益生菌里的干燥剂：新型喷雾干燥技术提高了益生菌在消化道中的生存能力

益生菌里的干燥剂：新型喷雾干燥技术提高了益生菌在消化道中的生存能力首先，喷雾干燥过程中的高温和快速脱水可能对细菌的存活不利。然而，对于活微生物使用这种封装方法仍然存在各种挑战。作为一种天然、生物相容、安全、低成本的褐藻多糖，海藻酸盐被广泛用于包裹益生菌。使用挤出、乳化和逐层封装等现有技术生产海藻酸盐包衣益生菌的问题是，它们产生“湿”颗粒，并且需要额外的干燥步骤来生产干燥、耐储存的粉末。喷雾干燥提供了一种更有效的封装解决方案:通过雾化、加热和真空干燥的联合作用，喷雾干燥在一个步骤中快速产生干燥的粉末颗粒。

新型喷雾干燥技术提高了益生菌在消化道中的生存能力

新加坡南洋理工大学(NTU)的科学家开发了一种突破性的喷雾干燥技术，用于将益生菌与交联藻酸盐封装在一起，保护细菌免受肠道中苛刻酸性条件影响。

NTU的科学家说，这项技术使用同轴喷雾来交联海藻酸盐聚合物，这是喷雾干燥首次与原位海藻酸盐交联一起用于封装活微生物。

他们在一项研究中测试了这项技术，其中鼠李糖乳酸杆菌GG(LGG)涂有交联海藻酸盐和蔗糖制剂的益生菌在暴露于模拟胃液后表现出高生存力。

“这项研究的发现可以为食品或制药部门的相关行业提供一种改进的方法，以生产具有胃保护特性的胶囊化乳酸杆菌益生菌粉末，从而提高益生菌通过胃肠道的存活率，”研究人员在杂志上写道碳水化合物聚合物.

藻酸盐封装挑战​

作为一种天然、生物相容、安全、低成本的褐藻多糖，海藻酸盐被广泛用于包裹益生菌。

使用挤出、乳化和逐层封装等现有技术生产海藻酸盐包衣益生菌的问题是，它们产生“湿”颗粒，并且需要额外的干燥步骤来生产干燥、耐储存的粉末。

喷雾干燥提供了一种更有效的封装解决方案:通过雾化、加热和真空干燥的联合作用，喷雾干燥在一个步骤中快速产生干燥的粉末颗粒。

然而，对于活微生物使用这种封装方法仍然存在各种挑战。

首先，喷雾干燥过程中的高温和快速脱水可能对细菌的存活不利。

诸如蔗糖之类的保护剂已被证明能提高益生菌的存活性，但是还没有对它们保护细菌免受胃中苛刻酸性条件影响的能力进行充分研究。

其次，在喷雾干燥器装置中交联海藻酸盐的方法是有问题的。

新型喷雾干燥技术​

NTU的科学家们声称，通过开发一种新的喷雾干燥技术，将颗粒形成、海藻酸盐交联和干燥结合在一个步骤中，克服了这些限制。该技术使用同轴喷雾进行原位海藻酸盐交联，他们说这种方法可以在藻酸钙基质中实现90%以上的交联藻酸盐。

他们在一系列实验中将该技术与其他喷雾干燥封装方法进行了比较。测试的六种制剂是:仅蔗糖、仅海藻酸盐、海藻酸盐与蔗糖、交联海藻酸钙、交联海藻酸钙与蔗糖和使用反向进料通道的交联海藻酸钙与蔗糖。

在测试的六种制剂中，交联海藻酸盐(通过新技术生产)被发现是最有前途的。

发现使用保护性蔗糖和藻酸盐(交联的海藻酸钙和蔗糖)的递送方法在提高益生菌的生存力方面是最有效的。该配方达到了109 喷雾干燥和暴露于模拟胃液后存活LGG的CFU(菌落形成单位)。

有趣的是，尽管所有六个样品在喷雾干燥过程后仍保持活力，但交联海藻酸盐表现出高得多的胃保护作用。蔗糖制剂中的LGG显示出对模拟胃酸的完全敏感性，表明单独的蔗糖并没有赋予喷雾干燥细菌胃保护作用。

经鉴定，交联的海藻酸钙与蔗糖配方对LGG具有最好的胃保护作用，模拟胃液暴露后CFU损失最低为0.47 log10 (CFU/g)。

交联是关键​

科学家表示，未交联的海藻酸盐-蔗糖和交联的海藻酸钙-蔗糖样品之间的LGG存活率存在显著差异，表明交联对增强海藻酸盐基质的胃酸保护能力很重要。

“益生菌存活率的提高归因于每个颗粒周围交联藻酸钙的形成，它将封装的益生菌固定在基质中。当暴露于酸性模拟胃液时，过量的质子可以通过海藻酸盐转化为藻酸而被隔离，从而提供局部的pH缓冲作用，这增强了截留的益生菌在模拟胃液中的存活性研究人员写道。

具有蔗糖配方的最佳性能的交联海藻酸钙被进一步评估为植物乳酸杆菌还有副干酪乳杆菌，并获得了类似的结果。

益生菌涂层技术的专利申请已经通过NTU的企业和创新公司NTUitive提交。

来源:碳水化合物聚合物

在线发布: doi.org/10.1016/j.carbpol.2022.119279​​

“乳酸杆菌益生菌喷雾干燥过程中的原位藻酸盐交联促进胃肠靶向给药”​

作者:Tan LL，Mahotraa M，Chana SY，Loo SCJ