[发明专利]枯草芽孢杆菌益生菌菌粉的喷雾干燥制备工艺及优化方法

说明书

本发明公开了一种枯草芽孢杆菌益生菌菌粉的喷雾干燥制备工艺，包括以下步骤：(1)菌种活化与种子液制备；(2)菌悬液制备；(3)热诱激预处理与复合抗热保护剂的添加：(3)喷雾干燥制备益生菌菌粉。喷雾干燥过程为：将添加有复合抗热保护剂的枯草芽孢杆菌菌悬液加入到喷雾干燥设备中进行喷雾干燥，喷雾干燥参数为：入口温度为100℃，进料速率为600ml/h，进风量为80m³/h及出口温度为52℃。本发明还公开了喷雾干燥制备工艺的优化方法。该喷雾干燥制备工艺所制备的枯草芽孢杆菌菌粉的菌体存活率较高，菌体存活率超过95％，且本发明通过优化分析设计对喷雾干燥工艺进行参数的优化，从而通过最优工艺参数的配合，实现高存活率的菌粉的制备。

技术领域

本发明属于生物技术领域，特别涉及一种枯草芽孢杆菌益生菌菌粉的喷雾干燥制备工艺及优化方法。

背景技术

益生菌(probiotics)是指具有维持人体内菌群平衡，对人体健康产生有益作用的微生态制剂。口服足量活性益生菌有助于缓解急慢性胃肠炎，治疗腹泄，改善消化，缓解乳糖不耐症等症状，在减少病原菌在肠内定植和生长、提升免疫力、缓解神经发育障碍等方面具有显著功能。枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)是一种理想的益生菌，能高效分泌胞外蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶以及其他益生代谢物，具有有效调节人体肠道菌群平衡、提高生长性能、增强免疫力和安全性高等功能。枯草芽孢杆菌益生菌粉剂中的内生孢子进入肠道后，在肠上部能定植并增殖，并能形成对肠道致病微生物具有拮抗作用的短杆菌肽等多肽类活性成分，对致病菌或内源性感染起到抑菌和预防作用；此外，枯草芽孢杆菌能刺激动物免疫器官的生长发育，激活T、B淋巴细胞，提高免疫球蛋白和抗体水平，增强细胞免疫和体液免疫功能，提高机体免疫力，枯草芽孢杆菌活菌制剂口服液可作为肠炎、支气管炎和腹泻等多种疾病的治疗，也可用于预防和治疗烧伤面感染，因此，研究枯草芽孢杆菌益生菌粉的制备方法具有非常重要的作用。

目前，微生物菌体的干燥可采用真空冷冻干燥法、喷雾冷冻干燥法、喷雾干燥法和流化床干燥等方法进行。真空冷冻干燥作为目前多数微生物干燥的主要方法，虽然对菌体和菌体内的活性生物大分子保存较完备，也适用于热敏性和对热敏感的微生物，但易受预冻温度、冷冻速度和真空度等因素的影响，耗时较长，费用较高，应用受限；而喷雾冷冻干燥虽能耗低，符合低碳要求，干燥成品呈颗粒状，不需重新粉碎，但同样存在费用较高，应用也受限；流化床干燥以热空气作为流化介质干燥菌体，被干燥的物料在气流中被吹起、翻滚、相互混合和摩擦碰撞，通过传热传质达到菌体干燥的目的，但干燥时间相对较长，当物料停留时间不均匀时，有可能发生未经干燥的物料随产品一起排出床层等异常情况。因此，上述微生物菌体干燥方法均存在不同类型的诟病。喷雾干燥是直接将制备好的菌悬液经过雾化装置喷雾成雾状，在干燥室内与高温空气直接接触进行传热传质，由于枯草芽孢杆菌颗粒小(0.7～0.8×2～3μm)，与热空气接触面巨大，因此干燥时间极短(约5-10s)，物料温度较低，产品分散性和溶解性较好，生产过程简单，设备相对成本较低，特别适用于工业化连续生产。

喷雾过程中热处理和脱水干燥易引起益生菌菌体的细胞膜或胞内生物大分子的热损伤，为了提升益生菌菌体的存活率，除添加抗热保护剂外，对喷雾干燥工艺进行优化也是重要的策略，为了更好的提高喷雾干燥制备工艺所制得的菌粉的菌体存活率，需要对工艺参数进行优化。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种枯草芽孢杆菌益生菌菌粉的喷雾干燥制备工艺及优化方法，该喷雾干燥制备工艺所制备的枯草芽孢杆菌菌粉的菌体存活率较高，菌体存活率超过了95％，且本发明通过优化分析设计对喷雾干燥工艺进行参数的优化，从而通过最优工艺参数的配合，实现高存活率的菌粉的制备。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：一种枯草芽孢杆菌益生菌菌粉的喷雾干燥制备工艺，包括如下步骤：