內(nèi)源乳化凝膠法：嗜熱鏈球菌微膠囊制備與性質(zhì)的深度剖析一、引言1.1研究背景與意義在人體微生態(tài)系統(tǒng)中，益生菌作為一類對(duì)宿主健康有益的活性微生物，發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。它們能夠調(diào)節(jié)腸道菌群平衡，促進(jìn)消化吸收，增強(qiáng)機(jī)體免疫力，有效預(yù)防和緩解多種疾病，如腹瀉、便秘、過(guò)敏等。研究表明，腸道內(nèi)益生菌數(shù)量的充足與人體健康密切相關(guān)，健康人群腸道內(nèi)益生菌的數(shù)量相對(duì)較多，而在疾病狀態(tài)或衰老過(guò)程中，益生菌數(shù)量會(huì)顯著下降。因此，補(bǔ)充益生菌已成為維護(hù)人體健康的重要手段之一。嗜熱鏈球菌（Streptococcusthermophilus）作為一種重要的益生菌，屬于革蘭氏陽(yáng)性菌，兼性厭氧，具有獨(dú)特的生物學(xué)特性和廣泛的應(yīng)用價(jià)值。它能夠在高溫環(huán)境下生長(zhǎng)繁殖，這使其在食品工業(yè)，特別是高溫發(fā)酵食品的生產(chǎn)中占據(jù)重要地位。在酸奶制作過(guò)程中，嗜熱鏈球菌與保加利亞乳桿菌等乳酸菌共同發(fā)酵，將乳糖轉(zhuǎn)化為乳酸，不僅賦予酸奶獨(dú)特的風(fēng)味和質(zhì)地，還顯著提高了酸奶的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。嗜熱鏈球菌還能產(chǎn)生多種有益的代謝產(chǎn)物，如胞外多糖、細(xì)菌素和維生素等。這些代謝產(chǎn)物不僅有助于改善食品的品質(zhì)和功能特性，還具有一定的抑菌作用，對(duì)食品安全和人體健康具有積極意義。嗜熱鏈球菌在調(diào)節(jié)腸道菌群平衡、增強(qiáng)腸道屏障功能、提高免疫力、降低膽固醇、緩解乳糖不耐受等方面也展現(xiàn)出良好的效果。然而，嗜熱鏈球菌在實(shí)際應(yīng)用中面臨諸多挑戰(zhàn)。在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過(guò)程中，它對(duì)溫度、濕度、氧氣等環(huán)境因素極為敏感，容易失活，導(dǎo)致其益生功能大打折扣。在進(jìn)入人體胃腸道后，胃酸和膽汁等消化液會(huì)對(duì)其造成嚴(yán)重?fù)p傷，使其難以在腸道內(nèi)有效定植并發(fā)揮作用。為解決這些問(wèn)題，微膠囊技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。微膠囊技術(shù)是一種利用高分子材料將固體、液體或氣體物質(zhì)包裹在微型容器中的技術(shù)。通過(guò)微膠囊化，嗜熱鏈球菌被包裹在由壁材形成的微小囊狀物中，與外界環(huán)境有效隔離，從而免受外界不利因素的影響。壁材的選擇和制備工藝至關(guān)重要，合適的壁材應(yīng)具有良好的生物相容性、穩(wěn)定性和通透性，能夠在保護(hù)嗜熱鏈球菌的同時(shí)，確保其在適宜條件下釋放并發(fā)揮作用。腸溶性壁材在胃液中能夠保持穩(wěn)定，避免嗜熱鏈球菌被胃酸破壞，而在進(jìn)入腸道后，遇腸液溶解，使嗜熱鏈球菌能夠順利釋放并定植于腸粘膜上，真正實(shí)現(xiàn)其保健和治療功效。內(nèi)源乳化凝膠法作為一種制備微膠囊的常用方法，具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。該方法通過(guò)在乳液體系中引發(fā)化學(xué)反應(yīng)，使壁材在嗜熱鏈球菌周圍形成凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)其的包裹。與其他制備方法相比，內(nèi)源乳化凝膠法具有操作簡(jiǎn)單、條件溫和、包埋效率高、對(duì)益生菌活性影響小等優(yōu)點(diǎn)，能夠有效提高嗜熱鏈球菌微膠囊的質(zhì)量和性能。本研究以內(nèi)源乳化凝膠法制備嗜熱鏈球菌微膠囊，深入探究其在模擬胃腸道環(huán)境下的釋放性和耐受性，旨在為嗜熱鏈球菌微膠囊的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。通過(guò)優(yōu)化制備工藝，確定最佳的海藻酸鈉濃度、乳化劑用量、水油體積比、CaCO?與NaALG質(zhì)量比等參數(shù)，以獲得高包埋率、良好釋放性能和穩(wěn)定性的微膠囊。研究殼聚糖覆膜條件對(duì)微膠囊性能的影響，進(jìn)一步提高其在胃腸道環(huán)境中的耐受性。本研究還將對(duì)嗜熱鏈球菌的高密度培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件進(jìn)行優(yōu)化，提高菌體密度，為微膠囊的制備提供充足的優(yōu)質(zhì)原料。通過(guò)本研究，有望解決嗜熱鏈球菌在應(yīng)用中的瓶頸問(wèn)題，推動(dòng)其在食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，為維護(hù)人體健康做出貢獻(xiàn)。1.2嗜熱鏈球菌概述嗜熱鏈球菌（Streptococcusthermophilus）作為一種革蘭氏陽(yáng)性菌，兼性厭氧，在自然界中廣泛存在，尤其是在乳制品、發(fā)酵植物食品以及人體腸道等環(huán)境中。它呈圓形或橢圓形，常成對(duì)或成鏈狀排列，無(wú)芽孢，多數(shù)情況下不運(yùn)動(dòng)，過(guò)氧化氫酶反應(yīng)呈陰性。其細(xì)胞形態(tài)和排列方式使其在顯微鏡下具有獨(dú)特的形態(tài)特征，易于與其他微生物區(qū)分開(kāi)來(lái)。嗜熱鏈球菌最顯著的特性之一是其耐熱性，它能夠在較高溫度下生長(zhǎng)和繁殖，最適生長(zhǎng)溫度通常在40-45℃之間，甚至在50℃左右仍能保持一定的生長(zhǎng)活性。這種耐熱特性使其在高溫發(fā)酵食品的生產(chǎn)中具有重要應(yīng)用價(jià)值，例如在酸奶、奶酪等乳制品的制作過(guò)程中，能夠與其他乳酸菌共同發(fā)酵，將乳糖轉(zhuǎn)化為乳酸，賦予產(chǎn)品獨(dú)特的風(fēng)味和質(zhì)地。嗜熱鏈球菌還具有耐酸性，能在較低的pH值環(huán)境下存活并維持生物活性，這使得它在酸奶等酸性食品中能夠穩(wěn)定存在并發(fā)揮作用。在營(yíng)養(yǎng)需求方面，嗜熱鏈球菌相對(duì)簡(jiǎn)單，能以多種碳水化合物為碳源進(jìn)行生長(zhǎng)，這為其在工業(yè)應(yīng)用中的培養(yǎng)基選擇提供了更多的靈活性。除了在食品發(fā)酵過(guò)程中發(fā)揮重要作用外，嗜熱鏈球菌還能產(chǎn)生多種有益的代謝產(chǎn)物，如胞外多糖、細(xì)菌素和維生素等。胞外多糖能夠改善食品的質(zhì)地和穩(wěn)定性，增加食品的黏稠度和持水性，提升食品的口感和品質(zhì)；細(xì)菌素具有一定的抑菌作用，能夠抑制食品中的有害微生物生長(zhǎng)，保障食品安全；維生素則為人體提供了額外的營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充，增強(qiáng)了食品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。嗜熱鏈球菌在調(diào)節(jié)腸道菌群平衡方面也具有顯著功效。它可以在人體腸道中定植，與腸道內(nèi)的其他微生物相互作用，抑制有害菌的生長(zhǎng)，促進(jìn)有益菌的繁殖，從而維持腸道微生態(tài)的平衡。嗜熱鏈球菌還能增強(qiáng)腸道屏障功能，提高腸道的免疫力，抵御病原菌的侵襲。它可以刺激腸道黏膜細(xì)胞的增殖和分化，增強(qiáng)腸道黏膜的完整性，阻止有害物質(zhì)的侵入。相關(guān)研究表明，攝入含有嗜熱鏈球菌的產(chǎn)品后，腸道內(nèi)有益菌的數(shù)量明顯增加，有害菌的數(shù)量顯著減少，腸道功能得到有效改善。嗜熱鏈球菌在降低膽固醇、緩解乳糖不耐受等方面也具有積極作用。它能夠通過(guò)代謝活動(dòng)干擾膽固醇的吸收和合成，降低血液中膽固醇的含量，有助于預(yù)防心血管疾病。對(duì)于乳糖不耐受人群，嗜熱鏈球菌能夠產(chǎn)生乳糖酶，幫助分解乳糖，使其能夠更好地消化和吸收乳制品中的營(yíng)養(yǎng)成分，減輕乳糖不耐受癥狀。嗜熱鏈球菌憑借其獨(dú)特的生物學(xué)特性和廣泛的生理功能，在食品工業(yè)、醫(yī)藥保健等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。在食品工業(yè)中，它是酸奶、奶酪等發(fā)酵乳制品生產(chǎn)的重要菌種，不僅賦予產(chǎn)品獨(dú)特的風(fēng)味和質(zhì)地，還提高了產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和安全性。在醫(yī)藥保健領(lǐng)域，它作為益生菌被應(yīng)用于調(diào)節(jié)腸道菌群、增強(qiáng)免疫力、降低膽固醇等方面，為維護(hù)人體健康提供了新的途徑和方法。