益生菌微胶囊技术的研究进展

周家旭 刘佳 曾英男

【摘要】益生菌微胶囊是用合适的壁材对益生菌进行包埋，以保护益生菌的活性，其产品研发与应用具有较高的市场潜力。本文主要介绍了益生菌微胶囊常用的制备方法，从原理和适用菌种等方面对不同制备方法了进行分析，并说明益生菌微胶囊产品在动物饲料、高活性益生菌酵素粉、冰淇淋等方面的创新型应用。

【关键词】微胶囊技术  益生菌  制备  应用

一、益生菌微胶囊的制备

（一）超声波法

超声波法指的是通过超声波将壁材与芯材混合，使芯材可以在超声波的作用下进入壁材内部，对多余的芯材及溶液进行抽滤后，固体进行烘干后即可得到微胶囊。由于该方法需要在40-50℃的超声波水浴当中进行，因此适合于嗜热型益生菌包埋，方法较为简便，成功率可达到80±0.23%。

（二）内源乳化法

内源乳化法是利用水油相分离的原理进行包埋，将芯材与壁材分别置于水相油相中，水油中芯材与壁材经振动混合，分离水油，清洗，烘干。该方法一般应用于较为脆弱芯材，如嗜酸乳杆菌、双歧杆菌等。内源乳化法可以防止温度和pH等因素造成的益生菌活性降低或灭活现象，操作简单使用仪器少，但耗时较长，其产品后续需严格清理后才能使用。

（三）喷雾干燥法

喷雾干燥法是利用壁材成网的性质，将溶剂与芯材共同包埋入壁材中，利用溶剂的高温挥发性，将小分子的溶剂蒸出，而大分子的芯材留于壁材中。该方法的特点是速度快、处理量大，且物料温度不会高于气流温度，适合于疏水性、亲水性、与水反应及热敏性材料的微胶囊，适用于部分嗜热益生菌的包埋。

（四）挤压法和锐孔法

挤压法是将芯材物质分散于壁材物质中形成乳状液，将其挤压进入一个热的不互溶的流体中，接着迅速冷却固化芯材液滴周围的壁材，或者将乳状液挤压进入冷的溶剂或脱水的液体浴中，当浸在液体浴中时，壁材固化剂和残余风味从微胶囊的表面除去，接着将条状的固化材料破碎、分离、干燥即可。

锐孔法是将化学法和物理机械法相结合的一种微胶囊制备方法，它主要以可溶性聚合物为壁材，用聚合物溶液包裹芯材，然后通过锐孔将其加入到凝固浴中，使聚合物沉淀或交联固化，从而形成微胶囊。锐孔法主要应用于对非水溶性的固体粉末以及疏水性液体的微胶囊化，如药物、矿物油以及显色剂等。这两种方法在益生菌微胶囊制备中相对于前面三种制备方法使用频率较少。

（五）其他方法

其他方法多为将上文的几种基础方法上进行融合，得到新的益生菌微胶囊的制备方法，复合法与单一基础法相比，能够提高包埋率和益生菌的活性。吴小嫚等学者在复合法制备嗜酸乳杆菌-双歧杆菌益生菌微胶囊饲料，使用的锐孔凝固浴法和复凝聚法复合法，该方法包埋率达到96.68%，水中浸泡12h后，悬浮率为77.96%，溶解率为13.04%，在模拟人工胃液中处理120min后，仍然有5.2lg（CFU/mL）的活菌数;在模拟人工肠液中处理120min后，所包埋的活菌可全部释放出来。张宇等学者在嗜酸乳杆菌微胶囊制备及工艺优化中提出使用喷雾法结合离子固化法的喷雾固化法，对嗜酸乳杆菌的包埋率达到79.77%等。

二、益生菌微胶囊的应用

（一）动物饲料

将益生菌微胶囊加入动物饲料中，可以使益生菌在动物体内发挥作用，成为一种新型的生物饲料。根据不同益生菌的不同性质，添加到动物饲料当中有不同的作用，例如约氏乳杆菌联合CQN具有良好的抗炎潜力，可用于营养饲料中有利于奶牛子宫内膜炎的治疗，而日粮中添加约氏乳杆菌菌粉可以提高耗料增重比，改善肠道内环境等作用。

（二）益生菌酵素粉

酵素即為酶，也称为生物催化酶，生物体代谢过程中几乎所有的化学反应都是需要酶的催化的。酶进入胃后会失去活性，因此口服酵素无法达到减肥的功效，将酵素用微胶囊包裹可以提高酵素粉中益生菌在机体中的存活率，达到减肥的效果。田怀香等学者在高活性益生菌酵素粉的制备及工艺优化中，表明采用内源乳化法将高活性益生菌酵素用微胶囊包埋，经模拟胃液处理2h后其菌体存活率≥50%，模拟肠液处理2h后释放率≥90%。研究发现将酵素使用微胶囊包埋后其存活率提高了近50%，因此被微胶囊包裹的益生菌酵素粉可以促进肠道消化吸收，达到减肥效果。

（三）冰淇淋

将益生菌微胶囊加入到冰激淋中，可在冰淇淋的加工及贮藏过程为菌体提供良好的保护，显著提高活菌数。田文静等学者在微胶囊技术在益生菌CICC 6075冰淇淋中的应用中提出，搅拌凝冻使冰淇淋中的活菌数下降 1.20±0.08lg（CFU/g），而微胶囊冰淇淋中仅下降 0.09±0.07lg（CFU/g）;在-18℃的条件下贮藏150d，冰淇淋中的活菌数降至5.54l±0.03lg（CFU/g），低于益生菌发挥健康功效的最低阈值，而益生菌冰淇淋中仅下降了0.60l±0.08lg（CFU/g），最终活菌数高达8.09±0.03llg（CFU/g），研究表明益生菌微胶囊能有效地降低在冷冻过程中益生菌的灭活问题，使其可以在进入人体后发挥有益作用。

三、益生菌微胶囊的发展前景

随着社会的日益进步与发展，新型食品的开发逐渐受到人们的重视。益生菌微胶囊作为新型的解决产品保存性的重要技术之一，受到研究者、市场和消费者的广泛关注。一般根据不同的制备方法可以选用微孔淀粉、低聚果糖、乳酮糖、棉籽糖和海藻酸盐等作为壁材，但是需要注意的是在制备益生菌微胶囊的过程中，选择合适的壁材十分重要，如应尽量减少化学试剂的使用以防止改变壁材本身性质，注意温度、pH等条件，保证产品品质的同时提高益生菌的高活性，其工业化生产与应用将会具有巨大的潜力。

参考文献：

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[3]李宜春. 内源乳化法益生菌微胶囊冻干菌粉的制备及其特性研究[D].烟台大学，2018.

[4]赵红磊. 嗜酸乳杆菌的微胶囊化研究[D].江南大学，2009.

基金项目：吉林农业科技学院大学生创新创业训练项目（吉农院合字[2019]第 114 号）。

作者简介：周家旭（1999-），女，河北秦皇岛人，本科在读，主要从事粮食加工技术;通讯作者：曾英男（1989-），女，吉林人，助教，主要从事粮食工程工作。