nèi)，一般為20-30°C的室溫，以保證物料的特性。干燥室I中部的外壁上設(shè)有觀察窗12，以便于觀察干燥室I內(nèi)的工作情況。 本設(shè)備為了實(shí)現(xiàn)真空冷凍干燥過程中的連續(xù)進(jìn)行干燥和對(duì)物料進(jìn)行二次干燥，在干燥室I的下方設(shè)有流化床5進(jìn)行物料收集，流化床5通過物料收集管道6與干燥室I的底部相連。其中，干燥室I的下部還設(shè)有擋料隔板10，該擋料隔板10位于與干燥室I的下部連接的管道下方，該擋料隔板10設(shè)置為方便打開和閉合的結(jié)構(gòu)。干燥室I還包括物料收集室11，物料收集室11位于擋料隔板10的下方，物料收集室11的底部設(shè)有方便打開和閉合的擋板。當(dāng)該超聲波噴霧干燥設(shè)備進(jìn)行噴霧干燥的工作時(shí)，物料收集室11的擋板閉合，擋料隔板10呈打開狀態(tài)，物料落入物料收集室11中，噴霧干燥工作完成后，關(guān)閉擋料隔板10打開物料收集室11的擋板以排出物料，在此關(guān)閉擋料隔板10以使得干燥室I 一直保持真空狀態(tài)以進(jìn)入下一批物料噴霧干燥工作。當(dāng)連接流化床5時(shí)，流化床5通過物料收集管道6與與干燥室I的底部緊密相連，擋料隔板10和物料收集室11的擋板一直處于打開狀態(tài)以供物料連續(xù)進(jìn)行干燥和排出。為了使得物料處于一種緩慢下落的懸浮狀態(tài)，以延長(zhǎng)干燥時(shí)間得以充分干燥和冷卻，以進(jìn)一步減少高溫蒸汽干燥過程中溫度對(duì)物料的損壞，本設(shè)備的真空泵包括第一真空泵7a和第二真空泵7b，第一真空泵7a通過第一真空管道8a連接在干燥室I的上部，第二真空泵7b通過第二真空管道Sb連接在干燥室I的下部。其中，可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要調(diào)節(jié)第一真空泵7a和第二真空泵7b的功率，以調(diào)節(jié)物料在干燥室I內(nèi)的下落速度。本發(fā)明的超聲波噴霧干燥設(shè)備還包括空氣冷卻室9，空氣冷卻室9位于真空泵與干燥室I之間，用于冷凝真空泵與干燥室I連接的管道中從干燥室I中抽出的水氣，以加快干燥室I內(nèi)物料的冷卻速度。其中，第一真空泵7a通過第一真空管道8a在空氣冷卻室9中呈盤狀分布，以充分冷卻。本發(fā)明的超生波干燥設(shè)備進(jìn)行噴霧干燥作業(yè)時(shí)，將待噴霧和干燥的物料進(jìn)行乳化后，將第一真空泵7a和第二真空泵7b打開，給干燥室I的抽真空，同時(shí)打開干燥室I外壁的加熱器，使溫度維持在20-30°C、真空壓力2.27-3.35kpa時(shí)，將超聲波噴嘴2的頻率調(diào)制20-30khz范圍內(nèi)，利用水進(jìn)行預(yù)噴，并調(diào)節(jié)第一真空泵7a和第二真空泵7b的功率使干燥室I內(nèi)的氣流流速穩(wěn)定后。待設(shè)備運(yùn)行良好，打入物料進(jìn)行噴霧，物料經(jīng)超聲波噴嘴2噴出后，先進(jìn)入干燥室I的上部分區(qū)域，水分迅速蒸發(fā)，由第一真空泵7a和第二真空泵7b的功率差異，使得物料處于一種緩慢下落的懸浮狀態(tài)，延長(zhǎng)干燥時(shí)間以充分干燥，物料通過超聲波噴嘴2進(jìn)行噴霧后進(jìn)入干燥室，在干燥室內(nèi)迅速脫水，形成微膠囊在干燥室I的下部區(qū)域進(jìn)行集中；在這個(gè)過程中所蒸發(fā)的水分，由第一真空泵7a和第二真空泵7b抽出后回收。