通常将益生菌加工成粉末或液体制剂形式以方便使用,但液体制剂存在运输困难、易受外界环境影响等问题,导致益生菌制剂不能发挥最佳效果。而粉末制剂对环境因素没有严格的要求,并且便于运输和长期保存,是目前最受欢迎的制剂形式。粉末制剂主要通过冷冻干燥法、喷雾干燥法和气流干燥法来制备。
1.1 冷冻干燥法
是将冷冻成固体状态的益生菌置于真空环境下,使水分升华而变成粉末。这种方法最大程度地保留了益生菌的活性和生物特性,使得益生菌在储存和使用过程中能够更好地发挥作用。而且,将冻干的益生菌加入适量的水就能迅速复水恢复活性,这为用户提供了极大的便利。但冻干工艺相对复杂,需要严格控制各个环节的参数,冻干过程本身也需要消耗大量的能源和时间,从而增加了生产成本。
1.2 喷雾干燥法
是将液体益生菌经雾化处理,再与热空气接触使水分迅速汽化,从而得到干燥产品的一种方法。该方法具有生产效率高、操作简便等优点,能够满足大规模生产的需求。而且与冷冻干燥法相比,喷雾干燥法的成本更低。
1.3 气流干燥法
是利用高速热气流通过气固并流方法使湿物料干燥的方法。气流干燥法通常干燥强度大、热效率高,导致生产效率高和成本更低。然而,此方法存在对物料形态有要求、热利用效率可能较低以及对物料有一定的损等缺点。
此外,为了保护益生菌免受消化道上部不利环境的影响,并允许在胃肠道适当部位控制释放微生物群落,需要在益生菌制剂外表包被一层保护性质的外壳。不同益生菌产品需要不同包被材料和技术,目前常用的包被材料有蛋白质类、淀粉类或多糖类等。而且,为了进一步提高微生态制剂的稳定性和生物利用度,研究人员还开发了诸如壳聚糖、明胶、海藻钠盐等一系列具有更好成膜性、稳定性和生物相容性的高分子包被材料。这些新型壁材具有更好的缓释效果和靶向性,满足了不同领域对微生态制剂的需求。
常见益生菌在宠物健康产品中的应用
根据生理功能和系统发育特征划分,目前研究较为深入且已商业化的益生菌主要有乳酸菌、芽孢杆菌、酵母菌。乳酸菌在调节肠道菌群、增强免疫反应等方面发挥着重要作用。其中乳酸菌和双歧杆菌在宠物益生菌产品中最常见。芽孢杆菌因具有在恶劣条件下存活的优势而被广泛关注,如梭状芽胞杆菌是当前研究和开发的创新益生菌之一。这3类微生物在宠物健康领域的应用展现了各自独特的优势和潜在的健康益处。
临床研究揭示,特定乳酸菌株能够抑制炎症因子的产生,有助于减轻炎症反应。例如,含有特定乳酸菌株的酸奶产品通过减少致病菌数量,加速粪便稠度的正常化,并减轻不适症状,从而改善犬类的肠道健康。此外,乳酸菌还能够减少条件致病菌数量,有效调节动物的肠道菌群结构。如犬源乳酸菌L5菌株能够增加肠道内乳酸菌数量,同时降低有害菌如大肠杆菌和沙门氏菌数量,并在临床上显示出对犬类腹泻有显著的防治效果。在日粮中添加乳酸菌可以降低仔犬的发病率和死亡率,缩短腹泻时间,并提高生长性能和饲料利用率。这些发现表明在宠物食品中添加特定乳酸菌株的益处,为预防和治疗肠道相关疾病提供了新的策略。
目前已经有多种乳酸菌被应用于宠物健康产品中,发挥其抑菌、增强肠道功能等益生功效(表1)。未来的研究可以进一步探索不同乳酸菌株的具体作用机制,以及它们在不同种宠物中的应用效果。
表1 不同乳酸菌在宠物健康产品中的应用
芽孢杆菌具有调控消化道菌群平衡、提高机体免疫力、提高动物繁殖能力等作用。例如,芽孢杆菌显著提升比特犬的免疫球蛋白G(IgG)含量。凝结芽孢杆菌能诱导炎症介质和抗炎细胞因子的产生,激发免疫系统保护宿主,减少炎症反应。不同芽孢杆菌在宠物健康产品中的应用见表2,这些研究成果为芽孢杆菌在宠物健康领域的应用提供了科学依据,以发挥其不同的健康功能。
表2 不同芽孢杆菌在宠物健康产品中的应用
研究表明,在日粮中添加布拉氏酵母菌和枯草芽孢杆菌复合添加剂可显著提高犬对干物质及粗蛋白质等营养物质的表观消化率,增强血清免疫球蛋白A(IgA)含量以提升免疫功能,还能调节肠道菌群,增加有益菌如霍尔德曼氏菌属的丰度,抑制有害菌,有效维护肠道健康。
另一个对比研究显示,在添加不同单一菌粉的猫砂中,除氨效果较好的3组是嗜酸乳杆菌、解淀粉芽孢杆菌和酒香酵母菌的处理组;除硫效果较好的2组是根霉菌、酒香酵母菌的处理组;抑菌效果较好的3组是植物乳杆菌、酿酒酵母菌、芽孢杆菌的处理组。
现阶段,酵母菌的益生特性已被广泛应用于食品和健康产品中(表3)。这些研究不仅增强了我们对酵母菌潜在健康益处的理解,也为开发新的益生菌产品提供了科学依据。
表3 不同酵母菌在宠物健康产品中的应用
益生元作为益生菌的底物,可与之产生协同效应。益生元包括菊粉、低聚果糖等,通过促进益生菌的增殖与代谢发挥增效作用。表4展示了益生元在宠物健康产品中的应用。
表4 益生元在宠物健康产品中的应用