噴霧干燥法制備的菌體干燥物的制作方法

專利名稱：噴霧干燥法制備的菌體干燥物的制作方法
技術領域：
本發明涉及采用噴霧干燥法制備菌體干燥物的方法，由此方法獲得的菌體干燥物，以及包含上述菌體干燥物的組合物，如藥物制劑或食品等。
背景技術：
冷凍干燥法或真空冷凍干燥法是制藥和食品制備領域中廣泛采用的干燥方法。冷凍干燥法是利用液態氮或在-20℃至-160℃的低溫下進行的；真空冷凍干燥法是在50-400hPa的壓力下、在或低于35℃的溫度條件下進行的。
然而，當采用冷凍干燥法或真空冷凍干燥法對乳酸菌、酵母等微生物菌體或含有上述微生物菌體的藥物、食品等組合物進行干燥時，微生物菌體往往會在干燥過程中產生死亡或受到破壞。這是因為，冷凍干燥或真空冷凍干燥需要很長的時間才能達到結冰溫度，因此，在此過程中或在冷凍處理過程中微生物菌體會被其自身產生的代謝產物所破壞。尤其是在進行真空冷凍干燥過程中，由于干燥速度很慢，如果要完全分離藥物或食品中的水分，則干燥時間會變得更長，從而導致上述問題更加突出。
此外，冷凍干燥法或真空冷凍干燥法需要大規模的設備，因此在設備上的投資也將會很大。
同時，當采用冷凍干燥法或真空冷凍干燥法時，由于很難采用連續的制備步驟，因此制備方法顯得麻煩費力。而且，在冷凍干燥或真空冷凍干燥處理后，研磨和均質化等必需的附加步驟又使制備過程變得更加繁瑣，由此也帶來了微生物菌體死亡的問題。
上文已經指出了冷凍干燥或真空冷凍干燥法存在的主要問題。
另一方面，除冷凍干燥法或真空冷凍干燥法之外，噴霧干燥法也是一種眾所周知的干燥方法。噴霧干燥法是利用微粒化裝置將溶液制成小液滴，然后小液滴再與相對高溫的干燥風接觸，從而將水分蒸發的一種干燥方法。
然而，傳統的噴霧干燥法由于干燥風的溫度很高，導致微生物菌體的死亡率也同時升高，因此它也不適于對含有活體微生物菌體的藥物或食品進行干燥。當通過降低干燥風的溫度來解決上述問題時，卻同時降低了菌體干燥物的產量和穩定性，同樣不能制備出充分干燥的菌體干燥物。

發明內容
本發明的一個目的是提供一種制備菌體干燥物的方法，它可應用于制備菌體干燥物或包含上述菌體干燥物的藥物或食品等組合物，同時該方法能夠盡可能抑制菌體干燥物死亡或受到破壞，進而保持較高的存活率。
本發明的另一個目的是提供一種其大小為幾微米的菌體干燥物，該產品每單位重量內包含的菌體數目多，從而易于制藥或制備食品。
本發明還有一個目的是提供一種制備菌體干燥物的方法，該方法的制備步驟大大簡化，同時還提供了一種用于上述制備方法的設備。
本發明的發明人為了達到上述目的進行了廣泛的調查研究，發現當對大小為幾微米的噴霧液滴進行干燥風干燥時，傳統噴霧干燥法中存在的問題就得到了很好的解決。
傳統的噴霧干燥設備噴出的液滴大約為10-40微米。當它們噴出的液滴盡可能小到接近幾微米時，每單位重量的液滴與干燥風接觸的表面積就會增大，干燥風處理的效率也會提高。因此，當采用與傳統噴霧干燥法相同的干燥風溫度對噴霧液滴進行干燥時，干燥微生物菌體液所需的時間就會縮短，同時也盡可能地抑制了菌體干燥物的死亡或破壞作用。此外，即使干燥風的溫度低于傳統干燥法，也同樣能夠達到充分干燥的效果，并且不會降低干燥產品的產量和穩定性。同時，由于降低了干燥風的溫度，則有效抑制了由于干燥風溫度過高而產生的菌體干燥物死亡或破壞作用。
本發明的發明人還進一步發現，通過采用干燥風對大小為幾微米的液滴進行噴霧干燥時，所產生的菌體干燥物都具有較小的顆粒尺寸，并且所包含的顆粒大小通常都為幾微米。小顆粒菌體干燥物所具有的優點是在壓縮成形等過程中施加于菌體的壓力非常小，因此很難產生靜電作用，從而便于制成片劑等劑型的藥物或食品制品。
因此，本發明涉及(1)、一種大小為幾微米的菌體干燥物；(2)、如(1)所述的菌體干燥物，其活菌數為1.0×105至1.0×1012CFU/g；(3)、一種菌體干燥物，其活菌數為1.0×1011至2.0×1012CFU/g；(4)、如(1)-(3)所述的菌體干燥物，其中菌體可以是雙歧桿菌，乳酸桿菌，乳酸球菌，造孢乳酸菌，糖化菌，酵母，曲霉，放線菌，枯草桿菌，地衣芽孢桿菌，丁酸菌，乙酸菌或氨基酸發酵菌；(5)、一種菌體干燥物，其特征在于如(1)-(4)所述的菌體干燥物經過進一步的包衣或包膜處理；(6)、制備如(1)-(5)所述菌體干燥物的方法，其特征在于通過干燥風對大小為幾微米的噴霧液滴進行干燥；(7)、如(6)所述的制備菌體干燥物的方法，其中大小為幾微米的噴霧液滴是通過四通道噴嘴形成的；(8)、如(6)或(7)所述的制備菌體干燥物的方法，其中干燥室入口處的干燥風溫度為5-150℃；(9)、制備如(5)所述的菌體干燥物的方法，其特征在于一種液體包衣劑或包膜劑與微生物菌體液一起噴出形成噴霧液滴，并且上述噴霧液滴經過干燥風干燥；(10)、如(9)所述的制備菌體干燥物的的方法，其中菌體液由具有兩個液體通道和兩個氣體通道的四通道噴嘴中的一個液體通道供入，包衣劑或包膜劑由另一個液體通道供入，壓縮氣體由兩個氣體通道送入，并且最終獲得的噴霧液滴經過干燥風干燥；(11)、一種制備菌體干燥物組合物的方法，其特征在于通過粉狀物和粘結劑使流體層形成顆粒的過程與通過噴霧干燥獲得大小為幾微米的菌體干燥物的干燥過程在同一個容器內完成；(12)、一種設備，其特征在于通過粉狀物和粘結劑使流體層形成顆粒的過程與通過噴霧干燥獲得大小為幾微米的菌體干燥物的干燥過程在同一個容器內完成；(13)、一種菌體干燥物組合物，其特征在于顆粒大小為幾微米的菌體干燥物附著在由粉狀物和粘結劑構成的顆粒上；(14)、含有(1)-(5)所述的菌體干燥物或(13)所述的菌體干燥物組合物的藥物或食品；(15)、含有菌體的大小為幾微米的液滴；本發明進一步涉及(1)、大小為幾微米的菌體干燥物，它是由大小為幾微米的噴霧液滴通過干燥風干燥獲得的；(2)、如(1)所述的菌體干燥物，其中大小為幾微米的噴霧液滴是通過四通道噴嘴形成的；(3)、如(1)或(2)所述的菌體干燥物，其中干燥室入口處的干燥風溫度為5-150℃；(4)、如(1)-(3)所述的菌體干燥物，并且經過進一步的包衣或包膜處理；(5)、如(1)-(4)所述的菌體干燥物，其中包衣劑或包膜劑與菌體液同時噴出形成噴霧液滴；(6)、如(1)-(5)所述的菌體干燥物，其中菌體液由具有兩個液體通道和兩個氣體通道的四通道噴嘴中的一個液體通道供入，包衣劑或包膜劑由另一個液體通道供入，壓縮氣體由兩個氣體通道送入，并且最終獲得的噴出液滴經過干燥風干燥；(7)、如(1)-(6)所述的菌體干燥物，其中菌體可以是雙歧桿菌，乳酸桿菌，乳酸球菌，造孢乳酸菌，糖化菌，酵母，曲霉，放線菌，枯草桿菌，地衣芽孢桿菌，丁酸菌，乙酸菌或氨基酸發酵菌；(8)、如(1)-(7)所述的菌體干燥物，其中活菌數為1.0×1011至2.0×1012CFU/g；(9)、含有(1)-(8)所述的菌體干燥物的藥物或食品；附圖簡要說明

