本發明屬于食品防腐劑技術領域，具體涉及一種乳酸鏈球菌素環糊精包合物及其制備方法。
背景技術：
乳酸鏈球菌素是一種全球范圍多數國家已批準使用的高安全性食品防腐劑，中國已批準使用多年，在各種食品體系中廣泛應用。但乳酸鏈球菌素在液體中使用時易發生降解，使其殺菌效果下降較快，難以滿足液體食品兩周以上貨架期的防腐要求。同時，乳酸鏈球菌素的熱穩定性也不夠高，食品的熱滅菌對其活性影響較大。為提高乳酸鏈球菌素應用于液體食品及熱滅菌過程中的穩定性，國內外科技人員開展了大量的研究工作，研制了一系列乳酸鏈球菌素的微囊，明顯提高了其在液體食品及加熱過程中的穩定性。但目前國內外研制的乳酸鏈球菌素微囊均存在一個嚴重的缺陷，就是在用于液體食品的前三天，其釋放量較小，殺菌效果不足以防腐，雖然以后殺菌持續時間達15天以上，但前期防腐效果欠缺使食品品質受影響，難以實際應用。
技術實現要素：
本發明提供了乳酸鏈球菌素環糊精包合物，所述包合物提高了乳酸鏈球菌素應用于液體食品及加熱過程中的穩定性，達到在液體食品中兩周以上有效殺菌，可滿足液體食品冷鏈銷售貨架期的要求。同時，熱穩定性提高，降低了食品熱滅菌時對防腐效果的影響。
本發明解決技術問題所采用的技術方案為：
一種乳酸鏈球菌素環糊精包合物，所述包合物由以下方法制得：將環糊精溶解于去離子水中，乳酸鏈球菌素粉末溶解于ph3.0的鹽酸水溶液中，將兩種溶液混合，將混合液ph調至6.5~7.5，于50-70℃下，攪拌1-2小時，室溫下繼續攪拌1-2小時，攪拌完畢后噴霧干燥得到粉末狀包合物。
本發明同時提供了一種乳酸鏈球菌素環糊精包合物的制備方法，將環糊精溶解于去離子水中，乳酸鏈球菌素粉末溶解于ph3.0的鹽酸水溶液中，將兩種溶液混合，將混合液ph調至6.5~7.5，于50-70℃下，攪拌1-2小時，室溫下繼續攪拌1-2小時，攪拌完畢后噴霧干燥得到粉末狀包合物。
作為優選，所述環糊精與去離子水的質量比為1:5-10。
作為優選，所述乳酸鏈球菌素粉末的加入量為33-100g/l鹽酸水溶液。
作為優選，所述噴霧干燥的工藝參數為進風溫度100~120℃，霧化壓力0.1~0.2mpa，進樣速度0.2~0.4l/h，進風量0.25~0.60m3/min。
雙縮脲法測乳酸鏈球菌素含量：
配制雙縮脲試劑：稱取6gnaoh加入燒杯，量取25ml去離子水加入燒杯中溶解naoh，稀釋至6g/l備用。稱取0.75克硫酸銅（cuso4·5h2o）溶于500ml的去離子水中，加入2.25g酒石酸鉀鈉（knac4h4o6·4h2o），并且加入ki1.5g，等到完全溶解后，邊攪拌邊加入6g/lnaoh溶液25ml，并用去離子水定容至250ml，放置于塑料瓶中密封保存。
制作標準曲線：配制濃度為30mg/ml的乳酸鏈球菌素標準液并過濾，取標準液0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0ml于試管中，再用去離子水補至1ml，加入4ml雙縮脲試劑混勻，且在靜置30min后，于540nm波長下測試其吸光度值，空白為不加乳酸鏈球菌素的溶液，以吸光度對乳酸鏈球菌素溶液濃度作圖得出標準曲線。乳酸鏈球菌素溶液的濃度和吸光度的關系曲線顯示在5-30mg/ml濃度范圍內，溶液的吸光度與濃度呈現良好的線性關系，標準曲線方程為a=0.0142c+0.0033；r2=0.9998(n=5)。
樣品檢測：吸取1ml的乳酸鏈球菌素樣品溶液放入試管中，加入4ml雙縮脲試劑，充分混合均勻，放置30min后在540nm處測其吸光度。最后根據標準曲線的回歸方程求出溶液中乳酸鏈球菌素的含量。
包合率的計算：在包合攪拌完畢噴霧干燥前，取攪拌完畢的樣液10ml，10000轉/分鐘離心10分鐘，取離心管上層清液5ml，檢測上層清液中乳酸鏈球菌素的含量。
