乳酸杆菌微胶囊制备及其耐热性能的研究

摘要

乳酸杆菌是一种无芽孢的革兰氏阳性菌,是人与动物肠道内重要的生理菌群之一,乳酸杆菌具有抵抗病原菌定植、维持肠道菌群平衡、控制炎症反应、增强先天免疫、降低血清胆固醇等生理功能.乳酸杆菌作为饲料添加剂,能提高动物的生产性能,免疫功能与肠道黏膜形态.　　本试验旨在研究鼠李糖乳酸杆菌(Lactobacillus rhamnosusGG,LGG)微胶囊化包被技术提其耐高温特性.选择海藻酸钠和壳聚糖,通过双层包埋并经挤压法制作LGG微胶囊,研究海藻酸钠浓度(0.5%、1%、2%)、LGG菌液与海藻酸钠比例(1∶0.5、1∶1、1∶2、1∶4)、壳聚糖溶液pH值(pH4.0、pH 5.0、pH 6.0)、壳聚糖浓度(0.5%、1%、2%)和 CaCl2浓度(0.5%、1%、2%)等五个包被条件因素对LGG微胶囊的耐热性能影响.具体步骤:以生理盐水悬浮菌液作为包埋菌液,菌液与海藻酸钠溶液按比例混合均匀,将混合溶液加入CaCl2溶液中固化,搅拌、充分凝固,加入壳聚糖溶液并搅拌,制成双层LGG微胶囊.以柠檬酸钠和碳酸氢钠混合溶液作为微胶囊释放剂.以游离LGG照组,在80℃高温下加热15min,检测微胶囊化LGG的存活率.结果显示:1)壳聚糖的pH值为pH4.0与pH6.0制备的微胶囊耐热性显著高于 pH5.0组(P<0.05).2)LGG菌液与海藻酸钠溶液体积比为 1∶0.5 制得的微胶囊耐热性最佳,显著高于其它比例(P<0.05).3)海藻酸钠浓度为2%的条件下,制得的微胶囊耐热性显著高于其它组(P<0.05).4)不同的壳聚糖浓度(0.5%、1%、2%)的条件下,0.5%浓度的壳聚糖制得的微胶囊的耐热性最差(P<0.05),2%的壳聚糖浓度较1%耐热性能较好(P>0.05).5)CaCl2浓度为 1%或 2%时,制得的微胶囊耐热性显著高于浓度为0.5%组(P<0.05).基于单因素试验结合包被材料的使用效率综合分析,LGG/海藻酸钠/壳聚糖微胶囊的最优微囊化条件为:海藻酸钠浓度2%、LGG菌液与海藻酸钠溶液比例1∶0.5、壳聚糖浓度2%、壳聚糖pH 4.0、CaCl2浓度1%,通过微胶囊显著提高了LGG的耐热性.　　在正交试验中考察LGG/海藻酸钠/壳聚糖微胶囊的耐热性能中,对CS pH值、VLGG∶VSA比例、SA浓度、CS浓度和CaCl2浓度5个因素进行正交考察,进行5因素3水平的正交试验,以LGG微胶囊的耐热性能为主,微胶囊粒径为辅,作为考察微胶囊质量的考察指标,选用L18(35)正交方案,确定正交试验中选择的最优方案为CS的pH为5.0,VLGG∶VSA为1∶0.5,SA的浓度为2%,CS 的浓度为1%, CaCl2的浓度为2%.选取包括最优方案在内的三种LGG微胶囊制作方案制备微胶囊,在三组耐热性结果中,最优组、第5组与第13组的LGG微胶囊测得的耐热存活率分别为72.8%±5.6%、71.9%±8.8%、69.1%±3.2%(Mean±SD),且三者的耐热存活率互相之间没有显著性差(P>0.05).证明通过正交后的LGG微胶囊对乳酸杆菌的保护更佳.　　在不同干燥方法处理微胶囊的试验中,40℃温度条件下干燥微胶囊对囊内乳酸杆菌具有较好的耐热保护能力.　　与其他微胶囊产品的热处理试验相比,本研究制备LGG/海藻酸钠/壳聚糖具有处理温度高,处理时间长的特点,且微胶囊耐热效果良好,为乳酸杆菌 LGG的饲料化提供理论基础.

目录

声明

1文献综述

1.1益生菌的简介

1.2目前提高益生菌抗逆性的方法

1.3微囊化的定义与作用

1.4益生菌微囊化的壁材

1.4.1蛋白类

1.4.2多糖类

1.4.3改性淀粉

1.4.4 纳米材料

1.5益生菌微囊化包被的方法

1.5.1挤压法

1.5.2喷雾干燥法

1.5.3冷冻干燥法

1.5.4乳化法

1.5.5复凝聚法

1.6微胶囊化对益生菌抗逆特性的作用效果

1.6.1耐酸性能

1.6.2耐高温性

1.6.3耐湿性能

1.6.4储存性能

1.6.5其他因子

1.7国内饲用益生菌微囊化的应用

1.8本试验的目的、意义和研究内容

2鼠李糖乳酸杆菌微胶囊条件优化及其耐热特性

2.1材料与方法

2.1.1试剂与仪器

2.1.2菌株与培养基

2.1.3鼠李糖乳酸杆菌LGG的菌液制备

2.1.4鼠李糖乳酸杆菌LGG的耐热性检测

2.1.5 LGG/海藻酸钠微胶囊的制备

2.1.6 LGG/海藻酸钠/壳聚糖微胶囊的制备

2.1.7 LGG/海藻酸钠/壳聚糖微胶囊的干燥

2.1.8 LGG/海藻酸钠/壳聚糖微胶囊中乳酸杆菌的释放

2.1.8 LGG/海藻酸钠/壳聚糖微胶囊耐热性能的测定

2.1.9 LGG/海藻酸钠/壳聚糖微胶囊耐热性能的单因素考察

2.2结果和分析

2.2.1鼠李糖乳酸杆菌LGG的耐热性能

2.2.2鼠李糖乳酸杆菌LGG微胶囊的耐热性能

2.3讨论

2.4小结

3 正交试验优选鼠李糖乳酸杆菌微胶囊包被条件

3.1材料与方法

3.1.1试剂与仪器

3.1.2菌株与培养基

3.1.3正交试验设计

3.1.4最优条件下LGG微胶囊耐热性能检测

3.2结果和分析

3.2.1考察LGG/海藻酸钠/壳聚糖微胶囊粒径的极差分析

3.2.2考察LGG/海藻酸钠/壳聚糖微胶囊耐热性能的极差分析

3.2.3最优条件下LGG微胶囊耐热性能检测

3.3讨论

3.4小结

4 不同干燥方法对鼠李糖乳酸杆菌微胶囊的耐热性影响

4.1材料与方法

4.1.1试剂与仪器

4.1.2菌株与培养基

4.1.3 LGG/海藻酸钠/壳聚糖微胶囊的制备

4.1.4不同方法干燥LGG/海藻酸钠/壳聚糖微胶囊

4.1.5 LGG/海藻酸钠/壳聚糖微胶囊耐热性能的测定

4.2结果和分析

4.2.1 不同干燥方法对微胶囊耐热性能的影响

4.3 讨论

4.4 小结

5 总结、创新点和后续研究展望

5.1总结

5.2创新点

5.3研究展望

参考文献

缩略词表

作者简介

致谢