專利名稱：利用啤酒廢酵母細(xì)胞作為壁材制備微膠囊的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用啤酒廢酵母細(xì)胞作為壁材制備微膠囊的方法，屬于一種微膠囊制備技術(shù)。
背景技術(shù)：
微膠囊技術(shù)是利用天然的或合成的高分子化合物作為成膜材料制備微膠囊。被包在微膠囊內(nèi)部的物質(zhì)稱為囊芯，外部由成膜材料形成的膜稱為囊壁。通過(guò)微膠囊化，可以使芯材物質(zhì)免受外部環(huán)境的影響，降低揮發(fā)性，提高穩(wěn)定性，且微膠囊化還具有屏蔽異味、降低毒性和控制釋放等優(yōu)點(diǎn)。微膠囊的制備通常采用化學(xué)方法、物理方法和物理化學(xué)方法三類。但這些方法一般都存在制備過(guò)程復(fù)雜、控制條件要求精度高、成本高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性差、特別是合適壁材選擇困難等局限性。
20世紀(jì)70年代，Shank發(fā)明利用酵母細(xì)胞作為天然壁材制備微膠囊的技術(shù)(美國(guó)，USP 4001480，1977)。由于酵母細(xì)胞呈球形或橢球形，以分散的單細(xì)胞狀態(tài)存在，直徑在幾微米到數(shù)十微米之間，其完整的細(xì)胞壁和細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)具有一定的強(qiáng)度和通透性，因此是理想的壁材。與傳統(tǒng)的微膠囊制備方法相比，以酵母細(xì)胞為壁材制備微膠囊具有以下優(yōu)勢(shì)(Nelson G.Application ofmicroencapsulation in textiles.International Journal of Pharmaceutics.2002，24255.)制備過(guò)程中，不需要或很少引入其它化學(xué)試劑，沒(méi)有溶劑殘留或脫除的問(wèn)題，非常適合藥物和食品添加劑的包覆；獲得的微膠囊產(chǎn)品大小均一、無(wú)毒、生物相溶性好、易生物降解。
但是采用這種方法制備微膠囊，一般對(duì)所用酵母都有特殊要求如酵母需要經(jīng)過(guò)特殊培養(yǎng)條件使細(xì)胞內(nèi)脂肪含量達(dá)到40％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))以上(美國(guó)，USP4001480，1977)；微膠囊制備過(guò)程中酵母細(xì)胞需保持生物活性(歐洲專利局，EP0242135A2，1987；美國(guó)，USP 5288632，1994)；而且通常是以濕菌體的形式使用，細(xì)胞含水量高，酵母細(xì)胞之間粘結(jié)成塊、分散性差，細(xì)胞表面的水化膜會(huì)影響脂溶性囊芯向酵母細(xì)胞內(nèi)滲透，且后續(xù)的干燥、造粒操作也比較困難(美國(guó)，USP 4001480，1977；英國(guó)，GP 2162147，1986；歐洲專利局，EP 0085805A1，1982；歐洲專利局，EP 0242135A2，1987；美國(guó)，USP 5288632，1994)。另外以新鮮培養(yǎng)的酵母細(xì)胞作為原料制備微膠囊成本比較高。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)以上利用酵母細(xì)胞作為壁材制備微膠囊過(guò)程中存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提出一種利用啤酒廢酵母細(xì)胞作為壁材制備微膠囊的方法。
