基于海藻酸钠的微胶囊构建技术及其在干态乳酸菌中的应用

基于海藻酸钠的微胶囊构建技术及其在干态乳酸菌中的应用 基于海藻酸钠的微胶囊构建技术及其在干态乳酸菌中 的应用 中国海洋大学 博士学位论文 基于海藻酸钠的微胶囊构建技术及其在干态乳酸菌中的应用 姓名:李晓岩 申请学位级别:博士 专业:海洋生物学 指导教师:陈西广 20090601基于海藻酸钠的微胶囊构建技术及其 在干态乳酸菌中的应用 摘要 随着经济的发展,生活水平的不断提高,人们对具有保健功能的健康食品的 需求量也越来越大,由此,在功能性食品、保健食品和营养滋补剂领域均占有 一 席之地的益生菌制剂也越来越受到人们的重视。益生菌是活的微生物,摄入 充足 的量后,能够对宿主产生一种或多种特殊且经论证的健康益处。乳酸菌作为 益生 菌的重要成员之一,具有改善肠道菌群结构、消除致癌因子、提高机体免疫 力、 降低胆固醇等重要生理功效。实际上,大多数的益生菌在进入消化道后对低 的胃酸、胆汁酸等的抵抗能力较弱,难以有足够的活菌数量到达并定居于肠道发 挥作用。微胶囊技术是提高益生菌活性的一种有效方法,将益生菌包埋于保护性 结构中,能够增强它们对外界不良环境干燥脱水、胃酸、胆汁、胰酶等的抵 抗能力,有利于使其顺利通过胃到达肠道发挥益生作用。挤压法是益生菌微胶囊 化使用最广泛的一种方法,具有制备条件温和,不会严重影响被包埋菌体活性等 优点。 本文以海藻酸钠、明胶、壳聚糖、羧甲基壳聚糖为壁材,稻麸纤维、微孔淀 粉为载体,利用挤压法制备出四类乳酸菌微胶囊,对其性质进行检测,考察微胶 囊化对乳酸菌的保护作用,并对影响干态乳酸菌存活性的因素进行了探讨。 以海藻酸钠为壁材、稻麸纤维为载体,利用挤压法成功的制备出乳酸菌一海 藻酸钠微胶囊。结果表明,海藻酸钠的浓度%,%,%,%,/对干态 .的释放情况影响不明显, 乳酸菌的存活性及其在模拟胃肠液中 ., 以%作为后续实验中的海藻酸钠浓度;干燥的微胶囊样品有利于茵体活性 的保持相比于?;与裸菌相比,微胶囊化及载体稻麸纤维的添加有利 于提高干态乳酸菌的存活能力;海藻糖作为一种非还原性二糖,能够被乳酸菌利 用,但对菌体的生长代谢没有促进作用,作为生长组分和保护剂,海藻糖能够增 强菌体对干燥环境的抵抗能力,?储存周后样品中乳酸菌的活菌数量为 . /;乳酸菌的微胶囊化有利于提高菌体对胃酸的耐受性,在模拟胃液 .中处理 后菌体的存活率可达%;随着储存环境相对湿度的增加 由%升高到%,微胶囊样品中乳酸菌的活菌数量减少。 以海藻酸钠、明胶为壁材,利用挤压法制备乳酸菌.海藻酸钠/明胶微胶囊。 微胶囊的粒径大小为. .。。储存一周后,徼胶囊样品中干态乳酸菌的 活菌数量最低为 /。柠檬酸钠处理样品组与非处理组的表面结构相差较 大,前者呈现片状结构,而后者则分布有许多皱褶;随着储存时间的延长,微胶 囊样品中的活菌数量呈现下降趋势,柠檬酸钠处理样品组活菌数的下降程度相对 较小:随着相对湿度从%升高到%,乳酸菌微胶囊的吸湿率明显增大:溶 胀介质中的和离子强度对不同乳酸菌微胶囊的溶胀性具有基本相同的影响规 律。当较低.时,微胶囊很快达到溶胀平衡,随着的升高大于., /,微胶囊的 微球出现先溶胀后溶蚀的现象。随着离子强度从.升高到 溶胀率降低;微胶囊中的乳酸菌能够在模拟胃肠液中连续释放,且乳酸菌在模拟 肠液中的释放速度和释放量明显大于在模拟胃液中。 , , 和 用酸降解法制备不同分子量的壳聚糖 ;将脱乙酰化与乙酰化相结合,可以制备得到具有不同脱乙酰度的壳聚糖 样品.%,.%和.%;以海藻酸钠及壳聚糖为壁材、微孔淀粉为载 体,利用三种方法制备乳酸菌.海藻酸钠/壳聚糖微胶囊。所有微胶囊均呈现圆形、 . 无粘连的球状结构,粒径为. /;所有微胶囊样品的含水量均小于%; 随着相对湿度的增大,各样品的吸湿率明显增大;制备方法对乳酸菌微胶囊在模 拟胃肠液中的溶胀性没有明显影响;由于外源交联法制备的微胶囊样品中乳酸菌 的活菌数量高且对胃酸的耐受能力强,以其为后续试验中制备乳酸菌.海藻酸钠/ 壳聚糖微胶囊的方法;随着微孔淀粉添加量的增大从.升高到. /,乳 酸菌的存活量呈现增加趋势。在储存过程中,添加量为.和.咖的样品中 乳酸菌的存活量相差不大,确定后续实验中的微孔淀粉用量为. /;利用外 源交联法制备乳酸菌.海藻酸钠/壳聚糖微胶囊,考察壳聚糖的分子量、浓度及脱 乙酰度对微胶囊在不同、离子强度介质中的溶胀性及对乳酸菌存活性的影响, ,浓度为%/,脱乙酰度为 得出壳聚糖的最佳指标为:分子量为 .%。 通过壳聚糖在浓碱液中与氯乙酸反应,制备得到不同分子量的羧甲基壳聚糖 . 和. ,. ,. ;所制备的羧甲基壳聚糖为 淡黄色粉末,易溶于水,水溶液的透明度良好。以海藻酸钠、壳聚糖及羧甲基壳 聚糖为壁材、微孔淀粉为载体,运用挤压法制备出乳酸菌一海藻酸钠/壳聚糖/羧 . 甲基壳聚糖微胶囊。所有微胶囊的圆整性良好,粒径的大小为. ,羧 甲基壳聚糖的引入使得微胶囊表面变得光滑、平整:所有微胶囊样品的含水量均 小于%;随着相对湿度的增大从%增加到%,微胶囊的吸湿率明显 增大;微胶囊膜通透性实验表明,乳酸菌.海藻酸钠/壳聚糖/羧甲基壳聚糖微胶 囊膜为一种选择透过性膜,羧甲基壳聚糖的分子量对膜通透性的影响没有明显的 规律性。