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一种基于微 生物材料的纳米营养载体及其制备方法

阅读：748发布：2020-05-08

专利汇可以提供一种基于微生物材料的纳米营养载体及其制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种基于微生物材料的纳米营养载体及其制备方法。具体以微生物代谢产物糖脂表面活性剂甘露糖赤藓糖醇脂和微生物胞外多糖为主要材料制备的纳米载体，通过采用超声乳化和高速剪切方法获得。该载体能够应用于亲疏水成分的包埋，具有增溶、保护、提高活性成分稳定性和生物利用度的作用。本发明的纳米营养载体制备方法简单，所用的微生物基材料安全、生物相容性好，在食品、化妆品、饲料等领域具有广阔应用前景。，下面是一种基于微生物材料的纳米营养载体及其制备方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于微生物材料的纳米营养载体及其制备方法，其特征包括，将甘露糖赤藓糖醇脂与乳酸菌胞外多糖按比例混合，经超声和高速剪切获得纳米乳液。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将甘露糖赤藓糖醇脂3份与乳酸菌胞外多糖1～10份于无水乙醇中混合，搅拌均匀，然后在35～45℃条件下减压旋蒸，除去乙醇，注入蒸馏水，使甘露糖赤藓糖醇脂的终浓度为0.1～6mM。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将混合体系在功率为100～200W条件下超声10～20min，得到甘露糖赤藓糖醇脂与乳酸菌胞外多糖的聚集态结构。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将聚集态结构在10000～12000rpm条件下高速剪切5～10min，得到粒径为180～900nm的纳米乳液，即为纳米营养载体。

说明书全文

一种基于微生物材料的纳米营养载体及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于食品加工领域。具体涉及到一种基于微生物材料的纳米营养载体及其制备方法。

背景技术

[0002] 在食品加工领域，许多功能性活性成分(如抑菌剂、抗氧化剂、着色剂等) 都是疏水分子，其在水溶液中容易聚团成簇，导致其水溶性极低因而也极大限制了其在食品中的应用。此外，也有相当一部分功能活性成分存在着对光照、氧气、温度、金属离子、pH等敏感而失活、降解等缺点，生物利用度较低。针对此问题，一些具有包覆、保护、缓释等作用的纳米载运体系，如脂质体(囊泡)、乳液、胶束等正引起食品科学研究和应用领域的关注。但由于材料的限制，许多纳米载体如脂质体，仍存在体系不稳定、安全性差等缺点。因此，有必要对制备材料进行改进。随着纳米技术的发展，一些新材料如植物胶体、多糖、蛋白质、改性淀粉等被应用于纳米载体的构建，由这些材料构建的载体普遍具有稳定性较好，缓释效果突出的优点(Current Opinion in Food Science，2018，23：80-84；中国发明专利，公开号：CN106692978A)。

[0003] 但基于表面活性剂和多糖，尤其是生物表面活性剂和微生物多糖制备的纳米体系尚未得到开发应用。因此，本发明旨在提供一种由微生物表面活性剂甘露糖赤藓糖醇脂和乳酸菌胞外多糖为材料构建的纳米营养载体及其制备方法。该发明所用的材料来源于微生物发酵，安全性高、生物相容性高，在食品、化妆品、饲料等领域具有广阔应用前景。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供一种基于微生物材料的纳米营养载体及其制备方法。具体是以微生物表面活性剂甘露糖赤藓糖醇脂和乳酸菌胞外多糖为主要材料，构建的纳米营养载体及其制备方法。

[0005] 本发明所述的一种基于微生物材料的纳米营养载体及其制备方法，包括以下步骤：将甘露糖赤藓糖醇脂与乳酸菌胞外多糖按比例混合，经超声和高速剪切获得纳米乳液。

