益生菌微膠囊技術(shù)的研究進(jìn)展

周家旭 劉佳 曾英男

【摘要】益生菌微膠囊是用合適的壁材對(duì)益生菌進(jìn)行包埋，以保護(hù)益生菌的活性，其產(chǎn)品研發(fā)與應(yīng)用具有較高的市場(chǎng)潛力。本文主要介紹了益生菌微膠囊常用的制備方法，從原理和適用菌種等方面對(duì)不同制備方法了進(jìn)行分析，并說(shuō)明益生菌微膠囊產(chǎn)品在動(dòng)物飼料、高活性益生菌酵素粉、冰淇淋等方面的創(chuàng)新型應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】微膠囊技術(shù)? 益生菌? 制備? 應(yīng)用

一、益生菌微膠囊的制備

（一）超聲波法

超聲波法指的是通過(guò)超聲波將壁材與芯材混合，使芯材可以在超聲波的作用下進(jìn)入壁材內(nèi)部，對(duì)多余的芯材及溶液進(jìn)行抽濾后，固體進(jìn)行烘干后即可得到微膠囊。由于該方法需要在40-50℃的超聲波水浴當(dāng)中進(jìn)行，因此適合于嗜熱型益生菌包埋，方法較為簡(jiǎn)便，成功率可達(dá)到80±0.23%。

（二）內(nèi)源乳化法

內(nèi)源乳化法是利用水油相分離的原理進(jìn)行包埋，將芯材與壁材分別置于水相油相中，水油中芯材與壁材經(jīng)振動(dòng)混合，分離水油，清洗，烘干。該方法一般應(yīng)用于較為脆弱芯材，如嗜酸乳桿菌、雙歧桿菌等。內(nèi)源乳化法可以防止溫度和pH等因素造成的益生菌活性降低或滅活現(xiàn)象，操作簡(jiǎn)單使用儀器少，但耗時(shí)較長(zhǎng)，其產(chǎn)品后續(xù)需嚴(yán)格清理后才能使用。

（三）噴霧干燥法

噴霧干燥法是利用壁材成網(wǎng)的性質(zhì)，將溶劑與芯材共同包埋入壁材中，利用溶劑的高溫?fù)]發(fā)性，將小分子的溶劑蒸出，而大分子的芯材留于壁材中。該方法的特點(diǎn)是速度快、處理量大，且物料溫度不會(huì)高于氣流溫度，適合于疏水性、親水性、與水反應(yīng)及熱敏性材料的微膠囊，適用于部分嗜熱益生菌的包埋。

（四）擠壓法和銳孔法

擠壓法是將芯材物質(zhì)分散于壁材物質(zhì)中形成乳狀液，將其擠壓進(jìn)入一個(gè)熱的不互溶的流體中，接著迅速冷卻固化芯材液滴周?chē)谋诓?，或者將乳狀液擠壓進(jìn)入冷的溶劑或脫水的液體浴中，當(dāng)浸在液體浴中時(shí)，壁材固化劑和殘余風(fēng)味從微膠囊的表面除去，接著將條狀的固化材料破碎、分離、干燥即可。

銳孔法是將化學(xué)法和物理機(jī)械法相結(jié)合的一種微膠囊制備方法，它主要以可溶性聚合物為壁材，用聚合物溶液包裹芯材，然后通過(guò)銳孔將其加入到凝固浴中，使聚合物沉淀或交聯(lián)固化，從而形成微膠囊。銳孔法主要應(yīng)用于對(duì)非水溶性的固體粉末以及疏水性液體的微膠囊化，如藥物、礦物油以及顯色劑等。這兩種方法在益生菌微膠囊制備中相對(duì)于前面三種制備方法使用頻率較少。

（五）其他方法

其他方法多為將上文的幾種基礎(chǔ)方法上進(jìn)行融合，得到新的益生菌微膠囊的制備方法，復(fù)合法與單一基礎(chǔ)法相比，能夠提高包埋率和益生菌的活性。吳小嫚等學(xué)者在復(fù)合法制備嗜酸乳桿菌-雙歧桿菌益生菌微膠囊飼料，使用的銳孔凝固浴法和復(fù)凝聚法復(fù)合法，該方法包埋率達(dá)到96.68%，水中浸泡12h后，懸浮率為77.96%，溶解率為13.04%，在模擬人工胃液中處理120min后，仍然有5.2lg（CFU/mL）的活菌數(shù);在模擬人工腸液中處理120min后，所包埋的活菌可全部釋放出來(lái)。張宇等學(xué)者在嗜酸乳桿菌微膠囊制備及工藝優(yōu)化中提出使用噴霧法結(jié)合離子固化法的噴霧固化法，對(duì)嗜酸乳桿菌的包埋率達(dá)到79.77%等。