圖1、具有四通道噴嘴結構的噴霧干燥裝置，其噴嘴邊緣的內部結構；圖2、具有四通道噴嘴結構的噴霧干燥裝置的大致草圖；圖3、經過腸溶性包衣處理的菌體干燥物在耐酸性檢測中活菌數的變化情況；圖4、本發明中使用的一種容器的大致草圖，在該容器中通過粉狀物和粘結劑使流體層形成顆粒的過程與通過噴霧干燥獲得大小為幾微米的菌體干燥物的過程同時完成；對附圖標記的說明1、2 提供壓縮氣體的氣體通道3、4 提供待干燥溶液的液體通道5 流體流動面6 碰撞焦點7 噴霧液滴
21菌體液，包衣劑或包膜劑22液體通道23氣體通道24壓縮氣體入口25干燥風入口26入口溫度計27微粒化裝置28四通道噴嘴29出口溫度計30干燥室內壓力計31干燥室32菌體干燥物出口33整流器41裝置主體42流體床43過濾器44菌體液45粘結劑46菌體液噴霧用噴嘴47粘結劑噴霧用噴嘴48粉狀物49流動氣體本發明的最佳實施方案本發明所說的菌體干燥物通常是指含有菌體干燥物的干燥菌體或其聚合體。
根據本發明所限定的菌體干燥物，或包含上述菌體干燥物的藥物或食品等組合物，其中只要顆粒大小為幾微米的菌體干燥物都落入本發明的保護范圍之內。因此，即使是由上述菌體干燥物組成的顆粒大小為幾微米的菌體干燥物組合物以及顆粒大小不小于幾微米的菌體干燥物，例如平均顆粒大小為幾微米的菌體干燥物等，也都屬于本發明的保護范圍之內。
本發明所述的“幾微米”是指小數點后第一位數字經四舍五入后其數值在1-10微米范圍內。
本發明對菌體種類沒有進行特殊的限定，可以是雙歧桿菌，如雙歧雙歧桿菌(Bifidobacterium bifidum)，長雙歧桿菌(B.longum)，短雙歧桿菌(B.breve)，青春雙歧桿菌(B.adrecentis)，嬰兒雙歧桿菌(B.infantis)，假長雙歧桿菌(B.pseudolongum)，嗜熱雙歧桿菌(B.thermophilum)等；乳桿菌，如嗜酸乳桿菌(Lactobacillus acidophilus)，干酪乳桿菌(L.casei)，加氏乳桿菌(L.gasseri)，植物乳桿菌(L.plantalum)，德氏乳桿菌保加利亞亞種(L.delbrueckii subsp.bulgaricus)，德氏乳桿菌乳亞種(L.delbrueckii subsp.Lactis)等；乳酸球菌，如腸膜明串珠菌(Leuconostoc mecenteroides)，糞鏈球菌(Streptococcus(Enterococcus)faecalis)，屎鏈球菌(Streptococcus(Enterococcus)faecium)，小腸腸球菌(Streptococcus(Enterococcus)hirae)，乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)，嗜熱鏈球菌(Streptococcus thermophilus)等；造孢乳酸菌，如凝結芽孢桿菌(Bacillus coagulans)等；糖化菌，如枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)，腸膜芽孢桿菌(Bacillus mensentericus)，Bacillus polyfermenticus等；酵母，如釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)，假絲酵母(Candida)等；曲霉，如米曲霉(Aspergillus oryzae)，黑曲霉(Asp.Nigar)，醬油曲霉(Asp.sojae)等；放線菌，如鏈霉菌(Streptomyces)等；丁酸菌，如Bacillus toyoi，地衣芽孢桿菌(B.licheniformis)，丁酸梭菌(Cloatrdium butyricum)等；乙酸菌，如醋桿菌(Acetobacter)等；氨基酸發酵菌，如棒桿菌(Corynebacterim)等，以及其他有用微生物。
上述菌體可以在已知的培養條件或與之類似的條件下進行培養。以乳酸菌為例，可以在含有葡萄糖、酵母提取液、蛋白胨等成分的液體培養基中培養上述一種或多種乳酸菌，通常為25-45℃培養4-24小時，然后從培養液中收集菌體并進行洗滌，從而獲得濕菌體。
本發明采用的菌體可以是上述菌體的處理產物，如采用適當的溶劑對菌體進行抽提等處理。其中采用熱水對酵母菌體進行抽提所獲得的酵母抽提物就是一個具體的實例。
按照本發明所述制備菌體干燥物的方法，首先是將上述菌體用溶劑溶解以制備菌液。雖然可以普遍采用本領域公知的溶劑，但以水的效果最佳。如果需要，可以加入乙醇或其類似物。當加入乙醇或其類似物后，乙醇或其類似物將先行蒸發而后水分再行蒸發，從而可以進行逐步干燥。
菌體液可以是懸浮液。關于溶劑，盡管優選使用水、或將乙醇或其類似物加入水中所獲得的水溶液，但上述所有本領域公知的溶劑都可以使用。在制備懸浮液時可以使用藻酸鈉或甲基纖維素等本領域公知的懸浮劑。
可以向上述菌體液中添加保護劑。
保護劑可以是本領域常用的，例如維生素，如抗壞血酸等維生素類；谷氨酸鹽、谷氨酸、L-半胱氨酸、甘氨酸、苯丙氨酸、絲氨酸或蘇氨酸等氨基酸類；葡萄糖、果糖、蔗糖、麥芽糖、甘露醇或麥芽糖醇等糖類或糖醇；寡聚糖、環式糊精或糊精等多糖類；從油菜籽、大豆、花生等獲得的高級脂肪酸等脂肪類；從牛奶或大豆中獲得的蛋白，以及多肽等分解蛋白；硫酸鎂等無機鹽；以及脂肪酸糖酯、蘋果酸、核酸、酵母提取物、脫脂乳、蛋白胨、白明膠和丹寧酸等其它保護劑。
上述一種物質單獨使用或兩種及兩種以上的物質聯合使用均可作為保護劑。另外，保護劑的加入量優選為菌體濕重的0.1-5.0倍，或進一步優選為0.5-3.0倍。
本領域常用的添加劑，例如賦形劑、粘結劑、分散劑及抗靜電劑等可以以常用的組成比例進一步添加到上述菌體液中。
賦形劑可以為乳糖、砂糖、和玉米淀粉等糖類；甘露醇等糖醇；天然纖維素、結晶纖維素等纖維素類，以及羥基纖維素等纖維素衍生物。結晶纖維素可以為白色粉末狀的非水溶性纖維素，它是對天然纖維素進行酸處理等作用后獲得的精細網狀分子結構。同時也可以是結晶纖維素和縮甲醚纖維素或縮甲醚纖維素鈉的混合物。
