隨著人們對健康飲食的關注日益增加,益生菌作為一種功能性食品成分,在維持腸道健康和增強免疫力方面發揮著重要作用。益生菌在食品加工、貯藏以及進入人體消化系統的過程中,常面臨環境壓力,導致存活率下降,限制了其應用效果。中國農業大學李媛教授及其團隊在農業科學研究和試驗發展領域,針對益生菌的耐加工貯藏穩定性和體內存活率問題,開展了深入的遞送系統研究,取得了顯著進展。
益生菌的穩定性問題主要源于其對外界環境(如高溫、酸性、氧氣等)的敏感性。在食品加工過程中,高溫殺菌、干燥等步驟可能對益生菌造成損傷;而在貯藏期間,濕度、溫度變化以及氧氣接觸也會影響其活性。當益生菌進入人體后,胃酸的強酸性環境和膽汁鹽的侵襲進一步降低了其存活率,導致到達腸道的活菌數量不足。因此,開發有效的遞送系統,保護益生菌免受這些不利因素的影響,成為當前研究的重點。
李媛教授團隊的研究聚焦于多種遞送系統的開發與應用,包括微膠囊化、納米載體、脂質體以及生物聚合物包埋等技術。這些系統通過物理或化學方法將益生菌包裹在保護層中,形成一個屏障,以隔離外界環境壓力。例如,微膠囊化技術使用多糖、蛋白質等天然高分子材料作為壁材,將益生菌封裝在微米級膠囊內,顯著提高了其在加工和貯藏過程中的穩定性。實驗結果表明,采用海藻酸鈉和殼聚糖作為壁材的微膠囊,在模擬胃酸環境中,益生菌的存活率提升了50%以上,同時在常溫貯藏下,活菌數保持穩定長達數月。
在納米載體方面,團隊探索了基于脂質或聚合物的納米顆粒,這些載體具有高表面積和可控釋放特性,能夠更好地保護益生菌免受胃酸和酶的破壞。研究發現,納米載體不僅提高了益生菌的體內存活率,還增強了其在腸道中的定植能力。通過動物模型試驗,李媛教授團隊證實,使用納米遞送系統的益生菌制劑,在到達腸道后活菌數量比傳統制劑高出30-40%,顯著改善了益生菌的功能性。
團隊還結合農業科學的研究成果,利用天然農產品副產物(如大豆蛋白、玉米淀粉)開發了環保且成本效益高的遞送材料。這些材料不僅生物相容性好,還能在人體內安全降解,減少了對環境的負擔。李媛教授強調,這種基于農業資源的創新方法,不僅提升了益生菌產品的性能,還促進了農業副產物的高值化利用,符合可持續發展的理念。
李媛教授團隊在益生菌遞送系統方面的研究,為食品科學與農業科學的交叉領域提供了新的思路。通過優化遞送技術,益生菌的耐加工貯藏穩定性和體內存活率得到顯著提升,這有助于推動功能性食品產業的發展,滿足消費者對健康產品的需求。團隊計劃進一步探索智能遞送系統,例如響應環境變化的可控釋放載體,以實現更精準的益生菌輸送。這一研究方向不僅具有重要的理論價值,還在實際應用中展現出廣闊前景,為全球益生菌產業的創新注入新動力。