肠靶向蛋白水凝胶的乳酸菌递送系统及其制备方法与流程

本发明涉及一种基于蛋白凝胶的生物制剂递送系统。更具体地说，本发明涉及一种肠靶向蛋白水凝胶的乳酸菌递送系统及其制备方法。

背景技术：

1、口服益生菌因其可调节肠道菌群的独特优势而受到广泛的研究关注。益生菌在维持肠道稳态以及调节粘膜和全身免疫反应方面的重要性从众多研究中显而易见。基于这种想法，益生菌有机会将肠道微生物群作为目标，并制定一种策略，以更精确的方式通过肠道操纵宿主的大脑功能。一旦实现，这一策略就能够成为传统脑功能干预的替代方案。然而，在目前的肠靶向口服给药过程中，很难找到合适的崩解模式来平衡益生菌的存活、释放和粘附，导致定植有限等局限性限制了其工业应用。随着包埋技术的发展，现有技术中，微胶囊的开发可以保护乳酸菌免受恶劣环境的影响；但是其存在益生菌释放效率低等问题。乳液递送载体具有良好的生物相容性和控释性能；例如多糖水凝胶具有优越的机械性能和对氧气/营养物质的高渗透性；蛋白水凝胶具有缓冲能力适合生产能够抵抗艰难的胃部环境。但它们也存在一些缺陷，制备时需使用苛刻的化学溶剂、益生菌的提前释放以及热处理导致的细胞活力丧失等问题。

2、因此，开发具有增强胃酸抵抗和可肠道定植等多种功能的新型益生菌输送系统对实现对认知功能障碍、帕金森病和阿尔兹海默症在内的大脑功能的精确操纵具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

2、本发明还有一个目的是提供一种肠靶向蛋白水凝胶的乳酸菌递送系统，其不使用任何有毒交联剂，具有良好的耐酸耐胆盐特性，有效改善递送系统中乳酸菌的存活与释放问题，重塑肠道微生物群。

3、为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种肠靶向蛋白水凝胶的乳酸菌递送系统，其包括：肠靶向乳蛋白凝胶和乳酸菌，所述乳酸菌的添加量为3 ×108 -109cfu/g；其中，所述肠靶向乳蛋白凝胶由0.5-1重量份数的乳清蛋白溶液和重量份数为1-3的酪蛋白溶液混合制备而成；所述乳清蛋白溶液和酪蛋白溶液在混合前需在酸性条件下分别加热。

4、优选的是，所述酪蛋白溶液在酸性条件下加热后，还需进行适当酶解。

5、优选的是，所述乳清蛋白溶液的质量浓度为1-10％，所述酪蛋白溶液的质量浓度为1-10％。

6、本发明还提供了所述肠靶向蛋白水凝胶的乳酸菌递送系统的制备方法，其包括以下步骤：

7、步骤一，取乳清蛋白溶于水后，在酸性条件下加热后制成原纤化乳清蛋白胶束；取酪蛋白溶于水后，在酸性条件下加热制成原纤化酪蛋白胶束；

8、步骤二，将步骤一制备的原纤化酪蛋白胶束进行酶解，之后进行灭活处理，制得酶解酪蛋白溶液；

9、步骤三，将乳酸菌沉淀重悬浮于步骤二中得到的酶解酪蛋白溶液中，得到预混溶液；

10、步骤四，在磁力搅拌器搅拌条件下将上步骤三制备的预混溶液逐滴加入到原纤化乳清蛋白胶束中，所述预混溶液和所述原纤化乳清蛋白胶束的质量比为1:1，得到混合溶液；

11、步骤五，将所述混合溶液于25℃条件下放置12-48h，即得乳酸菌递送系统。

12、优选的是，所述步骤一中，所述乳清蛋白溶于水后制得质量浓度为1-10％的乳清蛋白溶液；所述酪蛋白溶于水后制得质量浓度为1-10％的酪蛋白溶液。

13、优选的是，所述乳清蛋白溶液和是酪蛋白溶液在酸性条件(例如ph值为2)下加热的时间为1-48h。

14、优选的是，所述步骤二中，所述酶解的具体步骤包括：在所述原纤化酪蛋白胶束中添加胃蛋白酶溶液于震荡水浴锅中进行酶解，调整溶液ph值至2-6；其中，所述原纤化酪蛋白胶束和所述胃蛋白酶溶液的质量比为0.5-1:1-3；

