益生菌包埋前沿技術(shù)及其研究進(jìn)展

陳 臣，張曉叢，袁海彬，于海燕，黃 娟，田懷香

（上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)香料香精技術(shù)與工程學(xué)院 上海 201418）

益生菌是指一類(lèi)定殖于人體腸道和生殖系統(tǒng)內(nèi)，能產(chǎn)生確切健康功效，從而改善宿主微生態(tài)平衡，發(fā)揮對(duì)腸道有益作用的活性有益微生物[1]。 越來(lái)越多的臨床證據(jù)表明，益生菌能有效改善人體的一些健康狀況，包括通過(guò)腸道微生物成分的正?；瘉?lái)抑制病原體，調(diào)控腸道疾??；通過(guò)免疫調(diào)節(jié)來(lái)降低血清膽固醇，改善乳糖耐受性，減輕嬰兒的食物過(guò)敏癥狀等[2]。

隨著功能研究的深入，益生菌被廣泛應(yīng)用到發(fā)酵食品、乳制品及功能飲料等產(chǎn)品中。 然而，益生菌對(duì)溫度、氧氣、濕度、酸堿度等環(huán)境因素的高度敏感[3]，生產(chǎn)加工和貯藏期間容易造成菌體存活率低，生物活性差。此外，只有足夠數(shù)量的活菌【≥6 lg（CFU/g）】釋放到人體腸道中才能發(fā)揮其益生作用[4]。為了保證益生菌的存活率和在人體腸道中定殖與釋放，需對(duì)益生菌進(jìn)行保護(hù)，而包埋技術(shù)是目前最有效的方法之一[5]。

包埋技術(shù)是運(yùn)用物理、 化學(xué)等技術(shù)手段將菌體進(jìn)行包裹，使菌體與外界隔離，為益生菌抵抗不利條件提供了庇護(hù)所，降低了不良環(huán)境和相關(guān)因素對(duì)菌體的影響，是提高菌體耐受性，保持菌體活性和穩(wěn)定，發(fā)揮益生作用的有效方法[6]。 傳統(tǒng)的包埋技術(shù)主要包括擠壓法、 冷凍干燥法和噴霧干燥法。雖然這些技術(shù)已非常成熟并被廣泛應(yīng)用，但是在使用過(guò)程中存在一些顯著的缺陷，已不能滿足菌體包埋的要求。例如：擠壓法制備的微膠囊粒徑較大，均勻性較差，微珠形成緩慢并且產(chǎn)率較低，難以用于大規(guī)模生產(chǎn)[7]。真空冷凍干燥法在凍干過(guò)程中難免會(huì)對(duì)細(xì)胞膜、細(xì)胞壁、溶質(zhì)等造成機(jī)械損傷[8]，并且也會(huì)影響細(xì)胞代謝調(diào)節(jié)作用，從而導(dǎo)致細(xì)胞死亡，使其存活率降低[9]。 噴霧干燥法在制備過(guò)程中菌體會(huì)短時(shí)間暴露于高溫環(huán)境，易使細(xì)胞壁和細(xì)胞膜等損傷，對(duì)活菌細(xì)胞的結(jié)構(gòu)完整性、后續(xù)處理加工和益生作用造成負(fù)面影響[10]。

隨著益生菌功效的不斷發(fā)掘，其市場(chǎng)需求不斷擴(kuò)大。對(duì)益生菌存儲(chǔ)和運(yùn)輸方便，存活率高和復(fù)活迅速等多種要求，推動(dòng)了益生菌包埋技術(shù)的發(fā)展，新的方法不斷涌現(xiàn)，如內(nèi)源乳化法、Pickering乳化法、復(fù)合凝聚法和多層包埋等。本文主要概述了益生菌包埋的前沿技術(shù)及其在酸奶、 奶酪等食品中的應(yīng)用。

1 益生菌最新包埋技術(shù)

