一种益生菌微胶囊连续化制备装置的制作方法

1.本实用新型属于益生菌包埋技术领域，涉及一种益生菌微胶囊连续化制备装置。


背景技术：

2.益生菌(probiotics)，一词来源于希腊文，是“共生”的意思，与antibiotic(抗生素)相对立。是指应用于动物及人体内，通过改善宿主体内的微生态平衡进而促进宿主健康的单一或混合的活的微生物制剂。益生菌主要包括乳杆菌类、双岐杆菌类、明串珠菌属、丙酸杆菌属、片球菌属、芽孢杆菌属的部分菌株以及部分霉菌、酵母菌等等。
3.近年来，益生菌受到越来越多的关注，关于益生菌的研究也越来越多。益生菌的保健作用主要包括：预防或改善腹泻、增强人体免疫力、促进肠道消化系统健康、缓解乳糖不耐症和帮助吸收营养成分等。研究表明，益生菌要想发挥其作用，必须在经过人类和动物的胃肠道后，活菌体数量在106cfu/ml或106cfu/g以上的活菌体进入小肠并定值下来，才能发挥其益生的作用。但是大多数益生菌对胃酸、胆盐等的耐受性较差，即使口服大量益生菌，也难以保证足够多的活菌进入肠道内发挥作用。
4.微胶囊包埋技术作为保护益生菌免受外界环境侵害的最有效方法，已成为研究热点。所谓微胶囊技术就是利用天然的或者合成的高分子包囊材料，将固体的、液体的、甚至是气体的微小囊核物质包覆形成直径在1～5000μm范围内(通常是在5～400μm之间)的一种具有半透性或密封囊膜的微型胶囊技术。凝聚法微胶囊化技术是由一种或多种亲水性胶体首先在溶液中形成凝聚相，并沉积在活性物质的表面，再经桥联剂固化而形成微胶囊的过程。凝聚法微胶囊技术具有微胶囊大小和载量可调范围大、包埋产率高的优点。凝聚法微胶囊由于在制备过程中经过固化处理，囊壁形成了三维网状的刚性结构，增强对环境的耐受性，并具有控制释放性。此外，在水溶液中该微胶囊易于分散，方便后续添加与应用。因此，国内外正在药物、农药、食品等应用领域对其进行研究。
5.目前，对益生菌微胶囊技术进行了很多研究，常用的主要有喷雾干燥法、冷冻干燥法、挤压法、复合凝聚法、络合法、乳化法和静电纺丝法等。这些方法虽种类繁多，但各有优缺点，比如挤压法难以大规模生产，乳化法油耗问题难以解决，喷雾干燥和冷冻干燥不是严格意义上的包埋，释放菌体较快，并且喷雾干燥的高温条件对菌体损伤大，冷冻干燥成本较高并且在冻干过程中也会造成细胞损伤，因此都无法连续化大规模生产，探索或改良出一种既经济又适合大规模工业化生产的制备益生菌微胶囊的方法仍是需要解决的问题。


