益生菌微胶囊在非乳制品中的应用现状

李晴　唐文倩　吕莹　季苗　赵强伟

摘 要：本文聚焦于微胶囊技术和壁材，综述了益生菌微胶囊在果汁、零食、口服制剂等非乳制品中的应用情况，并对益生菌微胶囊在非乳制品行业中的应用前景进行了展望。

关键词：益生菌;微胶囊技术;壁材;非乳制品

益生菌是一种活的微生物，通过改善和维持肠道微生物群平衡赋予宿主益处。近几年，由于功能食品的日渐兴起，对于益生菌的研究越来越多。传统上，益生菌经常与乳制品结合在一起。由于一些消费者对乳制品有不良反应，非乳制食品基质已被作为这些有益微生物的潜在载体。基于此，本文聚焦于探讨益生菌微胶囊化的常用技术，微胶囊壁材的选择以及在非乳制品基质中的应用情况，同时对益生菌微胶囊在未来非乳制品中的发展前景进行了展望。

1 果汁

作为一种日常消耗品，对益生菌果汁的研究引起了众多学者的兴趣，已经存在很多的果汁发酵产品，如基于菠萝、蔓越莓、草莓的发酵果汁产品。食品中益生菌及其培养物的存在会产生不好的味道，所以通过发酵的方式在果汁中添加益生菌的效果不是十分理想。同时，由于果汁中的酸性环境，高溶解氧浓度和不足量的游离氨基酸和肽会导致益生菌活力丧失。微胶囊化益生菌技术的进步为非乳制品益生菌饮品的研究带来重大进展。

通过微胶囊化益生菌，可以使益生菌在液体饮料中短时间内稳定存在。通过建立一种数学模型来模拟不同微胶囊化干酪乳杆菌的爆发释放机制，证明了干酪乳杆菌微胶囊可以加入到绿椰子水中，证明了可以通过微胶囊技术来控制益生菌在绿椰子水中的释放[1]。选择饮料本身含有的成分或无味壁材对加入益生菌进行微胶囊化，这样可以降低益生菌对饮料风味的影响。以米糠麦芽提取物饮料为营养媒介，添加益生菌微胶囊，在2周之内，其益生菌含量符合人体需求，且不会对饮料的感官品质产生太大影响，开发此种益生菌饮料具有可行性。对于一些需要热水冲调的固体饮品粉末来说，抵抗高温也是添加益生菌的一大挑战。将益生菌添加在需要加热的食品中具有一定的难度，相关研究[2]已经成功将凝结芽孢杆菌的孢子添加进茶和咖啡这样的可冲调饮品中。向可冲调饮品中添加的菌种要具有很强的抗逆性，可以耐受较高的温度，一般要求益生菌可以产生孢子。而市面上一些需要冲调的益生菌产品也划定了水温界限，一般不能超过37 ℃，所以利用微胶囊化益生菌来提高益生菌在产品中的耐热性是不错的研究思路。

2 零食

零食似乎是掺入功能性化合物的适当载体。相关研究已经证明[3]，牛奶巧克力可以作为益生菌的良好载体，使用椰子水-辣木树胶-麦芽糖糊精为壁材，植物乳杆菌为芯材进行微胶囊化，掺入进牛奶巧克力中，在25 ℃条件下可以储存180天，益生菌的含量保持在8个对数之上，且在进行小鼠试验后，证明此产品对小鼠的重要器官无任何损伤，感官测试也表明此产品没有任何明显的感官特性改变，由于巧克力含有丰富的多酚类物质，而且受到各年龄段消费者的喜爱，通过添加益生菌而强化巧克力产品的功能是很好的产品开发思路。对青苹果零食的研究也是极具创新性的，将植物乳杆菌和低聚果糖的甲基纤维素薄膜涂覆由异麦芽酮糖醇、钙和抗坏血酸配制的苹果零食[4]，在20 ℃，60%RH下储存90天后，益生菌的存活量在8个对数左右，这表明摄入的益生菌量可达到益生效果，这也为微胶囊化益生菌添加入零食中提供了参考。将其添加在甜点和小吃中，也会提高产品的功能性，并能在口感等方面带来创新。

