השימוש בSpray יבש כדי להשיג פרוביוטיקה מוגברת

פרוביוטיקה הם מיקרואורגניזמים חיים כי, כאשר מנוהלים בכמויות מספיקות, להעניק יתרונות בריאותיים על המארח.הם בשימוש נרחב במזונות פונקציונליים, תוספי תזונה, ואת ההכנות תרופות לתמיכה בבריאות העיכול, חסינות מודול, ואפילו לשפר את הרווחה הנפשית.למרות הפופולריות שלהם, פרוביוטיקה הם רגישים לשמצה ללחץ סביבתי כגון חום, לחות, חמצן, חומציות, שמירה על יכולת גבוהה מייצור ושמירה על יעילות באמצעות טמפרטורות יעילות שונות, כמו תרסיסים, כמו חסכונית שתן, יש לפתח בסופו של טכניקות יעילות, כגון גמישות.

טכנולוגיית Spray מייבשת

ייבוש Spray הוא תהליך מתמשך אשר הופך את הזין הנוזל לתוך אבקה יבש על ידי אטומי נוזל לתוך זרם גז חם.הההה מהירה של מעצור (בדרך כלל מים) משאיר מאחור חלקיקים מוצקים.טכניקה משמשת באופן נרחב באוכל, תרופות ותעשיות כימיות עבור מוצרים החל אבקת חלב למרכיבים פעילים.

איך מתפללים יבשים

התהליך כולל ארבעה שלבים עיקריים:

  1. (FLT:0) Atomization: FLT:1 להאכיל הנוזלי, אשר עשוי להיות פתרון, השעיה או גולגולת, הוא אטום באמצעות גלגל נוזל או רוטר לתוך טיפות קנסות בסדר גודל הטיפה משפיע ישירות על גודל החלקיקים הסופי וקנטינות יבשה.
  2. (FLT:0) ,Droplet-gas מגע:FLT:1 טיפות מוצג לתוך תא יבש שבו זרם של גז חם (אוויר או חנקן) זורם במהירות.הגז החם מחמם את טיפות, גרימת evaporation ממשטח.
  3. (ב) ⁇ :0 (ב) , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  4. (ב) ⁇ :0) ,001: חלקיקים יבשים מופרדים מזרימת הגז, בדרך כלל על ידי מפריד צ'יזון או מסנן תיקים, ונאספים כאבקה מזרימת חינם.

המונחים: Spray Drying

ההצלחה של ריסוס יבשה עבור חומרים רגישים כמו פרוביוטיקה תלויה במידה רבה על הפרמטרים של תהליכים:

  • הטמפרטורה:0 (Inlet טמפרטורה:0) 1 (FLT:1) בדרך כלל נע בין 120 מעלות צלזיוס ל 200 מעלות צלזיוס גבוה יותר הטמפרטורה להגדיל את שיעורי הייבוש אבל להעלות את הסיכון של התמדה תרמית של פרוביוטיקה.
  • הטמפרטורה:0Outlet: FLT:1 , שנקבעה על ידי איזון חום ומסה; זה ישירות משקף את הטמפרטורה מנוסה על ידי חלקיקים. טמפרטורות OUTL התחתון (למשל, 50-70 מעלות צלזיוס) מועדים עבור פרוביוטיקה רגישה חום.
  • (ב) שיעור זרימה:0 (FLT:1) משפיע על גודל הטיפה וזמן המגורים.
  • (FLT:0) לחץ או מהירות: FLT:1 השפעת התפלגות גודל; טיפות דקירה יבשות מהר יותר אבל עלול לגרום חשיפה גבוהה יותר של שטח פני השטח חום.
  • ריכוז חומרי של LT:0 (Carrier: 10:1) כמויות גבוהות יותר של נושאות לשפר את ההגנה אך להגביר את השקיפות ועלולות להשפיע על מורפולוגיה חלקיקים.

לכידת פרוביוטיקה באמצעות Spray Drying

Encapsulation כרוך בהפחתת תאים פרוביוטיים בתוך ממטריקס מגן (חומר הקיר) המגן עליהם מפני תנאים חיצוניים שליליים תוך מתן שחרור באתר היעד, בדרך כלל את המעי. Spray יבשing הוא אטרקטיבי במיוחד עבור encapsulation פרוביוטיים כי זה מייצר אבקה יבשה שניתן לשלב בקלות במוצרי מזון או תוספי מזון, ואת התהליך הוא רציף ורחב.

