益生菌微膠囊技術的研究進展

周家旭 劉佳 曾英男

【摘要】益生菌微膠囊是用合適的壁材對益生菌進行包埋，以保護益生菌的活性，其產(chǎn)品研發(fā)與應用具有較高的市場潛力。本文主要介紹了益生菌微膠囊常用的制備方法，從原理和適用菌種等方面對不同制備方法了進行分析，并說明益生菌微膠囊產(chǎn)品在動物飼料、高活性益生菌酵素粉、冰淇淋等方面的創(chuàng)新型應用。

【關鍵詞】微膠囊技術? 益生菌? 制備? 應用

一、益生菌微膠囊的制備

（一）超聲波法

超聲波法指的是通過超聲波將壁材與芯材混合，使芯材可以在超聲波的作用下進入壁材內(nèi)部，對多余的芯材及溶液進行抽濾后，固體進行烘干后即可得到微膠囊。由于該方法需要在40-50℃的超聲波水浴當中進行，因此適合于嗜熱型益生菌包埋，方法較為簡便，成功率可達到80±0.23%。

（二）內(nèi)源乳化法

內(nèi)源乳化法是利用水油相分離的原理進行包埋，將芯材與壁材分別置于水相油相中，水油中芯材與壁材經(jīng)振動混合，分離水油，清洗，烘干。該方法一般應用于較為脆弱芯材，如嗜酸乳桿菌、雙歧桿菌等。內(nèi)源乳化法可以防止溫度和pH等因素造成的益生菌活性降低或滅活現(xiàn)象，操作簡單使用儀器少，但耗時較長，其產(chǎn)品后續(xù)需嚴格清理后才能使用。

（三）噴霧干燥法

噴霧干燥法是利用壁材成網(wǎng)的性質(zhì)，將溶劑與芯材共同包埋入壁材中，利用溶劑的高溫揮發(fā)性，將小分子的溶劑蒸出，而大分子的芯材留于壁材中。該方法的特點是速度快、處理量大，且物料溫度不會高于氣流溫度，適合于疏水性、親水性、與水反應及熱敏性材料的微膠囊，適用于部分嗜熱益生菌的包埋。

（四）擠壓法和銳孔法

擠壓法是將芯材物質(zhì)分散于壁材物質(zhì)中形成乳狀液，將其擠壓進入一個熱的不互溶的流體中，接著迅速冷卻固化芯材液滴周圍的壁材，或者將乳狀液擠壓進入冷的溶劑或脫水的液體浴中，當浸在液體浴中時，壁材固化劑和殘余風味從微膠囊的表面除去，接著將條狀的固化材料破碎、分離、干燥即可。

銳孔法是將化學法和物理機械法相結(jié)合的一種微膠囊制備方法，它主要以可溶性聚合物為壁材，用聚合物溶液包裹芯材，然后通過銳孔將其加入到凝固浴中，使聚合物沉淀或交聯(lián)固化，從而形成微膠囊。銳孔法主要應用于對非水溶性的固體粉末以及疏水性液體的微膠囊化，如藥物、礦物油以及顯色劑等。這兩種方法在益生菌微膠囊制備中相對于前面三種制備方法使用頻率較少。

（五）其他方法

其他方法多為將上文的幾種基礎方法上進行融合，得到新的益生菌微膠囊的制備方法，復合法與單一基礎法相比，能夠提高包埋率和益生菌的活性。吳小嫚等學者在復合法制備嗜酸乳桿菌-雙歧桿菌益生菌微膠囊飼料，使用的銳孔凝固浴法和復凝聚法復合法，該方法包埋率達到96.68%，水中浸泡12h后，懸浮率為77.96%，溶解率為13.04%，在模擬人工胃液中處理120min后，仍然有5.2lg（CFU/mL）的活菌數(shù);在模擬人工腸液中處理120min后，所包埋的活菌可全部釋放出來。張宇等學者在嗜酸乳桿菌微膠囊制備及工藝優(yōu)化中提出使用噴霧法結(jié)合離子固化法的噴霧固化法，對嗜酸乳桿菌的包埋率達到79.77%等。

