鼠李糖

喷雾干燥技术微囊化鼠李糖乳杆菌ATCC 7469益生菌是一种活的微生物，当摄入足够的量时会对健康有益，只有在生存能力（107-1010 CUF m/L）得到保护的情况下才能发挥其作用。益生菌通常是乳杆菌和双岐杆菌，它们常与胃肠道有关；它们通常以冻干培养物的形式供应，或者被雾化并直接添加到食物中。益生菌功能食品在市场上需求量很大，酸奶和发酵乳制品通常被用作这类生物活性微生物的载体；然而，人们对在其他类型的非乳制品基质中掺入益生菌菌株越来越感兴趣，尤其是对于患有乳糖不耐受症、对酪蛋白过敏或与乳制品有关的其它问题的消费者。一些研究报告了微胶囊益生菌的应用。例如，将益生菌菌株掺入奶酪、巧克力涂层和巧克力中，以及掺入果汁、蛋黄酱、黄油、肉类和烘焙产品等非乳制品中。益生菌菌株对胃肠道健康很重要，因为它们可以预防肠道炎症，为上皮细胞提供保护，并调节抗体。它们可以产生细胞因子或趋化因子，改善乳糖不耐受，增加对结直肠癌的保护，抑制幽门螺杆菌活性，并用于治疗食物过敏和预防急性腹泻。然而，这些微生物有不幸的缺陷，特别是在菌株存活方面。喷雾干燥是微胶囊化最广泛使用的方法之一，因为其成本低，在最佳干燥条件下具有高存活率，并且在配方中加入了保护剂。近年来，乳清蛋白作为益生菌保护剂的使用获得了越来越多的兴趣，因为这些蛋白是提高益生菌活性的天然载体，并且由于结构和理化特征，可以作为胃肠道中的递送系统。蛋白质可以在干燥过程中增加益生菌的存活率，因为它们能够形成降低热应力的保护膜。糖的添加也会影响干燥的益生菌制剂的存活。研究人员肯定了糖（如肌醇、山梨醇、果糖、乳糖、葡萄糖和海藻糖）对脱水细菌细胞的保护作用。研究发现，海藻糖等糖是一种能够通过氢键与蛋白质分子相互作用的二糖；它可以在脱水和再水化过程中替代蛋白质周围的水分子，形成一种玻璃状基质，稳定生物大分子。科学家研究了使用奶酪乳清与淀粉、阿拉伯胶、麦芽糖糊精和乳清蛋白浓缩物联合干燥鼠李糖乳杆菌 64 的载体剂选择。另一方面，干燥温度是影响存活率的因素。例如，喷雾干燥的植物乳杆菌 WCFS1 再低干燥温度下表现出较高的存活率。在此背景下，本研究以 WPC、麦芽糊精和海藻糖为原料，采用喷雾干燥的方法对鼠李糖乳杆菌 ATCC 7469 进行微囊化，并评估微囊化对细胞活力和干粉性能的影响。以喷雾干燥条件（包括进口温度、空气流量和进料泵）为自变量，益生菌存活率、水分含量、水分活性和有效产量为因变量。采用响应面法对喷雾干燥包裹的鼠李糖乳杆菌的存活率进行了优化，并对粉末的稳定性进行了评估。1样品制备按最佳稳定性配方乳清浓缩蛋白：麦芽糊精：海藻糖（75：10：15）的比例采用超滤的方法制备乳制品悬浮液。将冻干的鼠李糖乳杆菌 ATCC 7469 菌株悬浮于 2ml 培养基中，在 MRS 肉汤（蛋白胨：10.0g，牛肉浸粉：10.0g，酵母浸粉：5.0g，葡萄糖：20.0g，吐温80：1.0g，磷酸氢二钾：2.0g，醋酸钠：5.0g，柠檬酸铵：2.0g，硫酸镁：0.1g，硫酸锰：0.05g，pH6.2±0.2，25℃）中重新激活制备细菌悬浮液。2实验过程在磁力搅拌下将鼠李糖乳杆菌 ATCC 7469 菌株悬浮液添加到每个乳悬浮液中，在微囊化过程期间使所述分散液保持在恒定的搅拌状态。