[發明專利]核殼結構纖維素基益生菌微膠囊及其制備方法

在審

• 申請號: 201910036457.0
• 申請日: 2019-01-15
• 公開（公告）號: CN109528691A
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發明（設計）人: 黃鳳洪;湯虎;欒倩;張浩;鮑雨萍
• 申請（專利權）人: 中國農業科學院油料作物研究所
• 主分類號: A61K9/62
• 分類號: A61K9/62;A61K47/38;A61K47/36;A61K35/741;A61K35/747;A61K35/744;A61P1/00;A61P3/04;A61P3/10
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 張秋燕

本發明公開了一種核殼結構纖維素基益生菌微膠囊。該微膠囊由纖維素納米纖維與益生菌的混合物在Ca²⁺交聯作用下制備成內核，再以水溶性殼聚糖和海藻酸鈉為涂層，利用層層自組裝技術制備得到核殼結構纖維素基益生菌微膠囊。本發明制備得到的微膠囊的平均粒徑為2~5mm，呈現出明顯的核殼結構，且益生菌主要分布在微膠囊內核中，實現益生菌的可控量負載，且具有良好的pH響應性能與益生菌緩釋性能，實現對益生菌的有效保護與腸道靶向釋放。

技術領域

本發明涉及高分子材料領域，具有涉及核殼結構纖維素基益生菌微膠囊及其制備方法。

背景技術

益生菌能有效調節腸道微生物菌群并對人類的各種疾病如炎癥性腸病、肥胖、糖尿病等有顯著療效，其作為健康改良劑的應用逐漸增加。而周圍環境如加工、儲藏、人體消化道等嚴重影響益生菌活性，導致益生菌到達腸道的活菌數大大減少。微膠囊技術保護益生菌是目前國內外研究的熱點，且被認為是最為高效和經濟的保護益生菌活性的方法之一，它可以降低外界環境對益生菌細胞的損傷，使益生菌在加工、保存及穿過胃腸道時得到保護，提高存活率。

微膠囊技術一般是指將固體、氣體、液體等微小物質，利用天然或合成的高分子材料進行涂層，通常將微膠囊外部的包埋材料稱為“壁材”，把包裹在微膠囊內部的物質稱作“芯材”。目前，常用的益生菌微膠囊壁材有凝膠多糖(淀粉、海藻酸鹽、果膠、卡拉膠、殼聚糖等)、蛋白質(大豆蛋白、乳清蛋白、明膠等)、脂類和脂肪(植物油、石蠟等)。但有研究表明，單一的海藻酸鈉作為壁材對益生菌的保護作用不明顯，而殼聚糖對益生菌有一定的抑菌作用，用單一的殼聚糖包埋益生菌并不能顯著提高益生菌的活性。

纖維素是自然界中分布最廣、含量最多、可再生的環境友好型天然高分子化合物。目前，纖維素廣泛應用于造紙、紡織、食品等領域。但是纖維素不溶于普通溶劑且表面基團單一，限制了其作為pH響應性益生菌包埋材料的應用。目前，海藻酸鈉、淀粉、蛋白質等是常見的益生菌包埋材料，但是這幾種壁材在益生菌包埋上有存在一定的不足，如海藻酸鈉的不穩定性極大的限制了它的應用。因此，挖掘新型益生菌遞送材料，利用微膠囊技術將足量益生菌遞送至腸道已經成為研究熱點。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術存在的不足而提供一種核殼結構纖維素基益生菌微膠囊及其制備方法，益生菌主要分布在微膠囊內核中，實現益生菌的可控量負載，且具有良好的益生菌緩釋性能，實現對益生菌的有效保護與腸道靶向釋放。

本方案為解決上述所提出的問題所采用的技術方案為：

核殼結構纖維素基益生菌微膠囊，該微膠囊內核由纖維素納米纖維(CNF)與益生菌混合物在Ca²⁺交聯作用下制備而成，再以水溶性殼聚糖和海藻酸鈉為涂層，利用層層自組裝技術制備得到核殼結構纖維素納米纖維/殼聚糖/海藻酸鈉益生菌微膠囊，即為核殼結構纖維素基益生菌微膠囊。

按上述方案，所述核殼結構纖維素基微膠囊的平均粒徑為2～5mm。

按上述方案，所述水溶性殼聚糖的脫乙酰度大于85％。

按上述方案，纖維素納米纖維是纖維素通過TEMPO(2,2,6,6-四甲基哌啶-氮-氧化物)媒介氧化體系制備得到表面富含羧基的納米纖維素，表面羧基含量為0.1～1.6mmol/g。其中，所述纖維素的α-纖維素含量為70～90％。

本發明同時提供一種上述核殼結構纖維素基益生菌微膠囊的制備方法，主要步驟如下：

1)纖維素納米纖維溶液與益生菌菌泥共混制備成共混溶液；

2)將步驟1)所得共混溶液滴加到CaCl₂溶液中進行交聯，得到負載益生菌的纖維素納米纖維內核；

3)將步驟2)所得負載益生菌的纖維素納米纖維內核浸泡于水溶性殼聚糖溶液中進行涂覆，得到外層包覆殼聚糖的纖維素基益生菌微膠囊；