技术摘要：
本发明提供了一种海藻酵素益生菌微胶囊及其制备方法，微胶囊包括微胶囊壁、微胶囊芯材和芯材载体，所述微胶囊壁由海藻酸钠、壳聚糖和氯化钙制备而成，所述微胶囊芯材由海藻酵素和益生菌制备而成，所述芯材载体为玉米淀粉。本发明的海藻酵素益生菌微胶囊可有效阻隔胃酸 全部
背景技术：
益生菌是指生存在人体胃肠道内活性的有益菌群，它们形成体内抵御疾病的第一 道防线。益生菌制剂是指添加一定数量的对人和动植物有益菌，对宿主起有益健康作用的 微生态制剂。目前国内使用的益生菌有 20 余种，主要有双歧杆菌、乳杆菌、酪酸梭菌、肠球 菌等。临床与实验研究表明益生菌制剂能合成尼克酸、叶酸等多种维生素，促进蛋白质的消 化吸收，影响肠道固有菌群的组成与功能、促进肠上皮细胞更新，并影响肠道免疫应答，对 肠道菌群紊乱引起的临床疾病具有一定的治疗效果。 海藻酵素是海藻发酵生成的一些生理活性物质，包括维生素、氨基酸、多糖、益生 菌，以及低聚糖等功能性成分。海藻通过发酵受到微生物酶的作用后功能性成分充分释放 出来并发生小分子化而变得容易为人体吸收，而且经过发酵转化可增加海藻生物活性物质 功效，降低其副作用，同时产生具有抗癌、降血脂、抗氧化、提高机体免疫功能的物质。海藻 酵素的一些功能性物质通常以糖苷形态存在，因分子量大人体难以吸收，只有经过肠道微 生物作用后，糖基被水解才易被人体吸收而发挥作用。 海藻酸钠是从褐藻类的海带或马尾藻中提取的天然高分子生物材料，又名褐藻酸 钠、藻酸盐、褐藻胶等，能够和多数多价阳离子发生交联反应，形成凝胶或发生沉淀反应。海 藻酸盐不仅具有良好的生物相容性和降解性，还具备优异的成凝胶性和成膜性，目前已被 美国食品药品管理局批准使用。由于海藻酸盐是一种无毒、无刺激性、生物相容性良好的生 物材料，因此人们制备基于海藻酸盐的生物微胶囊，将其作为植入人体的免疫隔离装置，在 人体内发挥治疗作用。壳聚糖是一种价格便宜并且性质优良的天然高分子材料，其具有良 好的生物相容性、可降解性和成膜性，这些性质使其成为制备微胶囊较好的壁材，同时壳聚 糖作为壁材可以起到控制芯材释放的作用。 微胶囊是指利用天然合成的有机高分子材料，对分散的固体、液体、抑或是气体物 质进行包裹，形成具有半透过性或密封囊膜的微小粒子。微胶囊技术广泛用于动物细胞培 养、细胞和酶的固定化、生化药物控释及基因运载等生物医学领域。近些年，海藻酸钠-聚赖 氨酸-海藻酸钠(alginate-polylysine-alginate，APA) 生物微胶囊研究最为广泛。但由于 聚赖氨酸价格昂贵并且生物相容性差，限制了 APA 微胶囊的应用。后来发现壳聚糖与聚赖 氨酸结构相似，可与海藻酸盐反应，形成凝胶结构，加强壁材对芯材的保护作用，在生物相 容性和资源上有明显优势，随之替代了聚赖氨酸作为制备微胶囊的理想材料。壳聚糖和海 藻酸钠为壁材所制备的海藻酸钠-壳聚糖微胶囊(alginate-chitisan-alginate ACA)具有 较好的耐酸性、肠溶性和贮存稳定性等特点。 目前益生菌制剂作为功能食品具有卓越的益生功效,服用含有充足益生菌的制品 有利于维持肠道平衡,提高机体免疫力等。但现在应用的益生菌产品存在不易控制和储存 4 CN 111588038 A 说 明 书 2/7 页 等特点，在进入人体消化道后，会受到低pH的胃酸、消化酶、胆汁酸等不利因素的影响导致 益生菌进入人体肠道的活菌数显著减少，影响益生菌发挥其有益的生理功效。