喷雾干燥是生产乳杆菌发酵剂的一种重要方式,但高温和快速脱水等过程,会对乳杆菌产生明显的生理损伤,导致其存活率下降,无法满足商业要求。本研究选择3株乳杆菌,通过菌体形态、产酸能力、代谢通路酶活性和细胞膜变化,研究了喷雾干燥对乳杆菌的生理损伤机制,并通过转录组学分析,筛选菌株喷雾干燥保护剂,主要研究结果如下:1.喷雾干燥处理后乳杆菌产酸速率降低,产酸能力减弱。扫描电镜观察菌体形态表明,喷雾干燥后菌体呈干瘪状,存在大量凹痕和褶皱。添加保护剂菌株经喷雾干燥后形态呈现饱满的圆形。采用荧光双折射法测定乳杆菌细胞膜流动性发现,喷雾干燥后乳杆菌荧光偏振度为对照组的1.2倍,细胞膜微粘度是对照组的2.1倍,表明细胞膜流动性显著降低。采用激光共聚焦显微镜观察乳杆菌细胞膜完整性表明,与对照组相比,菌体经喷雾干燥处理后,乳杆菌细胞膜完整性受到较大的影响,细胞膜完整与受损的比例接近1:1。2.与对照组相比,经喷雾干燥处理后乳杆菌代谢通路中的乳酸脱氢酶(LDH)、β-半乳糖苷酶(β-GAL)、己糖激酶(HK)、丙酮酸激酶(PK)和磷酸果糖激酶(PFK)均显著下降。添加保护剂的组别的乳杆菌酶活性有不同程度的提升,其中LDH和PK两种酶活变化显著,是喷雾干燥影响乳杆菌代谢通路的关键酶。3.利用转录组学研究了喷雾干燥对乳杆菌的生理损伤及保护剂的影响。通过差异表达基因的GO功能富集分析、KEGG代谢途径和相关基因分析发现,乳杆菌经喷雾干燥处理后,发生转录下调的基因主要参与糖酵解途径、磷酸转移酶系统等过程。添加保护剂的乳杆菌发生转录上调的基因主要参与PTS通路和JNK因子途径。4.综合产酸能力和代谢通路关键酶活性筛选保护剂,确定脱脂乳、海藻糖、谷氨酸钠和蔗糖组成的复配保护剂效果最佳,其次为海藻糖、谷氨酸钠、蔗糖和脱脂乳。本研究从多角度探究喷雾干燥对乳杆菌的生理损伤机制及保护剂的筛选优化,为工业上生产乳杆菌发酵剂提供理论基础。