本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，其特征在于包括以下步驟(1)啤酒廢酵母的純化將發(fā)酵工廠回收的啤酒廢酵母用3～5倍的無(wú)菌水洗滌，過(guò)60～80目篩，除去粒徑較大的雜質(zhì)，以2000～5000r/min離心10min，收集酵母；按同樣步驟用無(wú)菌水再漂洗酵母1～2次，直到所得上清液無(wú)色無(wú)味，酵母呈灰白色為止。
(2)酵母干燥取步驟(1)所得酵母，經(jīng)真空干燥或噴霧干燥，制得直徑約0.5～2mm的干酵母顆粒，含水量低于2％。
(3)微膠囊制備稱取一定量的干酵母，放入磨口三角瓶中，按干酵母質(zhì)量比加入1～4倍的囊芯，，加蓋后放入恒溫水浴振蕩器中；在30～80℃、振蕩頻率為60～120r/min條件下，振蕩4～12h；抽濾回收未包入酵母細(xì)胞內(nèi)部的囊芯；利用無(wú)水乙醇洗滌酵母細(xì)胞表面殘留的囊芯；在30～50℃真空干燥機(jī)中干燥已包埋有囊芯的酵母細(xì)胞；收集酵母細(xì)胞，即制得微膠囊。
上述囊芯材料是液體或固體狀態(tài)，液體的囊芯直接與干酵母細(xì)胞接觸制備微膠囊；固體囊芯需要首先溶解于無(wú)水乙醇或丙酮中，然后再進(jìn)行微膠囊制備。被包埋于酵母細(xì)胞中的囊芯材料包括從中草藥中提取的揮發(fā)油、香料香精和脂溶性藥物。
本發(fā)明的特點(diǎn)對(duì)于作為微膠囊壁材的酵母細(xì)胞的活性和細(xì)胞內(nèi)脂肪含量沒(méi)有特殊要求；利用發(fā)酵工廠的廢酵母，因此原料價(jià)廉易得，使微膠囊制備成本大大降低；采用干酵母作壁材，使微膠囊制備過(guò)程是在非水環(huán)境中進(jìn)行，囊芯包埋率高，包埋速度快，后續(xù)的洗滌、干燥過(guò)程容易進(jìn)行。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1將發(fā)酵工廠回收的啤酒廢酵母用3倍的無(wú)菌水洗滌，過(guò)80目(直徑)篩，除去粒徑較大的雜質(zhì)，以3000r/min離心10min，收集菌體；按同樣步驟用無(wú)菌水再漂洗菌體2次；收集酵母沉淀，加水制成10％懸浮液；利用離心式霧化器，轉(zhuǎn)速為9500r/min，將酵母懸浮液送入干燥機(jī)中進(jìn)行干燥，制得直徑約0.5～2mm的干酵母顆粒，含水量低于2％。
精密稱取2g干酵母，放入磨口三角瓶中，加入2.0g肉桂醛液體，加蓋后放入恒溫水浴振蕩器中；在50℃(轉(zhuǎn)速80r/min)振蕩4h，即可通過(guò)滲透擴(kuò)散作用進(jìn)入酵母細(xì)胞內(nèi)部，形成微膠囊；抽濾并回收未包入的肉桂醛；無(wú)水乙醇洗滌細(xì)胞表面殘留的精油；30℃真空干燥20min；收集微膠囊，稱重。肉桂醛包埋率可達(dá)38.74％。肉桂醛包埋率是指酵母細(xì)胞微膠囊中包埋的囊芯(肉桂醛)質(zhì)量與整個(gè)微膠囊質(zhì)量之比(下同)。
用指甲蓋輕輕按壓肉桂醛微膠囊，會(huì)有一股特殊的肉桂醛氣味放出。在光學(xué)顯微鏡下，包埋有肉桂醛的酵母微膠囊呈規(guī)則的球形或橢球形，大小均一，直徑基本都在2.0～6.0μm之間，細(xì)胞中心能觀察到閃亮的油滴存在。
實(shí)施例2啤酒廢酵母的純化和干燥過(guò)程同實(shí)施例1，精密稱取2g干酵母，放入磨口三角瓶中，加入2g丁香油，加蓋后放入恒溫水浴振蕩器中；在70℃(轉(zhuǎn)速80r/min)振蕩9h；抽濾并回收未包入的丁香油；無(wú)水乙醇洗滌細(xì)胞表面殘留的精油；30℃真空干燥20min；收集微膠囊，稱重。丁香油包埋率可達(dá)41.26％。實(shí)施例3啤酒廢酵母的純化和干燥過(guò)程同實(shí)施例1。精密稱取2.0g干酵母，放入磨口三角瓶中，加入2.5g迷迭香精油，加蓋后放入恒溫水浴振蕩器中；在60℃(轉(zhuǎn)速100r/min)振蕩6h，即可形成微膠囊；抽濾并回收未包入的精油；無(wú)水乙醇洗滌細(xì)胞表面殘留的精油；30℃真空干燥20min；收集微膠囊，稱重。迷迭香精油包埋率可達(dá)46.78％。用指甲蓋輕輕按壓迷迭香精油微膠囊，會(huì)有一股濃烈的迷迭香精油放出。
