双歧杆菌微胶囊化的研究进展

《广州食品工业科技》 第三届 “益生菌、益生元与健康”研讨会专刊 Vo1．20增刊(总83) 文章篇号：1 007-2764(2004)增：[qj-0082-023 双歧杆菌微胶囊化的研究进展 周冠华 杨幼慧 (华南农业大学 食品学院生物工程系，广州 510642) 摘要：针对双歧杆菌活菌不耐受强胃酸，在有氧条件下容易失活，常温下保存期短等存在问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ，双歧杆菌的开发中应用了微型 包囊技术，并已成功的研制出耐强酸、隔氧、保存期长的活性双歧杆菌微胶囊化产品，实践证明，效果比较理想。本文综述了双歧杆 菌微胶囊化技术的研究现状和影响双歧杆菌微胶囊化产t／i：l~,‘：g定性的因素，并讨论了双歧杆菌微胶囊化存在的问题和发展前景。 关键词：双歧杆菌；微胶囊；稳定性 The Research Advance in Microencapsulaltion on Bifidobacterium Zhou Guanhua，Yang Youhui (College ofFood Science，South China Agricultural University,Guangzhou 5 10640) Abstract：There are someproblemswithBifidobacterium．For example，thevi~leBifidobacterium arenot resistanttothehigh stomach acidity and lose activity easily in aerobic condition，the shelf life is short when they have been kept in the normal temperature． Microencapsulation has been used in developing Bifidobacterium．and the microencapsulated Bifidobacterium which resisted high acidity, isolatedoxygenand hadlong shelflife have been producedand havegotgood effectin practice．This article summarizedcurrenttechniquesof microencapsulation on Bifidobacterium and the effect on the stability of microencapsulated Bifidobacterium，and discussed the existing problemsandtheprospectsofmicroencapsulatedBifidobacterium． Keywords：Bifidobacterium； Microencapsulation；Stability 近年来的大量研究发现，双歧杆菌对人体有重要 的生理和保健功能Il】：可抑制腐生菌的生长，改善维 生素代谢，防止便秘，降低胆固醇，预防和治疗乳糖 消化不良，提高人体免疫机能，并具有抗癌、抗衰老 作用。随着对双歧杆菌保健功能研究的不断深入，各 种利用双歧杆菌活性的药物和食品也相继推出。但是 由于双歧杆菌对营养要求高，对氧极为敏感，对低 P H值的抵抗力差[21，难以在肠道定值，使这类产品的 开发和利用受到了很大限制。目前解决这一难题的有 效方法是冷冻干燥、微胶囊技术及涂膜技术。 微胶囊技术(Microencapsulation)是近年来新兴的 一 门技术，是指采用特殊手段将固、液、气物质包埋 成微小致密胶囊 (胶囊直径大小以 m 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示)，在特殊 条件下，其内含物可被控制释放，对保护生物活性分 子、组织或细胞以对抗不利环境有较好的效果rjJ。