用于包封益生菌的微粒,獲得所述微粒的方法及其用圖
【技術領域】
[0001] 本發明包含在食品、營養食品、化妝品和制藥技術領域。特別地，本發明涉及一種 微粒，該微粒包含由酪蛋白、殼聚糖和益生菌形成的基質，還涉及一種用于獲得所述微粒的 方法，及其用途。
【背景技術】
[0002] Μ?
[0003] -個健康成年人的腸道菌群是相對穩定的，并且包含多種有益菌群，主要由乳酸 桿菌和雙歧桿菌菌屬組成，這些有益菌群在人體健康中發揮著重要作用。有益的結腸微生 物群不平衡可能引起各種紊亂，例如胃腸道感染、便秘、腸道易激綜合癥、炎癥性腸病、過敏 癥、心臟病和結腸癌。世界衛生組織（WHO)已經指出有益微生物或益生菌在預防上述風險 上的治療和預防性潛力。
[0004] 益生菌被定義為一種活的微生物，當以足夠數量施用時可以為宿主提供有益的生 理學作用（P6r ez-Luy0, 2008)。從這種意義上講，它可以幫助宿主促進乳糖消化，預防腸道 感染，促進免疫調節，預防癌癥和心血管疾病。此外益生菌在預防齲齒方面的有益作用也正 在進行研究。
[0005] 益生菌的使用有四種基本方式：作為一種濃縮培養物被加到飲料中，比如果汁等； 以凍干細胞的劑型（例如粉劑、膠囊、片劑等）添加在益生元纖維和乳制品中，作為一種膳 食補充劑。
[0006] 益生菌已經廣泛應用于食品中，主要用于乳制品（酸奶、乳酪、冰淇淋、以牛奶為 基礎的甜點等）。此外還用于其他食品中，例如谷類食品、果汁、巧克力等等。
[0007] 然而，在這些產品加工和/或保存的過程中，益生菌的存活率是非常低的（De Vos 等，2010)，為了讓這些微生物產生上述有益的效果，它們必須是存活的并且在使用的時候 保持合適的濃度。減少這些微生物存活力的因素有幾個方面，例如，在食品加工/制備末期 的酸度，有效期產生的酸化或后酸化作用，被發酵代謝物抑制，缺少營養素，包裝滲透性，滲 透壓、貯存溫度，以及與其它微生物種屬的相互作用等。通常，在有效期產品越酸，雙歧桿菌 (Bifidobacteria)和乳酸桿菌（L. acidophilus)等益生菌的生存力就越低。
[0008] 提高益生菌生存力的策略包括選擇耐酸性菌株，增加益生微生物的起始濃度，或 者加入合適的益生元，該益生元在其有效期始終維持活性代謝作用，后-酸化水平低，和阻 止形成不必要的發酵代謝物。考慮到益生濃縮物通常在使用之前和在結合進食物和/或營 養食品之后，儲存較長的時間，發現一種在整段時間容許維持細菌生存能力的系統是極其 重要的，并因此延長所述產品的保存期限，如有可能，不需要使用特定溫度和濕度條件來避 免額外的經濟成本。
[0009] 當使用益生菌時考慮的一個相應的方面是益生菌要產生上述對于人體健康的有 益的效果，它們必須到達結腸時仍保持活性，因此它們需要克服上部胃腸道區域的障礙，即 胃中的酸度和消化酶，和小腸中的膽汁鹽。
[0010] 此外，在工業水平制備期間，益生菌暴露于各種的壓力因素，例如冷凍，干燥，暴露 于氧氣下，溫度，在培養基中的高濃度乳酸等。
[0011] 鑒于上述情況，現在包封活的益生菌作為用于維持它們在給定的所描述的不利的 環境條件下的活性的替代方案的可能性（Borgogna等，2010 ;Ding和Shah, 2008)，得到了 極大的關注。這些技術已經使用了幾年，雖然通過它們獲得的益處仍然可以改進。