粘結劑可以是羥丙基纖維素、羥丙甲基纖維素、甲基纖維素、糊精和α-淀粉。
分散劑可以是縮甲醚纖維素鈣、縮甲醚纖維素交聯物(AcDiSol)、縮甲醚纖維素鈉等，聚乙烯吡咯烷酮交聯物等(Plasdone)，玉米淀粉以及低取代羥丙基纖維素。
抗靜電劑可以是硅酸鹽、云母、及氧相二氧化硅。
可以按照本發明所述的制備菌體干燥物的方法對上述菌體液進行噴霧干燥。其中噴霧干燥采用的裝置最好能夠配備有產生幾微米的噴霧液滴的微粒化設備。這是因為，當制備的噴霧液滴顆粒非常小時，每單位重量噴霧液滴的表面積相對增大，與干燥風的接觸效率也相應提高，從而盡可能地抑制了干燥風熱量對菌體所造成的死亡和破壞作用。
本發明所述的“其大小為幾微米的噴霧液滴”是指小數點后第一位數字經四舍五入后其數值在1-10微米范圍內的噴霧液滴。
一個噴霧干燥裝置的詳細實施例是利用旋轉式噴霧機(旋轉式噴霧塔)、壓縮噴嘴或壓縮氣體制備微小顆粒的兩通道或四通道噴嘴。
上述兩種噴霧干燥裝置均可在本發明中使用，但為了產生微小的噴霧顆粒，優選四通道噴嘴，此噴霧干燥裝置本身已為本領域所公知。
具有四通道噴嘴的噴霧干燥裝置其四通道噴嘴的結構為一個氣體通道和一個液體通道組成一個系統，因此四通道以兩個系統的形式對稱地安裝在噴嘴的邊緣，同時流體的流動表面也安裝在噴嘴的邊緣。
四通道噴嘴結構的實施例參照圖1進行更詳細的說明。四通道噴嘴的噴嘴口處，在從氣體通道1或2吹出的高速氣流的作用下，從液體通道3或4送出的菌體液噴流而出在流體的流動表面5處延展成一薄層，此薄層液體在噴嘴口前緣碰撞焦點6產生的沖擊波作用下形成微小的顆粒，從而形成大小為幾微米的噴霧液滴7。
如上所述，優選的四通道噴嘴位于外部混合系統中，其中壓縮氣體和液體從兩邊向著噴嘴邊緣前端的碰撞焦點處匯聚于一點。因此，在這樣的系統中，噴嘴不會發生阻塞，從而可以進行長時間的噴霧干燥。
壓縮氣體可以是空氣、二氧化碳氣、氮氣、氬氣及其它惰性氣體。特別是當進行噴霧干燥的物質易于氧化時，最好使用氮氣或氬氣等惰性氣體。
壓縮氣體的壓力約為1-15千克重/cm2，最好為3-8千克重/cm2。
噴嘴中氣體流量為，每1mm噴嘴邊緣的氣體通過量為1-100升/分鐘，優選5-50升/分鐘，更優選10-20升/分鐘。
圖2給出了具有四通道噴嘴的噴霧干燥裝置的具體實施例。按照圖2的模式，如上文針對圖1所述，菌體液21從四通道噴嘴28噴出。在干燥室31內，所述干燥液滴與流經整流裝置33并從干燥風入口25處送入的干燥風相接觸，從而完成水分蒸發，獲得菌體干燥物。
干燥室入口處干燥風的溫度(此后簡稱“入口溫度”)約為2-400℃，優選5-250℃，或更優選5-150℃。即使入口溫度高達200-400℃，由于進行水分蒸發，被干燥物本身的溫度也不是很高，而且，由于縮短了被干燥物在干燥室中的停留時間，從而盡可能地避免了對活菌體造成的死亡和破壞作用。
干燥室出口處干燥風的溫度(此后稱為“出口溫度”)約為0-120℃，優選5-90℃，更優選5-70℃。
圖2所示的噴霧干燥裝置，其入口溫度是通過入口溫度計(26)測得的，出口溫度是通過出口溫度計(29)測得的。
干燥室可以抽成真空，真空有利于提高干燥效率，縮短干燥時間。雖然抽成真空后干燥室內的壓力隨噴霧液滴顆粒的大小和其它一些不確定的因素而變化，但是，干燥室通常都制成低真空區，更確切地說，壓力為1.0×103至7.0×103Pa。
本發明使用的具有四通道噴嘴的噴霧干燥裝置含有上述兩個液體通道，因此當兩種不同的菌體液或一種菌體液與另一種溶液或懸浮液從不同的液體通道同時噴出時，就可以制備由它們混合而成的菌體干燥物。例如，當兩種不同的菌體液同時噴出時，就可以制備含有上述兩種菌體的菌體干燥物。當一種菌體液和一種可食用組合物同時噴出時，就可以制備含有上述菌體和可食用組合物的菌體干燥產物。
可用于本發明的可食用組合物可以為牛奶、肉類、魚、水果或蔬菜等液體組成物，也可以是兩種或兩種以上組合物的混合物。
噴霧干燥時，為了不喪失流動性，上述可食用組合物都要保留一定含量的水分，優選方案為將水分濃縮至小于噴霧干燥前的重量的70％。
上述水果或蔬菜的液體組成物可以是溶液或懸浮液，它們可以由經過加熱或未經過加熱處理的種子、根、塊莖、莖、葉、花或果實等精細研磨產物溶解或懸浮在適當的熔劑中制備而來的。
優選的水果或蔬菜為韭菜、威爾士洋蔥、蘆筍、茴香、甘藍等的葉子；大黃及椰菜等的莖；可可豆、豌豆、大豆或谷類的種子；胡蘿卜、洋蔥、hatsukadaikon(一種日本蘿卜)、芹菜、甜菜等的根；甜瓜、馬鈴薯等的塊莖；番茄、小胡瓜、茄子、香蕉、蘋果、杏、甜瓜、西瓜、梨、李子、桃子、櫻桃、獼猴桃、鼠李科漿果、歐楂果、布拉斯李樹等的果實，以及蘑菇等。
牛奶、肉類、魚等液體組成物可以為牛奶、蛋、肉類、魚等精細研磨產物經加熱或不經加熱處理后，溶解或懸浮于適當的熔劑形成的溶液或懸浮液；或者從中得到的蛋白或其水解蛋白等。
在具有四通道噴嘴的噴霧干燥裝置中，菌體液從兩個液體通道之一噴出，而液體包衣劑或包膜劑從另一液體通道噴出，這樣就完成了菌體的包衣或包膜作用，從而制備出本發明所述的包衣或包膜的菌體干燥物。
菌體包衣的目的是調整其分解時間或通過調整使之在腸道等特定器官中發揮作用。同時也可以改善外觀、提高品質。此外，對于含有兩種或多種相互接觸即可發生變性作用的成分的藥物或食品而言，將其中一種或兩種成分進行包衣就會抑制這種變性作用的發生。
對菌體進行包膜可以抑制其苦味或酸味。含有高濃度乳酸菌或其類似物的藥物或食品通常具有獨特的味道，因此將全部或部分菌體的表面進行包衣或包膜后，即可減輕這種味道。
本發明所采用的包衣劑可以是具有包衣功能的公知物質，例如羥丙基纖維素(此后簡寫為HPC)、淀粉糊、硅樹脂、淀粉糖漿等糖溶液或各種其它包衣物質。
腸溶性包衣物質可以為羥丙甲基纖維素鄰苯二甲酸酯(HPMCP)、羥丙甲基纖維素乙酸琥珀酸酯(HPMCAS)、纖維素乙酸鄰苯二甲酸酯(CAP)、羧甲基乙基纖維素(CMEC)，甲基丙烯酸/丙烯酸乙酯共聚物和甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯共聚物。其它包衣物質可以為乙基纖維素、羥甲基纖維素、纖維素乙酸鄰苯二甲酸酯和聚乙烯醇縮乙醛二乙基氨基乙酸酯。