當(dāng)一批次結(jié)束后，打開物料收集室11的擋板將物料收集或物料直接進(jìn)入流化床5進(jìn)行二次干燥，最后得到干燥后的微膠囊產(chǎn)品。其中，將干燥室I內(nèi)抽成真空后，物料只需要控制流速便可進(jìn)入超聲波噴嘴2 ;超聲波噴嘴2對(duì)物料進(jìn)行噴霧，不但得到的物料微粒的大小均勻，而且還可以通過調(diào)節(jié)超聲波頻率調(diào)節(jié)微粒的大小；采用真空干燥，可以將物料中的水分進(jìn)行回收，降低了水源的浪費(fèi)；同時(shí)整個(gè)干燥過程在常溫(20-30°C )下進(jìn)行，保護(hù)了物料的特性，同時(shí)也降低了能耗。實(shí)施例11、選用菌種為嗜酸乳桿菌CGMCC N0.5093。2、嗜酸乳桿菌發(fā)酵液的制備(I)嗜酸乳桿菌菌種活化；將安瓿管中冷凍干燥的嗜酸乳桿菌菌種加2mL無菌生理鹽水與37°C恒溫培養(yǎng)至液體變渾濁，然后以無菌操作方式按5%接種于MRS液體培養(yǎng)基中，37°C恒溫培養(yǎng)24h，反復(fù)活化2-3次。(2)嗜酸乳桿菌發(fā)酵液的制備；嗜酸乳桿菌的種子培養(yǎng)基為:葡萄糖10g，蛋白胨5g，牛肉膏4g，氯化鈉3g，碳酸鈣lg，加水至1000mL，pH值為7.0，培養(yǎng)24h后準(zhǔn)備轉(zhuǎn)種。嗜酸乳桿菌的發(fā)酵培養(yǎng)基為:葡萄糖20g，蛋白胨5g，牛肉膏4g，氯化鈉3g，碳酸鈣lg，加水至IOOOmL, pH值為7.0，接種量為5%，培養(yǎng)24h后得到活菌數(shù)為3.12X109cfu/mL的發(fā)酵液。3、微膠囊的制備本實(shí)施例通過本發(fā)明與高溫噴霧干燥法對(duì)嗜酸乳桿菌進(jìn)行制囊和干燥，對(duì)其結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，來說明本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。a、嗜酸乳桿菌超聲波真空干燥微膠囊制備方法:(I)發(fā)酵液與壁材和其他保護(hù)劑等組成的懸浮液內(nèi)含有20%固形物，壁材主要成份選用:麥芽糊精和海藻糖。微膠囊中壁材的重量百分比為97% ；
所述的壁材主要組成如下:100克微膠囊中有90克的下述壁材成分:海藻糖8g、麥芽糊精82g ；其它壁材成分:谷氨酸鈉2.5克、硫酸錳2克、甘油1.5克和聚乙烯吡咯烷酮K30I克。(2)將蒸餾水加熱到93°C后，先將海藻糖、甘油、聚乙烯吡咯烷酮K30、谷氨酸鈉粉末和硫酸錳溶解，然后再加入麥芽糊精，攪拌乳化15min。(3)當(dāng)配制好載體的混合液冷卻至室溫后，與含有乳酸菌的發(fā)酵液進(jìn)行混合，攪拌、乳化60min，溶液的固形物所占比重大概在20 %。(4)將制備好的乳化液經(jīng)噴嘴進(jìn)行霧化后，進(jìn)入真空干燥室。(5)開動(dòng)超聲波噴霧干燥設(shè)備，待干燥腔內(nèi)真空壓力維持在2.27kpa后，先用蒸餾水進(jìn)行試噴，調(diào)整流速為15ml/min，干燥腔內(nèi)的溫度在21°C左右，二級(jí)干燥流化床，溫度穩(wěn)定在15°C。(6)當(dāng)乳化液通過霧化器進(jìn)入真空腔內(nèi)，經(jīng)過3s內(nèi)便可進(jìn)入二級(jí)干燥流化床，此時(shí)大部分水分被揮發(fā)。