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傅楠副教授——益生菌在噴霧干燥中的活性變化歷程與活性保存機(jī)理

使用噴霧干燥生產(chǎn)活性益生菌粉 末制劑可有效降低生產(chǎn)成本，所得的固體活益生菌制劑可用作食品保健品、藥劑、生物防腐劑與發(fā)酵起始劑，具有廣大的市場前景。然而，在噴霧干燥塔中，難以對(duì) 正在干燥的載菌液滴狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)鑒測。同時(shí)，噴霧干燥過程中采用的高溫空氣與快速脫水過程可對(duì)益生菌菌體造成熱脅迫、脫水脅迫與氧化脅迫等危害，常使得干 燥后的益生菌活性降低高達(dá)4～5個(gè)數(shù)量級(jí)。

建立益生菌在干燥過程中的活性變化歷程，明確菌活保存機(jī)理，有助于提升干菌的存活率，促進(jìn)噴霧干燥技術(shù)在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。 報(bào)告內(nèi)容 在本課題中，我們采用一種新型干燥實(shí)驗(yàn)平臺(tái)——單液滴干燥測量技術(shù)（Single Droplet Drying, SDD），對(duì)載菌液滴在模擬噴霧干燥環(huán)境中的干燥動(dòng)力學(xué)變化歷程及益生菌活性變化歷程進(jìn)行定量研究。

首先，我們研究了不同干燥條件對(duì)活性變化歷程的影響。結(jié)果顯示，干燥前期的蒸發(fā)冷卻效應(yīng)可有效的保護(hù)菌活，快速菌體失活僅出現(xiàn)在干燥后期液滴溫度迅速升高 的階段。同時(shí)，菌體失活速率與液滴溫度密切相關(guān)，但受到液滴含水量的影響較小。 接下來，課題進(jìn)一步研究了不同載體材料對(duì)活性變化歷程的影響，對(duì)益生菌Lactobacillus rhamnosusGG（LGG）在復(fù)原脫脂奶（Reconstituted skim milk, RSM）、乳糖、生長培養(yǎng)基與復(fù)原全脂奶中的不同活性變化歷程進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)對(duì)比。使用RSM作載體時(shí)，益生菌在干燥后期的高溫與低含水量期間有著更好的存活 率。我們將RSM的保護(hù)作用歸結(jié)于其中含有的豐富鈣離子與牛奶蛋白，提升了菌體的熱耐受性，并提供了更溫和的升溫曲線。

最后，我們使用SDD技術(shù)對(duì)益生菌的損傷歷程進(jìn)行了初步研究，首次將干燥歷程研究推進(jìn)到亞細(xì)胞水平。