[發(fā)明專利]乳清蛋白與還原性低聚糖美拉德產(chǎn)物作為微膠囊壁材及包埋益生菌的應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510010904.7
• 申請(qǐng)日: 2015-01-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104543611A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-04-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李曉東;朱永明;李東花;杜玲玲;曲佳琳;王春潮;馬賽榮;莊建鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): A23L1/00
• 分類號(hào): A23L1/00;A23L1/30;A23C9/123;A23C19/032;A23G9/36;A23K1/00
• 代理公司: 無(wú)
• 代理人: 無(wú)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微膠囊技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是蛋白與還原性低聚糖美拉德產(chǎn)物作為微膠囊壁材及包埋益生菌的應(yīng)用。

背景技術(shù)

益生菌被食品和農(nóng)業(yè)委員會(huì)(FAO)和世界健康組織(WHO)定義為在人體腸道內(nèi)達(dá)到一定數(shù)量能對(duì)人體有益的一類微生物。在人體消化道條件下如何保護(hù)益生菌保持活力達(dá)到指定位置發(fā)揮益生作用是食品工業(yè)要解決的問(wèn)題。所以研究如何保持高數(shù)量的益生菌傳遞并在目標(biāo)位置釋放以及釋放后定殖是主要要解決的問(wèn)題。

目前較多使用的方法是用微膠囊保護(hù)益生菌。常用的單一壁材有海藻酸鈉、殼聚糖、其他多糖(糊精、纖維素衍生物類、變性淀粉等)，蛋白類(明膠、酪蛋白酸鈉、乳清蛋白、大豆蛋白等)，或?qū)⑵浠旌鲜褂米鳛楸诓?，還有使用涂層包埋或多層包埋保護(hù)益生菌活力。

但目前所用的壁材以及包埋技術(shù)和方法雖然獲得了較高的包埋率和較好的保護(hù)，但有單一壁材保護(hù)能力差、混合壁材成本較高，操作復(fù)雜，定點(diǎn)釋放能力不強(qiáng)，釋放后益生菌營(yíng)養(yǎng)不足等缺點(diǎn)。所以發(fā)明一種成本低、包埋率較好、能保護(hù)益生菌活性且具定點(diǎn)釋放能力的壁材是需要解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)以上問(wèn)題，本發(fā)明提出將蛋白與還原性低聚糖美拉德產(chǎn)物作為微膠囊壁材包埋益生菌，保護(hù)其在胃酸、膽鹽等條件下活性并提高微膠囊定點(diǎn)釋放能力以及提供益生菌釋放后定殖所需營(yíng)養(yǎng)。

由于乳清蛋白具良好緩沖能力可以更好保護(hù)益生菌，另外非乳基壁材微膠囊在嬰兒配方等食品中應(yīng)用受限，所以本發(fā)明從蛋白中選擇乳清蛋白。低聚異麥芽糖是功能性低聚糖中一種,?可以增殖雙歧桿菌等起到益菌的作用。更重要的是低聚異麥芽糖分子末端有還原基團(tuán)，可與蛋白質(zhì)或氨基酸共熱發(fā)生美拉德反應(yīng)。由于低聚異麥芽糖還原端在糖鏈末端，將其接枝到蛋白鏈上，會(huì)增加蛋白的凝膠性、成膜性、乳化性、抗消化性等功能性質(zhì)，這種接枝產(chǎn)物特別適合作為微膠囊壁材包埋益生菌，由于乳化性較高，通過(guò)乳化法可獲得更圓滑的外觀形態(tài)，包埋效率更高。壁材抗胃蛋白酶消化能力可以更好地保護(hù)益生菌到達(dá)腸道，在腸道釋放后，壁材還可以補(bǔ)給益生菌定殖所需的營(yíng)養(yǎng)，避免由于不能定殖而排出體外造成益生菌浪費(fèi)。

本發(fā)明所使用的乳清蛋白是乳清濃縮蛋白WPC-80或乳清分離蛋白；低聚異麥芽糖為IMO900。

乳清蛋白與還原性低聚糖美拉德產(chǎn)物微膠囊壁材其特征在于：乳清蛋白與低聚異麥芽糖按照質(zhì)量比1:1-10:1配制成蛋白含量為8-12%溶液，調(diào)整pH為7.6-8.0，4℃冰箱過(guò)夜。85-90℃恒溫水浴加熱2-4小時(shí)，冷卻。即為壁材溶液。

作為優(yōu)選方案，所述美拉德反應(yīng)接枝產(chǎn)物益生菌微膠囊壁材，是由乳清蛋白與低聚異麥芽糖按照質(zhì)量比2:1-5:1配制成蛋白含量為10-12%溶液，調(diào)整pH為7.6-7.8，4℃冰箱過(guò)夜。85℃恒溫水浴加熱2-3小時(shí)，冷卻。

蛋白與還原性低聚糖美拉德產(chǎn)物微膠囊壁材，壁材原料為蛋白和益生元，具營(yíng)養(yǎng)特性和功能特性。蛋白與低聚異麥芽糖美拉德產(chǎn)物微膠囊壁材，具有安全性高，無(wú)毒副作用、乳化性好、成膜性好和經(jīng)濟(jì)實(shí)用等優(yōu)點(diǎn)，可替代常用的壁材應(yīng)用于包埋生物活性物質(zhì)，如生物活性肽、易氧化油脂等，可替換或部分替換現(xiàn)有壁材。該壁材特別適合包埋益生菌，因其具有抗氧化性且結(jié)構(gòu)致密能增強(qiáng)保護(hù)能力，在腸道酶和腸道微生物存在條件下定點(diǎn)釋放能力增強(qiáng)，釋放后壁材材料可為益生菌提供營(yíng)養(yǎng)。

本發(fā)明還提供兩種使用上述美拉德接枝產(chǎn)物壁材包埋益生菌的方法，如下：

1.乳化法制作益生菌微膠囊

（1）芯材菌懸液制備；

（2）壁材溶液與芯材混合，加入凝固劑；

（3）將加入凝固劑的混合溶液倒入混合乳液，恒溫磁力攪拌；

（4）高速冷凍離心機(jī)，離心洗滌。

所述步驟（1）中，益生菌活化，離心濃縮使益生菌總含量在10^9-11CFU/g,益生菌為具有益生作用的植物乳桿菌、鼠李糖乳桿菌、干酪乳桿菌中的一種或二種以上。

所述步驟（2）中，取壁材溶液與（1）中的懸浮菌液10:1-50:1混合，加入3.5g/L葡萄糖酸內(nèi)酯（GDL）和0.1M?CaCl²凝固劑，快速攪勻。

所述步驟（3）中，混合液加入植物油和Span-80或Tween-80中一種按照5:1-10:1混合，混合液和混合乳液比例為1:10-1：50，40℃磁力攪拌2h。

所述步驟（4）中，將（3）中攪拌2h后的溶液倒入離心管中，在4℃，1000g條件下，離心5?min，棄去上層油相，加入適量的生理鹽水震蕩，再次離心，重復(fù)3次。