微生物细胞在冻干过程中要经受冷冻和干燥两种激烈因素的作用,损伤是不可避免的。在冻干过程中添加保护剂,在很大程度上可减轻或避免冷冻干燥对细胞带来的损伤。本文以保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌和嗜酸乳杆菌为目标菌株,对菌体冻干保护剂进行了研究。同时将实验结果应用到中试生产,并开发研究了口服型益生菌粉。首先利用不同物质对菌体保护作用实验设计挑选出有效果的保护剂；再通过单因素实验确定对细胞冻干存活率影响突出的几个因素；然后利用响应面方法中的BoxBehnken Design进行试验。用Design Expert7.0软件作为实验设计和数据分析软件。实验结果表明,众多保护剂中,脱脂乳、海藻糖、菊粉、麦芽糊精和谷氨酸钠对菌体的保护效果突出,能显著提高细胞冻干后的存活率。以冻干后的细胞存活率为响应值,利用Design Expert7.0软件优化配方,优化的结果为：当取脱脂乳5.94%,海藻糖7.75%,菊粉8.39%,麦芽糊精9.04%作为复合保护剂使用时,能使保加利亚乳杆菌细胞冻干存活率达到90.46%；脱脂乳6.46%,海藻糖5.61%,菊粉6.25%作为复合保护剂使用时,能使嗜热链球菌细胞冻干存活率达到98.68%;脱脂乳6.19%,海藻糖5.15%,谷氨酸钠1.01%作为复合保护剂使用时,能使嗜酸乳杆菌细胞存活率达到90.72%,冻干后活菌数均在109cfu/g以上同时研究开发了口服型益生菌粉,并将保加利亚乳杆菌的最佳保护剂配方应用于200L发酵罐中试生产中,冻干菌粉的活菌数最高可以达到4.59×1010cfu/g,并使企业成本每公斤物料降低1.7元。