1.1 內(nèi)源乳化法

內(nèi)源乳化法是乳化方法的一種。 乳化法根據(jù)加入油相乳化先、后的不同，而分為外源乳化法和內(nèi)源乳化法[11]。 1989年Lencki 等[12]首次提出了內(nèi)源凝膠化的概念。 以此為基礎(chǔ)，Poncelet 等[13]設(shè)計(jì)了攪拌槳和反應(yīng)器，成功地制備出尺寸較小、光滑表面的球形海藻酸鈣凝膠顆粒，并且分析了制備海藻酸鹽微膠囊的各項(xiàng)參數(shù)，從而建立了內(nèi)源乳化法。 內(nèi)源乳化法的原理是將不溶性的鈣鹽顆粒和海藻酸鹽混合形成均一穩(wěn)定的溶液后，再將其混合液注入油相，在活性劑的作用下形成乳化液，通過(guò)H+透過(guò)表面活性劑層（O/W 界面），加入酸性物質(zhì)使反應(yīng)pH 呈下降趨勢(shì)，從而導(dǎo)致不溶性鈣鹽中鈣離子的流失，與海藻酸根結(jié)合在包裹的液滴內(nèi)側(cè)形成凝膠微膠囊球[14-15]。

內(nèi)源乳化法由于其制備的微膠囊具有粒徑小和均勻性高的特點(diǎn)，已被研究用于一些益生菌的包埋。 周艷林等[16]將雙歧桿菌、植物乳桿菌、干酪乳桿菌3 種復(fù)合益生菌包埋在魔芋葡甘聚糖和海藻酸鈉中制成微膠囊，在模擬連續(xù)的胃腸道試驗(yàn)中，活菌數(shù)能達(dá)到7.57 lg（CFU/g），顯著提高了菌體存活率。 Qi 等[17]采用內(nèi)源乳化法對(duì)布拉酵母菌和屎腸球菌進(jìn)行包埋，制備的微球粒徑在300～500 μm 之間，在高溫高濕條件下，包埋的益生菌存活率分別提高了25%和40%，在胃腸道中也形成了良好的保護(hù)。 Heidebach 等[18]以轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶為交聯(lián)劑，以蛋白質(zhì)為壁材，通過(guò)內(nèi)源乳化凝膠包埋了益生菌，達(dá)到免受酸堿度損害的效果。 Chandramouli 等[19]通過(guò)內(nèi)源乳化法，將嗜酸乳桿菌成功包封，活菌數(shù)顯著增加，可以保護(hù)乳桿菌免受胃液影響。 趙萌等[20]通過(guò)海藻酸鈉與魔芋葡甘聚糖內(nèi)源乳化復(fù)配形成微膠囊，對(duì)嗜酸乳桿菌CGMCC1.2686 進(jìn)行包埋，提高了微膠囊對(duì)乳酸菌的保護(hù)效果，而增大了微膠囊粒徑，達(dá)到了100 μm 左右。

內(nèi)源乳化法與外源乳化法相比，包封率更高[21]。 同時(shí)內(nèi)源乳化法克服了微膠囊的成簇凝聚現(xiàn)象，使得微膠囊粒徑易于控制，可形成粒徑更小、更均一、分布范圍更廣、圓球度更佳和表面更光滑的微膠囊[22]。 然而該方法需要添加油脂做分散相，制備過(guò)程繁瑣，增加了工藝成本，因而目前還主要停留在實(shí)驗(yàn)室階段。

圖1 內(nèi)源乳化法流程圖Fig.1 Flow chart of emulsification/ internal gelation method

1.2 Pickering 乳化法

Pickering 乳化法是用固體顆粒代替?zhèn)鹘y(tǒng)乳化劑，將固體顆粒吸附于油水界面并形成單層或多層膜，通過(guò)固體顆粒來(lái)穩(wěn)定乳液，達(dá)到動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)體系均一、穩(wěn)定的一種方法[23]。 1903年，Ramsden[24]在研究蛋白質(zhì)分散體系時(shí)，發(fā)現(xiàn)膠體顆?？梢杂米魅榛瘎25]。 隨后，在1907年，Pickering對(duì)這類(lèi)固體顆粒穩(wěn)定的乳液進(jìn)行了系統(tǒng)性研究，故此類(lèi)乳液又被稱(chēng)為Pickering 乳液，用來(lái)穩(wěn)定乳液的固體顆粒被稱(chēng)作Pickering 顆粒[26]。

