傅楠副教授——益生菌在噴霧干燥中的活性變化歷程與活性保存機理

使用噴霧干燥生產(chǎn)活性益生菌粉 末制劑可有效降低生產(chǎn)成本，所得的固體活益生菌制劑可用作食品保健品、藥劑、生物防腐劑與發(fā)酵起始劑，具有廣大的市場(chǎng)前景。然而，在噴霧干燥塔中，難以對 正在干燥的載菌液滴狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)鑒測。同時(shí)，噴霧干燥過(guò)程中采用的高溫空氣與快速脫水過(guò)程可對益生菌菌體造成熱脅迫、脫水脅迫與氧化脅迫等危害，常使得干 燥后的益生菌活性降低高達4～5個(gè)數量級。

建立益生菌在干燥過(guò)程中的活性變化歷程，明確菌活保存機理，有助于提升干菌的存活率，促進(jìn)噴霧干燥技術(shù)在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中的應用。 報告內容 在本課題中，我們采用一種新型干燥實(shí)驗平臺——單液滴干燥測量技術(shù)（Single Droplet Drying, SDD），對載菌液滴在模擬噴霧干燥環(huán)境中的干燥動(dòng)力學(xué)變化歷程及益生菌活性變化歷程進(jìn)行定量研究。

首先，我們研究了不同干燥條件對活性變化歷程的影響。結果顯示，干燥前期的蒸發(fā)冷卻效應可有效的保護菌活，快速菌體失活僅出現在干燥后期液滴溫度迅速升高 的階段。同時(shí)，菌體失活速率與液滴溫度密切相關(guān)，但受到液滴含水量的影響較小。 接下來(lái)，課題進(jìn)一步研究了不同載體材料對活性變化歷程的影響，對益生菌Lactobacillus rhamnosusGG（LGG）在復原脫脂奶（Reconstituted skim milk, RSM）、乳糖、生長(cháng)培養基與復原全脂奶中的不同活性變化歷程進(jìn)行了實(shí)驗對比。使用RSM作載體時(shí)，益生菌在干燥后期的高溫與低含水量期間有著(zhù)更好的存活 率。我們將RSM的保護作用歸結于其中含有的豐富鈣離子與牛奶蛋白，提升了菌體的熱耐受性，并提供了更溫和的升溫曲線(xiàn)。

zui后，我們使用SDD技術(shù)對益生菌的損傷歷程進(jìn)行了初步研究，將干燥歷程研究推進(jìn)到亞細胞水平。