研究人員使用食品 3D 打印機封裝益生菌，用于改善益生菌對腸道健康的影響

2023年11月24日，南極熊獲悉，據(jù)阿肯色大學(xué)稱，由阿肯色州農(nóng)業(yè)實驗站食品科學(xué)系營養(yǎng)學(xué)副教授Sun-Ok Lee 領(lǐng)導(dǎo)的營養(yǎng)和食品科學(xué)研究人員正在嘗試?yán)檬称?3D打印技術(shù)改善益生菌對腸道健康的影響。

相關(guān)研究以題為“An extrusion-based 3D food printingapproach for generating alginate-pectin particles “的論文被發(fā)表在《Current Research in Food Science》期刊上。

相關(guān)論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S266592712200226X?via%3Dihub

Sun-Ok Lee 表示益生菌是活的微生物，如某些酸奶中的微生物，有助于腸道健康。然而，由于環(huán)境條件的原因，益生菌中的活性微生物（如乳酸菌和雙歧桿菌）并不總是能夠到達(dá)胃腸道。

在美國農(nóng)業(yè)部國家食品和農(nóng)業(yè)研究所近 30 萬美元的資助下，Lee 正在嘗試通過 3D 打印來提高益生菌的存活率。來自阿肯色大學(xué)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)部的研究機構(gòu)實驗站的研究人員表示，通過進(jìn)一步的測試，改進(jìn)的益生菌輸送方法可能有益于動物和人類的健康。

△營養(yǎng)學(xué)副教授 Sun-Ok Lee（左）和食品工程助理教授 Ali Ubeyitogullari 正在致力于利用 3D 食品打印技術(shù)改進(jìn)益生菌。

Lee 說：“迫切需要一種創(chuàng)新的封裝技術(shù)，以促進(jìn)益生菌在食品加工過程中的穩(wěn)定性，同時能夠有效地輸送到結(jié)腸。腸道健康與心臟、大腦健康和免疫系統(tǒng)有關(guān)。因此，它對于預(yù)防慢性病很重要。“

換句話說，Lee正在尋找一種方法，在食品加工、運輸和儲存階段保護(hù)益生菌，然后在食用后在胃酸中存活下來。”

Lee 與食品科學(xué)系和生物與農(nóng)業(yè)工程系食品工程助理教授 Ali Ubeyitogullari 一起工作。他們正在使用他的食品3D打印技術(shù)來保護(hù)藻酸鹽-果膠微凝膠珠中的益生菌。海藻酸鹽是由海藻提取物制成的，果膠是一種多糖，是一串簡單的糖分子，從蘋果等水果中提取。目標(biāo)是將益生菌包裹在 pH 值敏感的材料中，該材料能夠抵抗低 pH 值、高酸性條件（如胃），但會在結(jié)腸中的酸性水平較低的情況下打開。

他們的研究包括將益生菌微凝膠珠注入酸奶和餅干中，以評估它們在加工、儲存和消化過程中的活力。

Ubeyitogullari 說道：“在幾乎所有的加工步驟中，益生菌都會暴露在溫度等外部壓力下，因此我們正在努力使它們在食品加工過程中保持穩(wěn)定。通過 3D 打印，我們可以同時精確定位和封裝它們。并且可以將其直接注入產(chǎn)品中，并在其中處理正確的數(shù)量和位置。”

Ubeyitogullari 表示，3D打印機的目標(biāo)是提供高精度和靈活性的封裝益生菌微凝膠珠流。這些珠子將使用由益生菌制成的“墨水”進(jìn)行打印，這些“墨水”與由玉米制成的凝膠狀淀粉材料精確混合。然后將微珠冷凍干燥并涂上一層可溶性脂質(zhì)，使益生菌能夠在正確的時間和位置（結(jié)腸）與 pH 敏感的藻酸鹽-果膠一起釋放。

Lee指出，他們通過細(xì)胞計數(shù)（每克食物有數(shù)百萬個細(xì)胞）來衡量益生菌劑量。將益生菌加入微凝膠珠中，可以在制作益生菌填充食品時更精確地稱量它們。