新技术配方方案,解决益生菌“活”的问题
Tony 2022-09-01 534
益生菌包埋技术,正在解决产品菌株“活”的问题


益生菌包埋技术,正在解决产品菌株“活”的问题

文:Tony

无论是消费端的认知,还是产业端产品开发来看,这两年益生菌的市场热度都很高。

然而,尽管整个市场非常热,但益生菌产品都有一个共性问题,那就是如何保持菌株的“活性”。从原料端的生产工艺到供应环节的物流运输再到消费端的摄入,每个环节都会影响到益生菌的活性,因此如何确保确保益生菌活着进入到人们的体内并且发挥健康效果很重要。


新配方能够解决益生菌活性问题

近日,新加坡南洋理工大学(NTU)研究团队发现,蔗糖和海藻酸包埋配方能够增加鼠李糖乳杆菌GG(LGG)的存活率,该项研究结果已经发表在《碳水化合物聚合物》杂志上。据了解,益生菌包埋技术是可定制的,可用于制造直径约10微米(0.0004英寸)的粉末状包埋益生菌。

研究人员对不同的原料基质进行包埋测试,包括1)蔗糖2)海藻酸3)海藻酸与蔗糖4)交联形式海藻酸钙,测试结果发现配方在喷雾干燥过程后产生了超100亿的存活LGG的CFU。然而,与钙产生交联作用的蔗糖和海藻酸产生更高LGG的活力计数,存活的CFU超100亿。


海藻酸-钙-蔗糖产生良好效果

总的来说,海藻酸-钙-蔗糖基质在本次测试中显示LGG在胃保护方面表现良好,同时SGF(模拟胃液)暴露后,CFU/g损失最低,为0.47 log10(CFU/g)。当储存在4摄氏度时,用蔗糖和交联形式海藻酸钙包埋的益生菌在八周后保持了100亿的CFU计数。

与未包埋的益生菌相比,该技术能够提高益生菌在饮料(啤酒、苏打水、碳酸饮料)类产品中的存活率。此外,研究人员还测试其它乳酸杆菌益生菌的包埋技术,即植物乳杆菌和副干酪乳杆菌,并看到类似结果。

图源:新加坡南洋理工大学


为什么选择蔗糖和海藻酸?

糖是常见、使用范围较广的一类冻干保护剂,常用于喷雾干燥益生菌。因此,研究人员查阅了大量有关哪种糖类效果较好的文献,最终发现蔗糖是其中之一,因为它有助于在喷雾干燥过程中保护益生菌免受高温影响。

另一方面,交联形式的海藻酸有助于保护益生菌在到达肠道之前不被胃酸分解。具体来说,蔗糖能够稳定益生菌的纤维素膜,帮助保护益生菌免受喷雾干燥过程的高温破坏。


保护益生菌活性的机制

南洋理工大学材料科学与工程学院博士Tan Li Ling表示,具体的作用机制是它能够稳定这种益生菌的细胞膜,防止它们在高温条件下出现破裂和燃烧。另一方面,海藻酸与氯化钙形成交联形式时可“充当支架“容纳益生菌。

海藻酸是水溶性的,如果不产生交联,会很快出现溶解。如果产生交联作用,它的作用如同支架一样能容纳益生菌,这样它就和糖一起形成保护层。


一种优势兼容的工艺技术

除提高益生菌的存活率外,该技术的其他优势还包括经济成本较低和使用食品级而不是合成材料。

研究人员开始着手这个项目基于多种因素,首先市售益生菌存在不足,还有很大的提升空间;其次,那些使用包埋技术的商业化产品中,大多数都在片剂外提供合成肠溶层,这种原料不太适合膳食补充剂产品配方。同时,在谈论此类合成材料时,需要根据消费者可以服用多少剂量来决定是否使用它们。

此外,该技术在喷雾干燥过程中能提供抗胃酸特性,这一点与使用赋形剂喷雾干燥益生菌不同。当然,也有其它技术能够实现益生菌的抗酸特性,但问题在于那些技术使用了挥发性碱,这也不适合益生菌产品配方,因为益生菌是对pH值敏感的微生物。


商业成本更具竞争力

在商业化成本方面,研究人员表示比较经济实用。喷雾干燥是一种常用的方法,而且它只是封装益生菌的一个过程。同时,海藻酸和蔗糖也是可负担得起的材料。此外,随着存活率的提高,对益生菌的需求将减少,从而使制造商能够降低成本。

据悉,包埋形式的益生菌能以粉末形式提供,可用于一系列产品,包括食品饮料、功能零食和营养补充剂等。目前,研究人员正在跟一家热衷于将技术应用在益生菌配方中的公司进行洽谈,同时跟那些对这项技术感兴趣的公司合作,以获得专利许可。

而除人类健康外,大量的研究数据表明:益生菌在动物饲料甚至农业中也存在应用潜力。


更多的益生菌包埋原料仍在探索

维生素C和海藻糖等糖类是其他潜在的益生菌包装材料。

基于技术工艺的不断完善,研究人员计划在未来会使用其它糖,包括海藻糖、蔗糖和海藻糖复配以及其它糖类。目前,他们正在试图研究维生素C等原料是否能够影响益生菌在整个保质期内的存活效果。

此外,研究人员将进行体内研究,以确定蔗糖和海藻酸包埋技术通过提高益生菌存活率是否有助于实际的健康益处,同时还计划研究这种包埋技术对双歧杆菌等其他菌株的影响。相比其它菌株,双歧杆菌对外在的环境更加挑剔,还是一种需氧细菌,在存活率方面具备更高的挑战性。

参考来源:Nutraingredients


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