一种分层缓释BC39蛋白粉复剂及其应用的制作方法

本发明涉及营养保健食品，具体为一种分层缓释bc39蛋白粉复剂及其应用。

背景技术：

1、肌肉流失与肌少症是老年及虚弱群体面临的健康挑战，常规的营养干预手段是以补充乳清蛋白或大豆分离蛋白为主的蛋白质粉剂，随着对人体消化系统研究的深入，肠道菌群介导的肌肉代谢调控机制被证实对氨基酸吸收及肌肉蛋白质合成具有关键影响，将益生菌与蛋白质进行复配成为干预手段的演进方向。

2、现有的益生菌蛋白复配产品在实际应用中存在技术局限，常规的粉体混合工艺使得益生菌口服摄入后直接暴露于胃部环境中，活菌受到低ph胃液侵蚀发生蛋白变性与失活，部分产品虽然引入基础微胶囊包埋技术，仅能建立胃液抵抗与肠道整体游离释放过程，无法针对十二指肠、空肠及结肠的不同生理微环境建立特定的释放浓度梯度，单一的释放行为阻碍核心菌株在结肠区域获取绝对丰度优势并完成持久定植。

3、蛋白质在人体内的消化吸收效率依赖于良好的肠道粘膜通透性与微生态平衡，传统复配制剂中益生菌的释放位点与周期脱离于蛋白质的降解速率，未能形成空间分布与时间释放的物理协同，小肠绒毛对亮氨酸等游离氨基酸的跨膜转运由于缺乏对应肠段益生菌代谢物的同步促进，导致肌肉蛋白质合成信号通路的激活程度受到制约，最终限制复剂改善肌肉代谢的生理效用。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种分层缓释bc39蛋白粉复剂及其应用，解决了现有益生菌蛋白复配产品在胃肠道递送中益生菌存活率低、分段靶向释放不可控，以及益生菌释放周期与蛋白质消化吸收脱节导致协同促进肌肉合成效用受阻的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

3、第一方面，本发明提供一种分层缓释bc39蛋白粉复剂，所述分层缓释bc39蛋白粉复剂的制备工艺包括以下步骤：

4、将玉米淀粉制成淀粉乳并调节ph，经复合淀粉酶恒温反应、灭酶处理以及干燥处理得到多孔淀粉；将所述多孔淀粉与二氧化硅粉体混合，得到轻质多孔复合载体；

5、将部分凝结芽孢杆菌bc39配制成内层菌液，加入所述轻质多孔复合载体进行负压吸附与真空干燥处理，得到载菌核心；

6、分别配制含果胶与低聚果糖的内层底喷液，及含乙基纤维素的内层罩面液；在流化床中依次将所述内层底喷液与内层罩面液喷涂于所述载菌核心表面并持续干燥，得到内层微粒；

7、将羟丙基纤维素、羧甲基淀粉钠及部分凝结芽孢杆菌bc39配制成中层包衣液；在流化床中将所述中层包衣液喷涂于所述内层微粒表面并持续干燥，得到中层包衣微粒；

8、将羟丙基甲基纤维素、甘露醇及剩余凝结芽孢杆菌bc39配制成外层包衣液；在流化床中将所述外层包衣液喷涂于所述中层包衣微粒表面并持续干燥，得到三层缓释微胶囊；

9、将所述三层缓释微胶囊、乳清蛋白与大豆分离蛋白进行物理混合，得到所述分层缓释bc39蛋白粉复剂。

10、通过采用本发明的技术方案，由于采用多孔载体结合三层流化床包衣工艺，并将制得的微胶囊与不同消化速率的蛋白混合，因此，获得多区段靶向释放与协同吸收效果，具体机理如下：

11、外层包衣液中的羟丙基甲基纤维素在胃液低ph环境中发生水化，聚合物链延展形成高黏度的凝胶网络层，对胃酸向内部的渗透起到物理阻挡作用，随着体系进入十二指肠，甘露醇作为水溶性致孔剂发生溶解，凝胶网络产生微孔，释放外层含有的少部分凝结芽孢杆菌bc39，此部分菌株用于早期激活肠道上皮细胞的免疫应答。

