摘要：如今，益生菌制品在世界范圍內(nèi)方興未艾，由于其*的生理特性，提高益生菌的活性是充分發(fā)揮其效用的關(guān)鍵。氧是直接威脅益生菌的重要因素，從包裝技術(shù)角度來說，選擇阻氧性高的包裝材料、采用合理的包裝形式，如脫氧包裝，并加強對包裝整體阻隔性、密封性和內(nèi)部氧氣含量的控制，均有助于保持益生菌的存活力，延長其活菌的保存期。
關(guān)鍵詞：益生菌、氧氣、阻氧性、包裝

　　如今，隨著人們健康意識的增強，益生菌及其相應(yīng)制品越來越獲得更多的關(guān)注，其作為功能性食品的添加劑或醫(yī)藥制劑，在食品和醫(yī)藥領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。根據(jù)2002年歐洲食品與飼料菌種協(xié)會的定義： 益生菌是一種活的微生物，通過攝入充足的數(shù)量，對宿主產(chǎn)生一種或多種特殊且經(jīng)過論證的功能性健康益處。

一、益生菌的種類及特點

　　目前作為的益生菌所使用的微生物全部來源于人體或動物，研究和應(yīng)用zui多的當屬乳酸桿菌和雙歧桿菌，包括：嗜酸乳桿菌、鼠李糖乳桿菌LGG、羅氏乳桿菌、植物乳酸桿菌、 酪乳桿菌、詹氏乳酸桿菌、短雙歧桿菌、長雙歧桿菌、兩歧雙歧桿菌等。研究表明，這些益生菌具有改善腸道功能、增強免疫系統(tǒng)、抗癌、抗高血壓，以及降低膽固醇的功效。無論其作為制劑還是功能性食品的添加劑，若要充分發(fā)揮上述功能，都需要滿足兩個條件：（1）益生菌被攝入時必須是活的，并且在腸胃中保持活性；（2）被攝入的活的益生菌細胞應(yīng)達到一定的數(shù)量。目前，這個zui低數(shù)值在范圍內(nèi)尚無標準，但通常來說，至少應(yīng)達到106cfu/g。然而，由于益生菌自身的生理特性和環(huán)境因素的影響，益生菌制劑或含益生菌的功能性食品經(jīng)過多重環(huán)節(jié)到達消費者手中的時候，益生菌活性已經(jīng)大打折扣，因此如何保持益生菌的活性是重中之重。研究表明，選擇耐酸和耐膽汁的菌株、采用微膠囊技術(shù)將菌體細胞包埋在膠囊膜內(nèi)、提高菌體耐惡劣環(huán)境的抗性、選擇合適的包裝技術(shù)等方法，皆可有效維持益生菌的活性。基于前面幾種方法已經(jīng)獲得足夠的研究，本文將針對如何選擇合適的包裝技術(shù)進行分析。

　　選擇合適的包裝技術(shù)，首先需要了解益生菌自身的生理特點。在益生菌的所有菌種中，使用zui廣泛的當屬乳酸桿菌和雙歧桿菌，二者分別為微好氧菌和專性厭氧菌，氧對于二者，尤其是后者的生存，具有致命的危害：（1）對益生菌細胞具有直接毒性；（2）部分益生菌在氧環(huán)境下會產(chǎn)生具有毒性的過氧化物；（3）針對益生菌作為成分的功能性食品，其他成分氧化產(chǎn)生的自由基同樣也會毒害益生菌的細胞。因此，嚴格控制氧含量是益生菌制劑及相關(guān)功能性食品自灌裝到銷售全程的一項重要工作。

