本发明涉及微生物制剂领域，具体涉及一种肠道益生菌制剂的工业生产方法。
背景技术
益生菌(probiotics)是指通过定殖作用改变宿主某一部位菌群的组成、从而产生有利于宿主健康作用的单一或组成明确的混合微生物。通过调节宿主黏膜与系统免疫功能以及改善肠道营养与菌群平衡对宿主产生有益的生理作用。益生菌大致分为三类，其中包括乳杆菌(如嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、詹氏乳杆菌、拉曼乳杆菌等)，双歧杆菌(如长双歧杆菌、短双歧杆菌、卵形双歧杆菌、嗜热双歧杆菌等)，革兰式阳性球菌(如粪链球菌、乳球菌、中介链球菌等)，此外，还有一些酵母也可归入益生菌的范畴。
尽管部分乳杆菌和双歧杆菌不能以活菌状态到达肠道，并在那里定殖，但其细胞壁成分仍可以发挥抗瘤变和免疫调节作用，例如热灭活的lb.caseilc9018仍对人体健康具有促进作用，至今为止，乳杆菌仍然是应用最广泛的益生菌。目前常用作益生菌的乳杆菌有l.delbruekiisubsp.bulgaricus、lb.acidophilus、lb.casei、lb.fermentum、lb.reuteri、lb.rhamnosus、lb.plantarum、lb.lactis、lb.gasseri、lb.johnsonii等。具有益生作用的乳酸菌通常都是肠道细菌，它们被认为具有改善人体胃肠消化道微生态环境的功能。益生作用的范围可以分为营养、生理作用和抗菌作用等三个方面。在这些方面研究及观察到的作用直接导致了各种含有乳酸菌的食品及饲料在人和动物中的应用。乳酸菌还具有潜在免疫辅助作用，口服乳酸菌可以激发黏膜和系统性免疫反应。
双歧杆菌和嗜酸乳杆菌是人体中固有的有益菌，双歧杆菌和嗜酸乳杆菌占人体肠道内益生菌的95％以上，它们主要是通过维护肠道的微生态平衡而起到促进人体健康的作用的。二者在肠道中的作用是相似的，但存在的部位不同，嗜酸乳杆菌在肠道的上半部，而双歧杆菌在肠道的下半部。因此，双歧杆菌和嗜酸乳杆菌相辅相成，共同维护着整个肠道的健康。
益生菌综合起来具有以下几方面的作用：(1)提高免疫力：双歧杆菌和嗜酸乳杆菌可产生大量的免疫球蛋白。从而激活机体的免疫细胞，使得外在菌难以留存体内，达到免疫调节作用。(2)改善胃肠道功能：双歧杆菌和嗜酸乳杆菌在肠道粘膜表面形成保护屏障，抵御有害菌对肠道粘膜的侵袭破坏，能产生乳酸和醋酸等酸性物质，造成不利于有害菌生长的环境，抑制有害菌的生长、繁殖，起到调节肠道菌群的作用。(3)营养作用：双歧杆菌和嗜酸乳杆菌在人体肠道内发酵后可产生乳酸和醋酸，能提高钙、磷、铁的利用率，促进铁和维生素d的吸收，产生维生素k及维生素b，产生乳糖酶帮助消化乳糖。(4)通肠润便：双歧杆菌和嗜酸乳杆菌在肠内可产生大量的短链脂肪酸等酸性物质，能刺激肠道蠕动，增加粪便湿度，起到通便的效果。(5)恢复因使用抗生素后而被破坏的肠道正常微生物菌群：抗生素是引起肠道菌群失调的重要因素。抗生素在杀灭有害菌的同时，也杀灭了很多的有益菌，及时补充双岐杆菌和嗜酸乳杆菌，对帮助肠道恢复菌群平衡、提高营养吸收能力是非常必要的。(6)降低胆固醇、防止动脉硬化。(7)抑制内毒素的产生，延缓衰老。(8)抑制肠道中致癌因子的产生，预防肿瘤的发生。(9)抗辐射等。肠道微生态制剂产品的研究和开发会给人类的健康带来积极的促进意义，具有重要的经济价值和社会健康意义。
专利申请cn107259578a公开了一种益生菌制品及其制备方法，包括植物乳杆菌、双歧杆菌、嗜酸乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、瑞士乳杆菌、保加利亚乳杆菌、副干酪乳杆菌等多种益生菌，并公开了相应的制备方法，通过将菌泥加入保护剂，乳化均匀后进行冷冻干燥或喷雾干燥，制成高浓度活菌粉，该益生菌制品功能多样，携带及饮用方便。专利申请cn107998152a公开了一种结肠释放的益生菌片，益生菌包含长双歧杆菌、两歧双歧杆菌、嗜热链球菌、嗜酸乳杆菌、德氏乳杆菌保加利亚亚种的一种或几种，并公开了相应的制备方法，制成的益生菌片可以提高益生菌到达结肠的存活率，提高服药人的适应性。
