喷雾干燥对双歧杆菌存活影响的研究

学院在读研究生。Email：的温度及脱水很敏感，因此，如果喷雾干燥应用于发酵剂制备必须注意微生物的存活率。到目前为止，己有许多研宄者发表了大量关于研宄喷雾干燥后双歧杆菌存活方面的文章。To在此研宄中，双歧杆菌与不同的载体一起被喷雾干燥，并比较喷雾干燥各载体中双歧杆菌的存活率，此外，还研宄了载体浓度和气体温度对干燥后双歧杆菌存活的影响。
1材料与方法1.1微生物及其培养的菌。在添加有0.05半胱胺酸（MRSC）的乳酸杆菌MRS培养基中连续转化两次后（37*C，12~ 24h），将活化的菌再次接种到MRSC培养基中，37*C下培养12~24h，然后进行连续稀释得到细菌培养液。用离心分离法收获细胞，并用0.01M磷酸钠缓冲液冲洗两遍（pH7. 0）。菌悬浮液在4*C下保存且当天使用。
1.2物料悬浮液的制备述的经修改的程序。不同溶解液含有不同的载体试剂。含有30明胶、35可溶性淀粉、35阿拉伯树胶和15脱脂乳的溶解液要先制备，并在121 *C下高压灭菌15min.新鲜细胞悬浮液分散在PB中并利用涡旋混合机直到混合均匀。然后将细胞悬浮液与载体溶液混合，不断加入PB至终物料悬浮液正好含6细胞，以及与结果和讨论中所确定量相符的各种载体含量。物料溶液含有1010~ 1011cfu/g干重的双歧杆菌。
1.3喷雾干燥191小型喷雾干燥机。气体经过鼓风机后被过滤并电加热到100 *C.蠕动泵将物料溶液传送到双流不锈钢喷雾器，液体喷头内径为0.7mm.排出气体温度通过调控物料流动速度而控制在50~ 60*C.干粉样品从旋风分离器下收集。所收集样品于4*C下贮藏在密闭无菌的瓶子中。
1.4扫描电镜（SEM）喷雾干燥得到的干粉样品在Akashi扫描电镜下观察，以检测分析粒子的外观形态。
1.5双歧杆菌计数及水分含量的确定为计算双歧杆菌数，样品应与PB连续稀释，然后倾倒于MRSC琼脂上，在37 *C下培养72h后计数，但干粉样品在与PB稀释前应首先制成PB悬浮液，并搅拌1min使悬浮液均匀。这种处理能保证干粉颗粒中的双歧杆菌完全释放出来。
存活率的计算为存活菌群除以起始菌群，起始菌群为100.样品水分含量根据AOAC方法决定。
2结果与讨论2.1菌种及所处生长阶段对干燥后细胞活力的影响据报道，微生物所处的生长阶段影响其对热的抵抗能力，在其稳定生长期对热敏感度小。此外，Teixeiraetal（1995）的观察相似：脱脂乳微球表面呈现出明显可见的裂缝，这些裂缝有利于干燥后颗粒内部热量的排出，减少热对内部微生物的伤害。这也许是以脱脂乳为载体，喷雾干燥后双歧杆菌存活率比其它载体高的原因之一。
脱脂乳是蛋白质、碳水化合物等的混合体，阿拉伯树胶和可溶性淀粉是碳水化合物，明胶是变性蛋白质。除了具有不同的化学特征外，这些载体还具有不同的物理特征，如热传导性，热扩散等。因此我们希望在喷雾干燥中，当内部微生物细胞对热失活敏感时，实验中所用载体能对细胞产生保护作用，从而对双歧杆菌存活产生一定程度的影响。比较干燥后阿拉伯树胶、明胶、可溶性淀粉对双歧杆菌存活的影响，可以发现，阿拉伯树胶中的B.infantis存活高，其次是明胶和可溶性淀粉。另一方面B.longum以明胶为载体比以阿拉伯树胶和可溶性淀粉为载体存活率高。以10脱脂乳为载体进行干燥，B.infantisCCRS14633，BlmgumB6存活率分别增加到16.0和82.6.这些结果表明，双歧杆菌的存活率很大程度上取决于所用载体及所选用的菌株。