人体服用这 样的益生菌产品，不能真正增强抵抗力并有效对抗有害菌。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种海藻酵素益生菌微胶囊及其制备方法，本发明的制备 工艺简单，成本较低，易于储存运输，海藻酵素益生菌微胶囊具有成膜性能好、稳定性能强、 益生菌生存率高，缓释效能好等优点，适用于多种益生菌的包埋和可控释放，具有良好的应 用前景。 为此，本发明提供了一种海藻酵素益生菌微胶囊，包括微胶囊壁、微胶囊芯材和芯 材载体，所述微胶囊壁由海藻酸钠、壳聚糖和氯化钙制备而成，所述微胶囊芯材由海藻酵素 和益生菌制备而成，所述芯材载体为玉米淀粉。 优选的，所述微胶囊包括如下重量组份：海藻酸钠15-20份，壳聚糖2-4份，氯化钙 10-15份、海藻酵素液15-25份、益生菌20-30份、玉米淀粉10-20份。 优选的，所述微胶囊的直径为4-8mm，所述微胶囊的包封率为73%-83%。 优选的，所述益生菌包含双歧杆菌、乳杆菌、酪酸梭菌、肠球菌和其他益生菌中的 一种或其任意混合物。 优选的，所述双歧杆菌包括乳双歧杆菌、两歧双歧杆菌、青春双歧杆菌和婴儿双歧 杆菌中的至少一种，所述乳杆菌包括嗜酸乳杆菌、罗伊氏乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、植物乳杆 菌、保加利亚乳杆菌、瑞士乳杆菌、干酪乳杆菌或副干酪乳杆菌中的至少一种，所述其他益 生菌包括嗜热链球菌、肠膜明串珠菌中的至少一种。 优选的，所述海藻酵素为褐藻酵素、红藻酵素和绿藻酵素中的一种或其任意混合 物； 所述褐藻酵素由褐藻制成，所述褐藻包括海带、昆布、裙带菜或羊栖菜中的至少一种； 所述红藻酵素由红藻制成，所述红藻包括紫菜、石花菜、龙须菜、角叉菜或麒麟菜中的至少 一种；所述绿藻酵素由绿藻制成，所述绿藻包括石莼或浒苔中的至少一种。 本发明还提供了所述的海藻酵素益生菌微胶囊的制备方法，所述方法包括：（1）制 备活化益生菌菌种：将一种或多种益生菌菌粉接种至已灭菌冷却的MRS液体培养基中，在 37℃恒温培养进入稳定期后，4000r/min离心并用生理盐水洗涤，收集浓缩菌液；（2）制备海 藻酵素液：将新鲜海藻原料切碎浸泡30-50min，加入复合酶于35℃酶解，经巴氏灭菌后接种 30-50℃发酵 3-6天后，通过固液分离得到海藻酵素液；（3）配制芯材混合液：将步骤（1）浓 缩菌液和步骤（2）海藻酵素液混合，得到海藻酵素益生菌混合液，将海藻酵素益生菌混合液 与1-2g玉米淀粉搅拌均匀，加入到20-40ml海藻酸钠溶液中混合均匀得到芯材混合液，取 10-20mL芯材混合液备用；（4）配制壳聚糖氯化钙溶液：以1%冰乙酸溶解并稀释氯化钙溶液， 取40-60mL稀释后的氯化钙溶液备用；取40-60mL壳聚糖溶液倒入上述稀释后的氯化钙溶液 中进行固化0.5-1小时，得到壳聚糖氯化钙溶液；（5）制备缓释微胶囊：将步骤（3）制备的芯 材混合液置于注射容器中，滴入步骤（4）壳聚糖氯化钙溶液中进行成膜反应形成凝胶，用磁 力搅拌器 200 r/min转速搅拌，最后置于低温喷雾干燥机中干燥得微胶囊。 