两步干燥法生产高活性乳酸菌剂的方法 【技术领域】
本发明属于微生物制备技术领域，特别涉及乳酸菌剂的制备(生产)。
技术背景
真空冷冻干燥技术起源于19世纪初，但其实质性的发展是在20世纪中叶，它最早用于干燥保存人体血浆、疫苗、抗生素等生物活性材料和药品等生物医药行业中，并且得到了迅速的发展。冷冻干燥设备用于食品工业略晚，目前主要用干燥某些特殊用途的食品或某些风味食品，如速食方便食品、宇航食品、高价值保健食品、调味品等。
真空冷冻干燥技术的优点在于它能最大限度地保留新鲜食品的营养成分和色、香、味；食品的体积形状基本不变、食用方便，其品质与鲜品基本相同；脱水彻底，含水量低，重量轻，贮运方便；可长时间保存，可保持5年不变质；可避免一般干燥方法中的表面硬化和营养损失现象；微生物真空冷冻干燥时，干燥前快速将样品冷冻到共晶点以下的温度，形成的冷晶细小均匀，对微生物的细胞损伤较轻，所含水溶性成分分布均匀浓度变化不大。干燥过程样品始终处于冻结状态，在高于133Pa真空下其含水由固态直接升华脱出。
但是真空冷冻干燥也有其不足之处：①真空冷冻干燥后冻干菌粉成活率较低，在预冷冻时微生物含水量高容易造成细胞内冰晶膨胀、细胞自溶的现象发生，大幅度降低了冷冻干燥过程中冻干菌粉的存活率；②冻干的微生物在使用前需要经过复水活化处理，具体的活化方法根据微生物的特异性而定；③真空冷冻干燥微生物耗时较长，一般为6～18h，且费用较高。
其他干燥法，如真空干燥法、热风干燥和喷雾干燥，不太适合微生物的脱水干燥，或脱水不彻底，或使微生物成活率大大降低。
【发明内容】
本发明的目的是提出一种乳酸菌剂两步干燥法，使得生产乳酸菌剂过程中尽量脱去其中的水分，并在其过程中防止微生物细胞内冰晶膨胀、细胞自溶的现象发生，保持乳酸菌的高活性。
本发明是通过以下技术方案实现的。
1、用常规方法制备好乳酸菌菌泥；
2、乳酸菌菌泥的真空干燥。将制备好的乳酸菌菌泥放置真空干燥箱中进行真空干燥，真空度保持在500Pa以下，真空干燥温度25-45℃，真空干燥4-20小时。
3、用常规方法对真空干燥后的乳酸菌菌泥进行真空冷冻干燥。
本发明所述的常规方法制备乳酸菌菌泥，可以是下列条件：乳酸菌经过高密度培养后，发酵液用管式离心机3000-5000转/分钟，离心5-15分钟，倾倒上清液得到菌泥，取出菌泥至容器中，并按照工艺要求添加保护剂至菌泥中，混匀。
本发明所述的常规真空冷冻干燥，可以是下列条件：将真空干燥后的乳酸菌菌泥在低温冰箱中进行预冷冻，冷冻温度为-60至-80℃，冷冻时间为30-90分钟。经过预冷冻处理的菌泥，迅速放入已经预冷的真空冷冻干燥机的真空室中，密封，开启真空泵。真空度保持在133Pa以下，冷阱温度-40至-55℃，真空冷冻干燥6-22小时。
本发明的优点和有益效果：
如果对菌泥直接进行真空冷冻干燥，由于菌泥中含有的水分较多，在一定程度上就会形成更大的冰晶，冰晶越大对细胞破坏的程度越大，使得冻干后的菌体的死亡率提高，从而降低活菌数，达不到预期所需要的目标。相反，在冻干之前进行真空冷冻干燥，可以一定程度的降低菌泥的水分含量，可以放在冻干后的菌体表面形成大冰晶，可以大幅的提高菌体存活率。
