傅楠副教授——益生菌在喷雾干燥中的活性变化历程与活性保存机理

使用喷雾干燥生产活性益生菌粉 末制剂可有效降低生产成本，所得的固体活益生菌制剂可用作食品保健品、药剂、生物防腐剂与发酵起始剂，具有广大的市场前景。然而，在喷雾干燥塔中，难以对 正在干燥的载菌液滴状态进行实时鉴测。同时，喷雾干燥过程中采用的高温空气与快速脱水过程可对益生菌菌体造成热胁迫、脱水胁迫与氧化胁迫等危害，常使得干 燥后的益生菌活性降低高达4～5个数量级。

建立益生菌在干燥过程中的活性变化历程，明确菌活保存机理，有助于提升干菌的存活率，促进喷雾干燥技术在实际工业生产中的应用。 报告内容 在本课题中，我们采用一种新型干燥实验平台——单液滴干燥测量技术（Single Droplet Drying, SDD），对载菌液滴在模拟喷雾干燥环境中的干燥动力学变化历程及益生菌活性变化历程进行定量研究。

首先，我们研究了不同干燥条件对活性变化历程的影响。结果显示，干燥前期的蒸发冷却效应可有效的保护菌活，快速菌体失活仅出现在干燥后期液滴温度迅速升高 的阶段。同时，菌体失活速率与液滴温度密切相关，但受到液滴含水量的影响较小。 接下来，课题进一步研究了不同载体材料对活性变化历程的影响，对益生菌Lactobacillus rhamnosusGG（LGG）在复原脱脂奶（Reconstituted skim milk, RSM）、乳糖、生长培养基与复原全脂奶中的不同活性变化历程进行了实验对比。使用RSM作载体时，益生菌在干燥后期的高温与低含水量期间有着更好的存活 率。我们将RSM的保护作用归结于其中含有的丰富钙离子与牛奶蛋白，提升了菌体的热耐受性，并提供了更温和的升温曲线。

最后，我们使用SDD技术对益生菌的损伤历程进行了初步研究，首次将干燥历程研究推进到亚细胞水平。