15、所述灭活处理具体为：酶解结束后，于90℃水浴中对胃蛋白酶进行灭活处理。

16、优选的是，所述胃蛋白酶质量浓度为2-10mg/ml，酶解时间为1-24h，灭活处理时间为5-20min。

17、优选的是，所述步骤三中，所述乳酸菌的添加量为109cfu/g。

18、优选的是，所述步骤四中，所述磁力搅拌器的转速为100-150rpm。

19、本发明至少包括以下有益效果：本发明所述肠靶向蛋白水凝胶的乳酸菌递送系统其成分简单，配料干净，不使用任何有毒交联剂，具有良好的耐酸耐胆盐特性，能够克服口服乳酸菌递送的存活与释放问题，重塑肠道微生物群，能够改善由肥胖引起的认知功能障碍。在目前的肠靶向口服给药过程中，很难找到合适的崩解模式来平衡益生菌的存活、释放和粘附，导致益生菌在肠道内的定植数量有限。本发明所制备的乳蛋白凝胶可以有效保护乳酸菌不耐胃酸和不良环境侵害，使其能够顺利到达肠道并在肠内胰蛋白酶的催化下分解，实现乳酸菌的靶向肠高效释放。从小鼠体内实验结果可以得出，所述肠靶向蛋白水凝胶的乳酸菌递送系统显著改善高脂肪高果糖膳食引起的体重增加，同时也改善了肥胖引起的认知功能障碍等问题，对实现对认知功能障碍、帕金森病和阿尔兹海默症在内的大脑功能的精确操纵具有重要意义。

20、本发明所述肠靶向蛋白水凝胶的乳酸菌递送系统的制备方法仅利用乳清蛋白与酪蛋白，通过预先酸热组装，即可使其发生静电相互作用构建酶触发的乳蛋白凝胶的乳酸菌递送系统。本发明所述制备方法步骤简单，各参数简单易控，便于工业生产，为进一步工业批量生产奠定基础。

21、本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

技术特征：

1.肠靶向蛋白水凝胶的乳酸菌递送系统，其特征在于，包括：肠靶向乳蛋白凝胶和乳酸菌，所述乳酸菌的添加量为3 × 108-109cfu/g；其中，所述肠靶向乳蛋白凝胶由0.5-1重量份数的乳清蛋白溶液和重量份数为1-3的酪蛋白溶液混合制备而成；所述乳清蛋白溶液和酪蛋白溶液在混合前需在酸性条件下分别加热。

2.如权利要求1所述的肠靶向蛋白水凝胶的乳酸菌递送系统，其特征在于，所述酪蛋白溶液在酸性条件下加热后，还需进行适当酶解。

3.如权利要求1所述的肠靶向蛋白水凝胶的乳酸菌递送系统，其特征在于，所述乳清蛋白溶液的质量浓度为1-10％，所述酪蛋白溶液的质量浓度为1-10％。

4.如权利要求1-3任一项所述肠靶向蛋白水凝胶的乳酸菌递送系统的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，所述乳清蛋白溶于水后制得质量浓度为1-10％的乳清蛋白溶液；所述酪蛋白溶于水后制得质量浓度为1-10％的酪蛋白溶液。

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤一种，所述乳清蛋白溶液和所述酪蛋白溶液在酸性条件下加热的时间为1-48h。

7.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤二中，所述酶解的具体步骤包括：在所述原纤化酪蛋白胶束中添加胃蛋白酶溶液于震荡水浴锅中进行酶解，调整溶液ph值至2-6；其中，所述原纤化酪蛋白胶束和所述胃蛋白酶溶液的质量比为0.5-1:1-3；

8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述胃蛋白酶质量浓度为2-10mg/ml，酶解时间为1-24h，灭活处理时间为5-20min。

9.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤三中，所述乳酸菌的添加量为109cfu/g。

10.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤四中，所述磁力搅拌器的转速为100-150rpm。

技术总结本发明公开了一种肠靶向蛋白水凝胶的乳酸菌递送系统，其包括：肠靶向乳蛋白凝胶和乳酸菌，所述乳酸菌的添加量为10<supgt;9</supgt;CFU/g；其中，所述肠靶向乳蛋白凝胶由0.5‑1重量份数的乳清蛋白溶液和重量份数为1‑3的酪蛋白溶液混合制备而成；所述乳清蛋白溶液和酪蛋白溶液在混合前需在酸性条件下分别加热。本发明所述肠靶向蛋白水凝胶的乳酸菌递送系统其成分简单，配料干净，不使用任何有毒交联剂，具有良好的耐酸耐胆盐特性，能够克服口服乳酸菌递送的存活与释放问题，重塑肠道微生物群，能够改善由肥胖引起的认知功能障碍。本发明还公开了所述肠靶向蛋白水凝胶的乳酸菌递送系统的制备方法。技术研发人员：冯宪超,陈琳,千珊受保护的技术使用者：杨凌农升食品科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/18