天然聚合物在喷雾冷冻干燥后提高益生菌稳定性的应用

《Probiotics and Antimicrobial Proteins》：Application of Natural Polymers to Enhance Probiotic Stability Following the Spray Freeze Drying Method

益生菌的包埋稳定性研究：采用三种天然聚合物（藻酸钠、黄原胶、壳聚糖）包埋乳酸杆菌喷雾冻干粉，分析不同浓度、储存温度（4/25/40℃）及胃胆汁环境中的存活率（>90%低浓度藻酸钠/黄原胶）及物理化学特性（孔隙率、FTIR、SEM、DSC）。壳聚糖导致存活率下降，高聚合物比例影响长期储存及胃酸耐受性。

　　

摘要

益生菌被定义为能够为宿主带来健康益处的活微生物，它们对环境压力较为敏感。然而，在不同包封条件下，干酪乳杆菌（Lactobacillus casei）在喷雾冷冻干燥（Spray Freeze Drying, SFD）过程中的稳定性尚未得到充分研究。本文评估了三种天然聚合物——海藻酸钠、黄原胶和壳聚糖——在不同浓度下对SFD处理后的干酪乳杆菌粉末稳定性和理化性质的影响。这些实验在4°C、25°C和40°C三种储存温度下进行了90天的观察，并考察了益生菌在模拟胃液和含胆汁介质中的稳定性。此外，还通过敲击密度（tap density）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）和差示扫描量热法（DSC）分析了颗粒的理化性质。SFD处理后的益生菌微粒由高度多孔的无定形聚合物相以及多种形式的蔗糖组成。数据显示，当使用低浓度的海藻酸钠或黄原胶时，细菌存活率在SFD处理后立即超过90%；而壳聚糖则会对益生菌的存活率产生负面影响。不过，在长期储存过程中以及与胃液接触时，使用较高比例的聚合物会带来问题。

益生菌被定义为能够为宿主带来健康益处的活微生物，它们对环境压力较为敏感。然而，在不同包封条件下，干酪乳杆菌在喷雾冷冻干燥（Spray Freeze Drying, SFD）过程中的稳定性尚未得到充分研究。本文评估了三种天然聚合物——海藻酸钠、黄原胶和壳聚糖——在不同浓度下对SFD处理后的干酪乳杆菌粉末稳定性和理化性质的影响。这些实验在4°C、25°C和40°C三种储存温度下进行了90天的观察，并考察了益生菌在模拟胃液和含胆汁介质中的稳定性。此外，还通过敲击密度（tap density）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）和差示扫描量热法（DSC）分析了颗粒的理化性质。SFD处理后的益生菌微粒由高度多孔的无定形聚合物相以及多种形式的蔗糖组成。数据显示，当使用低浓度的海藻酸钠或黄原胶时，细菌存活率在SFD处理后立即超过90%；而壳聚糖则会对益生菌的存活率产生负面影响。不过，在长期储存过程中以及与胃液接触时，使用较高比例的聚合物会带来问题。