進(jìn)入震動(dòng)流化床后，經(jīng)30min，便可在收集出料口對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行收集。b、嗜酸乳桿菌高溫噴霧干燥法制微膠囊方法采用高溫噴霧干燥法a中混合好的壁材溶液與嗜酸乳桿菌發(fā)酵液的混合液進(jìn)行噴霧和干燥，其噴霧干燥的工藝為:進(jìn)風(fēng)160°C，出風(fēng)70°C，流速0.2L/min,其具體操作步驟如下:(I)開動(dòng)噴霧干燥設(shè)備，將風(fēng)機(jī)啟動(dòng)，調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)和出風(fēng)的速度，待進(jìn)風(fēng)溫度穩(wěn)定在160°C，出風(fēng)溫度70°C后，先用蒸餾水進(jìn)行試噴，調(diào)整流速為200ml/min。(2)待溫度穩(wěn)定，運(yùn)行平穩(wěn)后，將混合液通過蠕動(dòng)泵，打入干燥塔內(nèi)，流速ISOmL/min，然后在塔體收料口對(duì)干燥后的物料進(jìn)行收集。(3)對(duì)收集到產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè):將收到的微膠囊產(chǎn)品稱取定量后，置入105°C，3h后，再稱取重量，得到含水量。所述嗜酸乳桿菌總活菌數(shù)是采用本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員熟知的平板傾注的測(cè)定方法，例如用MRS培養(yǎng)基傾注平板計(jì)數(shù)。4、對(duì)收集到產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)，利用本發(fā)明的方法得到的微膠囊的含水量為6%，菌存活率90%，而利用高溫噴霧干燥法得到的嗜酸乳桿菌微膠囊，其活菌得率僅為18%，含水量為6.5%。由此可見，本發(fā)明微膠囊制劑其活菌得率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的高溫噴霧干燥法，而且得到的微膠囊的含水量相差無幾。實(shí)施例21、選用菌種為雙歧桿菌BB12。2、雙歧桿菌BB12發(fā)酵液的制備(I)雙歧桿菌BB12菌種活化；將安瓿管中冷凍干燥的雙歧桿菌BB12菌種加2mL無菌生理鹽水與37°C恒溫培養(yǎng)至液體變渾濁，然后以無菌操作方式按5%接種于MRS液體培養(yǎng)基中，37°C恒溫培養(yǎng)24h，反復(fù)活化2-3次。(2)雙歧桿菌BB12發(fā)酵液的制備；雙歧桿菌BB12的種子培養(yǎng)基為:MRS液體培養(yǎng)基，培養(yǎng)24h后準(zhǔn)備轉(zhuǎn)種。
雙歧桿菌BB12的發(fā)酵培養(yǎng)基為:葡萄糖20g，大豆蛋白胨5g，胰蛋白胨15g，玉米渣 IOg,檸檬酸 8g，大豆肽 8g，混合鹽溶液(無水 CaCl20.2g，KH2PO4L 0g, MgSO4.7Η200.48g，NaHCO3I0.0g, NaCl 2.0g，蒸餾水 1000ml)4mL，加水至 IOOOmL, pH 值為 7.0，接種量為 5%,培養(yǎng)24h后得到活菌數(shù)為5.32X 108cfu/mL的發(fā)酵液。