活菌型益生菌冻干粉
目前,大多数益生菌制品都首先制成益生菌菌粉,然后再经过一定的配比,或与其他产品(如酸奶、奶粉)搭配形成终产品后最终进入消费领域。因此,在益生菌菌粉的制作工艺过程中,干燥工艺是必不可少的重要步骤,但同时干燥过程也是益生菌活性细胞损失比较严重的步骤。目前,常用的干燥工艺有冷冻干燥、喷雾干燥、挤压膨化等。
益生菌冻干粉技术
以比较常见的冷冻干燥法为例,其主要步骤为先把物质中的水分,主要是游离水预先进行降温冻结成固态的冰,然后在真空的条件下使物质中的冰晶升华,待冰晶升华后再除去部分吸附水,而物质本身留在冻结时的冰态固架中,因此其干燥后体积不变,疏松多孔,最终得到残水量很少(1%~4%) 的干制品。
细胞在冻干过程中主要会受到以下几个方面的损伤:细胞内外形成的冰晶在低温时产生的机械应力对菌体产生的“机械损伤”;由于水的冻结使细胞间隙内的液体逐渐浓缩,从而使电解质的浓度显著增加,引起细胞死亡的“溶质损伤”;冻干过程中由于膜脂肪酸的不饱和度、链的长度、链的分支状态或环绕状态的不正常变化引起的细胞膜通透性变化、功能失调的“细胞膜损伤”;冻干过程某些细胞内关键酶活性的变化导致整个细胞代谢紊乱,直至细胞死亡的“细胞代谢调节作用损伤”。
目前国内外的研究中,对于在干燥过程中如何提高活菌数,是益生菌活性研究的热点,主要的思路有:(1)添加明胶、黄胞胶、乳脂或可溶性淀粉等干燥保护剂;(2)采用微胶囊或微包埋技术,保护菌体在干燥和储存过程中免受极端热或湿环境对其活性影响;(3)利用超声波降解乳酸菌释放a-半乳糖酶;(4)添加氨基酸、多肽、蛋白质等营养成分。