本發明采用的包膜劑可以為氨基丙烯酸甲基丙烯酸共聚物E、氨基丙烯酸甲基丙烯酸共聚物RS、甲基丙烯酸共聚物LD和HPC。
如果上述包衣劑或包膜劑為液體形式，可以直接使用，也可以用稀釋液稀釋后使用。如果為固體形式，則需要用水等溶劑溶解或懸浮后使用。
也可以使用壁膜物質代替包衣劑或包膜劑從四通道噴嘴裝置的液體通道噴出，從而形成微膠囊。
在這種情況下，建議使用甘油、中鏈甘油三酸酯或玉米油等對菌體為惰性的溶劑懸浮菌體制備菌體液。這是因為，當用水作溶劑溶解菌體時，微生物進行活躍代謝產生的產物可以導致菌體的存活率降低。
壁膜物質可以為乙基纖維素等纖維素類物質；高分子物質，例如聚乳酸、聚苯乙烯、聚丁二烯和苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物等高分子物質；以及氫化棕櫚油等熔點不低于體溫的氫化油等。
如果上述壁膜物質為液體形式，可以直接使用，也可以用水等稀釋液稀釋后使用。如果為固體形式，則需要用水等溶劑溶解或懸浮后使用。
本發明所限定的制備包衣或包膜菌體干燥物的方法或制備包含菌體干燥物的微膠囊的方法，不僅局限于采用上述方法的實施例，而且還包括將上述菌體液預先與包衣劑、包膜劑或壁膜物質混合，再將得到的混合液體按照本發明所述進行噴霧干燥的實施例。
按照本發明所述的通過噴霧干燥法制備的菌體干燥物，可以通過檢查菌體液是否為溶液或懸浮液或檢查其濃度和粘性等特性，來對壓縮氣體的氣體流量和送入噴嘴的菌體液的流量進行調整從而得到具有所需顆粒大小的菌體干燥物。
如上所述，菌體干燥物優選的顆粒大小為小數點后第一位數字經四舍五入后數值在1-10μm范圍內。因為微小的顆粒在制備過程中很少產生靜電或者在制成片劑時對菌體的壓力小。另外，菌體干燥物的顆粒大小可以在顯微鏡下很容易地進行測量。
為了使所獲得的菌體干燥物顆粒較小，可以用公知的方法在噴霧干燥前對菌體液本身進行處理。公知的處理方法可以為減小菌體液的粘性和表面張力，或減小初始顆粒的大小，或當菌體液為菌體懸浮液時，講行充分的懸浮處理。
當菌體干燥物的顆粒制成上述大小時，另一優點是活菌體的比率增加，從而可以制備含有更多活菌體的藥劑或食品。因此要獲得幾微米大小的菌體干燥物，優選方式為噴霧液滴也制備成幾微米大小。
因為噴霧液滴的顆粒越小，單位重量噴霧液滴的表面積越大，與干燥風的接觸越有效。即使當干燥風的溫度相對較低時，也可以進行有效的干燥，并且盡可能地抑制了干燥風的熱量對菌體造成的死亡或破壞作用。結果，活菌體的比率增加，從而獲得了含有較多活菌體的菌體干燥物。
因此，按照本發明所述的噴霧干燥法，可以制備活菌體含量約為1.0×105至2.0×1012CFU/g的菌體干燥物，優選范圍為1.0×1011至2.0×1012CFU/g，更優選1.2×1011至1.5×1012CFU/g，最優選1.5×1011至8.0×1011CFU/g。菌體干燥物中活菌體數量的測定因微生物不同而有所不同，例如，用“日本藥典”中提到的定量測定方法可以很容易地對上述每種微生物進行測定。
本發明中，還可以將上述噴霧干燥步驟與流體層顆粒形成步驟有效結合起來。因此可以采用這樣一種裝置，其特征在于通過粉狀物和粘結劑使流體層形成顆粒的過程與通過噴霧干燥獲得大小為幾微米的菌體干燥物的過程在同一容器內完成，并且在上述裝置內，顆粒化、菌體噴霧與混合作用連續進行。
迄今為止，噴霧干燥、顆粒化和混合作用每一個步驟都是在不同的裝置中分別進行的，而本發明中顆粒化、菌體噴霧干燥和混合作用可以在同一裝置中完成，其優點在于簡化了制備工藝，同時，改善了菌體干燥物和顆粒混合物的均一性，并且很少出現分級現象。
本發明所述上述裝置的具體實施例為在設備中安裝一個將粘結劑從干燥室上方噴向下方的噴嘴和一個將菌體液從干燥室上方噴向下方的噴嘴，同時在設備的底部還安裝一個流體層，當用排氣扇抽吸設備內的空氣時通過該流體層可使粉狀物保持流動狀態。此處構成流體層的空氣可以是公知減濕器進行干燥所產生的氣體。
上述裝置可以裝有兩個噴嘴，一個用來噴出粘結劑，一個用來噴出菌體液，也可以僅裝有一個噴嘴，既可用來噴出粘結劑也可用來噴出菌體液。
下面結合一個具體的實施例對制造菌體組合物的方法進行描述。其特征在于通過粉狀物和粘結劑使流體層形成顆粒的過程與通過噴霧干燥獲得大小為幾微米的菌體干燥物的過程均在上述設備中完成。在下面的實施例中，首先進行流體層的顆粒化過程，然后再進行噴霧干燥過程。然而上述兩個過程也可以同時進行。
首先，通過粉狀物和粘結劑來完成流體層的顆粒化過程。具體為(a)從設備的底部吹入壓縮氣體，最好為氮氣或二氧化碳等惰性氣體；或(b)通過排氣扇抽吸設備內的空氣，通過氣體的聚集作用形成粉狀物。在粉狀物處于流動狀態的同時，通過噴灑粘結劑的噴嘴將粘結劑噴出，從而完成粘結劑液滴和流體粉狀物的接觸過程。
關于噴灑粘結劑的噴嘴，雖然公知的噴嘴都可以使用，但最好采用上述四通道噴嘴。當采用四通道噴嘴時，噴出的粘結劑液滴較小，從而保證形成的顆粒粒徑也較小。因此，縮短了顆粒干燥所需的時間，從而提高了制備效率。進一步說，通過采用四通道噴嘴，可以獲得粒徑相對均一的顆粒，這樣可省去研磨和對顆粒大小進行分級的工藝。此外，含有顆粒的菌體干燥物也很少發生分級現象。
優選顆粒粒徑大小為100-500微米左右。
此后，從噴灑菌體液的噴嘴噴出菌體液，進而制備大小為幾微米的菌體干燥物。繼上述過程之后，從設備底部吹入的壓縮氣體或采用排氣扇從設備內抽吸的氣體(此后統稱為“流動氣體”)都可作為干燥風對菌體液形成的液滴進行干燥。同時，上述流動氣體與其作用下保持流動狀態的顆粒完成混合過程。
最終混合物中可能包括上述單獨的顆粒粒子和單獨的菌體干燥物顆粒及二者的混合物，也可能包括粉狀物顆粒和菌體干燥物顆粒通過粘結劑形成的混合顆粒，同時還可能包括上述混合顆粒、顆粒粒子和/或菌體干燥物顆粒所形成的混合物。這樣，大小為幾微米的菌體干燥物附著在由粉狀物和粘結劑構成的顆粒上就形成了菌體組合物，并且上述菌體組合物是比較容易制造的。
關于噴灑粘結劑的噴嘴，雖然公知的噴嘴都可以使用，但最好采用上述四通道噴嘴。這是因為，當使用上述四通道噴嘴時，四通道噴嘴在上述噴霧干燥中的優點在此種制備方法中也可得到體現。
上述裝置和本發明所述的制備菌體組合物的方法及具體實施例可參閱圖4，進行詳細說明。