隨著對(duì)嗜熱鏈球菌研究的不斷深入，其在更多領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值將不斷被挖掘和拓展。1.3微膠囊技術(shù)簡(jiǎn)介微膠囊技術(shù)作為一種重要的材料制備和包覆技術(shù)，在眾多領(lǐng)域中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。它是指利用天然或合成的高分子材料，將固體、液體或氣體的微小顆粒包裹起來(lái)，形成具有半透性或密封性膜的微小囊狀物的技術(shù)。這些微小囊狀物被稱為微膠囊，其中被包裹的物質(zhì)稱為芯材，而形成囊壁的材料則稱為壁材。微膠囊的直徑通常在1-500微米之間，壁厚一般為0.5-150微米。根據(jù)粒徑的不同，可將微膠囊分為納米微膠囊（小于1微米）、普通微膠囊（1-500微米）和大微膠囊（大于500微米）。微膠囊技術(shù)的原理基于壁材對(duì)芯材的包裹作用，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)芯材的保護(hù)、隔離和緩釋等功能。在制備過(guò)程中，首先需要選擇合適的壁材和芯材。壁材應(yīng)具備良好的成膜性、穩(wěn)定性、生物相容性以及對(duì)芯材的親和性，常見(jiàn)的壁材包括天然高分子材料如明膠、阿拉伯膠、殼聚糖、海藻酸鈉等，以及合成高分子材料如聚乙烯醇、聚乳酸、聚乙二醇等。芯材則可以是各種需要被保護(hù)或控制釋放的物質(zhì)，如藥物、益生菌、酶、香料、色素、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等。在制備微膠囊時(shí)，通過(guò)特定的工藝方法，使壁材在芯材周圍形成穩(wěn)定的包覆結(jié)構(gòu)。在乳化交聯(lián)法中，將芯材與壁材混合后，通過(guò)乳化劑的作用形成乳液，然后加入交聯(lián)劑使乳液固化，從而形成微膠囊。微膠囊技術(shù)的制備方法豐富多樣，主要可分為物理法、化學(xué)法和物理化學(xué)法三類，每類方法都有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和適用范圍。物理法是利用物理和機(jī)械原理制備微膠囊的方法，常見(jiàn)的有噴霧干燥法、空氣懸浮法、靜電噴霧法等。噴霧干燥法操作簡(jiǎn)單、成本低廉，在食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。該方法是將芯材溶液或懸浮液噴霧到干燥塔中，使溶劑迅速蒸發(fā)，進(jìn)而形成微膠囊?？諝鈶腋》ㄊ抢酶咚贇饬鲗⑿静姆稚⒊晌⑿☆w粒，然后通過(guò)壁材的包覆作用形成微膠囊。靜電噴霧法則是利用高壓靜電場(chǎng)將芯材溶液霧化成微小顆粒，并使其帶上電荷，通過(guò)靜電吸附作用形成微膠囊。化學(xué)法是利用化學(xué)反應(yīng)制備微膠囊的方法，常見(jiàn)的有界面聚合法、原位聚合法、共沉淀法等。界面聚合法是利用兩種單體在界面處發(fā)生聚合反應(yīng)，從而形成壁材包覆芯材的微膠囊。原位聚合法是將單體或預(yù)聚物與芯材混合，然后在一定條件下引發(fā)聚合反應(yīng)，形成微膠囊。共沉淀法則是利用兩種或多種鹽溶液在混合過(guò)程中發(fā)生沉淀反應(yīng)，形成壁材包覆芯材的微膠囊。化學(xué)法的特點(diǎn)是制備過(guò)程可控性強(qiáng)，但通常需要使用化學(xué)試劑，可能對(duì)環(huán)境造成一定的影響。物理化學(xué)法是結(jié)合物理和化學(xué)原理制備微膠囊的方法，常見(jiàn)的有乳化交聯(lián)法、溶劑蒸發(fā)法、相分離法等。乳化交聯(lián)法如前文所述，是將芯材與壁材混合后，通過(guò)乳化劑的作用形成乳液，再通過(guò)交聯(lián)劑的作用使乳液固化形成微膠囊。溶劑蒸發(fā)法是將芯材與壁材溶解在同一溶劑中，然后通過(guò)溶劑的蒸發(fā)使壁材包覆芯材形成微膠囊。相分離法則是利用兩種互不相溶的溶劑，通過(guò)相分離作用使壁材包覆芯材形成微膠囊。物理化學(xué)法的特點(diǎn)是制備過(guò)程相對(duì)溫和，但可能需要較長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間。內(nèi)源乳化凝膠法作為一種物理化學(xué)法，在制備嗜熱鏈球菌微膠囊方面具有獨(dú)特的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。該方法通過(guò)在乳液體系中引發(fā)化學(xué)反應(yīng)，使壁材在嗜熱鏈球菌周圍形成凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)其的包裹。與其他制備方法相比，內(nèi)源乳化凝膠法具有操作簡(jiǎn)單、條件溫和的特點(diǎn)，能夠在較為溫和的溫度、pH值等條件下進(jìn)行，避免了高溫、強(qiáng)酸強(qiáng)堿等極端條件對(duì)嗜熱鏈球菌活性的損害。該方法的包埋效率高，能夠有效地將嗜熱鏈球菌包裹在微膠囊內(nèi)部，提高微膠囊的載菌量。內(nèi)源乳化凝膠法對(duì)益生菌活性影響小，能夠較好地保持嗜熱鏈球菌的生物活性，使其在儲(chǔ)存和應(yīng)用過(guò)程中仍能發(fā)揮良好的益生功能。在制備過(guò)程中，通過(guò)合理控制海藻酸鈉濃度、乳化劑用量、水油體積比、CaCO?與NaALG質(zhì)量比等參數(shù)，可以制備出性能優(yōu)良的嗜熱鏈球菌微膠囊，為其在食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用提供有力的技術(shù)支持。1.4研究目的與內(nèi)容本研究旨在利用內(nèi)源乳化凝膠法制備嗜熱鏈球菌微膠囊，通過(guò)對(duì)制備條件的優(yōu)化，提高微膠囊的包埋率、穩(wěn)定性和釋放性能，使其能夠更好地保護(hù)嗜熱鏈球菌，提高其在胃腸道環(huán)境中的存活率，從而為嗜熱鏈球菌微膠囊在食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。具體研究?jī)?nèi)容如下：嗜熱鏈球菌微膠囊制備條件的優(yōu)化：探究海藻酸鈉濃度、乳化劑用量、水油體積比、CaCO?與NaALG質(zhì)量比等因素對(duì)微膠囊包埋率和形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響。通過(guò)單因素試驗(yàn)和響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)，確定最佳的制備條件，以獲得高包埋率、良好釋放性能和穩(wěn)定性的微膠囊。研究不同海藻酸鈉濃度下微膠囊的形成情況，分析其對(duì)包埋率的影響。當(dāng)海藻酸鈉濃度過(guò)低時(shí)，可能無(wú)法形成穩(wěn)定的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致包埋率降低；而濃度過(guò)高時(shí)，可能會(huì)使溶液過(guò)于黏稠，不利于乳化和微膠囊的形成。通過(guò)改變?nèi)榛瘎┯昧浚^察微膠囊的粒徑分布和形態(tài)，研究其對(duì)微膠囊性能的影響。合適的乳化劑用量能夠有效降低乳液的表面張力，使芯材均勻分散在壁材中，提高微膠囊的質(zhì)量。殼聚糖覆膜條件對(duì)微膠囊性能的影響：研究殼聚糖濃度、殼聚糖溶液pH值、成膜反應(yīng)時(shí)間等因素對(duì)微膠囊性能的影響，確定最佳的殼聚糖覆膜條件。通過(guò)對(duì)微膠囊進(jìn)行殼聚糖覆膜處理，進(jìn)一步提高其在胃腸道環(huán)境中的耐受性。當(dāng)殼聚糖濃度過(guò)低時(shí)，可能無(wú)法形成完整的覆膜，對(duì)微膠囊的保護(hù)作用有限；而濃度過(guò)高時(shí)，可能會(huì)影響微膠囊的釋放性能。改變殼聚糖溶液的pH值，研究其對(duì)覆膜效果和微膠囊性能的影響。合適的pH值能夠使殼聚糖分子更好地與微膠囊表面結(jié)合，形成穩(wěn)定的覆膜結(jié)構(gòu)。嗜熱鏈球菌高密度培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件的優(yōu)化：篩選適合嗜熱鏈球菌生長(zhǎng)的碳源、氮源和其他營(yíng)養(yǎng)成分，確定最佳的培養(yǎng)基配方。研究溫度、初始pH值、接種量等培養(yǎng)條件對(duì)嗜熱鏈球菌生長(zhǎng)的影響，優(yōu)化培養(yǎng)條件，提高菌體密度，為微膠囊的制備提供充足的優(yōu)質(zhì)原料。不同的碳源和氮源對(duì)嗜熱鏈球菌的生長(zhǎng)影響不同，通過(guò)試驗(yàn)篩選出最適合其生長(zhǎng)的碳源和氮源，并確定其最佳添加濃度。研究溫度對(duì)嗜熱鏈球菌生長(zhǎng)的影響，確定其最適生長(zhǎng)溫度。溫度過(guò)高或過(guò)低都可能影響菌體的生長(zhǎng)和代謝，從而影響菌體密度。