添加包埋植物乳杆菌的面包的理化性质、储存稳定性及细胞活性

《Food Chemistry》：Physicochemical properties, storage stability, and cell viability of bread supplemented with encapsulated Lactiplantibacillus plantarum

　　

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  蛋白质–多糖体系提高了益生菌的热保护性。
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  蛋白质–辛烯基淀粉提高了益生菌在烘焙和模拟消化过程中的存活率。
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  蛋白质–麦芽糊精在储存期间为益生菌提供了更优异的稳定性。
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  含有植物乳植杆菌（Lactiplantibacillus plantarum）的益生菌面包保持了良好的感官接受度。

引言

烘焙产品在全球营养中发挥着至关重要的作用，这得益于其高产量、广泛分布和成本效益优势。面包尤为受人青睐，其独特的多孔质地、蓬松体积和储存稳定性，以及令人愉悦的感官特性使其广受赞誉（Beikzadeh 等，2025；Gong 等，2026）。然而，传统小麦面包主要以碳水化合物为主，缺乏必需的微量营养素，这促使人们越来越多地关注功能性面包——即旨在提供超越基本营养的生理益处的产品（Samakar 等，2025）。

功能性食品领域的重大进展之一是益生菌的引入：适量摄入时对宿主产生健康益处的活微生物（Hill 等，2014）。其功效与肠道微生物群的调节密切相关，后者是由约10¹⁴个微生物组成的复杂生态系统，对代谢、营养和免疫稳态至关重要（Arepally 等，2023）。在这些益生菌中，植物乳植杆菌（Lactiplantibacillus plantarum）凭借其顽强的适应性而脱颖而出，它能够耐受胃肠道环境、定植肠道，并产生功能性后生元（如胞外多糖），后者与系统性健康益处相关（Jiang 等，2025；Rodrigues 等，2025）。

尽管具有应用潜力，将植物乳杆菌（L. plantarum）添加到面包中仍面临严峻挑战。烘焙过程中的机械和热应力，加之面团的低pH值以及消化过程中随后接触到的胆盐和蛋白酶，都会严重损害微生物的存活率（Almada-érix 等，2022；Samakar 等，2025）。虽然喷雾干燥包埋已被证明是一种有效的稳定化策略，但其效果取决于壁材的选择（Montoya-Yepes 等，2024）。传统的单一基质（如单独的蛋白质或淀粉）往往无法提供足够的保护，难以应对面包加工过程的严苛条件。因此，二元保护体系作为一种有前景的替代方案应运而生，它提供多层防护，包括隔热保护、防止细胞脱水和耐酸涂层稳定化（Arepally 等，2023；Penhasi 等，2021）。

尽管具有这些优势，二元体系在烘焙领域的应用研究仍然不足。关键因素如粒径分布及其对面团流变性和面包组织质地的影响必须加以妥善处理，以维持产品质量（Penhasi 等，2021；Uma?a 等，2024）。为弥补这一不足，目前的配方利用乳清蛋白分离物（WPI）凭借其优异的成膜能力，辅以功能性优化的碳水化合物。具体而言，麦芽糊精（MTX）可增强包埋稳定性，而OSA改性淀粉则作为多功能乳化剂，通过降低刚度和促进结构恢复来调节面团流变性（Ghasemi 等，2022；Montoya-Yepes 等，2024）。基于上述前提，假设WPI与改性淀粉（MTX或OSA）之间的协同作用可形成具有韧性的二元基质，能够作为优异的热屏障和化学屏障。预计该体系将显著提高植物乳杆菌（L. plantarum）在喷雾干燥和烘焙过程中的存活率——使菌落数保持在治疗阈值以上——同时优化面团流变性能并保持面包的理化完整性和感官品质。

因此，本研究的目的是评估WPI-MTX和WPI-OSA二元混合物对经喷雾干燥微胶囊化包埋的植物乳植杆菌（Lactiplantibacillus plantarum）在小麦面包加工和储存过程中的保护效果，并分析所得功能性产品的理化稳定性和感官特性。

章节摘要

材料

益生菌菌株植物乳植杆菌（Lactiplantibacillus plantarum）取自萨巴纳大学（Universidad de La Sabana）菌种保藏库。益生菌培养所需的微生物级试剂，包括MRS肉汤、琼脂、酵母提取物和蛋白胨，购自Scharlau?（西班牙）。食品级壁材包括乳清蛋白分离物（WPI；Moravia Lacto，捷克）、麦芽糊精（MTX；Maltrin?，Ingredion，美国）和OSA改性淀粉（Capsul?，Ingredion，美国）。分析级酶，特别是

L. plantarum微胶囊的理化特性

MTX和OSA微胶囊的理化特性见表1。粉末产品的水分含量直接影响其理化性质以及储存期间各组分的迁移性（Farzanfar 等，2025；Kalajahi 等，2025）。MTX微胶囊的水分含量为2.92 g H?O/100 g，而OSA微胶囊为2.43 g H?O/100 g。MTX中较高的水分含量（p < 0.05）可归因于其较高的持

结论

本研究结果表明，采用WPI-MTX和WPI-OSA二元体系对植物乳植杆菌（Lactiplantibacillus plantarum）进行微胶囊化包埋，是一种开发功能性面包的有效策略。即使在烘焙热应力（180 °C）和模拟胃肠道转运的条件下，细胞活力仍可维持在治疗阈值10⁶ CFU/g以上。微胶囊表现出最佳的理化稳定性，其特征为极低的含水率（a_w < 0.16）和球形形态

CRediT作者贡献声明

Martínez-García Miguel：撰写——初稿，验证，方法学，调查研究，形式分析，数据管理。Quintanilla-Carvajal María Ximena：撰写——审阅与编辑，监督指导，资源支持，概念设计。Tibaquira-Peréz Liceth：撰写——审阅与编辑，验证，方法学，调查研究。Cardoso-Cárdenas Mary：撰写——审阅与编辑，验证，方法学，调查研究。Filomena-Ambrosio Annamaria：撰写——审阅与编辑，验证，调查研究。

伦理审批

本研究无需伦理审批。

利益冲突声明

作者声明，他们不存在可能影响本文所报告工作的已知竞争性经济利益或个人关系。

致谢

作者感谢墨西哥SECIHTI提供的学生研究基金（编号1220529）。感谢Greta Hanako Rosas Saito博士在显微照片准备方面提供的支持。同时，作者感谢萨巴纳大学（Universidad de La Sabana，哥伦比亚奇亚）ING 266-2020项目"通过消化研究和感官特征表征验证含包埋添加剂的功能性食品"的经费资助。

Martínez-García Miguel|Quintanilla-Carvajal María Ximena|Tibaquira-Peréz Liceth|Cardoso-Cárdenas Mary|Filomena-Ambrosio Annamaria|Pascual-Pineda Luz Alicia|Rascón Díaz Martha Paola|Jiménez-Fernández Maribel