首先對流體層顆粒化作用加以說明，本發明使用的是帶有流化床42的裝置。首先將粉狀物48置于此裝置的主體41內，然后啟動排氣扇，同時從噴灑粘結劑的噴嘴47噴出粘結劑45，并將經過熱交換器加熱的流動氣體49從裝置主體41的下部連續不斷地送入裝置中。流動氣體49預先可以用除濕器進行干燥(圖中未顯示)。送入的流動氣體49在排氣扇的吸力下，不斷升向裝置的頂部。當流動氣體達到足夠高的速率時，從流化床處將粉狀物48向上吹出，并且懸浮在空氣中，進而形成了所謂的流體層。粘結劑液滴45與上述流體粉狀物48相接觸并進一步聚集粉狀物48，從而完成了流體層的顆粒化作用。
就噴霧干燥而言，當菌體液44從噴灑菌體液的噴嘴46噴出時，流動氣體49也在排氣扇的吸力下由流化床42向裝置的頂部上升。因此，上述菌體液的噴出液滴在流動氣體49的作用下完成了干燥過程。此時，可以適當降低流動氣體49的溫度，使之低于流體顆粒化溫度，具體可達到2-400℃。優選5-250℃，更優選5-150℃，或更優選20-70℃。這是因為，這樣可以盡可能地抑制流動氣體帶有的熱量對菌體所造成的死亡或破壞作用。
上述過程制造的顆粒和菌體干燥物在裝置41中流動氣體49的作用下混合在一起。
雖然對用作流體層顆粒化作用的上述粉狀物沒有特殊限制，但其必須易于操作或者易于與菌體干燥物結合在一起。
其中具體的實例可以是一種具有醫藥功能的非菌體干燥物類物質，也可以是一種賦形劑和其它細粉狀食品原料。此外，還可采用公知的粉狀物或兩種以上粉狀物的混合物。
上述細粉狀食品原料可以為桂皮、生姜、芥末、肉豆蔻、辣椒、藏紅花、芝麻、姜黃、歐芹、薄荷、芹菜、洋蔥和大蒜等一些經過干燥和研磨的調味品和香料以及咖哩粉和混合香料等上述調味品和香料的混合物；蘋果、橙子、檸檬、草莓、菠蘿、柚子、葡萄、甜瓜和酸橙等粉狀果汁；咖啡、綠茶、紅茶、烏龍茶、可口粉和大麥茶等粉狀飲料；牛肉精，豬肉精、雞精、扇貝提取物、短頸蛤提取物、牡蠣提取物、蟹精、蝦精和干鰹提取物等粉狀動物抽提物；大蒜提取物、洋蔥提取物、芹菜提取物、甘藍提取物和車軸草提取物等粉狀植物抽提物；脫脂奶粉，全脂奶粉和發酵奶粉等粉狀奶制品；蛋黃粉和全蛋粉；谷物粉、動植物水解蛋白、精制食鹽、氨基酸和核苷酸類調味粉末。
組成流體層顆粒的粘結劑可以是一種添加物，它能夠增加粉狀物粒子之間或粉狀物粒子與菌體干燥物之間的粘結力。其代表物質是一類水溶性高分子物質，具體來說，有羥脯氨酰纖維素、羥脯氨酰甲基纖維素和甲基纖維素等。此外，也可以采用聚乙烯吡咯烷酮、白明膠、聚乙烯醇、淀粉糊精液或糖液等。
同時，也可向粘結劑中加入一些復合劑，可以是公知的復合劑，如卵磷脂、quliiaia saponin、脂肪酸糖酯、甘油脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯和丙烯基乙二醇脂肪酸酯等天然或合成的表面活性劑；白明膠、酪蛋白、水溶性多肽、大豆蛋白、白蛋白和麩質等蛋白質。
含有本發明所述菌體干燥物的藥物和食品只要含有本發明所述菌體干燥物，它們還可以包含其他組分。
例如，含有一些具有其它醫藥功能的組分或其它食品組分。如果需要，甚至可以包含一些具有其它功能的添加或填充物質。
按照上述噴霧干燥法制備的菌體干燥物可以加工成包含本發明所述菌體干燥物的藥物或食品。它們可以進一步制成稀釋粉劑或顆粒劑形式，也可以制成藥片、藥丸或片劑等形式。
當含有本發明所述菌體干燥物的藥物或食品制成稀釋粉劑或顆粒劑時，上述噴霧干燥法制備的菌體干燥物可以直接使用或經過本領域公知的處理作用后再使用。
當含有本發明所述菌體干燥物的藥物或食品制成片劑時，可以通過壓片機對上述噴霧干燥法制備的菌體干燥物進行壓片作用而獲得。壓片機可以采用公知的旋狀式壓片機。
按照本發明所述噴霧干燥法制備的菌體干燥物還可以與粉狀物或顆粒物質等添加劑進行混合，并且按照常用的復合比例與本領域中常用的賦形劑、粘結劑、分散劑或抗靜電劑進行混合，進而通過壓片機制成片劑形式。
上述片劑還可以進一步經過包衣或包被等加工工藝，如外包糖衣、腸衣或薄膜等。包衣或包被劑可以采用上述已知的形式。此外，可以采用公知或與其相似的方法對上述片劑進行包衣或包被。
上述片劑可以是緩釋片劑，可以將上述噴霧干燥法制備的菌體干燥物填充于一種塑料格子中，從而制成可以在體外緩效釋放的栓劑形式；可以將上述噴霧干燥法制備的菌體干燥物填充于具有彈性的蠟質格子中，從而制成以蠟質為基質的緩效釋放劑；可以將上述噴霧干燥法制備的菌體干燥物填充于離子交換樹脂中，從而制成樹脂酸鹽的形式；還可以將上述噴霧干燥法制備的菌體干燥物制成溶解和釋放特性都不同的多層緩效釋放形式。可以采用公知或與其相似的方法生產上述不同形式的緩釋片劑。
可以采用與上述生產片劑相同的工藝將含有本發明所述菌體干燥物的藥物或食品制成藥丸或藥片的形式。但當制成藥片形式時，由于其可以在口中逐步溶解或分散，因此不需添加分散劑。
上述噴霧干燥法制備的菌體干燥物可以填充到膠囊中制成膠囊制品。白明膠是常用的膠囊材料。可以采用甘油或山梨醇等塑形劑將之制成軟膠囊。也可以對上述噴霧干燥法制備的菌體干燥物進行壓縮成型作用，如通過壓片方式制成片劑。必要時，成型產品可以在油脂或類似物中浸泡，然后用固體油脂包被，最后再用膠囊材料進行包被。經過上述處理后，即使水分通過膠囊浸入藥品內部，也不會直接與藥品內部的菌體干燥物接觸，從而有效地抑制了水分對菌體所造成的死亡和破壞作用。
也可以采用公知的方法通過聚乳酸或類似物將上述菌體干燥物制成微膠囊形式。
含有本發明所述菌體干燥物的藥物或食品還可以制成溶液、懸浮液、糖漿或酏劑等液體形式。
常用稀釋劑可以為純水、植物油和酒精等。除稀釋劑外，還可以與濕潤劑、懸浮劑、甜味劑、香味劑、芳香物和防菌劑等添加劑進行混合。
制備懸浮物的優選方式為按照上述噴霧干燥法制備的菌體干燥物和懸浮劑或其它添加劑依據公知的方法加入到水或植物油等溶劑中，從而制成均勻的混合物。公知的懸浮劑主要有阿拉伯樹膠、縮甲醚纖維素鈉、甲基纖維素和海藻酸鈉。
制備糖漿制品的優選方式為采用純水等稀釋劑對上述噴霧干燥法制備的菌體干燥物和蔗糖、其它糖類或甜味劑等進行溶解或懸浮處理。也可制成干糖漿制品，使用時，將菌體干燥物進行溶解或懸浮即可。
制備酏劑制品的優選方式為同時將上述噴霧干燥法制備的菌體干燥物溶解在甜味劑和芳香醇中，必要時，可加入添加劑。乙醇的用量以重量的4-40％為宜。
包含本發明所述菌體干燥物的藥物還可制成腸胃外給藥的注射制品形式，例如，含水性注射劑、不含水性注射劑、含水性懸浮注射劑或不含水性懸浮注射劑等。