随着羧甲基壳聚糖浓度的增大,膜的通透能力下降;羧甲基壳聚糖的分 子量及浓度对乳酸菌一海藻酸钠/壳聚糖/羧甲基壳聚糖微胶囊在不同及离子 强度中的溶胀行为影响不明显,且对乳酸菌存活性的影响没有明显的规律性;综 上所述,得出制备微胶囊的羧甲基壳聚糖的最佳条件为:分子量为 ,浓 度为%,/;乳酸菌在海藻酸钠/壳聚糖/羧甲基壳聚糖微胶囊内的生长曲线 与游离菌体类似,均呈现“型;随着相对湿度的升高从%升高到%, 乳酸菌一海藻酸钠/壳聚糖/羧甲基壳聚糖微胶囊样品中乳酸菌的活菌数量减少; 在固定化乳酸菌的耐受性实验中发现,以海藻酸钠、壳聚糖及羧甲基壳聚糖为壁 材制备的三层微胶囊,对乳酸菌有明显的保护作用,大大提高了菌体对胃酸、胆 盐的耐受能力。 当益生元菊粉和低聚果糖的添加浓度为.,.,.%/时,菊 粉对乳酸菌的增殖有促进作用,但影响不明显。低聚果糖对乳酸菌的生长没有促 进作用。浓度为.%/的菊粉对乳酸菌在干燥过程中有明显的保护作用, 且能提高菌体在储存过程中的稳定性;壳寡糖具有良好的微生态学效应,可作为 微生态调节剂开发利用。实验发现,壳寡糖作为生长组分,有利于改善干燥菌体 的存活情况,在储存第周,壳寡糖添加组中乳酸菌的最低活菌数为. /。作为干燥保护剂,壳寡糖浓度为.%时的保护效果最好,在储存第周, 菌体的活菌数量为.× /;在培养基中加入醋酸钠、柠檬酸钠和磷酸氢二 钠等缓冲盐,能够调节培养液的酸碱度,促进菌体的生长,增加菌液中还原糖的 产量,有利于提高菌体对渗透压的耐受性;另外,缓冲盐对菌体在干燥过程中的 保护效果因菌体的干燥温度而异,当干燥温度为?时,保护效果较好;当菌 体的干燥温度为。时,海藻糖%,/和脱脂奶粉%,/对菌体在复 水过程中的保护效果较为明显。随着复水时间的延长,复水介质海藻糖和脱脂 奶粉的浓度对菌体活性的恢复影响不大。 总之,利用生物大分子材料海藻酸钠、明胶、壳聚糖及羧甲基壳聚糖对 乳酸菌进行微胶囊化,有利于改善乳酸菌在干燥及储存过程中的存活情况,能够 提高菌体对低的胃酸、胆汁的耐受性,为益生菌作用的发挥提供了前提,具 有广阔的应用前景。 关键词:微胶囊、海藻酸钠、乳酸菌、干燥状态、存活性 ‘ 一 ?毋.,’ .. “ ”. , ., .?. , , , , .. , , . .、, , . , . ... . . % %%/ . 。. . ..,, . .’.。. / % . . . .谢 % %. . . . . ./。 ., . .、析 .. % %.、 / .. . .,、析. . /. . . . .%,.% .% . . , . . %. .?.、析% %. . ?. .. . . . /.. . /, ./ . .%%/ .. 诵. ,. . ,...、加 .,, . .. %. % %, .. .. ..%/ .. .. . ..,.,.%/, ...% . . ? , . 。 ,.。× /.× .%,/ .。/ ,。 . . . . , .. . ,, , .. .. :, , , ., 独创声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含 其 他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含未获得洼;麴逡查墓丝孟墨挂 型 直明的奎拦亘窒或其他教育机构的学位或证使用过的材料。与我一同工作 的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名:詹电岩 签字日期:砷年如%日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,有权保留 并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本 人授权学校可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采 用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同时授权中国科学技术信 息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》,并通过网络向社会 公众提供信息服务。保密的学位论文在解密后适用本授权书 学位论文作者签名:唐蚪新签字:,砂一 签字吼砷年』月日 签字吼年多月弼日基于海藻酸钠的微胶囊构建技术及其在干态乳酸菌中的应用 前言 目前,微胶囊技术是保护益生菌活性最为有效和实用的方法之一。随着经济 的发展,人们生活水平的不断提高,微生态制剂的开发越来越受到人们的重 视。 益生菌是人体肠道重要的生理菌,具有改善肠道菌群结构、促进肠道中有益菌的 增殖、抑制有害菌的生长、消除致癌因子、提高机体免疫力、降低胆固醇等重要 生理功效。益生菌发挥益生作用的前提是必须有足够的活性。然而,益生菌制品 在从生产到运输、销售、再被口服经上消化道到达肠道的过程中,需要经受一系 列的不良影响,导致到达肠道的活菌数量大大减少,限制了益生菌生理作用的发 挥。为了提高益生菌剂的利用率,人们正在积极探索提高益生菌剂有效性的方法。 其中,以海藻酸钠等天然高分子材料为壁材对益生菌进行固定化,能够增强菌体 对外界不良环境的抵抗能力,提高干燥菌体在存储过程中的稳定性,因而成为人 们研究的热点。 .益生菌概述 ..益生菌的发展历史 益生菌从发现到研究直至应用大概经历了一百年左右的时间。