该 技术应用于食品工业始于上个世纪五十年代末，它使 许多传统 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 无法解决的难题得以解决，如可对一些 食品配料或添加剂进行包裹，如香料、脂肪、维生素、 矿物质和生物活性物质等。目前已在食品工业上大量 应用的微胶囊化产品有碳酸氢钠、硫酸亚铁、维生素、 甜味剂、药物、防腐剂以及酶等【4J。 将双歧杆菌进行微胶囊化具有以下优点pJ：(1)可将 双歧杆菌与氧气等外界不利环境分开：(2)掩盖其特 有的令人不愉快的气味；(3)制品颗粒微小，可添加 到一些食品中；(4)采用肠溶性壁材后，能防止胃酸 的破坏，从而使尽可能多的菌体到达肠道，真正起到 有益于健康的作用。因此，开发双歧杆菌微胶囊化产 品对提高双歧杆菌在人体胃肠道的功能意义重大。 1 双歧杆菌的微胶囊化技术 制备微胶囊化双歧杆菌，一般采用对人或菌体无 毒副作用的食用凝胶 (如海藻酸钠、卡拉胶、阿拉伯 胶、果胶、明胶等)作为包埋载体，并与一定比例的 增塑剂和交联剂配成胶液，然后与分离收集的菌泥混 和均匀，喷入到一定浓度的盐溶液中，经搅拌固化形 成一定直径大小的固定化细胞微胶囊。已报道的双歧 杆菌微胶囊化的壁材一般以碳水化合物类和蛋白质居 多。碳水化合物类有海藻酸盐等，蛋白质有明胶、果 胶等。 l。l 以碳水化合物为壁材的双歧杆菌微胶囊化技术 丸山哲彦等[61首次将双歧杆菌菌粉与淀粉混合后 悬浮于熔点在 30~45℃的硬化油中作为心材，一定比 维普资讯 http://www.cqvip.com 《广州食品工业科技》 第三届 “益生菌、益生元与健康”研讨会专刊 Vo1．20增刊(总83) 例的明胶与果胶作为被膜液，用二重管喷嘴 (外管被 道时的存活率。 膜液、内管心材溶液)，滴入冷却油得软胶囊后，再浸 渍于 5 的钙盐中，进行肠溶性处理，取出后冷风干 燥，得到产品，该产品室温下6个月后存活率大于50 ％，并能通过肠溶性崩解实验。 水溶性海藻酸盐与多价离子混合后，会发生胶凝 作用L7J，目前海藻酸盐在双歧杆菌的挤压法微胶囊化 技术中得到广泛应用。杨基础等I8】分别以海藻酸钠、 卡拉胶、明胶为包埋载体，制备双歧杆菌微胶囊，结 果证实：海藻酸钠的包埋效果、活菌回收率、贮藏稳 定性最优。 姚卫蓉等I9】用 40％玉米多孔淀粉吸附双歧杆菌 活菌，喷雾干燥，将喷雾干燥的活菌粉装入肠溶胶囊 制成肠溶性活菌粉胶囊。研究证明用多孔淀粉吸附双 歧杆菌后不仅在喷雾干燥过程中，而且在贮藏过程都 对其存活率有较好的保护作用。 1．2 以蛋白质为壁材的双歧杆菌微胶囊化技术 明胶既是亲水胶体又是一种重要的蛋白质来源， 且具有乳化性和成膜性好、价格低、来源广等优点， 是一种广泛使用的蛋白质壁材。唐宝英等I1 o】根据双歧 杆菌长时间与水接触易死亡的特点，采用双层包裹法， 先用棕榈油把双歧杆菌包裹起来，然后再用大分子明 胶溶液包裹制成双层微囊，避免了双歧杆菌与明胶水 溶液的直接接触，因而制成的双歧微囊活菌数高，保 存性好。这种方法对提高双歧杆菌类活菌制品的质量 和档次将具有十分重要的意义。 加拿大的Wenrong Sun~UMansel W．Griftiths⋯ 将 双歧杆菌固定于含0．75 吉兰胶和l 黄原胶的凝胶 粒，平均直径3mm。经测定，这种微胶囊比普通微胶 囊耐高酸环境的能力提高了很多。Arnaud Picot和 Christophe LacroixI1 r2J把双歧杆菌固定在以水溶性的乳 清蛋白为基本材料的胶体中，同样也可很好的提高其 对强酸性环境的抗性。这两种方法对减少双歧杆菌在 人体胃肠道中高酸性的伤害有很大意义。 双歧杆菌微胶囊化可用的壁材还有很多，每一种 都有其不同的特性，在实际应用中，往往是几种物质 复配使用。 Gu~-in和 DanielI1_jJ研究了将双歧杆菌装入由海 藻酸盐、果胶、乳清蛋白混合而成的凝胶体中制成微 胶囊，产品采用两种胶囊：一种是无膜的凝胶粒；一 种是经转氨基作用而形成两层膜的凝胶粒。并且研究 了微胶囊化的双歧杆菌在模拟胃液和胆汁中的存活情 况，发现有膜的凝胶粒制成的微胶囊在胃液和胆汁中 的存活率都最高，可以通过它提高双歧杆菌经过胃肠 83 2 影响双歧杆菌微胶囊化产品稳定性的因素 微胶囊化的双歧杆菌产品在制备和贮存过程中 难免会受到各种因素的影响，比如贮存环境的pH值、 温度等，从而影响产品的稳定性。 