3、雙歧桿菌BB12微膠囊的制備 發(fā)酵液與壁材和其他保護(hù)劑等組成的懸浮液內(nèi)含有25 %固形物。主要壁材選用乳糖和麥芽糊精。(I)微膠囊中壁材的重量百分比為98% ；所述的壁材主要組成如下:100克微膠囊中有92克的下述壁材成分:乳糖12g、麥芽糊精80g ；其它壁材成分:谷氨酸鈉3克、硫酸錳0.5克、甘油I克和聚乙烯吡咯烷酮K301.5克。(2)將蒸餾水加熱到93°C后，先將乳糖、甘油、聚乙烯吡咯烷酮K30、谷氨酸鈉粉末和硫酸錳溶解，然后再加入麥芽糊精，攪拌乳化18min。(3)當(dāng)配制好載體的混合液冷卻至室溫后，與含有乳酸菌的發(fā)酵液進(jìn)行混合，攪拌、乳化70min，溶液的固形物所占比重大概在25%。(4)將制備好的乳化液經(jīng)噴嘴進(jìn)行霧化后，進(jìn)入真空(5)開動(dòng)超聲波噴霧干燥設(shè)備，待干燥腔內(nèi)真空壓力維持在3kpa后，先用蒸餾水進(jìn)行試噴，調(diào)整流速為12ml/min，干燥腔內(nèi)的溫度在28°C之間。二級(jí)干燥流化床采用N2作為保護(hù)氣體，溫度穩(wěn)定在12°C。(6)當(dāng)乳化液通過霧化器進(jìn)入真空腔內(nèi)，經(jīng)過3s內(nèi)便可進(jìn)入二級(jí)干燥流化床，此時(shí)大部分水分被揮發(fā)。進(jìn)入震動(dòng)流化床后，經(jīng)40min，便可在收集料口對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行收集。4、對(duì)收集到產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)，微膠囊的含水量為5%，菌存活率91%。實(shí)施例31、選用菌種為植物乳桿菌。2、植物乳桿菌發(fā)酵液的制備(I)植物乳桿菌菌種活化；將安瓿管中冷凍干燥的植物乳桿菌菌種加2mL無菌生理鹽水與37°C恒溫培養(yǎng)至液體變渾濁，然后以無菌操作方式按5%接種于MRS液體培養(yǎng)基中，37°C恒溫培養(yǎng)24h，反復(fù)活化2-3次。(2)植物乳桿菌發(fā)酵液的制備；植物乳桿菌的種子培養(yǎng)基為:MRS液體培養(yǎng)基，培養(yǎng)12h后準(zhǔn)備轉(zhuǎn)種。植物乳桿菌的發(fā)酵培養(yǎng)基為(IL):大豆蛋白胨15g,酵母提取物5g,D_果糖5g,葡萄糖15g，檸檬酸鈉15g，磷酸氫二鉀2g，乙酸鈉5g, MgSO4.7H20為0.58g，MnS04 0.25g吐溫801mL，接種量為5%，培養(yǎng)14h后得到活菌數(shù)為4.37X 109cfu/mL的發(fā)酵液。3、植物乳桿菌微膠囊的制備發(fā)酵液與壁材和其他保護(hù)劑等組成的懸浮液內(nèi)含有30 %固形物。壁材主要成份選擇海藻糖和玉米淀粉。(I)微膠囊中壁材的重量百分比為98% ；
所述的壁材主要組成如下:100克微膠囊中有90克的下述壁材成分:海藻糖10g、玉米淀粉85g ；其它壁材成分:谷氨酸鈉I克、硫酸錳0.5克、甘油I克和聚乙烯吡咯烷酮K30 0.5克。(2)將蒸餾水加熱到93°C后，先將海藻糖、甘油、聚乙烯吡咯烷酮K30、谷氨酸鈉粉末和硫酸錳溶解，然后再加入玉米淀粉，攪拌乳化20min。(2)將蒸餾水加熱到93°C后，先將海藻糖、谷氨酸鈉粉末和硫酸錳溶解，然后再加入玉米淀粉，攪拌乳化20min。(3)當(dāng)配制好的載體的混合液冷卻至室溫后，與含有乳酸菌的發(fā)酵液進(jìn)行混合，攪拌、乳化75min，溶液的固形物所占比重大概在30 %。