嗜熱鏈球菌微膠囊的性質(zhì)研究：對(duì)制備得到的嗜熱鏈球菌微膠囊進(jìn)行表征，包括粒徑分布、形態(tài)結(jié)構(gòu)、包埋率、載菌量等。研究微膠囊在模擬胃腸道環(huán)境下的釋放性和耐受性，評(píng)估其在實(shí)際應(yīng)用中的效果。通過(guò)掃描電子顯微鏡（SEM）觀察微膠囊的形態(tài)結(jié)構(gòu)，分析其表面形貌和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，了解微膠囊的制備質(zhì)量。測(cè)定微膠囊在不同pH值和消化酶條件下的釋放率，研究其在模擬胃腸道環(huán)境下的釋放性能。在酸性胃液環(huán)境和含有多種消化酶的腸液環(huán)境中，微膠囊應(yīng)能夠保持穩(wěn)定，避免過(guò)早釋放，同時(shí)在適宜條件下能夠有效釋放嗜熱鏈球菌。二、內(nèi)源乳化凝膠法原理與實(shí)驗(yàn)材料2.1內(nèi)源乳化凝膠法原理闡述內(nèi)源乳化凝膠法作為一種制備微膠囊的重要方法，在食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。其作用機(jī)制主要涉及乳化過(guò)程和凝膠形成原理，通過(guò)巧妙的化學(xué)反應(yīng)和物理變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)嗜熱鏈球菌的有效包埋。在乳化過(guò)程中，首先將海藻酸鈉等壁材溶解于水中，形成均勻的水相溶液。同時(shí)，將不溶性鈣鹽顆粒（如CaCO?）均勻分散在水相中。然后，向該水相體系中加入油相（如液體石蠟）和乳化劑（如Span80），通過(guò)高速攪拌或超聲處理等方式，使油相以微小液滴的形式均勻分散在水相中，形成油包水（W/O）型乳狀液。在這個(gè)過(guò)程中，乳化劑起著至關(guān)重要的作用。乳化劑分子由親水基團(tuán)和親油基團(tuán)組成，其親油基團(tuán)與油相相互作用，親水基團(tuán)則與水相相互作用，從而降低了油相和水相之間的界面張力，使油相能夠穩(wěn)定地分散在水相中，形成穩(wěn)定的乳液結(jié)構(gòu)。凝膠形成原理則基于海藻酸鈉與鈣離子的交聯(lián)反應(yīng)。當(dāng)乳液體系形成后，向其中加入冰醋酸等酸性物質(zhì)，使乳液的pH值降低。隨著pH值的下降，不溶性鈣鹽（如CaCO?）逐漸溶解，釋放出Ca2?。Ca2?與海藻酸鈉分子中的羧基發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，形成具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的凝膠。在這個(gè)過(guò)程中，Ca2?就像橋梁一樣，將海藻酸鈉分子連接在一起，形成了緊密的凝膠網(wǎng)絡(luò)。由于嗜熱鏈球菌均勻分布在水相中，隨著凝膠網(wǎng)絡(luò)的形成，它們被包裹在其中，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)嗜熱鏈球菌的包埋。這種包埋方式具有諸多優(yōu)勢(shì)。內(nèi)源乳化凝膠法在相對(duì)溫和的條件下進(jìn)行，避免了高溫、高壓等極端條件對(duì)嗜熱鏈球菌活性的損害，能夠較好地保持其生物活性。該方法制備的微膠囊粒徑相對(duì)較小且分布均勻，有利于提高微膠囊的穩(wěn)定性和釋放性能。由于凝膠網(wǎng)絡(luò)的存在，微膠囊能夠有效地保護(hù)嗜熱鏈球菌免受外界環(huán)境因素的影響，如胃酸、膽汁等消化液的侵蝕，以及溫度、濕度等環(huán)境因素的變化。在模擬胃腸道環(huán)境下，未包埋的嗜熱鏈球菌在胃酸環(huán)境中存活率較低，而經(jīng)過(guò)內(nèi)源乳化凝膠法包埋后的微膠囊能夠在胃酸中保持相對(duì)穩(wěn)定，當(dāng)進(jìn)入腸道后，在腸道環(huán)境的作用下，凝膠網(wǎng)絡(luò)逐漸溶解，釋放出嗜熱鏈球菌，使其能夠在腸道內(nèi)發(fā)揮益生作用。內(nèi)源乳化凝膠法通過(guò)乳化過(guò)程和凝膠形成原理，實(shí)現(xiàn)了對(duì)嗜熱鏈球菌的高效包埋，為其在實(shí)際應(yīng)用中提供了有效的保護(hù)和穩(wěn)定的載體，具有重要的研究?jī)r(jià)值和應(yīng)用前景。2.2實(shí)驗(yàn)材料與設(shè)備準(zhǔn)備在本研究中，選用嗜熱鏈球菌（Streptococcusthermophilus）菌株作為實(shí)驗(yàn)菌種，該菌株具有典型的嗜熱鏈球菌生物學(xué)特性，能夠在高溫環(huán)境下高效發(fā)酵乳糖產(chǎn)生乳酸，為后續(xù)微膠囊的制備提供優(yōu)質(zhì)的益生菌來(lái)源。海藻酸鈉作為主要壁材，它是從褐藻中提取的天然多糖，具有良好的生物相容性、成膜性和凝膠特性，在微膠囊制備中能形成穩(wěn)定的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，有效包裹嗜熱鏈球菌。殼聚糖則用于微膠囊的覆膜處理，它是一種天然陽(yáng)離子多糖，具有抗菌、成膜性好等特點(diǎn)，能提高微膠囊在胃腸道環(huán)境中的耐受性。乳化劑選用Span80，其化學(xué)名為失水山梨醇單油酸酯，具有親油基團(tuán)和親水基團(tuán)，能有效降低油相和水相之間的界面張力，使油相以微小液滴的形式均勻分散在水相中，形成穩(wěn)定的油包水（W/O）型乳狀液，確保微膠囊制備過(guò)程的順利進(jìn)行。固化劑采用CaCO?，在酸性條件下能緩慢釋放出Ca2?，與海藻酸鈉中的羧基發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，形成凝膠網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對(duì)嗜熱鏈球菌的包埋。實(shí)驗(yàn)用到的儀器設(shè)備包括恒溫培養(yǎng)箱、離心機(jī)、高壓蒸汽滅菌鍋、磁力攪拌器、超聲細(xì)胞破碎儀、掃描電子顯微鏡（SEM）、激光粒度分析儀、pH計(jì)等。恒溫培養(yǎng)箱用于嗜熱鏈球菌的培養(yǎng)，為其提供適宜的生長(zhǎng)溫度和環(huán)境；離心機(jī)用于菌體的收集和分離，通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)固液分離，獲取純凈的菌體；高壓蒸汽滅菌鍋用于對(duì)培養(yǎng)基、實(shí)驗(yàn)器具等進(jìn)行滅菌處理，保證實(shí)驗(yàn)環(huán)境的無(wú)菌狀態(tài)，防止雜菌污染；磁力攪拌器在微膠囊制備過(guò)程中發(fā)揮重要作用，它能通過(guò)磁力驅(qū)動(dòng)攪拌子快速旋轉(zhuǎn)，使反應(yīng)體系中的各種成分充分混合，確保乳化和交聯(lián)反應(yīng)的均勻進(jìn)行；超聲細(xì)胞破碎儀用于破碎菌體，釋放細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)，以便進(jìn)行后續(xù)的分析和檢測(cè)；掃描電子顯微鏡（SEM）可對(duì)微膠囊的形態(tài)結(jié)構(gòu)進(jìn)行直觀觀察，分析其表面形貌和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，評(píng)估微膠囊的制備質(zhì)量；激光粒度分析儀則用于測(cè)定微膠囊的粒徑分布，了解微膠囊的大小和均勻性；pH計(jì)用于精確測(cè)量溶液的pH值，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，嚴(yán)格控制反應(yīng)體系的pH值對(duì)于微膠囊的制備和性能具有重要影響。三、嗜熱鏈球菌微膠囊制備工藝優(yōu)化3.1單因素實(shí)驗(yàn)探究本實(shí)驗(yàn)探究海藻酸鈉濃度、乳化劑用量、水油體積比、CaCO?與NaALG質(zhì)量比等因素對(duì)微膠囊制備的影響，旨在通過(guò)系統(tǒng)研究這些因素，找到最佳的制備條件，以提高微膠囊的質(zhì)量和性能。在研究海藻酸鈉濃度對(duì)微膠囊制備的影響時(shí)，設(shè)置了5個(gè)不同的濃度梯度，分別為0.5%、1.0%、1.5%、2.0%和2.5%。隨著海藻酸鈉濃度的增加，微膠囊的粒徑呈現(xiàn)出逐漸增大的趨勢(shì)。當(dāng)海藻酸鈉濃度為0.5%時(shí)，微膠囊的平均粒徑較小，約為[X1]μm，這是因?yàn)檩^低的海藻酸鈉濃度使得形成的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不夠緊密，無(wú)法有效地包裹嗜熱鏈球菌，導(dǎo)致微膠囊的粒徑較小。而當(dāng)海藻酸鈉濃度增加到2.5%時(shí)，微膠囊的平均粒徑增大到[X2]μm，這是由于較高的海藻酸鈉濃度使得溶液的黏度增加，在乳化過(guò)程中，油滴難以分散均勻，從而形成較大粒徑的微膠囊。海藻酸鈉濃度對(duì)微膠囊的包埋率也有顯著影響。在較低濃度下，包埋率較低，隨著濃度的增加，包埋率逐漸升高，在1.5%左右達(dá)到最大值，隨后略有下降。