在常温下通过真空干燥将细胞的含水量降低到15-30％，最后在低温下通过真空冷冻干燥将细胞的含水量降低到5％以下，可有效防止细胞内冰晶膨胀、细胞自溶的现象发生，大幅度提高了冷冻干燥过程中冻干菌剂的存活率，乳酸菌活菌数可达到1012cfu/g，超过目前所有市售的乳酸发酵菌剂产品活菌数。
由于菌体在升华脱水以前先经冻结，形成稳定的固体骨架，所以水分升华后，固体骨架基本保持不变，菌体可以保持原有的形态和结构，且冻干后的制品具有很理想的速溶性和快速复水性。
因菌泥处于冻结状态，温度很低，对供热的热源温度要求不高，采用常温或温度稍高的加热剂即可满足要求。整个干燥室往往不需绝热，也不会有很多的热损失，热能利用经济。
经过真空干燥后，菌剂活性较直接真空冷冻干燥要高，菌体的存活率要比直接冷冻干燥高，而且可以减少真空冷冻干燥的负荷和操作时间，设备损耗小，耗能低，能有效的节约成本，提高生产效率。
【具体实施方式】
本发明将通过以下实施例作进一步说明。
实施例1。
1、乳酸菌菌泥的制备。乳酸菌经过高密度培养后，发酵液用管式离心机3500转/分钟，离心15分钟，倾倒上清液得到菌泥，取出菌泥至容器中，并按照工艺要求添加保护剂至菌泥中，混匀。
2、乳酸菌菌泥的真空干燥。将制备好的乳酸菌菌泥放置真空干燥箱中进行真空干燥，真空度保持在500Pa以下，真空干燥温度40℃，真空干燥6小时。
3、乳酸菌菌泥的真空冷冻干燥。将真空干燥后的乳酸菌菌泥在超低温冰箱中进行预冷冻，冷冻温度为-70℃，冷冻时间为40分钟。经过预冷冻处理的菌泥，迅速放入已经预冷地真空冷冻干燥机的真空室中，密封，开启真空泵。真空度保持在133Pa以下，冷阱温度-55℃，真空冷冻干燥12小时。
实施例2。
1、乳酸菌菌泥的制备。乳酸菌经过高密度培养后，发酵液用管式离心机4000转/分钟，离心12分钟，倾倒上清液得到菌泥，取出菌泥至容器中，并按照工艺要求添加保护剂至菌泥中，混匀。
2、乳酸菌菌泥的真空干燥。将制备好的乳酸菌菌泥放置真空干燥箱中进行真空干燥，真空度保持在500Pa以下，真空干燥温度45℃，真空干燥4小时。
3、乳酸菌菌泥的真空冷冻干燥。将真空干燥后的乳酸菌菌泥在超低温冰箱中进行预冷冻，冷冻温度为-60℃，冷冻时间为90分钟。经过预冷冻处理的菌泥，迅速放入已经预冷的真空冷冻干燥机的真空室中，密封，开启真空泵。真空度保持在133Pa以下，冷阱温度-55℃，真空冷冻干燥10小时。
实施例3。
1、乳酸菌菌泥的制备。乳酸菌经过高密度培养后，发酵液用管式离心机5000转/分钟，离心5分钟，倾倒上清液得到菌泥，取出菌泥至容器中，并按照工艺要求添加保护剂至菌泥中，混匀。
2、乳酸菌菌泥的真空干燥。将制备好的乳酸菌菌泥放置真空干燥箱中进行真空干燥，真空度保持在500Pa以下，真空干燥温度25℃，真空干燥20小时。
3、乳酸菌菌泥的真空冷冻干燥。将真空干燥后的乳酸菌菌泥在超低温冰箱中进行预冷冻，冷冻温度为-80℃，冷冻时间为30分钟。经过预冷冻处理的菌泥，迅速放入已经预冷的真空冷冻干燥机的真空室中，密封，开启真空泵。真空度保持在133Pa以下，冷阱温度-40℃，真空冷冻干燥16小时。
以下是所述的三个实施例菌种存活率、活菌数的对比：
注：两步法指采用真空干燥和真空冷冻干燥结合法进行乳酸菌脱水干燥生成菌粉(剂)的方法；一步法指现有技术中仅采用真空冷冻干燥法进行乳酸菌脱水干燥生成菌粉(剂)的方法。