优选的，所述步骤（1）中，MRS液体培养基为：牛肉膏10.0g，蛋白胨10.0g，酵母膏 5 CN 111588038 A 说 明 书 3/7 页 5.0 g，三水合乙酸钠 5.0g，葡萄糖 20.0g，柠檬酸二氨 2.0g，MgSO4·7 H2O 0.58g，K2HPO4 2.0 g，MnSO4·H2O 0.2g，吐温 80 1.0mL，蒸馏水 1000mL，pH6.5，121℃条件下灭菌20min。 优选的，所述步骤（4）中，氯化钙溶液质量分数为1.5%-2.5%，壳聚糖溶液质量分数 为0.3%-0.5%，并将调节pH 值至5-6。 优选的，所述步骤（5）中，注射溶器针头内径0.5mm；微胶囊填料过程中使用脉冲式 微量定量吹氮技术方法，在标准大气压下，混合液经注射器针头流出时被同方向的氮气将 液滴吹落，滴入氯化钙溶液中与钙离子交联进行成膜反应交联形成稳定凝胶；微胶囊干燥 过程使用恒温真空干燥机，干燥温度为30℃-40℃，干燥时间为20h-24h。 与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明提供了一种海藻酵素益生 菌微胶囊及其制备方法，微胶囊包括微胶囊壁、微胶囊芯材和芯材载体，所述微胶囊壁由海 藻酸钠、壳聚糖和氯化钙制备而成，所述微胶囊芯材由海藻酵素和益生菌制备而成，所述芯 材载体为玉米淀粉。本发明的制备工艺简化、产品纯度和溶解度较高，明显增强了海藻酵素 和益生菌对机体的生物学功效。本发明建立的将活化的益生菌菌种与海藻酵素粉混合，再 与玉米淀粉搅拌均匀，加入海藻酸钠溶液后制成混合液，滴入到壳聚糖-氯化钙溶液中进行 成膜反应，最后得到海藻酵素益生菌缓释微胶囊的技术方法，该制备方法简便迅速，成囊速 度快，工艺参数易于操作控制，可提高制备效率，增强芯材功效，且微囊化物质不容易在制 备过程中流失从而增加生产效益。 （1）海藻酸钠、壳聚糖、氯化钙作为微胶囊壁材，具有抗酸和肠溶性的特点和良好 的生物黏附特性，可有效阻隔消化酶和胃酸等对益生菌活菌数量和活性的影响，对益生菌 起到一定的保护效果，增强其对胃酸的耐受性，保证到达肠道的菌群活性，提高穿过胃部酸 性环境抵达肠道的海藻酵素和益生菌的比例，从而增强其生物学功效；同时微胶囊芯材与 外界环境隔离被封闭包埋在微胶囊壁内，可提高其在环境中的稳定性，易于储存和运输。 （2）将海藻酵素与益生菌混合作为微胶囊芯材包埋，海藻酵素穿过胃液的强酸环 境进入肠道后才被释放，使其含有的活性物质充分释放发挥功效，同时对于益生菌的活化 吸收也具有一定的促进作用。海藻酵素和益生菌相互促进共同作用肠道微生态环境，补充 有益菌的数量和丰度，调节肠道菌群紊乱，刺激机体免疫防御机制，有效发挥各自独特的药 理作用。 （3）玉米淀粉作为芯材载体，由于其具有结构紧密和不易酶解等特点，有利于芯材 成分海藻酵素和益生菌在肠道缓慢释放，延长它们在机体内的作用时间，增强对肠道微生 物屏障修复和保护的效果，同时对芯材的包埋率也有一定的提高作用。 （4）微胶囊填料过程中使用脉冲式微量定量吹氮技术，与金属离子钙交联形成稳 定胶球, 而不是传统的利用重力自动流入，更容易控制微胶囊大小与质量。同时此方法可 调节气流的速度和针头孔径，从而有效控制微囊的直径。 （5）本发明进行恒温干燥处理微胶囊，可延长海藻酵素和益生菌的贮存时间，避免 现有冷冻干燥致使菌体失活的缺点。