然而，现有技术中在将湿菌泥进行加工处理时，往往需要冷冻干燥等对设备要求高且高耗能的步骤，而且还会造成大量菌体的死亡，降低菌体的整体活力，从而造成益生菌制剂中活菌数量少的缺点。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种肠道益生菌制剂的工业生产方法，在本发明提供的培养条件下，益生菌可高密度生长繁殖，收集得到的湿菌泥不需冷冻干燥，直接与一种特殊保护剂进行真空低温快速干燥且可保持菌体大量存活，节省能源，降低生产成本。
本发明提供了一种肠道益生菌制剂的工业生产方法，包括以下步骤：
(1)分别发酵培养干酪乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、两歧双歧杆菌、嗜酸乳杆菌、嗜热链球菌、德氏乳杆菌保加利亚亚种，当发酵液中益生菌总数达标时，结束发酵培养；
(2)收集步骤(1)所得的各菌种的发酵液并混合，离心并洗涤后得到活性湿菌泥，将湿菌泥与保护剂混合均匀，得到菌泥保护剂混合物，其中湿菌泥与保护剂的比例为1：1；
(3)将步骤(2)所得到的菌泥保护剂混合物依次经过制粒机、滚圆机、干燥剂、包衣机进行制粒、滚圆、低温真空干燥、包衣，经检测合格后即得到肠道益生菌制剂。
进一步地，在步骤(1)中，发酵培养的培养基配方为：大豆肽0.1-5.0g、乳清粉1.0-5.0g、葡萄糖5.0-15.0g、乳糖2.0-6.0g、胰酶水解酪蛋白2.0-15.0g、牛肉膏2.0-10.0g、酵母膏1.5-5.5g、柠檬酸钠1.0-5.0g、醋酸钠1.0-5.5g、磷酸氢二钾0.2-2.5g、硫酸镁0.1-0.75g、l-半胱氨酸盐酸盐0.001-0.1g、西红柿汁2.0-25g、吐温-800.5-2.0ml、加水定容至1000ml，ph6.0-7.0，105℃灭菌15分钟。
进一步地，在步骤(1)中，发酵培养的具体方法为：首先分别培养试管斜面菌种，斜面菌种培养基中加入2％的琼脂，培养16-24小时，然后接入三角瓶液体培养基中进行分别培养，30℃-45℃培养18-72小时，再逐级进行扩大培养，然后再分别进行大罐发酵培养，30℃-45℃培养18-72小时。
进一步地，在步骤(1)中，当发酵液中益生菌总数达到1.5-5.0×109cfu/ml时，结束发酵培养。
进一步地，在步骤(2)中，离心转速为5000-10000r/min，收集菌体沉淀，用无菌水洗涤菌体沉淀1-2次，得到活性湿菌泥。
进一步地，步骤(2)中的保护剂的原料包括：聚γ-谷氨酸(γ-pga)、甘油、低聚异麦芽糖、低聚果糖、脱脂乳粉、大豆肽、多孔淀粉。
更进一步地，步骤(2)中的保护剂的原料包括：聚γ-谷氨酸(γ-pga)0.2％-2.0％、甘油0.2％-5.0％、低聚异麦芽糖0.5％-10％、低聚果糖0.5％-10％、脱脂乳粉0.5％-5.0％、大豆肽0.5％-5.0％、多孔淀粉10.0％-80.0％。
在一个优选的实施方案中，步骤(2)中的保护剂的原料包括：聚γ-谷氨酸(γ-pga)1.0％-2.0％、甘油0.5％-3.0％、低聚异麦芽糖2.0％-10％、低聚果糖0.5％-8.0％、脱脂乳粉1.0％-4.5％、大豆肽1.0％-4.0％、多孔淀粉15.0％-80.0％。
更进一步地，在步骤(2)中，保护剂的制备方法为：先将聚γ-谷氨酸(γ-pga)、甘油用适量的水(20-50ml)溶解，再将所得溶液与低聚异麦芽糖、低聚果糖、脱脂乳粉、大豆肽混合均匀，然后再加入多孔淀粉，混合均匀。