מכניזם של הגנה

חומר הקיר משרת פונקציות הגנה מרובות:

  • (FLT:0) Barrier נגד חמצן: 1FLT:1 פרוביוטיקה רבים הם אנירוביים או מיקרוטרופיפילי; המרקם יבש מגביל את החמצן.
  • (ב) ⁇ :0) ⁇ : ⁇ : 1 (המטריקס רטוב) מאט את שיעור הטמפרטורה בתוך הנפילה במהלך הייבוש, מתן הגנה תרמית.
  • (ב) ⁇ :0) ⁇ (ב"ה) ,ב"ה) יש נושאים שיכולים לספוג נגד חומציות קיבה, שיפור ההישרדות דרך הבטן.
  • (FLT:0)Moisture תפתל: 1) בצורת אבקה יבשה, התאים המבודדים נמצאים בסביבה של מים נמוכים המפחיתה את הפעילות המטבולית ומרחיבים את חיי המדף.

חומרים משותפים

בחירת חומר המוביל הוא חיוני עבור יעילות פרוביוטית במהלך ריסוס יבשה ואחסון. ספקים אידיאליים צריך להיות תכונות טובות קולנוע, היגרוסקופיה נמוכה, ואת היכולת להגן על תאים מפני חום וחומצה.

  • (FLT:0)Carbohydrates:FLT:1ultodextrin, חניכיים, חניכיים, inulin, ו fructooligosaccharides. Maltodextrin משמש נרחב בשל העלות הנמוכה שלה וקלות העיבוד, אבל מציע הגנה מוגבלת נגד טמפרטורות גבוהות.
  • (FLT:0)Proteins:FLT:1 חלבון וילי, מקרהין, חלבון סויה מבודד. חלבונים יכולים ליצור מזחלות יציבות ולעתים קרובות לספק יכולת מבוללת נוספת.
  • (FLT:0) פּוֹליְסְצַצ'רְסְצ'ר: (FLT:1) אלג'ינאטה, pectin, עמילן, צ'יוטואן.אלה משמשים לעתים קרובות בשילוב עם ספקים אחרים כדי לשפר את תכונות המחסום.
  • (ב) ⁇ :0) מ-Mixtures: שילובים של פחמימות וחלבונים לעתים קרובות מחוץ לנשאים בודדים.לדוגמה, ממולטקסטין עם חלבון whey יכול לשפר את ההגנה הן במהלך הייבוש והן האחסון.

תהליך של אנצ'יוט על ידי Spray Drying

זרימת עבודה טיפוסית מתחילה עם הכנת השעיה של תאים פרוביוטיים (בדרך כלל בריכוז של 109 עד 1011 CFU / mL) בפתרון המכיל חומר המוביל.האכילה הוא אז מוטבע לתוך מייבש ריסוס שפועל בטמפרטורות אופטימליות אינלט ויציאה.האבקה וכתוצאה מכך נאספה ומאוחסנים בתנאים מבוקרים.

היתרונות העיקריים של Spray-Dried Probiotic Encapsulation

יכולת מוגברת במהלך אחסון

פורמולות פרוביוטיות נוזליות יש לעתים קרובות חיי מדף קצרים עקב סימנטציה, סיכון זיהום, ואובדן פעילות. אבקת Spray-dried ניתן לאחסן בטמפרטורת החדר במשך חודשים או אפילו שנים אם ארוז כראוי עם לחות וחסומי חמצן. פעילות המים הנמוכה (aw) (<0.2) מושגת לאחר עיכובים מטבוליים והשפלה כימית.

שיפור הישרדות העיכול

קיבולת עם ספקים עמידים יכול להגן על פרוביוטיקה מפני הסביבה חומצית של הבטן וממלחים דו-ל במעי הקטן.חלק חומרי הקיר נועדו להתמוסס רק ב- pH נייטרלי שנמצא במעי התחתון, ולהבטיח משלוח ממוקד.

חיים ארוכים

אבקות יבשות יש חיי מדף ארוכים יותר באופן משמעותי בהשוואה לתרבויות נוזליות או קפואות.זה מקטין את דרישות שרשרת הקרות והופך את ההפצה יותר כלכלית, במיוחד לאזורים עם תשתיות קירור מוגבלות.