制備注射劑制品的優選方式為將上述噴霧干燥法制備的菌體干燥物全部溶解在溶劑中，必要時，可加入添加劑，然后進行過濾；或用適當的溶劑將上述噴霧干燥法制備的菌體干燥物進行懸浮，然后填充到容器中，最后將容器進行密封并殺菌。
常用的溶劑有注射用蒸餾水、生理鹽水和林格氏溶液等水溶液；丙二醇、聚乙二醇、蔬菜油，如橄欖油和醇類，如乙醇等非水溶液。
常用的添加劑有(a)二胺等穩定劑；(b)對羥基苯、苯甲醇、氯丁醇、苯酚和甲酚等防腐劑；(c)聚乙烯醇、氫化蓖麻油、脂肪酸糖酯等表面活性劑或卵磷脂和氫化卵磷脂等增溶劑；(d)氯化鈉、葡萄糖和甘油等等滲劑；(e)如磷酸鹽和檸檬酸鹽等緩沖劑和(f)阿拉伯膠、縮甲醚纖維素鈉、甲基纖維素和藻酸鈉等懸浮劑。
包含本發明所述菌體干燥物的藥物和食品還可用于改善哺乳動物的健康狀況。它也可以用作農用化學品或飼料添加劑。
例如，乳酸菌是公知的腸道有益菌，可對人體健康發揮很大的作用。關于雙岐桿菌、乳酸球菌和乳酸桿菌的生理作用，許多報道已經闡明了它們能夠在腸道內通過產生乳酸或乙酸等有機酸來抑制有害微生物的活動，同時它們還能夠制造維生素，提高機體免疫功能。因此現已開發出許多包含乳酸菌的藥物或食品用于維持和改善健康狀況，同時也可用于預防和治療人類、家畜或寵物的各種疾病。
此外，在豆漿、醬油、泡菜和日本米酒等制作過程中，乳酸菌起到了改善口味、提高質量和延長保質期的作用。
本發明所述含有乳酸菌或雙歧桿菌的藥物可用于治療和預防腹瀉、便秘、血膽脂醇過多、肝病、免疫力低下和腸炎(如腸胃炎或大腸炎)等疾病；也可用于治療由食物、藥物、化學和物理藥品、或外科手術、化療和傳染病等引起的腸功能紊亂；并且可以抑制內毒素的吸收及外源毒素的形成。
這是因為，當腸道由于壓力作用而發生變化時，上述藥品可以恢復腸道粘膜的功能，并且能夠調節腸道內酶的活性。同時，上述藥品還能促進腸道內細菌機能的正常化，提高維生素和蛋白質合成、消化或酶解及吸收功能，阻止病原微生物菌落的形成以及刺激免疫應答反應。
包含本發明所述乳酸菌或雙歧桿菌菌體干燥物的食品可以是將上述噴霧干燥法制備的菌體干燥物添加到酸奶酪或干酪等奶制品、糖果或飲料中所制成的產品。
上述噴霧干燥法制備的菌體干燥物本身可作為調味劑使用。同時，上述噴霧干燥法制備的菌體干燥物溶解或懸浮在水或油等溶劑中所制成的產品也可以作為調味劑使用。它們還可以與其它調味劑混合使用。
上述噴霧干燥法制備的乳酸菌菌體干燥物可以作為發酵劑，從而通過乳酸的發酵作用啟動食品工業的大規模穩定生產。
可以廣泛采用奶制品、黑面包和發酵香腸等粉末狀乳酸菌發酵劑。
由于酵母可以進行活躍的酒精發酵作用，因此上述噴霧干燥法制備的酵母菌體干燥物可以廣泛用于啤酒、日本米酒和葡萄酒等釀酒工業。同時，它也可以用于面包或相關產品的發酵中。
此外，酵母提取物的自身消化液或其熱水抽提物中含有豐富的維生素、有機質或氨基酸，具有很高的營養價值。因此上述噴霧干燥法制備的酵母菌體干燥物可以用作維生素類藥物和健康食品。
上述噴霧干燥法制備的曲霉菌體干燥物可以用于生產日本米酒、甜酒、燒酒、豆漿、料酒和醬油等產品。雖然，人們常用米曲霉來生產酒類，但有時也可采用黑曲霉來代替米曲霉。
由于許多曲霉菌株可以產生淀粉酶和蛋白酶等多種酶類以及多種有機質和維生素，因此，本發明所述噴霧干燥法制備的曲霉菌體干燥物可以用于生產消化酶制品、維生素制品等藥物或健康食品。實施例1(菌體培養)將培養于GAM培養基上的雙歧桿菌以重量比0.1％的接種量接種于相同的液體培養基中，37℃培養16小時，離心后獲得的沉淀物即為濕菌體。(菌體懸浮液的制備)向含有0.5M甘露醇、0.5M谷氨酸鈉、0.1M精氨酸、0.1M琥珀酸鈉和0.01M硫酸鎂的水溶液中加入適量的糊精，使之重量比為35％。用上述分散媒介懸浮制備的濕菌體。(菌體懸浮液中活菌體數目的測定)依照“日本藥典”中定量測定“雙歧桿菌”的方法對雙歧桿菌活菌體數目進行測定。取1mL菌體懸浮液，用下述方法配制的稀釋溶液按照十倍稀釋法逐級稀釋，直到每毫升懸浮液中活菌體數目為20-200個。然后把1mL上述懸浮液加到無菌平皿中，隨后加入20mL，50℃下呈液態的瓊脂培養基，快速混勻并使之凝固，于37℃下，厭氧培養60小時，檢測平皿上的菌落數，結合稀釋倍數即可計算出懸浮液中活菌體數目。
按照下述方法配制檢測雙歧桿菌的瓊脂培養基如下組分中，除馬血外均在加熱的條件下進行溶解，調整pH值至7.2，用高壓蒸汽滅菌裝置在115℃下，滅菌20分鐘，冷卻到50℃時加入馬血。
牛肝臟浸出液 150mL肉胨 10g酪蛋白胨 5g酵母提取物5g肉精 3g大豆蛋白胨3g葡萄糖10g磷酸氫二鉀1g磷酸二氫鉀1g淀粉 0.5gL-半胱氨酸鹽酸鹽 0.5g氯化鎂0.2g氯化鈉0.01g硫酸亞鐵 0.01g硫酸錳7mgPolysolate 80 1g瓊脂 15g馬血 50ml純水 790mlpH7.1-7.3采用下述方式配制上述稀釋溶液，將如下組分混合后用高壓蒸汽滅菌裝置在121℃下，滅菌15分鐘。
無水磷酸氫二鈉6.0g磷酸二氫鉀4.5gPolysolate 80 0.5gL-半胱氨酸鹽酸鹽 0.5g瓊脂 1.0g純水 1000ml
pH6.8-7.2(噴霧干燥)采用圖2所示四通道噴嘴裝置(日本專利2797080)對上述制備的菌體懸浮液進行噴霧干燥。菌體懸浮液以8ml/min的流速從兩個液體通道中噴出(每1mm噴嘴每分鐘噴出4毫升菌體懸浮液)，壓縮氣體以40NL/分鐘的流速(20℃條件下的修訂值)從兩個氣體通道中噴出，從而完成干燥風對噴霧液滴的干燥作用，制備出本發明所述的菌體干燥物。此外，入口處干燥風的溫度為100℃、干燥風以1.0m3/分鐘的速率流入干燥室內，出口處干燥風的溫度為67℃。(菌體干燥物中活菌體數目的測定)依照“日本藥典”中定量測定“雙歧桿菌”的方法對上述菌體干燥物中雙歧桿菌活菌體數目進行測定。稱取5g菌體干燥物，加入到預先預熱到37℃的上述稀釋溶液中，達總體積50ml，充分攪拌后，37℃溫浴30分鐘，制成原始樣品溶液。用配制的稀釋溶液按照十倍稀釋法逐級稀釋，直到每毫升溶液中活菌體數目為20-200個。然后把1mL上述液體加到無菌平皿中，隨后加入20mL，50℃下呈液態的瓊脂培養基，快速混勻并使之凝固，于37℃下，厭氧培養60小時，檢測平皿上的菌落數，結合稀釋倍數即可計算出懸浮菌液中活菌體的數目。
采用相同的試驗分別測定入口處干燥風溫度為80℃、60℃和50℃時，菌體干燥物中活菌體的數目。比較例1按照實施例1的方法制備菌體懸浮液，并對其進行冷凍干燥。冷凍干燥的條件為棚板溫度30℃或以下，最終真空度0.1托(13.3帕)。
