近日，Food Chemistry在线发表了江南大学未来食品科学中心钟芳教授课题组的研究成果“The dual effect of hydrophobic material on survival of spray-dried probiotic microcapsules” (Yin et al., Food Chemistry. 2022. 389:132999)。江南大学2020级博士生殷明为论文第一作者，钟芳教授为论文通讯作者。
益生菌是食用足够数量可对宿主健康产生有益影响的活性微生物。因此，在储存和胃肠道过程中保持足够的活细胞水平是它们发挥有益作用的先决条件。然而，益生菌在加工、储存和胃肠道消化过程中对不利条件很敏感。因此，微胶囊化是提高益生菌活性和储存稳定性的一种有效而方便的方法。为了获得较低的成本效益和延长保质期，益生菌的粉末比微胶囊中的液体更具有商业可行性。在现有的微胶囊化技术中，喷雾干燥具有生产效率高、连续性好、加工速度快等优点，是食品工业中最受青睐的方法之一。在干燥过程中，益生菌可能受到热应激、氧暴露和渗透应激等条件的影响，导致细胞死亡。目前人们广泛采用了各种策略来提高益生菌在干燥过程中的生存能力，然而干燥的益生菌菌粉在储存中保质期短的问题仍然没有得到解决，特别是在高水分活度条件下。因此，控制益生菌微胶囊的吸湿性是必要的。而喷雾干燥所用的壁材多为亲水性蛋白质与碳水化合物或其组合，在储存过程中明显增加了微胶囊的吸湿性。到目前为止，只有少数研究尝试引入疏水载体提高微胶囊的阻湿性。然而采用疏水材料作为保护载体时，喷雾干燥过程中可能降低益生菌的存活率。基于此，本研究采用虫胶单独或与WPI联合作为壁材，对鼠李糖乳杆菌GG进行喷雾干燥包封。验证添加极端疏水物质对益生菌在干燥和储存过程中存活可能产生的积极或消极影响，并对其可能的作用机制进行了论证。
首先采用疏水性聚酯虫胶与分离乳清蛋白(WPI)以不同的重量比(1:0、2:1、1:1、0:1)作为壁材对益生菌进行喷雾干燥包封。结果表明，虽然随着虫胶与WPI比例的增加，干燥后的成活率从20.63%下降到0.01%，而在储藏过程中虫胶与WPI比例为1:1的样品在贮藏过程中保护效果最好。水分吸附等温线与细菌失活常数的一致性证实了虫胶的阻湿作用。单液滴干燥和差示扫描量热发现，虫胶的加入降低了微胶囊的干燥速率和玻璃化转变温度，进而降低了微胶囊干燥后的膜完整性和生长能力。本研究揭示了疏水材料对喷雾干燥益生菌微胶囊瞬间和长期生存的双重影响，为复合壁材料的设计提供了新的思路。
上述研究工作得到了国家重点研发计划项目-政府间国际科技创新合作重点专项(2017YFE0135400)、国家自然科学基金项目(32072153)的支持，同时得到国家食品科学与工程一流学科建设项目（JUFSTR20180204）的资助。
图1 喷雾干燥微胶囊的干燥动力学(a)和玻璃化转变温度(b)
图2 喷雾干燥微胶囊的细胞膜完整性和生长曲线
图3 喷雾干燥微胶囊的吸湿等温线
图4 喷雾干燥微胶囊的储藏稳定性
（编辑：潘梦妍）
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