עדיף מסכת של פלאברס

(ב) רבים (למשל, FLT:0Lactobacillusph1 , ו-FLT:2Bifidobacterium) יש זן חזק, אור או טעם מר. Encapsulation יכול להסוות את הטעמים האלה, מה שהופך את המוצר יותר מפלט, במיוחד מזונות כמו יוגורט, משקאות או טבליות ללעוססים.

שקיפות בבקשות

אבקת פרוביוטיקה מורכבת יכול להיות משולב בטווח רחב של מוצרים: תערובת יבשה, קפסולות, טבליות, שוקולד, confectionery, מוצרי אפוי ואפילו מוצרי בשר.

עלויות-אווירה ו Scalability

ייבוש סדוד הוא טכנולוגיה בוגרת שניתן בקנה מידה בין הטייס לרמות תעשייתיות. Capital ועלויות תפעוליות נמוכות יחסית בהשוואה להקפאה יבשה, שיטה נפוצה נוספת לייצוב פרוביוטיקה, מה שהופך אותה לקיום מבחינה כלכלית בייצור המוניות.

אופטימיזציה למקסימום

למרות היתרונות שלה, ריסוס ייבוש לחשוף פרוביוטיקה לכמה מתחים בו זמנית: טמפרטורה גבוהה, הלם אוסמוטי, התייבשות, וכוחות Shear במהלך איטום.

ניהול טמפרטורה

הטמפרטורה של אינלט היא הנהג העיקרי של יעילות יבשה, אבל טמפרטורת היציאה היא קריטית יותר להישרדות התא כי זה משקף את טמפרטורת חלקיקים בפועל. טמפרטורות טמפרטורות טמפרטורות מתחת 70 מעלות צלזיוס נחשבים בדרך כלל בטוח עבור רוב זנים פרוביוטיים, אם כי כמה זנים תרמופיליים יכולים לסבול ערכים גבוהים יותר.שימוש סוכנים הגנה כגון halose, halosecrose, או אבקת חלב סקים יכול לייצב membra תאים במהלך מתח.

תוספת של Protectants

מגינים מוסיפים לפורמולת להאכיל כדי להגדיל את הישרדות התא.מגנים נפוצים כוללים סוכרים (טרלוז, נקניקיות), פוליול (מניטול, sorbitol), חומצות אמינו (פרו, גליצר), הידרוקולואידים (gum Arabic Trehalose), בפרט, ידוע ביכולת שלה להחליף מולקולות מים בתוך מלמברנות תאים במהלך הדה, שמירה על שלמות mebra.

עקבו אחרי Dry Kinetics

שיעורי הייבוש מהירים יותר להפחית את תאי הזמן חשופים לחום, אבל יכול להגדיל את הלחץ האוסמוטי. שטף האכלה נמוך לייצר טיפות קטנות יותר יבשה מהר יותר אבל גם לחמם מהר יותר.מאזן חייב להיות מכה. החוקרים לעתים קרובות להשתמש מתודולוגיה משטח תגובה כדי לייעל טמפרטורה, מזון קצב, וריכוז נושאת בו זמנית.

אחסון תנאים

גם לאחר ייבוש תרסיס מוצלח, אחסון לאחר תהליכים הוא קריטי.האבקה צריכה להיות מאוחסן במיכלים עמידים לאור עם לחות יחסית נמוכה (פחות מ 30%) וטמפרטורות בינוניות (נמוך 25 מעלות צלזיוס) כולל descants או מתפתלי חמצן יכולים להאריך את חיי המדף.

אתגרים ומגבלות

מתח חום ואובדן

למרות אופטימיזציה, זנים רבים סובלים אובדן ערך משמעותי במהלך ייבוש תרסיס - לעתים קרובות החל מ-0.5 עד 3 הפחתה של לוגים.זה בעייתי במיוחד עבור זנים רגישים כמו כמה FLT:0Bifidobacterium חיידקFLT:1 מינים.

פעילות המים וההתאוששות

אבקות עם אקו נמוך מאוד יציבות אבל עשויים להציג תכונות לחות גרועות.כאשר מוסיפים מזונות קפואים, הידבקות מהירה עלולה לגרום לזעזועים אוסמוטיים ומוות תאים.לעבור עם חומרים השולטים קינטיקה חוזרת (למשל, לנטינמיית נמר או עמילן) יכול להפחית את זה.

גודל חלקיקים וזרימה

אבקת Spray-dried הם לעתים קרובות בסדר ו cohesive, המוביל לזרימה גרועה ואבקות. טכניקות אגגלובמרון (למשל, ייבוש מיטה נוזלי) יכול להיות מיושם לאחר ריסוס יבשה כדי לשפר את הטיפול, אבל זה מוסיף עלויות.

