细菌纤维素协同固定化技术显著提升凝结芽孢杆菌(Heyndrickxia coagulans)的益生稳定性

为解决益生菌在高温和胃肠道环境中的存活难题，研究人员从腐烂葡萄中分离出高产细菌纤维素(BC)的菌株Komagataeibacter xylinus BCG04，利用成熟椰子水(MCW)制备纳米纤维BC载体，通过冷冻干燥固定化技术使凝结芽孢杆菌在60-80℃下存活率比游离细胞高1-2 log CFU/mL(p<0.05)，在pH3和1%胆盐中保持>106 CFU/mL，为功能性食品开发提供新型共生体系解决方案。

　　

随着市场对耐热抗逆益生菌需求激增，科研人员将目光投向新型递送系统开发。这项突破性研究从腐烂葡萄中成功分离到一株高产细菌纤维素(Bacterial Cellulose, BC)的菌株——木葡糖酸醋杆菌Komagataeibacter xylinus BCG04，并创新性地利用农业废弃物成熟椰子水(Mature Coconut Water, MCW)作为培养基质。通过场发射扫描电镜(FE-SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线衍射(XRD)等技术证实，所制备的BC具有典型的纳米纤维形态、完整官能团结构和纤维素Iβ晶体结构。

研究团队采用该BC基质对产孢益生菌凝结芽孢杆菌Heyndrickxia coagulans进行固定化处理。经冷冻干燥工艺后，固定化细胞展现出惊人的环境抗性：在60-80℃高温条件下，其存活率较游离细胞显著提升1-2个对数级(p<0.05)；模拟胃肠道环境测试中，固定化细胞在pH3酸性环境和1%胆盐条件下暴露3小时后，活菌数仍保持在10⁶ CFU/mL以上，而游离细胞则骤降至<10³ CFU/mL。这些数据有力证明了BC作为生物相容性载体在提升益生菌应激耐受性方面的卓越性能。

该研究开创性地将椰子水衍生的BC与凝结芽孢杆菌结合，不仅实现了农业废弃物的高值化利用，更为功能性食品和营养保健品行业提供了一种经济高效的下一代共生制剂(synbiotic)开发策略。这种绿色制备工艺既符合可持续发展理念，又能显著提升益生菌产品的货架稳定性和肠道存活率，具有重要的产业化应用前景。