1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
意义:利用微胶囊技术将实验室分离到的植物乳杆菌包埋,同时研究其在发酵乳制品中的应用情况,为微胶囊在益生菌领域的广泛应用提供技术支持。
国内外研究概况:微胶囊制备方法有挤压法、乳化法两种,乳化法因其操作简便、可制备粒径较小的微胶囊而受到广泛研究[1-2]。乳化法又分为内源乳化法和外源乳化法,与外源乳化法相比,內源乳化法采用难溶性钙盐作为钙源,克服了外源乳化法中,氯化钙溶液加入引起的微胶囊成簇凝聚现象,使得微胶囊粒径易于控制,可形成粒径更小的微胶囊,且颗粒大小比较均一[3-4]。微胶囊技术已成为一种保护益生菌的主要方法,越来越多的学者和研究机构将精力投入到这个领域中。poncelet 等最早利用内源乳化法进行海藻酸钠微胶囊包埋时发现,内源乳化法具有操作简单、可大规模生产的优点,同时使用的是生物相容性材料,不会引起其它反应[4]。johansen 在包埋酵母细胞时认为,内源乳化法与传统的外源乳化法相比更适用,并且可以制备形状各异的凝胶球[5]。zou 等以海藻酸钠为主要壁材包埋双歧杆菌,同时选取淀粉、果胶、壳聚糖和多聚赖氨酸四种多糖,通过复配对海藻酸钠微胶囊进行改进,评价了不同强化手段对微胶囊特性和乳酸菌保护效果的影响[6]。王艳等使用内源乳化法制备嗜热链球菌微胶囊发现,包埋后微胶囊中菌体的耐胃酸、耐胆汁酸的能力得到了提高,且保持了一定的发酵活力,为乳酸菌发挥其功效提供了有效的保护[7]。蒋爱民等通过海藻酸钠包埋嗜酸乳杆菌发现,包埋可以显著提高乳酸菌的存活率,延长存活期,增强耐酸性和肠溶性[8]。
应用前景:微囊化乳酸菌可应用于各种发酵食品中,为益生菌的的益生作用提供保障。
2. 研究的基本内容和问题
研究目标:本研究的主要目标是利用内源乳化凝胶化法制备微囊化乳酸菌,对其工艺参数进行优化,以期获得粒径较小、形态均一、包埋率高的微胶囊,同时研究其在发酵乳制品中的应用情况。
研究内容:(1)微囊化乳酸菌制备条件优化(2)微囊化乳酸菌在发酵乳制品中的应用
拟解决问题:(1)摸索出制备乳酸菌微胶囊的最佳工艺条件(2)将微囊化乳酸菌作为发酵剂发酵酸奶,同时以未包埋菌体作为对照,以乳酸菌存活率为指标,对比微胶囊在食品环境中对乳酸菌的保护作用。
3. 研究的方法与方案
研究方法:(1)设计正交试验,对制备乳酸菌微胶囊的条件进行探索。(2)用微囊化乳酸菌发酵酸奶,以游离菌体作为对照,测定酸奶发酵过程中的理化指标及微生物指标。
技术路线:微胶囊制备条件研究---微胶囊在酸奶中的应用
实验方案:(1)内源乳化法制备乳酸菌微胶囊:1)将海藻酸钠溶液、难溶性钙盐及被包埋物混匀;2)将此混合物分散到油相中形成 w/o 型乳化液;3)加入酸,引发钙盐中ca2 的解离,促使 ca2 在乳液液滴内部与海藻酸钠作用生成海藻酸钙凝胶球;4)加入磷酸盐缓冲溶液,使水相、油相发生分离,静置,收集海藻酸钙凝胶球。研究海藻酸钠浓度、span80浓度、海藻酸钠与caco3质量比、水油两相比对微胶囊成形及包埋率影响(2)乳酸菌微胶囊在酸奶中的应用:用微囊化乳酸菌发酵酸奶,以游离菌体作为对照,测定酸奶发酵过程中的理化指标及微生物指标:酸度/(ot)、大肠菌群(cfu/g)、乳酸菌数(cfu/g)、蜡样芽孢杆菌(cfu/g)、金黄色葡萄球菌(cfu/g)、沙门氏菌(cfu/g)、霉菌和酵母(cfu/g)。
可行性分析:实验所需仪器设备均具有,具有可行性。
4. 研究创新点
将乳酸菌包埋后再应用于酸奶的发酵,可以保证酸奶中的活菌数,同时微胶囊酸不溶碱溶的特性可以提高乳酸菌通过胃环境的存活率,保证其以足量的存活菌到达肠道并且定植于肠粘膜。
5. 研究计划与进展
研究计划:
设计海藻酸钠浓度、span80浓度、海藻酸钠与caco3质量比、水油两相比4因素的3水平正交试验,对制备海藻酸钠微胶囊的条件进行探索。将得到的微胶囊在40x显微镜下观察,并计算包埋率,选择胶囊颗粒形态好、包埋率高的作为制备胶囊颗粒的条件。
微囊化乳酸菌在酸奶中的应用研究:设置3组处理(1)只添加商品发酵剂的酸奶(2)添加商品发酵剂 微囊化乳酸菌的酸奶(3)添加商品发酵剂 游离乳酸菌的酸奶;实验前用蜡样芽孢杆菌对各组处理进行人工污染,测定酸奶发酵过程中的微生物指标及滴定酸度变化。