喷雾干燥仪选用瑞士步琦 B-290，通过改变进口温度（120℃-180℃）、干燥空气流量（70%-90%，即：28-35m3/h）和进料量（10%-55%，即 3-17mL/min）来进行工艺摸索。▲S-300工艺探索采用响应面法和二次复合中心设计对益生菌微囊化进行了优化，其自变量有进口温度、空气流速和进料流量。在最优理论条件下进行了三次实验验证。图1 考察了菌株存活率的响应面变化。由图可知存活率与出口温度呈反比，低温时存活率在 69%、高温时存活率在 23%。其他科学家在使用含益生元的脱脂乳制备鼠李糖乳杆菌 GG（ATCC 53，103），70℃ 时的存活率为 76%。也跟我们的研究结果相吻合。图2 考察了水分含量的响应面变化。从图可得到进口温度与水分含量之间呈反比关系，当进口温度与进料量较高时，粉末的水分含量较低，结合存活率考虑，水分含量在 3.0%-5.8% 之间，与其他报道的数值相接近。图3 考察了水活度的响应面变化。在较高的进口温度下，进料量和气体流量得到了较低的水活度值，因素与结果之间呈反比关系。其他使用麦芽糊精、乳清蛋白浓缩物和葡萄糖的相关研究中，水活度的值与本研究中活性最高的粉末报告结果一致。3实验结果确定益生菌的包封中壁材的最佳比例对于提高微生物对抗整个胃肠道条件的稳定性很重要。在干燥过程中指定最佳条件以最大限度地提高作为壁材的蛋白质-海藻糖-麦芽糊精混合物的保护能力并因此提高鼠李糖的存活值也是重要的。因此，使用响应面方法确定干燥过程的最佳条件。表2显示了鼠李糖乳杆菌微囊化的最佳操作参数，结果表明，理论模型可以很好地近似实验值（差异＜10%）。得到的最佳喷雾干燥条件是进口温度、空气流量和进料泵流量分别为169℃、33m3/h和16ml/min，存活率为70%，吸气率为84%，出口温度为52℃，总体满意度为0.96。物理性质评价如图4所示，得到的粉末水活性动力学显示了较高的吸水能力，这可能是海藻糖作为低分子量碳水化合物，表现出的分子运动和扩散效应，与用于包封基质的典型吸水行为一致。吸湿性随着储存时间的延长有增加的趋势，直到达到某种程度的平衡。因此加入了 WPC 来降低吸湿性，因为它的表面活性和形成具有较高 Tg 膜的能力。粒径和形态结果如图5显示。（a）在最佳工艺参数上制备的粉体，其微胶囊紧凑，类球形形状，具有不同的大小和不规则的表面与压痕，外表面显示无裂缝或破坏的墙壁，这是确保更高的保护和更低的气体渗透性的基础。4结论结果表明，蛋白质-海藻糖-麦芽糊精混合物是包裹鼠李糖乳杆菌的良好壁材，在干燥过程中表现出重要的热保护作用，并提高了其存活率；通过响应面方法优化的喷雾干燥工艺条件生产的微胶囊具有可接受的理化性质——水分、水活性、吸湿性和粒径等，为益生菌的微囊化提供了思路。5文献来源Microencapsulation of Lactobacillus rhamnosus ATCC 7469 by spray drying using maltodextrin, whey protein concentrate and trehalose.