[0006] 所述的甘露糖赤藓糖醇脂按照以下步骤制得：

[0007] 菌种Pseudozyma aphidis DSMZ70725购买于德国微生物菌种保藏中心 (Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen)；Ustligo maydis(编号5.203)购买于中国普通微生物菌种保藏管理中心(China General Microbiological Culture Collection Center，CGMCC)。将上述购买的菌株之一转接于斜面培养基(3.0g/L 酵母提取物，3.0g/L麦芽提取物，5.0g/L蛋白胨，10.0g/L 葡萄糖，15.0g/L琼脂，蒸馏水)中，28℃下活化2～5d，然后将其转接到液体培养基(4.0g/L葡萄糖，3.0g/L NaNO3，0.3g/L MgSO4·7H2O，0.3g/L KH2PO4， 1.0g/L酵母提取物，蒸馏水，pH 6.0)中，于28℃、220rpm条件下培养3～5d。将培养好的种子液接入发酵培养基(80～100mL/L大豆油，3.0g/L NaNO3，
0.3g/L MgSO4·7H2O，0.3g/L KH2PO4，1.0g/L酵母提取物，蒸馏水)中，于28℃、220 rpm条件下培养5～10d。将发酵产物用乙酸乙酯萃取，离心，上清旋转蒸发去除有机试剂，获得甘露糖赤藓糖醇脂粗产物。获得的粗产物用甲醇-环己烷萃取 2～3次，甲醇相在35-45℃条件下减压旋蒸去除有机溶剂，得到产物，再以正己烷-甲醇-水体系(1∶6∶3)萃取2～3次，获得甘露糖赤藓糖醇脂。

[0008] 所述的乳酸菌胞外多糖按如下步骤制备得到：

[0009] 乳酸菌为专利菌株植物乳杆菌FM-L-1-3(Lactobacillius plantarum)，保藏编号为CGMCC NO.10178，由江苏省农业科学院农产品加工研究所于2014年12 月15日保存于中国普通微生物菌种保藏管理中心(China General Microbiological Culture Collection Center，CGMCC)，保藏地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号。具体步骤为将上述植物乳杆菌单菌落接种于含有MRS液体培养基的试管中，28～30℃条件下静置培养16～18h至稳定期，按照1～3％接种量接种至MRS液体培养基(含1％蔗糖)中，28～30℃条件下培养16～20h至稳定期，以此发酵液作为发酵种子液，按照3～5％接种量接种至装有MRS液体培养基的发酵罐中，24～26℃条件下培养48～72h；所得混合体系于4℃条件下离心并收集上清液；减压浓缩，与Sevag试剂混合后于4℃条件下离心并收集上清液；向上清液中加入2～3倍体积的无水乙醇，4℃条件下下静置12～18h后，离心得到胞外多糖的粗提物；将所得的胞外多糖的粗提物用乙醇洗涤2～4次后，用截留分子量为3000～5000道尔顿的透析袋透析，冷冻干燥获得乳酸菌的胞外多糖。

[0010] 进一步地，所述的甘露糖赤藓糖醇脂按质量比计为3份，乳酸菌胞外多糖为 1～10份，于无水乙醇中混合，搅拌均匀，然后在35～45℃条件下减压旋蒸，除去乙醇，注入蒸馏水，使甘露糖赤藓糖醇脂的终浓度为0.1～6mM。

[0011] 进一步地，将混合体系在功率为100～200W条件下超声10～20min，得到甘露糖赤藓糖醇脂与乳酸菌胞外多糖的聚集态结构。

[0012] 再进一步地，将聚集态结构在10000～12000rpm条件下高速剪切5～10min，得到粒径为180～900nm的纳米乳液，即为纳米营养载体。

[0013] 有益效果：本发明的营养载体能够应用于亲疏水成分的包埋，具有增溶、保护、提高活性成分稳定性和生物利用度的作用。本发明的纳米营养载体制备方法简单，所用的微生物基材料安全、生物相容性好，在食品、化妆品、饲料等领域具有广阔应用前景。

