海藻酸钠-壳聚糖微囊化益生酵母在抗沙门氏菌功能性黑巧克力生产中的应用研究

本研究针对食品基质中益生菌（PRO）存活率低及靶向递送难题，创新性地采用海藻酸钠-壳聚糖（Alg-Ch）微囊化技术封装耐热渗透压的库德里阿兹威氏毕赤酵母（Pichia kudriavzevii），开发具有抗沙门氏菌（Salmonella enterica）活性的益生黑巧克力。研究证实微囊化酵母在模拟胃肠（SGI）条件下的存活率显著高于游离细胞，且能有效降解赭曲霉毒素A（OTA）达59.67%，同时通过可控释放壳聚糖（Ch）实现产品贮藏期内的病原菌抑制。该成果为清洁标签（clean-label）功能性食品开发提供了新策略。

　　

巧克力遇上益生菌：一场关于美味与健康的革命
在追求健康饮食的今天，巧克力因其高糖高脂的特性常被诟病，但它的高消费量又使其成为功能性成分的理想载体。如何让巧克力不仅美味，还能携带活性益生菌（PRO）穿越严苛的胃肠环境，甚至具备抗菌防霉功能？这成为食品科学家们亟待破解的难题。传统益生菌多为乳酸菌（LAB），但酵母菌因其天然耐抗生素特性正成为PRO领域的新星。然而，巧克力生产中的高温（64°C）和高糖（40%碳水化合物）环境，加上胃肠道的强酸和胆盐，对大多数微生物都是致命考验。

针对这一系列挑战，来自伊朗的研究团队在《Carbohydrate Polymer Technologies and Applications》发表了一项突破性研究。他们从自发发酵面团中筛选出一株库德里阿兹威氏毕赤酵母（Pichia kudriavzevii），该菌株展现出惊人的热渗透耐受性（98.43%存活率）和抗沙门氏菌活性（82.22%抑制率）。更巧妙的是，研究人员采用海藻酸钠（Alg）和壳聚糖（Ch）的层层自组装（LbL）技术，构建了双涂层微胶囊，将酵母存活率在模拟胃肠（SGI）条件下从40.91%提升至86.91%。当这种微囊化酵母被添加到黑巧克力中后，不仅实现了长达4周（相当于常规储存9-12个月）的稳定存活，还能通过持续释放壳聚糖，在7天内完全抑制沙门氏菌。

关键技术路线
研究采用多重筛选法从自发发酵面团分离酵母，通过血平板溶血试验（γ-溶血）、热渗透胁迫（64°C/40%糖）和模拟胃肠（含胃蛋白酶pH2.0+胆盐胰酶）测试筛选候选菌株。分子鉴定通过ITS区PCR测序和MEGA6构建系统进化树完成。抗菌活性采用混合培养法（10⁶ CFU/mL）和高效液相色谱（HPLC）检测OTA降解率。微囊化采用海藻酸钠（2%）初级凝胶化后壳聚糖（0.4%）二次包覆，通过场发射扫描电镜（FESEM）和傅里叶红外（FTIR）表征结构。黑巧克力应用实验监测了加速货架期（28°C/70%RH）下的菌群动态。

从实验室到巧克力工厂的突破
3.1 酵母界的"特种兵"
从三个无溶血活性的候选菌株中，P. kudriavzevii以98.43%的热渗透耐受性和40.91%的胃肠存活率脱颖而出。小鼠实验证实其口服安全性，血液生化指标均正常（OECD标准）。

3.2 微胶囊的"盔甲"设计
双涂层微胶囊的封装效率达86.91%，zeta电位从Alg单层的-5.7mV逆转为+14.6mV。FTIR显示3425cm^-1处氢键峰，证实Alg羧基与Ch氨基的静电交联。电镜显示单层多孔（739.58μm）而双层致密（803.40μm），有效阻挡胃酸侵蚀。

3.3 巧克力中的"隐形守护者"
在巧克力基质中，微囊化酵母存活率较游离细胞提升2.4倍，且能持续释放壳聚糖，4天内完全清除沙门氏菌。值得注意的是，热灭活酵母的OTA吸附率（59.67%）远超活细胞（35.28%），揭示细胞壁β-葡聚糖的物理吸附主导解毒机制。

改写功能食品规则
这项研究首次将微囊化益生酵母成功应用于黑巧克力体系，破解了高温加工与胃肠递送的双重难题。其创新价值体现在三方面：一是发现P. kudriavzevii兼具PRO特性与食品加工适应性；二是Alg-Ch微囊的pH响应释放特性，实现肠道靶向递送与抗菌剂控释的双重功能；三是建立巧克力这种复杂脂质体系中PRO稳定化的新标准。未来，这种"一石三鸟"的设计策略——既能递送益生菌，又能抑制病原菌，还可降解霉菌毒素——或将成为清洁标签食品开发的黄金范式。