Pickering 乳化法包埋益生菌的原理是將菌體與水相或者油相混合形成均勻的體系后，加入另一相和用于穩(wěn)定的固體顆粒，經(jīng)過(guò)高速剪切、超聲振蕩和高壓均質(zhì)等方式處理后，固體顆粒吸附于油水界面表面形成膜，達(dá)到動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)穩(wěn)定，即得到Pickering 乳液包埋的益生菌[27]。 在益生菌與其中一相混合之前，先選擇將其凍干成粉末。Su等[28]將凍干的植物乳酸菌粉末懸浮在葡萄籽油中，而后與乳清蛋白微凝膠溶液混合，并在均質(zhì)機(jī)剪切作用下得到Pickering 高內(nèi)相乳液（HIPEs）。巴氏殺菌處理后，HIPEs 能顯著提高細(xì)胞的存活率，維持在5 lg（CFU/g），表明HIPEs 具有增強(qiáng)益生菌活力的潛力。 Eslami 等[29]將德氏乳桿菌包埋在Pickering 雙乳液的內(nèi)水相中，以β-環(huán)糊精和吐溫-80 兩種不同的表面活性劑進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)以β-環(huán)糊精為乳化劑包埋細(xì)胞的存活率顯著增加。Wang 等[30]設(shè)計(jì)了一種W1/O/W2型Pickering 乳劑對(duì)嗜酸乳桿菌包埋，在4 ℃貯存14 d 后，包封的乳酸菌在酸性條件下存活率顯著提高，對(duì)堿性環(huán)境的耐受性略有增強(qiáng)。 Su 等[31]以β-乳球蛋白-海藻酸丙二醇酯復(fù)合水凝膠顆粒作為乳化劑，大豆油作為油相對(duì)鼠李糖乳桿菌進(jìn)行包埋形成HIPEs，在巴氏殺菌處理后，存活率高達(dá)7.91 lg（CFU/g）。

Pickering 乳液的顯著優(yōu)勢(shì)是乳液具有長(zhǎng)期穩(wěn)定性，作為乳化劑的固體顆粒界面膜會(huì)阻止乳液滴之間的碰撞和聚集，固體顆粒需要很大的解析能，才能從界面上解析脫離，該吸附過(guò)程幾乎可視為不可逆[32]。 同時(shí)，制備過(guò)程中乳化劑多為可食性固體顆粒，一般主要為蛋白質(zhì)和多糖，對(duì)人體和環(huán)境具有較好的安全性[33]。 然而，由單一粒子穩(wěn)定的Pickering 乳液液滴之間易相互作用導(dǎo)致乳液體系降解[34]，且需采取加熱、復(fù)配和水解等方法改善其粒徑、表面粗糙度和濕潤(rùn)性等。 此外，目前食品級(jí)可食性的Pickering 固體顆粒種類(lèi)比較有限，生物相容性和環(huán)境兼容性存在一定的局限性[35]，并且制備過(guò)程較復(fù)雜，造成生產(chǎn)成本提高，在工業(yè)應(yīng)用上也存在一定困難。

圖2 Pickering 乳化法流程圖（O/W 型）Fig.2 Flow chart of Pickering emulsification method （O/W type）

