随着赫坦复合益生菌的上市,益生菌封装技术的讨论再次在行业内展开。封装工艺关系到益生菌在有效期内的活性和稳定性,这也是益生菌商家特别重视的生产环节。 益生菌包封技术(PET)是生物制药的一个激动人心的领域,在过去十年中迅速兴起和发展。 基于这项技术,多种微生物已被固定在可调节细胞输送的半透性和生物相容性材料中,在大多数报道的文献中,固定化、截留和封装这三个术语可以互换使用。封装是围绕内部基质形成连续涂层的过程,该内部基质完全包含在胶囊壁内作为封装材料的核心,而固定化是指将材料捕获在基质内或整个基质中。封装倾向于稳定细胞,潜在地增强它们在生产、储存和处理过程中的活力和稳定性,固定化环境还在补液过程中为益生菌细胞提供额外保护。随着固定化或包埋技术的完善,细胞固定化技术已经发展成为细胞封装技术,我们在此将其称为 PET。选择封装技术非常重要。 鉴于益生菌是活细胞,实施该技术的条件旨在维持细胞活力,并且封装技术中涉及的溶剂必须是无毒的。 通过口服途径摄入的益生菌会在消化道中遇到多种压力环境,例如人体消化系统的pH值水平可变,口腔的pH值大约为6-7,胃的pH值较低为 1-3,小肠和大肠的pH值范围为6至7。由于胃中的低pH条件和小肠中的高胆汁盐含量,维持到达大肠(结肠作用靶点)的益生菌微生物的活力是一项挑战。 因此,在开发任何功能性益生菌食品的过程中,适当保护益生菌至关重要。除了人体条件外,加工温度、包封/基质材料的pH值、产品中的氧气含量、其他竞争性细菌的存在以及代谢物的毒性等其他因素也会影响益生菌的生存能力。在这种情况下,在储存过程中,产品的温度和水分含量是需要考虑的主要因素。此外,干燥益生菌的再水化和溶解行为与其存活和复苏有关。 已经开发了各种技术来提高益生菌对外部压力的耐受性,从而通过食物基质修饰和采用过程工程方法来增强肠道微生物群的定植。在这方面,食品基质的选择和配方是技术性能和益生菌稳定性方面的关键考虑因素。 益生菌作为粉末制剂的封装可以保护这些活微生物并提高它们的稳定性,并在靶向递送方面提供好处,赫坦复合益生菌就是采用的这种工艺。重要的是,在优化益生菌封装方法的过程中,必须在封装过程前后建立微生物稳定性、功能性、安全性、功效和靶向能力。下图解释了根据 FAO/WHO 指南评估食品用益生菌所涉及的各个筛选部分,为了保持益生菌的特性,封装方法应考虑以下几个方面。 1)益生菌的稳定性:确保改善封装益生菌活力的保留。 2)益生菌的功能:功能方面,例如对胃酸、胆汁盐和消化酶的抵抗力、对潜在病原体的抗菌活性、对粘液的粘附、聚集和其他潜在特性应在封装后保留。 3)安全性和有效性:益生菌菌株应安全、无污染、无毒、包封后保持疗效。 4)靶向能力:提高对环境压力的耐受性以及靶向结肠以增强肠道微生物群和有益健康的能力。
(每个阶段涉及的益生菌功能和安全方面的筛选部分(FAO/WHO 指南)) 已经探索了各种技术来封装益生菌,尽管所有这些方法的重点都是保护益生菌的活力/稳定性,但每种技术的概念都是独一无二的,并且对产品质量有直接影响,加工条件被认为是保持胶囊化益生菌质量和活力的主要因素。此外,已经探索了不同的壁材料作为包封益生菌的保护/涂层剂,它们来源于膳食纤维、多糖、蛋白质和合成聚合物。通常,选择取决于它们的功能、成膜能力、稳定性、溶解度、消化率和释放特性。为了获得所需的特性,还可以使用壁材料的组合或添加乳化剂/填充剂。然而,大多数已建立的益生菌包封方法只考虑了益生菌的生存能力,而没有考虑益生菌的功能或特性,而赫坦复合益生菌采用了多层包埋等技术,不仅保留了益生菌的活力还兼顾了益生菌的功能和特性。
在益生菌的封装/干燥过程中,细胞的表面特性及其功能会受到影响。这会对益生菌特性产生影响,例如聚集(自聚集和共聚集)特性、肠粘液粘附能力、拮抗活性和胆盐水解酶活性。因此,除了胶囊化益生菌的生存能力外,未来的研究还需要探索胶囊化益生菌的功能特性,从而更好地关注益生菌的健康益处。
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