曹永梅、许时婴I1 J研究了双歧杆菌菌体贮存于不 同pH环境下的存活情况，发现贮存于pH7条件下的 菌体无论是否微胶囊化死亡率都最低，这说明双歧杆 菌在此pH下最稳定。 温度对双歧杆菌微胶囊的影响主要涉及两个方 面：一是微胶囊内菌体的存活率下降；二是囊衣特性 结构发生改变。囊衣特性结构的改变往往会加速微胶 囊内活菌的下降，当长时间处于较高温度环境下，囊 衣高分子材料易发生裂解，膜的通透性发生改变，此 时，囊衣对微胶囊内的双歧杆菌的保护作用减弱，双 歧杆菌容易受到外界环境因素 (氧气、光照、水分等) 的影响，故引起微胶囊内双歧杆菌活菌数的下降I1 。 使用不同的壁材对双歧杆菌微胶囊的稳定性也 有很大的影响。朱俊晨等I1 6】研究表明，加有胶类物质 (明胶和黄原胶)的双歧杆菌培养液经干燥制备的微 胶囊比没有添加胶类物质制备的双歧杆菌微胶囊存活 率高、活菌保存期长、稳定性好。这可能是由于明胶 和黄原胶与培养基混合形成了粘稠的混合胶体起到一 定的阻氧作用，减少了辅料拌和过程中空气氧对双歧 杆菌的毒害作用。同时，胶体物质还能将菌体细胞严 密地包裹起来，起到包埋和保护细胞的作用。 据报道，用藻酸盐细胞固定化技术制备的双歧杆 菌微胶囊的存活可能与胶的浓度和颗粒的大小有关系 6¨J 。 另外，不同固化时间、心材与囊材的不同配比也 会对双歧杆菌活菌数量产生影响Il训。 3 展望 近年来通过选择合适的壁材和方法，已较好克服 了微胶囊化双歧杆菌贮存稳定性差和耐胃酸差的不 足，但也仍存在一些问题：该技术的成本较高；微胶 囊处理过程中细胞对处理条件的耐受能力差，如在制 备微胶囊时对压力的适应性和对喷雾干燥时热处理的 耐受性差，细胞易破坏；另外，双歧杆菌促进因子 (低 聚果糖等)的开发对微胶囊技术带来冲击，由于其促 进因子的生产成本低，也不存在贮存和耐胃酸问题， 故发展较快，同时阻碍了双歧杆菌本身的应用，但直 接添加双歧杆菌仍然是一种较添加其促进因子更快 捷、更有效的方法。 维普资讯 http://www.cqvip.com 《广州食品工业科技》 第三届 “益生菌、益生元与健康”研讨会专刊 Vo1．20增刊(总 83) 目前在微胶囊领域，有一个重要的发展趋势是纳 9 米技术在该领域应用，将纳米技术和微胶囊技术相结 合制成纳米微胶囊组合物，可大大改善物质的理化性 l0 质，可考虑将此技术用于双歧杆菌的保藏；另外已有 报道将具有不同性质和功能的物质与双歧杆菌混合制 1 1 成复合微生态制剂，可大大延长双歧杆菌的存活期L1 ， 这也是一个新的发展方向。总之，改进微胶囊技术， 尽快研制出应用广泛、贮存性和耐胃酸性强的双歧杆 菌微胶囊化产品是当务之急。 ’ l2 参考文献 1 廖启成．乳酸菌之分类及应用【J】_食品工业(台湾)，1998，30：1 2 Hoover D G Bifidobacteria activity and potential benefits[J]． 1 3 Food Technology,1993，47(6)：120． 3 Dziezak J D．Microencapsulation and encapsulated ingredients 【J】_Food Technology,1988，42：136—139． 14 4 周沽，王立，周惠明．微胶囊技术及其在食品工业中应用【J】． 粮食与油脂，2003，(9)：10．12． 15 5 曹永梅，许时婴．微胶囊技术在双歧杆菌中的应用[J]．食品科 技,2000，(5)：8—1 1． 16 6 丸山哲彦，等．匕7 叉菌含有 y 7 力吵 J 0制造方 法【P】_JP61-151127，1986． 7 张宏康，王武．微胶囊化技术及其在食品工业中的应用【J】．食 品研究与开发，1999,20(4)：27-29． 17 8 杨基础，刘佳．双歧杆菌固定化的研究【J】．微生物学通报， 1996．23(1)：35． 姚卫蓉，钱科，姚惠源．双歧杆菌活菌粉的制备【J】．无锡轻工大 学学报,2002，2 l(6)：569—573． 