论文荐读
植物乳植杆菌P-8低温喷雾干燥工艺优化及其特性研究
作者：
刘青轩，郑新飞，张静雯，张和平，姚国强*
单位：
内蒙古农业大学 乳品生物技术与工程教育部重点实验室
基金项目：
内蒙古自治区高等学校科学技术研究项目（NJZZ22488）；国家现代农业产业技术体系资助（CARS36）
摘要&关键词
摘要：喷雾干燥制备益生菌制剂具有成本低、处理量大且连续化生产的优势，但受制于高温损伤菌体活性而应用受限。利用低温喷雾干燥技术降低热损伤，提高菌体存活率。通过单因素试验和响应面中心组合设计联用的方法优化得出最佳工艺条件，以制备植物乳植杆菌P-8活性菌粉，并探究其菌株形态变化、贮藏稳定性以及在动态体外仿生胃肠道消化模型中的耐受性。植物乳植杆菌P-8在进料速度9 mL/min、干燥温度75 ℃、雾化压强为0.3 MPa时，存活率最高为81.50%，且菌粉颗粒形态完整。在动态体外仿生胃肠道消化模型内连续消化4 h后，表现出良好的耐受特性。菌粉4 ℃和25 ℃贮藏35 d后存活率分别为92.18%和87.49%。低温喷雾干燥技术可用于植物乳植杆菌P-8高活性菌粉的制备，优化后的工艺参数可以为植物乳植杆菌P-8中试制备提供参考。
关键词：植物乳植杆菌P-8；低温喷雾干燥；工艺优化；动态体外仿生消化系统；贮藏期活性
主要结论
本试验探究了低温喷雾干燥法制备植物乳植杆菌P-8的生产工艺，并对其受损伤情况以及贮藏稳定性进行了评价，研究表明在进料速度为9 mL/min、干燥温度75 ℃、雾化压强为0.3 MPa的条件下制备的菌粉存活率最高达到81.5%，水分含量为3.7%，水分活度为0.14。并且菌粉颗粒形态完整、表面虽有褶皱但无破损，有利于维持菌粉的贮藏稳定性。通过测定菌粉在体外仿生胃肠消化模型中的耐受性，结果表明实验组存活率均高于对照组，具有更好的耐受能力。在4 ℃和25 ℃条件下贮藏35天，研究结果表明：4 ℃贮藏菌株存活率为92.18%，25 ℃贮藏菌株存活率为87.49%均高于对照组，低温贮藏有利于保持益生菌粉的活性。低温喷雾干燥法具有制备高品质益生菌制剂的潜力，能够为益生菌的应用及工业化生产提供理论支持与指导作用。
a-干燥前形态；b-喷雾干燥后形态
图1 植物乳植杆菌P-8扫描电镜图
Fig.1 Scanning electron microscope (SEM) of L. plantarum P-8
a
b
c
a-干燥温度与进料速度；b-雾化压强与进料速度；c-雾化压强与干燥温度
图2 因素交互作用响应面图
Fig.2 Response surface plot of interactive effects of various factors
图3 体外仿生胃肠消化系统示意图
Fig.3 Schematic diagram of thein vitro bionic gastrointestinal digestive system
团队介绍
团队负责人
张和平教授，博士研究生导师。国家杰出青年科学基金获得者、“长江学者”特聘教授。团队以推动我国益生菌科技发展为己任，致力于乳品科学和乳酸菌分子生物学的研究工作，在功能性乳制品的研制、乳制品活性物质研究、乳制品加工技术研究与新产品开发等方面成果颇丰，依托自主创立的优良菌株筛选技术和评价体系，打破国外在这一领域的技术垄断 ；以第一作者或通讯作者在Nature Communication (IF:11.470)、The ISME Journal（IF:9.267）、Microbiome（IF:9.139）和Molecular and Cellular Proteomics（IF:8.791）等SCI收录期刊发表论文142篇，EI收录24篇；主编Lactic Acid Bacteria: Fundamentals and Practice (Springer出版社，2014)和《现代乳品工业手册》等论著8部；授权发明专利33项；起草食品安全地方标准10项；主持完成了5项国家级科研项目、7项省部级科研项目，3项企业合作项目，现主持5项国家级科研项目、3项省部级科研项目，2项企业合作项目。
第一作者
刘青轩，男，汉族，1995年6月生，共青团员，籍贯：内蒙古巴彦淖尔市。本科就读于内蒙古农业大学食品科学与工程专业，2020年获得工学学士学位。硕士就读于内蒙古农业大学食品加工与安全专业，主要研究方向为肠道微生物、乳酸菌资源开发与利用。具体研究工作为乳酸菌的分离鉴定，菌种的活化及冻存，大型高密度发酵实验，真空冷冻干燥、低温喷雾干燥制备试验以及16s rRNA测序等工作，并作为第九届中国乳业科技大会学术论坛志愿者，在校期间荣获2020年校级二等奖学金、2021年自治区学业奖学金、研学会优秀干事等称号。
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