技术摘要：
本发明公开了一种新型促进乳酸菌生长的纳米水凝胶及其制备方法，首先将含双膦酸盐的聚合物和蛋黄低密度脂蛋白溶液以及羧甲基淀粉钠混合均匀，在戊二醛作用下反应得到纳米水凝胶；再将纳米水凝胶先后在双膦酸盐缓冲盐溶液和硫酸锰溶液中浸泡，最后得到目标纳米水凝胶。 全部
背景技术：
乳酸菌不仅是研究生化、遗传、分子生物学和基因工程的理想材料，而且在工业、 农牧业、食品和医药等与人类生活密切相关的重要领域具有极高的应用价值。目前，用MRS 固体培养基和液体培养基培养是最常见培养乳酸菌的方法，在固体培养基上培养的为平面 生长的乳酸菌，菌落较小，生长缓慢且生长环境受限；而乳酸菌在液体发酵培养基内可以很 快的生长，但在生长过程中缺少可依附的载体，菌体大部分处于游离的状态，最后收集过程 较为繁琐且成本较高。此外乳酸菌的生长需要微量元素的供给，例如锰离子，但是简单人工 添加很难控制量，而依托自动化设备添加成本较高。脂和蛋白也是促进乳酸菌生长的重要 营养成分，目前载体制备上材料多为石油基聚烯烃衍生物，以脂和蛋白为作为原料制备载 体主体骨架和关键包埋物的报道较少。因此，若能研制出一种可促进乳酸菌生长的载体材 料，在提供较全面营养物质的同时又具有缓慢供给微量元素的功能就具有十分重要的意 义。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术中乳酸菌培养方法中乳酸菌生长空间不足，生长 缓慢，没有可依附的载体以及微量元素添加控制难等问题。针对这系列问题，开发了一种新 型促进乳酸菌生长的纳米水凝胶，选择可吸附锰离子的含双膦酸盐的聚合物、蛋黄低密度 脂蛋白及羧甲基淀粉钠作为制备水凝胶的原料；通过这三种原料与其他原料反应后得到一 种可促进乳酸菌生长的新型促进乳酸菌生长的羧甲基淀粉钠的纳米水凝胶。 为解决其技术问题，本发明采用的技术方案为： 一种新型促进乳酸菌生长的纳米水凝胶的制备方法，首先合成具有锰离子吸附功 能的含双膦酸盐的聚合物，再通过高速剪切法溶解得到蛋黄低密度脂蛋白溶液和羧甲基淀 粉钠，最后将上述两步得到的物质混合均匀，在戊二醛作用下反应得到纳米水凝胶；将纳米 水凝胶浸置在含有促进乳酸菌生长物质的含锰离子溶液中，然后冷冻干燥，即得促进乳酸 菌生长的纳米水凝胶。 具体步骤如下： (1)将1-10g的丙烯酸酯双膦酸盐、1-10g甲基丙烯酸羟乙酯、1-10ml丙烯酸及0.1- 1.6g的偶氮二异丁腈溶解到60-150ml无水四氢呋喃、乙醇或甲醇中，在氮气保护下反应15- 30min，然后将反应瓶置于60-90℃的油浴锅中反应6-24h，并冷凝回流，反应完成后进行减 压蒸馏除去溶剂和未反应的单体，即得含双膦酸盐盐的聚合物； (2)将1-15g的蛋黄低密度脂蛋白通过高速剪切的方法溶解在10-100ml 去离子水 中，制得蛋黄低密度脂蛋白溶液； 3 CN 111592679 A 说 明 书 2/4 页 (3)将1-30g的羧甲基淀粉钠通过高速剪切的方法溶解在10-100ml去离子水中，得 到羧甲基淀粉钠溶液； (4)称取步骤(1)制得的含双膦酸盐盐的聚合物1-10g和步骤(3)制得的羧甲基淀 