静电纺丝技术为乳酸菌递送保驾护航

2023-01-06 00:00:00
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核心提示:静电纺丝(Electrospinning)是高分子流体静电雾化的特殊形式,此时雾化分裂出的物质是聚合物微小射流,可运行很长的距离,最终固化形成纤维。

  近年来,乳酸菌对人体的健康潜在功能被不断挖掘和证实,因此,乳酸菌被广受关注。然而,乳酸菌在进入人体时,需要经历胃肠液的极端环境刺激,这一过程往往会造成乳酸菌进入体内后的低存活率,这也成为了产业化应用亟待解决的问题。

  近日,来自东北农业大学的侯俊财教授研究团队在Food Chemistry杂志上发表了一篇关于用同轴静电纺丝技术封装鼠李糖乳杆菌1.0320,使其更耐受胃肠液的刺激,并为制备功能性发酵食品提供新思路。

  静电纺丝(Electrospinning)是高分子流体静电雾化的特殊形式,此时雾化分裂出的物质是聚合物微小射流,可运行很长的距离,最终固化形成纤维。它是一种特殊的纤维制造工艺,聚合物溶液或熔体在强电场中进行喷射纺丝。在电场作用下,针头处的液滴会由球形变为圆锥形,并从圆锥尖端延展得到纤维细丝,使用此方法可以生产出纳米级直径的聚合物细丝。

  1.静电纺丝材料制备:

  研究表明,溶液的粘度和电导率会影响纤维的形态和可纺性,当ES100浓度为14%时表现出较好的特性,从TEM图像中可看出电纺纤维具有壳-芯结构,并且不是所有的芯层都位于中心,部分芯层偏移,可能是由于射流的弯曲不稳定性和抖动运动的性质。


  同轴电纺纤维图像[1]

  2.鼠李糖乳杆菌在同轴电纺纤维的包封情况:

  在荧光显微镜下观察封装在同轴电纺纤维中的鼠李糖乳杆菌的分布情况。由图可见,鼠李糖乳杆菌均匀分布在同轴电纺纤维中,并沿纤维方向线性排列。几乎每种纤维都含有封装的鼠李糖乳杆菌。因此,使用同轴电纺丝技术可以将鼠李糖乳杆菌完全包封在纤维中,其包裹的鼠李糖乳杆菌存活率为90.44%,具有更高的热稳定性。经模拟胃肠液消化处理后,包裹的鼠李糖乳杆菌存活率为81.40%。


  鼠李糖乳杆菌包封情况[1]

  综上所述,虽然恶劣的胃肠道环境降低了乳酸菌在体内的存活率,但我们可以通过创新包封技术将此问题灵活化解,为产业化应用提供解决思路。

  参考文献:

  [1] Xu C, Ma J, Liu Z, Wang W, Liu X, Qian S, Chen L, Gu L, Sun C, Hou J, Jiang Z. Preparation of shell-core fiber-encapsulated Lactobacillus rhamnosus 1.0320 using coaxial electrospinning. Food Chem. 2023 Feb 15;402:134253.

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