(4)將制備好的乳化液經(jīng)噴嘴進(jìn)行霧化后，進(jìn)入真空(5)開動(dòng)超聲波噴霧干燥設(shè)備，待干燥腔內(nèi)真空壓力維持在3.33kpa后，先用蒸餾水進(jìn)行試噴，調(diào)整流速為9ml/min，干燥腔內(nèi)的溫度在30°C之間。二級(jí)干燥流化床利用N2作為保護(hù)氣體，溫度穩(wěn)定在15°C。(6)當(dāng)乳化液通過霧化器進(jìn)入真空腔內(nèi)，經(jīng)過4s內(nèi)便可進(jìn)入二級(jí)干燥流化床，此時(shí)大部分水分被揮發(fā)。進(jìn)入震動(dòng)流化床后，經(jīng)60min，便可在出料口對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行收集。4、對(duì)收集到產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)，微膠囊的含水量為8%，菌存活率93%。
權(quán)利要求
1.一種飼用乳酸菌微膠囊的生產(chǎn)工藝，其特征在于該工藝主要過程如下: (1)乳酸菌菌種活化； (2)乳酸菌發(fā)酵液的制備； (3)稱取壁材成分并配制成壁材溶液，溶液濃度為30%-40%，此濃度為重量體積百分比； (4)乳酸菌發(fā)酵液與壁材溶液按1: 1-1: 2的比例混合，得混合懸浮液；采用超聲波真空噴霧干燥的方法，一級(jí)真空干燥，二級(jí)惰性保護(hù)氣體加震動(dòng)流化床干燥，對(duì)乳酸菌進(jìn)行微膠囊包被，微膠囊中壁材的重量百分比為97-98% ； 所述的壁材主要組成如下: 100克微膠囊中有90 95克的下述壁材成分:海藻糖、乳糖、殼聚糖、海藻酸、阿拉伯膠、卡拉膠、黃原膠、植物膠、結(jié)冷膠、槐豆膠、玉米淀粉、麥芽糊精中的任兩種、三種或多種； 其它壁材成分:谷氨酸鈉I 5克、硫酸錳0.2 2克、甘油I 2克和聚乙烯吡咯烷酮K30 0.1 I克。
2.如權(quán)I所述的飼用乳酸菌微膠囊的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述的壁材溶液配制過程如下:按配比獨(dú)立稱取各種組分，稱取蒸餾水，將各成分混合加熱溶解；pH自然；冷卻至室溫，即得。
3.如權(quán)I所述的飼用乳酸菌微膠囊的生產(chǎn)工藝，其特征在于采用超聲波真空噴霧干燥的方法，對(duì)乳酸菌進(jìn)行微膠囊包被的過程如下: (1)開啟超聲波噴霧干燥設(shè)備，待干燥室內(nèi)真空壓力維持在2.3-3.7kpa后，調(diào)整流速為10-25ml/min，干燥室內(nèi)的溫度在20_30°C左右；二級(jí)干燥流化床內(nèi)充保護(hù)氣體，溫度維持在 10-15。。； (2)混合懸浮液經(jīng)過超聲波噴嘴進(jìn)行霧化后，隨即進(jìn)入真空干燥室進(jìn)行干燥，液滴在短時(shí)間內(nèi)便形成微囊，然后經(jīng)過3-4s的干燥時(shí)間，落到干燥室的底部；然后進(jìn)入震動(dòng)流化床，即進(jìn)行二級(jí)震動(dòng)流化床干燥，經(jīng)20-60min，在出料口收集，即得到乳酸菌微膠囊。
