综述：花生浓缩蛋白联合抗性淀粉和β-环糊精的微胶囊化对植物乳杆菌Heal 19在储存和体外消化中存活率的影响

本研究推荐采用喷雾干燥技术，以花生浓缩蛋白（PP）联合抗性淀粉（RS）和β-环糊精（β-CD）作为复合壁材，显著提升益生菌植物乳杆菌Heal 19在模拟胃肠消化（SGJ/SIJ）及4?°C储存条件下的存活率。通过FTIR、XPS、LF-NMR、DSC等多维度表征，证实双多糖组（PSC）形成稳定结构，有效降低水分活度（aw＜0.25），维持细胞活性达8.38?log?CFU/mL（56天），为高值化利用花生副产物及开发新型益生菌递送系统提供创新策略。

　　

引言

益生菌摄入对人体健康具有多重益处，其中植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）因其卓越的胃肠道耐受性和附着能力备受关注。该菌株具备抗菌、改善消化、抗炎、心血管保护及免疫调节等功能，广泛应用于食品工业作为发酵剂和益生菌菌株。然而，其在加工和储存过程中易受温度、pH、酶解、氧气和胆盐等不利环境影响，导致活性下降。微胶囊化技术通过将益生菌包埋于壁材中，有效保护其活性并调控释放速率。喷雾干燥技术因参数可控、易于放大生产，成为益生菌微胶囊化的优选方法，而壁材的选择直接决定益生菌的存活率。

花生浓缩蛋白是花生油提取的副产物，年产量巨大，但目前多用于饲料和肥料，食品领域的高值化应用尚未充分开发。其蛋白含量约50%，可能有益于人体肠道菌群，但作为益生菌包埋材料的潜力尚未探索。蛋白质虽具良好成膜性，但易受胃酶降解和聚集，限制其应用。多糖具有耐酸和抗酶解特性，与蛋白协同可增强微胶囊结构密度、机械强度和益生菌保护能力。

抗性淀粉（RS）和β-环糊精（β-CD）作为抗消化多糖，具备显著的环境稳定性。RS3型来源于高直链淀粉，抗胰淀粉酶且热稳定性高（达155?°C），适用于靶向递送系统；β-CD是一种可溶性环状寡糖，具生物相容性、易降解和无毒特性，其疏水空腔可通过非共价相互作用包埋核心材料。二者与蛋白结合不仅能增强微胶囊的抗酶解能力，还能提高益生菌的胃肠道存活率和生物利用度。

材料与方法

材料与菌株

植物乳杆菌Heal 19购自北京菌种保藏中心。花生浓缩蛋白、抗性淀粉（RS3）和β-CD均为食品级。其他试剂包括MRS培养基、胃蛋白酶、胰酶、胆盐等。

营养组成分析

花生浓缩蛋白的营养成分包括水分（6.54%）、灰分（3.84%）、蛋白质（65.66%）、油脂（5.7%）和碳水化合物（16.78%）。

微胶囊制备

采用喷雾干燥法制备四组微胶囊：PP（10%花生蛋白）、PPS（8%蛋白+2%RS）、PPC（8%蛋白+2%β-CD）和PSC（8%蛋白+1%RS+1%β-CD）。菌悬液浓度约10⁷?CFU/mL，均质后喷雾干燥，进口温度120?°C，出口温度70?°C。

表征与评价

通过测定存活率、产率、水分含量、a_w、粒径、SEM、FTIR、XPS、LF-NMR、DSC、活死菌染色及体外模拟胃肠消化（SGJ pH?1.73，SIJ pH?7.0）和4?°C储存56天评估微胶囊性能。

结果与讨论

存活率与产率

喷雾干燥后，PSC组存活率最高（86.13%），活菌数达9.5?log?CFU/mL，显著高于PP组（79.15%）。微胶囊产率在63.46%–79.11%之间，PSC组产率最高（79.11%），表明蛋白与多糖协同提升保护效果。

微胶囊性质

SEM显示微胶囊粒径7–15?μm，表面皱缩粗糙，PPC组出现破裂。粒径分析表明PSC组平均粒径最大（15.68?μm），PDI值均低于0.3，分布均匀。水分含量（4.82%–5.26%）和a_w（0.166–0.178）均符合储存标准，PSC组a_w最低（0.166），利于抑制微生物生长。

水分分布与热稳定性

LF-NMR显示PSC组结合水比例最高（51.7%），自由水比例最低（44.6%），表明结构更紧密。DSC分析中PSC组熔融温度最高（136?°C），热稳定性最强，归因于RS和β-CD的协同作用。

结构表征

XPS和FTIR证实蛋白与多糖通过分子间相互作用形成稳定结构。XPS检测到N?1s信号（398.7?eV），表明蛋白存在于微胶囊表面；FTIR中酰胺I带位移（1630→1636?cm^?1）表明蛋白二级结构由有序向无序转变，喷雾干燥导致部分展开。

体外消化与储存稳定性

模拟胃肠消化后，PSC组活菌损失最低（1.97?log?CFU/mL），存活率最高。储存56天后，PSC组活菌数保持在8.38?log?CFU/mL，显著优于其他组。活死菌染色显示PSC组绿色荧光（活菌）比例最高，膜完整性最好。

结论

花生浓缩蛋白联合RS和β-CD可形成稳定微胶囊，显著提升植物乳杆菌Heal 19在加工、储存及胃肠环境中的存活率。双多糖组（PSC）在结构紧密性、热稳定性和抗消化性方面表现最优，为花生副产物高值化和益生菌制剂开发提供有效策略。未来需进一步探究蛋白与多糖的分子互作机制及益生菌失活机制，以优化应用效果。