本發(fā)明屬于益生元組合物制備，尤其涉及一種促進(jìn)犬貓腸道益生菌增殖的益生元組合物及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、犬和貓是人類生活中最常見的動(dòng)物伴侶，隨著科學(xué)養(yǎng)寵理念的形成，寵物營養(yǎng)和健康越來越引起人們的關(guān)注。犬貓腸道內(nèi)存在著數(shù)量巨大的微生物群，包括細(xì)菌、真菌、病毒和原生動(dòng)物等，構(gòu)成了犬貓腸道獨(dú)特的微生物生態(tài)系統(tǒng)。腸道菌群在動(dòng)物生理和心理健康中都發(fā)揮著重要作用，菌群的改變會(huì)導(dǎo)致腸道中膽汁酸、短鏈脂肪酸(scfa)等代謝產(chǎn)物的含量變化，進(jìn)而影響機(jī)體的健康狀況。

2、益生元是一種通過腸道微生物的代謝作用來調(diào)節(jié)腸道微生物的組成或活力的新型飼料添加劑。目前可作為益生元的物質(zhì)包括：功能性低聚糖、多糖、多元醇、蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物、植物提取物等等。其中功能性低聚糖是最主要的，也是研究的最多的一類益生元。功能性低聚糖包括低聚果糖(fos)、低聚半乳糖(gos)、低聚甘露糖(mos)、低聚木糖(xos)、低聚異麥芽糖(imo)和水蘇糖等。將益生元添加到寵物食品中，可以改善腸道微生態(tài)，促進(jìn)礦物質(zhì)的吸收，調(diào)節(jié)酯類代謝，增強(qiáng)免疫力。食入的益生元被腸道有益菌群利用，通過降解或者發(fā)酵的方式，轉(zhuǎn)化成為其單體形式或者生成短鏈脂肪酸。益生元單體能有效的對(duì)腸道微生物形成競爭性抑制，減少有害病原菌的粘附；同時(shí)可以被益生菌降解利用，從而促進(jìn)其生長繁殖，形成微生態(tài)競爭優(yōu)勢。短鏈脂肪酸可以降低腸道內(nèi)環(huán)境的ph，抑制有害菌的繁殖；為腸道上皮提供能量，促進(jìn)腸上皮細(xì)胞的增殖，隱窩的增生，提高營養(yǎng)物質(zhì)的吸收；最后與免疫細(xì)胞因子互作，調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞的分化，保證機(jī)體免疫功能的正常行使。

3、二十二碳六烯酸(dha)是一種多不飽和脂肪酸，在動(dòng)物體內(nèi)可由α-亞麻酸代謝生成，但生成量較低，主要通過食物補(bǔ)充。dha可以調(diào)節(jié)腸道中雙歧桿菌的豐度，抑制病原微生物的生長，具有抗氧化性和免疫調(diào)節(jié)特性。另外，植物甾醇被證明有很好的抗腫瘤作用，其會(huì)促使膽固醇直接排出體外，減少膽固醇被微生物分解而產(chǎn)生容易誘發(fā)結(jié)腸癌及炎癥的代謝產(chǎn)物。植物甾醇也能夠促進(jìn)腸道益生菌的生長，抑制細(xì)菌、真菌的繁殖。dha為二十二碳六烯酸，其烯鍵即碳碳雙鍵化學(xué)結(jié)構(gòu)很不穩(wěn)定，容易被氧化，致使魚油可儲(chǔ)藏性低，空氣、光以及加工過程中的金屬離子，都有可能導(dǎo)致其氧化分解，降低其作用功效。

4、fos、gos、mos作為三種高效的益生元，其在動(dòng)物飼料中的應(yīng)用研究主要集中于豬、雞、魚，對(duì)其他動(dòng)物如犬、貓等的應(yīng)用報(bào)道不多。另外，單一的益生元對(duì)益生菌的促進(jìn)作用不具有廣譜性。因此，將益生元與益生菌進(jìn)行科學(xué)的組合配伍，以協(xié)同增效的形式相結(jié)合，促進(jìn)多菌群生長，帶動(dòng)腸道菌群結(jié)構(gòu)整體性改善，這也是益生元在未來寵物食品中的應(yīng)用研發(fā)重點(diǎn)方向之一。益生元為益生菌提供營養(yǎng)，選擇性刺激其生長、激活代謝，賦予益生菌在腸道中的競爭優(yōu)勢，從而有益地影響宿主。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種促進(jìn)犬貓腸道益生菌增殖的益生元組合物及其制備方法，該組合物可以顯著強(qiáng)化嗜酸乳桿菌和動(dòng)物雙歧桿菌的增殖和代謝，利用包埋技術(shù)包埋益生元和益生菌，防止益生菌在胃液中失去活性。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