按照實施例1的方法測定上述菌體干燥物中活菌體的數目。
實施例1及其對照實驗中活菌體數目和菌體存活率如表1所示。菌體存活率的計算公式如下菌體存活率(％)＝{(每克菌體干燥物中活菌體數目)×(菌體懸浮液中固形物含量)/(每克菌體懸浮液中活菌體數目)}×100表1

如表1所示，采用本發明所述噴霧干燥法所獲得的菌體干燥物，其菌體存活率明顯高于冷凍干燥法所制備的菌體干燥物。(菌體干燥物的粒徑)在顯微鏡(Keyence公司生產的VH-7000型數字HD顯微鏡)下，對實施例1中采用60℃入口溫度時所制備的菌體干燥物進行測量，粒徑分布情況如下所示表2

實施例2按照實施例1的方法培養菌體、制備菌體懸浮液并測量菌體懸浮液中活菌體數目。(噴霧造粒)在傳統兩通道噴嘴裝置的基礎上，將流體層造粒機FLO-120(Freund公司生產)和四通道噴嘴(日本專利2797080)整合成新的裝置，然后將配制好的乳酸菌懸浮液噴灑到流體層中以制備含有乳酸菌的粉狀物。
制備過程大體分為兩步。第一步，通過兩通道噴嘴將粘結劑吹送到賦形劑上，從而完成顆粒化作用。第二步，通過四通道噴嘴對乳酸菌懸浮液進行干燥。此時，流體層應保持低溫狀態，并進一步與第一步中制備的顆粒完成混合作用。
本實驗采用的機器運行條件為供應氣體流量70m3/min，氣體噴嘴流量40NL/min(20℃時的修訂值)。
顆粒化作用采用的賦形劑和粘結劑成分如下賦形劑 玉米淀粉40kg結晶纖維素 40kg乳糖40kg粘結劑 玉米淀粉1.8kg純水60L第一步詳述如下上述賦形劑(120g)稱重后置于漏斗中，供應氣體溫度設定在100℃，送入干燥空氣并形成流體層，通過二通道噴嘴以1.6L/min的液體流速噴出粘結劑。此時，排氣溫度為45-50℃，流體層溫度為55-60℃。當粘結劑噴灑完畢后，進行流體層干燥，持續20min，從而形成低含水量顆粒。
第二步詳述如下顆粒后干燥結束后，通過四通道噴嘴以16mL/min的液體流速噴灑實施例1中制備的菌體懸浮液(350L)。此時，供應氣體的溫度降至70℃，排氣溫度為30-35℃，流體層溫度為35-40℃。上述低溫噴霧干燥的結果產生了粉末狀乳酸菌，當它們與流體層混合時，即獲得了含有本發明所述乳酸菌的粉狀物。比較例2調整已制備好的乳酸菌粉末，從而使樣品中含有的乳酸菌數量相同。
取2克實施例1中所制備的菌體粉狀物，用玉米淀粉稀釋十倍至20克，加到實施例2第一步制備的由賦形劑和粘結劑組成的1180g顆粒中，采用V型混合器，在100rpm下混勻3分鐘，以制備混合乳酸菌粉狀物。
按照實施例1中測定菌體干燥物活菌體數目的方法對實施例2及比較例2制備的1g乳酸菌粉狀物進行活菌體數目測定。實施例2中活菌體數量為5.12×108(CFU/g)，比較例2中活菌體數量為4.85×108(CFU/g)。
與傳統的由噴霧干燥、顆粒化和混合工序組成的制造工藝相比，本發明將噴霧干燥和流體層顆粒化作用結合起來，從而在保持活菌體比率不變，甚至有所提高的前提下，進一步簡化了制備工序。實施例3向500g蒸餾水中，加入下述物質，并進行攪拌以制備包衣劑。包衣劑組合物如下Eudragit L30D-55 500克聚乙二醇6000 15克吐溫807.5克云母 45克同時，按照實施例1的方法制備菌體懸浮液。
按照圖2所示包括四通道噴嘴(日本專利2797080)的干燥儀進行噴霧干燥。菌體懸浮液以5g/min的速度由四通道噴嘴中兩個液體通道之一供應，液體包衣劑由另一液體通道以20g/min的速度供應，壓縮空氣以40NL/min的速度從兩個氣體通道供應，從而完成了干燥風對噴霧液滴的干燥作用，獲得了本發明所述部分包衣的菌體干燥物。
此外，入口處干燥風的溫度為100℃，干燥風以1.0m3/min的速度流入干燥室，干燥室內壓力為0.9mPa。
分別稱取10mg按照傳統方法制備的雙歧桿菌粉狀物和按照本實施例所述方法制備的經過部分包衣的雙歧桿菌菌體干燥物進行口味檢測，結果表明按照本實施例所述方法制備的經過部分包衣的雙歧桿菌菌體干燥物口味有所改善。實施例4按照實施例1的方法制備100g菌體懸浮液，然后與下述成分組成的包衣劑混合，采用圖2所示具有四通道噴嘴(日本專利2797080)的噴霧干燥儀對上述混合物進行噴霧干燥。混合溶液以5.6g/min的速度從兩個液體通道噴出，壓縮氣體以40NL/min的速度從兩個氣體通道噴出，從而完成干燥風對噴霧液滴的干燥作用，制備出如本發明所述具有腸溶性包衣的菌體干燥物。
此外，入口處干燥風的溫度為80℃，干燥風以1.0m3/min的速度流入干燥室，干燥室內壓力為0.9mPa。
腸溶性包衣材料AQOAT(Shin-Etsu化學公司生產) 30克檸檬酸三乙酯 8.4克蒸餾水161.6克(具有腸溶性包衣的菌體干燥物的耐酸性實驗)按照“日本藥典”中“一般實驗法-崩解實驗法”中提及的第一種液體(pH1.2；溫度36-38℃)進行耐酸性實驗。將第一種液體放入能夠在36-38℃進行保溫的1000ml容器中，加入菌體干燥物后，充分攪拌。加入后在第5、15、30、和60分鐘時分別從中取樣1ml，按照實施例1所述的稀釋方法將樣品連續稀釋到適當的濃度，并按照實施例1所述測定活菌體的方法檢測樣品中活菌體數目。此外，藥典中所述的第一種液體為人造胃液，其制備方法為將2.0g氯化鈉溶解于7mL鹽酸中，再用蒸餾水定容至1000mL。
同時，對常規方法制備的雙歧桿菌粉狀物進行相同的檢驗。
第一種液體的保護時間與活菌體數目之間的關系如圖3所示。按照傳統方法制備的菌體粉狀物在倒入第一種液體中5分鐘后，活菌體數目減少到千分之一或更少，30分鐘后已檢測不到活菌體；按照本發明所述方法制備的已包衣的菌體粉狀物即使在倒入第一種液體中60分鐘后，仍可檢測到約1％的活菌體。因此，經過上述包衣工序后，菌體干燥物的耐酸性有了很大的改善。實施例5除嗜酸乳桿菌直接采用菌體外，其它微生物均可按照實施例1所述的方法制備菌體懸浮液按照未記載在“日本藥典”中的“Lactomin”類藥物定量測定標準對菌體懸浮液中活菌體數目進行測定。取1mL菌體懸浮液，用下述方法配制的稀釋溶液按照十倍稀釋法逐級稀釋，直到每毫升懸浮液中活菌體數目為20-200個。然后把1mL上述懸浮液加到無菌平皿中，隨后加入20mL，50℃下呈液態的瓊脂培養基，快速混勻并使之凝固，于37℃下，培養48小時，檢測平皿上的菌落數，結合稀釋倍數即可計算出懸浮液中活菌體數目。