各有关单位：根据《中国食品科学技术学会团体标准工作管理办法》等规定，我学会组织起草了《食品用菌种检验 鼠李糖乳酪杆菌检验 PMA-qPCR法（征求意见稿）》等2项团体标准，现公开征求意见，请于2023年10月8日前将相关意见反馈学会秘书处。邮箱：zhanxiaoqingok@163.com中国食品科学技术学会2023年9月7日附件1-1：标准文本-食品用菌种检验 鼠李糖乳酪杆菌检验 PMA-qPCR法（征求意见稿）.pdf附件1-2：编制说明-食品用菌种检验 鼠李糖乳酪杆菌检验 PMA-qPCR法（征求意见稿）.pdf附件2-1：标准文本-学生饮用豆奶（征求意见稿）.pdf附件2-2：编制说明-学生饮用豆奶（征求意见稿）.pdf附件3-意见反馈表.docx

“TESCAN电镜学堂”又跟大家见面了，利用扫描电镜观察样品时会关注分辨率、衬度、景深、形貌的真实性以及其他分析的需要等等，不同的关注点之间需要不同的拍摄条件，有时甚至相互矛盾。今天主要谈一谈电镜使用中如何选择合适的束斑束流？ 这里是TESCAN电镜学堂第10期，将继续为大家连载《扫描电子显微镜及微区分析技术》(本书简介请至文末查看)，帮助广大电镜工作者深入了解电镜相关技术的原理、结构以及最新发展状况，将电镜在材料研究中发挥出更加优秀的性能！ 第三节 常规拍摄需要注意的问题 平时电镜使用者都进行常规样品的观察，常规样品不像分辨率标准样品那么理想，样品比较复杂，而且有时候关注点并不相同。因此我们要根据样品类型以及所关注的问题选择合适的电镜条件。 关注分辨率、衬度、景深、形貌的真实性、其它分析的需要等等，不同的关注点之间需要不同的电镜条件，有时甚至相互矛盾。因此我们必须明确拍摄目的，寻找最适合的电镜条件，而不是贸然的追求大倍数。 电镜的工作条件包括很多，加速电压、束流束斑、工作距离、光阑大小、明暗对比度、探测器的选择等。本期将为大家介绍束流束斑的选择。 §2. 束流束斑的选择 除了加速电压外，束流和束斑也是电镜工作中非常重要的参数。一般来说，束流和束斑并不完全独立，增加束流的同时，由于Boersch效应，必然导致束斑的扩大。所以束流越大，分辨率反而越低，但是信噪比越好。 束流的选择要视具体情况，在拍摄高分辨时，需要较小的束流来获得小束斑；常规倍数可以增加束流来满足信噪比的需要；而对于分析附件，往往需要比图像拍摄大很多的束流。 对于束斑的调节，通常都认为束斑扩大会降低分辨率，如图5-22，但是反之，束斑越小真的就能获得更好的图像吗？ 图5-22束斑太大会引起分辨率的下降 看如下一组图，图5-23，左边一组图是5万倍下的图像，左边是小束斑，右边是大束斑，显然小束斑有更好的分辨率，大束斑的图像已经有些模糊。右边一组图是维持束斑大小不变拍摄的1万倍下的图像。本应有着更好的分辨率的小束斑图像却出现了失真，虽然依然有更好的分辨率。但是对于真实性和分辨率之间要根据需要来判断，此时，样品的真实性受到严重影响。 图5-23 相同束斑在不同倍数的对比 为什么会出现这样奇怪的现象？为什么更好的分辨率却没有得到更真实的图像？前面我们已经说到，电子束是由扫描线圈的脉冲信号控制，电子束在试样表面并不是连续扫描，而是逐点跳跃式的扫描。一般扫描电镜的采集像素比较大，我们会误以为是连续扫描。既然扫描电镜是束斑间断跳跃式的轨迹，那么电子束就有一定的覆盖面积。 束斑中心的距离取决于放大倍数和采集像素大小。当束斑较大时，束斑覆盖比较全面；但是当束斑减小时，束斑的覆盖区域也越来越小，所以有的特征形貌会从束斑两个跳跃中心穿过而没有被覆盖到，所以相应的形貌特征也不会反映在图像上，这就造成了信息的丢失。像上述例子，在大倍数小，束斑之间跳跃间距小，足够覆盖特征形貌，但是缩小倍数后，跳跃距离变大，束斑不足以覆盖所有的特征形貌，有的线条就反映不出来，如图5-24。 