3、一種促進(jìn)犬貓腸道益生菌增殖的益生元組合物，包括益生元組合、益生元強(qiáng)化因子組合及益生菌乳酸桿菌和雙歧桿菌；

4、優(yōu)選的，益生元組合包括低聚果糖、低聚半乳糖或低聚甘露糖中的一種或兩種及以上；

5、優(yōu)選的，益生元強(qiáng)化因子組合包括二十二碳六烯酸(dha)、植物甾醇中的一種或兩種。

6、低聚果糖、低聚半乳糖與低聚甘露糖質(zhì)量比為(1～3):(3～1):(0.1～0.3)。

7、優(yōu)選的，質(zhì)量比為1:3:0.1、1:3:0.2、1:3:0.3、2:2:0.1、2:2:0.2、2:2:0.3、3:1:0.1、3:1:0.2、3:1:0.3。在低聚果糖、低聚半乳糖與低聚甘露糖質(zhì)量比為(1:3:0.1)～(3:1:0.3)的培養(yǎng)基中，嗜酸乳桿菌bncc185342和動(dòng)物雙歧桿菌bncc185341生長的od600值均高于其在單獨(dú)含有低聚果糖、低聚半乳糖與低聚甘露糖的培養(yǎng)基中的od600值。同時(shí)，嗜酸乳桿菌bncc185342和動(dòng)物雙歧桿菌bncc185341發(fā)酵液的ph值均低于其在單獨(dú)含有低聚果糖、低聚半乳糖或低聚甘露糖的培養(yǎng)基中發(fā)酵液的ph值。

8、優(yōu)選地，在上述益生元組合物中，所述低聚果糖、低聚半乳糖與低聚甘露糖質(zhì)量比1:3:0.3、2:2:0.1、2:2:0.2、2:2:0.3、3:1:0.1、3:1:0.2。在低聚果糖、低聚半乳糖與低聚甘露糖質(zhì)量比為1:3:0.3、2:2:0.1、2:2:0.2、2:2:0.3、3:1:0.1、3:1:0.2的培養(yǎng)基中，動(dòng)物雙歧桿菌bncc185341生長的od600值顯著高于其在單獨(dú)含有fos、gos或mos的培養(yǎng)基中的od600值。同時(shí)，動(dòng)物雙歧桿菌bncc185341發(fā)酵液的ph值顯著低于其在單獨(dú)含有fos、gos或mos的培養(yǎng)基中發(fā)酵液的ph值。

9、進(jìn)一步的，上述益生元組合物中，還包含dha和植物甾醇。dha的添加對(duì)乳酸桿菌和雙歧桿菌的抗氧化活性具有促進(jìn)作用。植物甾醇能夠促進(jìn)動(dòng)物腸道中益生菌的增殖，同時(shí)具有抗菌作用。

10、進(jìn)一步的，上述益生元組合物中還含有嗜酸乳桿菌bncc185342和動(dòng)物雙歧桿菌bncc185341。

11、嗜酸乳桿菌bncc185342和動(dòng)物雙歧桿菌bncc185341可以調(diào)整腸道菌群平衡，通過分泌乳酸、乙酸等細(xì)菌素抑制腸道不良微生物的增殖，也可釋放利于益生菌生長的物質(zhì)來增加益生菌的數(shù)量并增強(qiáng)活性。兩者搭配可以迅速使腸道內(nèi)的菌群恢復(fù)正常平衡，抑制致病菌的增殖，提高鈣、磷、鐵的利用率，促進(jìn)鐵和維生素d的吸收，產(chǎn)生維生素k及維生素b，還可以減少膽固醇的吸收，具有良好的營養(yǎng)保健作用。

12、本發(fā)明通過對(duì)益生元和益生菌進(jìn)行微膠囊化處理，包括以下步驟：

13、(1)稱取γ-環(huán)糊精，用一定溫度的水將其溶解，制成γ-環(huán)糊精的飽和水溶液；

14、(2)用無水乙醇溶解一定量的dha和植物甾醇，制成dha-植物甾醇無水乙醇溶液；

15、(3)35～45℃下向γ-環(huán)糊精飽和水溶液中逐滴滴入dha和植物甾醇無水乙醇溶液，磁力攪拌器400～600rpm攪拌30～40min，得到γ-環(huán)糊精包埋dha和植物甾醇的包合物；

16、(4)稱量fos、gos和mos，用蒸餾水溶解，得到益生元溶液；

17、(5)將羧甲基纖維素鈉和乳鐵蛋白固體溶于蒸餾水中；

18、(6)將步驟(3)制備的包合物和步驟(4)制備的益生元溶液加入到步驟(5)制備的壁材溶液中；

19、(7)向步驟(6)得到的混合物中添加嗜酸乳桿菌bncc185342和動(dòng)物雙歧桿菌bncc185341菌液，在20～25℃，300～500rpm下攪拌20～30min；