1.3 復(fù)合凝聚法

復(fù)合凝聚是高分子物理中的一個(gè)概念[36]，主要是基于靜電相互作用，帶相反電荷聚電解質(zhì)間發(fā)生去溶劑化而導(dǎo)致相分離，最后形成了兩相體系，即富含聚電解質(zhì)的凝聚相和與之平衡的稀釋相。 為了區(qū)別于大分子脫水的簡(jiǎn)單凝聚，Jong 和Kruyt 在1929年首次引入了“復(fù)合凝聚”這個(gè)概念[37]。 復(fù)合凝聚法主要是將芯材分散在帶有相反電荷的聚合物溶液中，通過(guò)調(diào)節(jié)體系的溫度、pH值等因素，使壁材因靜電相互作用，溶解度下降而凝聚在芯材表面，形成微膠囊而析出[38]。 食品體系中研究較多的復(fù)合凝聚體系是蛋白質(zhì)和多糖體系，帶相反電荷的蛋白質(zhì)和多糖可發(fā)生靜電相互作用形成微膠囊[39]。

Gerez 等[40]研究通過(guò)復(fù)合凝聚法使乳清蛋白有效包裹在果膠微膠囊表面，形成果膠和乳清蛋白體系可以在pH=2.0 的條件下，對(duì)乳酸菌起到很好的保護(hù)效果，存活率達(dá)到7 lg（CFU/g）。 Oliveira等[41]以酪蛋白、果膠復(fù)合物體系用復(fù)合凝聚法包埋然后干燥，包埋后的乳桿菌在7 ℃的貯藏溫度下可得到有效保護(hù)，保持了較高的生存能力。Bosnea等[42]以乳清分離蛋白和阿拉伯膠為壁材經(jīng)復(fù)合凝聚法對(duì)乳酸菌進(jìn)行包埋，在pH=4.0 下冷藏60 d后，微囊化細(xì)胞與未包埋菌體相比，存活率提高了86%。 同時(shí)，該復(fù)合物可以在pH=7.0 的腸道環(huán)境下溶解釋放乳桿菌，表明該包埋方法在一定程度上解決了菌體釋放問(wèn)題。 Silva[43]等采用復(fù)合凝聚法結(jié)合轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶交聯(lián)的方法對(duì)嗜酸乳桿菌進(jìn)行微膠囊化，然后冷凍干燥制造干燥微膠囊，得到了68.20%～97.72%的高封裝效率，－18 ℃下可貯存60 d，濕微膠囊活細(xì)胞計(jì)數(shù)可達(dá)9.59 lg（CFU/g），干微膠囊達(dá)8.51 lg（CFU/g），提高了微膠囊對(duì)益生菌的保護(hù)作用。 在類(lèi)似的研究中，Liu 等[44]用硫代氧化魔芋葡甘聚糖微球?qū)σ嫔M(jìn)行包埋，利用COO-Fe3+配位和二硫鍵的雙重交聯(lián)制備了sOKGM 微球，在交聯(lián)過(guò)程中將雙歧桿菌包埋在微球中，該方法增強(qiáng)了雙歧桿菌的胃酸抗性和在腸內(nèi)的黏附定殖能力，可以有效地提高益生菌的數(shù)量與活力。

圖3 復(fù)合凝聚法流程圖Fig.3 Flow chart of complex coacervation method

復(fù)合凝聚法通過(guò)封裝基質(zhì)的凝聚及靜電結(jié)合形成分子間復(fù)合物，因此提高了整體黏度和結(jié)構(gòu)完整性[45]；通過(guò)凝聚形成的結(jié)構(gòu)在噴霧干燥后具有較好的機(jī)械強(qiáng)度和阻隔性能，包埋效率較高。然而復(fù)合凝聚法的制備成本相對(duì)較高，并且微膠囊的溶解性和潤(rùn)濕性較差，給產(chǎn)品的應(yīng)用帶來(lái)一些不便。

