從包裝技術的角度探討（tǎo）提高益生菌（jun1）活性的方（fāng）法

　　如今，隨著人們健康意識的（de）增強，益生菌及其相應製品越來越（yuè）獲得更多的關注，其作為功能性食品的添加劑或醫藥（yào）製劑，在食品和醫藥領域發揮著重要作用。根據2002年歐洲食品與飼料菌種協會的定義： 益生菌是（shì）一種活的微生（shēng）物（wù），通過攝入充足的數量，對宿主產生一種或多種特殊且經過論證的功能（néng）性健康益處（chù）。

一、益生菌的種類及特（tè）點

　　目前作為的益（yì）生菌（jun1）所使用的微生物全部（bù）來源於人體或動物，研（yán）究和應用最多的當屬乳酸杆菌和雙歧杆菌，包括：嗜酸乳杆菌、鼠李（lǐ）糖乳杆菌LGG、羅氏乳杆菌、植物乳（rǔ）酸杆菌、 酪乳杆菌、詹氏乳酸杆菌、短雙歧杆菌、長雙歧杆（gǎn）菌、兩歧雙歧杆菌等。研究表明，這些益（yì）生菌具有改善腸道功能、增強免疫係統、抗癌、抗高血壓，以及降低膽固醇（chún）的功效。無（wú）論其作為製劑還是功能性食品的添加劑，若要充分發揮上述功能（néng），都需（xū）要滿足兩（liǎng）個條件：（1）益生菌被攝入時必須（xū）是活的，並且在腸胃中保持（chí）活性；（2）被攝入的活的益生菌細（xì）胞應達到一定的數量。目（mù）前，這個最低數值在全球範圍內（nèi）尚無標準，但通常來（lái）說，至少應達到10⁶cfu/g。然而（ér），由於益生菌自身（shēn）的生理特性和環境因素的（de）影響，益生菌製劑或含益生菌的功能性食品經過（guò）多重環節（jiē）到達消費者手中（zhōng）的時候，益生菌活（huó）性已經大打（dǎ）折扣，因此如何保持（chí）益生菌的活性是重中之重。研究表明，選擇（zé）耐酸和耐膽汁的（de）菌株、采用微膠（jiāo）囊（náng）技術將菌體細胞包埋在膠囊膜內、提（tí）高菌體（tǐ）耐惡劣（liè）環境的抗（kàng）性、選擇合適的包（bāo）裝技術等方法，皆可有效維（wéi）持益生菌的活性。基於前麵幾種方法已經獲得足（zú）夠的研究，本文將針對如（rú）何選擇合適的包裝技術進行分析。

　　選擇合適的包裝技術，首（shǒu）先需要了解益生菌自身的生理特點。在益生菌（jun1）的所有（yǒu）菌種中，使用最廣泛的當屬乳酸杆菌和雙歧杆菌，二者分別為微好氧菌和（hé）專性厭氧菌，氧對於二者，尤其是後者的生存，具有致命的危害：（1）對益生菌細胞具有直接毒性（xìng）；（2）部分益生菌在氧環境（jìng）下會產生（shēng）具有毒（dú）性的（de）過氧化物；（3）針對益生菌作為成分的功能性食品，其他成分氧化產生的自由基同樣也會毒害益生菌的細胞。因此（cǐ），嚴格控製氧含量是益生菌製（zhì）劑及相關功能性食品（pǐn）自灌裝到銷售全程的一項（xiàng）重要工作。