过将双歧杆菌细胞悬浮于含有各种浓度载体的物料溶液中，进行喷雾干燥比较不同浓度的物料对B.longunB6和B.infantisCCRC14633存活的影响。含10阿拉伯树胶或10可溶性淀粉的载体中B.longumB6的存活率分别为41.2和29.1，是所实验各种浓度载体中高的。提高阿拉伯树胶或可溶性淀粉的浓度，B.longuB6的存活率下降。当物料溶液为明胶时，将明胶浓度从2.0提高到10，则B.longumB6的存活率从58.85提高到了63.74，但是，当明胶浓度大于10则会引起干燥后存活率下降。
相似，分别为10明胶，阿拉伯树胶和可溶性淀粉，经喷雾干0.92，与Espma和Packand的观察相似。当将明胶，阿拉伯树胶或可溶性淀粉浓度从10增加到20或更高时，Laddophilus的存活下降。据报道，在喷雾干燥过程中提高或降低微生物存活的因素是相互关联的。首先，颗粒表面水活下降，湿球温度过高，这时菌体也许处于致死温度（Elizondo，Labuza1974）。然而，也有报道说在中等湿度范围内，菌体对热影响不敏感。此外，料液中固体含量高则会形成大的颗粒，而它比小颗粒对热更敏感。颗粒内部的微生物热伤害也更厉害，这些因素都会导致我们在实验中观察到所实验微生物存活率的下降。
2.3喷雾干燥排气温度对干燥后细胞活力的影响在喷雾干燥中，热致死伤害是降低细胞活力的主要因素，据不同的研宄者报道，提高排出气体的温度也会降低喷雾干燥后微生物的存活率。在这些报道中Espina，Packand将Lacidophilus与复水的脱脂奶粉一起喷雾干燥，当升高排出气体温度时活菌数急剧下降。温度升高到75*C时，活菌数solid.To和Elzd将Blanens与浓缩脱脂乳一起喷雾干燥，结果显示，排出气体温度每升高5*C，菌体存活率下降一半。
观察喷雾干燥中双歧杆菌在排出气体温度为50 *C下的存活率和所收集的干粉的水分含量。如预期所想，当不考虑载体，水分含量固定时，排出气体温度升高，微生物存活下降。例如，与10的明胶一起干燥，当排出气体温度从50*C上升到60*C时，B.longumB6的存活率从63.47急剧下降到5.72.但是，由于温度升高引起的存活率下降的大小因载体不同而不同，一般情况下，当以可溶性淀粉为载体时，排出气体温度对存活影响较明显，如B.longum和B.infantisCCRC14633，当排出气体温度从50 *C上升到55*C时，两种菌株的存活率分别下降90.8和30.7，当以其它物质为载体，排出气体温度的升高对菌体存活率影响系列1：空白对照；系列2：0.5壳聚糖；系列3：1.0壳聚糖；系列4：1.5壳聚糖；系列5：0.5海藻酸钠；系列6：1.0海藻酸钠；系列7：1.5海藻酸钠。
3结论马铃薯片的褐变与多酚氧化酶活性呈正相关关系。
切片马铃薯的保藏技术主要考虑的问题是控制多酚氧化酶的活性。
试验表明：护色效果理想的护色液为1. 5柠檬酸+1.0抗坏血酸+0.15氯化钙。其次是1.5柠檬酸+0.1亚硫酸氢钠+0.15氯化钙。
采用传统的热水漂烫方法对抑制果蔬多酚氧化酶的活性效果较明显，但由于漂烫后表面的水分较多，不利于马铃薯片的保藏。采用低强度（400W）微波辐射对切片马铃薯处理1.5~ 2m，对于抑制其多酚氧化酶的活性同样具有良好的效果。
切片马铃薯经护色后再进行涂膜处理，可进一步提高其保藏性。1.5的壳聚糖涂膜效果明显，1.5的海藻酸钠涂膜的保鲜效果也能达到较好的效果，在冷藏条件下贮藏1周，其外观色泽基本保持良好，接近国外同类产品的保藏技术水平。