乳酸菌作为食品行业领域的主力军,是一类极具开发应用价值的益生菌。然而,在实际生产应用过程中,由于乳酸菌本身容易受环境影响失去活性,因此如何延长乳酸菌产品的货架期,并使其能够抵抗人体恶劣环境、发挥其益生作用成为国内外研究热点,对我国乳制品工业的发展具有重要的意义。传统工艺生产乳酸菌发酵剂和口服乳酸菌产品已不能满足现代需要,本论文以干酪乳杆菌为研究对象考察了不同冷冻干燥保护剂对菌体生理活性的影响,并首次发现了谷胱甘肽作为保护剂在冻干过程中对乳酸菌的保护作用,同时通过挤压法和喷雾冷凝法制备干酪乳杆菌微胶囊增强乳杆菌在人体内的益生功能。新型冻干保护剂的探索和应用将进一步深化行业对细胞在冷冻干燥过程中生理状态的认识;通过喷雾冷凝法制备乳酸菌微胶囊也为益生菌微胶囊奠定了研究基础。主要研究成果如下:1.考察干酪乳杆菌L. casei Zhang在不同冷冻干燥保护剂下的存活率。研究发现相比于未添加保护剂的细胞存活率普遍提高,最优为脱脂奶粉,存活率可提高5.56倍;在此基础上以脱脂奶粉为保护基质,考察复合保护剂对菌体的保护效果,研究发现乳杆菌的存活率提高至14%~27%;最后筛选保护剂进行正交实验,L. casei Zhang存活率可提高至54.5%,达到6.16×108 cfu/mL。高活性的乳酸菌发酵剂保证能够有足够多的活性乳酸菌保存维持生理状态,并继续繁殖。2.考察添加GSH作为新型冷冻干燥保护剂在保护乳酸菌细胞方面具体的保护方式和作用。通过电镜放大观察发现,细胞在有GSH保护剂存在时细胞形态较完整,并没有出现因细胞膜破裂而导致胞内物质外溢的情况。在研究细胞形态学的同时考察细胞膜流动性,研究发现经过冷冻干燥后细胞膜脂肪酸不饱和度(即U/S值)是未添加保护剂的2.02倍,进一步考察饱和脂肪酸链长发现,饱和脂肪酸链长从17.12减少到15.97。同时发现细胞在GSH的抗氧化作用下产生了环丙烷脂肪酸,最后检测其值达到1.60。3.制备高活性乳酸菌微胶囊,首先选用挤压法作为初步实验,探索乳杆菌微胶囊的包埋率,胃肠道释放等情况,选用不同浓度的海藻酸钠溶液与氯化钙溶液作为壁材,研究发现当海藻酸钠浓度为2%,氯化钙浓度为5%,效果较好,包埋率为97.32%,经过模拟人体胃肠道能够较好的保护菌体,但粒径较大;其后通过喷雾冷凝法制备乳杆菌微胶囊,通过比较微胶囊的包埋率和粒径分布的效果后,选择海藻酸钠浓度为2%,氯化钙浓度为3%的芯壁材(包埋率最高达95.80%)制备干酪乳杆菌微胶囊,平均直径为70.95μm。经过模拟人体胃液处理3 h后,仅有24.17%的活菌溢出,证明微胶囊处理后的乳杆菌能够抵抗较低pH值及胃蛋白酶的作用。之后将微胶囊置入模拟人体肠液中,60 min后微胶囊释放率达到84.22%,表明上述方法制备的乳杆菌微胶囊能够在肠道中释放并发挥其益生作用。进一步研究表明,添加变性淀粉作为益生元,能够增强乳酸菌微胶囊的耐酸性能和肠道释放情况。