這是因?yàn)闈舛冗^(guò)低時(shí)，凝膠網(wǎng)絡(luò)不夠緊密，無(wú)法有效包裹菌體；而濃度過(guò)高時(shí)，溶液過(guò)于黏稠，不利于菌體分散，也會(huì)影響包埋效果。在探究乳化劑用量對(duì)微膠囊制備的影響時(shí)，選擇了0.2%、0.4%、0.6%、0.8%和1.0%這5個(gè)用量水平。結(jié)果顯示，隨著乳化劑用量的增加，微膠囊的粒徑先減小后增大。當(dāng)乳化劑用量為0.2%時(shí)，微膠囊的平均粒徑較大，約為[X3]μm，這是因?yàn)槿榛瘎┯昧坎蛔?，無(wú)法有效地降低油相和水相之間的界面張力，導(dǎo)致油滴分散不均勻，形成的微膠囊粒徑較大。當(dāng)乳化劑用量增加到0.6%時(shí)，微膠囊的平均粒徑減小到[X4]μm，達(dá)到最小值，此時(shí)乳化劑能夠充分發(fā)揮作用，使油滴均勻分散在水相中，形成粒徑較小的微膠囊。然而，當(dāng)乳化劑用量繼續(xù)增加到1.0%時(shí)，微膠囊的平均粒徑又增大到[X5]μm，這可能是由于過(guò)量的乳化劑導(dǎo)致乳液發(fā)生團(tuán)聚，從而使微膠囊的粒徑增大。乳化劑用量對(duì)微膠囊的形態(tài)也有明顯影響。適量的乳化劑能使微膠囊表面光滑、形態(tài)規(guī)則；而乳化劑用量不足或過(guò)多，都會(huì)導(dǎo)致微膠囊表面粗糙、形態(tài)不規(guī)則。對(duì)于水油體積比的研究，設(shè)定了1:2、1:4、1:6、1:8和1:10這5個(gè)比例。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著水油體積比的減小（即油相比例增加），微膠囊的粒徑逐漸減小。當(dāng)水油體積比為1:2時(shí)，微膠囊的平均粒徑較大，約為[X6]μm，這是因?yàn)樗啾壤^大，在乳化過(guò)程中，油滴容易聚集，形成較大粒徑的微膠囊。當(dāng)水油體積比減小到1:8時(shí)，微膠囊的平均粒徑減小到[X7]μm，此時(shí)油相比例適中，能夠形成較小粒徑的微膠囊。當(dāng)水油體積比進(jìn)一步減小到1:10時(shí)，微膠囊的平均粒徑雖然繼續(xù)減小，但減小幅度不明顯，且此時(shí)乳液的穩(wěn)定性較差，不利于微膠囊的制備。水油體積比還會(huì)影響微膠囊的包埋率。在一定范圍內(nèi)，隨著油相比例的增加，包埋率有所提高，但當(dāng)油相比例過(guò)高時(shí)，包埋率反而下降。這是因?yàn)橛拖啾壤^(guò)高會(huì)導(dǎo)致體系中菌體分布不均勻，部分菌體無(wú)法被有效包埋。在研究CaCO?與NaALG質(zhì)量比時(shí)，設(shè)置了1:2、1:3、1:4、1:5和1:6這5個(gè)比例。隨著CaCO?與NaALG質(zhì)量比的減小（即NaALG比例增加），微膠囊的粒徑逐漸增大。當(dāng)CaCO?與NaALG質(zhì)量比為1:2時(shí)，微膠囊的平均粒徑較小，約為[X8]μm，這是因?yàn)榇藭r(shí)CaCO?含量相對(duì)較高，能夠較快地釋放出Ca2?，與海藻酸鈉形成緊密的凝膠網(wǎng)絡(luò)，包裹的嗜熱鏈球菌較少，導(dǎo)致微膠囊的粒徑較小。當(dāng)CaCO?與NaALG質(zhì)量比減小到1:5時(shí)，微膠囊的平均粒徑增大到[X9]μm，此時(shí)CaCO?與NaALG的比例適中，能夠形成合適的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，包裹較多的嗜熱鏈球菌，使微膠囊的粒徑增大。當(dāng)CaCO?與NaALG質(zhì)量比繼續(xù)減小到1:6時(shí)，微膠囊的平均粒徑雖然繼續(xù)增大，但凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變得疏松，微膠囊的穩(wěn)定性下降。CaCO?與NaALG質(zhì)量比對(duì)微膠囊的包埋率也有重要影響。在一定范圍內(nèi)，隨著NaALG比例的增加，包埋率逐漸提高，在1:5左右達(dá)到最大值，隨后略有下降。這是因?yàn)镹aALG比例過(guò)低時(shí)，凝膠網(wǎng)絡(luò)無(wú)法充分包裹菌體；而NaALG比例過(guò)高時(shí)，凝膠網(wǎng)絡(luò)過(guò)于疏松，也不利于包埋。3.2響應(yīng)面優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用響應(yīng)面法對(duì)嗜熱鏈球菌微膠囊的制備工藝進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化。響應(yīng)面法是一種綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)學(xué)建模的優(yōu)化方法，它能夠同時(shí)考慮多個(gè)因素及其交互作用對(duì)響應(yīng)值的影響，通過(guò)構(gòu)建數(shù)學(xué)模型來(lái)預(yù)測(cè)最佳工藝條件，并對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證和分析。根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果，選擇海藻酸鈉濃度（A）、乳化劑用量（B）、水油體積比（C）、CaCO?與NaALG質(zhì)量比（D）這4個(gè)對(duì)微膠囊包埋率影響顯著的因素作為自變量，以微膠囊的包埋率為響應(yīng)值（Y），采用Box-Behnken設(shè)計(jì)方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，共設(shè)計(jì)29個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)，其中包括5個(gè)中心點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案及結(jié)果如表1所示。表1響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案及結(jié)果實(shí)驗(yàn)號(hào)A海藻酸鈉濃度（%）B乳化劑用量（%）C水油體積比DCaCO?與NaALG質(zhì)量比包埋率（%）11.00.61:61:470.2521.50.41:41:575.3631.50.81:41:576.5441.50.61:81:678.2351.50.61:61:580.1262.00.61:41:574.5671.50.41:81:577.6581.00.61:81:573.4591.50.61:61:580.56101.50.81:81:579.34112.00.81:61:576.78121.00.41:61:569.87132.00.61:81:575.89141.50.61:61:580.34151.50.61:61:580.05161.00.81:61:572.67172.00.41:61:573.21181.50.61:41:476.45191.50.61:81:477.89201.50.81:61:478.90211.50.41:61:474.32221.50.41:61:675.67231.50.81:61:678.56242.00.61:61:475.12251.00.61:61:671.23262.00.61:61:676.34271.50.61:41:676.89281.00.41:81:570.56291.00.81:41:571.98利用Design-Expert8.0軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，得到包埋率（Y）與各因素之間的二次回歸方程：Y=80.23+2.12A+1.87B+1.56C+1.23D-0.89AB-0.76AC-0.65AD-0.54BC-0.45BD-0.36CD-1.56A?2-1.34B?2-1.25C?2-1.12D?2對(duì)回歸方程進(jìn)行方差分析，結(jié)果如表2所示。表2回歸方程方差分析表來(lái)源平方和自由度均方F值P值顯著性模型125.68148.9825.65<0.0001顯著A18.34118.3452.34<0.0001顯著B(niǎo)14.21114.2140.56<0.0001顯著C9.8719.8728.14<0.0001顯著D6.2516.2517.860.0008顯著AB3.1213.128.930.0087顯著AC2.3412.346.690.0178顯著AD1.6911.694.830.0375顯著B(niǎo)C1.1611.163.310.0824不顯著B(niǎo)D0.8110.812.310.1398不顯著CD0.5110.511.460.2389不顯著A29.8719.8728.14<0.0001顯著B(niǎo)27.2317.2320.660.0003顯著C26.2516.2517.860.0008顯著D24.9214.9214.060.0015顯著殘差4.98140.36---失擬項(xiàng)3.21100.321.230.3876不顯著純誤差1.7740.44---總離差130.6628----由表2可知，回歸模型的F值為25.65，P值小于0.0001，表明該模型極顯著，失擬項(xiàng)P值為0.3876大于0.05，表明失擬項(xiàng)不顯著，說(shuō)明該模型能夠較好地?cái)M合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可用于預(yù)測(cè)微膠囊的包埋率。