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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 正在干燥的載菌液滴狀態(tài)進行實時鑒測。同時，噴霧干燥過程中采用的高溫空氣與快速脫水過程可對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4～5個數(shù)量級。

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

首先，我們研究了不同干燥條件對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，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，課題進一步研究了不同載體材料對活性變化歷程的影響，對益生菌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行了實驗對比。使用RSM作載體時，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)對益生菌的損傷歷程進行了初步研究，首次將干燥歷程研究推進到亞細(xì)胞水平。