益生菌咀嚼片硬度与益生菌细胞存活率的关系

益生菌咀嚼片硬度与益生菌细胞存活率的关系 益生菌咀嚼片硬度与益生菌细胞存活率的 关系 FOODANDFERMENTATIONINDUSTRIES 益生茵咀嚼片硬度与益生菌细胞存活率的关系 麻士卫,高鹏飞,王秋实,阎建军,邓承远,赵虎云 (内蒙古自治区轻工科学研究所,内蒙古呼和浩特,010050) 摘要对4种不同硬度的益生菌咀嚼片中的干酪乳杆菌(,.caseiZhang)和长双歧杆菌B1(Bifidobacterium LongumB1)进行活菌检测,并测量相应片剂的厚度和长度.结果明,40,60,8O,100N硬度片剂中L.caseiZhang 存活率分别为65.3%,56.6%,51.8%,39.0%;长双歧杆菌Bl存活率分别为58.0%,47.5%,31.0%,12.O%. 片剂中L.caseiZhang耐受压片机压力的能力高于长双歧杆菌B1.活菌检测时片剂研磨成粉末会损失一部分活 菌.片剂厚度,长度与片硬度呈负相关. 关键词L.caseiZhang,长双歧杆菌B1,片剂,存活率 干酪乳杆菌(L.caseiZhang)是由内蒙古农业大 学乳品生物技术与工程教育部重点实验室分离自内 蒙古传统发酵酸马乳中的1株乳杆菌,它具有耐酸, 耐人工消化液,耐胆盐等特点?.研究证实L.casei Zhang具有诸多抗感染及免疫协同作用,具有潜在 的益生特性.B.LongumB1为内蒙古轻工科学研究 所自行分离的1株益生性能较好的益生菌. 国内针对益生菌片剂的配方,制备工艺及片剂保 存期间益生菌的稳定性的研究较多,如朱俊晨等 考察菌龄,干燥制剂的配料中辅料成分,水分含量等 影响双歧杆菌稳定性的因素.薛胜平等通过正交 实验确定了益生菌咀嚼片的最佳处方及最佳工艺条 件.内蒙古轻工科学研究所于1990年代系统地研究 了益生菌制剂的剂型,保藏条件对双歧杆菌,保加利 亚乳杆菌和嗜热链球菌活菌数的影响,认为在片剂, 粉剂和胶囊等剂型中,片剂中活菌的存活率最高,并 选出较好的片剂保藏方式.微生态制品之所以具有 保健作用,主要是依赖制品中含有一定数量的活菌, 普遍认为制片时较小的压力有利于益生菌的存活,但 对于压片压力对益生菌存活率具体的影响目前几乎 没有研究,因此探讨不同硬度(压片压力)片剂中的 活菌存活情况,并以此制定生产工艺过程和工艺参数 具有重要意义. 1材料与方法 1.1菌种 L.caseiZhang,内蒙古农业大学乳品生物技术与 第一作者:硕士研究生,工程师. 收稿日期:2009—02—09,改回日期:2009—04—13 50l2—009Vo1.35No—.6(Total258 工程教育部重点实验室保藏;B.LongumB1,内蒙古 轻工科学研究所保藏. 1.2活茵检测培养基配方 L.caseiZhang检测培养基为MRS培养基:大豆 蛋白胨1%,牛肉膏1%,酵母膏粉0.5%,葡萄糖 2%,K2HPO0.2%,乙酸钠0.5%,柠檬酸三钠 0.2%,MgSO4?7H2O0.02%,MnSO4?5H2O 0.0054%,吐温一800.1%. B.LongumB1检测培养基为TPY培养基:大豆 蛋白胨0.5%,酪蛋白胨1%,牛肉膏0.5%,酵母膏 粉0.5%,乳糖1%,Na2HPO40.25%,KH2PO4 0.25%,吐温一800.1%,半胱氨酸盐酸盐0.05%. 1.3益生菌咀嚼片的制备 采用粉末直接压片法,将符合食品卫生要求的辅 料分别过40目筛,所用L.caseiZhang和B.Longum B1冻干菌粉活菌数必须大于1.0X10"CFU/g,分别 添加4%-5%的L.caseiZhang和5%一6%B.Longum B1冻干菌粉,按配方添加其他辅料后,混合机混匀 12min,上压片机压片,转台速度20r/min,通过硬度 仪测定片剂硬度,从而调节压片机压力,得到40,60, 80,100N4种不同硬度的片剂.