[发明专利]基于水包水乳液结构的益生菌微胶囊制剂及其制备方法

说明书

本发明属于益生菌微胶囊制剂领域，更具体地，涉及基于水包水乳液结构的益生菌微胶囊制剂及其制备方法。该方法将分散有颗粒稳定剂的水相连续相和含有益生菌的水相分散相通过剪切乳化，制备得到负载益生菌的、稳定的水包水Pickering乳液，该负载益生菌的乳液经干燥后即可得到益生菌微胶囊制剂。该方法构建的水包水乳液体系打破了传统油水乳液体系存在的油‑水界面屏障，突破了包埋益生菌后在干燥过程中水分能自由迁移，实现了通过水包水Pickering乳液包埋与干燥相结合，尤其是能够直接通过喷雾干燥制备益生菌固体制剂。本发明制备的益生菌制剂提高了益生菌的耐受性，其在常温条件下保存六个月后，存活率仍可高达97％以上。

技术领域

本发明属于益生菌微胶囊制剂领域，更具体地，涉及基于水包水乳液结构的益生菌微胶囊制剂及其制备方法。

背景技术

益生菌是一类对宿主有益的活性微生物，是定植于人体肠道、生殖系统内，能产生确切健康功效从而改善宿主微生态平衡、发挥对肠道有益作用的活性有益微生物的总称。人体、动物体内有益的细菌或真菌主要有：酪酸梭菌、乳酸菌、双歧杆菌、嗜酸乳杆菌、放线菌、酵母菌等。目前世界上研究的功能最强大的产品主要是以上各类微生物组成的复合活性益生菌，其广泛应用于生物工程、工农业、食品安全以及生命健康领域。

益生菌的乳化包埋技术多为发酵后包埋，即先收获大量的益生菌细胞，再将益生菌细胞液与油相混合乳化，得到包含益生菌细胞的油包水乳液，包被的益生菌分散在水相中。如Wang等人制备了W₁/O/W₂乳液包埋嗜酸乳杆菌，包囊化后的嗜酸乳杆菌在酸性和碱性条件存活率显著提高，抵御胃肠道消化能力增强。也有研究报道将植物乳杆菌冷冻干燥粉末封装在以乳清分离蛋白微凝胶稳定的高内相乳剂中，通过相对降低的湿度限制植物乳杆菌与水的接触，在巴氏杀菌条件下植物乳杆菌细胞活力显著提高。或是通过复合凝聚法包埋益生菌制备微胶囊，如Zhao等人采用异蛋白复合凝聚法(A型明胶/酪蛋白酸钠，GE/Cas)和蛋白质-多糖复合凝聚法(A型明胶/阿拉伯胶，GE/GA)得到罗伊氏乳杆菌微胶囊，喷雾干燥后罗伊氏乳杆菌活性未下降，抵抗环境能力显著提高。但本质上加入菌体的浓度决定了最终产品的菌体密度，这些方法在制备高密度、高活性的益生菌固体制剂一直存在挑战，制约了该行业的发展。

发酵前包被益生菌是指先对益生菌包埋负载，然后再进行发酵培养，益生菌在载体内继续增殖，最终得到发酵前包被的益生菌微胶囊。通过发酵前包被益生菌制得的制剂具有更强的耐药性、耐热性和抗冷冻干燥能力，如Cheow等人通过发酵前包埋技术得到的高密度鼠李糖乳杆菌微胶囊，其抗冷冻干燥能力提升了40倍，耐热性能也显著提高(Biomacromolecules,2013,14,3214-3222)。因此，结合乳化法和发酵前包被技术包埋益生菌实现其微囊化具有广阔的前景。但传统的油包水乳液包埋益生菌制备微胶囊技术存在油-水界面(比如专利文献CN108853021A)，阻止了营养物质的迁入和代谢产物的扩散迁出，抑制了益生菌的生长，不利于益生菌的发酵培养。此外，油水界面的存在也阻止了水分的传输，无法直接通过喷雾干燥制备益生菌微胶囊固体制剂。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于水包水乳液结构的益生菌微胶囊制剂及其制备方法，旨在解决现有技术油包水乳液包埋益生菌制备微胶囊技术阻止营养物质和代谢产物扩散、不利于益生菌生存，阻止水分传输，无法直接干燥等的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于水包水乳液结构的益生菌微胶囊制剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将第一聚合物体系的水溶液和第二聚合物体系的水溶液混合后，所述第一聚合物体系中的聚合物和所述第二聚合物体系中的聚合物对水的持水能力不同，导致水在两种聚合物体系中的分配比不同，即持水性弱的聚合物体系中的水分会向持水性强的聚合物体系中迁移；静置后发生相分离，进而得到不同体积的两相，体积小的相作为分散相，体积较大的相作为连续相；所述第一聚合物体系中包含的水溶性聚合物相对于水的溶度参数与第二聚合物体系中包含的水溶性聚合物相对于水的溶度参数的差的绝对值大于0.5；