年法国著 名的博士率先从健康母乳喂养的婴儿粪便中分离得到被称为益生菌鼻祖 的第一株双歧杆菌。年奥地利医生莫落验证了人体肠道内的益生菌关系到人 的生老病死。年俄国科学家伊力亚?梅契尼科夫正式提出了 “酸奶长寿理论。年,和报道了嗜酸乳杆菌酸奶所具有 的临床功效,特别是对消化的功能性。年首次介绍了益生菌。年 和最先使用益生茵来描述一种微生物对其他微生物 促进生长的作用。世界卫生组织也研究发现,大量有益菌群的保护可以在很大程 度上提高人体的免疫力,避免各种疾病的发生。至今,科学界已经有大量的资料 证明,益生菌的研究是一个具有广阔发展前景的高新技术领域。 ..益生菌定义的演变 益生菌,也有译为“益生素、原生菌”等,它的现代定义最早在 年被和阐述为“由一种微生物分泌的刺激其他微生物生长的基于海藻酸钠的微胶囊构建技术及其在干态乳酸菌中的应用 物质或组织提取物”。年,将其表述为“有助于肠道菌群平衡的微生 物及其相关物质。此后随着对益生菌研究的深入,益生菌的定义也屡次被修订。 年,又将此定义为:“益生菌是通过改善肠道菌群平衡而对宿主健康 于 年 产生有益作用的活菌添加剂。这一定义又被和’ 扩展为“通过改善内源性微生物,对动物或人类施加有益影响的单一或混合的活 微生物”。年在德国召开的一次会议上,益生菌的定义再次被修订:“益生菌 是含活菌和/或死菌包括其组分和产物的细菌制品,经口或其他黏膜途径投放, 旨在改善黏膜表面微生物或酶的平衡,或者刺激特异性或非特异性免疫机制”。 欧洲权威机构欧洲食品与饲料菌种协会于年给出最新定义:益生 菌是活的微生物,摄入充足的数量后,能够对宿主产生一种或多种特殊且经论证 的健康益处。等则将其定义为“摄入后能对宿主的健康或生理 施加有益影响的非病原性微生物”。关于益生菌的定义,目前还没有明确的答案, 随着研究的深入其概念将会得以拓展和完善。 ..益生菌的常用菌株 益生菌主要来源于动物肠道内的正常生理性菌和非肠道菌。年美国食品 和药品管理局以及美国饲料监察协会公布了种可以用于饲 料的安全菌株。我国于年公布了种:乳酸杆菌、粪链球菌、双歧杆菌、 酵母菌、腊状芽孢杆菌和腊状芽孢杆菌可用作动物微生态调节剂。 目前,常用的益生菌制剂主要有类:?严格厌氧的双歧杆菌属, 该属现有个种,其中已用作肠道微生态制剂的主要有种,即长双歧杆菌丑 、婴儿双歧杆菌四、青春双歧杆菌?、两歧双歧 杆菌慨和短双歧杆菌慨。?一般厌氧即耐氧的乳杆菌属。乳酸 菌是通过发酵糖类获得能量,产生大量乳酸的一类细菌的总称。至今已报道 的有 种,常用作肠道微生态制剂的约有种,如嗜酸乳杆菌.、植 物乳杆菌.、短乳杆菌.、干酪乳杆菌.和德氏乳 杆菌保加利亚种. .等。?若干兼性厌氧球菌,如属 于肠球菌属中的粪肠球菌饵和尿肠球菌温,属于 乳球菌属的乳酸乳球菌乳亚种犯.// .和乳酸乳球菌 乳脂亚种. .以及属于链球菌属的唾液链球 基于海藻酸钠的微胶囊构建技术及其在干态乳酸菌中的应用 菌嗜热亚种僻 .和中间链球菌假等。 ..益生菌的筛选 作为益生菌的菌株,必须具备以下条件; .,;., ;, .,: ; 具有宿主源性,即来源于与宿主相同的物种; 对宿主健康有一定的促进作用; 耐受性,对胃酸、胰酶及胆汁的消化作用表现出一定的抵抗力,从而能 在胃肠道内定植、存活; 准确识别菌基因、种属、菌株及其特性,保证具有已证明的安全性; 能对食物中的病原体起一定抑制作用,通过产生抗菌的代谢产物或细菌 素,选择性调节微生物区系的组成; 无毒性和致病作用: 良好的黏附性,能有效的定植于肠道中,从而抑制肠内病原体的粘附、 定植、复制或活性; 具有良好的感官特性; 在其产品制备及储存期间能保持活性及稳定性,能用于大量生产并具有 经济价值。 可见,选择益生菌株时要考虑菌株的安全性、有效性、稳定性和可控性。 ..益生菌的作用机理 益生菌被摄入宿主肠道后,在复杂的微生态环境中与近种正常菌群汇 合,显现出栖生、偏生、竞争或吞噬等复杂的关系,改变生物体内的微生物群 落, 促进宿主的健康。但是益生菌的作用机理在理论上进展还不够成熟 ., ; .,;田真等,,目前主要有以下几种: ?优势种群理论 动物肠道内生存有一定数量的处于动态平衡的微生物种群,在正常微生物群 中少数种群在数量上占据整个正常微生物群的绝大多数,对整个种群起控制 作 用,一旦该优势种群受到破坏,即可导致微生态失调,原优势种群发生更替。 在 正常的动物肠道微生态系统中,厌氧菌占%以上,为肠道中的优势种群,兼性 厌氧菌和需氧菌不到%。使用微生态制剂就在于补充优势种群,抑制有害菌的 基于海藻酸钠的微胶囊构建技术及其在干态乳酸菌中的应用 繁殖,恢复生态平衡,从而达到防治疾病的目的。 ?生物拮抗理论: 生物拮抗是指利用微生态制剂,建立机体内正常的微生物,排斥体内的病原 菌。正常微生物群构成机体的防御屏障,其中包括生物学屏障和化学屏障。微生 态群有序地定植于粘膜皮肤等的表面或细胞间形成的生物膜样结构上,从而影响 过路菌或致病菌的定植、占位、生长和繁殖,这就是生物学屏障。肠道内的有益 微生物可竞争性的抑制病原微生物黏附到肠壁上,阻止病原微生物的定植。正常 菌群的代谢产物乙酸、丙酸、乳酸、细菌素和其他活性物质共同构成化学屏障, 可阻止外籍菌的定植与生长繁殖。微生态制剂本身是这些正常的生理性细菌及其 代谢产物,它参与屏障结构,发挥生物拮抗作用。 ?生物夺氧理论: 在肠道微生态系统中,厌氧菌是优势种群。