全过程均须在一定 洁净条件下操作. 1.4检测指标 平板稀释法检测不同硬度片剂中的B.Longum 日1,L.caseiZhang活菌数并计算存活率,测定不同硬 度片剂的长度,厚度. 1.5主要仪器设备 ZPW21A旋转式压片机,上海天祥健台制药机械 有限公司;YD.1片剂硬度测试仪,天津国铭医药设备 有限公司;HD.20多向运动混合机,温州制药设备厂; HPX一9272MBE数显电热培养箱,上海博讯实业有 限公司医疗设备厂;厌氧培养罐,呼和浩特宝业不锈 钢有限公司. 2结果与分析 2.1不同硬度片剂中L.caseiZhang存活率 试验设定4个不同的片剂硬度,代表压片机压片 时4个不同的压力,第1,2批压片试验活菌存活结果 见图1,第3批压片试验结果见图2. 第1,2批压片试验使用同一批干酪乳杆菌菌粉, 均按5%添加.从图1来看,不同硬度的片剂中干酪 乳杆菌存活率变化不大.第1批压片试验,活菌存活 率从32.25%减少到25.95%,第2批试验从48.94% 减少到38.22%.两次试验活菌结果差异较大,可能 020406080l00 压片机压力,N 是由于2次配方不同导致,也有可能是其他原因造 成.第3次压片试验也设定4个不同的片剂硬度,每 个硬度做3个平行,干酪乳杆菌菌粉按4%加入,结 果见图2.混合粉中活菌平均达到8I×10个/g,40, 60,80,100N硬度片剂中活菌数为53.0X10,45.67 ×10,41.83X10,31.33×10个/g,活菌存活率分 别为65.3%,56.6%,51.8%,39.O%. 值得注意的是,第1,2批和第3批压片试验检测 活菌时方法稍有不同,前2次试验检测活菌时片剂均 研磨成粉末,再用缓冲液稀释一定倍数计数,第3批 试验则未研磨,直接用缓冲液溶解片剂后稀释.所以 图2中活菌存活率比图1的高,部分是由于这种原因 造成的,针对此问题后文有专门分析. , 斛 蜒 烛 {圜 鳃 图l第1,2批压片试验不同硬度片剂中L.caseiZhang存活情况 图2第3批压片试验不I司硬度片剂中L.caseiZhang存活情况 2.2不同硬度片剂中B.LongumB1存活率度片剂中平均活菌数为2.97,2.43,1.63,0.62×10 片剂硬度设定同2.1,第1批压片试验结果见图个/g,活菌存活率分别为 58.0%,47.5%,31.0%, 3,第2批压片试验结果见图4.图3中压片试验长12.0%. 双歧杆菌B1冻干粉添加量为5%,片剂活菌检验时2.3片剂研磨与否对L.caseiZhang和B.Longum 经研磨.从图3来看,长双歧杆菌B1存活率随片剂B1活菌计数的影响 硬度增加逐渐减少,40,60,80,100N硬度片剂中活为验证片剂研磨与否对活菌计数结果的影响,设 茵数为2.43,2.47,1.47,0.60×10个/g,活菌存活计了一组对照试验.将B.LongumB1和L.casei 率由56.0%减少到7.9%.图4压片试验长双歧杆Zhang冻于粉同时按一定比例添加到配方中,混合料 菌B1菌粉按6%添加,检测活菌时片剂不研磨,每个粉留样测定活菌数,压片后2种菌检测时使用2种方 硬度做3个平行.由于菌粉的活菌数较低,所以混合法,即片剂研磨和不研磨,试验结果见表1.由结果 粉中活菌平均为5.12×10个/g,40,60,80,100N硬可以看出,2种方法得到的活菌存活率差别很大,. Q生蔓鲞蔓鱼塑(星蔓塑塑2I51 ?????如mo —_0H×籁翘蜉 K 水,将熙性坦烬 一 I?