20、(8)將cacl2水溶液與結(jié)冷膠水溶液混勻后，得到固化劑，將步驟(7)得到的混合物和固化劑混合，靜置得沉淀；

21、(9)將步驟(8)得到的沉淀冷凍干燥，得到雙重包埋益生元強(qiáng)化因子、益生元及益生菌的微膠囊產(chǎn)品。

22、優(yōu)選地，步驟(1)中所述水的溫度為35～45℃。

23、優(yōu)選地，步驟(2)中所述dha、植物甾醇和無水乙醇的質(zhì)量比為(1～3):(2～5):(30～200)。

24、優(yōu)選地，步驟(4)中所述fos、gos、mos和蒸餾水的質(zhì)量比為(1～3):(3～1):(0.1～0.3):(50～300)。

25、優(yōu)選地，步驟(5)中所述羧甲基纖維素鈉、乳鐵蛋白和蒸餾水的質(zhì)量比為(1～2):(2～4):(30～100)。

26、優(yōu)選地，步驟(6)中所述包合物、益生元溶液和壁材溶液混合的質(zhì)量比為1:(2～5):(40～100)。

27、優(yōu)選地，步驟(7)中所述嗜酸乳桿菌bncc185342和動(dòng)物雙歧桿菌bncc185341在混合溶液中的最終濃度分別為1×107～109cfu/ml、2×107～1011cfu/ml。

28、優(yōu)選地，步驟(8)中所述cacl2的質(zhì)量濃度為1～3％，cacl2水溶液與結(jié)冷膠水溶液的質(zhì)量比為(1～6):1，混合物和固化劑的質(zhì)量比為1:(2～5)，靜置30～60min。

29、優(yōu)選地，步驟(9)中所述條件為在-60～-80℃下冷凍干燥12～24h。

30、本發(fā)明創(chuàng)新性地提出：(1)將疏水性的dha和植物甾醇作為益生元強(qiáng)化因子嵌入到γ-環(huán)糊精的納米級(jí)疏水性內(nèi)腔籠中，一方面降低dha與外界環(huán)境的接觸而發(fā)生氧化降解，另一方面有利于dha和植物甾醇的緩慢釋放。利用γ-環(huán)糊精分子外部的親水性羥基，將親水性益生元組合物fos、gos、mos掛壁于γ-環(huán)糊精分子外部。同時(shí)γ-環(huán)糊精內(nèi)腔中的dha羧基可以與益生元組合物中的羥基形成分子間作用力，形成“手拉手”的鏈結(jié)構(gòu)，分布于γ-環(huán)糊精的內(nèi)外側(cè)。(2)利用羧甲基纖維素鈉和乳鐵蛋白的強(qiáng)烈凝膠特性包覆于益生元組合物的外部，形成具有雙層結(jié)構(gòu)包覆益生元強(qiáng)化因子，單層結(jié)構(gòu)包覆益生元組合物的雙重復(fù)合微膠囊。益生元強(qiáng)化因子需要跨越兩層包壁作用于益生菌，緩釋效果更好，而益生元組合物需要跨越一層包壁，但由于與益生元強(qiáng)化因子的“手拉手”效應(yīng)，其仍具有較好的緩釋效應(yīng)作用于益生菌。實(shí)現(xiàn)緩慢釋放益生元及其強(qiáng)化因子，持續(xù)作用于益生菌，同時(shí)有效提高益生菌的胃腸道抗性，高效提高益生菌在腸道的增殖。

31、相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的一種促進(jìn)犬貓腸道益生菌增殖的益生元組合物及其制備方法具有以下有益效果：

32、1、一種促進(jìn)犬貓腸道益生菌增殖的益生元組合物的制備方法，微生物高聚物、動(dòng)物蛋白質(zhì)類物質(zhì)可以作為胃腸道益生菌微膠囊壁材，結(jié)冷膠是一種由埃洛德假單胞菌發(fā)酵得到的高分子線性陰離子多糖，無毒、可生物降解、成膜性好，具有優(yōu)良的膠凝性能、抗熱穩(wěn)定性和耐酸性。

33、2、羧甲基纖維素鈉是由自然界中含量最豐富的纖維素經(jīng)羧甲基化后得到的一種陰離子水溶性多糖，具有良好的生物相容性、生物降解性、水溶性以及價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，在水凝膠中加入羧甲基纖維素鈉可以穩(wěn)定不溶性成分，且羧甲基纖維素鈉中含有的大量羧基和羥基等活性基團(tuán)，具有很高的反應(yīng)活性，可以與金屬離子絡(luò)合配位，提高水凝膠的機(jī)械強(qiáng)度。

34、3、乳鐵蛋白作為益生菌包埋壁材可以緩解胃酸對(duì)益生菌活性的影響，通過酶、酸以及鈣離子的交聯(lián)作用，乳鐵蛋白能夠在室溫下形成結(jié)構(gòu)致密的凝膠，并且反應(yīng)條件溫和，有利于對(duì)極易失活的生物活性成分進(jìn)行包埋。

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