进一步地，在步骤(3)中，低温真空干燥的条件为：干燥温度为25℃-42℃，工作压力≤300mm水柱，干燥时间为20min-50min。
本发明选用干酪乳杆菌(lactobacilluscasei)、鼠李糖乳杆菌(lactobacillus.rhamnosus)、两歧双歧杆菌(bifidobacteriumbifidum)、嗜酸乳杆菌(lactobacillusacidlophilus)、嗜热链球菌(streptococcusthermophilus)、德氏乳杆菌保加利亚亚种(lactobacillusdelbrueckiisubspbulgaricus)进行发酵培养，制备得到的肠道益生菌制剂含有大量上述益生菌的活菌。干酪乳杆菌能够耐受有机体的防御机制，其中包括口腔中的酶、胃液中低ph值和小肠的胆汁酸等，进入人体后可以在肠道内大量存活，起到调节肠内菌群平衡、促进消化吸收、降血压、降胆固醇、、缓解乳糖不耐症、过敏等益生保健作用。鼠李糖乳杆菌是人体正常菌群之一，肠道黏着率高，定植能力强，并具有高效降胆固醇，促进细胞分裂，可起到调节肠道菌群、预防和治疗腹泻、排除毒素、预防龋齿、提高机体免疫力及抗癌等重要的生理保健功能。两歧双歧杆菌是一种重要的肠道有益微生物，对人体健康具有生物屏障、营养作用、抗肿瘤作用、免疫增强作用、改善胃肠道功能、抗衰老等多种重要的生理功能。嗜酸乳杆菌既存在于胃中，也存在于小肠中，可以调整肠道菌群平衡、抑制肠道不良微生物的增殖、对致病微生物具有拮抗作用。嗜热链球菌可以改善肠道微环境、降低肠道ph值、调节血压、缓解乳糖不耐症，并且可以产生超氧化物歧化酶(sod)来清除体内代谢过程中产生的过量自由基，延缓衰老。德氏乳杆菌保加利亚亚种简称保加利亚乳杆菌，，对多种致病菌产生拮抗作用，调整肠道中菌群之间的平衡，改善通便，降低胆固醇。
聚γ-谷氨酸(γ-pga)别称纳豆胶，具有优良的水溶性、超强的吸附性和生物可降解性，降解产物为无公害的谷氨酸。低聚异麦芽糖能有效的促进人体内有益细菌-双歧杆菌的生长繁殖，故又称为“双歧杆菌生长促进因子”，简称“双歧因子”。多孔淀粉又名微孔淀粉，是一种新型的变性淀粉，它是具有生淀粉酶活力的酶在低于糊化温度下作用于生淀粉而形成的多孔性蜂窝状产物，具有良好的吸附性。
本发明发现以聚γ-谷氨酸(γ-pga)、甘油、低聚异麦芽糖、低聚果糖、脱脂乳粉、大豆肽、多孔淀粉制成的保护剂可以起到保护菌体活性的作用，将湿菌泥与本发明提供的保护剂混合后，可以有效保护菌体的活性，而且无需冷冻干燥，直接进行真空低温快速干燥就可以保持菌体大量存活，节省能源，降低生产成本。
本发明同现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
(1)本发明提供的肠道益生菌制剂的益生菌种类搭配合理，具有改善肠道功能、维持肠道菌群平衡、降低胆固醇、通便润肠、提高机体免疫力、缓解乳糖不耐等多种功效；
(2)本发明提供的肠道益生菌制剂的工业生产方法中无需冷冻干燥，直接进行真空低温快速干燥就可以保持菌体大量存活，节约能源，降低生产成本；
(3)本发明提供的肠道益生菌制剂稳定性好，制剂中益生菌的存活率高，便于储存和运输。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
实施例1
1、发酵培养干酪乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、两歧双歧杆菌、嗜酸乳杆菌、嗜热链球菌、德氏乳杆菌保加利亚亚种：首先分别培养试管斜面菌种，斜面菌种培养基中加入2％的琼脂，培养24小时，然后接入三角瓶液体培养基(培养基配方与大罐培养基同)中进行分别培养，37℃培养24小时，再逐级进行扩大培养，然后再分别进行大罐发酵培养，37℃静置培养，培养过程中适当搅拌；培养过24小时后，检测发酵液中益生菌总数，当发酵液中菌体数量达到1.5×109cfu/ml时，结束培养；