技术实现要素：

6.为了克服上述现有技术存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种益生菌微胶囊连续化制备装置，解决了目前无法连续化大规模生产益生菌微胶囊的问题。
7.本实用新型是通过以下技术方案来实现：
8.一种益生菌微胶囊连续化制备装置，包括依次连接的反应器、膜过滤器、调配罐及喷雾干燥器；反应器内用于加入壁材、益生菌菌泥和固化剂，调配罐内用于加入益生元；
9.反应器和调配罐的顶部均设有喂料口，侧壁外包裹有用于通入媒介质的夹层，在夹层侧壁且位于下方开有媒介质进口，在夹层另一侧壁且位于上方开有媒介质出口；反应器和调配罐上均连接有电机，电机连接有搅拌器；
10.反应器顶部还设有安装ph值计的安装口，调配罐的顶部还设有进料口；
11.喷雾干燥器的下方开有排料口。
12.进一步，反应器的出料口和膜过滤器的进口之间设有第一增压泵，膜过滤器的出口和调配罐的进料口之间设有第二增压泵，调配罐的出口和喷雾干燥器的进口之间设有第三增压泵。
13.进一步，第一增压泵、第二增压泵及第三增压泵均为罗茨泵。
14.进一步，搅拌器包括搅拌杆，搅拌杆上设有双层桨叶。
15.进一步，一层桨叶设置在搅拌杆中间部位，另一层桨叶位于搅拌杆的底部。
16.进一步，媒介质采用热水、蒸汽和冷水。
17.进一步，反应器和调配罐上均设有操作面板。
18.进一步，电机采用交流电机。
19.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：
20.本实用新型公开了一种益生菌微胶囊连续化制备装置，包括依次连接的反应器、膜过滤器、调配罐及喷雾干燥器；在反应器内完成壁材的溶解、壁材与益生菌菌泥的层层凝聚反应，及固化反应，完成壁材对益生菌的初步包埋，一器多用，节约成本；之后初步包埋的益生菌进入调配罐内，通过在搅拌的作用下，添加具有益生元功能因子壁材作为二次包附的壁材，最后在喷雾干燥器中使得益生元包附在凝胶微球的表面形成二次包埋，由于益生元的不被人体的可消化吸收性，可有效通过胃酸和胆盐，可抵达小肠部位，被包埋的益生菌在小肠部位由于酶的作用会释放，被肠道益生菌所利用，起到增值益生菌的作用。该制备装置结构简单，实现了益生菌微胶囊连续化生产，可大规模推广应用。
附图说明
21.图1为本实用新型的一种益生菌微胶囊连续化制备装置的结构示意图；
22.图2为本实用新型反应器的结构示意图；
23.图3为本实用新型的调配罐的结构示意图。
24.其中：1为反应器，2为膜过滤器，3为调配罐，4为喷雾干燥器，5为第一增压泵，6为第二增压泵，7为第三增压泵；
25.11为夹层，12为ph值计，13为喂料口，14为电机，15为媒介质进口，16为媒介质出口；31为进料口；41为排料口。
具体实施方式
26.下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：
27.如图1～3所示，本实用新型公开了一种益生菌微胶囊连续化制备装置，包括依次连接的反应器1、膜过滤器2、调配罐3及喷雾干燥器4；反应器1内用于加入壁材、益生菌菌泥和固化剂，调配罐3内用于加入益生元；反应器1和调配罐3的顶部均设有喂料口13，侧壁外包裹有用于通入媒介质的夹层11，在夹层11侧壁且位于下方开有媒介质进口15，在夹层11
另一侧壁且位于上方开有媒介质出口16；反应器1和调配罐3上均连接有电机14，电机14连接有搅拌器；喷雾干燥器4的下方开有排料口41。如图2所示，反应器1顶部还设有安装ph值计12的安装口，如图3所示，调配罐3的顶部还设有进料口31。
28.如图1所示，反应器1的出料口和膜过滤器2的进口之间设有第一增压泵5，膜过滤器2的出口和调配罐3的进料口31之间设有第二增压泵6，调配罐3的出口和喷雾干燥器4的进口之间设有第三增压泵7。
29.更优地，搅拌器采用双层桨叶，一层桨叶靠近搅拌杆中间部位，另一层桨叶位于搅拌杆的底部。
30.具体地，媒介质采用热水、蒸汽和冷水，保温的时候采用热水或蒸汽，冷却的时候通入冷水。
31.具体地，第一增压泵5、第二增压泵6及第三增压泵7均为罗茨泵。
32.具体地，反应器1和调配罐3上均设有操作面板，可用于设置参数及观察温度和时间。
33.更优地，电机采用交流电机，通过正反转进行更加均匀的搅拌。
34.在反应器1中采用层层凝聚的方法，对益生菌进行初步的包埋，使大分子物质通过静电吸附的方法将益生菌包埋在其中，通过大分子形成微球(微凝胶)，使得益生菌定植在其中，不但可以避免益生菌收到外界环境的影响，使得包埋的益生菌也可以形成隔绝氧气的微环境，对厌氧菌或者兼性厌氧菌非常有利，形成的胶囊同时具有控释作用，相比于未包埋的益生菌，可有效抵达小肠部位释放；在层层凝聚后，通过固化工艺，可以使形成的微球形成更加稳定的三维结构，微球更加稳定，尤其对热和湿更加稳定，也更利于喷雾干燥的二次包埋；通过在搅拌的作用下，添加具有益生元功能因子壁材作为二次包附的壁材，然后进入喷雾干燥器，进行干燥，得到微胶囊粉末产品。
35.本实用新型制得的凝胶微球具有隔绝氧气、光线等，对厌氧菌和兼性厌氧菌在制备和贮藏期间具有良好的保护作用，该凝胶微球具有耐胃酸和胆盐等作用。同时，通过固化，可进一步增加凝胶微球的三维网状结构，进一步增加其耐高温和高湿的特性。
36.在反应器1中制备的凝胶微球属于第一层微胶囊，通过进一步在凝胶微球的溶液中添加益生元，使得益生元包附在凝胶微球的表面形成二次包埋，由于益生元的不被人体的可消化吸收性，可有效通过胃酸和胆盐，可抵达小肠部位，被包埋的益生菌在小肠部位由于酶的作用会释放和被肠道益生菌所利用，起到增值益生菌的作用。