益生菌是一種活的微生物，當攝入足夠的量時會對健康有益，只有在生存能力（10⁷-10¹⁰ CUF m/L）得到保護的情況下才能發(fā)揮其作用。益生菌通常是乳桿菌和雙岐桿菌，它們常與胃腸道有關；它們通常以凍干培養(yǎng)物的形式供應，或者被霧化并直接添加到食物中。益生菌功能食品在市場上需求量很大，酸奶和發(fā)酵乳制品通常被用作這類生物活性微生物的載體；然而，人們對在其他類型的非乳制品基質中摻入益生菌菌株越來越感興趣，尤其是對于患有乳糖不耐受癥、對酪蛋白過敏或與乳制品有關的其它問題的消費者。一些研究報告了微膠囊益生菌的應用。例如，將益生菌菌株摻入奶酪、巧克力涂層和巧克力中，以及摻入果汁、蛋黃醬、黃油、肉類和烘焙產(chǎn)品等非乳制品中。益生菌菌株對胃腸道健康很重要，因為它們可以預防腸道炎癥，為上皮細胞提供保護，并調節(jié)抗體。它們可以產(chǎn)生細胞因子或趨化因子，改善乳糖不耐受，增加對結直腸癌的保護，抑制幽門螺桿菌活性，并用于治療食物過敏和預防急性腹瀉。然而，這些微生物有不幸的缺陷，特別是在菌株存活方面。噴霧干燥是微膠囊化廣泛使用的方法之一，因為其成本低，在最佳干燥條件下具有高存活率，并且在配方中加入了保護劑。近年來，乳清蛋白作為益生菌保護劑的使用獲得了越來越多的興趣，因為這些蛋白是提高益生菌活性的天然載體，并且由于結構和理化特征，可以作為胃腸道中的遞送系統(tǒng)。蛋白質可以在干燥過程中增加益生菌的存活率，因為它們能夠形成降低熱應力的保護膜。糖的添加也會影響干燥的益生菌制劑的存活。研究人員肯定了糖（如肌醇、山梨醇、果糖、乳糖、葡萄糖和海藻糖）對脫水細菌細胞的保護作用。研究發(fā)現(xiàn)，海藻糖等糖是一種能夠通過氫鍵與蛋白質分子相互作用的二糖；它可以在脫水和再水化過程中替代蛋白質周圍的水分子，形成一種玻璃狀基質，穩(wěn)定生物大分子?？茖W家研究了使用奶酪乳清與淀粉、阿拉伯膠、麥芽糖糊精和乳清蛋白濃縮物聯(lián)合干燥鼠李糖乳桿菌 64 的載體劑選擇。

另一方面，干燥溫度是影響存活率的因素。例如，噴霧干燥的植物乳桿菌 WCFS1 再低干燥溫度下表現(xiàn)出較高的存活率。在此背景下，本研究以 WPC、麥芽糊精和海藻糖為原料，采用噴霧干燥的方法對鼠李糖乳桿菌 ATCC 7469 進行微囊化，并評估微囊化對細胞活力和干粉性能的影響。以噴霧干燥條件（包括進口溫度、空氣流量和進料泵）為自變量，益生菌存活率、水分含量、水分活性和有效產(chǎn)量為因變量。采用響應面法對噴霧干燥包裹的鼠李糖乳桿菌的存活率進行了優(yōu)化，并對粉末的穩(wěn)定性進行了評估。

圖1 考察了菌株存活率的響應面變化。由圖可知存活率與出口溫度呈反比，低溫時存活率在 69%、高溫時存活率在 23%。其他科學家在使用含益生元的脫脂乳制備鼠李糖乳桿菌 GG（ATCC 53，103），70℃ 時的存活率為 76%。也跟我們的研究結果相吻合。

圖2 考察了水分含量的響應面變化。從圖可得到進口溫度與水分含量之間呈反比關系，當進口溫度與進料量較高時，粉末的水分含量較低，結合存活率考慮，水分含量在 3.0%-5.8% 之間，與其他報道的數(shù)值相接近。

物理性質評價如圖4所示，得到的粉末水活性動力學顯示了較高的吸水能力，這可能是海藻糖作為低分子量碳水化合物，表現(xiàn)出的分子運動和擴散效應，與用于包封基質的典型吸水行為一致。吸濕性隨著儲存時間的延長有增加的趨勢，直到達到某種程度的平衡。因此加入了 WPC 來降低吸濕性，因為它的表面活性和形成具有較高 Tg 膜的能力。

粒徑和形態(tài)結果如圖5顯示。（a）在最佳工藝參數(shù)上制備的粉體，其微膠囊緊湊，類球形形狀，具有不同的大小和不規(guī)則的表面與壓痕，外表面顯示無裂縫或破壞的墻壁，這是確保更高的保護和更低的氣體滲透性的基礎。