[0012] 到現在為止，大部分的益生菌微囊法設計都是包含在三個大組中：擠壓成型，乳化 和噴霧干燥，可擴大規模到工業水平（Heidebach等，2011)。擠壓成型法是一種簡單且經濟 的方法，其不損害所述細菌，雖然它不是一種能夠容易地擴大規模的技術，這使得獲取大量 的產品變得困難。雖然在文獻中乳化是用于包封益生菌最常描述的技術，但它是一種較復 雜的技術，其需要使用表面活性劑和油相，因此它是無商業價值的，它可以影響它們結合在 其中的所述產品的感官特性和構造，且它不適于產生低脂食品。通過噴霧干燥（噴霧）的 方式的微囊法是一種簡單且經濟的方法，雖然由于微生物同時脫水和熱滅活處理導致細菌 死亡率高。
[0013] 通常，用于包封益生菌的大多數合適的微膠囊應該遵循下列要求（Heidebach 等，2011):
[0014] ?通過一種不犧牲細菌活性的簡單且經濟的方式來獲得
[0015] ?具有一種尺寸和特性，其適于防止改變它們結合在其中的食品的感官特性（具 有大于100 μ m的尺寸的顆粒可以被消費者注意）。
[0016] ?保護益生菌免受不利的環境條件（基質，加工，存儲等）的侵害
[0017] ?使益生菌穩定并且保護它們免于遭受源于上部胃腸道區域的壓力
[0018] ?釋放所述活菌進入腸道
[0019] 直到現在，也沒有開發出一種能滿足所有需求，至少滿足大多數相關的要求的制 劑。
[0020] -種用于包封益生菌的材料是酪蛋白，其是一種占全部乳蛋白大約80 %的結合蛋 白質。已經發展了單獨使用這種蛋白或與其它的聚合物結合，包括聚糖，來用于包封益生菌 (Heidebach 等，2009, Heidebach 等，2010,01iveira 等，2007)的相關研究，沒有犧牲細菌 活性條件下獲得了良好的包封效率結果。上述三篇文章中，前面兩篇是基于極其不能規模 化的乳化系統，其產生尺寸非常大的微膠囊（大于100 μ m)。另一方面，在三篇文章中，進行 的對酸性pH的耐受性的的研究明確顯示出，微膠囊保護所述細菌免受酸性破壞。然而，沒 有文件進行使用胃蛋白酶來復制實際胃的情況的研究，其比僅酸性的PH(所述酶可以降解 所述蛋白質及增加細菌對介質的暴露）更強烈。同樣地，在那些文章中進行的活性研究，在 存儲60 - 120天后觀察到（在不同情況下），隨著時間推移，在包封細菌的制劑和游離細菌 的制劑中細菌數目都有非常顯著的下降，在包封細菌的制劑中更低。
[0021] 植物乳桿菌（Lactobacillus plantarum)是一種最常使用的乳酸菌；這種細菌被 認為是一種GRAS (公認安全的）有機體，能夠健康的定居在人類胃腸道。現在許多植物乳 桿菌菌株作為益生菌進行銷售。然而，植物乳桿菌是一種對胃腸的介質情況很敏感的細菌， 可以保存非常短的時間，甚至在冷藏下，因為在僅幾天內它的數量就明顯的下降（Ayub and Brinques, 2011)〇
[0022] 近期已經公開兩篇文章涉及這些細菌的包封，用于在存儲和在通過胃腸屏障期間 保護細菌。在第一篇文章（Ayub和BrinqUes，2011)中，作者使用不同的制劑形式，所有都 基于海藻酸鹽和/或膠質和/或殼聚糖，用于包封這樣的細菌。然而，它們沒能改進胃腸耐 受性，雖然它們提高了在4°C存儲期間的活細胞數目，在研究的38天之后，活細胞數目仍然 明顯減少。在另一篇文章（Gbassi等，2009)中，在固定細菌在包衣有乳清蛋白的海藻酸鹽 基質之后，細菌的抵抗力顯著增加。然而，它不涉及微粒，而是肉眼可見的顆粒，其中的感官 特性可能相當不符合要求的，并且其需要冷凍干燥用于保存。
[0023] 另一個最常使用的乳酸菌是干酪乳桿菌（Lactobacillus casei)，已經廣泛報導 了它的促