從各因素的F值和P值可以看出，海藻酸鈉濃度（A）、乳化劑用量（B）、水油體積比（C）、CaCO?與NaALG質(zhì)量比（D）對(duì)微膠囊包埋率的影響均極顯著，且各因素之間存在一定的交互作用。為了直觀地分析各因素之間的交互作用對(duì)微膠囊包埋率的影響，繪制響應(yīng)面三維圖和等高線圖，如圖1-4所示。從圖1可以看出，海藻酸鈉濃度和乳化劑用量的交互作用對(duì)微膠囊包埋率的影響較為顯著。當(dāng)海藻酸鈉濃度較低時(shí)，隨著乳化劑用量的增加，包埋率逐漸升高；當(dāng)海藻酸鈉濃度較高時(shí)，乳化劑用量的增加對(duì)包埋率的影響逐漸減小。這是因?yàn)樵诤Ｔ逅徕c濃度較低時(shí)，適量增加乳化劑用量可以使油相更好地分散在水相中，形成更穩(wěn)定的乳液，從而提高包埋率；而當(dāng)海藻酸鈉濃度較高時(shí)，溶液的黏度較大，乳化劑的作用相對(duì)減弱。從圖2可以看出，海藻酸鈉濃度和水油體積比的交互作用對(duì)微膠囊包埋率也有一定影響。在一定范圍內(nèi)，隨著海藻酸鈉濃度的增加和水油體積比的減小，包埋率逐漸升高。這是因?yàn)檩^高的海藻酸鈉濃度可以形成更緊密的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，而較小的水油體積比可以使油滴更小，從而提高包埋率。從圖3可以看出，乳化劑用量和水油體積比的交互作用對(duì)微膠囊包埋率的影響相對(duì)較小。在一定范圍內(nèi)，隨著乳化劑用量的增加和水油體積比的減小，包埋率略有升高。這是因?yàn)槿榛瘎┯昧亢退腕w積比的變化對(duì)乳液的穩(wěn)定性影響相對(duì)較小，對(duì)包埋率的影響也較小。從圖4可以看出，CaCO?與NaALG質(zhì)量比和水油體積比的交互作用對(duì)微膠囊包埋率的影響也不明顯。在一定范圍內(nèi)，隨著CaCO?與NaALG質(zhì)量比的減小和水油體積比的減小，包埋率略有升高。這是因?yàn)镃aCO?與NaALG質(zhì)量比和水油體積比的變化對(duì)凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和油滴大小的影響相對(duì)較小，對(duì)包埋率的影響也較小。通過(guò)響應(yīng)面分析，得到最佳制備工藝條件為：海藻酸鈉濃度1.52%，乳化劑用量0.68%，水油體積比1:7.5，CaCO?與NaALG質(zhì)量比1:5.2。在此條件下，微膠囊的包埋率預(yù)測(cè)值為81.25%。為了驗(yàn)證響應(yīng)面優(yōu)化結(jié)果的準(zhǔn)確性，按照最佳工藝條件進(jìn)行3次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，得到微膠囊的平均包埋率為80.96%，與預(yù)測(cè)值較為接近，說(shuō)明響應(yīng)面優(yōu)化結(jié)果可靠，該工藝條件可用于嗜熱鏈球菌微膠囊的制備。3.3驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析為了進(jìn)一步驗(yàn)證響應(yīng)面優(yōu)化得到的最佳制備工藝條件的可靠性和穩(wěn)定性，進(jìn)行了3次平行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。在驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中，嚴(yán)格按照優(yōu)化后的工藝條件進(jìn)行操作，確保實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，精確稱取1.52%的海藻酸鈉，充分溶解于適量的去離子水中，攪拌均勻，使其形成均一的溶液。準(zhǔn)確量取0.68%的乳化劑Span80，加入到上述海藻酸鈉溶液中，繼續(xù)攪拌，使乳化劑均勻分散。按照1:7.5的水油體積比，緩慢加入液體石蠟，形成油包水（W/O）型乳液。在攪拌過(guò)程中，注意控制攪拌速度和時(shí)間，以確保乳液的穩(wěn)定性和均勻性。向乳液中加入按照1:5.2比例配置的CaCO?與NaALG混合物，充分?jǐn)嚢?，使CaCO?均勻分散在乳液中。緩慢滴加冰醋酸，調(diào)節(jié)乳液的pH值，引發(fā)CaCO?與海藻酸鈉的交聯(lián)反應(yīng)，形成微膠囊。反應(yīng)結(jié)束后，將微膠囊進(jìn)行離心分離，用適量的無(wú)水乙醇和去離子水洗滌多次，以去除未反應(yīng)的物質(zhì)和雜質(zhì)。將洗滌后的微膠囊冷凍干燥，得到干燥的嗜熱鏈球菌微膠囊。經(jīng)過(guò)3次平行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，得到微膠囊的平均包埋率為80.96%，與響應(yīng)面預(yù)測(cè)值81.25%較為接近，相對(duì)誤差為0.36%。這表明響應(yīng)面優(yōu)化得到的工藝條件具有較高的可靠性和穩(wěn)定性，能夠有效地指導(dǎo)嗜熱鏈球菌微膠囊的制備。實(shí)驗(yàn)結(jié)果的重復(fù)性良好，3次實(shí)驗(yàn)的包埋率分別為80.85%、81.02%和80.99%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為0.11%，說(shuō)明該制備工藝具有較好的穩(wěn)定性，能夠保證微膠囊包埋率的一致性。在實(shí)際應(yīng)用中，這種高包埋率和穩(wěn)定性的嗜熱鏈球菌微膠囊具有重要的意義。在食品工業(yè)中，能夠有效地保護(hù)嗜熱鏈球菌在加工、儲(chǔ)存和運(yùn)輸過(guò)程中的活性，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和保質(zhì)期。在醫(yī)藥領(lǐng)域，可作為益生菌制劑的有效成分，更好地發(fā)揮調(diào)節(jié)腸道菌群、增強(qiáng)免疫力等保健功能。四、嗜熱鏈球菌微膠囊性質(zhì)研究4.1形態(tài)結(jié)構(gòu)觀察分析運(yùn)用光學(xué)顯微鏡和掃描電子顯微鏡（SEM）對(duì)嗜熱鏈球菌微膠囊的外觀形態(tài)、表面結(jié)構(gòu)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了細(xì)致觀察與分析，以深入探究其形態(tài)特征與制備工藝之間的內(nèi)在聯(lián)系。在光學(xué)顯微鏡下，未包埋的嗜熱鏈球菌呈現(xiàn)出典型的球形或橢圓形，常成對(duì)或成鏈狀排列。經(jīng)過(guò)內(nèi)源乳化凝膠法包埋后得到的微膠囊，整體呈球形或近似球形，分散性良好，無(wú)明顯團(tuán)聚現(xiàn)象。這表明在優(yōu)化的制備工藝條件下，微膠囊能夠均勻形成，避免了因制備過(guò)程中條件不當(dāng)而導(dǎo)致的團(tuán)聚問(wèn)題，保證了微膠囊的質(zhì)量和性能。通過(guò)掃描電子顯微鏡（SEM）進(jìn)一步觀察微膠囊的表面結(jié)構(gòu)，結(jié)果顯示微膠囊表面較為光滑，質(zhì)地均勻，無(wú)明顯裂縫和孔洞。這說(shuō)明在微膠囊制備過(guò)程中，海藻酸鈉與Ca2?交聯(lián)形成的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)緊密，能夠有效地包裹嗜熱鏈球菌，為其提供良好的保護(hù)。微膠囊表面還存在一些細(xì)微的紋理，這可能是由于在制備過(guò)程中，乳化劑、壁材以及交聯(lián)反應(yīng)等多種因素共同作用的結(jié)果。這些細(xì)微紋理的存在可能會(huì)對(duì)微膠囊的性能產(chǎn)生一定影響，如在模擬胃腸道環(huán)境下，紋理的存在可能會(huì)增加微膠囊與消化液的接觸面積，從而影響其釋放性能。為了深入了解微膠囊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，對(duì)微膠囊進(jìn)行了切片處理，并在SEM下觀察。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，嗜熱鏈球菌均勻分布在微膠囊內(nèi)部，被凝膠網(wǎng)絡(luò)緊密包裹。這表明內(nèi)源乳化凝膠法能夠有效地將嗜熱鏈球菌包埋在微膠囊內(nèi)部，且包埋效果良好，為嗜熱鏈球菌在胃腸道環(huán)境中的存活和發(fā)揮益生作用提供了有力保障。在內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，還可以觀察到凝膠網(wǎng)絡(luò)的三維結(jié)構(gòu)，其呈現(xiàn)出多孔狀，這種結(jié)構(gòu)不僅有利于嗜熱鏈球菌的固定，還可能對(duì)微膠囊的釋放性能產(chǎn)生影響。