包合率=(w-v*c)/w*100%，w為包合時投入的乳酸鏈球菌素量，v為包合工藝噴霧干燥前的總體積，c為濾液中乳酸鏈球菌素的濃度。
乳酸鏈球菌素環糊精包合物殺菌效果的檢測：試驗菌株：金黃色葡萄球菌(staphylococcusaureus)、大腸桿菌(escherichiacoli)，以大腸桿菌、金黃色葡萄球菌用營養瓊脂培養基（杭州微生物試劑有限公司生產）在250ml錐形瓶中搖瓶培養，控制細胞數在4.5×106cfu/ml左右，作為殺菌試驗菌液。
殺菌試驗：取包合物溶于去離子水中，配制成乳酸鏈球菌素達10mg/ml、20mg/ml、30mg/ml濃度的殺菌液，取0.2ml殺菌液與稀釋100倍的9.8ml菌液混合均勻，乳酸鏈球菌素濃度為200μg/ml、400μg/ml、600μg/ml。調ph為5.5，取出0.1ml涂布平板，每個濃度殺菌液涂3個平板，倒置于恒溫培養箱中恒溫30℃培養24h。觀察并記錄各平板的菌落個數，同一濃度的平板菌落個數取平均值。
乳酸鏈球菌素殺菌效果對比試驗：取乳酸鏈球菌素配制成10mg/ml、20mg/ml、30mg/ml濃度的殺菌液，取0.2ml與稀釋100倍的9.8ml菌液混合均勻，調ph為5.5，取出0.1ml涂布平板，每個濃度均涂布3個平板，在培養箱中恒溫30℃倒置培養24h。觀察并記錄各平板的菌落個數，同一濃度平板的菌落個數取平均值。
空白對照試驗：在9.8ml稀釋100倍的菌液中加入0.2ml去離子水，混合后調ph為5.5，從中取0.1ml涂布于相應的固體平板上，涂布均勻后，在培養箱中恒溫30℃倒置培養24h。觀察并記錄各平板的菌落個數，同一濃度平板的菌落個數取平均值。
根據殺菌率公式計算不同濃度殺菌液的殺菌率：
殺菌率=（空白試驗菌落數-加殺菌液試驗菌落數）/空白試驗菌落數*100%
乳酸鏈球菌素環糊精包合物持續殺菌效果試驗：
①制備50ml濃度控制在4.5×106cfu/ml的菌液。
②包合物配制成乳酸鏈球菌素濃度達10mg/ml、20mg/ml、30mg/ml的殺菌液，將1ml殺菌液加入49ml菌液，則乳酸鏈球菌素濃度為200μg/ml、400μg/ml、600μg/ml。進行30℃、200r/min搖床培養，培養24h后取1ml，進行倒平板培養。以后每天從中取1ml進行倒平板培養，連續取樣培養20天，觀察包合物殺菌液對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的持續殺菌效果。
設置對比實驗，將同濃度的環糊精與乳酸鏈球菌素混合物進行同上操作，對比觀察持續殺菌效果。以不添加任何殺菌液的為空白對照。
根據殺菌率計算方法計算殺菌率，根據殺菌率的變化情況判斷包合物的持續殺菌作用。
乳酸鏈球菌素環糊精包合物熱穩定性檢測：將包合物配制成乳酸鏈球菌素濃度為1.0mg/ml和5.0mg/ml的溶液，游離乳酸鏈球菌素配制成相同濃度溶液，分別進行121℃高溫高壓滅菌5min、10min。然后考察經121℃高溫高壓滅菌過后的包合物和游離乳酸鏈球菌素的殺菌效果。
本發明的有益效果為：
1、本發明所研制的乳酸鏈球菌素環糊精包合物，可溶解于自然ph的水中，溶解后即可達到較強的殺菌效果，當乳酸鏈球菌素的濃度達到200μg/ml及以上時，包合物溶液的殺菌效果與同樣濃度的游離乳酸鏈球菌素相同。當乳酸鏈球菌素的濃度達到400μg/ml及以上時，包合物在液體食品中殺菌效果持續時間可達16~18天，較游離乳酸鏈球菌素在液體食品中的殺菌時間明顯延長。