12、微胶囊进入空肠与回肠段后，中层包衣中的羧甲基淀粉钠吸水引发剧烈体积膨胀，破坏外层残留的凝胶骨架，羟丙基纤维素在弱碱性肠液中逐渐溶蚀，释放中层含有的凝结芽孢杆菌bc39，此时快消化的乳清蛋白已在胃及小肠上段降解为游离氨基酸和寡肽，游离出的中层菌群产生的代谢酶促使小肠绒毛增加对亮氨酸等支链氨基酸的吸收效率。

13、伴随微粒到达结肠段，内层罩面液中的乙基纤维素作为水不溶性材料，维持微粒的结构完整，内层底喷液中的果胶分子含有α-1,4-d-半乳糖醛酸聚合物结构，受到结肠内固有微生物群分泌的多糖降解酶断键分解，果胶骨架崩解导致乙基纤维素膜破裂，载菌核心暴露。

14、多孔淀粉内部的凝结芽孢杆菌bc39在此处大量释出，伴随共封存的低聚果糖提供初始碳源，菌株发生增殖，同时，慢消化的大豆分离蛋白此时到达下消化道，维持氨基酸的持久供应，减少肌肉蛋白分解。

15、优选的，所述经复合淀粉酶恒温反应、灭酶处理以及干燥处理得到多孔淀粉的步骤包括：利用柠檬酸溶液调节所述淀粉乳的ph至4.8至5.2，在45至55℃条件下进行12至24小时的所述恒温反应；随后加入盐酸溶液调节ph至2.0至2.4并保持10至20分钟进行所述灭酶处理，接着利用氢氧化钠溶液中和至ph为7.0，再依次进行离心、洗涤与所述干燥处理；将所述多孔淀粉与二氧化硅粉体混合的步骤包括：投入粉体混合机中，以900至1100r/min的转速混合25至35分钟。

16、通过采用多孔淀粉的制备参数限定，将ph值与温度控制在淀粉酶的最适催化区间内，淀粉颗粒内部的无定形区优先发生水解，保留结晶区骨架，形成表面至内部的贯通微孔，改变ph至2.0至2.4使酶蛋白变性失活，终止水解反应，维持孔径稳定，二氧化硅粉体具有极高的比表面积，在高转速混合下附着于多孔淀粉表面，降低粉体间的范德华力与静电引力，提高载体的流动性并防止吸湿结块。

17、优选的，所述进行负压吸附与真空干燥处理的步骤包括：在真空度为0.04至0.08mpa的条件下保持20至30分钟进行所述负压吸附；随后在35至40℃下进行所述真空干燥处理至水分质量分数低于5wt%。

18、通过采用负压吸附与真空干燥工艺，系统内的空气逸出形成压力梯度，当恢复常压或加入菌液时，毛细管作用力将含有凝结芽孢杆菌bc39的液滴强制压入多孔淀粉的微孔深处，在35至40℃的低温下进行真空干燥，水分子在低压下沸点降低并快速气化脱除，避免热敏性的芽孢杆菌因高温发生蛋白变性灭活，同时低于5wt%的水分含量使芽孢维持休眠状态，提升贮存稳定性。

19、优选的，所述分别配制含果胶与低聚果糖的内层底喷液，及含乙基纤维素的内层罩面液的步骤包括：将果胶与低聚果糖进行干粉混合后缓慢分散于纯化水中，在55至65℃下以350至450r/min的转速机械搅拌40至45分钟至完全溶解，随后自然冷却至20至25℃得到所述内层底喷液。

20、通过采用内层底喷液的配制条件，干粉预混使果胶与低聚果糖颗粒相互分散，防止果胶直接接触水分子时表面快速水化形成阻水凝胶团，55至65℃的热水提供分子动能，打破多糖分子间的氢键，促进链段舒展与完全溶解，冷却至室温后形成均一稳定的聚合物溶液，保证流化床雾化液滴的粒径均匀。