4.如權(quán)利要求3所述的飼用乳酸菌微膠囊的生產(chǎn)工藝，其特征在于:所述的超聲波噴霧干燥設(shè)備組成如下:包括干燥室、超聲波噴嘴和真空泵；所述干燥室的下方設(shè)有流化床，所述流化床通過物料收集管道與干燥室的底部相連；所述超聲波噴嘴安裝在干燥室的頂部，并與外部物料管道連接；所述真空泵通過管道與干燥室連接，所述真空泵包括第一真空泵和第二真空泵，第一真空泵通過第一真空管道連接在干燥室的上部，第二真空泵通過第二真空管道連接在干燥室的下部。
5.如權(quán)利要求4所述的飼用乳酸菌微膠囊的生產(chǎn)工藝，其特征在于:所述的超聲波噴霧干燥設(shè)備組成還包括空氣冷卻室，所述空氣冷卻室位于真空泵與干燥室之間，用于冷凝真空泵與干燥室連接的管道中的水氣；所述干燥室的下部設(shè)有擋料隔板，所述擋料隔板位于與干燥室的下部連接的管道下方；所述干燥室還包括物料收集室，所述物料收集室位于擋料隔板的下方，所述物料回收腔的底部設(shè)有擋板；所述干燥室的外壁中部安裝有加熱器，中部的外壁上設(shè)有觀察窗 ；所述超聲波噴嘴連接有超聲波控制器，所述超聲波控制器調(diào)節(jié)超聲波的頻率以控制超聲波噴嘴的液滴的直徑大小；所述的保護(hù)氣體是n2、co2中的一種或二者混合；所述的超聲波噴嘴的頻率為20kHz-30kHz。
6.權(quán)利要求1所述的飼用乳酸菌微膠囊的生產(chǎn)工藝，其特征在于:所述的乳酸菌為:雙歧桿菌屬(Bifidobacterium)、嗜酸乳桿菌(Lactobacillusacidophilus)、唾液乳桿菌(Lactobacillus Salivarius)、德氏乳桿菌(Lactobacillusdelbriickii)或干酪乳桿菌(Lactobacillus casei)。
7.如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的飼用乳酸菌微膠囊的生產(chǎn)工藝所制得的乳酸菌微膠囊。
8.如權(quán)利要求7所述的乳酸菌微膠囊，其特征在于，所述的嗜酸乳桿菌的保藏編號(hào)為CGMCC N0.5093。
9.一種包含權(quán)利要求7或8所述乳酸菌微膠囊的預(yù)混料。
10.如權(quán)利要求7所述 的乳酸菌微膠囊在制備飼料添加劑中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及乳酸菌包被技術(shù)領(lǐng)域，具體地涉及一種飼用乳酸菌微膠囊的生產(chǎn)工藝及其微膠囊與應(yīng)用和預(yù)混料。本發(fā)明通過利用在低溫下能夠快速形成玻璃化保護(hù)狀態(tài)海藻糖、乳糖等和谷氨酸鈉、硫酸錳、甘油和聚乙烯吡咯烷酮作為主要壁材成分，采用特殊的超生波噴霧干燥設(shè)備，采用超聲波噴嘴進(jìn)行霧化，利用真空和保護(hù)性氣體氮?dú)獾仍诔叵逻M(jìn)行干燥，避免了低溫凍干的低溫和高溫噴霧干燥的高溫對(duì)乳酸菌活性的影響，菌存活率能夠達(dá)到90％以上。本發(fā)明工藝實(shí)現(xiàn)了乳酸菌在常溫下進(jìn)行干燥，且制備工藝便于控制、制得的產(chǎn)品貯藏期長(zhǎng)，能夠大幅度延長(zhǎng)產(chǎn)品的貯藏時(shí)間。
文檔編號(hào)A23K1/16GK103156063SQ20111041508
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2011年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月13日
發(fā)明者王安如, 付維來, 杜建濤 申請(qǐng)人:北京大北農(nóng)科技集團(tuán)股份有限公司