图5-24 束斑大小与电子束的扫描 电子束的扫描是根据放大倍数和采集像素大小而进行了马赛克的像素化，只要束斑缩小到和单点像素匹配就可以，束斑与束斑之间不会出现太多的重叠而导致分辨率下降。只有束斑与单点像素匹配后，再缩小束斑已经没有意义，不会带来分辨率的提升，相反会引起信息的缺失。由此我们可以得到新的结论，虽然束斑越小理论分辨率越高，但是对于实际拍摄来说，像素和束斑越匹配才是效果越好。 图5-25 束斑和像素的匹配度 图5-25中四张图片对应的束斑和单点像素（绿框）之间的关系，我们可以看出其匹配度和图像质量的关系。像素和束斑的匹配并非指束斑完全小于像素框，束斑可以看成是一个衍射波，中间呈类似高斯分布，只要半高宽和像素大致相等则视为最匹配。而此时束斑的大小是大于像素的。 而且扫描电镜是靠电子束的扫描运动，只要不同像素点覆盖区域的电子产额能够被探测器最有效处理和区分，那电镜图片也就能区分。所以扫描电镜是完全可分辨比束斑更小的细节的，而有点地方说扫描电镜不能区分比束斑更小的说法是不够严密的。束斑是单点像素1.3～2倍左右，都是最佳匹配的条件。 现在我们发现束流的设置应该是随着放大倍数而变换的，对于TESCAN用户来说，比较方便，可以直接从软件中读取当前电镜调节对应的束流，结合视野宽度很容易知道单点像素的大小，从而快速找到束斑与像素匹配的工作条件。既保证了没有信息丢失，又保证了最大的束流强度和信噪比。TESCAN的钨灯丝电镜可以直接右键进行自动束斑大小的设置，如图5-26左，场发射电镜则可以直接在信息栏中输入想要的束斑大小，如图5-26右。如果在束斑设置中输入0，则电子束缩到可能达到的最小值，这主要用于极限分辨率的观察。 图5-26 TESCAN电镜的束斑设置 此外对于EBSD分析也一样，EBSD分析为了追求速度，需要较大束流，而束流增大会增大束斑，导致花样重叠无法标定。而TESCAN用户则可以轻易的根据EBSD的步长来设置束斑大小，确保在不会出现花样重叠的情况下束斑达到最大，采集速度最快。 福利时间每期文章末尾小编都会留1个题目，大家可以在留言区回答问题，小编会在答对的朋友中选出点赞数最高的两位送出本书的印刷版。【本期问题】如何根据像素选择最合适的束斑？（快去微信留言区回答问题领取奖品吧→）奖品公布上期获奖的童鞋，请关注“TESCAN公司”微信公众号在3个工作日内后台私信小编邮寄地址，我们会在收到您的信息并核实后即刻寄出奖品。 TESCAN电镜学堂“有奖问答”奖品 (印刷版书籍1本)简介《扫描电子显微镜及微区分析技术》是由业内资深的技术专家李威老师（原上海交通大学扫描电镜专家，现任TESCAN技术专家）、焦汇胜博士（英国伯明翰大学材料科学博士，现任TESCAN技术专家）、李香庭教授（电子探针领域专家，兼任全国微束分析标委会委员、上海电镜学会理事）编著，并于2015年由东北师范大学出版社出版发行。本书编者都是非常资深的电镜工作者，在科研领域工作多年，李香庭教授在电子探针领域有几十年的工作经验，对扫描电子显微镜、能谱和波谱分析都有很深的造诣，本教材从实战的角度出发编写，希望能够帮助到广大电镜工作者，特别是广泛的TESCAN客户。↓ 往期课程，请戳以下文字或点击阅读原文：电镜学堂丨扫描电子显微镜的基本原理(一) - 电子与试样的相互作用电镜学堂丨扫描电子显微镜的基本原理(二) - 像衬度形成原理电镜学堂丨扫描电子显微镜的基本原理(三) - 荷电效应电镜学堂丨扫描电子显微镜的结构(一) - 电子光学系统电镜学堂丨扫描电子显微镜的结构(二) - 探测器系统电镜学堂丨扫描电子显微镜样品要求及制备 (一) - 常规样品制备统电镜学堂丨扫描电子显微镜样品要求及制备 (二) - 特殊试样处理&试样放置 电镜学堂丨扫描电镜的基本操作 & 分辨率指标详解电镜学堂丨电镜操作之如何巧妙选择加速电压？电镜学堂丨电镜使用中，如何选择合适的束斑束流？ 更多详情内容请关注“TESCAN公司”微信公众号查看