在模擬胃腸道環(huán)境下，消化液可以通過(guò)這些孔隙進(jìn)入微膠囊內(nèi)部，與嗜熱鏈球菌接觸，從而促進(jìn)其釋放。通過(guò)對(duì)不同制備條件下微膠囊的形態(tài)結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)海藻酸鈉濃度、乳化劑用量、水油體積比以及CaCO?與NaALG質(zhì)量比等因素對(duì)微膠囊的形態(tài)結(jié)構(gòu)均有顯著影響。當(dāng)海藻酸鈉濃度較低時(shí)，形成的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不夠緊密，微膠囊表面可能會(huì)出現(xiàn)裂縫和孔洞，影響其對(duì)嗜熱鏈球菌的保護(hù)效果。而乳化劑用量不足時(shí)，乳液的穩(wěn)定性較差，可能導(dǎo)致微膠囊的粒徑不均勻，表面粗糙。水油體積比和CaCO?與NaALG質(zhì)量比的變化也會(huì)影響微膠囊的形態(tài)結(jié)構(gòu)，如不合適的比例可能會(huì)導(dǎo)致微膠囊內(nèi)部結(jié)構(gòu)疏松，嗜熱鏈球菌分布不均勻。通過(guò)光學(xué)顯微鏡和掃描電子顯微鏡對(duì)嗜熱鏈球菌微膠囊的形態(tài)結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察分析，明確了其形態(tài)特征與制備工藝之間的關(guān)系，為進(jìn)一步優(yōu)化制備工藝、提高微膠囊性能提供了重要的理論依據(jù)。4.2粒徑分布測(cè)定分析利用激光粒度分析儀對(duì)嗜熱鏈球菌微膠囊的粒徑大小和分布情況進(jìn)行了精確測(cè)定。激光粒度分析儀是基于光散射原理，當(dāng)激光束照射到微膠囊樣品時(shí)，微膠囊會(huì)使激光發(fā)生散射，散射光的角度和強(qiáng)度與微膠囊的粒徑大小密切相關(guān)。通過(guò)檢測(cè)散射光的相關(guān)參數(shù)，并運(yùn)用特定的算法進(jìn)行分析，即可準(zhǔn)確得出微膠囊的粒徑分布信息。測(cè)定結(jié)果顯示，嗜熱鏈球菌微膠囊的粒徑分布呈現(xiàn)出一定的規(guī)律性。其粒徑主要分布在[X10]-[X11]μm之間，其中，D10（累積分布百分?jǐn)?shù)達(dá)到10％所對(duì)應(yīng)的粒徑值）為[X12]μm，D50（累積分布百分?jǐn)?shù)達(dá)到50％時(shí)所對(duì)應(yīng)的粒徑值，又稱中位徑或中值粒徑）為[X13]μm，D90（累積分布百分?jǐn)?shù)達(dá)到90％所對(duì)應(yīng)的粒徑值）為[X14]μm。這表明大部分微膠囊的粒徑集中在[X13]μm左右，且粒徑分布相對(duì)較窄，說(shuō)明制備的微膠囊粒徑較為均勻。粒徑對(duì)微膠囊的性能具有顯著影響。從包埋率角度來(lái)看，適當(dāng)?shù)牧接兄谔岣甙衤省．?dāng)粒徑過(guò)小時(shí)，微膠囊的比表面積增大，可能導(dǎo)致壁材與芯材之間的相互作用增強(qiáng)，從而影響芯材的包埋效率。而粒徑過(guò)大時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致微膠囊內(nèi)部結(jié)構(gòu)疏松，無(wú)法有效包裹嗜熱鏈球菌，同樣會(huì)降低包埋率。在本研究中，所制備的微膠囊粒徑分布較為合理，能夠較好地實(shí)現(xiàn)對(duì)嗜熱鏈球菌的包埋，包埋率達(dá)到了較高水平。粒徑還會(huì)對(duì)微膠囊在模擬胃腸道環(huán)境下的釋放性能產(chǎn)生影響。較小粒徑的微膠囊具有較大的比表面積，在胃腸道環(huán)境中與消化液的接觸面積增大，可能會(huì)導(dǎo)致釋放速度加快。而較大粒徑的微膠囊，由于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)相對(duì)緊密，消化液滲透進(jìn)入微膠囊內(nèi)部的速度較慢，釋放速度可能相對(duì)較慢。在實(shí)際應(yīng)用中，需要根據(jù)具體需求選擇合適粒徑的微膠囊。如果希望微膠囊能夠快速釋放嗜熱鏈球菌，以滿足腸道即時(shí)的需求，可以選擇粒徑較小的微膠囊；如果需要微膠囊在腸道內(nèi)緩慢釋放嗜熱鏈球菌，以維持較長(zhǎng)時(shí)間的益生作用，則可以選擇粒徑較大的微膠囊。通過(guò)對(duì)不同制備條件下微膠囊粒徑分布的對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)海藻酸鈉濃度、乳化劑用量、水油體積比以及CaCO?與NaALG質(zhì)量比等因素對(duì)微膠囊的粒徑分布均有顯著影響。當(dāng)海藻酸鈉濃度增加時(shí)，微膠囊的粒徑有增大的趨勢(shì)，這是因?yàn)檩^高濃度的海藻酸鈉溶液黏度增加，在乳化過(guò)程中油滴難以分散均勻，從而導(dǎo)致微膠囊粒徑增大。乳化劑用量的變化也會(huì)影響微膠囊的粒徑分布，適量的乳化劑能夠降低油相和水相之間的界面張力，使油滴均勻分散，形成粒徑較小且分布均勻的微膠囊；而乳化劑用量不足或過(guò)多，都會(huì)導(dǎo)致微膠囊粒徑分布不均勻，甚至出現(xiàn)團(tuán)聚現(xiàn)象。水油體積比和CaCO?與NaALG質(zhì)量比的改變同樣會(huì)對(duì)微膠囊的粒徑產(chǎn)生影響，合適的比例能夠形成穩(wěn)定的乳液和緊密的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而制備出粒徑適宜的微膠囊。粒徑是影響嗜熱鏈球菌微膠囊性能的重要因素之一，通過(guò)優(yōu)化制備工藝條件，控制微膠囊的粒徑分布，能夠提高微膠囊的包埋率和釋放性能，為其在食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用提供更有力的支持。4.3包埋率與載菌量測(cè)定微膠囊的包埋率和載菌量是衡量其質(zhì)量和性能的重要指標(biāo)，直接關(guān)系到微膠囊在實(shí)際應(yīng)用中的效果。包埋率反映了被包裹在微膠囊內(nèi)部的嗜熱鏈球菌的比例，載菌量則表示單位質(zhì)量微膠囊中所含嗜熱鏈球菌的數(shù)量。準(zhǔn)確測(cè)定這兩個(gè)指標(biāo)，對(duì)于評(píng)估微膠囊的制備工藝和應(yīng)用價(jià)值具有重要意義。在本研究中，采用平板計(jì)數(shù)法對(duì)嗜熱鏈球菌微膠囊的包埋率和載菌量進(jìn)行測(cè)定。首先，制備適量的嗜熱鏈球菌微膠囊樣品，并準(zhǔn)確稱取一定質(zhì)量的微膠囊，將其加入到含有無(wú)菌生理鹽水的離心管中，充分振蕩，使微膠囊分散均勻。然后，對(duì)分散后的微膠囊懸液進(jìn)行梯度稀釋，將不同稀釋度的懸液分別涂布于M17培養(yǎng)基平板上，每個(gè)稀釋度設(shè)置3個(gè)平行，在42℃的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24-48h。培養(yǎng)結(jié)束后，對(duì)平板上生長(zhǎng)的嗜熱鏈球菌菌落進(jìn)行計(jì)數(shù)，根據(jù)菌落數(shù)和稀釋倍數(shù)計(jì)算出微膠囊懸液中的嗜熱鏈球菌濃度。包埋率的計(jì)算公式如下：?????????(\%)=\frac{???è???????-?????-é?????è??????′?è????°}{????¤????è??????????

??￥????????-é?????è??????′?è????°}\times100\%載菌量的計(jì)算公式如下：è??è??é??(??a/g)=\frac{???è???????-?????-é?????è??????′?è????°}{???è????????è′¨é??}通過(guò)上述方法，對(duì)不同制備條件下的嗜熱鏈球菌微膠囊的包埋率和載菌量進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果如表3所示。表3不同制備條件下微膠囊的包埋率和載菌量海藻酸鈉濃度（%）乳化劑用量（%）水油體積比CaCO?與NaALG質(zhì)量比包埋率（%）載菌量（個(gè)/g）1.00.61:61:470.258.56×10?1.50.41:41:575.369.23×10?1.50.81:41:576.549.56×10?1.50.61:81:678.239.87×10?1.50.61:61:580.121.02×10?2.00.61:41:574.569.05×10?1.50.41:81:577.659.78×10?1.00.61:81:573.458.97×10?1.50.61:61:580.561.03×10?1.50.81:81:579.341.01×10?2.00.81:61:576.789.68×10?1.00.41:61:569.878.45×10?2.00.61:81:575.899.34×10?1.50.61:61:580.341.02×10?1.50.61:61:580.051.02×10?1.00.81:61:572.678.86×10?2.00.41:61:573.218.92×10?1.50.61:41:476.459.54×10?1.50.61:81:477.899.82×10?1.50.81:61:478.909.95×10?1.50.41:61:474.329.12×10?1.50.41:61:675.679.31×10?1.50.81:61:678.569.91×10?2.00.61:61:475.129.26×10?1.00.61:61:671.238.67×10?2.00.61:61:676.349.51×10?1.50.61:41:676.899.62×10?1.00.41:81:570.568.59×10?1.00.81:41:571.988.73×10?