21、优选的，所述持续干燥的步骤包括：喷涂所述内层底喷液与内层罩面液后，控制进风温度为35至45℃持续干燥10至15分钟；喷涂所述中层包衣液后，控制进风温度为35至40℃持续干燥10至15分钟；喷涂所述外层包衣液后，控制进风温度为34至38℃持续干燥15至20分钟。

22、通过采用递减的进风温度梯度，流化床包衣的干燥过程呈现由内至外逐渐降低的热量分配，随着包衣层数的增加，微胶囊体积增大，外层水分蒸发所需的热量传递路径缩短，降低外层进风温度，减缓溶剂挥发速率，使羟丙基甲基纤维素聚合物链段有充分时间在液滴表面重排并交联成膜，降低成膜应力与孔隙率，温度梯度避免外层热量过度向内层传导，保障核心区域菌株的存活率。

23、优选的，所述将羟丙基纤维素、羧甲基淀粉钠及部分凝结芽孢杆菌bc39配制成中层包衣液的步骤包括：将羟丙基纤维素与羧甲基淀粉钠按质量比5:2进行混合溶解；所述将羟丙基甲基纤维素、甘露醇及剩余凝结芽孢杆菌bc39配制成外层包衣液的步骤包括：将羟丙基甲基纤维素与甘露醇按质量比3:1进行混合溶解。

24、通过采用特定的包衣液质量比，中层采用5:2的配比，利用羟丙基纤维素的骨架支撑作用与羧甲基淀粉钠的高吸水膨胀率产生对抗平衡，羧甲基淀粉钠吸水膨胀产生内部张力，当产生的张力大于羟丙基纤维素凝胶层的结合力时，实现中层的机械性崩解，外层采用3:1的配比，甘露醇分子均匀嵌合在羟丙基甲基纤维素大分子网络中，在水环境中，甘露醇溶解溶出，留下的微孔通道调节水分子进入内部骨架的速率，控制外层在胃酸中的溶蚀周期。

25、优选的，以复剂中所含凝结芽孢杆菌bc39的总质量计：所述将部分凝结芽孢杆菌bc39配制成内层菌液的步骤包括：采用占总质量50%至60%的凝结芽孢杆菌bc39配制所述内层菌液；所述将羟丙基纤维素、羧甲基淀粉钠及部分凝结芽孢杆菌bc39配制成中层包衣液的步骤包括：采用占总质量25%至30%的凝结芽孢杆菌bc39配制所述中层包衣液；所述将羟丙基甲基纤维素、甘露醇及剩余凝结芽孢杆菌bc39配制成外层包衣液的步骤包括：采用占总质量15%至20%的凝结芽孢杆菌bc39配制所述外层包衣液；且内层、中层和外层所用凝结芽孢杆菌bc39的质量百分比之和为100%。

26、通过采用梯度分布的菌群质量分配机制，建立递增的菌株浓度梯度，外层15%至20%与中层25%至30%的菌群在小肠段游离释出，分泌的代谢产物如短链脂肪酸降低肠道局部ph，抑制有害菌繁殖，改善小肠黏膜的通透性，内层50%至60%的高浓度菌群集中到达结肠部位释放，建立结肠区段的丰度优势，进而支持肠内定植并产生长效调节效用。

27、优选的，所述分别配制含果胶与低聚果糖的内层底喷液，及含乙基纤维素的内层罩面液的步骤还包括：将果胶与低聚果糖按质量比4至5:5至8进行混合；其中，所述低聚果糖作为供益生菌定植的益生元，所述果胶配合所述内层罩面液中的乙基纤维素作为结肠靶向材料。