大罐培养基配方为：大豆肽2.0g、乳清粉5.0g、葡萄糖10.0g、乳糖2.0g、胰酶水解酪蛋白5.0g、牛肉膏2.0g、酵母膏1.5g、柠檬酸钠1.0g、醋酸钠1.05g、磷酸氢二钾0.2g、硫酸镁0.1g、l-半胱氨酸盐酸盐0.002g、西红柿汁5.0g、吐温-800.5ml、加水定容至1000ml，ph6.5，105℃灭菌15分钟，冷却至室温待用；
2、收集各菌种的发酵培养液并合并，用离心机10000r/min进行离心发酵液，收集菌体沉淀，用无菌水洗涤菌体沉淀1次，得到活性湿菌泥，然后，将湿菌泥与保护剂混合均匀，湿菌泥与保护剂的比例为1:1；
其中湿菌泥保护剂的配方为：聚γ-谷氨酸(γ-pga)0.5％、甘油2.0％、低聚异麦芽糖10.0％、低聚果糖5.0％、脱脂乳粉5.0％、大豆肽1.5％、多孔淀粉76.0％；
保护剂的制备方法为：先将聚γ-谷氨酸(γ-pga)0.5％、甘油2.0％用适量的水(50ml)溶解，再将溶液与低聚异麦芽糖10.0％、低聚果糖5.0％、脱脂乳粉5.0％、大豆肽1.5％混合均匀，然后再加入多孔淀粉76.0％，混合均匀。
3、将菌泥和保护剂的混合物通过制粒机、滚圆机、干燥机、包衣机进行制粒、滚圆、低温真空干燥、包衣，其中低温真空干燥的条件为干燥温度35℃，工作压力≤300mm水柱，干燥时间30min，经检测合格后，得到肠道益生菌制剂，置于-18℃至-30℃保存。
实施例2
1、发酵培养干酪乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、两歧双歧杆菌、嗜酸乳杆菌、嗜热链球菌、德氏乳杆菌保加利亚亚种：首先分别培养试管斜面菌种，斜面菌种培养基中加入2％的琼脂，培养20小时，然后接入三角瓶液体培养基(培养基配方与大罐培养基同)中进行分别培养，37℃培养20小时，再逐级进行扩大培养，然后再分别进行大罐发酵培养，37℃静置培养，培养过程中适当搅拌；培养过24小时后，检测发酵液中益生菌总数，当发酵液中菌体数量达到2.0×109cfu/ml时，结束培养；
大罐培养基配方为：大豆肽3.0g、乳清粉4.0g、葡萄糖15.0g、乳糖2.5g、胰酶水解酪蛋白5.0g、牛肉膏5.0g、酵母膏1.5g、柠檬酸钠1.0g、醋酸钠1.05g、磷酸氢二钾0.2g、硫酸镁0.1g、l-半胱氨酸盐酸盐0.002g、西红柿汁2.0g、吐温-800.5ml、加水定容至1000ml，ph6.5，105℃灭菌15分钟，冷却至室温待用；
2、收集各菌种的发酵培养液并合并，用离心机5000r/min进行离心发酵液，收集菌体沉淀，用无菌水洗涤菌体沉淀1次，得到活性湿菌泥，然后，将湿菌泥与保护剂混合均匀，湿菌泥与保护剂的比例为1:1；
其中湿菌泥保护剂的配方为：聚γ-谷氨酸(γ-pga)2.0％、甘油1.5％、低聚异麦芽糖8.0％、低聚果糖3.0％、脱脂乳粉4.5％、大豆肽2.0％、多孔淀粉79.0％；
保护剂的制备方法为：先将聚γ-谷氨酸(γ-pga)2.0％、甘油1.5％用适量的水(50ml)溶解，再将溶液与低聚异麦芽糖8.0％、低聚果糖3.0％、脱脂乳粉4.5％、大豆肽2.0％混合均匀，然后再加入多孔淀粉79.0％，混合均匀。
3、将菌泥和保护剂的混合物通过制粒机、滚圆机、干燥机、包衣机进行制粒、滚圆、低温真空干燥、包衣，其中低温真空干燥的条件为干燥温度25℃，工作压力≤300mm水柱，干燥时间30min，经检测合格后，得到肠道益生菌制剂，置于-18℃至-30℃保存。
实施例3