二、益生菌微膠囊的應(yīng)用

（一）動(dòng)物飼料

將益生菌微膠囊加入動(dòng)物飼料中，可以使益生菌在動(dòng)物體內(nèi)發(fā)揮作用，成為一種新型的生物飼料。根據(jù)不同益生菌的不同性質(zhì)，添加到動(dòng)物飼料當(dāng)中有不同的作用，例如約氏乳桿菌聯(lián)合CQN具有良好的抗炎潛力，可用于營(yíng)養(yǎng)飼料中有利于奶牛子宮內(nèi)膜炎的治療，而日糧中添加約氏乳桿菌菌粉可以提高耗料增重比，改善腸道內(nèi)環(huán)境等作用。

（二）益生菌酵素粉

酵素即為酶，也稱(chēng)為生物催化酶，生物體代謝過(guò)程中幾乎所有的化學(xué)反應(yīng)都是需要酶的催化的。酶進(jìn)入胃后會(huì)失去活性，因此口服酵素?zé)o法達(dá)到減肥的功效，將酵素用微膠囊包裹可以提高酵素粉中益生菌在機(jī)體中的存活率，達(dá)到減肥的效果。田懷香等學(xué)者在高活性益生菌酵素粉的制備及工藝優(yōu)化中，表明采用內(nèi)源乳化法將高活性益生菌酵素用微膠囊包埋，經(jīng)模擬胃液處理2h后其菌體存活率≥50%，模擬腸液處理2h后釋放率≥90%。研究發(fā)現(xiàn)將酵素使用微膠囊包埋后其存活率提高了近50%，因此被微膠囊包裹的益生菌酵素粉可以促進(jìn)腸道消化吸收，達(dá)到減肥效果。

（三）冰淇淋

將益生菌微膠囊加入到冰激淋中，可在冰淇淋的加工及貯藏過(guò)程為菌體提供良好的保護(hù)，顯著提高活菌數(shù)。田文靜等學(xué)者在微膠囊技術(shù)在益生菌CICC 6075冰淇淋中的應(yīng)用中提出，攪拌凝凍使冰淇淋中的活菌數(shù)下降 1.20±0.08lg（CFU/g），而微膠囊冰淇淋中僅下降 0.09±0.07lg（CFU/g）;在-18℃的條件下貯藏150d，冰淇淋中的活菌數(shù)降至5.54l±0.03lg（CFU/g），低于益生菌發(fā)揮健康功效的最低閾值，而益生菌冰淇淋中僅下降了0.60l±0.08lg（CFU/g），最終活菌數(shù)高達(dá)8.09±0.03llg（CFU/g），研究表明益生菌微膠囊能有效地降低在冷凍過(guò)程中益生菌的滅活問(wèn)題，使其可以在進(jìn)入人體后發(fā)揮有益作用。

三、益生菌微膠囊的發(fā)展前景

隨著社會(huì)的日益進(jìn)步與發(fā)展，新型食品的開(kāi)發(fā)逐漸受到人們的重視。益生菌微膠囊作為新型的解決產(chǎn)品保存性的重要技術(shù)之一，受到研究者、市場(chǎng)和消費(fèi)者的廣泛關(guān)注。一般根據(jù)不同的制備方法可以選用微孔淀粉、低聚果糖、乳酮糖、棉籽糖和海藻酸鹽等作為壁材，但是需要注意的是在制備益生菌微膠囊的過(guò)程中，選擇合適的壁材十分重要，如應(yīng)盡量減少化學(xué)試劑的使用以防止改變壁材本身性質(zhì)，注意溫度、pH等條件，保證產(chǎn)品品質(zhì)的同時(shí)提高益生菌的高活性，其工業(yè)化生產(chǎn)與應(yīng)用將會(huì)具有巨大的潛力。

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基金項(xiàng)目：吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目（吉農(nóng)院合字[2019]第 114 號(hào)）。

作者簡(jiǎn)介：周家旭（1999-），女，河北秦皇島人，本科在讀，主要從事糧食加工技術(shù);通訊作者：曾英男（1989-），女，吉林人，助教，主要從事糧食工程工作。