多数病原微生物属于需氧菌或兼 性厌氧茵,当动物肠道内微生态系失调,氧浓度升高时,有利于病原微生物的生 长和繁殖。利用非致病的耗氧微生物暂时在肠道定植,可以降低局部氧分子 浓度, 造成环境缺氧,氧化还原电势下降,抑制病原菌的生长,促进厌氧微生物的生长, 有利于恢复其微生态平衡,从而达到预防和治疗疾病的目的。 ?生态平衡理论: 微生态学认为,人体、动植物体表及体内寄居着大量的正常微生物群,宿主、 正常微生物群和外环境构成一个微生态系统。在正常条件下,这个系统处于动态 平衡状态。微生态系统可辅助宿主进行某些生理过程,同时还能使寄居的微生物 保持一定群落组合,维持其生长与繁殖。当机体内微生态平衡失调时,有害菌的 比例增高,分解蛋白产生有毒物质,如胺、细菌素等。微生态制剂可显著降低有 害菌的数量,抑制病原菌,从而恢复生态平衡。 ?“三流循环”理论: 三流循环即能源流、物质流及基因流的循环,即能源交换,正常微生物群内 部与宿主保持着能源交换和运转的关系;物质交换,正常微生物群与宿主通过降 解与合成进行物质交换;基因交换,在正常微生物之间有着广泛的基因交换。当 体内的微生物菌群遭到破坏时,这些交换出现紊乱,导致疾病的产生。微生态 制 剂可以作为非特异性免疫调节因子,促进机体吞噬细胞的吞噬能力和细胞产 基于海藻酸钠的微胶囊构建技术及其在干态乳酸菌中的应用 生抗体的能力,降解肠道内有毒物质如氨、酚等,抑制腐败微生物的过度生长, 有利于维持微生态系统中能量流、物质流和基因流的正常进行,保证体系的正常 运转。 ..益生菌的保健功能 益生菌的保健功效是人们关心的热点问题之一。国内外学者研究发现,益生 菌的保健作用一般可概括为以下几个方面 .,; ., ; .,; .,: 整肠作用,维持肠道菌群平衡,防治腹泻。益生菌能够耐胃酸及肠道消 化液,活着进入人体肠道内,通过其生长及各种代谢作用抑制肠内腐败物质的产 生,保持肠道机能的正常,对病毒和细菌性急性肠炎及痢疾,便秘等都有治疗及 预防作用。益生菌能够保证肠道菌群最佳优势组合,维持其稳定性,具有纠正肠 道紊乱的功能。 缓解乳糖不耐症,促进机体营养吸收。益生菌有助于营养物质在肠道内 的消化,它可以产生一定量的乳糖酶,能使乳糖分解为乳酸,减轻乳糖不耐 症。 双歧杆菌和乳酸杆菌不仅可以产生各种维生素,如维生素、、、、 、烟酸和叶酸等以供机体所需,还能通过抑制某些维生素分解酶来保障维生素 的供应。另外,双歧杆菌还可以降低血氨改善肝脏功能。 预防阴道感染,不少益生菌可以代谢产酸,通过降低值来抑制有害 细菌的生长,具有酸化泌尿生殖道的作用;还可以通过与有害细菌竞争空间和资 源而抑制有害菌的生长繁殖。酸奶中的嗜酸乳杆菌可抑制阴道内白色念珠菌的繁 殖,对健康起到有利的作用。 增强免疫力是益生菌的重要作用之一。益生菌的活菌细胞、死细胞或是 发酵产物都具有调节免疫的功能。益生菌及其成分如肽聚糖、脂多糖等,能活化 机体免疫系统,如促进淋巴细胞增殖,促进抗体生成,并可以刺激机体的非特异 性免疫功能,提高自然杀伤细胞的活性,增强肠道免疫球蛋白的分泌,增强 人体免疫力,从而发挥免疫调节功能。 降低高血压的功效,乳酸菌产生的某些物质如丫一氨基丁酸具 有降低血压的功效,还有一部分益生菌能特异分解乳蛋白酪蛋白,产生具有 抑制引起血压上升的酶血管紧张素转化酶,活性的多肽如和。基于海藻酸钠的微胶囊构建技术及其在干态乳酸菌中的应用 抑制剂的原理是通过抑制血管紧张素转化为血管紧张素,血管紧张素 能使血管收缩、血压升高,从而改善血液流动和血压。因此,常期饮用含有这 种活性多肽的酸奶有防治高血压的效果。 降低血清胆固醇:该作用的发挥可能与其调节和利用内源性代谢产物并 加速短链脂肪酸的代谢有关。双歧杆菌、乳杆菌的微生态制剂,服用后能够影响 胆固醇的合成代谢,可使胆固醇转化为人体不吸收的甾醇类物质,还能通过酶解 作用使肠内胆固醇水平降低。 预防癌症和抑制肿瘤生长等:乳酸杆菌能提高巨噬细胞的活性,抑制癌 细胞的繁殖,防治肿瘤的生长。益生菌可抑制肠道内某些酶的活性,如一葡糖 醋酸酶、一葡糖醛酸酶、硝基还原酶、偶氮还原酶等,这些酶可能参与肠道内致 癌物的形成。益生菌还能降解或吸附致癌物,从而减轻其毒性。另外,肠道内的 有害菌可以使胆盐发生解离,产生致癌物质,容易引起肠癌,益生菌的存在可以 抑制有害菌的生长繁殖,从而减少致癌物质的生成,降低致癌几率的发生。另外, 还有研究表明,益生菌具有阻碍结肠和其他器官中发生的非基因型和基因型突变 的功能,其机理是益生菌或其代谢副产物通过影响结肠上皮细胞的变化历程, 来 达到降低癌细胞增殖的目的。 缓解过敏作用:过敏是一种免疫疾病,是人体内免疫功能失调出现不平 衡所引起。有过敏体质的人当外来物质或生物体刺激免疫系统产生免疫球蛋白 数量过多,使其释放组织胺,从而引发过敏症状。益生菌能够调节体内 免疫球蛋白抗体,达到缓解过敏的疗效。 目前,许多菌株的各种功能实验还在进行,许多新的功能也在研究和中。 不同菌株其保健功能不尽相同,相互配合恰当可发挥良好的生理功能。 ..益生菌的应用 益生菌的理论研究已在国内外进入高潮,益生菌的应用也已形成了强大的产 业。目前,益生菌产品已被广泛应用于食品、医疗及水产等各个领域。在功能性食品中的应用, ; .,; ., .,; 近年来,益生菌功能性食品成为研究开发的热点,应用于功能性食品的常见 益生菌主要是指两大类:一类为双歧杆菌,另一类为乳杆菌,其中较新型的 基于海藻酸钠的微胶囊构建技术及其在干态乳酸菌中的应用 个菌种为植物乳杆菌和罗伊氏乳杆菌。