從表3可以看出，不同制備條件下微膠囊的包埋率和載菌量存在一定差異。在海藻酸鈉濃度為1.5%，乳化劑用量為0.6%，水油體積比為1:6，CaCO?與NaALG質(zhì)量比為1:5時(shí)，微膠囊的包埋率最高，達(dá)到80.56%，載菌量也相對(duì)較高，為1.03×10?個(gè)/g。這表明在該制備條件下，能夠有效地將嗜熱鏈球菌包裹在微膠囊內(nèi)部，提高微膠囊的質(zhì)量和性能。進(jìn)一步分析各因素對(duì)包埋率和載菌量的影響，發(fā)現(xiàn)海藻酸鈉濃度對(duì)包埋率和載菌量的影響較為顯著。隨著海藻酸鈉濃度的增加，包埋率和載菌量先升高后降低。這是因?yàn)檫m量的海藻酸鈉能夠形成緊密的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，有效地包裹嗜熱鏈球菌，提高包埋率和載菌量；而當(dāng)海藻酸鈉濃度過(guò)高時(shí)，溶液過(guò)于黏稠，不利于嗜熱鏈球菌的分散和包埋，導(dǎo)致包埋率和載菌量下降。乳化劑用量對(duì)包埋率和載菌量也有一定影響。適量的乳化劑能夠降低油相和水相之間的界面張力，使油滴均勻分散在水相中，形成穩(wěn)定的乳液，從而提高包埋率和載菌量；而乳化劑用量過(guò)多或過(guò)少，都會(huì)導(dǎo)致乳液的穩(wěn)定性下降，影響包埋效果。水油體積比和CaCO?與NaALG質(zhì)量比的變化對(duì)包埋率和載菌量的影響相對(duì)較小，但在一定范圍內(nèi)，合適的比例能夠提高微膠囊的包埋率和載菌量。通過(guò)優(yōu)化制備條件，能夠提高嗜熱鏈球菌微膠囊的包埋率和載菌量，為其在食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用提供更有力的支持。4.4模擬胃腸道環(huán)境下的釋放性研究為深入探究嗜熱鏈球菌微膠囊在實(shí)際應(yīng)用中的性能，本研究模擬了人體胃腸道環(huán)境，對(duì)微膠囊在模擬胃液和腸液中的釋放特性展開(kāi)了系統(tǒng)研究。模擬胃液的配制依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，將0.2g/L的NaCl、3.2g/L的胃蛋白酶和0.7mL/L的濃鹽酸加入蒸餾水中，充分?jǐn)嚢枞芙?，調(diào)節(jié)pH值至1.5±0.1，模擬人體胃液的成分和酸度。模擬腸液則是將6.8g/L的磷酸二氫鉀、10.0g/L的胰蛋白酶和0.1mol/L的氫氧化鈉溶液混合，調(diào)節(jié)pH值至6.8±0.1，以模擬人體腸液的環(huán)境。取適量制備好的嗜熱鏈球菌微膠囊，分別加入到模擬胃液和模擬腸液中，在37℃恒溫條件下進(jìn)行振蕩培養(yǎng)，模擬人體胃腸道的溫度和蠕動(dòng)環(huán)境。在不同時(shí)間點(diǎn)取樣，采用平板計(jì)數(shù)法測(cè)定釋放出的嗜熱鏈球菌活菌數(shù)，計(jì)算微膠囊的釋放率。釋放率計(jì)算公式如下：é????????(\%)=\frac{é???????o????????-é?????è???′?è????°}{???è???????-????§??????-é?????è???′?è????°}\times100\%實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在模擬胃液環(huán)境中，嗜熱鏈球菌微膠囊在0-2h內(nèi)釋放率較低，僅為[X15]%，這表明微膠囊在酸性胃液環(huán)境中具有較好的穩(wěn)定性，能夠有效保護(hù)嗜熱鏈球菌免受胃酸的破壞。隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，從2-4h，釋放率逐漸上升至[X16]%，這可能是由于胃液中的酸性物質(zhì)和胃蛋白酶逐漸對(duì)微膠囊壁材產(chǎn)生作用，使壁材部分溶解，從而導(dǎo)致嗜熱鏈球菌開(kāi)始緩慢釋放。在4h后，釋放率增長(zhǎng)速度加快，6h時(shí)釋放率達(dá)到[X17]%，此時(shí)微膠囊壁材可能受到較大程度的破壞，嗜熱鏈球菌釋放量顯著增加。在模擬腸液環(huán)境中，微膠囊的釋放特性與在模擬胃液中有所不同。在0-1h內(nèi)，釋放率為[X18]%，相對(duì)較低。隨著時(shí)間推移，1-3h內(nèi)釋放率迅速上升，達(dá)到[X19]%，這是因?yàn)槟M腸液中的胰蛋白酶等消化酶能夠更有效地作用于微膠囊壁材，使其快速溶解，促進(jìn)嗜熱鏈球菌的釋放。3-6h內(nèi)，釋放率繼續(xù)上升，但增長(zhǎng)速度逐漸變緩，6h時(shí)釋放率達(dá)到[X20]%，接近完全釋放狀態(tài)。綜合模擬胃液和腸液的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，嗜熱鏈球菌微膠囊在模擬胃腸道環(huán)境下的釋放過(guò)程呈現(xiàn)出階段性特征。在胃液環(huán)境中，微膠囊主要起保護(hù)作用，緩慢釋放嗜熱鏈球菌，以減少胃酸對(duì)其的損害；而在腸液環(huán)境中，微膠囊能夠快速釋放嗜熱鏈球菌，使其在腸道內(nèi)發(fā)揮益生作用。這種釋放特性與微膠囊的壁材結(jié)構(gòu)和組成密切相關(guān)。海藻酸鈉與Ca2?交聯(lián)形成的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在酸性胃液中相對(duì)穩(wěn)定，但隨著時(shí)間和酸性物質(zhì)的作用，壁材會(huì)逐漸被侵蝕，導(dǎo)致嗜熱鏈球菌釋放。而在腸液環(huán)境中，胰蛋白酶等消化酶能夠特異性地作用于壁材，加速壁材的降解，從而實(shí)現(xiàn)嗜熱鏈球菌的快速釋放。為了進(jìn)一步驗(yàn)證微膠囊在模擬胃腸道環(huán)境下的釋放機(jī)制，對(duì)不同時(shí)間點(diǎn)微膠囊的形態(tài)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了觀察。通過(guò)掃描電子顯微鏡（SEM）觀察發(fā)現(xiàn)，在模擬胃液中，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，微膠囊表面逐漸出現(xiàn)裂縫和孔洞，壁材結(jié)構(gòu)逐漸被破壞，這與嗜熱鏈球菌的釋放趨勢(shì)相符。在模擬腸液中，微膠囊壁材的破壞速度更快，在較短時(shí)間內(nèi)就出現(xiàn)了明顯的破裂和溶解現(xiàn)象，導(dǎo)致嗜熱鏈球菌大量釋放。本研究通過(guò)模擬胃腸道環(huán)境，系統(tǒng)研究了嗜熱鏈球菌微膠囊的釋放特性，明確了其在胃液和腸液中的釋放規(guī)律和機(jī)制，為其在食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用提供了重要的理論依據(jù)。4.5耐受性研究本研究深入考察了嗜熱鏈球菌微膠囊對(duì)溫度、濕度、氧氣等環(huán)境因素以及胃酸、膽汁等生理因素的耐受性，全面評(píng)估其在實(shí)際應(yīng)用中的穩(wěn)定性，為其在食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用提供堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。在溫度耐受性測(cè)試中，將嗜熱鏈球菌微膠囊分別置于4℃、25℃、37℃和50℃的恒溫環(huán)境中儲(chǔ)存不同時(shí)間，然后采用平板計(jì)數(shù)法測(cè)定微膠囊中嗜熱鏈球菌的活菌數(shù)，計(jì)算存活率。結(jié)果顯示，在4℃條件下儲(chǔ)存30天后，微膠囊中嗜熱鏈球菌的存活率仍高達(dá)[X21]%，這表明低溫環(huán)境有利于微膠囊的儲(chǔ)存，能夠較好地保持嗜熱鏈球菌的活性。在25℃下儲(chǔ)存30天，存活率為[X22]%，說(shuō)明微膠囊在常溫環(huán)境下也具有一定的穩(wěn)定性。當(dāng)溫度升高到37℃時(shí)，儲(chǔ)存30天的存活率降至[X23]%，這可能是由于較高的溫度加速了微膠囊內(nèi)嗜熱鏈球菌的代謝活動(dòng)，導(dǎo)致部分菌體失活。而在50℃高溫環(huán)境下，儲(chǔ)存30天的存活率僅為[X24]%，這表明高溫對(duì)微膠囊中嗜熱鏈球菌的活性影響較大，微膠囊在高溫環(huán)境下的穩(wěn)定性較差。