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以粉末形式储存或添加在食品中,益生菌菌群将会有更长的保质期,其特定生物活性也得以保留。冷冻干燥常被用于生产益生菌制剂,但喷雾干燥由于其成本低、生产效益高在近年来也引起了广泛关注。利用喷雾干燥制备益生菌菌粉时,虽然干燥时间较短,但温度过高依然会造成益生菌失活。为了最大程度减少益生菌活性的损失,科学家们在致力于优化喷雾干燥条件及产品配方。由于喷雾干燥塔内其干燥过程不可视,导致干燥过程中菌细胞失活机制、液滴干燥历程、保护剂对益生菌的保护机理等研究机制尚不明晰。本实验采用植物乳杆菌CICC 20270（Lactobacillus plantarum）作为研究菌株,添加DE值（葡萄糖值）分别为25、18两种大米糖浆作为保护剂,利用单液滴干燥技术对单个液滴的干燥历程进行监视,探究干燥过程中影响液滴中益生菌失活的主要因素及保护剂对其的保护效果;然后使用大米糖浆包埋不同的油脂及L.plantarum CICC 20270,探究各组分对单滴干燥过程中菌细胞的保护作用及影响机制;并通过喷雾干燥制备益生菌微胶囊粉,探究各组分在益生菌粉储藏期、体外模拟消化时对菌细胞的保护作用,为工业生产应用提供理论依据。研究结果如下:1.采用DE 25、DE18两种大米糖浆作为植物乳杆菌CICC 20270的保护剂,通过单滴干燥仪测定其干燥参数——液滴温度、重量及菌活,探究二种大米糖浆对L.plantarum CICC 20270在干燥过程中的保护效果。研究结果表明:在90、110℃两种干燥条件下均观察到DE25大米糖浆作为菌体保护剂时,单个液滴中菌细胞存活率始终高于DE18大米糖浆。引起液滴中L.plantarum CICC 20270失活的因素,主要是干燥前期细菌细胞受到脱水作用;而干燥后期菌体大量死亡是受到高温和脱水的共同作用而导致。由于DE25大米糖浆持水性更好,在干燥后期使得活菌细胞免于受到更大的脱水引起的损伤,因而其保护效果相较于DE18大米糖浆更好。用DE25、DE18大米糖浆代替或部分代替培养液中的葡萄糖测定两种大米糖浆对L.plantarum CICC 20270生长代谢的影响,发现大米糖浆部分代替葡萄糖时,菌液pH值随着大米糖浆浓度升高而逐渐上升,OD600值逐渐下降;完全代替时含DE25大米糖浆的菌液其pH和OD600值接近于原菌液即DE25大米糖浆对菌细胞的生长促进作用等同于葡萄糖,而DE18大米糖浆效果次之。2.利用DE25、DE18值大米糖浆分别包埋高熔点棕榈油（HMP）、低熔点棕榈油（LMP）及L.plantarum CICC 20270,先利用单滴干燥技术探究大米糖浆和油脂对菌细胞存活率的影响,而后通过喷雾干燥进一步探究两种组分对微胶囊在储藏期时菌细胞的保护作用,并且进行体外模拟消化实验,分析L.plantarum CICC 20270在大米糖浆、油脂的存在下其耐酸能力及其释放性,得到以下结果:（1）在90、110℃单滴干燥过程中,含HMP的液滴中最终菌活数均高于LMP液滴。相对于不同DE值大米糖浆而言,不同熔点棕榈油对L.plantarum CICC20270细胞存活率的影响更大。通过差式扫描热量仪（DSC）显示HMP的融化焓（△H）大于LMP,干燥过程HMP发生相变吸收更多的热从而使得菌细胞免于部分热损伤。通过喷雾干燥制备L.plantarum CICC 20270微胶囊,测定其菌细胞存活率得到同样实验结果:含HMP的微胶囊存活率均大于LMP微胶囊。（2）通过扫描电镜观察单滴干燥5 min的颗粒及喷雾干燥后的微胶囊结构发现,DE25大米糖浆作为保护剂时其表面结构更为稳定。（3）L.plantarum CICC 20270微胶囊置于4、25、37℃环境下储存时,随着储藏温度的升高,微胶囊中的菌细胞死亡率逐渐上升,且含HMP的微胶囊在25、37℃下其菌存活率均高于含LMP的微胶囊。将微胶囊置于25℃时33%、52%、75%三种不同相对湿度条件下,相较于不同熔点棕榈油的影响,不同DE值大米糖浆对菌细胞的存活率影响更大,且DE25大米糖浆保护作用更佳。（4）L.plantarum CICC 20270微胶囊经6h的连续体外消化后结果显示,2 h模拟胃液后DE25/HMP、DE18/HMP、DE25/LMP、DE18/LMP微胶囊中菌活数分别下降了3.80、6.03、4.73、5.43个对数级,其中DE25/HMP存活率最高,达到56.56%;进入模拟肠液（SIF）后各微胶囊样品都能快速释放益生菌。3.将含有不同链长脂肪酸的油脂即玉米油（长链脂肪酸）和椰子油（中链脂肪酸）分别与不同DE值大米糖浆制成乳液后将L.plantarum CICC 20270悬浮其中,采用单滴干燥及喷雾干燥探究组分的保护效果及影响机制,研究结果表明:（1）在90、110℃单滴干燥过程中,不同DE值大米糖浆对L.plantarum CICC20270最终存活率的影响较大;且DE25大米糖浆的保护效果更佳,但油脂链长的不同显示出的菌细胞存活率之间的差异较小。通过分析液滴水分含量及温度变化情况发现,液滴中L.plantarum CICC 20270细胞在干燥过程中主要受高温损伤,且DE25大米糖浆在高温时对其保护作用更好,但其保护机制有待进一步研究。（2）喷雾干燥制得L.plantarum CICC 20270微胶囊后,与单滴干燥5 min的颗粒共同通过SEM观察,发现结果同样是DE25大米糖浆更利于表面结构的稳定。（3）分析喷雾干燥后微胶囊耐热性质时,将L.plantarum CICC 20270微胶囊置于55、65、75℃三种温度环境下进行热处理,在55℃热处理条件下,各微胶囊菌活无显著性差异;65℃处理1 min及10 min后,菌活数最低的分别是DE25/椰子油和DE18/椰子油微胶囊,存活率为75.66%、49.82%;75℃热处理1 min及10 min后,DE18/椰子油微胶囊中菌活均最低,分别为38.40%、15.08%。最终发现玉米油微胶囊的耐热性比椰子油微胶囊更好。（4）微胶囊置于4、25、37℃下储存时,玉米油微胶囊中菌存活率高于椰子油微胶囊。当微胶囊在25℃时放置于33%、52%、75%相对湿度条件下,通过测定其菌活数显示油脂的不同对其影响差异不大;相较于DE18大米糖浆,以DE25大米糖浆为壁材更利于微胶囊的稳定性。（5）L.plantarum CICC 20270微胶囊的体外消化实验结果显示,经6 h连续模拟消化DE25/椰子油微胶囊存活率最高,为52.71%;DE25/玉米油、DE18/玉米油、DE18/椰子油微胶囊中的菌存活率分别为41.78%、41.42%、50.55%。在相同油脂为芯材的微胶囊中,DE25大米糖浆相比DE18大米糖浆具有更好的抗胃酸消化功能;与玉米油相比椰子油更利于L.plantarum CICC 20270的存活。根据体外消化结果得出,使用DE25大米糖浆作为壁材包埋椰子油及L.plantarum CICC 20270更利于活菌通过强胃酸并到达肠道得以释放发挥其有益作用。