カプセル化されたスプレー乾燥プロバイオティクス粉末の生存性、保存安定性に関する研究

Studies on survivability, storage stability of encapsulated spray dried probiotic powder.

• Divyasree Arepally
• Ravula Sudharshan Reddy
• Tridib Kumar Goswami

抄録

プロバイオティクス食品とその健康上の利点についての意識は途方もなく高まっています。しかし、プロバイオティクスは、その加工、取り扱い、保管、胃腸の状態の間に遭遇する過酷な条件に耐えなければならない。カプセル化技術は、人間の腸の消化管システムを通過する間、プロバイオティクスを保護するために使用することができます。乾燥粉末形態の成分としてのプロバイオティクスは、容易に取り扱い、保存し、プロバイオティクス機能性製品の開発に使用することができる。本研究では、プロバイオティクス細胞（Lactobacillus acidophilus）を噴霧乾燥技術によりカプセル化し、マルトデキストリン20％と様々な濃度のアラビアガムを用いてプロバイオティクス粉末を製造した。本研究では、マルトデキストリン20%と様々な濃度のアラビアゴムを用いて、プロバイオティクス粉末のカプセル化効率と物性に及ぼす入口空気温度(130-150℃)やアラビアゴム濃度(0-10%)などの処理条件の影響を検討した。さらに、遊離プロバイオティクス細胞とカプセル化されたプロバイオティクス細胞を模擬胃腸（SGI）流体条件と異なる保存条件に曝露し、その生存率を調べた。試験したすべての処方について、水分含量、水分活性、カプセル化効率、吸湿性および濡れ性は、それぞれ4.59〜9.05％（w.b.）、0.33〜0.52、65〜89.15％、12〜21.15g HO/100g乾燥重量、116s〜353sの範囲内であった。フーリエ変換赤外（FTIR）の結果から、アラビアガムとマルトデキストリンは噴霧乾燥時の構造安定性を有していることが明らかになった。カプセル化されたプロバイオティクス細胞は、正の効果を示し、遊離細胞と比較して、異なるpHレベルおよび時間でSGI溶液に曝露した後、より良好な生存性を示した。冷蔵状態（４℃）で保存されたカプセル化細胞の生存率は、室温（２５℃）で保存された細胞の生存率よりも高いことがわかった。

Awareness about probiotic food and their health benefits is increasing tremendously. However, probiotics have to withstand the harsh conditions that come across during their processing, handling, storage, and gastrointestinal conditions. Encapsulating technologies can be used to protect the probiotics during their passage through the gastrointestinal system of the human gut. Probiotics as an ingredient in dry powder form can be easily handled, stored, and used in developing the probiotic functional products. In the present study, probiotic cells (Lactobacillus acidophilus) were encapsulated by spray drying technology to produce a probiotic powder using 20% of maltodextrin and varied concentrations of gum arabic. The effect of processing conditions such as inlet air temperature (130-150 °C) and gum arabic concentration (0-10%) on the encapsulation efficiency and physical properties were studied. Further, the free and encapsulated probiotic cells were exposed to the simulated-gastric intestinal (SGI) fluid conditions and different storage conditions for their viability. For all the tested formula, moisture content, water activity, encapsulation efficiency, hygroscopicity, and wettability obtained were in the range of 4.59-9.05% (w.b.), 0.33-0.52, 65-89.15%, 12-21.15 g HO/100g dry weight, and 116 s-353 s, respectively. The Fourier transform infrared (FTIR) results have shown that gum arabic and maltodextrin have structural stability during spray drying. The encapsulated probiotic cells have shown a positive effect and exhibited better viability after exposure to a SGI solution at different pH levels and duration compared to free cells. The viability of encapsulated cells stored at refrigerated condition (4 °C) was found to be higher than the viability of cells stored at room temperature (25 °C).

© 2020 The Authors.