基于乳清蛋白-莎勒葡甘露聚糖纳米管封装技术提升酸奶菌株在胃肠环境及室温下的存活稳定性研究

本研究首次通过静电纺丝技术构建乳清蛋白(WPI)-莎勒葡甘露聚糖(SG)纳米管，显著提升酸奶发酵菌株（Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus和Streptococcus thermophilus）在模拟胃肠液(SGF)、胆盐及不同温度(-20/+4/+25°C)胁迫下的存活率。通过SEM/TEM/TGA/FTIR多维度表征证实纳米管结构，为商业化益生菌制剂开发提供创新方案。

　　

Highlight

材料与方法

采用乳清蛋白分离物(WPI)和莎勒葡甘露聚糖(SG)作为纳米载体，通过静电纺丝技术封装酸奶发酵菌株（保加利亚乳杆菌亚种Ab1和嗜热链球菌As2）。详细制备流程参照前期研究方案，关键参数包括：WPI浓度10%、SG添加量2%、电压15kV、接收距离15cm。

Results and discussions

益生菌作为改善消化健康的"肠道卫士"，其功效发挥依赖于穿越胃酸(pH_2.0)、胆盐(0.3%)等胃肠屏障的存活能力。本研究发现：

1. 1.

   纳米管封装使菌株在模拟胃液(SGF)中存活率提升3.8倍

2. 2.

   25°C储存28天后仍保持10⁷ CFU/g活菌数

3. 3.

   TEM显示中空管状结构(直径200±50nm)有效阻隔热损伤

   突破性在于首次实现蛋白基纳米管对非传统益生菌（酸奶发酵菌）的保护，其热稳定性(ΔT_g↑12°C)显著优于传统海藻酸钠微胶囊。

Conclusion

这项研究开创性地将SG/WPI复合纳米管应用于静电纺丝技术，使酸奶菌株获得"分子装甲"：

• 胃肠通过率提升至89%

• 室温储存期延长4倍

为功能性发酵食品开发提供了革命性的封装策略，相关技术已申请国际专利(PCT/TR2024/000001)。