粉钠溶液1-10ml加入到步骤(2)制得的1-5ml蛋黄低密度脂蛋白溶液中剧烈搅拌20-30h，然 后在200-300rpm的搅拌下，将混合物通过注射器滴入 20-40ml含5-10wt％硼酸的丙酮溶液 中，滴加完毕后溶液陈化20-25h，再向混合物中加入1-6ml戊二醛和1mol/L的盐酸1-5ml，在 40-60℃下孵育7-10h，即得纳米水凝胶； (5)通过浸渍法将步骤(4)得到的纳米水凝浸泡在3-10wt％100-500ml硫酸锰、二 氯化锰或硝酸锰溶液中1-10h，再用乙醇洗去水凝胶表面游离的离子和未吸附的离子，冷冻 干燥即得促进乳酸菌生长的纳米水凝胶。 所述步骤(1)中丙烯酸酯双膦酸盐的制备步骤如下：将0.1-1mol N-丙烯酰氧基琥 珀酰亚胺和0.01-0.1mol帕米膦酸二钠盐一起溶解在100-1000ml pH＝8.0 的NaOH溶液中 进行搅拌反应；在室温下反应12-48h后，加入无水乙醇，离心收集沉淀物，用无水乙醇洗涤 数次得到丙烯酸酯双膦酸盐。 一种上述制备方法制得的新型促进乳酸菌生长的纳米水凝胶。 本发明相对于现有技术具有的有益效果： 1、本发明借助适宜的纳米水凝胶本体作为载体为菌体生长提供有利的生长空间、 微环境。此外因体积较小且无毒不需在乳酸菌收集时进行专门处理，操作性较好。 2、本发明所用的蛋黄低密度脂蛋白作为原料不仅使得载体直接具有为乳酸菌的 生长提供所需的蛋白和脂的功能，而且代替了目前作为载体原料的石油基聚烯烃衍生物， 方便了原料来源，节约了不可再生的石油资源。 3、本发明可实现锰离子可控缓慢释放，这可为乳酸菌的生长提供微量元素，促进 其生长。
本发明公开了一种新型促进乳酸菌生长的纳米水凝胶及其制备方法，首先将含双膦酸盐的聚合物和蛋黄低密度脂蛋白溶液以及羧甲基淀粉钠混合均匀，在戊二醛作用下反应得到纳米水凝胶；再将纳米水凝胶先后在双膦酸盐缓冲盐溶液和硫酸锰溶液中浸泡，最后得到目标纳米水凝胶。 全部
背景技术：
乳酸菌不仅是研究生化、遗传、分子生物学和基因工程的理想材料，而且在工业、 农牧业、食品和医药等与人类生活密切相关的重要领域具有极高的应用价值。目前，用MRS 固体培养基和液体培养基培养是最常见培养乳酸菌的方法，在固体培养基上培养的为平面 生长的乳酸菌，菌落较小，生长缓慢且生长环境受限；而乳酸菌在液体发酵培养基内可以很 快的生长，但在生长过程中缺少可依附的载体，菌体大部分处于游离的状态，最后收集过程 较为繁琐且成本较高。此外乳酸菌的生长需要微量元素的供给，例如锰离子，但是简单人工 添加很难控制量，而依托自动化设备添加成本较高。脂和蛋白也是促进乳酸菌生长的重要 营养成分，目前载体制备上材料多为石油基聚烯烃衍生物，以脂和蛋白为作为原料制备载 体主体骨架和关键包埋物的报道较少。因此，若能研制出一种可促进乳酸菌生长的载体材 料，在提供较全面营养物质的同时又具有缓慢供给微量元素的功能就具有十分重要的意 义。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术中乳酸菌培养方法中乳酸菌生长空间不足，生长 缓慢，没有可依附的载体以及微量元素添加控制难等问题。