本发明提供了一种海藻酵素益生菌微胶囊及其制备方法，微胶囊包括微胶囊壁、微胶囊芯材和芯材载体，所述微胶囊壁由海藻酸钠、壳聚糖和氯化钙制备而成，所述微胶囊芯材由海藻酵素和益生菌制备而成，所述芯材载体为玉米淀粉。本发明的海藻酵素益生菌微胶囊可有效阻隔胃酸 全部
背景技术：
益生菌是指生存在人体胃肠道内活性的有益菌群，它们形成体内抵御疾病的第一 道防线。益生菌制剂是指添加一定数量的对人和动植物有益菌，对宿主起有益健康作用的 微生态制剂。目前国内使用的益生菌有 20 余种，主要有双歧杆菌、乳杆菌、酪酸梭菌、肠球 菌等。临床与实验研究表明益生菌制剂能合成尼克酸、叶酸等多种维生素，促进蛋白质的消 化吸收，影响肠道固有菌群的组成与功能、促进肠上皮细胞更新，并影响肠道免疫应答，对 肠道菌群紊乱引起的临床疾病具有一定的治疗效果。 海藻酵素是海藻发酵生成的一些生理活性物质，包括维生素、氨基酸、多糖、益生 菌，以及低聚糖等功能性成分。海藻通过发酵受到微生物酶的作用后功能性成分充分释放 出来并发生小分子化而变得容易为人体吸收，而且经过发酵转化可增加海藻生物活性物质 功效，降低其副作用，同时产生具有抗癌、降血脂、抗氧化、提高机体免疫功能的物质。海藻 酵素的一些功能性物质通常以糖苷形态存在，因分子量大人体难以吸收，只有经过肠道微 生物作用后，糖基被水解才易被人体吸收而发挥作用。 海藻酸钠是从褐藻类的海带或马尾藻中提取的天然高分子生物材料，又名褐藻酸 钠、藻酸盐、褐藻胶等，能够和多数多价阳离子发生交联反应，形成凝胶或发生沉淀反应。海 藻酸盐不仅具有良好的生物相容性和降解性，还具备优异的成凝胶性和成膜性，目前已被 美国食品药品管理局批准使用。由于海藻酸盐是一种无毒、无刺激性、生物相容性良好的生 物材料，因此人们制备基于海藻酸盐的生物微胶囊，将其作为植入人体的免疫隔离装置，在 人体内发挥治疗作用。壳聚糖是一种价格便宜并且性质优良的天然高分子材料，其具有良 好的生物相容性、可降解性和成膜性，这些性质使其成为制备微胶囊较好的壁材，同时壳聚 糖作为壁材可以起到控制芯材释放的作用。 微胶囊是指利用天然合成的有机高分子材料，对分散的固体、液体、抑或是气体物 质进行包裹，形成具有半透过性或密封囊膜的微小粒子。微胶囊技术广泛用于动物细胞培 养、细胞和酶的固定化、生化药物控释及基因运载等生物医学领域。近些年，海藻酸钠-聚赖 氨酸-海藻酸钠(alginate-polylysine-alginate，APA) 生物微胶囊研究最为广泛。但由于 聚赖氨酸价格昂贵并且生物相容性差，限制了 APA 微胶囊的应用。后来发现壳聚糖与聚赖 氨酸结构相似，可与海藻酸盐反应，形成凝胶结构，加强壁材对芯材的保护作用，在生物相 容性和资源上有明显优势，随之替代了聚赖氨酸作为制备微胶囊的理想材料。壳聚糖和海 藻酸钠为壁材所制备的海藻酸钠-壳聚糖微胶囊(alginate-chitisan-alginate ACA)具有 较好的耐酸性、肠溶性和贮存稳定性等特点。 目前益生菌制剂作为功能食品具有卓越的益生功效,服用含有充足益生菌的制品 有利于维持肠道平衡,提高机体免疫力等。但现在应用的益生菌产品存在不易控制和储存 4 CN 111588038 A 说 明 书 2/7 页 等特点，在进入人体消化道后，会受到低pH的胃酸、消化酶、胆汁酸等不利因素的影响导致 益生菌进入人体肠道的活菌数显著减少，影响益生菌发挥其有益的生理功效。