一 ?I舳一一办????溉一腊??I舳一上??????. ??砷??加?0 一T暑.一0_【×籁粗蛭 FOODANDFERMENTATIONINDUSTRIES caseiZhang相差27%,B.LongumB1相差近12%. , ? 宝 × 璃 蜒 02040608olo0 压片机压力,N 02O40608o100 压片机压力,N 度片剂中B.LongumB1存活情况 图4第2批压片试验不同硬度片剂中B.LongumB1存活情况 表1活茵计数时片剂研磨与否对计数结果的影响(×10.CFU/g) 注:片剂硬度均为80N. 2.4片剂硬度与片长和片厚的关系硬度和片厚,片长有一定关系.由表2的2次压片结 由于片型为橄榄形,出于片剂包装的需要,对片果看出,片厚,片长均与片硬度呈负相关.而且同样 剂的厚度和长度有一定要求.我们的试验表明,片剂的配方,片剂硬度越大,其表面越光洁. 表2片剂硬度与厚度,长度的关系 3讨论 图2和图4的试验,是将L.caseiZhang和B. LongumB12种菌粉同时添加,在同等条件下进行试 验,能够最大限度地排除误差.4个硬度的片剂中 L.caseiZhang存活率分别为65.3%,56.6%,51.8%, 39.0%,B.LongumB1存活率分别为58.0%, 47.5%,31.0%,12.0%.从结果可以看出,在同样的 52I2—009Vo1.35No—.6(Total258 压力条件下,L.caseiZhang的存活率要比B.Longum B1高,说明L.caseiZhang比B.LongumB1更耐受压 力.由图1和图3也可看出,B.LongumB1耐受压 力的能力比L.caseiZhang弱,并且压力越大对它的影 响越大.结合不同硬度片剂的感官特征,我们认为在 压片工艺中将片剂硬度确定为60N比较合适,因为 压片时较小的压力有利于益生菌的存活. 对于片剂中活菌的计数方法,习惯上是先将片剂 ????加0 \料炬忙般烬 8765432l0 一.一,lI×籁粗蝗 研成粉末,然后用缓冲液稀释到一定浓度进行活菌计咀嚼片中设计添加长双歧杆菌和干酪乳杆菌2种菌, 数.在片剂研磨过程中会有一部分活菌损失,我们将因此也可以考虑将2种菌联合发酵制备冻干菌粉的 片剂直接放人装有一定体积缓冲液的带珠瓶中,放在工艺,但这2种菌有诸多不同之处,如干酪乳杆菌产 摇床振摇30min,让其自然溶解.试验证明这种方法酸强于长双歧杆菌,而且前者是兼性厌氧,后者为严 可以大大减少活菌损失,从而得到更准确的检验结格厌氧等,对于这2种菌的联合发酵工艺值得探讨. 果,这对片剂活菌检验规则的制定将具有重要意义..,., 粉末直接压片的物料应具备流动性好和可压性… 好的特点,物料的可压性包括塑性和弹性,物料被压(1)40,60,80,100N硬度片剂中L.caseiZhang 缩时发生塑性变形,使片剂成形,同时产生弹性复原,存活率分别为65.3%,56.6%,51.8%,39%;B.Lon? 使片剂的结合力减弱或瓦解,趋向于恢复颗粒的原来gumB1存活率分别为58.0%,47.5%,31.0%, 形状.笔者认为,随压力(片硬度)的增加,物料受12.0%. 到的结合力增加,但弹性复原不随压力而变化,只与(2)L.caseiZhang耐受压片机压力的能力高于 物料特性有关.所以随着压力(片硬度)的增加,结B.LongumB1,并且压力越大,B.LongumB1存活率 合力增加,颗粒间的距离减小,但弹性复原不增加,使比L.caseiZhang减少的越多. 片长,片厚度均减少.(3)活菌检测时片剂研磨成粉末会损失一部分 朱俊晨等认为,在影响微生态制品内双歧杆活菌,片剂不研磨会使检验结果更准确. 