钛和专项服务｜益生菌稳定性试验，守护产品效力

时间： 2024-10-26 来源：钛和巴伦（钛和集团公众号）

技术问答

在现代快节奏的生活中，人们越来越关注健康和营养的平衡。益生菌作为一种有益的微生物，已经逐渐成为我们日常饮食中不可或缺的一部分。它们不仅能够调节我们的肠道健康，增强免疫力，还能在心血管健康方面发挥作用。但你知道如何确保益生菌的稳定性和有效性吗？让我们一起深入了解益生菌的世界。

益生菌的分类^[1]

1、乳酸菌类益生菌

目前，益生菌仍然以乳酸菌为主，在很多情况下益生菌就是指乳酸菌。乳酸菌是指能发酵糖，主要产生乳酸的一类细菌的总称。绝大多数乳酸菌为革兰氏阳性菌，不运动、无芽孢，不具有过氧化氢酶，兼性厌氧或专性厌氧，可以将各种糖分解成乳酸。

2、非乳酸菌类益生菌

这类益生菌代谢产物不含乳酸或仅含少量乳酸，但与乳酸菌类益生菌类似，其益生特性的物质基础仍然是产生有机酸、消化酶、抗菌物质等。目前在人和动物上应用研究较多的非乳酸菌类益生菌包括：费氏丙酸菌（Propionibacterium freudenreichii）、丁酸梭菌（或酪酸菌）（Clostridium butyricum）、布拉酵母（Saccharomyces bouardii）、酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）以及枯草芽孢菌（包括纳豆芽孢杆菌）（Bacillus subtilis）、地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis）、东洋芽孢菌（Bacillustoyoi）（非分类学物种，被认为是蜡样芽孢杆菌的等价物）等。

益生菌的生理功能^[1]

FAO/WHO专家委员会评价认为，益生菌主要具有以下几种生理功能：

1、调节胃肠道失调。益生菌对腹泻、便秘等肠道疾病感染及其并发症，具有预防和治疗作用，对溃疡性结肠炎、肠易激综合征等有辅助治疗作用。

2、增强肠道免疫功能。益生菌对免疫应答的功效已得到了广泛研究，体外实验、动物实验和临床研究认为，益生菌可以同时促进特异性和非特异性免疫。

3、抑制过敏反应。益生菌能调节机体免疫反应、防止过敏性疾病发生、缓解遗传性过敏反应。

4、保护心血管系统。有证据显示乳杆菌及其代谢产物能够降低血清胆固醇，降低血压。

常见剂型与储藏稳定性^[2]

目前市面上常见的益生菌制品主要有两种形式，即干粉制剂和液体制剂。不同形式的产品对储藏条件的要求存在差异，储藏稳定性也不相同。

干粉制剂形式的益生菌制品通过干燥的方式制备（如冷冻干燥），样品水分活度较低，储藏稳定性较好。而液体制剂形式的益生菌制品往往需要在低温环境中保存，储存周期相对较短，一般为7～12d。

影响储藏稳定性的因素^[2]

在流通及储藏过程中，益生菌的储藏稳定性会受多种因素影响，如菌株特性、制剂形式、储藏环境、包装材料等。

菌株特性：在益生菌产品的制备过程中，菌株需要经过培养、分离、纯化等处理步骤，面临高温、酸碱度、氧气浓度变化等胁迫条件。由于不同菌株的生理特性不同，所以其对胁迫环境的耐受能力也存在差异，其储藏稳定性也会受到影响。

制剂形式：干粉制剂，由于冷冻干燥的温度和压力较低，有利于保持细胞的天然结构及活性，储藏稳定性好，所以被视为益生菌冷冻干燥的首选方法。此外，保护剂也对样品的储藏稳定性有着至关重要的作用。

益生菌液体制剂（如乳剂、悬浮液或溶液）在市场上广泛存在，如何保持其储藏稳定性是当前的研究热点。其中，细菌的VBNC（Viable but nonculturable）状态是关键点之一。VBNC状态是指细菌进入活的非可培养状态，处于这种状态下的细胞可以生存很长时间并保持极低的代谢活动，有利于增强细菌对不利环境的抗性。

储藏环境：储藏温度是益生菌储藏稳定性的关键影响因素。高温会促进益生菌代谢和脂质氧化，不利于其保持储藏稳定性。当储藏温度较高时，致使益生菌颗粒黏度迅速降低，从而加快化学反应速率，产品容易结块，影响益生菌产品的储藏稳定性。

水分活度（Aw）是维持干燥产品中益生菌活力的关键因素。一般认为，益生菌菌粉储藏的水分活度应控制在0.1～0.3，过高或过低都不利于益生菌储藏。另外，不同水分含量也会影响菌株的储藏稳定性，水分含量过高会降低冻干存活率，导致其储藏稳定性下降。

气体环境，尤其是氧气含量，对益生菌的储藏稳定性具有十分重要的影响，双歧杆菌由于具有厌氧特性而对氧气最为敏感。研究表明，有氧条件下，活性氧（ROS）生成过程中发生的氧化还原反应具有酶促或化学性质，能够造成生物分子氧化，导致细胞死亡。

探究稳定性建议检测哪些项目？^[3]

益生菌稳定性的核心评价指标是产品中所含有的活菌数量、产品的水分活度以及水分含量。

活菌数量：参考团体标准T/CIFST 009-2022《食品用益生菌通则》关于食品用益生菌的活菌的要求为≥1.0×108 CFU/g(mL)。检测方法通常采用MRS固体培养基涂布法进行活细胞计数。

图｜团体标准T/CIFST 009-2022《食品用益生菌通则》

关于食品用益生菌的活菌数要求

水分活度：水分活度（Aw）是指食品中水的蒸汽压与同温度下纯水的饱和蒸气压的比值：Aw=p/p0，它所量度的是食品中水分的结合程度，其值越小，说明结合程度越高。水分活度值一定程度上反应产品的耐贮性。

水分含量：水分含量是指食品中水分的重量比例。食品中的水分有两种存在形式：一种是结合水—与食品以氢键结合的水；另外一种是自由水——不被细胞内胶体颗粒或大分子所吸附、能自由移动、并起溶剂作用的水。

益生菌的稳定性是确保其功能性和安全性的关键。随着科技的发展，我们对益生菌的了解越来越深入，也越来越重视其在食品和保健品中的应用。在这一领域，钛和集团食品农产品服务拥有专业的技术和设备，能够承接益生菌稳定性试验，帮助确保产品从生产到消费者手中的每一步都保持最佳状态。

参考文献：

[1]李军训，罗学刚，高洁，郝冉 & 张同存.(2010).益生菌的分类、生理功能与有效性评价研究进展.中国农业科技导报(06),49-55.

[2]丁同仁，宋馨，夏永军，艾连中 & 王光强.(2024).益生菌储藏稳定性研究进展.工业微生物(04),68-74.

[3]王淑敏，桑跃，侯彩云，王鹏杰，任发政 & 王然.(2021).冷冻干燥乳双歧杆菌A04菌粉的贮藏活性研究.中国食品学报(09),192-202.doi:10.16429/j.1009-7848.2021.09.021.

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