2、經121℃加熱滅菌10min，游離乳酸鏈球菌素的5.0mg/ml溶液已無殺菌效果，本發明所研制的乳酸鏈球菌素環糊精包合物包合物的熱穩定性提高，包合物配制的乳酸鏈球菌素濃度為1.0mg/ml溶液，經121℃加熱滅菌10min，仍具有60%左右的殺菌效果。
具體實施方式
下面對本發明作進一步描述，但不能將方案中所涉及的技術參數理解為對本發明的限制。
實施例1
稱取600克淄博千匯生物科技有限公司生產的食品級環糊精溶解于5升去離子水中，稱取300克天津康益生物有限公司生產的乳酸鏈球菌素（純度90%）溶解于3升ph3.0的鹽酸水溶液中，將兩者混合，攪拌均勻，用2摩爾/升濃度的氫氧化鈉水溶液調混合液ph至7.0，再保持70℃，攪拌2小時，在室溫下繼續攪拌2小時。攪拌完畢，以進風溫度110℃，霧化壓力0.15mpa，進樣速度0.25l/l，進風量0.50m3/min的工藝條件噴霧干燥產品，得到包合物854克。
取攪拌完畢的樣液10ml，10000轉/分鐘離心10分鐘，取離心管上層清液5ml，以雙縮脲分光光度法測定清液中乳酸鏈球菌素的量，計算出未包合的總量，根據加入的乳酸鏈球菌素質量，計算出包合率為65%。
包合物按擬定的殺菌效果測定方法，持續殺菌效果檢測方法，熱穩定性檢測方法，與游離乳酸鏈球菌素作比較。經測定，當包合物溶于水，其乳酸鏈球菌素達200μg/ml濃度時，與相同濃度游離乳酸鏈球菌素具有相同的殺菌率；游離乳酸鏈球菌素濃度400μg/ml，持續殺菌效果可達7天，包合物溶液乳酸鏈球菌素濃度達400μg/ml，持續殺菌效果可達16天；將包合物配成乳酸鏈球菌素濃度1.0mg/ml和5.0mg/ml的樣液，游離乳酸鏈球菌素配制相同濃度的兩種樣液，經121℃熱滅菌5分鐘，經檢測，兩種濃度的游離乳酸鏈球菌素液均已無殺菌效果，而包合物濃度1.0mg/ml的樣液保留了65%的殺菌率，濃度5.0mg/ml的樣液保留了93%的殺菌率；經121℃熱滅菌10分鐘，經檢測，兩種濃度的游離乳酸鏈球菌素液均已無殺菌效果，而包合物濃度1.0mg/ml的樣液保留了60%的殺菌率，濃度5.0mg/ml的樣液保留了92%的殺菌率。
實施例2
600克海鹽六和淀粉化工有限公司生產的食品級環糊精溶解于4升去離子水中，200克武漢市鮮保生物技術有限公司生產的nisin（純度80%）溶解于3升ph3.0的鹽酸水溶液中，將兩者混合，攪拌均勻，用2摩爾/升濃度的氫氧化鈉水溶液調混合液ph至7.5，在保持60℃下，攪拌1.5小時，在室溫下繼續攪拌1.5小時。攪拌完畢，以進風溫度115℃，霧化壓力0.2mpa，進樣速度0.3l/h，進風量0.40m3/min的工藝條件噴霧干燥產品，得到包合物751克。
取攪拌完畢的樣液10ml，10000轉/分鐘離心10分鐘，取離心管上層清液5ml，以雙縮脲分光光度法測定清液中乳酸鏈球菌素的量，計算出未包合的總量，根據加入的乳酸鏈球菌素質量，計算出包合率為66%。
包合物按擬定的殺菌效果測定方法，持續殺菌效果檢測方法，熱穩定性檢測方法，與游離乳酸鏈球菌素作比較。經測定，當包合物溶于水，其乳酸鏈球菌素達200μg/ml濃度時，與相同濃度游離乳酸鏈球菌素具有相同的殺菌率；游離乳酸鏈球菌素濃度400μg/ml，持續殺菌效果可達7天，包合物溶液乳酸鏈球菌素濃度達400μg/ml，持續殺菌效果可達17天；將包合物配成乳酸鏈球菌素濃度1.0mg/ml和5.0mg/ml的樣液，游離乳酸鏈球菌素配制相同濃度的兩種樣液，經121℃熱滅菌5分鐘，經檢測，兩種濃度的游離乳酸鏈球菌素液均已無殺菌效果，而包合物濃度1.0mg/ml的樣液保留了64%的殺菌率，濃度5.0mg/ml的樣液保留了94%的殺菌率；經121℃熱滅菌10分鐘，經檢測，兩種濃度的游離乳酸鏈球菌素液均已無殺菌效果，而包合物濃度1.0mg/ml的樣液保留了61%的殺菌率，濃度5.0mg/ml的樣液保留了93%的殺菌率。
