近期，BV伟德国际1946饶瑜教授和兰州大学刘蕾研究员合作在国际食品TOP期刊LWT - Food science and technology (Q1，IF：6.0) 发表题为 “Stress tolerance and characterization of biofilm-like probiotic bacteria encapsulated in calcium pectin beads” 的研究性论文，兰州大学动物医学与生物安全学院刘蕾研究员和BV伟德国际1946研究生邓佳为共同第一作者，通讯作者为伟德bv1946官网饶瑜教授。

该研究将生物被膜和微胶囊技术相结合，成功制备了生物被膜态的高密度益生菌微胶囊（>10 log CFU/g）。类植物乳杆菌L-ZS9在果胶钙珠（CPB）中培养，原位形成生物被膜 (CPB-Biofilm-situ)。耐受性实验表明，CPB-Biofilm-situ对酸、胃肠道环境和冷冻干燥具有高度耐受性。此外，SEM显示，CPB-Biofilm-situ的细胞显示出边缘化趋势。果胶钙珠的含水量约为10%，这被认为是可接受的，并且还测定了CPB的质地特征。利用傅立叶变换红外光谱（FTIR）和热重分析（TGA）对果胶钙珠的理化性质和结构进行了研究。这项工作为制备新一代生物被膜状态的益生菌制剂提供了重要参考。

成果介绍

研究亮点

生物被膜态L-ZS9培养完成后包埋在果胶钙珠中形成CPB-Biofilm-ex。

L-ZS9原位培养在果胶钙珠内，形成CPB-Biofilm-situ。

除渗透压胁迫外，CPB-Biofilm-situ耐受性优于CPB-Biofilm-ex。

与CPB-Biofilm-ex相比，CPB-Biofilm-situ菌株分布呈现边缘化趋势。

CPB-Biofilm-situ与CPB-Biofilm-ex有着显著不同的理化结构性质。

研究结论

该研究在CPB中原位培养类植物乳杆菌L-ZS9，成功制备了密度超过10 log CFU/g的生物被膜态益生菌微胶囊。与Planktonic、Biofilm和CPB-Biofilm-ex相比，CPB-Biofilm-situ对酸、体外模拟胃肠道和冷冻干燥的胁迫表现出更大的耐受特性。同时发现这种培养方法也会改变CPB的质地特征。随着孵育时间的增加，微胶囊变得更圆润饱满，细胞更集中在CPB的外围。FTIR结果表明菌株成功地被包裹在CPB中，在果胶和菌株之间没有形成新的化学键，即主要通过物理作用将其包埋。然而不同方法制备的CPB理化性质表现出一定的差异。该研究成功制备了处于生物被膜态的新型益生菌微胶囊，从而有助于进一步了解其理化性质和耐受特性。

图文赏析

Figure 1: Shape and color of calcium pectin beads: (A) Control; (B) CPB-Biofilm-situ; (C) CPB-Biofilm-ex.

Figure 2: Growth curve of L-ZS9, for which the viable bacteria count of the samples was measured every 3 hours until the 48th hour: (A) Growth curve of L-ZS9 in biofilm cultures; (B) Growth curve of L-ZS9 in CPB-Biofilm-situ.

Figure 3: Tolerance properties of L-ZS9: (A) Resistance to acidic stress; (B) Resistance to osmotic stress; (C) Resistance to freeze-drying; (D) Resistance to simulated gastrointestinal tract (GIT) media.

Figure 4: Texture profile analysis (TPA) of calcium pectin beads: (A) Hardness; (B) Springiness; (C) Gumminess; (D) Chewiness.

Figure 7: Thermal gravimetric analysis (TGA) spectrum of calcium pectin beads: (A) Control; (B) CPB-Biofilm-situ; (C) CPB-Biofilm-ex.

Figure 5: Scanning electron microscopy (SEM) of calcium pectin beads: (A) Surface morphology of calcium pectin beads; (B) Distribution of strains in CPB-Biofilm-situ and CPB-Biofilm-ex.

Figure 6:  Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) of pectin and calcium pectin beads.

专家/团队介绍

刘蕾，博士、兰州大学动物医学与生物安全学院青年研究员、硕士生导师。2017年毕业于中国农业大学食品生物技术专业。主要从事微生物资源挖掘、利用与控制等方面的教学与科研工作，主持国家自然科学基金青年基金、教育部春晖计划等项目。以第一作者或通讯作者在International Journal of Food Microbiology、Food & Function、Journal of Functional Foods、 LWT - Food Science and Technology、Frontiers in Microbiology等著名Top期刊发表SCI收录论文20余篇。

饶瑜，博士，伟德bv1946官网教授，硕士生导师，副经理。美国麻省大学阿默斯特分校（UMass Amherst）访问学者，四川省农业产业技术创新联盟副理事长，四川省海外高层次留学人才。主要从事果蔬益生发酵与高值化利用、农产品加工与贮藏中的微生物问题研究。主持国家自然科学基金、四川省重点研发、四川省应用基础项目等多项。第一作者或通讯作者发表SCI收录论文20余篇，授权国家发明专利3项。为International Journal of Food Microbiology, Food Control，Food & Function等期刊审稿人。获省级科技进步三等奖1项、市级科技进步三等奖1项。四川省一流本科课程负责人，主编教材1部，参编专著1部、教材3部。

邓佳，伟德bv1946官网2021级硕士研究生，研究方向为食品科学与工程，主要探究微生物发酵性能及新型益生菌制剂的制备，研究成果发表在LWT - Food Science and Technology国际食品TOP期刊，在首届食品青年科学家峰会硕士新锐专场进行学术汇报。

责编：唐紫薇

编审：唐洁