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乳酸菌冻干保护剂的作用原理以及研究方法的进展 刘小艺 （西南大学食品科学学院，重庆，400715） 摘 要：乳酸菌细胞在冻干过程中要受冷冻和干燥两种因素的作用会受到损伤，导致细胞在冻干后死亡。采 取适宜的保护措施，在很大程度上可减轻或避免冷冻干燥对细胞带来的损伤，提高存活率。用科学合理的 统计学方法会使冻干保护剂的筛选变得更加容易与精确。 关键词：乳酸菌；冷冻干燥保护剂；研究方法；进展 随着乳酸菌广泛的用于食品的发酵，例 细胞的最大存活率[1] 。不同的菌体形态对低 如我们熟知的酸奶、泡菜、以及发酵肉制品。 温的耐受能力也是不一样的，研究表明肠球 所以对于乳酸菌的获取就提出了更高的要 菌(例如，球形细胞) 明显比乳酸杆菌（杆状） 求，不再满足于传统的发酵方式。所以直投 更有耐性。即细胞表面区域越大，在冷冻过 式乳酸菌发酵剂应运而生，它是一种不需活 程中，形成的细胞冰晶对其细胞膜的损伤越 化和扩增便能直接应用于生产的新型发酵 大。类似的关系对乳酸菌也适应[2] 。对于不 剂，具有活菌含量高(1010～1012/g) 、保质期 同菌株在干燥过程中对机械损伤的耐受力 长、批次发酵产品间质量稳定性高的优点， 不同，前人担出了一些假设（1）基因组成 也防止了菌种的退化和污染，从而大大提高 的不同可能导致不同乳酸菌株之间的不同 了发酵乳、发酵肉等制品工业的劳动生产率 [3] ；（2 ）细胞壁和细胞膜组分的不同，具有 和产品质量。直投式发酵剂的制作要经历冷 不同的磷脂的熔点，可能导致了菌株之间的 [4] 冻干燥的过程，因此优良保护剂的研制是整 不同 。 个工艺中关键的一环。本文就针对乳酸菌在 1.2 溶质浓度及相关性质改变 冷冻干燥过程所受的损伤研究不同保护剂 溶质损伤又称“溶液损伤”，是由于水 的保护机理，并且总结介绍近年来对冻干保 的冻结使细胞间隙内的液体逐渐浓缩，从而 护剂的研究方法。 使电解质的浓度显著增加。Marth[5]综述了菌 体在冷冻干燥过程中和贮存期中活力损失 一、 乳酸菌在冷冻干燥过 的主要原因。其中水结成冰后,细胞浆中残余 部分的溶液浓度会增大,这能引起胞内pH 和 程的变化 离子强度的改变以及有害化学反应速率的 提高。冷冻伤害还可能引起细胞膜通透性的 提高,冻干微生物的代谢活性或酶活可能发 1.1 机械损伤 生改变[6]Morichi[7]认为在冷冻过程中,盐浓 机械损伤是由低温时细胞内外冰晶生 度的增加使细胞表面或附近的蛋白质发生 长产生的机械力量引起的，一般冰晶越大， 变性,因而改变细胞膜,包括透酶系统的部分 细胞膜越易破裂，从而造成细胞死亡；冰晶 和潜伏的降解酶的抑制物,抑制物的释出导 小，对细胞膜的机械损伤也较小。有学者研 致降解酶的活性增加,在受伤细胞中表现出 究了最