人体服用这 样的益生菌产品，不能真正增强抵抗力并有效对抗有害菌。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种海藻酵素益生菌微胶囊及其制备方法，本发明的制备 工艺简单，成本较低，易于储存运输，海藻酵素益生菌微胶囊具有成膜性能好、稳定性能强、 益生菌生存率高，缓释效能好等优点，适用于多种益生菌的包埋和可控释放，具有良好的应 用前景。 为此，本发明提供了一种海藻酵素益生菌微胶囊，包括微胶囊壁、微胶囊芯材和芯 材载体，所述微胶囊壁由海藻酸钠、壳聚糖和氯化钙制备而成，所述微胶囊芯材由海藻酵素 和益生菌制备而成，所述芯材载体为玉米淀粉。 优选的，所述微胶囊包括如下重量组份：海藻酸钠15-20份，壳聚糖2-4份，氯化钙 10-15份、海藻酵素液15-25份、益生菌20-30份、玉米淀粉10-20份。 优选的，所述微胶囊的直径为4-8mm，所述微胶囊的包封率为73%-83%。 优选的，所述益生菌包含双歧杆菌、乳杆菌、酪酸梭菌、肠球菌和其他益生菌中的 一种或其任意混合物。 优选的，所述双歧杆菌包括乳双歧杆菌、两歧双歧杆菌、青春双歧杆菌和婴儿双歧 杆菌中的至少一种，所述乳杆菌包括嗜酸乳杆菌、罗伊氏乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、植物乳杆 菌、保加利亚乳杆菌、瑞士乳杆菌、干酪乳杆菌或副干酪乳杆菌中的至少一种，所述其他益 生菌包括嗜热链球菌、肠膜明串珠菌中的至少一种。 优选的，所述海藻酵素为褐藻酵素、红藻酵素和绿藻酵素中的一种或其任意混合 物； 所述褐藻酵素由褐藻制成，所述褐藻包括海带、昆布、裙带菜或羊栖菜中的至少一种； 所述红藻酵素由红藻制成，所述红藻包括紫菜、石花菜、龙须菜、角叉菜或麒麟菜中的至少 一种；所述绿藻酵素由绿藻制成，所述绿藻包括石莼或浒苔中的至少一种。 本发明还提供了所述的海藻酵素益生菌微胶囊的制备方法，所述方法包括：（1）制 备活化益生菌菌种：将一种或多种益生菌菌粉接种至已灭菌冷却的MRS液体培养基中，在 37℃恒温培养进入稳定期后，4000r/min离心并用生理盐水洗涤，收集浓缩菌液；（2）制备海 藻酵素液：将新鲜海藻原料切碎浸泡30-50min，加入复合酶于35℃酶解，经巴氏灭菌后接种 30-50℃发酵 3-6天后，通过固液分离得到海藻酵素液；（3）配制芯材混合液：将步骤（1）浓 缩菌液和步骤（2）海藻酵素液混合，得到海藻酵素益生菌混合液，将海藻酵素益生菌混合液 与1-2g玉米淀粉搅拌均匀，加入到20-40ml海藻酸钠溶液中混合均匀得到芯材混合液，取 10-20mL芯材混合液备用；（4）配制壳聚糖氯化钙溶液：以1%冰乙酸溶解并稀释氯化钙溶液， 取40-60mL稀释后的氯化钙溶液备用；取40-60mL壳聚糖溶液倒入上述稀释后的氯化钙溶液 中进行固化0.5-1小时，得到壳聚糖氯化钙溶液；（5）制备缓释微胶囊：将步骤（3）制备的芯 材混合液置于注射容器中，滴入步骤（4）壳聚糖氯化钙溶液中进行成膜反应形成凝胶，用磁 力搅拌器 200 r/min转速搅拌，最后置于低温喷雾干燥机中干燥得微胶囊。 