[发明专利]一种冷冻干燥保护剂、制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种冷冻干燥保护剂，具体来说，本发明涉及一种乳酸球菌的冷冻干燥保护剂，此种冷冻干燥保护剂的制备方法及其应用。

背景技术

冷冻干燥是将湿物料在较低温度下冻结成固态，然后在高度真空下，将其中固态水分直接升华为气态而除去的干燥过程，也称升华干燥。在冷冻干燥过程中，冷冻和干燥两个过程会造成部分微生物细胞的损伤、死亡及其某些酶蛋白分子的钝化。如果冻干工艺中保护剂选择不当，则发酵活力下降。

乳酸球菌为乳品工业微生物中重要的菌种资源之一，具有良好的发酵特性以及改善或调节肠道微生物菌群的平衡、增强机体免疫力、降低胆固醇水平、缓解乳糖不耐症以及抑制肿瘤细胞形成等功效。乳酸球菌已广泛应用于食品、酿造等行业如何更好地将生产中选育到的优良乳酸球菌保存下来，选择合适的冷冻干燥保护剂尤为重要。

各种微生物的种类和本身结构（如细菌有无囊膜、荚膜等）不同，培养方法以及种类也有差异。为了使冷冻干燥过程中微生物的损伤和死亡尽量降低，各种微生物的冷冻干燥保护剂的配方也不尽相同。常用的保护剂主要为牛奶、蔗糖、明胶等，组方简单，保护功能差。如果在2℃-8℃条件下，保存期只有4-6月，多需要在-15℃以下保存。加上国内传统的生物制品保护剂的研制相对滞后，使成品的长期保存和运输受限。所以，研究一种效果较好的冷冻干燥保护剂十分迫切。

发明内容

本发明的目的是提供具有较佳效果的冷冻干燥保护剂，它冷冻干燥的效果比较好，在微生物尤其在乳酸球菌的冷冻干燥中，大大提高了菌体的存活率。

本发明提供了一种冷冻干燥保护剂，100份冷冻干燥保护剂由如下重量份的组分制备而成：

脱脂乳粉10份-18份，

谷氨酸钠0.5份-2份，

抗坏血酸钠0.3份-1.5份，

甘油0.5份-3份，

蔗糖2份-10份，

海藻糖10份-20份，

其它用水补足。

在冷冻干燥保护剂的常见组分中，甘油可促进冷冻干燥处理的过氧化氢酶复性，且当甘油浓度上升至0.8%，过氧化氢酶可完全复性。脱脂奶粉可促进升华。蔗糖对阻止蛋白质二级结构的改变、冻干处理过程中及贮藏期内蛋白质多肽链的伸展和聚集起着显著作用。与蔗糖相比，海藻糖的玻璃化温度更高，吸湿度更低，无还原性，而且蔗糖和海藻糖能够形成一种弱玻璃而具有很好的保护作用。糖对蛋白质的保护作用与其浓度有关，通常在某个浓度范围内，糖的保护作用随着浓度的升高而增大；当达到某一浓度时，保护作用达到最大值；此后再增大糖的浓度，保护效果无显著增加，有时反而会降低。氨基酸是常见的蛋白质保护剂之一，可防止有效组分随水蒸气一起升华逸散。

在冷冻中，结晶型氨基酸能升高成品的塌陷温度，阻止因塌陷而引起的蛋白质结构的破坏。吐温80、十二烷基磺酸钠及抗坏血酸等一些表面活性剂或还原剂对冷冻干燥过程中的蛋白质也起到一定的保护作用。此外，产品的自身氧化可消耗冻干样品内部和环境中的氧；放入电子或氢离子，如抗坏血酸等，可阻断冻干样品中氧化链式反应，抑制氧化酶活性，防止样品在冷冻干燥及储藏过程中氧化变质。

本发明在对冷冻保护剂的筛选过程中，首先进行了单因素试验，试验设计如表1，其中CK为不添加任何保护剂的对照组，列1中脱脂乳粉5%是指100克冷冻干燥保护剂中有5克是脱脂奶粉、95克是水；以此类推。试验结果如表2，表2中列出了添加表1所示不同保护剂条件下的活菌数。

表1 单因素试验因素水平表