具体实施方式

[0014] 下面结合具体实施例对本发明做出详细说明。但本发明的内容不仅仅局限于以下实例。

[0015] 甘露糖赤藓糖醇脂的制备：

[0016] 菌种Pseudozyma aphidis DSMZ70725购买于德国微生物菌种保藏中心 (Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen)；Ustligo maydis(编号5.203)购买于中国普通微生物菌种保藏管理中心(China General Microbiological Culture Collection Center，CGMCC)。将上述购买的菌株之一转接于斜面培养基(3.0g/L酵母提取物，3.0g/L麦芽提取物，5.0g/L蛋白胨，10.0g/L 葡萄糖，15.0g/L琼脂，蒸馏水)中，28℃下活化2～5d，然后将其转接到液体培养基(4.0g/L葡萄糖，3.0g/L NaNO3，0.3g/L MgSO4·7H2O，0.3g/L KH2PO4， 1.0g/L酵母提取物，蒸馏水，pH 6.0)中，于28℃、220rpm条件下培养3～5d。将培养好的种子液接入发酵培养基(80～100mL/L大豆油，3.0g/L NaNO3，
0.3g/L MgSO4·7H2O，0.3g/L KH2PO4，1.0g/L酵母提取物，蒸馏水)中，于28℃、220 rpm条件下培养5～10d。将发酵产物用乙酸乙酯萃取，离心，上清旋转蒸发去除有机试剂，获得甘露糖赤藓糖醇脂粗产物。获得的粗产物用甲醇-环己烷萃取2～3次，甲醇相在35-45℃条件下减压旋蒸去除有机溶剂，得到产物，再以正己烷-甲醇-水体系(1∶6∶3)萃取2～3次，获得甘露糖赤藓糖醇脂。

[0017] 乳酸菌胞外多糖的制备：

[0018] 乳酸菌为专利菌株植物乳杆菌FM-L-1-3(Lactobacillius plantarum)，保藏编号为CGMCC NO.10178，由江苏省农业科学院农产品加工研究所于2014年12 月15日保存于中国普通微生物菌种保藏管理中心(China General Microbiological Culture Collection Center，CGMCC)。具体步骤为将上述植物乳杆菌单菌落接种于含有MRS液体培养基的试管中，28～30℃条件下静置培养16～18h至稳定期，按照1～3％接种量接种至MRS液体培养基(含1％蔗糖)中，28～30℃条件下培养16～20h至稳定期，以此发酵液作为发酵种子液，按照3～5％接种量接种至装有MRS液体培养基的发酵罐中，24～26℃条件下培养48～72h；所得混合体系于4℃条件下离心并收集上清液；减压浓缩，与Sevag试剂混合后于4℃条件下离心并收集上清液；向上清液中加入2～3倍体积的无水乙醇，4℃条件下下静置12～18h后，离心得到胞外多糖的粗提物；将所得的胞外多糖的粗提物用乙醇洗涤2～4次后，用截留分子量为3000～5000道尔顿的透析袋透析，冷冻干燥获得乳酸菌的胞外多糖。

[0019] 实施例1

[0020] 按质量称取甘露糖赤藓糖醇脂13mg，乳酸菌胞外多糖26mg于100mL无水乙醇中混合，搅拌均匀，将混合体系在45℃条件下减压旋蒸，除去乙醇。注入蒸馏水20mL，使甘露糖赤藓糖醇脂的终浓度为1mM。将此混合体系在功率为 200W条件下超声20min，得到甘露糖赤藓糖醇脂与乳酸菌胞外多糖的聚集态结构。将聚集态结构在12000rpm条件下高速剪切10min，得到粒径为365±15nm 的纳米营养载体。

[0021] 实施例2

[0022] 按质量称取甘露糖赤藓糖醇脂50mg，乳酸菌胞外多糖50mg于100mL无水乙醇中混合，搅拌均匀，将混合体系在45℃条件下减压旋蒸，除去乙醇。注入蒸馏水20mL，使甘露糖赤藓糖醇脂的终浓度为6mM。将此混合体系在功率为200W条件下超声20min，得到甘露糖赤藓糖醇脂与乳酸菌胞外多糖的聚集态结构。将聚集态结构在10000rpm条件下高速剪切10min，得到粒径为867±24nm 的纳米营养载体。

[0023] 实施例3

[0024] 按质量计，称取甘露糖赤藓糖醇脂13mg，乳酸菌胞外多糖13mg于100mL 无水乙醇中混合，搅拌均匀，将混合体系在45℃条件下减压旋蒸，除去乙醇。注入蒸馏水50mL，使甘露糖赤藓糖醇脂的终浓度为0.4mM。将此混合体系在功率为200W条件下超声15min，得到甘露糖赤藓糖醇脂与乳酸菌胞外多糖的聚集态结构。将聚集态结构在10000rpm条件下高速剪切10min，得到粒径为 201±14nm的纳米营养载体。

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