Oxidation במהלך אחסון

אפילו פרוביוטיקה מלוכדת יכולה לעבור נזק oxidative לאורך זמן, במיוחד אם חומר המוביל הוא חדיר לחמצן.שילוב נוגדי חמצון (vitamin C, ויטמין E) או באמצעות אריזה מחמצן (סולם אלמי) מומלץ.

בעיות בקרה ואיכות

תביעות של יעילות פרוביוטית חייבות להיות נתמכות על ידי נתוני יציבות בסוף חיי המדף.כל אצווה דורשת בדיקה קפדנית עבור ספירות בר קיימא וזיהום. מסגרות רגולטוריות משתנות על ידי האזור, הוספת מורכבות לשיגור מוצרים.

פרספקטיבה וחדשנות עתידיים

ייבוש תפילה עבור capsulation פרוביוטית ממשיך להתפתח. מגמות מתפתחות כוללים:

  • (FLT:0) Novel Carrier Materialsure:FLT:1 השימוש בחלבונים, עמילן עמיד, או cellulose שונה עבור הגנה משופרת ושחרור ממוקד.
  • (FLT:0)Hybrid Technologies:FLT:1irשלב ריסוס יבשה עם אטום אלקטרוסטטי או בלוטות קולי כדי להפחית את גודל הנפתח ולשפר אחידות.
  • (FLT:0Microencapsulation with Multiple Layers:03FLT) 1 Spray מייבש יכול לייצר microcapsules כי מאוחר יותר הם מצופים שכבות נוספות (למשל, פולימרים נכנסים) כדי לשפר את ההגנה על קיבה.
  • (FLT:0) השימוש של Prebiotics כמו נשאים:BuildFLT:1) שילוב סיבים פרוביוטיים (inulin, fructooligosaccharides) לא רק מגן אלא גם מספק מקור מזון עבור הפרוביוטיקה ברגע שהם מגיעים לקוטב, יצירת מוצרים סינוטיים.
  • (FLT:0) Advanced Process Controlmia: FLT:1 ניטור בזמן אמת של תוכן לחות וטמפרטורת חלקיקים באמצעות ספקטרום NIR או חיישנים אחרים באינטרנט כדי לשמור על תנאים אופטימליים ולהקטין את הרגישות.
  • (FLT:0) חינם של התחדשות לעומת Spray יבשה: FLT:1 בעוד להקפיא ייבוש התשואות גבוהות יותר, זה הרבה יותר איטי ויקר יותר.

יישומים בתעשיות המזון והתוספים

(הפרוביוטיקה הנלחמת כבר בשימוש נרחב בנוסחת תינוקות, שם הם חייבים לשרוד עיבוד עתיר גבוה ואחסון ארוך.הם נמצאים גם במשקאות אבקה, חטיפים ומזונות קטנים.תעשיית התרופות משתמשת פרוביוטיקה נשואה לניסוח של תרופות לנוסחאות קפסולות.עבור צוהר עמוק יותר לתוך ההיבטים הטכניים של ריסוס בעיבוד מזון, מתייחס לסקירה מקיפה בכימיה:0JFIRIQIFIRDIORICERIOERIOERIOER DIOERIFREERITION LT5: ALT5 LT5: ALT5 LT5 LT5 LT5 LT5 LT5: ALT5 LT5 LT5 LT5 LT5 LT5 LT5 LT5 LT5 LT LT LT LT LT LTNER LT5 LT5 LT5 LTNER LT5 LT5 LT LTNER LT5 הנדסת מזון LT5 LTNERNERNER LT LT LT LT LTNER LT5 LT LT LT LT LTNER

מסקנה

ייבוש Spray נשאר אחת הטכנולוגיות המבטיחות ביותר עבור מינוף פרוביוטיקה כדי לשפר את יציבותם.היכולת שלה לייצר אבקות יבשות, ממריצים כי להגן על תאים קיימא מלחצים סביבתיים הופכת אותו הכרחי לייצור בקנה מידה גדול של מזונות המכילים פרוביוטיים תוספי מזון ותוספים. בעוד אתגרים כגון inactivation טמפרטורה תרמית והשפלה חמצון מתמשך בחומרים מובילים, אופטימיזציה, טכנולוגיות היברידיות להמשיך ולשפר את יעילותם של חומרים יעילים יותר ויותר.