二、控製氧含量提高益生菌活性的方法

（一）包裝（zhuāng）材料的選擇

　　目前，益生菌製劑以片劑（jì）、粉劑為主，延伸到食品行業則主要為添加（jiā）益生菌的酸奶製品和冰（bīng）淇淋。從包裝材質來看，玻璃（lí）和塑料是當前使用最多（duō）的兩種材料，關（guān）於益（yì）生菌酸奶包裝的研究發現，相比玻璃容（róng）器，塑料容器中製作的酸奶中氧的溶（róng）解量高，而（ér）活菌數量卻低很多，塑料瓶（píng）中的（de）起始雙歧杆菌的菌數僅為玻璃瓶的62.5%。因此，就材料自身對氧的阻隔作用（yòng）而言（yán）， 玻璃無疑是最佳（jiā）選擇。但玻璃的易碎，重量重等客觀原因，讓其推廣受（shòu）限（xiàn）。相比之下，塑料製品（pǐn）質輕，耐（nài）衝擊等天然優（yōu）點為其鋪就（jiù）了大規模應用之路。通過自身改性或（huò）與不同材料（liào）的複合應用，完全可以彌（mí）補其阻氧性能的缺陷，成為如今益生菌及其（qí）相關產品的主要包裝材料。

　　從包（bāo）裝（zhuāng）形（xíng）式來看，益生菌凍幹粉、顆粒（lì）多采用（yòng）袋裝，而益生菌片劑、益生菌酸奶等相（xiàng）關產品（pǐn）多（duō）用瓶裝。作為益（yì）生菌的包裝袋，至少（shǎo）應具備三種基本功能（néng），即可印刷、阻氧、可封合，因此建議（yì）采用多層複合薄膜（mó）（如圖1）。印刷和封（fēng）合（hé）是包裝的基礎性能，因此（cǐ）複合膜外（wài）層采用印刷性好的BOPP、PET，內層多用具有良好熱封性的CPP、PE材料等。針對益生（shēng）菌的阻氧需求，複合膜中間一層或多（duō）層可采用阻隔性能良好的材料，如鋁箔、EVOH等（děng），以提高複合膜整體的阻隔（gé）效果。

　　當然，複（fù）合（hé）膜的阻氧性並非越高越好，能夠（gòu）滿足實際的包裝需要即可，盲目追求高（gāo）阻氧效果反而會帶動成本的增加。“阻氧性（xìng）能數據化”是一種包裝材料阻氧性能監測有效手（shǒu）段，即借助氧氣透過率測試儀量化複合膜的阻氧性能，通過比較數據，選擇（zé）具有合理阻氧性的複合膜材質和結構。

（二）包裝（zhuāng）整體的性（xìng）能控製

1、 益（yì）生菌包裝整體的氧氣透過率

　　利用（yòng）選定的包裝材料組成一個（gè）新的包裝係統後，該係統的（de）阻氧性並不能簡單的等同於包裝材料的阻氧（yǎng）性，尤其是針對瓶類包裝容器。這主要由於三大原因：一是包裝材料的加工過（guò）程存在很多複（fù）雜因（yīn）素，難以完（wán）全保證生產的包裝材料各（gè）部位的阻氧性（xìng）均勻一致；二則益生菌包裝在流通、銷（xiāo）售環節所處的環境是動態變化的，有時（shí）會遭遇高低溫的情況，此時包裝整（zhěng）體的阻（zǔ）氧性與試驗溫度（23℃）下（xià）包裝材（cái）料的阻氧性存（cún）在很大的出入（rù）；三是包裝開口處存在泄漏的可能，引起氧氣的大量侵入。因此，需要（yào）借助（zhù）針對容器的氧氣透過（guò）率測試儀器來監（jiān）測包裝整體的阻氧性。

　　測試時，將益生菌包裝開口向下安裝（zhuāng）在容器封（fēng）口裝置上，用（yòng）膠水將包裝與（yǔ）容器封口裝置連接處密封，如圖2，靜置4h以上，待膠水凝固後，將樣品裝到OX2/230氧氣（qì）透過率測試（shì）係統的控溫箱內，用鋁箔袋將容器封口裝置托盤以上的（de）部位包好，開始試驗（yàn）。此時，包裝內側為流動的高純載氣，外側（cè）與鋁箔袋之間的空間中流動的（de）為高純氧氣。測試時，由於包裝內外側存（cún）在氧氣濃（nóng）度差，氧氣由外向包裝內滲透，通過測（cè）試載氣中氧氣的濃度（dù）即可（kě）測出益生菌包裝整體的氧（yǎng）氣透過量。