唐宝英，朱晓慧，刘佳．双歧杆菌干燥型微胶囊技术的研究【J】． 食品与发酵工业，2003，29(10)：93-95 Wenrong Sun，Mansel W．Grimes．Survival of bifidobacteria in yogurt and simulated gaslricjuice following immobilization in gellan-xanthan beads．International[J]．Journal of Food Micro- biology，2000，6 1：1 7—25． Amaud Picot，Christophe Lacroix．Encapsulation of bifidoba- cteria in whey protein-based microcapsules and survival in simulated gastrointestinal conditions and in yoghurt[J]．International Dairy Journal，2004，1 4：505—5 l 5． Gu6rin，Danie1．Protection of Bifidobacteria Encapsulated in Polysaecharide—Protein Gel Beads against Gastric Juice and Bile[J]．Journal of Food Protection．2003，66(1 1)：2076-2085． 曹永梅，许时婴．微胶囊化双歧杆菌产品的特性【J】．食品工 业，200 1，(3)：28-29． 许燕滨，谢光炎，杨汝德，等．双歧杆菌微胶囊热稳定性研究【J】 广东工业大学学报，2001，18(4)：86-93． Lee K Y，Heo T R．Survival of bifidobacterium longum immobilized in c$cium alginate beads in simulated gastric juices and bile salt solution Appl【J】．Envion．Microbiol，2000， 66：869．873． 傅金衡，魏华 红斌，等．一种新型复合微生态制剂的研制 【J】．中国乳品工业，2001，29(1)：16—19 (上接第 86页) (bactericin)。过氧化氢、双乙酞等天然抑菌物质，从而 控制大多数腐败菌及致病菌的生长，而且由于很低的 pH降低了蛋白质的保水能力，有利干燥，其对产品的 风味、质构及其稳定性起决定性作用，因此是发酵剂 的必需成分。 3．5 植物乳杆菌在奶制品饮料中的应用 共轭亚油酸具有很多营养和保健功能，特别是具 有很强的抗癌、抗动脉粥样硬化和促进细胞分裂、阻 止肌肉退化、延缓机体免疫力衰退等功能。利用生物 法与化学法相比具有选择性合成生物活性共轭亚油酸 的优点，将具有转化亚油酸能力的植物乳杆菌接入奶 制 品饮料 中，该菌能将 lmg／ml亚 油酸转化成 152．051ag／ml共轭亚油酸。 参考文献 郭本恒．益生菌．化学工业出版社，2004：381--428 杨洁彬等．乳酸菌——生物学基础及应用．中国轻工业出版 社，1999：3-8 胡国庆等．植物乳杆菌在不同基质中转化生成共轭亚油酸 的研究．郑州工程学院学报，2004，6：53~56 陆胜民等．不同发酵方法对泡雷笋品质的影响．食品与发酵 工业，2004，30(3)：30～32 张中义等．产共轭亚油酸乳酸菌的筛选及产物 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 冲 国农 业大学学报，2004，9(3)：5～8 李平兰等．产细菌素植物乳杆菌菌株的筛选及其细菌素生 物学特征研究．食品与发酵工业，1999，25(1)：l～4 王立梅等．发酵香肠的工艺研究．吉林农业大学学报，1999， 2l(3)： 104 ～ l07 高云等．植物乳杆菌发酵鲜整枣的工艺研究．食品科技， 2OO2。23 (1)：23；～25 ● 2 3 4 5 6 7 8 维普资讯 http://www.cqvip.com