1.4 多層包埋法

多層包埋法可以分為雙層包埋和三層包埋等技術(shù)方法，主要是綜合利用多種包埋技術(shù)，起到協(xié)同增效的作用。

圖4 多層包埋法流程圖Fig.4 Flow chart of multi-layer embedding method

Bosnea 等[46]在復(fù)合凝聚法的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，將復(fù)合凝聚法與離子凝膠法結(jié)合對(duì)乳酸菌進(jìn)行包埋保護(hù)。 先用復(fù)合凝聚法對(duì)乳酸菌進(jìn)行一次包埋，再用Ca2+-海藻酸鹽凝膠微球進(jìn)行二次包埋，形成的微膠囊粒徑為1～2 mm，在pH=2.0 下處理3 h 后，失活的益生菌僅有1.24 lg（CFU/g），相比未包埋的菌體和僅用復(fù)合凝聚法進(jìn)行包埋的菌體存活率明顯提高。 Loyeau 等[47]通過(guò)以美拉德反應(yīng)得到的乳清蛋白和右旋糖酐偶聯(lián)物為乳化劑對(duì)動(dòng)物雙歧桿菌亞屬進(jìn)行第一層乳化包埋，然后復(fù)合凝聚形成海藻酸鈣第二層包埋，冷凍干燥后在4 ℃貯存3 周，與普通乳清蛋白包埋相比活菌數(shù)提高了0.74 lg（CFU/g）。劉仁杰等[48]用大豆分離蛋白、海藻酸鈉作為一層包埋壁材，明膠作為二次包埋壁材對(duì)植物乳桿菌進(jìn)行包埋，同時(shí)做了一組對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)果表明，大豆分離蛋白-海藻酸鈉-明膠復(fù)配微膠囊的包埋率達(dá)到95.31%，結(jié)構(gòu)質(zhì)密，平均粒徑小于2 mm，在體外消化道試驗(yàn)中菌體存活率達(dá)到85.73%。William 等[49]在乳酸菌表面利用特殊蛋白質(zhì)做第一層包埋，再利用特殊膠質(zhì)及纖維寡糖做第二層包埋，可有效延長(zhǎng)益生菌在產(chǎn)品保存期的活性，也可提高益生菌的胃酸耐受性和腸道定殖能力。 陳健凱等[50]采用雙層包埋方法，以牛奶蛋白為內(nèi)層包埋劑，κ-卡拉膠和刺槐豆膠為外層包埋劑，對(duì)嗜酸乳桿菌和干酪乳桿菌進(jìn)行雙層包埋，結(jié)果表明在pH=2.1 和60 ℃/60 min 的條件下，包埋菌體的生物活性更穩(wěn)定，并且室溫存放1年的包埋菌體活菌數(shù)僅降低1 lg（CFU/g）。 李洪波等[51]分別以酪蛋白和海藻酸鈉為內(nèi)層和外層壁材，通過(guò)酶促法和內(nèi)源乳化法對(duì)干酪乳桿菌/乳糖醇合生元進(jìn)行雙層包埋，微膠囊粒徑最小為340 μm，活菌數(shù)較未包埋的菌體提高了0.56 lg（CFU/g）。 宋雅娟[52]以黃原膠作為第一層壁材，殼聚糖作為第二層壁材，運(yùn)用擠壓法和乳化交聯(lián)法將嗜酸乳桿菌和雙歧桿菌進(jìn)行包埋，成功提高了其生物活性和貯存穩(wěn)定性。

三層包埋也是多層包埋方法中的一種。 王野[53]以海藻酸鈉為包埋材料，采用乳化方式對(duì)雙歧桿菌進(jìn)行一次包埋，在此基礎(chǔ)上分別以殼聚糖進(jìn)行二次包埋，再以棕櫚油進(jìn)行三次包埋，通過(guò)三層包埋技術(shù)較好地解決了雙歧桿菌抗逆環(huán)境差的問(wèn)題，增強(qiáng)了雙歧桿菌的存活性能。本課題組在前期研究中通過(guò)內(nèi)源乳化法制備得到海藻酸鈉-殼聚糖-三聚磷酸鈉三層微膠囊，并對(duì)植物乳桿菌進(jìn)行包埋，平均粒徑為138 μm，制備的益生菌酵素粉在30 ℃保存90 d 后，活菌數(shù)仍高于9.5 lg（CFU/g）[54]。羅丹陽(yáng)等[55]通過(guò)單分散液滴發(fā)生器結(jié)合靜電自組裝，以海藻酸鈣凝膠、殼聚糖和阿拉伯膠為壁材包埋鼠李糖乳桿菌，制備三層益生菌微膠囊，粒徑為434 μm，在4 ℃貯藏12 d 后，活菌數(shù)僅下降0.1 lg（CFU/g），顯著提高了存活率。