现在成功上市的功能性食品很多,膳食补 充剂作为益生菌的另一类产品,如酸奶、冰淇淋等被广大消费者接受。 有些益生菌能够产生特殊风味物质,赋予产品芳香,可作为功能性食品添加 剂使用。另外,益生菌的添加还能提高乳制品的粘稠度。益生菌在其他功能性产 品中的应用也很广泛,其中功能性酸奶在改善乳糖不耐性,降低胆固醇,防治癌 症,减轻腹泻,提高免疫力等方面起着很重要的作用。考虑到菌体对胃酸的耐受 性较差,可以采用干酪或酸牛乳作为载体,提高益生菌在胃液环境中的存活率。., 在医学领域中的应用,; .,; ; ., 益生菌剂已广泛应用于临床诊治多种疾病,如防治多种肠道疾病;益生菌制 剂通过调整肠道菌群失调,改善生态环境而对各种原因引起的急性肠炎、痢疾、 结肠炎等具有良好预防和治疗作用;防治抗生素相关性疾病、真菌感染;治疗缓 解各种便秘,益生菌在体内代谢产生多种有机酸,使得肠内降低,因而调节 肠道正常运动,有效缓解便秘;防治肝脏疾病,用益生菌制剂治疗慢性肝炎、肝 硬化可有效降低患者血氨水平;能促使肠道菌群恢复正常,改善肝脏蛋白质代谢 和肝脏的解毒功能;降低胆固醇的作用,双歧杆菌、嗜酸乳杆菌剂可通过降解胆 盐,促进胆固醇的分解代谢,对治疗和缓解胆固醇血症具有一定的疗效;益生菌 制剂通过增加腹泻者肠道内有益菌的数量和活力,抑制致病菌的生长以恢复正常 的茵群平衡,达到缓解腹泻症状的效果,对细菌性腹泻、菌痢、顽固性或难治 性腹泻均有良好的预防和治疗作用;治疗抗创、烧伤感染,如枯草芽孢杆菌剂可 治疗和预防各种创、烧伤感染,使创面加速愈合;治疗妇科疾病,国内已研制出 治疗多种妇科病的益生菌制剂;防治骨质疏松症,老年患者因大量使用抗生素会 干扰肠道内正常菌群,导致雌激素再吸收能力降,引起骨质疏松症,对此需在饮食 疗法中增加钙、镁离子治疗的同时,辅助加服益生菌制剂,调节肠道菌群。在水产养殖中的应用 .,; .,; 甜/.,;? ., 在水产养殖中,益生菌被定义为“通过改善宿主和周围环境的微生物菌群、 提高饵料利用率、宿主免疫力、改善周围水质环境、对宿主产生有益影响的活的 微生物。目前,微生态制剂在水产上的应用多集中于育苗上,被认为是益生茵 基于海藻酸钠的微胶囊构建技术及其在干态乳酸菌中的应用 的主要是芽孢杆菌、光合细菌、硝化细菌、反硝化细菌和酵母菌等。 随着水产养殖业的迅速发展,工厂化高密度养殖规模的日益扩大,再加上养 殖品种单一,导致养殖生态环境失调;未经处理的养殖废水、工业污水和生活污 水的排放使近岸海水受到严重污染,造成养殖生态系统的破坏,从而引发各种病 害。利用微生态制剂能降低水体的有机污染,净化水体,抑制、杀死病源微生物, 还可作为食料添加剂,补充营养成分。益生菌在水产养殖中能改善水产动物体内 的微生态平衡,刺激机体的免疫系统,抑制致病微生物,降解有机废物,从而减 少疾病发生,促进水产动物生长发育,改善养殖生态环境。总之,微生态制剂不 仅能改良养殖水质,而且能有效地防治疾病且没有污染,从而达到生态防治的目 的。 ..益生菌的存在问题及目前研究的热点 越来越多的研究使益生菌的健康功效得到广泛的认可,特别是酸奶菌种对乳 糖不耐症、轮状病毒引发的腹泻以及过敏症的治疗作用已经被充分的验证。大量 益生菌功能性食品的问世,在带给人类健康的同时,也给人们提出了一些不 容忽 .,: 视的问题舒娜等,; 目前国内已确认的适宜作微生态制剂的益生菌的种类较少,仅有乳酸杆 菌、双歧杆菌、链球菌、芽孢杆菌及酵母等种; 产品的质量不稳定,由于活菌制剂在加工、运输、储存过程中容易失活, 导致产品中的活菌数量降低明显; 由于益生菌的耐受性较差,活菌制剂进入消化道后多难以经受低值 的胃酸、胆汁酸、胰酶等的作用,使之难以有足够的活菌数量到达肠道、增 殖并 发挥作用; 活菌制剂进入肠道后适应能力较差,增殖速度缓慢,导致其难以在微生 物竞争中处于优势地位,形成优势菌群; 毒性,益生茵在代谢过程中能产生多种细菌素,这些细菌素不仅能杀死 或抑制肠道内病原菌和腐生菌,还能作用于肠道内其它能维持机体正常生理 功能 的微生物,对人体健康产生影响; 除乳酸杆菌、双歧杆菌外,其它制剂在肠道的作用机制尚不十分清楚,许 多学说相互矛盾; 基于海藻酸钠的微胶囊构建技术及其在干态乳酸菌中的应用 益生菌产品的宣传力度不够,宣传力度应进一步加大,明确益生菌产品 的相关信息。 .改善益生菌存活性的方法 根据益生菌应用效果的概念,只有活的益生菌才能产生益生功能 .,; .,。因此,益生菌在被人体摄入时必须是活的,而 且能够在胃肠道中保持足够的活菌数量。有关于益生菌能够发挥益生作用所需的 最低活菌数,目前还没有统一的标准。国际乳品联盟提出的官方标准是指在微生 态制剂销售期间,最低活菌数为 .,。日本酸奶及 / 乳酸菌饮料协会 / 提出的标准是乳制品中含双歧杆菌的最低活细胞数 ., 。/ / ,的标准是在销售期间,酸奶一类的食品中最少要含有三. /,而发酵牛奶中要含有双歧杆菌 /。由于很多益生菌 在生长过程中不形成芽孢,对外界环境中的酸、碱、氧极为敏感,抗逆性较差, 常温下长期保持其活性较困难,为了保证益生菌剂中有足够的活菌数量,人们正 在积极探索提高益生菌剂有效性的方法。 在微生态制剂的生产过程中,要考虑到益生菌活性的重要标准,以便能够保 持较高的活菌数量。提高益生菌的活菌数量可以从以下三个方面来考虑:基因水 平,生理水平,产品的加工。 ...利用基因工程对益生菌进行改造 菌体的功能特性是由其基因决定的,随着分子生物学、遗传学和微生物学等 学科的发展,特别是某些益生菌枯草芽孢杆菌、乳酸乳球菌、酿酒酵母等全 基因组的测序,为益生菌的合理使用奠定了基础。利用基因工程技术在益生菌中 转入异源基因,可增加菌株对不良环境的抗性。利用现有的在压力胁迫下培养的 菌体的基因库,将益生菌作为基因工程的受体菌,对其基因组进行改造,获得食品级的突变体 .,; .,。可以将一些有用的外源基因 酶基因、抗性基因、某种营养因子的基因等整合到益生菌的染色体上,使之 表达,扩大其生物学特殊功能,构建出粘附定植力强、菌株稳定、耐氧、耐酸、 耐抗生素的优良菌株。既能保持受体益生菌株的安全性和在肠内定植、繁殖的功 基于海藻酸钠的微胶囊构建技术及其在干态乳酸菌中的应用.,; 能,又能发挥其调整菌群和促进生长的有益特性 .,; ,; .,。 .,; 在使用基因工程菌的过程中,保障和提高基因工程茵的安全性具有重要意 义,应选择安全、无毒副作用的菌株,并确保这些菌株在使用过程中不会突变为 对动物、环境有害的菌株。 ...益生菌培养条件的优化 菌体的生长条件是影响益生菌存活情况的一个重要参数,培养基的组成对菌 体干燥后的存活率起着重要作用。菌体收集时间、生长温度、发酵液的值被 认为是发酵过程中的重要因素,对冷冻及冷冻干燥过程中益生菌的活性有着重要 影响 ; ., ., ; , .,;; .,。据报道,在发酵液中添加 .,;或对冷冻过程中的菌的存活有促进作用 .,; ., 。 培养基的优化对菌体存活率的提高主要表现为:相容性物质的积累、胞外多 糖的产生及细胞膜成分的改变。 相容性物质的积累 微生态制剂在制备过程中,益生菌会面临各种各样的不利于其存活的外界条 件,如低温、低和较低的水活度,都会引起细胞膜和细胞壁的破坏,抑制主 动运输,导致细胞形态上的改变和生存能力的降低 .,。但细菌 在面临胁迫环境的同时,也会随着环境的改变而形成自己的适应机制,存活下来.,。 在高渗透压环境中,乳酸菌表现出两个方面的应激反应:提高对环境的多种耐受性和积累多种相容性溶质 .,。相容性 .,; 溶质是一些小的有机分子,溶解性较好,能在处于高渗透压环境中的细胞原生质 内大量积累,并且不改变酶的活性,甚至可能因为其存在避免酶变性的发生,如 甜菜碱、肉碱及甘露糖等。相容性溶质在细胞内的大量积累,有利于细胞在冷冻和干燥过程中适应不同的渗透压,保证菌体活性 .,; ., ; .,。 海藻糖广泛存在于低等植物、藻类、细菌、真菌、酵母、昆虫及无脊椎动物 基于海藻酸钠的微胶囊构建技术及其在干态乳酸菌中的应用 中,既是一种贮藏性糖类,又是应激代谢的重要产物。大量研究表明,某些物种对 外界恶劣环境,如脱水、干旱、高温、冷冻、高渗透压及有毒试剂等,所表现出来 的抗逆耐受力和它们体内存在的海藻糖有直接关系。在极端严酷的环境条件下, 海藻糖可以对生物膜、蛋白质和核酸等生物大分子发挥保护作用,从而使富含这 种奇妙化合物的生命体对外界恶劣环境表现出独特的生物学特性 .,; .,。 年,等提出了海 .,; 藻糖的高效力生物保护作用与其玻璃体形成有关,海藻糖具有较高的玻璃态转变 温度被认为是它在生物保护作用中比其他糖类具有优越性的原因。有关海藻糖对 生物分子的保护作用,人们提出了种种假说,目前主要有两种假说解释海藻糖的 保护机制,即“水替代”假说和“玻璃态假说。 生长介质中的糖类能够对菌体的细胞形态和生理生化特征产生影响,导致菌体对外界环境的抵抗力不同 .,; .,; .,。研究表明,在培养基中添加糖基质,茵体能够依靠培 养基中的碳源产生相容性溶质甘露醇、山梨酸和谷氨酸酯等,有利于提高菌 体在冷冻干燥中的存活率 .,; .,; 甜.,。 目前,相容性溶质对乳酸菌的保护机理尚未明确。 胞外多糖的产生 胞外多糖一般分为种,一种称为荚膜多糖,作为被膜与细胞 壁相粘连;另一种称为黏液层多糖 ,是一种松散的、不相连的物质。 由于细胞不可能利用底物和能量来生成无用的代谢物, 因此应当具有某些 生物学功能 .,。胞外多糖可以增加酸奶的粘度和改善组织状 态,进而可以降低酸奶的凝胶脱水收缩。因此,作为发酵剂的乳酸菌种一般选择 可以产生胞外多糖的乳酸菌。一般认为胞外多糖的形成是细菌在有害环境中的一 种生存策略。现在研究比较多的是的保护特性,例如,防止干燥、吞噬、 抗菌素、抗生素、有毒化合物和渗透压 .,; .,; ? .,。 细胞膜的改变 细胞膜是原生质和外界环境的屏障,具有维持细胞原生质体内渗透平衡的作基于海藻酸钠的微胶囊构建技术及其在干态乳酸菌中的应用 用。细胞膜的脂肪酸组成及膜脂质氧化程度与细胞在冷冻、干燥和贮藏过中的存 活率密切相关。细胞外环境的改变甚至可以引起细胞膜成分的改变,菌体的培养 条件,例如培养基的组成、培养温度、细胞的生长阶段、盐类和其他溶质及 值都会影响到细胞膜脂质的组成 .,。细胞膜脂质结构不同,细 ., 胞膜的流动性也不同,导致菌体对冷冻、干燥等的耐受性不同 。 ...益生菌产品的加工 ....益生菌与益生元的协同作用 益生元是指能选择性刺激一种或几种细菌在宿主肠道内生长或 活化,增进宿主健康而又不被宿主胃肠道消化的物质。益生元物质广泛存在于自 然界中,主要包括各种寡糖类物质或低聚糖,; .,。 