植物乳杆菌在海藻酸钠 / 果胶 / 茶多酚复合物中的包埋:增强发酵乳制品稳定性与生物活性

【字体: 时间:2025年05月22日 来源:Food Chemistry 8.5

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  为解决植物乳杆菌(Lactiplantibacillus plantarum)在复杂环境中稳定性不足等问题,研究人员开展其在海藻酸钠(SA)/ 果胶(PE)/ 茶多酚(TP)复合物中包埋研究。结果显示包埋效率达 96.51%,且提升了菌株多项性能,为益生菌保存及酸奶品质改善提供新方向。

  
在益生菌应用的广阔领域中,植物乳杆菌(Lactiplantibacillus plantarum)作为明星菌株,凭借降血脂、缓解肠炎、改善乳糖不耐受等卓越功效,在食品发酵尤其是酸奶制作中备受青睐。然而,这位 “健康小卫士” 在复杂的外界环境中却颇为脆弱:氧气的侵袭、胃肠道消化液的 “攻击” 以及冷藏储存时的严苛条件,都可能使其生长受阻、活性衰减,进而影响其在食品中的应用效果。传统的遗传改造等方法不仅耗时耗力,还难以广泛适用于多数菌株,因此,寻找一种高效、温和的保护策略成为科学界和产业界的共同诉求。

为突破这一困境,来自国内研究机构的科研团队开展了一项富有创新性的研究。他们将目光聚焦于天然高分子材料与生物活性成分的协同作用,尝试构建一种新型包埋体系,以提升植物乳杆菌的稳定性与生物活性,并探索其在发酵乳制品中的应用潜力。这项研究成果发表在国际知名期刊《Food Chemistry》上,为益生菌的保护与应用开辟了新路径。

研究中,科研人员主要采用了聚合物凝胶法制备包埋微珠。通过将植物乳杆菌 LPP95 包埋于海藻酸钠(SA)、果胶(PE)和茶多酚(TP)组成的复合物中,形成 SA/PE/TP/LP 包埋微珠。研究过程中运用了傅里叶变换红外光谱(FTIR)和 X 射线衍射(XRD)等技术,深入分析包埋体系的形成机制,同时通过模拟胃液耐受性、储存稳定性、溶血实验及抗氧化活性测定等方法,系统评估包埋微珠的性能。

包埋性能与物理特性


通过对比 SA/PE/LP 和 SA/PE/TP/LP 两种包埋微珠发现,添加茶多酚的微珠包埋效率达 96.51%,略高于未添加茶多酚的组别,且均展现出优异的包埋效果。在物理特性方面,两者粒径分别为 2.24±0.03 和特定数值,微珠形态规则,表面结构致密。茶多酚的加入通过氢键作用与 SA/PE 形成无定形复合物,增强了微珠的机械强度和持水能力,为益生菌提供了更稳固的 “庇护所”。

生物活性与稳定性评估


生物活性分析表明,SA/PE/TP/LP 包埋微珠具有良好的生物安全性,其 DPPH 自由基清除率显著提升,抗氧化能力突出。在模拟消化条件下,茶多酚的添加显著提高了植物乳杆菌在肠道中的溶解率和活菌数,同时增强了菌株对胆盐的耐受性。在冷藏储存过程中,包埋微珠中的活菌数下降幅度明显小于游离菌体,展现出更强的储存稳定性。

在酸奶发酵中的应用


将 SA/PE/TP/LP 包埋微珠应用于酸奶发酵时,研究发现其能显著减缓酸奶的 pH 值变化,维持更稳定的酸度环境。从感官评价来看,添加包埋微珠的酸奶质地细腻、风味更佳。通过对凝胶结构和流变学特性的分析表明,包埋体系改善了酸奶的凝胶网络结构,提升了其硬度、黏度等流变学性能,使酸奶具有更优良的品质。

综合研究结论,SA/PE/TP 复合物包埋技术通过茶多酚与多糖的协同作用,成功构建了一种高效、稳定的益生菌递送系统。该体系不仅实现了植物乳杆菌的高包埋效率,还显著增强了菌株在复杂环境中的耐受性和生物活性,为益生菌在发酵乳制品中的应用提供了可靠的技术支持。这项研究不仅揭示了茶多酚 - 多糖包埋体系的作用机制,还为开发高活性益生菌产品、提升乳制品品质开辟了新方向,有望在食品工业和功能性食品领域发挥重要作用,为消费者带来更健康、更优质的食品选择。
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