随着人们对健康饮食的关注日益增加,益生菌作为一种功能性食品成分,在维持肠道健康和增强免疫力方面发挥着重要作用。益生菌在食品加工、贮藏以及进入人体消化系统的过程中,常面临环境压力,导致存活率下降,限制了其应用效果。中国农业大学李媛教授及其团队在农业科学研究和试验发展领域,针对益生菌的耐加工贮藏稳定性和体内存活率问题,开展了深入的递送系统研究,取得了显著进展。
益生菌的稳定性问题主要源于其对外界环境(如高温、酸性、氧气等)的敏感性。在食品加工过程中,高温杀菌、干燥等步骤可能对益生菌造成损伤;而在贮藏期间,湿度、温度变化以及氧气接触也会影响其活性。当益生菌进入人体后,胃酸的强酸性环境和胆汁盐的侵袭进一步降低了其存活率,导致到达肠道的活菌数量不足。因此,开发有效的递送系统,保护益生菌免受这些不利因素的影响,成为当前研究的重点。
李媛教授团队的研究聚焦于多种递送系统的开发与应用,包括微胶囊化、纳米载体、脂质体以及生物聚合物包埋等技术。这些系统通过物理或化学方法将益生菌包裹在保护层中,形成一个屏障,以隔离外界环境压力。例如,微胶囊化技术使用多糖、蛋白质等天然高分子材料作为壁材,将益生菌封装在微米级胶囊内,显著提高了其在加工和贮藏过程中的稳定性。实验结果表明,采用海藻酸钠和壳聚糖作为壁材的微胶囊,在模拟胃酸环境中,益生菌的存活率提升了50%以上,同时在常温贮藏下,活菌数保持稳定长达数月。
在纳米载体方面,团队探索了基于脂质或聚合物的纳米颗粒,这些载体具有高表面积和可控释放特性,能够更好地保护益生菌免受胃酸和酶的破坏。研究发现,纳米载体不仅提高了益生菌的体内存活率,还增强了其在肠道中的定植能力。通过动物模型试验,李媛教授团队证实,使用纳米递送系统的益生菌制剂,在到达肠道后活菌数量比传统制剂高出30-40%,显著改善了益生菌的功能性。
团队还结合农业科学的研究成果,利用天然农产品副产物(如大豆蛋白、玉米淀粉)开发了环保且成本效益高的递送材料。这些材料不仅生物相容性好,还能在人体内安全降解,减少了对环境的负担。李媛教授强调,这种基于农业资源的创新方法,不仅提升了益生菌产品的性能,还促进了农业副产物的高值化利用,符合可持续发展的理念。
李媛教授团队在益生菌递送系统方面的研究,为食品科学与农业科学的交叉领域提供了新的思路。通过优化递送技术,益生菌的耐加工贮藏稳定性和体内存活率得到显著提升,这有助于推动功能性食品产业的发展,满足消费者对健康产品的需求。团队计划进一步探索智能递送系统,例如响应环境变化的可控释放载体,以实现更精准的益生菌输送。这一研究方向不仅具有重要的理论价值,还在实际应用中展现出广阔前景,为全球益生菌产业的创新注入新动力。