基于Qodume shahri种子粘液和奇亚籽蛋白的双层微胶囊化植物乳杆菌在巧克力牛奶甜点中的应用及功能特性研究

本研究针对益生菌在食品加工和胃肠道环境中的存活难题，创新性地采用Qodume shahri种子粘液(LPSM)和奇亚籽蛋白(SHSP)构建双层微胶囊体系，包裹植物乳杆菌(LP)。通过评估微胶囊化效率(EE%达98.13%)、耐热性(72°C存活率52.11%)及模拟胃肠条件(SGC)下的稳定性，证实50:50配比的LPSM-SHSP组合能显著提升LP在巧克力牛奶甜点(CMD)中的存活率(存储21天达6.51 log CFU/mL)，为功能性食品开发提供新策略。

　　

在追求健康饮食的今天，益生菌因其调节肠道菌群、增强免疫等功效备受关注。然而，这些"肠道卫士"却面临严峻挑战：高温加工会灭活菌体，胃酸和胆汁盐如同"生化武器"摧毁其活性，即便侥幸存活，存储期间的代谢损耗也令其难达有效剂量。以植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum, LP)为例，这种存在于发酵食品中的多功能益生菌虽能耐受15%酒精环境，却在常规食品加工中折损严重。更棘手的是，现有微胶囊材料如海藻酸钠存在孔隙率高、耐酸性差的缺陷，而商业包埋剂成本高昂。如何构建既经济又高效的"益生菌装甲"，成为食品科学领域的攻关重点。

针对这一难题，来自伊朗的研究团队在《Applied Food Research》发表创新成果，他们从本土植物Qodume shahri（学名Lepidium perfoliatum）种子中提取特殊粘液(LPSM)，与奇亚籽蛋白(SHSP)联用，打造出双层微胶囊体系。这种"天然装甲"不仅原料易得、成本仅为商业材料的1/3，其独特的阿拉伯木聚糖结构更能抵御胃酸侵蚀。研究通过精确调控两种成分比例，使植物乳杆菌在巧克力牛奶甜点中实现"三级跳"——加工时耐72°C高温、存储期维持高活性、消化途中突破胃酸屏障，最终以69.62%的存活率抵达肠道"战场"。

研究采用的关键技术包括：双层挤出微胶囊化技术（内层海藻酸钠，外层LPSM/SHSP复合物）、扫描电镜(SEM)表征微观结构、模拟胃肠液(SGF/SIF)消化模型评估存活率，以及质构分析(TPA)检测甜点品质。所有原料均采购自伊朗当地市场，LP菌株(ATCC 10241)购自波斯菌种保藏中心。

研究结果揭示多重突破
形态与包封效率：50:50的LPSM-SHSP组合(S3)形成的微胶囊直径约3921μm，表面光滑致密，包封率高达98.13%，电镜显示其孔隙率显著低于单一材料组。
极端环境耐受性：在72°C热处理5分钟后，S3组存活率(52.11%)是纯蛋白组的2.7倍；pH1.5+15% NaCl的"双杀环境"中，其1.5小时存活率(48.17%)远超游离菌(10.16%)。
产品应用表现：添加S3微胶囊的巧克力甜点(CMD-MLP-S3)21天冷藏后活菌数达6.51 log CFU/g，虽未完全达到10⁷
CFU/g的理想标准，但较游离菌提升40%。SEM显示微胶囊能填充酪蛋白网络间隙，使甜点硬度提升至71.25±6.01 g，同时保持色泽稳定(L*值57±0.83)。
胃肠转运突破：模拟消化4小时后，S3组54.48%的菌体存活，显著高于游离菌(44.36%)，研究者推测这与粘液-蛋白复合物延缓胆汁盐渗透有关。

结论与展望
该研究开创性地将本土植物资源转化为"益生菌护航舰"：LPSM中的阿拉伯木聚糖与SHSP的耐热球蛋白协同作用，通过氢键和疏水相互作用形成致密网络，既阻挡外界侵袭，又维持内部代谢微环境。这种"内外兼修"的设计使CMD-MLP-S3在酸性、热加工和存储稳定性上实现三重提升，尽管最终活菌数未达最优，但为低成本功能性食品开发指明新方向。后续研究可优化菌株负载量，并探索LPSM与不同植物蛋白的配伍规律，或许能解锁更强大的"菌体装甲"。正如研究者Marhamatizadeh强调："自然界的植物黏液本是种子为抵御恶劣环境进化的武器，我们只是借用了这份智慧来保护益生菌。"这一发现不仅为中东特色植物资源高值化利用开辟路径，更为全球功能性食品创新提供了"就地取材"的典范。