二、益生菌微膠囊的應用

（一）動物飼料

將益生菌微膠囊加入動物飼料中，可以使益生菌在動物體內(nèi)發(fā)揮作用，成為一種新型的生物飼料。根據(jù)不同益生菌的不同性質(zhì)，添加到動物飼料當中有不同的作用，例如約氏乳桿菌聯(lián)合CQN具有良好的抗炎潛力，可用于營養(yǎng)飼料中有利于奶牛子宮內(nèi)膜炎的治療，而日糧中添加約氏乳桿菌菌粉可以提高耗料增重比，改善腸道內(nèi)環(huán)境等作用。

（二）益生菌酵素粉

酵素即為酶，也稱為生物催化酶，生物體代謝過程中幾乎所有的化學反應都是需要酶的催化的。酶進入胃后會失去活性，因此口服酵素無法達到減肥的功效，將酵素用微膠囊包裹可以提高酵素粉中益生菌在機體中的存活率，達到減肥的效果。田懷香等學者在高活性益生菌酵素粉的制備及工藝優(yōu)化中，表明采用內(nèi)源乳化法將高活性益生菌酵素用微膠囊包埋，經(jīng)模擬胃液處理2h后其菌體存活率≥50%，模擬腸液處理2h后釋放率≥90%。研究發(fā)現(xiàn)將酵素使用微膠囊包埋后其存活率提高了近50%，因此被微膠囊包裹的益生菌酵素粉可以促進腸道消化吸收，達到減肥效果。

（三）冰淇淋

將益生菌微膠囊加入到冰激淋中，可在冰淇淋的加工及貯藏過程為菌體提供良好的保護，顯著提高活菌數(shù)。田文靜等學者在微膠囊技術在益生菌CICC 6075冰淇淋中的應用中提出，攪拌凝凍使冰淇淋中的活菌數(shù)下降 1.20±0.08lg（CFU/g），而微膠囊冰淇淋中僅下降 0.09±0.07lg（CFU/g）;在-18℃的條件下貯藏150d，冰淇淋中的活菌數(shù)降至5.54l±0.03lg（CFU/g），低于益生菌發(fā)揮健康功效的最低閾值，而益生菌冰淇淋中僅下降了0.60l±0.08lg（CFU/g），最終活菌數(shù)高達8.09±0.03llg（CFU/g），研究表明益生菌微膠囊能有效地降低在冷凍過程中益生菌的滅活問題，使其可以在進入人體后發(fā)揮有益作用。

三、益生菌微膠囊的發(fā)展前景

隨著社會的日益進步與發(fā)展，新型食品的開發(fā)逐漸受到人們的重視。益生菌微膠囊作為新型的解決產(chǎn)品保存性的重要技術之一，受到研究者、市場和消費者的廣泛關注。一般根據(jù)不同的制備方法可以選用微孔淀粉、低聚果糖、乳酮糖、棉籽糖和海藻酸鹽等作為壁材，但是需要注意的是在制備益生菌微膠囊的過程中，選擇合適的壁材十分重要，如應盡量減少化學試劑的使用以防止改變壁材本身性質(zhì)，注意溫度、pH等條件，保證產(chǎn)品品質(zhì)的同時提高益生菌的高活性，其工業(yè)化生產(chǎn)與應用將會具有巨大的潛力。

參考文獻：

[1]歐陽碧妍，崔樹茂，毛丙永等.益生菌干酪乳桿菌CCFM711耐酸凍干粉的制備工藝研究[J].食品與發(fā)酵工業(yè)，2020（05）：1-9.

[2]張洪微，唐彥君，崔素萍等.冷水可溶性多孔淀粉制備VE微膠囊的研究[J].農(nóng)產(chǎn)品加工，2018（14）：6-8.

[3]李宜春. 內(nèi)源乳化法益生菌微膠囊凍干菌粉的制備及其特性研究[D].煙臺大學，2018.

[4]趙紅磊. 嗜酸乳桿菌的微膠囊化研究[D].江南大學，2009.

基金項目：吉林農(nóng)業(yè)科技學院大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目（吉農(nóng)院合字[2019]第 114 號）。

作者簡介：周家旭（1999-），女，河北秦皇島人，本科在讀，主要從事糧食加工技術;通訊作者：曾英男（1989-），女，吉林人，助教，主要從事糧食工程工作。