蛋白质-碳水化合物壁系统对冻干益生菌微胶囊的存活率和稳定性的影响

《World Journal of Microbiology and Biotechnology》：Effect of protein-carbohydrate wall systems on viability and stability of freeze-dried probiotic microcapsules

　　

摘要

益生菌的应用常常受到加工和储存过程中存活率低下的限制，这凸显了开发有效保护性包封系统的必要性。本研究比较评估了蛋白质-碳水化合物壁材料系统对冻干微胶囊结构稳定性和存活率的影响。实验中使用了麦芽糊精（MD）、脱脂奶粉（SMP）和阿拉伯胶（GA）以单一、二元和三元组合的形式来分别包封四种益生菌菌株（Lactiplantibacillus plantarum、Limosilactobacillus fermentum、Lactobacillus acidophilus 和 Bifidobacterium breve）。评估了包封效率、细胞存活率、理化性质（水分含量、水分活度、堆积密度和颜色）以及结构特征（扫描电子显微镜观察、动态光散射、Zeta电位、X射线衍射、热重分析和傅里叶变换红外光谱）。与单一或二元壁材料系统相比，三元MD:SMP:GA配方显示出更高的包封效率，并且在冻干后的存活率可维持在9.25 log CFU/mL。壁材料组成对微胶囊结构和益生菌存活率有显著影响，但不同菌株之间的差异较小。结构分析表明，MD:SMP:GA配方通过氢键作用和静电效应促进了均匀无定形微结构的形成，从而在冻干过程中限制了分子运动并保持了细胞完整性。这些发现为蛋白质-碳水化合物相互作用在冻干微胶囊化过程中的作用机制提供了见解，并展示了三元MD:SMP:GA系统在功能性食品和营养保健品中提高益生菌稳定性的潜力。