按照下述方法配制檢測lactomin的瓊脂培養基將如下組分混勻后，用高壓蒸汽滅菌裝置，在121℃下滅菌15分鐘。
按照下述方法制備番茄汁將等體積的純水加入到番茄汁中，再將此混合物煮沸，并不時攪拌，調節pH值至6.8，過濾。
酪蛋白胨 20g酵母提取物 5g肉精 15g葡萄糖 20gL-半胱氨酸鹽酸鹽 1gPolysolvate 80 3g番茄汁 200ml瓊脂 20g純水 800mlpH6.8按照下述方法制備上述稀釋液將如下組分混合后，采用高壓蒸汽滅菌裝置，在121℃下滅菌15分鐘。
磷酸氫二鈉 6g磷酸二氫鉀 4.5gPolysolvate 80 0.5gL-半胱氨酸鹽酸鹽0.5g瓊脂1.0g純水1000mLpH6.9
按照實施例1所述的方法對上述菌體懸浮液進行噴霧干燥。
除入口溫度為60℃，排氣溫度為45℃外，裝置的其它運行條件與實施例1相同。
“按照關于未列入《日本藥典》中的藥品的檢測標準”中“Lactomin”條目下提及的定量測定法對上述菌體干燥物中活菌體數目進行測定。稱取5g菌體干燥物，加入到預先預熱到37℃的50ml上述稀釋溶液中，充分攪拌后，37℃溫浴30分鐘，制成原始樣品溶液。用配制的稀釋溶液按照十倍稀釋法逐級稀釋，直到每毫升溶液中活菌體數目為20-200個。然后把1mL上述液體加到無菌平皿中，隨后加入20mL，50℃下呈液態的瓊脂培養基，快速混勻并使之凝固，于37℃下，厭氧培養48小時，檢測平皿上的菌落數，結合稀釋倍數即可計算出懸浮菌液中活菌體的數目。
菌體干燥物中活菌體數目為7.24×1011(CFU/g)，存活率為90％。存活率的檢測方法與實施例1完全相同。
由上述實施例可知，采用本發明所述的噴霧干燥法，不僅可以提高菌體存活率，而且能夠制備出活菌體數目非常高的菌體干燥物。
產業應用配備有形成微粒化設備的噴霧干燥裝置可以制備出大小為幾微米的噴霧液滴，從而單位重量上噴霧液滴的表面積增大，保證了與干燥風的接觸更加有效。因此，當采用與常規噴霧干燥法相同的干燥風溫度進行干燥時，菌體干燥的時間縮短，并且盡可能地抑制了菌體的死亡和破壞作用。即使干燥風的溫度低于常規噴霧干燥法，也同樣可以保證充足的干燥作用，并且不會破壞產品的產量和穩定性。同時，由于干燥風的溫度較低，又盡可能地抑制了干燥風的熱量對菌體產生的死亡或破壞作用。所以，按照本發明所述的制備菌體干燥物的方法，可以制備出活菌體數目非常高的菌體干燥物。
此外，通過采用上述干燥風對粒徑較小的噴霧液滴進行噴霧干燥時，所產生的菌體干燥物包含的顆粒大小通常為幾微米，在壓縮成型等加工工藝中施加于菌體的壓力非常小，并且很難產生靜電作用，因此易于制成片劑等劑型的藥物或食品制品。
由于本發明采用了具有兩個液體通道和兩個氣體通道的四通道噴嘴裝置，因此進行大量噴霧干燥已成為可能，并且提高了生產效率。此外，當兩種不同的溶液或懸浮液同時從兩個不同的液體通道噴出時，還可以制備上述混合溶液或懸浮液的菌體干燥物。
當一種液體包膜或包衣劑從一個液體通道噴出，而菌體液從另一個液體通道噴出時，即可以制備出包膜或包衣的菌體干燥物。因此不再需要單獨進行包膜或包衣工藝，從而簡化了生產流程。同樣，當一種膠囊材料與菌體液同時噴出時，還可以生產出微膠囊產品。
此外，當采用四通道噴嘴裝置進行噴霧干燥時，所產生的粒徑分布在相對狹窄的范圍內。因此，對粒徑的選擇和篩選過程也比較容易。
按照本發明采用的裝置，通過粉狀物和粘結劑使流體層形成顆粒的過程與通過噴霧干燥獲得大小為幾微米的菌體干燥物的過程能夠在同一容器中完成。因此，顆粒化作用、菌體干燥和混合過程可以在上述裝置中連續進行，從而簡化了加工工藝。同時，菌體干燥物混合顆粒的均一性也得到了改善，幾乎不再需要對其進行分級。
權利要求
1.大小為幾微米的菌體干燥物。
2.根據權利要求1所述的菌體干燥物，其活菌體數目為1.0×105至2.0×1012CFU/g。
3.一種菌體干燥物，其活菌體數目為1.0×1011至2.0×1012CFU/g。
4.根據權利要求1-3所述的菌體干燥物，其微生物可以是雙歧桿菌、乳酸桿菌、乳酸球菌、造孢乳酸菌、糖化菌、酵母、曲霉、放線菌、枯草桿菌、地衣芽孢桿菌、丁酸菌、乙酸菌或氨基酸發酵菌。
5.一種菌體干燥物，其特征在于權利要求1-4所述的菌體干燥物經過進一步的包衣或包膜。
6.制備如權利要求1-5所述的菌體干燥物的方法，其特征在于通過干燥風對其大小為幾微米的噴霧液滴進行干燥。
7.如權利要求6所述的菌體干燥物的制備方法，其中大小為幾微米的噴霧液滴是通過四通道的噴嘴形成的。
8.如權利要求6或7所述的菌體干燥物的制備方法，其中干燥風在干燥室入口處的溫度為5-150℃。
9.制備如權利要求5所述的菌體干燥物的方法，其特征在于液體包衣或包膜劑和菌體液同時噴出，形成噴霧液滴，所述噴霧液滴通過干燥風進行干燥。
10.如權利要求9所述的菌體干燥物的制備方法，其中菌體液從具有兩個液體通道和兩個氣體通道的四通道噴嘴中的一個液體通道供入，液體包衣或包膜劑從另一液體通道供入，壓縮氣體從兩個氣體通道送入，上述過程形成的噴霧液滴通過干燥風進行干燥。
11.一種制備菌體組合物的方法，其特征在于通過粉狀物和粘結劑使流體層形成顆粒的過程與通過噴霧干燥獲得大小為幾微米的菌體干燥物的干燥過程在同一容器中完成。
12.一種裝置，其特征在于通過粉狀物和粘結劑使流體層形成顆粒的過程與通過噴霧干燥獲得大小為幾微米的菌體干燥物的干燥過程均在同一容器中完成。
13.一種菌體組合物，其特征在于其大小為幾微米的菌體干燥物被附著于由粉狀物和粘結劑組成的顆粒上。
14.含有權利要求1-5所述的菌體干燥物或權利要求13所述的菌體組合物的藥物或食品。
15.含有菌體的其大小為幾微米的液滴。
全文摘要
本發明的一個目的是提供一種干燥菌體液的方法，它可以應用于制備藥物或食品等菌體干燥物或包含上述藥物或食品的組合物中，同時盡可能地抑制對菌體產生的死亡或破壞作用，并且保持很高的存活率。另一個目的是提供一種大小為幾微米的菌體干燥物，單位重量的該制品含有許多菌體數目，并且易于生產藥物或食品。本發明涉及一種制備菌體干燥物的方法，其特征在于通過干燥風對大小為幾微米的噴霧液滴進行干燥，干燥后獲得菌體干燥物大小也為幾微米。
文檔編號F26B3/12GK1427886SQ01808920
公開日2003年7月2日 申請日期2001年4月27日 優先權日2000年5月2日
發明者水口泰治, 荒井輝彥, 平山耕一 申請人:表飛鳴制藥株式會社