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【瑞士步琦】噴霧干燥技術(shù)制備益生菌發(fā)酵劑

噴霧干燥技術(shù)制備益生菌發(fā)酵劑


益生菌來(lái)源于乳酸菌，人們很早就開(kāi)始利用益生菌，最早的關(guān)于益生菌的記載是四千年前古人飲用酸奶的記載，后來(lái)細(xì)菌學(xué)家梅契尼柯夫(Metehnikoff)在研究長(zhǎng)壽酸奶時(shí)，提出飲用含有益生菌的酸奶有益健康，第一次提出“益生菌”一詞。益生菌一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，就因?yàn)槠渚哂芯徍腿樘遣荒桶Y狀、調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)、抑制病原微生物的生長(zhǎng)、調(diào)節(jié)腸道、減少癌癥危險(xiǎn)、降低高血壓、改善胃腸動(dòng)力、降低旅行者腹瀉、降低血清膽固醇、增強(qiáng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收等諸多保健功能而風(fēng)靡全球。


多種多樣的益生菌產(chǎn)品，要想保證產(chǎn)品質(zhì)量都離不開(kāi)高品質(zhì)的發(fā)酵劑。牛乳發(fā)酵劑是能夠促進(jìn)乳的酸化過(guò)程，含有高濃度乳酸菌的產(chǎn)品，它是影響酸奶及其產(chǎn)品的整個(gè)生產(chǎn)的關(guān)鍵。其中直投式發(fā)酵劑通常采用噴霧干燥方法生產(chǎn)制備，其生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)量大，成本低，運(yùn)輸方便，儲(chǔ)存期長(zhǎng)，可以一步輕松處理熱敏物質(zhì)，本應(yīng)用就從此方面展開(kāi)討論。


 1

實(shí)驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果

本應(yīng)用選擇不同菌株經(jīng)最佳的生長(zhǎng)介質(zhì)和培養(yǎng)溫度得到高活菌數(shù)作為原料，然后經(jīng)噴霧干燥工藝除水得到發(fā)酵粉，檢測(cè)其粉體的水分和菌株存活率，為發(fā)酵劑選擇噴霧干燥方法開(kāi)發(fā)提供一些參考。


表1: 不同因素對(duì)菌株噴霧干燥存活率的影響

菌株

生產(chǎn)條件

活菌數(shù)
CFU/mL

溫度/℃

含水量
/%

菌株存活率/%

生長(zhǎng)介質(zhì)

培養(yǎng)溫度

進(jìn)口

出口

S.thermophilusMK-10

脫脂乳

42

9.5×108

-

60

10.2

69.5

Lb.rhamnosusGG

MRS

37

1.8×109

-

65

3.8

69

Lb.casei431

MRS

37

5.0×108

180

80

2.9

37.6

Lb.paracaseiNFBC338

酵母粉

37

1.0×108

35

85

3.5

50

Lb.rhamnosusE800

MRS

37

3.2×109

35

85

3.8

<30

Lb.plantarumWCFS1

MRS

30

1.0×108

135

90

4.8

<10


從上表實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，在噴霧干燥過(guò)程中，高溫環(huán)境會(huì)造成菌株脫水失活及熱失活，為了降低細(xì)菌的這種損傷，可以通過(guò)調(diào)控進(jìn)出口溫度，提高菌株的噴霧干燥存活率。研究表明高出口溫度對(duì)益生菌的存活具有負(fù)面影響，因而在保證低水分的前提下，噴霧干燥的出口溫度越低越有利發(fā)酵粉的制備。


 3

結(jié)論

在噴霧干燥過(guò)程中，菌株關(guān)鍵酶活性、遺傳物質(zhì)的熱穩(wěn)定性及菌株抗氧化性均會(huì)對(duì)菌株噴霧干燥存活率產(chǎn)生影響，為了進(jìn)一步提升細(xì)菌的抗熱性，可通過(guò)調(diào)整噴霧干燥出口溫度，減少菌株熱損傷，還可以通過(guò)優(yōu)化細(xì)菌培養(yǎng)基碳氮源、對(duì)菌株進(jìn)行熱刺激使其產(chǎn)生熱應(yīng)激蛋白的方法，提高菌株干燥存活率。針對(duì)噴霧干燥的制備工藝，可添加相應(yīng)噴霧干燥保護(hù)劑，有利于提高菌株活性及干燥存活率。


步琦全新一代實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥儀具備噴嘴冷卻功能，同時(shí)還有可準(zhǔn)確定義的進(jìn)口溫度、出口溫度和樣品溫度三重保護(hù)，可實(shí)時(shí)監(jiān)控樣品安全性，確保菌株的高存活率！



3

參考文獻(xiàn)

  1. Doherty S B,Auty M A,Stanton C,et al. Survival of entrapped Lactobacillus rhamnosus, GG in whey protein micro-beads during simulated exvivo gastro-intestinal transit[J].International Dairy Journal, 2012,22(1):31-43.DOI:10.1016/j.idairyj.2011.06.009.

  2. Makinen K, Berger B, Bel-Rhlid R,et al. Science and technology for

    The mastership of probiotic applications in food products[J].Journal of Biotechnology,2012,162(4):356-365.DOI:10.1016/j.jbiotec.2012.07.006.





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