實(shí)施例4啤酒廢酵母的純化和干燥過(guò)程同實(shí)施例1。精密稱取2.0g干酵母，放入磨口三角瓶中，加入2ml 1mol/L水楊酸苯酯的乙醇溶液，加蓋后放入恒溫水浴振蕩器中；在70℃(轉(zhuǎn)速100r/min)振蕩6h，即可形成微膠囊；無(wú)水乙醇洗滌細(xì)胞表面殘留的溶液；40℃真空干燥60min；收集微膠囊，稱重。水楊酸苯酯包埋率可達(dá)67.64％。
權(quán)利要求
1.一種利用啤酒廢酵母細(xì)胞作為壁材制備微膠囊的方法，其特征在于包括以下步驟(1)啤酒廢酵母的純化將發(fā)酵工廠回收的啤酒廢酵母用質(zhì)量比3～5倍的無(wú)菌水洗滌，過(guò)60～80目篩，除去粒徑較大的雜質(zhì)，以2000～5000r/min離心10min，收集酵母；按同樣步驟用無(wú)菌水再漂洗酵母1～2次，直到所得上清液無(wú)色無(wú)味，酵母呈灰白色為止；(2)酵母干燥取步驟(1)所得酵母，經(jīng)真空干燥或噴霧干燥，制得直徑約0.5～2mm的干酵母顆粒，含水量低于2％；(3)微膠囊制備稱取一定量的干酵母，放入磨口三角瓶中，按干酵母質(zhì)量比加入1～4倍的囊芯，加蓋后放入恒溫水浴振蕩器中；在30～80℃、振蕩頻率為60～120r/min條件下振蕩4～12h；抽濾回收未包入酵母細(xì)胞內(nèi)部的囊芯；利用無(wú)水乙醇洗滌酵母細(xì)胞表面殘留的囊芯；在30～50℃真空干燥機(jī)中干燥；收集酵母細(xì)胞，即制得微膠囊。
2.如權(quán)利要求1所述的利用啤酒廢酵母細(xì)胞作為壁材制備微膠囊的方法，其特征在于被包埋于干酵母中的囊芯材料是液體或固體狀態(tài)，液體的囊芯直接與干酵母細(xì)胞接觸制備微膠囊；固體囊芯需要首先溶解于無(wú)水乙醇或丙酮中，然后再進(jìn)行微膠囊制備。
3.如權(quán)利要求1所述的利用啤酒廢酵母細(xì)胞作為壁材制備微膠囊的方法，其特征在于被包埋于酵母細(xì)胞中的囊芯材料包括從中草藥中提取的揮發(fā)油、香料香精和脂溶性藥物。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種利用啤酒廢酵母細(xì)胞作為壁材制備微膠囊的方法。從發(fā)酵工廠回收的啤酒廢酵母通過(guò)洗滌、篩分、離心等步驟進(jìn)行純化；經(jīng)真空干燥或噴霧干燥后，制得直徑約0.5～2mm的干酵母顆粒，含水量低于2％；按干酵母1～4倍質(zhì)量比加入囊芯，在30～80℃下恒溫振蕩4～12h，囊芯即可以滲透進(jìn)入酵母細(xì)胞內(nèi)部；經(jīng)過(guò)洗滌、干燥，即制得微膠囊。本發(fā)明方法的優(yōu)點(diǎn)在于利用發(fā)酵工廠的廢酵母作微膠囊制備的壁材，原料價(jià)廉易得，使微膠囊制備成本大大降低；采用干酵母作壁材，使微膠囊制備過(guò)程是在非水環(huán)境中進(jìn)行，囊芯包埋率高，包埋速度快，后續(xù)的洗滌、干燥過(guò)程容易進(jìn)行。
文檔編號(hào)B01J13/02GK1771916SQ200510015618
公開(kāi)日2006年5月17日 申請(qǐng)日期2005年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月25日
發(fā)明者王金宇, 李淑芬 申請(qǐng)人:天津大學(xué)