多層包埋技術(shù)能有效提高益生菌的穩(wěn)定性，如貯存穩(wěn)定性、胃酸耐受性和溫度耐受性等，并且該技術(shù)適用性強(qiáng)，任何益生菌都可以利用該技術(shù)包埋。 其次，由于多種功能壁材的協(xié)同作用[56]，多層包埋技術(shù)能有效提高益生菌的益生效果，如幫助益生菌在腸道內(nèi)定殖和釋放等。然而，多層包埋技術(shù)制備步驟較多，生產(chǎn)成本較高，并且制備得到的微膠囊粒徑普遍偏大[51]，增加了益生菌芯材釋放的難度，影響釋放率。

2 益生菌包埋技術(shù)在食品中的應(yīng)用

2.1 在酸奶中的應(yīng)用

酸奶被認(rèn)為是消費(fèi)者補(bǔ)充益生菌的最受歡迎的載體，也是益生菌包埋應(yīng)用最多的食品之一[57]（表1）。 Mousa 等[58]將雙歧桿菌F-35 封裝到乳清蛋白-海藻酸鈉制備的雙層微膠囊中，加入發(fā)酵的酸奶后，在（4±1）℃貯存14 d，延長(zhǎng)了活菌數(shù)下降到9 lg（CFU/g）的時(shí)間。Kailasapathy[59]研究了游離狀態(tài)和鈣誘導(dǎo)的海藻酸鹽-淀粉包埋的嗜酸乳桿菌和乳酸雙歧桿菌，加入牛奶中發(fā)酵成酸奶，在4℃下貯藏49 d，包埋后益生菌的存活率提高，含有包埋益生菌的酸奶酸化較慢。 Adhikari 等[60]用κ-卡拉膠將雙歧桿菌微囊化，在pH=4.6 條件下添加到攪拌酸奶中發(fā)酵，4.4 ℃貯存30 d，成功提高了雙歧乳桿菌的存活率，保護(hù)菌體免受酸奶低酸度的影響。 Bosnea 等[61]使用乳清蛋白分離物和阿拉伯樹(shù)膠通過(guò)復(fù)合凝聚法對(duì)副干酪乳桿菌進(jìn)行包埋，然后添入攪拌酸奶中，4 ℃貯存45 d，乳桿菌包埋后改善了細(xì)菌在酸奶中的存活率，在模擬胃液環(huán)境中保護(hù)作用更有效。 Kadri 等[62]通過(guò)2 次乳化將副干酪乳桿菌亞種包埋在W1/O/W2乳化劑中，然后加入酸奶中制成凝固型酸奶，產(chǎn)品質(zhì)地穩(wěn)定，在整個(gè)貯存期間保持了高存活率。

益生菌包埋可有效改善酸奶低pH 環(huán)境對(duì)益生菌生物活性和存活率的影響[63]，同時(shí)也可提高益生菌對(duì)胃酸的耐受性，增加益生菌在腸道的定殖率，使益生作用充分發(fā)揮。 此外，在酸奶加工過(guò)程中，包埋后的益生菌較易存儲(chǔ)，可以有效降低活性損失，以保證酸奶產(chǎn)品中的活菌量[64]。 雖然益生菌包埋在酸奶中應(yīng)用效果突出，但是也有不足之處。 益生菌包埋后微膠囊的粒徑大小、呈味性、溶液相容性和硬度會(huì)影響酸奶的口感，如引起乳脂狀、顆粒狀的粗糙質(zhì)地和輕微的苦味[58]。 這會(huì)降低酸奶綿密順滑的感官特性，使酸奶的質(zhì)地（光滑度）下降[65]。 因而如何降低酸奶中益生菌微膠囊粒徑大小及壁材與酸奶基質(zhì)的相容性需要進(jìn)一步探究。

