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摘要：本文研究了益生菌奶片的制备和益生菌在奶片中的稳定性。保存温度是37℃，经过2.5个月的保存，奶片中嗜酸乳杆菌的数量从3.8×107cfu/g下降到4.8×105cfu/g，奶片中婴儿双歧杆菌的数量从3.25×107cfu/g下降到1.7×106cfu/g。实验表明，奶片中益生菌的存活性比较好，益生菌奶片的保存期比较长，是一种较好的益生菌补充剂类产品。
关键词：益生菌；奶片；嗜酸乳杆菌；婴儿双歧杆菌
前言
益生菌（Probiotics）是指“以适当剂量服用时对宿主（人或动物）健康有益的活体微生物制剂”，这一概念是由联合国粮食与农业组织（FAO）和世界卫生组织（WHO）共同定义的。目前应用于人类的益生菌种类主要有乳杆菌，双歧杆菌等。益生菌可作为功能性配料的活性微生物制品，其与人体健康的关系正逐步为人们所认识和了解，益生菌有对人体健康的功效，例如促进乳糖消化、抵抗肠道病原菌、改善肠道功能、调节免疫系统、抗过敏、降低血脂和心脏疾病、抗高血压、抗泌尿系统感染等。目前国外已有70多种益生菌的产品问世，日本健康食品协会将含双歧杆菌的功能食品列为健康食品中。我国从20世纪90年代起将双歧杆菌用于各种健康食品中，如双金爱生胶囊、三株口服液、昂立多邦胶囊、双歧天宝口服液等；甚至有作为药物用于治疗肠道疾病，如培菲康、丽珠肠乐等。
乳杆菌和双歧杆菌等益生菌多为厌氧菌或兼性厌氧菌，在生长过程中不形成芽孢，抗性较差，大多耐酸性较差，对氧极为敏感，又由于温度、化学物质、紫外线等多种因素影响，各种类型产品中益生菌都很难保存。发酵乳中Lactobacillus acidophilus在 pH 4.0、贮存温度25℃、初始活菌数3×109cfu/mL的情况下，半衰期是3天。据报道，在冰淇淋中添加益生菌，经过13周的保存，嗜酸乳杆菌数量从开始时的5×108cfu/mL下降到大约1×107cfu/mL；两歧双歧杆菌数量从开始时的5×108cfu/mL下降到大约1.2×107cfu/mL；保存冰淇淋所需要的低温条件适合菌的保存，但是活菌数也是大量下降。
奶片是将新鲜牛奶经过喷雾干燥后，再配合益生菌等其它成分，经压制而成的。它具有牛奶的全部营养，体积变小，便于携带，是青少年，年轻白领理想的营养补充剂。益生菌奶片是有效地将益生菌和奶片巧妙地结合起来，既能方便地补充能量和营养，又能增加体内益生菌，使身体更健康。
1材料和方法
1.1 材料和设备
1.1.1 材料
光明牌新鲜牛奶：购自超市；嗜酸乳杆菌菌粉：本公司生产；婴儿双歧杆菌菌粉；本公司生产；蔗糖；广西崇左东亚糖业有限公司。
1.1.2 设备
L-117实验室小型喷雾干燥机：北京来亨科贸公司；无菌净化台：吴江市净化设备总厂；LDZX-50KBS立式压力蒸汽灭菌器：上海申安医疗器械厂；GL-22M高速冷冻离心机：上海卢湘仪科学仪器有限公司；DHP-908S型生化培养箱：上海一恒科学仪器有限公司；FD-1冷冻干燥机：上海田枫实业有限公司；HWS24型恒温水浴锅：上海一恒科学仪器有限公司；PHS-3TS型pH计：上海天达仪器有限公司。
1.1.3 培养基
MRS琼脂培养基：葡萄糖 2％、蛋白胨 1％、酵母膏1％、小牛肉膏粉 1％、无水醋酸钠 0.5％、柠檬酸铵 0.2％、K2HPO40.2%、MgSO40.058%、MnSO40.025%、吐温-80 0.1％、琼脂粉 2％，pH6.5～7.0，121℃高压灭菌，15分钟。
TPY培养基：购自上海市疾病控制中心。称取本品46.4克，加热溶解于1000ml蒸馏水中，分装三角瓶，115℃高压灭菌20分钟。
1.2 实验方法
1.2.1 牛奶喷雾干燥
新鲜牛奶经过高温杀菌，添加适量的蔗糖，真空浓缩致原体积的四分之一，将过滤的空气由鼓风机吸进，通过空气加热器加热至130～160℃后，送入喷雾干燥室。同时将过滤的浓缩乳由奶泵送至喷嘴，喷成10～20微米的乳滴与热空气充分地接触，进行强烈的热交换和质交换。工艺条件为：热风温度为150～180℃，干燥室温度为85～95℃，排气温度为85～90℃，空气流量800L/小时，成品水分不超过2%。干燥物沉降于干燥室底部，通过出粉机构不断地卸出，及时冷却。
1.2.2 压片
将牛奶喷雾干燥后的粉状物和压片的其他原料混合均匀，放在小型旋转压片机的物料口，开启压片机，调整压片机的填料深度，预压片厚度，压片厚度，压片速度等参数，直到压制的片表面光洁圆滑，落入硬的容器里不容易碎。
1.3 检测方法
1.3.1 乳杆菌总数测定
MRS琼脂培养基，其他检测步骤参照GB/T 4789.35－2003《食品微生物学检验乳酸菌饮料中乳酸菌检验》，37℃，培养72小时，计数总结计数结果。
1.3.2 双歧杆菌数的测定