菌存活的诸多因素中,辅料也是一个重要因素.他们(4)片剂厚度,长度与片硬度呈负相关. 的试验证明疏水性填充料如植物油,乙基纤维素等对参考文献 双歧杆菌有保护作用,而一定量的水分反而有利于双[1]张和平,孟和毕力格,王俊国,等.分离自内蒙古传统发 歧杆菌在固体粉料中的存活.高奇等认为,物料酵酸马奶中L.caseiZhang潜在益生特性的研究[J].中 中适当的水分可以使粒子降低弹性,增加可塑性,颗国乳品工业,2006,34(4):4—9? 粒中的水分一般控制在3%-4%左右吡较合适.因.斤呼Zhan古g麓究 此,益生菌片的辅料成分和含水量与保护益生菌的关[3]朱俊晨,李世敏.青春双歧杆菌口嚼片生产中双歧杆 系也值得进一步探讨.刘秀河等在制备添加到益菌存活因素初探[J]?呼和浩特:中国微生态学杂志, 生菌AB咀嚼奶片的冻干菌粉时,将嗜酸乳杆菌和两[4]2 薛 00 胜 0 平 (6) ,杜 :3 连 12 祥 - 3 ,路 13 福.乎 . AB益生菌纤维咀嚼片加工工 歧双歧杆菌两联发酵,双歧杆菌接种量4%,嗜酸乳艺的研究[J].食品与发酵工业,2007,33(10):103一 杆菌为2.5%,发现两歧双歧杆菌与嗜酸乳杆菌有协106. 同生长作用,其生长几乎是同步的,没有明曼的抑制.N海,天~it出!t版丰土,N,xg. ? 微生态制舭产与质量控制 作用,最终菌含量也基本相同,活菌数在10个/mL[6],张国农,李彦荣.牛奶干吃片概述[J].中国乳品 左右.薛胜平等将长双歧杆菌和嗜酸乳杆菌两联工业,2005,(4):48—50. 发酵,在接种量相同的情况下,2菌在混菌培养条件[7]零河,艾连中,吴艳?益生菌AB奶片的研制[J]?现 下的增殖情况均优于单一菌种培养.我们的益生菌代食品科技'2006'():4一? ,I1leRelafionofSurvivalRateofProbioticsand西ditvofChewableProbioticsTablet MaShiwei,GnoPeng~i,WangQiushi.YanJianjun, DengChengyuan,ZhaoHuyun (InnerMongoliaAutonomousRegionLightIndustrialInstituteofResearch,Huhhot010050 ,China) ABSTRACTTheviablecellcountofL.caseiZhangandB.LongumB1in4differentrigiditypr obioticstabletswas assayedandthecorrespondinglengthandthicknessoftabletsweremeasured.Theresultsshowedthatthesurvivalrate 0fL.caseiZhangandB.LongumB1in40,60,80,100Ntabletwere65.3,56.6,51.8,39.0%and58.0,47.5, 31.0.12.0%.ThecompressionresistanceofL.caseiZhangwasbetterthanB.LongumB1inthetablet.Partsofvia— blecellswerelostwhentabletswerepulverizedforassaying.Thelengthandthicknesshadnegativecorrelationwith therigidityofthetablet.' KeywordsL.caseiZhang,B.LongumB1,tablet,probioticssurvivalrate 笙蔓曼鲞蔓鱼塑(璺蔓塑2f53