针对这系列问题，开发了一种新 型促进乳酸菌生长的纳米水凝胶，选择可吸附锰离子的含双膦酸盐的聚合物、蛋黄低密度 脂蛋白及羧甲基淀粉钠作为制备水凝胶的原料；通过这三种原料与其他原料反应后得到一 种可促进乳酸菌生长的新型促进乳酸菌生长的羧甲基淀粉钠的纳米水凝胶。 为解决其技术问题，本发明采用的技术方案为： 一种新型促进乳酸菌生长的纳米水凝胶的制备方法，首先合成具有锰离子吸附功 能的含双膦酸盐的聚合物，再通过高速剪切法溶解得到蛋黄低密度脂蛋白溶液和羧甲基淀 粉钠，最后将上述两步得到的物质混合均匀，在戊二醛作用下反应得到纳米水凝胶；将纳米 水凝胶浸置在含有促进乳酸菌生长物质的含锰离子溶液中，然后冷冻干燥，即得促进乳酸 菌生长的纳米水凝胶。 具体步骤如下： (1)将1-10g的丙烯酸酯双膦酸盐、1-10g甲基丙烯酸羟乙酯、1-10ml丙烯酸及0.1- 1.6g的偶氮二异丁腈溶解到60-150ml无水四氢呋喃、乙醇或甲醇中，在氮气保护下反应15- 30min，然后将反应瓶置于60-90℃的油浴锅中反应6-24h，并冷凝回流，反应完成后进行减 压蒸馏除去溶剂和未反应的单体，即得含双膦酸盐盐的聚合物； (2)将1-15g的蛋黄低密度脂蛋白通过高速剪切的方法溶解在10-100ml 去离子水 中，制得蛋黄低密度脂蛋白溶液； 3 CN 111592679 A 说 明 书 2/4 页 (3)将1-30g的羧甲基淀粉钠通过高速剪切的方法溶解在10-100ml去离子水中，得 到羧甲基淀粉钠溶液； (4)称取步骤(1)制得的含双膦酸盐盐的聚合物1-10g和步骤(3)制得的羧甲基淀 粉钠溶液1-10ml加入到步骤(2)制得的1-5ml蛋黄低密度脂蛋白溶液中剧烈搅拌20-30h，然 后在200-300rpm的搅拌下，将混合物通过注射器滴入 20-40ml含5-10wt％硼酸的丙酮溶液 中，滴加完毕后溶液陈化20-25h，再向混合物中加入1-6ml戊二醛和1mol/L的盐酸1-5ml，在 40-60℃下孵育7-10h，即得纳米水凝胶； (5)通过浸渍法将步骤(4)得到的纳米水凝浸泡在3-10wt％100-500ml硫酸锰、二 氯化锰或硝酸锰溶液中1-10h，再用乙醇洗去水凝胶表面游离的离子和未吸附的离子，冷冻 干燥即得促进乳酸菌生长的纳米水凝胶。 所述步骤(1)中丙烯酸酯双膦酸盐的制备步骤如下：将0.1-1mol N-丙烯酰氧基琥 珀酰亚胺和0.01-0.1mol帕米膦酸二钠盐一起溶解在100-1000ml pH＝8.0 的NaOH溶液中 进行搅拌反应；在室温下反应12-48h后，加入无水乙醇，离心收集沉淀物，用无水乙醇洗涤 数次得到丙烯酸酯双膦酸盐。 一种上述制备方法制得的新型促进乳酸菌生长的纳米水凝胶。 本发明相对于现有技术具有的有益效果： 1、本发明借助适宜的纳米水凝胶本体作为载体为菌体生长提供有利的生长空间、 微环境。此外因体积较小且无毒不需在乳酸菌收集时进行专门处理，操作性较好。 2、本发明所用的蛋黄低密度脂蛋白作为原料不仅使得载体直接具有为乳酸菌的 生长提供所需的蛋白和脂的功能，而且代替了目前作为载体原料的石油基聚烯烃衍生物， 方便了原料来源，节约了不可再生的石油资源。 3、本发明可实现锰离子可控缓慢释放，这可为乳酸菌的生长提供微量元素，促进 其生长。