1、发酵培养干酪乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、两歧双歧杆菌、嗜酸乳杆菌、嗜热链球菌、德氏乳杆菌保加利亚亚种：首先分别培养试管斜面菌种，斜面菌种培养基中加入2％的琼脂，培养24小时，然后接入三角瓶液体培养基(培养基配方与大罐培养基同)中进行分别培养，37℃培养24小时，再逐级进行扩大培养，然后再分别进行大罐发酵培养，37℃静置培养，培养过程中适当搅拌；培养过24小时后，检测发酵液中益生菌总数，当发酵液中菌体数量达到2.5×109cfu/ml时，结束培养；
大罐培养基配方为：大豆肽5.0g、乳清粉1.0g、葡萄糖5.0g、乳糖6.0g、胰酶水解酪蛋白10g、牛肉膏5.0g、酵母膏4.5g、柠檬酸钠3.0g、醋酸钠5.0g、磷酸氢二钾0.2g、硫酸镁0.1g、l-半胱氨酸盐酸盐0.05g、西红柿汁20.0g、吐温-800.5ml、加水定容至1000ml，ph6.5，105℃灭菌15分钟，冷却至室温待用；
2、收集各菌种的发酵培养液并合并，用离心机6000r/min进行离心发酵液，收集菌体沉淀，用无菌水洗涤菌体沉淀2次，得到活性湿菌泥，然后，将湿菌泥与保护剂混合均匀，湿菌泥与保护剂的比例为1:1；
其中湿菌泥保护剂的配方为：聚γ-谷氨酸(γ-pga)2.0％、甘油3.0％、低聚异麦芽糖5.0％、低聚果糖8.0％、脱脂乳粉2.5％、大豆肽3.0％、多孔淀粉76.5％；
保护剂的制备方法为：先将聚γ-谷氨酸(γ-pga)2.0％、甘油3.0％用适量的水(50ml)溶解，再将溶液与低聚异麦芽糖5.0％、低聚果糖8.0％、脱脂乳粉2.5％、大豆肽3.0％混合均匀，然后再加入多孔淀粉76.5％，混合均匀。
3、将菌泥和保护剂的混合物通过制粒机、滚圆机、干燥机、包衣机进行制粒、滚圆、低温真空干燥、包衣，其中低温真空干燥的条件为干燥温度25℃，工作压力≤300mm水柱，干燥时间50min，经检测合格后，得到肠道益生菌制剂，置于-18℃至-30℃保存。
对比例1
对比例1与实施例3相比，区别在于：湿菌泥保护剂的配方为：甘油3.0％、低聚异麦芽糖8.0％、低聚果糖5.0％、脱脂乳粉2.5％、大豆肽2.0％、多孔淀粉79.5％；
保护剂的制备方法为：先将甘油3.0％用适量的水(50ml)溶解，再将溶液与低聚异麦芽糖8.0％、低聚果糖5.0％、脱脂乳粉2.5％、大豆肽2.0％混合均匀，然后再加入多孔淀粉79.5％，混合均匀。
对比例2
对比例2与实施例3相比，区别在于：湿菌泥保护剂的配方为：聚γ-谷氨酸(γ-pga)2.0％、甘油3.0％、低聚异麦芽糖7.0％、低聚果糖8.0％、脱脂乳粉3.5％、多孔淀粉76.5％；
保护剂的制备方法为：先将聚γ-谷氨酸(γ-pga)2.0％、甘油3.0％用适量的水(50ml)溶解，再将溶液与低聚异麦芽糖7.0％、低聚果糖8.0％、脱脂乳粉3.5％混合均匀，然后再加入多孔淀粉76.5％，混合均匀。
对比例3
对比例3与实施例3相比，区别在于：湿菌泥保护剂的配方为：甘油3.0％、低聚异麦芽糖8.0％、低聚果糖8.0％、脱脂乳粉2.5％、多孔淀粉78.5％；
保护剂的制备方法为：先将甘油3.0％用适量的水(50ml)溶解，再将溶液与低聚异麦芽糖8.0％、低聚果糖8.0％、脱脂乳粉2.5％混合均匀，然后再加入多孔淀粉78.5％，混合均匀。
实验例益生菌制剂的活菌计数
对实施例1-3和对比例1-3所制备得到的益生菌制剂进行活菌计数，分别取实施例1-3及对比例1-3制备得到的益生菌制剂0.1g，溶于适量无菌水中，稀释后进行活菌计数，结果如下表所示：
由上述结果可知，与对比例1-3相比，本发明的实施例1-3制备得到的肠道益生菌制剂中的活菌数显著提高，通过选用特殊的保护剂，有效保护了湿菌泥在低温真空干燥过程中的菌体活力。
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。以上所述是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。