[发明专利]一种造粒冻干法制备高活性乳酸菌剂的方法

说明书

技术领域

本发明属于菌剂制备技术领域，特别涉及乳酸菌剂的制备方法。

背景技术

制备浓缩型乳酸菌发酵剂的方法目前主要有喷雾干燥法、真空低温干燥法和真空冷冻干燥法。其中喷雾干燥和真空低温干燥的制备方法由于在制备过程中菌体活性损失严重，存活率低于20%，达不到优良浓缩型发酵剂的要求，整逐渐被真空冷冻干燥法所代替。真空冷冻干燥法简称冻干法，一般步骤是将菌体与保护介质混溶后，先在-30℃左右冻结，然后在一定真空度条件下使形成的冰晶升华，除去大部分水分就得到含水量较低的干燥发酵剂。真空冷冻干燥的过程决定了发酵剂具有如下的优点：1）冻干菌粉中微生物的存活率有了较大的提高。2）避免了一般干燥方法中因物料内部水分向表面迁移所携带的无机盐在表面析出而造成表面硬化的现象。3）脱水彻底，适合长途运输和长期保存，在常温下，采用真空包装，保质期可达3-5年。

但传统的真空冷冻干燥技术用于制备微生物活性菌剂也存在以下问题：1）直到目前还有许多微生物由于不能找到合适的冷冻干燥预处理方法而不能实现真空冷冻干燥。2）在预冻阶段，由于预冻速度较慢，而微生物细胞含水量较高，形成的冰晶会对细胞造成较大的机械损伤，从而大幅度降低了冷冻干燥过程中冻干菌粉的存活率。3）预冻后的物料被堆积在托盘中进行真空冷冻干燥，物料升华表面积小造成耗时较长, 一般为20h以上，能耗比较大，成本较高。以上几个问题也是目前制约真空冷冻干燥技术发展的重要原因。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提供一种既可提高冻干菌粉的活菌率，又可缩短冻干时间，降低能耗的新型乳酸菌剂制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的。

一种造粒冻干法制备高活性乳酸菌剂的方法，其特征在于：用常规方法制备乳酸菌菌泥，加入发酵液体积分数10%的保护剂充分混匀；将充分混匀后的乳酸菌菌悬液雾化成液滴，喷入-60℃至-100℃冷冻腔室的收集容器中进行冷冻造粒，同时使用低温液体泵将液氮瓶中-196℃的液氮不断从冷冻腔室侧面吹入冷冻腔室中，待喷雾过程结束后快速收集被急速冷冻的乳酸菌颗粒进行真空冷冻干燥。

本发明所述的常规方法制备乳酸菌菌泥，可以是下列条件：乳酸菌经过高密度培养后，发酵液用管式离心机3000-5000转/分钟，离心5-15分钟，倾倒上清液得到菌泥。

本发明所述的保护剂由质量分数5%海藻糖溶液和质量分数10%脱脂乳溶液等比例混合而成。

本发明所述的雾化方法为可以是气流式雾化、旋转式雾化或压力式雾化中的一种。其中气流雾化的气流压力为0.3-0.5MPa，气体流速为200-300m/s，液体流速为1-1.5m/s；旋转式雾化的旋转体转速为5000-6000r/min；压力式雾化的压力为0.2-0.4Mpa。

本发明所述的真空冷冻干燥条件可以是：收集被急速冷冻乳酸菌悬液颗粒，迅速放入已经预冷的真空冷冻干燥机的真空室中，密封，开启真空泵。真空度保持在100 Pa以下，冷阱温度-40至-55℃，真空冷冻干燥3-5小时。

本发明的优点和有益效果。

1）造粒冷冻干燥中雾化分散的细小液滴浸入低温中迅速冻结,能弱化冰晶的生长,减小冰晶对细胞脂质体的破坏，此外还省去了传统真空冷冻干燥预冻的步骤，这就大大减少了微生物细胞形成冰晶膨胀和细胞自溶的机率。

2）相对真空冷冻干燥技术而言，大大提高了菌体的存活率。冻干菌粉中乳酸菌菌体存活率可达到90%以上，活菌数可达到10¹²cfu/g以上。超过目前国内外文献报道中乳酸发酵菌剂产品活菌数。

3）雾化后的乳酸菌菌液接触液氮后迅速形成固体的微小颗粒，表面积大大增加，所需的干燥时间极短，大大缩短了传统的真空冷冻干燥时间，使得设备损耗小，耗能低，有效地节约了成本，提高了实验的效率。

4）传统真空冷冻干燥技术得到的制品在干燥后为干饼状，必须通过机械磨碎才能获得粉状产品，且磨碎产生的热量会造成产品品质降低。而采用本发明方法干燥后的菌剂为表面或内部疏松多孔的均匀的干粉状，具有更好的稳定性和复水性。

具体实施方式

实施例1。

1、乳酸菌菌悬液的制备。乳酸菌经过高密度培养后，发酵液用管式离心机3500转/分钟，离心15分钟，倾倒上清液得到菌泥，取出菌泥至容器中，加入发酵液体积分数10%的保护剂充分混匀，保护剂由质量分数5%海藻糖溶液和质量分数10%脱脂乳溶液等比例混合而成。