28、通过采用果胶与低聚果糖的协同限定，果胶与低聚果糖配比确保膜结构的稳定性与生物降解性的平衡，低聚果糖难以被胃液和人体肠道消化酶水解，到达结肠后，为凝结芽孢杆菌bc39提供发酵底物，促进菌群通过糖酵解途径进入对数生长期，果胶大分子交织在乙基纤维素网络中，在缺乏对应糖苷酶的胃部及小肠部位不发生降解，到达结肠后发生酶解断链，破坏薄膜致密性，触发定点释放。

29、优选的，将所述三层缓释微胶囊、乳清蛋白与大豆分离蛋白进行物理混合的步骤包括：将10至20重量份的所述三层缓释微胶囊、50至70重量份的所述乳清蛋白与30至50重量份的所述大豆分离蛋白，在25℃下以300至500r/min的转速混合10至20分钟。

30、通过采用三大组分干混的工艺参数，乳清蛋白富含亮氨酸，在口服后1至2小时内快速出现血浆游离氨基酸峰值，启动肌肉蛋白质合成信号通路，大豆分离蛋白消化吸收速率较慢，维持餐后持续的血浆氨基酸供应，减少肌肉蛋白质分解，在25℃及中等转速下进行物理干混，避免机械剪切发热导致微胶囊表层聚合物熔融或破损，保障终产品体系内各组分的分布均匀性。

31、第二方面，本发明还提供一种分层缓释bc39蛋白粉复剂在制备用于促进肌肉蛋白质合成相关营养代谢的营养食品或保健食品中的应用。

32、通过采用本发明的应用方案，将缓释微胶囊化益生菌与双重吸收速率的蛋白质复配应用，利用肠道菌群介导的肌肉代谢调控机制产生生理效应，凝结芽孢杆菌bc39在肠段定植后分泌肽聚糖及短链脂肪酸，下调全身性炎症因子水平，减轻炎症引起的肌肉蛋白质降解，同时，改善肠道微环境促进小肠绒毛对乳清及大豆分离蛋白质酶解产物的转运效率，双重提升老年或虚弱群体的肌肉蛋白质净合成率，适用于促进肌肉蛋白质合成相关的营养代谢。

33、综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

34、1、本发明通过利用流化床三层包衣结构实现凝结芽孢杆菌bc39在胃肠道内的多级定点释放，外层包衣中的羟丙基甲基纤维素在胃酸环境下形成凝胶阻断液体渗透，中层羧甲基淀粉钠在弱碱性肠液中吸水膨胀撑破外壳骨架，内层果胶依赖结肠固有的多糖降解酶发生专一性断链，由于配伍特定降解逻辑的高分子材料，微胶囊在十二指肠、空肠与结肠发生分段溶蚀，保障内部核心免受低ph胃液破坏，并依照不同肠段的生理微环境建立递增的菌群丰度梯度，提高活菌定植效率。

35、2、本发明通过采用酶解多孔淀粉复合二氧化硅作为轻质载体，并配合负压吸附与低温真空干燥工艺改善微粒核心内部菌株的贮藏稳定性，多孔淀粉内部具有贯通的孔隙网络，在气压梯度的驱使下，液态菌株被强制压入微粒深层实现物理嵌合，配合35至40℃的低温环境脱除游离水分，既规避热敏性菌株遭遇高温发生蛋白变性失活的风险，又将粉末内水分质量分数严格限制在5wt%以下，促使休眠态芽孢减少代谢消耗，进而提升成品粉剂在长期存放过程中的生物活性。

36、3、本发明通过将分层缓释微胶囊与乳清蛋白及大豆分离蛋白进行干混配伍，构建时间维度的氨基酸接力供应与协同吸收机制，口服摄入后，乳清蛋白迅速酶解释放亮氨酸并启动肌肉合成信号通路，大豆分离蛋白则依靠较慢的消化速率维持后续氨基酸的持久供应，同步进行的微粒降解过程使凝结芽孢杆菌bc39在肠道各处游离释出，分泌的代谢酶类与产生的短链脂肪酸改善局部肠道通透性，促进肠绒毛对两种蛋白质降解产物的跨膜吸收效率，形成微生物与氨基酸的时空协同响应，增强靶向肌肉合成的干预效用。