寡糖又称低聚糖或寡聚糖,是指 个单糖通过糖苷键连接而成的直链 或支链的一类糖,具有低热、稳定、安全无毒等良好的理化性能,大部分不能被 动物本身的消化酶所消化,但到达肠道后可作为有益微生物的底物,能够选择性 地刺激一种或几种有益菌在宿主肠道内生长,而又不会被有害菌利用,从而增进 宿主健康。如异麦芽寡糖、甘露寡糖、低聚寡果糖、乳寡糖、低聚木糖等。有研 究表明:寡糖作为某些益生菌的增殖因子,能够增强益生菌的竞争优势;同时, 益生菌分泌的消化酶使寡糖进一步消化为单糖,能够被益生茵或机体利用,给宿 主带来健康益处。 益生元对益生菌作用的发挥具有重要的辅助作用,通过选择性的刺激双歧杆 菌和乳酸菌,使之利用低聚糖类物质大量增殖,维持优势菌的地位,发挥其有益 作用。同时有益茵代谢产生的短链有机酸主要是乙酸和乳酸和一些抗菌物质 可以抑制外源性致病菌和肠腐败菌的生长繁殖,减少有毒物质的产生。当益生菌 的优势地位建立起来以后,益生菌的各种作用便可以得到充分发挥.,; .,; .,;,。 常用的益生元由菊粉和低聚果糖 ,。 菊粉,又称菊糖,是由~呋喃果糖分子以一,糖苷键连接 而成的果聚糖,每个菊粉分子末端以【一,糖苷键连接一个葡萄糖残基,聚合 基于海藻酸钠的微胶囊构建技术及其在干态乳酸菌中的应用 度通常为~,平均聚合度为。菊粉是一种天然功能性多聚糖,主要存在 于植物中,目前世界上超过种植物中含有菊粉,约占植物总量三分之一, 其中菊科菊芋和菊芭中菊粉最高含量分别为%~%和%%,菊粉也存 在于某些菌体中,如芽孢杆菌、乳酸杆菌、链球菌、放线菌等。菊粉被认为具有 调节消化道微生物区系的作用。菊粉在胃中不能被消化,在进入肠道后被肠道内 有益微生物发酵产生短链脂肪酸,降低肠道值,抑制某些有害菌的生长。菊粉 还能显著促进大肠中双歧杆菌和乳酸杆菌等有益菌的繁殖,同时抑制梭菌、拟杆 菌和大肠杆菌等有害菌的生长,使益生菌数量增加,有害菌数量减少.,; 订.,; .,;.,。 低聚果糖,,又名寡果糖或蔗果三糖族低聚糖,是 存在于水果、蔬菜、蜂蜜等物质中的天然活性成分,优良的水溶性膳食纤维。低 聚果糖通常作为果糖基单元以,键连接在蔗糖分子上的果糖寡聚 物的通称,即,.,主要包括蔗果三糖、蔗果四糖、蔗果 五糖。天然低聚果糖存在于多种植物或水果中,如菊苣、菊芋、香蕉、洋葱 及蜂蜜等。低聚果糖有以下的健康效应 .,; .,:? 低聚果糖由于其独特的结构,不能被消化道的胃酸和酶消化,能直达大肠,促进双 歧杆菌和乳酸菌等的生长,维持肠道菌群平衡。?改善肠道功能,减少肠道内腐 败,缓解便秘,防止腹泻。?低聚果糖是一种水溶性膳食纤维,长期服用可以降低 血胆固醇和血脂,提高/,改善脂质代谢;?减少肠道内致癌物和有害 代谢物的生成和积累,真正起到清除肠道垃圾的作用,减少结肠癌发生风险。? 能够促进棚等矿物元素的吸收。 近年来,研究者发现甲壳低聚糖具有良好的微生态学效应,可作为微生态调 节剂开发应用 .,。壳寡糖 ,,又称寡 聚氨基葡萄糖、甲壳低聚糖由甲壳质几丁质脱乙酰化的产物壳聚糖降解而 得,是由.,.糖苷键连接的一氨基葡萄糖组成的聚合度为~的低聚糖,也 是自然界中大量存在的天然碱性氨基多糖,水溶性好,易被动物体吸收。 甲壳低聚糖分子量在以下的生理保健作用已被学术界认识和承 认,并被中国预防医学会微生态学会分会确认为有待开发研究的新的益生元,具 基于海藻酸钠的微胶囊构建技术及其在干态乳酸菌中的应用 有许多独特的生理活性 .,: .,; .,; 壳寡糖能与脂肪、脂肪酸、胆固醇等脂类物质结合成络合物,产物具有很强的疏 水性,不被胃酸水解,不被消化系统吸收,而随粪便排出,因而有减肥和降低胆 固醇的作用。同时,壳寡糖还能吸收胆汁酸、促使胆汁酸排出体外,并能促进肝 内胆固醇向胆汁酸转化,使肝脏内的胆固醇含量降低,从而也使血液中的胆固醇 含量减少;壳寡糖可以促进巨噬细胞的吞噬功能与分泌水解酶的活性,显著 促进脾细胞生成抗体,减少癌症的发生;壳寡糖溶胀后可以在胃壁上黏附, 形成一层保护膜,减少胃酸对溃疡面的刺激;壳寡糖的自由氨基还能结合胃酸, 减少胃溃疡的发生;壳寡糖能抑制肠道内腐败细菌和有害物质的生长,减少 肠内毒菌和腐败物质的产生,调节胃肠功能。由于壳寡糖具有良好的生物相容性, 可在生物体内自行降解,是一种无任何毒副作用益生菌调节剂。 ....保护性物质的添加 在菌体的冷冻干燥过程中,由于外界环境的作用,导致菌体受到各种各样的 损伤机械损伤,溶质损伤、细胞膜通透性变化、蛋白质的变性失活、损 伤等。添加保护性物质不仅影响乳酸菌在冻干过程中的存活率,还能影响菌 体 .,。冻干保护剂可按照不同的 在保藏期间的稳定性; 方式进行分类,按其是否能渗到细胞内可分为渗透型和非渗透型两种。有些保护 剂仅能通过细胞壁不能通过细胞膜,因此又可将其细分为:?既能透过细胞壁 又能透过细胞膜的保护剂如甘油,二甲亚砜等;?能透过细胞壁但不能透过 细胞膜的保护剂如单糖、双糖、氨基酸;?不能透过细胞壁和细胞膜的保护 剂如多糖、等。渗透性冷冻保护剂能够降低溶液中溶质浓度,使进入细胞 内的电解质的量减少,减轻冷冻和复温过程中细胞渗透性肿胀,还能稳定细胞蛋 白,通过静电作用稳定质膜,通过降低细胞内凝固点来防止细胞内冰晶的形成。 另外,渗透型保护剂在溶液中容易与水分子结合,导致溶液的粘性增加,弱化水的 结晶过程,从而对细胞起到保护作用。非渗透型保护剂不能进入细胞,它使溶液 呈过冷状态,即可在特定温度下降低溶质浓度,从而起到保护作用, .,。 ;,; 经过冷冻、干燥、贮藏等各个环节存活下来的细胞,在复水环节也可能丧 失.,; .,。如果细胞复水过程不当,有可能影响 活性 基于海藻酸钠的微胶囊构建技术及其在干态乳酸菌中的应用 细胞膜以及使酶蛋白分子的结构和性质发生变化,造成细胞损伤或致死。因此, 复水过程也是影响冻干细胞活性恢复的一个重要步骤。复水介质的同渗容摩和复 水条件温度、体积、值等、复水介质中的营养成分都显著影响细胞的活性 恢复速度,进而影响细胞的存活率。因此,一般采用最适培养液或生理盐水并在 最适温度下进行复水。等研究证明,把用作冻干保护剂的溶液作 为复水介质,可以明显提高 细胞的活性。 提高益生菌存活性的方法还有很多,如筛选耐受性菌株,通过添加乳清蛋白 增加酸奶的缓冲能力,改变益生菌剂产品的形态,将其转变为益生菌干品等。另 外,益生菌的微胶囊技术也是提高益生菌存活性的有效手段之一 ., ; .,。 .益生菌的固定化技术 ..微胶囊技术的发展概况 微胶囊技术是近几十年来发展非常迅速的一项新技术。微胶囊技术大概起源 于世纪年代,当时大西洋海岸渔业公司 提出了在液 体石蜡中,以明胶为壁材制备鱼肝油一明胶微胶囊的方法。世纪年代末,微胶 囊技术开始取得重大成果,美国的将利用空气悬浮法制备的微胶囊成功 的用于药物包衣。到了年代初,美国的 公司以明 胶一阿拉伯树胶为原料,用凝聚法复合制成微胶囊无碳复写纸上市销售,这是微胶 囊技术首次实现商品化一个实例。从年代末到年代,聚合法逐渐被开发,应 用于微胶囊的制备过程,申请了许多以高分子聚合反应为基础的化学方法制备微 胶囊的专利,其中以界面聚合反应的成功最引人注目,制成的药物微胶囊具有定 时释放的功能,推动了微胶囊技术的发展。到了年代,微胶囊制备技术日益成 熟,应用范围也进一步扩展到食品、轻工、医药、石化、农业及生物技术等领域。 年代以来,微胶囊技术的研究取得更大的进展,纳米胶囊的引入,进一步扩大 了微胶囊技术的应用范围。近年来,微胶囊化方法已经在不同技术领域纺织、 建筑、军事、农业、食品得到了发展,引起了研究界的广泛关注。 基于海藻酸钠的微胶囊构建技术及其在干态乳酸菌中的应用 ..微胶囊技术简介 ...定义 微胶囊技术是利用天然的或合成的高分子材料,通过化学法、物理法或物理 化学法将固体、液体甚至是气体等核心物质包囊成直径为的一种具有 半透性或密封囊膜的微小囊状物的技术 .,。通常把构成微胶囊 的外壳材料称为“壁材”,把包在微胶囊内部的物质称为“芯材”。 ...微胶囊技术的优势.,; 微胶囊技术的优越性在于 .,; ,; .,: 能够改善物质的物理性质,如物质密度、流动性、可压性、分散性等, 可使原来液体或半固体状的物料转化成固态剂型,克服了液体不易操作加工的缺 点。由于剂型的改变,使之便于贮存、运输与使用。 控制调节释放能力,由于微胶囊膜为半透性膜,故可以改变条件,对芯 材的释放时间和速率加以控制,使微胶囊的核心物质以一定的速率逐渐向外释 放。如在食品中加入微胶囊化的香味剂、风味剂,可达到风味与香味连续、持久 的目的。 改善芯材物质的稳定性,对敏感物质起到保护作用。有些物质对外界环 境中的氧气、温度、水分、紫外线等因素较为敏感,可以通过微胶囊技术,将其 包埋,保护囊心物免受环境影响,从而提高了“核心物质”的稳定性,延长了贮 存期。 屏蔽味道和气味:有些食品或添加剂具有苦味、涩味等,可以通过微胶 囊化来掩盖或降低这些不良风味;有些药物的苦味太大,利用微胶囊技术可 掩盖 其苦味,减少其在使用过程中的不良影响。 减少复方制剂配伍禁忌,可以避免多组分添加剂在食品中并用时不相配 伍、相互影响的弊端,稳定乳浊液,提高同一体系的稳定性。对于原料中相拮抗 的物质,利用微胶囊技术可使其相互隔离,使之共存于同一物质中。 减少挥发性物质在食品加工和贮存中的损失,改善食品材料的质量,提 高风味物质的利用率,降低产品成本,并能控制或掩饰食品颜色。 基于海藻酸钠的微胶囊构建技术及其在干态乳酸菌中的应用 降低毒性,减小毒副作用,通过调节微胶囊壁材的组合及配比,可以实 现芯材的缓慢或立即释放,满足不同产品要求的释放模式,该性质已在医药、农 业和化肥行业、食品工业得到广泛应用。如硫酸亚铁、阿司匹林等药物包裹后, 可通过控制释放速度来达到最佳效果,既能实现药物的缓慢释放,使药效持久, 又能减轻对肠胃的副作用。. ..微胶囊壁材的选择 微胶囊壁材的选择与其效果的好坏紧密相关。壁材,是指用于包裹、制备微 胶囊所需要的材料,在很大程度上影响微胶囊的性质。一种理想的壁材必须具有 如下特点:成膜性好、性质稳定、能与芯材配伍,粘度、渗透性、亲水性和溶 解 性等符合要求;对于细胞等生物物质的包埋,还应考虑到壁材的生物相容性以及 生物可降解性等。 可用作微胶囊壁材的材料很多,主要有天然高分子材料、半合成高分子材料 以及合成高分子材料三大类。天然高分子材料是当前最常见的一类包制微胶囊壁 材的材料,因其具有无毒无害、生物可降解以及生物相容性好等优点,使之在微 胶囊技术中得到广泛应用。主要包括:碳水化合物,如淀粉、乳糖、纤维素、壳 聚糖、海藻酸钠和各种植物胶类阿拉伯胶、卡拉胶、角叉胶、黄原胶、果胶等; 蛋白质类,如大豆蛋白、明胶、玉米蛋白、乳清蛋白等;蜡与脂类物质,如蜂蜡、 石蜡、油脂、脂质体等。常用的有以下几种: ?海藻酸钠 海藻酸钠 ,,简称也称褐藻酸钠、海带胶或海 藻胶,是从褐藻类的海带或马尾藻中提取碘和甘露醇以后的副产品,是由..