优选的，所述步骤（1）中，MRS液体培养基为：牛肉膏10.0g，蛋白胨10.0g，酵母膏 5 CN 111588038 A 说 明 书 3/7 页 5.0 g，三水合乙酸钠 5.0g，葡萄糖 20.0g，柠檬酸二氨 2.0g，MgSO4·7 H2O 0.58g，K2HPO4 2.0 g，MnSO4·H2O 0.2g，吐温 80 1.0mL，蒸馏水 1000mL，pH6.5，121℃条件下灭菌20min。 优选的，所述步骤（4）中，氯化钙溶液质量分数为1.5%-2.5%，壳聚糖溶液质量分数 为0.3%-0.5%，并将调节pH 值至5-6。 优选的，所述步骤（5）中，注射溶器针头内径0.5mm；微胶囊填料过程中使用脉冲式 微量定量吹氮技术方法，在标准大气压下，混合液经注射器针头流出时被同方向的氮气将 液滴吹落，滴入氯化钙溶液中与钙离子交联进行成膜反应交联形成稳定凝胶；微胶囊干燥 过程使用恒温真空干燥机，干燥温度为30℃-40℃，干燥时间为20h-24h。 与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明提供了一种海藻酵素益生 菌微胶囊及其制备方法，微胶囊包括微胶囊壁、微胶囊芯材和芯材载体，所述微胶囊壁由海 藻酸钠、壳聚糖和氯化钙制备而成，所述微胶囊芯材由海藻酵素和益生菌制备而成，所述芯 材载体为玉米淀粉。本发明的制备工艺简化、产品纯度和溶解度较高，明显增强了海藻酵素 和益生菌对机体的生物学功效。本发明建立的将活化的益生菌菌种与海藻酵素粉混合，再 与玉米淀粉搅拌均匀，加入海藻酸钠溶液后制成混合液，滴入到壳聚糖-氯化钙溶液中进行 成膜反应，最后得到海藻酵素益生菌缓释微胶囊的技术方法，该制备方法简便迅速，成囊速 度快，工艺参数易于操作控制，可提高制备效率，增强芯材功效，且微囊化物质不容易在制 备过程中流失从而增加生产效益。 （1）海藻酸钠、壳聚糖、氯化钙作为微胶囊壁材，具有抗酸和肠溶性的特点和良好 的生物黏附特性，可有效阻隔消化酶和胃酸等对益生菌活菌数量和活性的影响，对益生菌 起到一定的保护效果，增强其对胃酸的耐受性，保证到达肠道的菌群活性，提高穿过胃部酸 性环境抵达肠道的海藻酵素和益生菌的比例，从而增强其生物学功效；同时微胶囊芯材与 外界环境隔离被封闭包埋在微胶囊壁内，可提高其在环境中的稳定性，易于储存和运输。 （2）将海藻酵素与益生菌混合作为微胶囊芯材包埋，海藻酵素穿过胃液的强酸环 境进入肠道后才被释放，使其含有的活性物质充分释放发挥功效，同时对于益生菌的活化 吸收也具有一定的促进作用。海藻酵素和益生菌相互促进共同作用肠道微生态环境，补充 有益菌的数量和丰度，调节肠道菌群紊乱，刺激机体免疫防御机制，有效发挥各自独特的药 理作用。 （3）玉米淀粉作为芯材载体，由于其具有结构紧密和不易酶解等特点，有利于芯材 成分海藻酵素和益生菌在肠道缓慢释放，延长它们在机体内的作用时间，增强对肠道微生 物屏障修复和保护的效果，同时对芯材的包埋率也有一定的提高作用。 （4）微胶囊填料过程中使用脉冲式微量定量吹氮技术，与金属离子钙交联形成稳 定胶球, 而不是传统的利用重力自动流入，更容易控制微胶囊大小与质量。同时此方法可 调节气流的速度和针头孔径，从而有效控制微囊的直径。 （5）本发明进行恒温干燥处理微胶囊，可延长海藻酵素和益生菌的贮存时间，避免 现有冷冻干燥致使菌体失活的缺点。
