四川大学吴重德教授团队JAFC发文：多糖对益生菌的冻干保护作用机理研究

冷冻干燥是一种实用且广泛采用的益生菌制备和长期保存方法，能够有效保持产品的活性。通过冷冻干燥获得的产品具有干燥、轻盈的质地，具备一定的孔隙性以及良好的粉末分散性，并且具有优异的可恢复性能，即在复水后能恢复其原始形态和质地，因此冷冻干燥常被用于生产高品质的脱水食品。然而，在冷冻过程中，冰晶的形成会破坏益生菌的细胞膜和细胞器，导致机械损伤；而干燥过程中的脱水则会影响细胞膜的通透性、完整性和流动性，降低细胞抵抗氧化应激的能力。因此，冷冻干燥的严苛条件会显著影响细胞膜的完整性与组成，导致蛋白质变性、酶失活和DNA损伤，最终引发细胞死亡。因此，提高冷冻干燥后益生菌的存活率和功能活性对于制备乳酸菌制剂具有重要意义。
 

近年来，为增强冻干益生菌的活性，提出了多种可行策略，包括改变培养基成分及培养条件、施加胁迫处理（如渗透压、热胁迫和胆盐胁迫），以及添加ink-id="link-1787045432821-0.9026857012096198">抗冻保护剂（如蛋白质、碳水化合物和脱脂牛奶）等。在这些策略中，多糖作为高分子量的碳水化合物聚合物，具有生物相容性好、可生物降解、无毒且可再生等显著优势。此外，乳酸菌糖酵解途径中的ink-id="link-1787045432824-0.9247671514782446">乳酸脱氢酶（LDH）是一种关键酶，负责乳酸与丙酮酸之间的相互转化，以及NAD⁺与NADH之间的相互转化，这是能量生成过程中的关键步骤。由于冻干处理后该酶的活性通常会降低，LDH可作为模型蛋白，用于评估保护剂对冷冻干燥引起的变性作用的防护效果。一般来说，细菌在冻干后的存活率越高，其酶活性也越高。Na⁺/K⁺-ATP酶对维持细胞正常功能至关重要，同时也是监测环境变化的敏感指标。LDH和ATP酶的活性能够为冻干益生菌的存活能力及代谢活性提供重要参考。