[發(fā)明專利]植物乳桿菌固定化制劑

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201511034944.1
• 申請(qǐng)日: 2015-12-31
• 公開（公告）號(hào): CN105483007A
• 公開（公告）日: 2016-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李建樹;李政
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津天綠健科技有限公司
• 主分類號(hào): C12N1/04
• 分類號(hào): C12N1/04;C12R1/25
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于微生物菌劑領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

乳酸菌是對(duì)一類能利用可發(fā)酵糖類產(chǎn)生大量乳酸的細(xì)菌的通稱。在分類學(xué)上屬于 非正式、非規(guī)范的慣用名稱，但因?yàn)樗苋菀妆蝗藗兯斫夂徒邮芏鴱V泛引用。乳酸菌是正 常人體腸道中極為重要的生理菌群之一，它具有維持人體微生態(tài)平衡、促進(jìn)消化、防癌抗 癌、增強(qiáng)免疫力、抗衰老等作用，與機(jī)體健康息息相關(guān)。近年來,乳酸菌作為一種有益菌得到 了廣泛的研究和開發(fā)，目前已廣泛應(yīng)用于保健食品、醫(yī)藥和食品等行業(yè)中^[1]。但是乳酸菌較 難長期保存，因此，乳酸菌的保藏成了熱門的研究課題。利用真空冷凍干燥技術(shù)生產(chǎn)活菌制 劑是多種保藏方法中較為理想的一種^[2]。而制作菌粉的關(guān)鍵是保護(hù)劑種類及配比的選擇。 因此，選擇一種使用便捷的保藏形式，以及研究使菌種存活率高的保護(hù)劑配方有著積極意 義。

乳酸菌容易退化、失活，如何解決乳酸菌的保藏是生產(chǎn)中面臨的首要問題。目前， 日本把培養(yǎng)的乳酸菌制成懸浮液密封在包裝材料里(包裝材料可用合成樹脂薄膜制或用鋁 箔制)，其裝量可根據(jù)具體情況而定。封好的乳酸菌懸液，一定要保存在30℃以下，最好在0- 10℃保存。

乳酸菌的長期保藏方法，多采用冷凍干燥法或噴霧干燥法，將乳酸菌制成粉劑，用 以延長保存時(shí)間。冷凍干燥是將欲保藏的微生物細(xì)胞懸浮液凍結(jié)后，在真空條件下使冰升 華，最后達(dá)到干燥的目的。此方法主要是根據(jù)微生物生理、生化特點(diǎn)，干燥后使微生物的代 謝處于不活潑、生長繁殖受到抑制，達(dá)到休眠狀態(tài)，以保持菌株原有特性。而且用這種方法 生產(chǎn)的發(fā)酵劑與噴霧干燥法等其他方法生產(chǎn)的發(fā)酵劑相比具有更高的穩(wěn)定性、活性。

但真空冷凍干燥過程是使發(fā)酵液中的游離水在凍結(jié)狀態(tài)下失去的一個(gè)過程，冷凍 和干燥兩個(gè)過程會(huì)造成部分微生物細(xì)胞的損傷、死亡及某些酶蛋白分子的鈍化^[8]，如果凍 干工藝中保護(hù)劑選擇不當(dāng)，就會(huì)使乳酸菌的存活率下降。發(fā)酵液干燥前后乳酸菌的存活率 大小可直接體現(xiàn)不同保護(hù)劑對(duì)乳酸菌活力的影響。因此，凍干保護(hù)劑是制作干燥發(fā)酵劑最 為關(guān)鍵的因素之一，它不僅影響發(fā)酵劑在凍干過程中的細(xì)胞存活率，也影響保藏期間的細(xì) 胞穩(wěn)定性。

如今對(duì)于微生物菌粉保護(hù)劑的研究日益深入，駱承庠、劉振民等^[9]研究發(fā)現(xiàn)乳酸 菌經(jīng)過凍融處理后，致死率增加。引起致死損傷的主要因素是機(jī)械效應(yīng)、溶質(zhì)效應(yīng)和干燥效 應(yīng)。在冷凍保存菌種時(shí)加入保護(hù)劑或采取適宜的凍藏、凍干條件，可以減輕菌體的生理性或 致死性損傷。保護(hù)劑明顯提高菌體存活率的原因是由于:

①保護(hù)劑存在的氫鍵和/或離子基團(tuán)具有與細(xì)胞蛋白質(zhì)結(jié)合的能力，這種結(jié)合起 到穩(wěn)定細(xì)胞蛋白結(jié)構(gòu)的作用，從而保護(hù)菌體，避免損傷。不同保護(hù)劑結(jié)合能力不同，所形成 的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)緊密程度就不一樣。

②保護(hù)劑的持水性和形成的網(wǎng)絡(luò)，使得干燥過程中細(xì)胞的水分不至于急劇下降， 而使細(xì)胞蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)遭到破壞，菌體受損。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)越緊密，干劑殘存水分含量越高。

③網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)還使較多的菌體被包裹其中，從而減少菌體與氧氣接觸的機(jī)會(huì)，得到 較好的保護(hù)。而纖維結(jié)構(gòu)表面積大，包裹的菌相對(duì)較少，大量的菌體暴露于表面，受損嚴(yán)重。

保護(hù)劑可以改變生物樣品冷凍干燥時(shí)的物理、化學(xué)環(huán)境，進(jìn)而減輕或防止冷凍干 燥或復(fù)水對(duì)細(xì)胞的損害，盡可能保持原有的各種生理生化特性和生物活性。保護(hù)劑按作用 方式可分為能透入細(xì)胞的保護(hù)劑和不能透入細(xì)胞的保護(hù)劑2種，按分子大小分為低分子化 合物(如低聚糖類、醇類、緩沖鹽類、氨基酸和維生素類)^[10]和高分子化合物(如蛋白質(zhì)、多 肽和多糖類)^[11]。曹永梅^[12]等對(duì)大分子保護(hù)劑對(duì)乳酸菌的保護(hù)作用進(jìn)行了研究，他們認(rèn)為 以脫脂奶粉與蔗糖、甘油復(fù)配后的保護(hù)效果最佳。這是因?yàn)槿呔哂谢パa(bǔ)作用，脫脂奶粉主 要在細(xì)胞表面起保護(hù)層作用，甘油能滲透到細(xì)胞內(nèi)部。呂為群等^[13]提出作為低分子保護(hù)劑 應(yīng)具有較強(qiáng)親水性，結(jié)構(gòu)上應(yīng)具備3個(gè)以上氫鍵，對(duì)糖、醇而言應(yīng)有5個(gè)以上羥基，可與菌體 細(xì)胞膜的磷脂中的磷酸基團(tuán)或與菌體蛋白質(zhì)極性基團(tuán)形成氫鍵^[14]，從而保持菌體結(jié)構(gòu)與 功能的完整。而大分子保護(hù)劑主要是通過包裹菌體而起到保護(hù)作用，且能對(duì)低分子保護(hù)劑 有促進(jìn)作用^[11,14]，可兩者協(xié)同使用效果更佳。