
在益生菌家族中,嗜酸乳桿菌是極具代表性的一員,它不僅是人體腸道的“健康衛(wèi)士”,更在多個(gè)行業(yè)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。從科學(xué)定義來看,嗜酸乳桿菌屬于乳桿菌屬,是一種革蘭氏陽性、桿狀的厭氧微生物,最早于1900年從嬰兒糞便中分離得到,因其偏好酸性環(huán)境(最適生長pH低于5.0)、最佳生長溫度約為37℃而得名。這種微生物具備強(qiáng)大的益生功效,能調(diào)節(jié)腸道菌群平衡、抑制金黃色葡萄球菌、大腸桿菌等有害菌生長,還可改善心血管健康、輔助抑制腫瘤,且擁有長期安全使用歷史,已被列入我國《可用于食品的菌種名單》及歐美相關(guān)安全認(rèn)證名單。
憑借獨(dú)特的益生特性與安全屬性,嗜酸乳桿菌的應(yīng)用場(chǎng)景已廣泛覆蓋多個(gè)行業(yè)。在食品領(lǐng)域,它是發(fā)酵食品生產(chǎn)的核心菌種之一,與其他菌種復(fù)配可制備發(fā)酵乳,既能縮短發(fā)酵時(shí)間、增加產(chǎn)品粘稠度,還能提升雙乙酰等風(fēng)味物質(zhì)含量;用于干酪生產(chǎn)可增強(qiáng)產(chǎn)品彈性與凝聚性,改善口感;添加到奶粉、果汁等產(chǎn)品中,還能發(fā)揮抑菌、緩解腹瀉的功能。在飼料行業(yè),嗜酸乳桿菌更是綠色養(yǎng)殖的重要助力,用于水產(chǎn)養(yǎng)殖可改善水生動(dòng)物腸道菌群、提升免疫力與水質(zhì);添加到肉雞、育肥豬飼料中,能提高增重速度、飼料轉(zhuǎn)化率,還可降低膽固醇含量與腹瀉發(fā)病率。此外,它在工業(yè)領(lǐng)域也有應(yīng)用,可用于乳酸、果酸等化學(xué)物質(zhì)的生產(chǎn),農(nóng)業(yè)領(lǐng)域則能通過種子處理促進(jìn)作物萌發(fā)與根系發(fā)育。
為實(shí)現(xiàn)嗜酸乳桿菌的規(guī)模化應(yīng)用,高效的制備與保存技術(shù)至關(guān)重要。噴霧干燥技術(shù)因具有干燥速度快、易于工業(yè)化生產(chǎn)等優(yōu)勢(shì),成為嗜酸乳桿菌粉劑制備的主流工藝。其中,離心式或氣流式噴霧干燥機(jī)因?qū)w損傷較小,更適配嗜酸乳桿菌的制備需求,以下那艾儀器噴霧干燥機(jī)三個(gè)實(shí)際案例便詳細(xì)展現(xiàn)了其應(yīng)用細(xì)節(jié)。
第一個(gè)案例聚焦飼料用嗜酸乳桿菌生物制劑的制備,某公司針對(duì)仔豬腹瀉問題,開發(fā)了含嗜酸乳桿菌的復(fù)合生物制劑。制備過程中,首先將嗜酸乳桿菌SY1菌株接種到MRS液體培養(yǎng)基中,在37℃厭氧環(huán)境下培養(yǎng)36-48h完成活化,隨后經(jīng)一級(jí)、二級(jí)種子培養(yǎng)獲得合格種子液。將二級(jí)種子液按5%接種量接入發(fā)酵罐,在37℃、pH7.0條件下靜置深層培養(yǎng),待活菌數(shù)達(dá)到1.0×10? CFU/mL時(shí)收集發(fā)酵液。后續(xù)濃縮與干燥環(huán)節(jié),先取100mL發(fā)酵液以5000rpm離心15min,收集菌泥后用100mL無菌生理鹽水重懸,并添加18%(w/v)的脫脂乳作為保護(hù)劑制備成料液。采用離心式噴霧干燥機(jī)進(jìn)行干燥,設(shè)定進(jìn)口溫度120℃、出口溫度75℃、入料速度1000mL/h,最終得到的粉狀制劑活菌數(shù)穩(wěn)定,與其他菌種復(fù)配后,可有效降低仔豬腹瀉發(fā)病率10-15%,提高生長性能5-8%。
第二個(gè)案例是食品級(jí)嗜酸乳桿菌直投式發(fā)酵劑的制備,某公司通過優(yōu)化噴霧干燥工藝與保護(hù)劑配比,提升了發(fā)酵劑的活菌數(shù)與穩(wěn)定性。研究團(tuán)隊(duì)首先通過單因素試驗(yàn)與正交試驗(yàn),確定了最佳抗熱保護(hù)劑組合:4%蔗糖、5%糊精與15%脫脂奶粉。隨后以活菌數(shù)為核心指標(biāo),采用響應(yīng)面分析法優(yōu)化噴霧干燥參數(shù),最終確定采用氣流式噴霧干燥機(jī),在進(jìn)口溫度119℃、進(jìn)樣流速55mL/h、菌體與保護(hù)劑配比1:28的條件下進(jìn)行干燥。該工藝制備的直投式發(fā)酵劑活菌數(shù)可達(dá)1.67×10? CFU/g,無需復(fù)壯即可直接用于發(fā)酵食品生產(chǎn),大幅簡化了食品企業(yè)的生產(chǎn)流程,同時(shí)保證了產(chǎn)品的益生功效穩(wěn)定性。
第三個(gè)案例則關(guān)注嗜酸乳桿菌的微膠囊化制備,某公司采用低甲氧基果膠(LMP)與乳清蛋白濃縮物(WPC)作為復(fù)合壁材,通過噴霧干燥技術(shù)實(shí)現(xiàn)菌體的高效包埋。制備時(shí),先將嗜酸乳桿菌培養(yǎng)至穩(wěn)定期,收集菌液后與壁材溶液混合,設(shè)計(jì)兩種壁材配比方案:方案一為LMP:WPC=1:7(m/m),方案二為LMP:WPC=0.5:7.5(m/m)。采用離心式噴霧干燥機(jī)進(jìn)行微膠囊制備,干燥后的微膠囊粒徑分別為4.3±0.02μm(方案一)與4.4±0.02μm(方案二),均具備良好的形態(tài)與理化特性。通過紅外光譜分析證實(shí),壁材與菌體形成了穩(wěn)定的包埋結(jié)構(gòu),有效提升了菌體耐受性。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示,兩種方案制備的微膠囊活菌數(shù)均顯著高于游離菌體,在室溫下可穩(wěn)定存活45天,冷藏條件下存活期延長至60天,極大提升了嗜酸乳桿菌在食品加工與儲(chǔ)存過程中的穩(wěn)定性。
從上述案例可以看出,噴霧干燥技術(shù)制備嗜酸乳桿菌的核心在于精準(zhǔn)控制工藝參數(shù)與合理選擇保護(hù)劑,不同應(yīng)用場(chǎng)景(飼料、食品發(fā)酵、微膠囊產(chǎn)品)需針對(duì)性優(yōu)化方案。隨著技術(shù)的不斷迭代,嗜酸乳桿菌的制備效率與產(chǎn)品穩(wěn)定性將持續(xù)提升,進(jìn)一步拓展其在各行業(yè)的應(yīng)用邊界。
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