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因具有改善乳糖不耐受症、调节肠道菌群平衡等益生功能,乳酸菌在食品工业等领域应用广泛,然而在生产加工和人体消化过程中乳酸菌面临着多种环境胁迫。微囊化能有效保护乳酸菌生理活性,一直是食品科学领域的研究热点。本研究采用内源乳化法制备海藻酸钠微胶囊包埋植物乳杆菌ST-Ⅲ(Lactobacillus plantarum ST-Ⅲ),研究了制备过程中关键的酸化环节对微囊化菌体保护效果的影响规律;添加魔芋葡甘聚糖(KGM)或古洛糖醛酸片段(GB)作为复合壁材,制备粒径相同、机械强度递增的微胶囊,系统地研究了微胶囊机械强度与菌体存活率的相关性规律;通过解析微胶囊物理特性与乳酸菌的生理生化性质,探讨了微胶囊机械强度对乳酸菌的保护机制。主要结论如下:1、随着酸钙比的增大或酸化时间的延长,微胶囊粒径减小,机械强度增大,其在模拟胃液(SGJ)中的收缩比、在胆盐溶液(BS)中的溶胀比均随之降低。微胶囊的包埋率随酸钙比的增加,从22.9%增至87.3%,而后下降至77.8%;随酸化时间的延长,从90.0%降低至22.7%。酸钙比和酸化时间对微胶囊的包埋率有显著的影响。在SGJ中微囊化菌体的存活率随酸钙比的增大而升高;随酸化时间的延长先升高后略微下降。在BS中微囊化菌体的存活率随酸钙比的增大或酸化时间的延长均升高。酸化条件显著影响微胶囊的物理特性,导致了微胶囊对乳酸菌不同的包埋及保护效果。2、利用KGM的高黏度和GB的凝胶调节特性,制备了九组粒径均在400.0μm左右的微胶囊,其机械强度依次从5.4 N增大至51.9 N。微胶囊的包埋率在77.2%~90.6%之间,无显著性差异。微囊化乳酸菌在SGJ中存活率从23.3%增至63.7%,在BS中存活率从2.0*10-1%增至6.4*10-1%,均具有显著性差异。线性回归分析表明,乳酸菌在SGJ或BS中的存活率与微胶囊的机械强度呈正相关,且相关性良好。因而,微胶囊机械强度是保护乳酸菌的重要影响因素。3、选取了机械强度递增、菌体存活率差异显著的五组微胶囊,这些微胶囊在SGJ中收缩而在BS中溶胀,且收缩比和溶胀比均随着微胶囊机械强度的增大而减小。亚甲基蓝(MB)、维生素B12(VB12)和FITC-葡聚糖(FITC-dextran)三种扩散物质的膜扩散通透系数随微胶囊机械强度增大而减小。因此,高机械强度的微胶囊对乳酸菌的保护机制在于它能抵抗消化液的渗透压作用,从而延缓消化液进入微胶囊的速度,降低消化液对乳酸菌的伤害。在SGJ酸性环境中,微囊化乳酸菌的细胞膜完整性在33.0%~60.3%之间,细胞膜的流动性减弱,菌体pHi在6.73~6.98之间,且随着微胶囊机械强度的增大,各项指标均趋于维持菌体正常生理水平。在胆盐中性环境中,微囊化乳酸菌细胞膜的完整性均低于4.0%;细胞膜流动性显著增强,随着微胶囊机械强度的增大,膜流动性趋于菌体正常生理水平。因而,在SGJ和BS中,菌体生理生化指标较好地验证了微胶囊对乳酸菌的物理保护机制。