3 口服制剂

益生菌具有很多的益生功效，例如降血脂、降血糖、免疫调节以及预防牙周疾病等。近些年来人们对肠道微生物群对人类健康的影响进行了广泛的研究。已发现微生物群组成与疾病之间存在相关性，特定细菌物种被确定为潜在的益生菌甚至是治疗性微生物，可用于治疗或预防特定疾病[5]。所以益生菌在口服制剂中的应用对于人体保健来说具有很大潜力。以藻酸盐为壁材，加入菊粉后通过复合凝聚法微胶囊化屎肠球菌，以简单糖果的形式开发了一种益生菌含片，此含片可在28 ℃下储存280天仍具有益生功效，具有抗龋潜力，且屎肠球菌可在唾液存在的条件下繁殖，并对变形链球菌有抑制作用，可以加强口腔健康，但是在工艺和包装上仍需要提高改进。使用双重乳液微胶囊化粘虱素开发了一种益生菌口服制剂，对于食物诱导的肥胖和小鼠的Ⅱ型糖尿病具有预防功能。可以纳米级的MgO为填充剂，以藻酸盐-明膠为壁材进行益生菌的微胶囊化，从而提高益生菌在储存期间和胃肠道中的存活率，提高口服益生菌的效率，为开发新型口服益生菌制剂提供了理论基础。

用微胶囊化相应功效的益生菌来制备口服制剂从而达到增强人体健康的功效，不仅可以在一定程度上预防相关疾病，并且可以避免药物副作用，具有很大的研究价值和应用开发前景。

4 其他非乳制品

益生菌功能产品的开发越来越广泛，除了在一些饮品、零食和口服制剂中应用外，在一些其他非乳制品领域也有很多应用，如婴幼儿食品、肉制品、，烘焙类食品等。将一种鼠李糖乳杆菌微胶囊掺入到婴幼儿食品中，可以对婴幼儿体内的毒性蜡状芽孢杆菌的生长繁殖进行有效抑制。相关学者研究了双歧杆菌与益生元相结合微胶囊化后对于儿童肠道健康的影响，证明了其在开发儿童合生元产品中的潜力[6]。在发酵香肠中添加益生菌的研究也有不少，在相关研究中，鼠李唐乳杆菌微胶囊化后添加进土耳其干发酵香肠中，证明了微胶囊化对于益生菌在肉制品中的保护作用。在肉制品中，益生菌的加入可以抑制腐败和致病性微生物的生长，延长肉制品的保质期[7]。通过3种淀粉食用薄膜配方，将嗜酸乳杆菌益生菌细胞的多基质微胶囊加入烘焙面包面团中，在烘烤后具有高存活率。向面包填充膏中加入嗜酸乳杆菌微胶囊，并在烘烤后填馅，益生菌活力约下降了3个对数，表明微胶囊化对烘焙产品中的益生菌具有高保护作用。

5 结语

综上所述，益生菌微胶囊在非乳制品中的应用需要注意一些问题，益生菌微胶囊颗粒大小的把控、微胶囊技术壁材的选择及壁材与食品基质的适应性、益生菌微胶囊化技术对益生菌存活率的影响、益生菌微胶囊添加进食品基质中对食品本身风味的影响、食品加工处理过程对益生菌的影响。益生菌在食品中的应用广泛，不仅仅局限于乳制品，在非乳制品中也具有很大的潜力，新型的产品形式与产品内容会给益生菌市场带来新的动力，益生菌非乳制品的发展具有很大的前景。

参考文献

[1]De Prisco A，Mauriello G.Probiotication of foods：A focus on microencapsulation tool[J].Trends in Food Science & Technology，2016（48）：27-39.

[2]Majeed M，Majeed S，Nag-abhushanam K，et al.Evaluation of probiotic Bacillus coagulans MTCC 5856 viability after tea and coffee brewing and its growth in GIT hostile environment[J].Food Research International，2019，121：497-505.

[3]Nambiar R B，Sellamuthu P S，Perumal A B. Development of milk chocolate supplemented with microencapsulated Lactobacillus plantarum HM47 and to determine the safety in a Swiss albino mice model[J].Food Control，2018，94：300-306.

[4]Tavera-Quiroz M J，Romano N，Mobili P，et al.Green apple baked snacks functionalized with edible coatings of methylcellulose containing Lactobacillus plantarum[J].Journal of Functional Foods，2015，16：164-173.

[5]Plovier H，Everard A，Druart C，et al.A purified membrane protein from Akkermansia muciniphila or the pasteurized bacterium improves metabolism in obese and diabetic mice[J].Nature Medicine，2016，23（1）：1792-1799.

[6]Abdel-Rahman M A，Sadek Z I，Azab M S，et al.Incorporation of microencapsulated Lactobacillus rhamnosus into infant-foods inhibit proliferation of toxicogenic Bacillus cereus strains[J].Biocatalysis and Agricultural Biotechnology，2019，18：101013.

[7]De Prisco A，Mauriello G.Probiotication of foods：A focus on microencapsulation tool[J].Trends in Food Science & Technology，2016（48）：27-39.

基金項目：江苏高校优势学科建设工程资助项目（PAPD），江苏高校品牌专业建设工程资助项目（TAPP），南京财经大学创新创业训练计划项目（编号：201910327029Z）。

作者简介：李晴（1999—），女，河北沧州人，本科在读。研究方向：食品科学。