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益生菌因其多种益生功效而广受消费者欢迎,但市场上的益生菌制剂仍有很大的改进空间,主要体现在提高益生菌制剂的贮藏稳定性和增加到达大肠的活菌数,因此积极研发相关高效制备工艺对促进益生菌产业发展具有重要意义。本文以多孔纤维素胶粒为益生菌载体,通过调控纤维素胶粒的微纳结构来探究其对益生菌负载行为的影响,然后引入海藻酸钙凝胶和冻干保护剂形成复合微胶囊体系,完成对益生菌的定向递送和提高益生菌活性,进而考察微胶囊包埋、组分修饰等对益生菌消化耐受性和贮藏稳定性的影响,为开发高效稳定的益生菌制剂提供理论基础。主要研究内容和结果如下:(1)纤维素微纳结构的调控:利用乳液法成功制备出球形多孔纤维素胶粒,每克纤维素胶粒的植物乳杆菌活菌释放量高达3.1×1010 cfu/mL,通过引入碳酸钙粒子可得到不同孔隙率的纤维素胶粒,并且测试结果表明物理改性后的纤维素胶粒与纯纤维素胶粒在化学结构、晶体结构、元素组成和热稳定性方面均一致,没有区别,胶粒的孔形貌和结构对植物乳杆菌在胶粒表面的分布情况有很大影响,而将不同孔隙率纤维素胶粒载菌后发现,纤维素胶粒中释放出来的活菌释放量与胶粒的孔隙率基本成正比,这说明益生菌的负载可通过调控纤维素胶粒微纳结构来控制;此外,激光共聚焦显微镜结果显示植物乳杆菌可进入到纤维素胶粒内部,并呈不均匀富集分布。(2)植物乳杆菌消化耐受性研究:分别利用乳液法和挤压法制备所得的纤维素/海藻酸钙复合胶粒和复合球珠均具有良好的pH响应性。复合胶粒结构的多孔性与纤维素含量呈正相关,其载菌量可高达109 cfu/g;但复合球珠特殊的核壳结构在益生菌定向递送方面表现出更大的优势,被包裹的载菌纤维素胶粒只有在肠道中才能释放出来,而纤维素胶粒的多孔性有利于延缓植物乳杆菌的释放。经过模拟胃液消化后,每克复合球珠在模拟肠液中360分钟时释放的植物乳杆菌活菌数为3.9×106cfu/m L。(3)植物乳杆菌贮藏稳定性研究:利用真空冷冻干燥技术来进一步提高纤维素/海藻酸钙复合球珠的贮藏稳定性,首先确定了最佳冻干保护剂配方为2 wt%甘油、10 wt%海藻糖和10 wt%乳清分离蛋白;引入此配方的冻干保护剂后得到了纤维素/海藻酸钙/冻干保护剂复合微胶囊,该复合微胶囊冻干前后在模拟肠液中释放的活菌数分别为4.9×107 cfu/mL和2.9×107 cfu/m L,菌活损失小;每克复合微胶囊在经历了真空冷冻干燥和胃液消化这些不利条件后,仍能在模拟肠液中释放2.6×106 cfu/mL的活植物乳杆菌;当贮藏温度为4 oC时,每克冻干的复合微胶囊在160天时仍能释放出3.3×106 cfu/m L的活植物乳杆菌。