《Journal of Food Engineering》：From vinegar-brewing raw material to drying protectant: Puffed sorghum hydrolysate improves the drying survival of
Acetobacter pasteurianus by enhanced polyphenol release
编辑推荐：
•PSH提高了Acetobacter pasteurianus（巴氏醋杆菌）发酵剂的干燥存活率。•膨化处理提高了多糖和多酚含量，同时降低了残留淀粉。•高粱多酚增强了Acetobacter pasteurianus的耐干燥性。•PSH发酵剂表现出较低的含水率、水分活度、粒径和较
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PSH提高了Acetobacter pasteurianus（巴氏醋杆菌）发酵剂的干燥存活率。
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膨化处理提高了多糖和多酚含量，同时降低了残留淀粉。
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高粱多酚增强了Acetobacter pasteurianus的耐干燥性。
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PSH发酵剂表现出较低的含水率、水分活度、粒径和较高的玻璃化转变温度（Tg）。
引言
醋杆菌（AAB），尤其是Acetobacter pasteurianus（巴氏醋杆菌），在醋发酵过程中通过将乙醇氧化为醋酸而发挥核心作用（Hua et al., 2024; Zhang et al., 2015）。使用微生物发酵剂是提高发酵效率、工艺稳定性和产品质量的有效策略（Pereira et al., 2020）。与液态发酵剂相比，干燥发酵剂更方便运输和储存，且污染风险更低（Tan et al., 2018）。然而，醋杆菌是严格好氧且对胁迫敏感的微生物，在干燥及后续储存过程中维持其活性仍是一个重大挑战。冷冻干燥（FD）由于其加工条件相对温和而广泛应用于微生物保藏，但其较长的加工时间和较高的能耗限制了其工业化应用（Kadet et al., 2024; Ndoye et al., 2007）。相比之下，喷雾干燥（SD）是一种快速、连续且经济高效的干燥技术。然而，由于在雾化和干燥过程中施加的严重热应力、脱水应激和氧化应激，SD在醋杆菌发酵剂制备中的应用仍然有限（Cavender et al., 2021）。
使用合适的保护剂对于提高干燥过程中细菌的存活率至关重要（Cavender et al., 2021）。然而，常用的保护剂如海藻糖、麦芽糊精和脱脂奶粉可能会增加生产成本，并向醋发酵工艺中引入非酿造添加剂。对于传统醋生产而言，来源于酿造原料本身的保护剂更适合发酵体系，也更不太可能影响产品风味或质量。高粱是谷物醋发酵中的重要原料，含有淀粉、蛋白质、膳食纤维和多酚（Stamenkovic et al., 2020）。水解后，高粱可提供碳水化合物和蛋白质，有助于干燥过程中的基质形成和细胞保护（Ali et al., 2019）。然而，高粱水解物（SH）在醋杆菌干燥过程中的保护性能尚未得到系统研究。挤压膨化是一种涉及高温、高压和剪切力的热机械过程，广泛用于改变谷物材料的结构和功能特性（Kasote et al., 2021）。它可以破坏淀粉的原始颗粒和晶体结构，促进糊化和无定形化，并促进可溶性组分的释放（Kuo et al., 2019）。因此，在高粱水解前进行挤压膨化处理可能会改变SH的组成及其与干燥相关的功能特性，从而改善其在醋杆菌发酵剂干燥过程中的保护性能。
本研究以SH作为保护剂和壁材，采用SD和FD制备A. pasteurianus发酵剂。评估了挤压膨化对高粱结构、水解物组成、发酵剂理化性质、干燥存活率和储存稳定性的影响。本研究旨在阐明挤压膨化如何影响高粱水解物的组成和保护性能，并为利用内在发酵原料生产醋杆菌发酵剂提供了一种具有工业应用价值的策略。
章节摘要
菌株与材料
A. pasteurianus CGMCC 3089购自中国普通微生物菌种保藏管理中心。高粱和膨化高粱由山西紫林醋业股份有限公司（中国山西省太原市）提供。酸性耐热α-淀粉酶AHA-400购自安琪酶制剂有限公司（中国湖北省宜昌市）。Bacterfield磷酸盐缓冲液购自上海麦克林生化有限公司（中国上海市）。用于GY培养基的葡萄糖、酵母浸粉和琼脂
A. pasteurianus发酵剂的制备
A. pasteurianus发酵剂的存活率见图1。对于SD，使用PSH制备的发酵剂存活率（68.38%）显著（
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结论
本研究证明，高粱水解物（SH）作为醋酿造中的内在原料，可用作制备Acetobacter pasteurianus发酵剂的有效保护剂，而无需添加非酿造添加剂。挤压膨化处理通过破坏原始淀粉基质、降低淀粉有序度并增强酶的可及性，显著提高了SH的保护性能，从而使残留直链淀粉和支链淀粉含量降低，但
CRediT作者贡献声明
Ruize Zhang：撰写——原稿，可视化，调查研究，正式分析。Yanhua Liu：撰写——审阅与编辑，正式分析，数据整理。Ao Zhang：软件，正式分析，数据整理。Jiangfan Liu：资源获取，调查研究，数据整理。Jianguo Zhang：撰写——审阅与编辑，调查研究。Yuxuan Wang：可视化，调查研究，数据整理。Jing Liu：验证，调查研究，概念化设计。Jia Song：软件，正式分析，数据整理。Yufeng Yan：
致谢
本研究获得了国家自然科学基金（32472324）、天津市自然科学基金（25JJJJC0021）、天津市重点研发项目（25ZXWCSY00190）、山西省科学技术厅（202404021301002）以及山西省创新研究团队的资助。
Ruize Zhang|Yanhua Liu|Ao Zhang|Jiangfan Liu|Jianguo Zhang|Yuxuan Wang|Jing Liu|Jia Song|Yufeng Yan|Yu Zheng|Min Wang
