益生菌喷雾干燥的工艺开发和产品质量评估

摘要

该协议详细介绍了喷雾干燥益生菌产品的生产和物理化学表征所涉及的步骤。

摘要

益生菌和益生元因其健康益处而受到食品和制药行业的极大兴趣。益生菌是活细菌，可以对人类和动物的健康产生有益的影响，而益生元是喂养有益肠道细菌的营养素。粉末益生菌因其摄入和作为食品补充剂纳入饮食的简便性和实用性而广受欢迎。然而，干燥过程会干扰细胞活力，因为高温会使益生菌失活。在此背景下，本研究旨在介绍喷雾干燥益生菌的生产和物理化学表征所涉及的所有步骤，并评估保护剂（模拟脱脂牛奶和菊粉：麦芽糊精缔合）和干燥温度对提高粉末产量和细胞活力的影响。结果表明，模拟脱脂牛奶在80 °C时提高了益生菌活力。 使用这种保护剂，只要入口温度升高，益生菌活力、水分含量和水分活度 （Aw） 就会降低。益生菌的活力随着干燥温度的升高而降低。在接近120°C的温度下，干燥的益生菌显示出约90%的活力，水分含量为4.6% w/w，Aw为0.26;足以保证产品稳定性的值。在这种情况下，需要高于120°C的喷雾干燥温度，以确保微生物细胞在粉末制剂中的活力和保质期以及食品加工和储存过程中的存活率。

引言

要定义为益生菌，添加到食物（或补充剂）中的微生物必须被活活消耗，能够在宿主胃肠道中通过期间存活，并以足够的量到达作用部位以发挥^{有益作用1}，^2，7。

对益生菌的兴趣日益浓厚，是因为它们对人类健康具有多种益处，例如刺激免疫系统、降低血清胆固醇水平、通过作用于有害微生物来增强肠道屏障功能，以及它们在治疗肠易激综合征方面的有益作用， 其中^2，3。此外，多项研究表明，益生菌可以对人体其他部位产生积极影响，其中不平衡的微生物群落可引起传染病³，^4，5。

为了使益生菌具有治疗效果，产品在食用时应含有 10 6-10 ⁷ CFU/g 的细菌⁶。另一方面，意大利卫生部和加拿大卫生部已确定，食品中益生菌的最低水平应为每天或每份10⁹ CFU /....

研究方案

1. 益生菌细胞的生产

1. 准备德曼罗戈萨和夏普（MRS）肉汤。
2. 重新激活MRS肉汤中目标培养物的1%（v / v）（此处使用植物 副植物乳杆菌 FT-259）。
3. 在足够的温度下孵育24小时（我们使用37°C）。

2. 将细菌与培养物分离

1. 使用50mL锥形管在4°C下以7，197× g 离心细菌培养物5分钟。重要的是在手术前平衡管子的重量。
2. 使用移液器除去上清液，并将其丢弃在合适的容器中。用磷酸盐缓冲液（pH 7）洗涤沉淀，并使溶液均质化。
3. 重复前面提到的离心过程。
4. 为了获得沉淀，使用移液管将上清液取出并丢弃在适当的容器中。

3. 添加干燥助剂

1. 选择两种干燥助剂组合物（保护剂）的组合：菊粉：麦芽糊精混合物和模拟脱脂牛奶（表1）^22，23。
2. 称取5克菊粉和5克麦芽糊精以获得保护剂的第一次组合。
3. 称取菊粉3克、乳糖3克、胶体....

讨论

植物拉松 FT-259是一种革兰氏阳性杆状细菌，是具有抗李斯特活性的细菌素的生产者，具有很高的益生菌潜力²⁰。Son等人²⁴ 先前证明了 副植物乳杆菌 菌株的免疫刺激剂和抗氧化能力。此外，它们具有巨大的益生菌潜力，具有在人工胃和胆汁条件下的稳定性、对抗生素的敏感性以及与肠道细胞结合等特性。此外，它们不会产生可能对胃肠道产生负面?.......

材料

Name	Company	Catalog Number	Comments
Aqua Lab 4TEV	Decagon Devices	-	Water activity meter
Centrifuge (mod. 5430 R )	Eppendorf	-	Centrifuge
Colloidal SiO2 (Aerosil 200)	Evokik	7631-86-9	drying aid
Fructooligosaccharides from chicory	Sigma-Aldrich	9005-80-5	drying aid
GraphPad Prism (version 8.0) software	GraphPad Software	-	San Diego, California, USA
Karl Fischer 870 Titrino Plus	Metrohm	-	Moisture content
Lactose	Milkaut	63-42-3	drying aid
Maltodextrin	Ingredion	9050-36-6	drying aid
Milli-Q	Merk	-	Ultrapure water system
MRS Agar	Oxoid	-	Culture medium
MRS Broth	Oxoid	-	Culture medium
OriginPro (version 9.0) software	OriginLab	-	Northampton, Massachusetts, USA
Spray dryer SD-05	Lab-Plant Ltd	-	Spray dryer
Whey protein	Arla Foods Ingredients S.A.	91082-88-1	drying aid