2.2 在奶酪中的應(yīng)用

益生菌包埋在奶酪中也有較多的應(yīng)用，包埋對(duì)益生菌產(chǎn)生保護(hù)作用，可以改善奶酪在制備和貯存期間益生菌生物活性下降和存活率降低等問(wèn)題（表1）。 Amine 等[66]評(píng)估用海藻酸鹽對(duì)長(zhǎng)雙歧桿菌15708 進(jìn)行包埋，在4 ℃貯存21 d 后，在切達(dá)生產(chǎn)和貯存時(shí)顯示出良好的存活率，包埋后的細(xì)菌對(duì)模擬胃腸環(huán)境的抵抗力也比未包埋的提高30倍。 ?zer 等[67]對(duì)雙歧桿菌BB-12 和嗜酸乳桿菌LA-5 通過(guò)乳化技術(shù)進(jìn)行包埋，將其用于白鹽水干酪，添加包埋益生菌的干酪中，長(zhǎng)鏈游離脂肪酸含量遠(yuǎn)高于添加游離益生菌的干酪，同時(shí)乙醛和丁二酮的含量更高。Afzaal 等[68]使用內(nèi)源乳化法將雙歧桿菌包埋在卡拉膠和海藻酸鈉兩種水凝材料中，加入切達(dá)奶酪中，評(píng)估在4 ℃下貯存35 d 和模擬胃腸道條件下的效果，發(fā)現(xiàn)包埋后顯著提高了益生菌的穩(wěn)定性和生存能力，同時(shí)對(duì)比得出海藻酸鈉作為壁材效果更佳。 Schoina 等[69]用天然乳香樹(shù)脂對(duì)干酪乳桿菌ATCC393 進(jìn)行包埋，并添入Myzithra 奶酪（傳統(tǒng)希臘乳清干酪）中，在4 ℃下貯存30 d，結(jié)果顯示包埋對(duì)干酪乳桿菌有保護(hù)作用，此外還賦予奶酪獨(dú)特的乳香樹(shù)膠香氣和令人愉悅的連貫質(zhì)地，延長(zhǎng)了貨架期。 Nejati 等[70]用海藻酸鈣珠使嗜酸乳桿菌LA-5 微膠囊化，加入U(xiǎn)F 白干酪中，并在4 ℃貯存60 d，結(jié)果顯示包埋后的菌體在貯存期間和體外胃腸模擬過(guò)程中，存活率較未包埋前均提高了1 lg（CFU/g）。

益生菌的微膠囊化降低了環(huán)境對(duì)益生菌在奶酪生產(chǎn)貯存期間存活率的影響，也提高了益生菌在胃腸道中的生存能力[71]。 同時(shí)對(duì)奶酪的風(fēng)味特征、外觀顏色等各種感官特性沒(méi)有顯著影響[72]。 與酸奶相比，其微膠囊顆粒對(duì)口感的影響也較低。然而對(duì)部分奶酪產(chǎn)生了更厚、更堅(jiān)硬的質(zhì)感，使其硬度、咀嚼性和黏彈性都產(chǎn)生了變化[73]。 因而，可進(jìn)一步優(yōu)化微膠囊的顆粒大小和硬度等對(duì)奶酪質(zhì)感的影響。