YPY琼脂培养基，其他检测步骤参照GB/T 4789.34－2003《食品微生物学检验乳酸菌饮料中双歧杆菌检验》，37℃，培养72小时，计数总结计数结果。
2结果与讨论
2.1 益生菌奶片中婴儿双歧杆菌的活菌数变化情况
益生菌奶片是把益生菌和奶片巧妙结合，益生菌存在奶片里面，奶片的原料和压片机压制过程对益生菌数量和保存过程中益生菌活菌数变化有一定的影响，有可能为益生菌提供一个好的保存环境。把奶片用药用塑料瓶无菌包装好，在恒温箱内保存，每半个月取样检验，活菌计数，结果如图1。
图1 37℃保存温度奶片中婴儿双歧杆菌数量随时间变化图
从图1可以看出，在37℃保存温度下，婴儿双歧杆菌的数量迅速下降，这可能是由于在37℃下，菌体内的各种代谢酶酶活比较大，容易失活，从而引起菌体的大量死亡。当乳酸菌活菌数低于5×106cfu/g时，活菌的数量下降速度明显减慢，活菌数量渐渐稳定，可能是由于奶片中少量的氧气被消耗掉，更利于现有的活菌的保存。从表1中可以看出，发酵乳中，酸性的保存环境，25℃的保存温度，大部分乳杆菌的半衰期都小于15天。
在益生菌奶片保存实验中，婴儿双歧杆菌起始数量是3.25×107cfu/g，保存温度37℃，2.5个月后婴儿双歧杆菌的数量变为1.7×106cfu/g，奶片中婴儿双歧杆菌的半衰期大约18天。尽管奶片的保存温度高于发酵乳的保存温度，但是奶片中婴儿双歧杆菌的半衰期长，可能是发酵乳中乳杆菌存在于水的环境中，水中有溶解的氧气，益生菌各种生理代谢比较活跃，菌容易死亡；而在奶片中，菌和牛奶干燥物混合在一起，牛奶干燥物起到保护剂的作用，菌的保存环境水份含量少，氧气含量少，菌与水份、氧气接触的少，所以即使保存温度高，菌数量的半衰期仍比较长。
表1 发酵乳中不同益生菌的存活半衰期
细菌 |
产品/pH |
贮存温度/℃ |
初始活菌数/（cfu/mL） |
半衰期/d |
Lactobacillus casei |
3.5 |
25 |
5×109 |
13 |
Lb.caseiYIT9018（yakult strain） |
3.8 |
5 |
1×109 |
＞30 |
Lactobacillus plantarum |
3.4 |
25 |
3×109 |
4 |
Lb.plantarumMD11333（Malaysia Dairy strain） |
3.8 |
5 |
2×109 |
＞30 |
Lactobacillus acidophilus |
4.0 |
25 |
3×109 |
3 |
Lb.acidophilusCH5（CHr.Hansen strain） |
3.6 |
5 |
1×109 |
15 |
Bifidobacterium bifidum |
4.3 |
25 |
3×109 |
4 |
B.bifidumBB12（CHr.Hansen strain） |
4.3 |
5 |
2×109 |
15 |
2.2 益生菌奶片中嗜酸乳杆菌的活菌数变化情况
把有嗜酸乳杆菌的益生菌奶片用药用塑料瓶无菌包装好，在恒温箱内保存，每半个月取样检验，活菌计数，结果如图2。
图2 37℃奶片中嗜酸乳杆菌数量随时间变化图
从图2可以看出，在37℃下，奶片中嗜酸乳杆菌数量在第一个月下降速度很快， 但是在第二个月，嗜酸乳杆菌的数量下降速度明显降低，趋于稳定；而在别的试验中，将嗜酸乳杆菌和奶粉充分混合于37℃保存，起始活菌数为5.8×106cfu/g，经过一个月地保存，嗜酸乳杆菌数量下降到135 cfu/g，经过2个月的保存，混合物中嗜酸乳杆菌的数量下降到10 cfu/g以下。而在奶片中，保存温度是37℃，嗜酸乳杆菌的起始数量是3.8×107cfu/g，保存时间是2.5个月，嗜酸乳杆菌的活菌数下降到4.8×105cfu/g。奶片中嗜酸乳杆菌的数量下降慢于奶粉中嗜酸乳杆菌的数量的下降速度，奶片比奶粉更有利于保存嗜酸乳杆菌，可能是由于奶片中嗜酸乳杆菌保存在密封的环境中，嗜酸乳杆菌很少能和外界进行物质和能量交换，一些能引起嗜酸乳杆菌死亡的因素例如温度变化，化学物质和紫外线被阻止了。在奶片中，奶片是嗜酸乳杆菌的良好的保护层，使嗜酸乳杆菌保存时间更长。
3结论
通过以上37℃加速保存实验可以看出，奶片中益生菌数量减少速度明显低于发酵乳中益生菌数量减少的速度；奶片中益生菌数量减少速度明显低于奶粉中益生菌数量减少的速度。奶片为益生菌提供一个良好的保存环境，益生菌奶片是理想的益生菌补充剂。
根据37℃加速保存实验3个月有效活菌数的稳定性检测数据，大致可以推算常温（25℃）保存24月的有效保存活菌数的规则。那么通过以上37℃加速保存2.5月的检测数据，可以大致推算益生菌奶片在常温（25℃）保存条件下，1.5年左右保存期/货架期内的有效活菌数可以达到：婴儿双歧杆菌是1.7×106cfu/g，嗜酸乳杆菌是4.8×105cfu/g。
摘自：《饮料乳品企业安全生产与包装》 供稿：润盈生物工程（上海）有限公司 牛新明 宋士良