2、 益生（shēng）菌包裝（zhuāng）整體的密封性

　　對於一個包裝來說，完整性是（shì）最基本的質量要求。如密封工序未做好，就喪失了包（bāo）裝的基本作用。基（jī）於益生菌對（duì）氧（yǎng）氣的敏（mǐn）感性及貨架期的要（yào）求，其包裝對（duì）密封性的要求較高。在正式銷售前，應對包裝的（de）密（mì）封工藝參數是否合適進行檢驗，並排查密封處是否存在薄弱（ruò）部位。

　　測試方（fāng）法為：用雙麵膠（jiāo）將密封（fēng）墊（diàn）圈固定（dìng）在包（bāo）裝上，然後將LSSD-01泄漏與密封強度測（cè）試儀的充氣探針經密封圈插入包裝內，打開氣源即可開始（shǐ）試驗。多測幾次試樣，觀察破裂壓力和破裂部位，如壓力較小則（zé）說明包（bāo）裝（zhuāng）的耐壓性（xìng）差或者密封性不良（liáng），而破裂部（bù）位即是包裝或者（zhě）密（mì）封處的薄弱部位。

3、 益生菌包裝的頂空（kōng）氣體分析

　　灌裝（zhuāng）過程中，益生菌被封裝（zhuāng）的同時，還（hái）會（huì）殘留了一（yī）定（dìng）的氣體在包裝內，其中氧氣的多少在一定程度（dù）上影響著未來益生菌的活性，因（yīn）此需要利用HGA-03頂空氣體分析儀或其他相關儀器，精確了解包裝內（nèi）部空氣中的氧氣含量，並持續的跟蹤檢測以掌握其含量隨存儲時間的變化，以（yǐ）此（cǐ）為據製定對策有效（xiào）減少包裝內殘留的（de）氣體量。

（三）采用脫氧包裝

　　除了對包裝材料和包裝整體阻氧性的控製外，還有許多有效的阻（zǔ）氧方式可以嚐試，如脫氧包裝。它是指在包裝內使用能與氧氣發生化學反（fǎn）應或能催化氧發生化學反應的脫氧劑，以除去益（yì）生菌包裝內的遊離氧，降（jiàng）低包裝內的氧濃度，抑製微生物的繁殖。該方法屬於（yú）化學方法，能將（jiāng）包裝內的氧濃度（dù）降（jiàng）到千分之一以下，使包裝內基本達到無氧的狀態。並且能不斷吸收通過包裝材料滲透進入包（bāo）裝袋內部的氧氣，使（shǐ）加入脫氧劑的包裝袋內的脫氧效果持續有效（xiào），直至脫氧劑達到最（zuì）大的吸（xī）氧量。脫氧劑不會與益生菌接觸也不會影響其活性，並且操作方便（biàn），不需（xū）要增添額外的（de）設（shè）備。當然，為了保證除氧效果，雖然脫氧劑能持續吸收包裝內的氧（yǎng）氣，此類包裝也需要使用高阻（zǔ）隔的包裝材料，以免脫氧劑因過早飽和而失效。

三、結語（yǔ）

　　如今，益生（shēng）菌製品在（zài）世界範（fàn）圍內方興未艾，由於其獨特的（de）生理特性，提高益生菌的（de）活性是（shì）充分發揮其效用的關鍵。氧是直接威脅益生菌的重要因素，從包裝技術角度來（lái）說（shuō），選擇阻氧性（xìng）高的包裝材料、采用（yòng）合理的包裝形式，如脫氧包裝，並加強對（duì）包裝整體阻隔性、密（mì）封性和內部氧氣含量的控製，均有助於保持益生菌的存活力，延長其活菌的保存期。