桃胶迎夏香琥珀，自课越佣能种瓜。大家散步的时候，是否留意过途径的桃树树干上附着的琥珀色颗粒？这是一种学名为桃胶，又称桃花泪的固体天然树胶。它实则是桃树在受到真菌或细菌感染后流出的保护液，这就好比，人在愈合创口时候分泌的组织液。为了设计出保护效果更好的益生菌微胶囊，南昌大学明勇学林团队刘欢教授课题组基于桃胶的主要成分桃胶多糖在国际期刊Food Chemistry发表题为“The incorporation of peach gum polysaccharide into soy protein based microparticles improves probiotic bacterial survival during simulated gastrointestinal digestion and storage”的研究性论文。

研究背景

对益生菌的研究可以追溯到100多年前，自巴斯特在1857年发现了乳酸菌起，益生菌的详细功能得到了推进和深化。近年来的研究表明，益生菌具有几种有益于人体健康的功能：①治疗过敏、小肠、结肠炎症、腹泻；②增强健康成人的先天免疫和认知功能；③抑制病原菌附着在肠道表面，影响有害微生物的分泌产物；④调节肠道菌群组成；⑤代谢人体难以消化和缓解乳糖不耐受的碳源；⑥降低血糖和血脂，预防糖尿病、癌症等。但是在加工、运输和储存过程中，氧气、热应力、机械损伤和高渗透压应力很容易导致细胞损伤，从而导致益生菌在食品中的添加应用面临严峻的挑战。为解决上述问题，微胶囊技术得到了广泛的关注与研究：其作为一种能够将益生菌包埋在壁材内部的有效生物技术，能够起到提升益生菌的抗逆性能、保护益生菌免受有害因素损伤效果。

桃胶多糖（PG）是一种具有高度分支分子结构的酸性多糖，由主链的（1→3）连接的β-D-Galp单元和侧链的阿拉伯半乳聚糖组成。PG对人体具有改善免疫功能、抗肿瘤、清除自由基、抗衰老、抗感染、降血脂、降血糖等健康作用。将PG应用于蛋白基质中，对其是否能在胃消化和储存过程中为益生菌提供良好的保护作用值得深入研究。

研究结果

桃胶多糖的基本理化性质

本研究中使用的PG是一种由阿拉伯糖（48.21%）、半乳糖（36.93%）、木糖（7.02%）、甘露糖（3.36）、半乳糖醛酸（0.21%）和葡萄糖醛酸（4.27%）组成的杂多糖，分子量为687180 Da，此外含有少量的蛋白质。

复合凝聚法的pH条件筛选

当混合溶液pH值低于蛋白质等电点时，蛋白质带正电荷，可以和带负电荷的PGP发生复合凝聚作用；在混合溶液zeta电位为0时，蛋白质和PGP之间电荷完全中和，此时两者的复合凝聚作用最强。

当pH为3.75时，大豆分离蛋白SPI:PGP=3:1的zeta电位为0，因此后续微胶囊制备过程的环境pH设置为3.75。

图 pH对PGP与SPI复配溶液的zeta电位值的影响

喷雾干燥法制备益生菌微胶囊的基本理化性质及耐热性质

1.植物乳杆菌550在不同壁材料喷雾干燥时的活细胞数量均高于国际乳品联合会推荐的6-7 Log CFU/g。

2.随着PG的比率增加，益生菌微胶囊封装效果和喷雾干燥得率显著增加，这可能归因于PG在喷雾干燥过程中拥有取代水分子表面的细胞膜从而保存和稳定细胞膜结构的能力。

3.在SPI基质中加入PG有利于提高热稳定性，从而提高细胞的生存能力。

4.在此项研究中，所有喷雾干燥益生菌微胶囊的水分含量在4.14-5.01g/100g范围内，PG的比例增加，水分含量显著下降，这可能是由于PG低水结合能力比SPI更能够促进水滴接触热空气。

5.经过热处理后，游离细胞失去了所有的活力。对于益生菌微胶囊样品，存活率有巨大的提高，推测是SPI带来的热保护性。

表 益生菌微胶囊在喷雾干燥和热处理后的理化性质和热稳定性

模拟胃肠消化过程中微胶囊中细胞的存活情况

1.游离细胞仅在胃消化0.5 h内就失去了所有的活性。封装后，细胞的存活率显著提高，这可能是由于微胶囊的壁材保护，减少了酸向微胶囊的扩散，从而增强了细胞的耐酸性。

2.与仅添加SPI的样品相比，添加PG（SPI:PG = 3:1和SPI:PG = 1:1）显著提高了模拟胃肠道消化后的细胞存活率。这是因为在胃消化过程中（pH = 2.0），SPI（pI = 4.35，带正电荷）与PG（带负电荷）相互之间发生静电相互作用，导致微胶囊结构更致密。

益生菌微胶囊的存储特性

1.在SPI基质中加入PG后，所有复合样品中益生菌的生存率均显著提高，这可能是由于PG的填充作用补偿了微胶囊的孔隙。

2.随着微胶囊壁材料中PG含量的增加，益生菌的存活率进一步提高。

图 不同比例SPI-PGP微胶囊的储藏稳定性

桃胶多糖显著改善微胶囊的形貌

对于仅SPI的样品，微粒的形状接近球形，表面存在严重粗糙的沟壑和孔隙。在SPI基质中加入PG后，微胶囊表面严重的粗糙凹槽和孔隙现象消失，取而代之的是一个更光滑、更致密的表面。

图 不同比例SPI-PGP微胶囊的扫描电镜图

结论和前景

在SPI封装配方中添加PG可以有效提高植物乳杆菌550在胃消化和储存过程中的存活率，改善微胶囊表面的粗糙程度与孔隙含量。该研究开发的配方具有广泛应用于益生菌的潜力，可对配方的进一步研究和优化可实现具有市场潜力的商业产品。