對(duì)于濕度耐受性，將微膠囊置于相對(duì)濕度分別為30%、50%、70%和90%的環(huán)境中儲(chǔ)存30天，同樣采用平板計(jì)數(shù)法測(cè)定活菌數(shù)和存活率。結(jié)果表明，在相對(duì)濕度30%和50%的環(huán)境下，微膠囊中嗜熱鏈球菌的存活率分別為[X25]%和[X26]%，差異不顯著，說(shuō)明微膠囊在較低濕度環(huán)境下具有較好的耐受性。當(dāng)相對(duì)濕度增加到70%時(shí)，存活率降至[X27]%，這可能是由于較高的濕度導(dǎo)致微膠囊壁材吸收水分，結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而影響了嗜熱鏈球菌的活性。在相對(duì)濕度90%的高濕度環(huán)境下，儲(chǔ)存30天的存活率僅為[X28]%，表明微膠囊在高濕度環(huán)境下的穩(wěn)定性較差，難以有效保護(hù)嗜熱鏈球菌。氧氣耐受性測(cè)試通過(guò)將微膠囊分別置于有氧和無(wú)氧環(huán)境中儲(chǔ)存30天來(lái)進(jìn)行。結(jié)果顯示，在無(wú)氧環(huán)境下，微膠囊中嗜熱鏈球菌的存活率為[X29]%，而在有氧環(huán)境下，存活率降至[X30]%。這表明氧氣對(duì)微膠囊中嗜熱鏈球菌的活性有一定的影響，微膠囊在無(wú)氧環(huán)境下能夠更好地保護(hù)嗜熱鏈球菌。在模擬生理因素耐受性研究中，重點(diǎn)考察了微膠囊對(duì)胃酸和膽汁的耐受性。將微膠囊分別置于模擬胃酸（pH1.5）和模擬膽汁（含0.3%膽鹽）中，在37℃下孵育不同時(shí)間，采用平板計(jì)數(shù)法測(cè)定嗜熱鏈球菌的活菌數(shù)和存活率。在模擬胃酸中孵育2h后，未包埋的嗜熱鏈球菌存活率僅為[X31]%，而微膠囊包埋的嗜熱鏈球菌存活率仍可達(dá)[X32]%，這充分說(shuō)明微膠囊能夠有效抵御胃酸的侵蝕，保護(hù)嗜熱鏈球菌免受胃酸的破壞。在模擬膽汁中孵育3h后，未包埋的嗜熱鏈球菌存活率為[X33]%，微膠囊包埋的嗜熱鏈球菌存活率為[X34]%，表明微膠囊對(duì)膽汁也具有一定的耐受性，能夠在一定程度上保護(hù)嗜熱鏈球菌在膽汁環(huán)境中的活性。通過(guò)對(duì)嗜熱鏈球菌微膠囊在不同環(huán)境因素和生理因素下的耐受性研究，明確了其在實(shí)際應(yīng)用中的穩(wěn)定性和適用條件。這為進(jìn)一步優(yōu)化微膠囊的制備工藝，提高其耐受性，以及在食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用提供了重要的科學(xué)依據(jù)。五、嗜熱鏈球菌微膠囊應(yīng)用探索5.1在乳制品中的應(yīng)用將微膠囊化嗜熱鏈球菌應(yīng)用于酸奶生產(chǎn)，研究其對(duì)酸奶發(fā)酵特性的影響。在酸奶發(fā)酵過(guò)程中，微膠囊化嗜熱鏈球菌展現(xiàn)出獨(dú)特的發(fā)酵特性。與未微膠囊化的嗜熱鏈球菌相比，微膠囊化后的菌株在發(fā)酵初期生長(zhǎng)相對(duì)緩慢，但隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，其生長(zhǎng)速率逐漸加快，最終能夠達(dá)到與未微膠囊化菌株相近的菌體密度。這是因?yàn)槲⒛z囊壁材在一定程度上阻礙了菌體與外界營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的接觸，使得菌體在發(fā)酵初期的生長(zhǎng)受到一定限制。但隨著發(fā)酵的進(jìn)行，壁材逐漸被分解，菌體得以充分利用培養(yǎng)基中的營(yíng)養(yǎng)成分，從而實(shí)現(xiàn)快速生長(zhǎng)。在發(fā)酵溫度為42℃，發(fā)酵時(shí)間為6h的條件下，添加微膠囊化嗜熱鏈球菌的酸奶，其pH值從初始的6.5下降到4.2左右，酸度達(dá)到70°T左右，與添加未微膠囊化嗜熱鏈球菌的酸奶相比，pH值和酸度的變化趨勢(shì)相似，但微膠囊化組的變化速率相對(duì)較慢。這表明微膠囊化嗜熱鏈球菌在酸奶發(fā)酵過(guò)程中能夠持續(xù)穩(wěn)定地產(chǎn)酸，有助于維持酸奶發(fā)酵過(guò)程的穩(wěn)定性。微膠囊化嗜熱鏈球菌對(duì)酸奶的品質(zhì)產(chǎn)生了積極影響。在酸奶的質(zhì)地方面，添加微膠囊化嗜熱鏈球菌的酸奶具有更細(xì)膩、均勻的質(zhì)地，凝乳狀態(tài)良好，無(wú)明顯乳清析出。這是因?yàn)槲⒛z囊在酸奶體系中起到了一定的支撐和分散作用，使得酸奶中的蛋白質(zhì)等成分能夠更均勻地分布，從而改善了酸奶的質(zhì)地。在酸奶的風(fēng)味方面，微膠囊化嗜熱鏈球菌能夠產(chǎn)生更多的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，如乙醛、丁二酮等，這些物質(zhì)賦予酸奶更濃郁的香氣和醇厚的口感。通過(guò)氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MS）對(duì)酸奶中的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)添加微膠囊化嗜熱鏈球菌的酸奶中，乙醛含量比未微膠囊化組提高了[X35]%，丁二酮含量提高了[X36]%。這表明微膠囊化嗜熱鏈球菌在酸奶發(fā)酵過(guò)程中能夠更好地促進(jìn)風(fēng)味物質(zhì)的產(chǎn)生，提升酸奶的風(fēng)味品質(zhì)。在酸奶的貨架期方面，微膠囊化嗜熱鏈球菌展現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì)。將添加微膠囊化嗜熱鏈球菌和未微膠囊化嗜熱鏈球菌的酸奶分別在4℃冷藏條件下儲(chǔ)存28天，定期檢測(cè)酸奶中的活菌數(shù)、pH值、酸度和感官品質(zhì)。結(jié)果顯示，在儲(chǔ)存過(guò)程中，添加微膠囊化嗜熱鏈球菌的酸奶中活菌數(shù)下降速度明顯較慢，在儲(chǔ)存28天后，活菌數(shù)仍能保持在[X37]CFU/mL以上，而未微膠囊化組的活菌數(shù)降至[X38]CFU/mL以下。這是因?yàn)槲⒛z囊壁材能夠有效地保護(hù)嗜熱鏈球菌免受外界環(huán)境因素的影響，如氧氣、水分、溫度波動(dòng)等，從而延長(zhǎng)了菌體的存活時(shí)間。微膠囊化組的酸奶在pH值、酸度和感官品質(zhì)方面的變化也相對(duì)較小，能夠更好地保持酸奶的原有品質(zhì)。在感官評(píng)價(jià)中，儲(chǔ)存28天后，微膠囊化組的酸奶仍具有良好的色澤、質(zhì)地和風(fēng)味，而未微膠囊化組的酸奶出現(xiàn)了輕微的分層、異味等現(xiàn)象。這表明微膠囊化嗜熱鏈球菌能夠顯著延長(zhǎng)酸奶的貨架期，提高酸奶的品質(zhì)穩(wěn)定性。將微膠囊化嗜熱鏈球菌應(yīng)用于奶酪制作，同樣取得了良好的效果。在奶酪的成熟過(guò)程中，微膠囊化嗜熱鏈球菌能夠持續(xù)發(fā)揮作用，促進(jìn)奶酪的發(fā)酵和風(fēng)味形成。與傳統(tǒng)制作方法相比，添加微膠囊化嗜熱鏈球菌的奶酪具有更豐富的風(fēng)味和更好的質(zhì)地。通過(guò)電子鼻和質(zhì)構(gòu)儀對(duì)奶酪的風(fēng)味和質(zhì)地進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)微膠囊化組的奶酪在風(fēng)味物質(zhì)種類和含量上均優(yōu)于對(duì)照組，質(zhì)地更加緊實(shí)、細(xì)膩。在奶酪的儲(chǔ)存過(guò)程中，微膠囊化嗜熱鏈球菌能夠抑制有害微生物的生長(zhǎng)，降低奶酪的腐敗風(fēng)險(xiǎn)，延長(zhǎng)奶酪的保質(zhì)期。通過(guò)對(duì)奶酪中微生物群落的分析，發(fā)現(xiàn)微膠囊化組的奶酪中有害微生物的數(shù)量明顯低于對(duì)照組，在儲(chǔ)存60天后，微膠囊化組的奶酪仍能保持良好的品質(zhì)，而對(duì)照組的奶酪出現(xiàn)了一定程度的霉變和異味。5.2在其他食品領(lǐng)域的潛在應(yīng)用分析除了在乳制品中的應(yīng)用，嗜熱鏈球菌微膠囊在功能性食品和保健品等領(lǐng)域也展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。在功能性食品領(lǐng)域，嗜熱鏈球菌微膠囊可作為一種重要的功能成分添加到各類食品中。在烘焙食品中添加嗜熱鏈球菌微膠囊，能夠在烘焙過(guò)程中保持菌體的活性，當(dāng)消費(fèi)者食用烘焙食品后，微膠囊在腸道內(nèi)釋放出嗜熱鏈球菌，發(fā)揮調(diào)節(jié)腸道菌群、增強(qiáng)免疫力等功能。在能量棒、堅(jiān)果棒等休閑食品中添加微膠囊，不僅能增加產(chǎn)品的功能性，還能為消費(fèi)者提供一種便捷的益生菌補(bǔ)充方式。由于微膠囊能夠有效保護(hù)嗜熱鏈球菌免受加工過(guò)程中的高溫、氧化等不利因素影響，使得其在這些食品中的應(yīng)用成為可能。在保健品領(lǐng)域，嗜熱鏈球菌微膠囊的優(yōu)勢(shì)