益生菌是一種活的微生物，當(dāng)攝入足夠的量時(shí)會(huì)對(duì)健康有益，只有在生存能力（10⁷-10¹⁰ CUF m/L）得到保護(hù)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(guān)；它們通常以凍干培養(yǎng)物的形式供應(yīng)，或者被霧化并直接添加到食物中。益生菌功能食品在市場(chǎng)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(duì)在其他類型的非乳制品基質(zhì)中摻入益生菌菌株越來越感興趣，尤其是對(duì)于患有乳糖不耐受癥、對(duì)酪蛋白過敏或與乳制品有關(guān)的其它問題的消費(fèi)者。一些研究報(bào)告了微膠囊益生菌的應(yīng)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(duì)胃腸道健康很重要，因?yàn)樗鼈兛梢灶A(yù)防腸道炎癥，為上皮細(xì)胞提供保護(hù)，并調(diào)節(jié)抗體。它們可以產(chǎn)生細(xì)胞因子或趨化因子，改善乳糖不耐受，增加對(duì)結(jié)直腸癌的保護(hù)，抑制幽門螺桿菌活性，并用于治療食物過敏和預(yù)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?yàn)槠涑杀镜停谧罴迅稍飾l件下具有高存活率，并且在配方中加入了保護(hù)劑。近年來，乳清蛋白作為益生菌保護(hù)劑的使用獲得了越來越多的興趣，因?yàn)檫@些蛋白是提高益生菌活性的天然載體，并且由于結(jié)構(gòu)和理化特征，可以作為胃腸道中的遞送系統(tǒng)。蛋白質(zhì)可以在干燥過程中增加益生菌的存活率，因?yàn)樗鼈兡軌蛐纬山档蜔釕?yīng)力的保護(hù)膜。糖的添加也會(huì)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(duì)脫水細(xì)菌細(xì)胞的保護(hù)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(zhì)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(zhì)周圍的水分子，形成一種玻璃狀基質(zhì)，穩(wěn)定生物大分子?？茖W(xué)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(duì)鼠李糖乳桿菌 ATCC 7469 進(jìn)行微囊化，并評(píng)估微囊化對(duì)細(xì)胞活力和干粉性能的影響。以噴霧干燥條件（包括進(jìn)口溫度、空氣流量和進(jìn)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(yīng)面法對(duì)噴霧干燥包裹的鼠李糖乳桿菌的存活率進(jìn)行了優(yōu)化，并對(duì)粉末的穩(wěn)定性進(jìn)行了評(píng)估。

圖1 考察了菌株存活率的響應(yīng)面變化。由圖可知存活率與出口溫度呈反比，低溫時(shí)存活率在 69%、高溫時(shí)存活率在 23%。其他科學(xué)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(shí)的存活率為 76%。也跟我們的研究結(jié)果相吻合。

圖2 考察了水分含量的響應(yīng)面變化。從圖可得到進(jìn)口溫度與水分含量之間呈反比關(guān)系，當(dāng)進(jìn)口溫度與進(jìn)料量較高時(shí)，粉末的水分含量較低，結(jié)合存活率考慮，水分含量在 3.0%-5.8% 之間，與其他報(bào)道的數(shù)值相接近。

物理性質(zhì)評(píng)價(jià)如圖4所示，得到的粉末水活性動(dòng)力學(xué)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(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散效應(yīng)，與用于包封基質(zhì)的典型吸水行為一致。吸濕性隨著儲(chǔ)存時(shí)間的延長(zhǎng)有增加的趨勢(shì)，直到達(dá)到某種程度的平衡。因此加入了 WPC 來降低吸濕性，因?yàn)樗谋砻婊钚院托纬删哂休^高 Tg 膜的能力。

粒徑和形態(tài)結(jié)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(hù)和更低的氣體滲透性的基礎(chǔ)。