2.3 在其它制品中的應(yīng)用

包埋后的益生菌還可以應(yīng)用于許多其它的食品中，如冰淇淋、果汁、蛋黃醬、香腸等（表1）。Zanjani 等[74]通過(guò)乳化法對(duì)干酪乳桿菌和青春雙歧桿菌進(jìn)行微膠囊化，加入冰淇淋后在-30 ℃保存100 d 以上，結(jié)果顯示微膠囊化可以提高益生菌的存活率，而對(duì)產(chǎn)品感官特性或酸堿度沒(méi)有顯著影響。 Homayouni 等[75]將干酪乳桿菌LC-01 和乳酸雙歧桿菌BB-12 包埋在海藻酸鈣中用于冰淇淋，監(jiān)測(cè)了兩種益生菌在-20 ℃儲(chǔ)存180 d 期間的存活率，結(jié)果發(fā)現(xiàn)包埋使益生菌存活率在相同條件下提高了30%。 在果汁的研究中，Nualkaekul 等[76]用雙層殼聚糖-海藻酸鹽對(duì)植物乳桿菌進(jìn)行多層包埋，在模擬胃液和4 ℃石榴汁中貯存42 d，發(fā)現(xiàn)包埋增強(qiáng)了益生菌在石榴汁這種酸性產(chǎn)品中的耐受性。Mokhtari 等[77]使用內(nèi)源乳化法對(duì)嗜酸乳桿菌和雙歧桿菌進(jìn)行包埋，并添入到巴氏滅菌的葡萄汁中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在4 ℃貯存60 d 后，活菌數(shù)仍能達(dá)到最低標(biāo)準(zhǔn)7 lg（CFU/g）。 Fahimdanesh 等[78]用乳化法將干酪乳桿菌和雙歧桿菌用抗性淀粉包裹后添加到蛋黃醬中，并在4 ℃貯存30 d，顯著提高了蛋黃醬中益生菌在貯存期間的存活率，且改善了蛋黃醬的感官品質(zhì)。Muthukumarasamy 等[79]將微膠囊化的羅伊乳酸桿菌添加在干香腸中發(fā)酵后，在13 ℃下干燥25 d，與未包埋的乳酸桿菌對(duì)比，包埋后的益生菌存活率提高了2 lg（CFU/g），并有助于增加發(fā)酵香腸的品質(zhì)。

表1 益生菌包埋技術(shù)在食品中的應(yīng)用Table 1 Application of probiotics embedding technology in food

食品中添加包埋后的益生菌能有效提高益生菌在產(chǎn)品中的存活率，顯著提升產(chǎn)品的益生效果。微囊化后的益生菌也能改善部分食品的感官風(fēng)味，如降低冰淇淋的硬度[80]等。 特別是微囊化的益生菌顆粒對(duì)顆粒較粗糙的產(chǎn)品口感影響較小[78]，如冰淇淋、蛋黃醬等，因而這些食品可以作為益生菌的良好載體，開(kāi)展更為廣泛的應(yīng)用。

3 結(jié)語(yǔ)

益生菌包埋技術(shù)是增強(qiáng)益生菌生物活性的有效途徑。 內(nèi)源乳化法、Pickering 乳化法、復(fù)合凝聚法和多層包埋等包埋技術(shù)的開(kāi)發(fā)和運(yùn)用，對(duì)改善和提升菌體的環(huán)境耐受性和腸道定殖率具有顯著的推動(dòng)作用。 包埋后的益生菌在食品領(lǐng)域也極具應(yīng)用潛力，能有效提高益生菌在食品生產(chǎn)和儲(chǔ)存過(guò)程中的穩(wěn)定性，提高益生菌在腸道中的存活率。

然而，目前益生菌包埋技術(shù)仍然存在一些不足。 如有的方法制備成本高，有的工藝復(fù)雜，限制了工業(yè)化應(yīng)用，因此探索一種既經(jīng)濟(jì)又適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的技術(shù)，仍是研究的目標(biāo)。 其次，現(xiàn)有的技術(shù)所制備的益生菌微膠囊在粒徑大小、儲(chǔ)存穩(wěn)定性和釋放性等方面仍有很大的提升空間。最后，一些包埋后的益生菌顆粒應(yīng)用到食品中，會(huì)對(duì)食品的質(zhì)感和風(fēng)味產(chǎn)生顯著影響。因此，如何有效調(diào)控益生菌微膠囊對(duì)食品感官特性的影響，也是值得研究和改善的重要方向。目前為止，能夠克服環(huán)境、加工和應(yīng)用等因素的影響，如何有效提高益生菌的包埋效果和實(shí)用性仍是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。解決這些問(wèn)題，將會(huì)極大地推動(dòng)益生菌產(chǎn)品與食品工業(yè)的發(fā)展。