實施例3
600克無錫市潤興淀粉制品有限公司生產的食品級環糊精溶解于3升去離子水中，100克鄭州誠旺化工食品添加劑有限公司生產的nisin（純度95%）溶解于3升ph3.0的鹽酸水溶液中，將兩者混合，攪拌均勻，用2摩爾/升濃度的氫氧化鈉水溶液調混合液ph至6.5，在保持50℃下，攪拌1小時，在室溫下繼續攪拌1小時。攪拌完畢，以進風溫度100℃，霧化壓力0.1mpa，進樣速度0.2l/h，進風量0.25m3/min的工藝條件噴霧干燥產品，得到包合物653克。
取攪拌完畢的樣液10ml，10000轉/分鐘離心10分鐘，取離心管上層清液5ml，以雙縮脲分光光度法測定清液中乳酸鏈球菌素的量，計算出未包合的總量，根據加入的乳酸鏈球菌素質量，計算出包合率為67%。
包合物按擬定的殺菌效果測定方法，持續殺菌效果檢測方法，熱穩定性檢測方法，與游離乳酸鏈球菌素作比較。經測定，當包合物溶于水，其乳酸鏈球菌素達200μg/ml濃度時，與相同濃度游離乳酸鏈球菌素具有相同的殺菌率；游離乳酸鏈球菌素濃度400μg/ml，持續殺菌效果可達7天，包合物溶液乳酸鏈球菌素濃度達400μg/ml，持續殺菌效果可達18天；將包合物配成乳酸鏈球菌素濃度1.0mg/ml和5.0mg/ml的樣液，游離乳酸鏈球菌素配制相同濃度的兩種樣液，經121℃熱滅菌5分鐘，經檢測，兩種濃度的游離乳酸鏈球菌素液均已無殺菌效果，而包合物濃度1.0mg/ml的樣液保留了66%的殺菌率，濃度5.0mg/ml的樣液保留了95%的殺菌率；經121℃熱滅菌10分鐘，經檢測，兩種濃度的游離乳酸鏈球菌素液均已無殺菌效果，而包合物濃度1.0mg/ml的樣液保留了59%的殺菌率，濃度5.0mg/ml的樣液保留了93%的殺菌率。
實施例4
600克成都凱華食品有限公司生產的食品級環糊精溶解于6升去離子水中，300克天津康益生物工程有限公司生產的nisin（純度80%）溶解于3升ph3.0的鹽酸水溶液中，將兩者混合，攪拌均勻，用2摩爾/升濃度的氫氧化鈉水溶液調混合液ph至7.0，在保持70℃下，攪拌2小時，在室溫下繼續攪拌2小時。攪拌完畢，以進風溫度120℃，霧化壓力0.15mpa，進樣速度0.4l/h，進風量0.60m3/min的工藝條件噴霧干燥產品，得到包合物856克。
取攪拌完畢的樣液10ml，10000轉/分鐘離心10分鐘，取離心管上層清液5ml，以雙縮脲分光光度法測定清液中乳酸鏈球菌素的量，計算出未包合的總量，根據加入的乳酸鏈球菌素質量，計算出包合率為66%。
包合物按擬定的殺菌效果測定方法，持續殺菌效果檢測方法，熱穩定性檢測方法，與游離乳酸鏈球菌素作比較。經測定，當包合物溶于水，其乳酸鏈球菌素達200μg/ml濃度時，與相同濃度游離乳酸鏈球菌素具有相同的殺菌率；游離乳酸鏈球菌素濃度400μg/ml，持續殺菌效果可達7天，包合物溶液乳酸鏈球菌素濃度達400μg/ml，持續殺菌效果可達17天；將包合物配成乳酸鏈球菌素濃度1.0mg/ml和5.0mg/ml的樣液，游離乳酸鏈球菌素配制相同濃度的兩種樣液，經121℃熱滅菌5分鐘，經檢測，兩種濃度的游離乳酸鏈球菌素液均已無殺菌效果，而包合物濃度1.0mg/ml的樣液保留了65%的殺菌率，濃度5.0mg/ml的樣液保留了94%的殺菌率；經121℃熱滅菌10分鐘，經檢測，兩種濃度的游離乳酸鏈球菌素液均已無殺菌效果，而包合物濃度1.0mg/ml的樣液保留了60%的殺菌率，濃度5.0mg/ml的樣液保留了93%的殺菌率。
以上僅列舉了本發明的優選實施方案，本發明的保護范圍并不限制于此，本領域技術人員在本發明權利要求范圍內所作的任何改變均落入本發明保護范圍內。