二、控制氧含量提高益生菌活性的方法

（一）包裝材料的選擇

　　目前，益生菌制劑以片劑、粉劑為主，延伸到食品行業(yè)則主要為添加益生菌的酸奶制品和冰淇淋。從包裝材質(zhì)來看，玻璃和塑料是當前使用zui多的兩種材料，關(guān)于益生菌酸奶包裝的研究發(fā)現(xiàn)，相比玻璃容器，塑料容器中制作的酸奶中氧的溶解量高，而活菌數(shù)量卻低很多，塑料瓶中的起始雙歧桿菌的菌數(shù)僅為玻璃瓶的62.5%。因此，就材料自身對氧的阻隔作用而言， 玻璃無疑是*選擇。但玻璃的易碎，重量重等客觀原因，讓其推廣受限。相比之下，塑料制品質(zhì)輕，耐沖擊等天然優(yōu)點為其鋪就了大規(guī)模應(yīng)用之路。通過自身改性或與不同材料的復(fù)合應(yīng)用，*可以彌補其阻氧性能的缺陷，成為如今益生菌及其相關(guān)產(chǎn)品的主要包裝材料。

　　從包裝形式來看，益生菌凍干粉、顆粒多采用袋裝，而益生菌片劑、益生菌酸奶等相關(guān)產(chǎn)品多用瓶裝。作為益生菌的包裝袋，至少應(yīng)具備三種基本功能，即可印刷、阻氧、可封合，因此建議采用多層復(fù)合薄膜（如圖1）。印刷和封合是包裝的基礎(chǔ)性能，因此復(fù)合膜外層采用印刷性好的BOPP、PET，內(nèi)層多用具有良好熱封性的CPP、PE材料等。針對益生菌的阻氧需求，復(fù)合膜中間一層或多層可采用阻隔性能良好的材料，如鋁箔、EVOH等，以提高復(fù)合膜整體的阻隔效果。

　　當然，復(fù)合膜的阻氧性并非越高越好，能夠滿足實際的包裝需要即可，盲目追求高阻氧效果反而會帶動成本的增加。“阻氧性能數(shù)據(jù)化”是一種包裝材料阻氧性能監(jiān)測有效手段，即借助氧氣透過率測試儀量化復(fù)合膜的阻氧性能，通過比較數(shù)據(jù)，選擇具有合理阻氧性的復(fù)合膜材質(zhì)和結(jié)構(gòu)。

（二）包裝整體的性能控制

1、 益生菌包裝整體的氧氣透過率

　　利用選定的包裝材料組成一個新的包裝系統(tǒng)后，該系統(tǒng)的阻氧性并不能簡單的等同于包裝材料的阻氧性，尤其是針對瓶類包裝容器。這主要由于三大原因：一是包裝材料的加工過程存在很多復(fù)雜因素，難以*保證生產(chǎn)的包裝材料各部位的阻氧性均勻一致；二則益生菌包裝在流通、銷售環(huán)節(jié)所處的環(huán)境是動態(tài)變化的，有時會遭遇高低溫的情況，此時包裝整體的阻氧性與試驗溫度（23℃）下包裝材料的阻氧性存在很大的出入；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，需要借助針對容器的氧氣透過率測試儀器來監(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在容器封口裝置上，用膠水將包裝與容器封口裝置連接處密封，如圖2，靜置4h以上，待膠水凝固后，將樣品裝到OX2/230氧氣透過率測試系統(tǒng)的控溫箱內(nèi)，用鋁箔袋將容器封口裝置托盤以上的部位包好，開始試驗。此時，包裝內(nèi)側(cè)為流動的高純載氣，外側(cè)與鋁箔袋之間的空間中流動的為高純氧氣。測試時，由于包裝內(nèi)外側(cè)存在氧氣濃度差，氧氣由外向包裝內(nèi)滲透，通過測試載氣中氧氣的濃度即可測出益生菌包裝整體的氧氣透過量。

2、 益生菌包裝整體的密封性

　　對于一個包裝來說，完整性是zui基本的質(zhì)量要求。如密封工序未做好，就喪失了包裝的基本作用。基于益生菌對氧氣的敏感性及貨架期的要求，其包裝對密封性的要求較高。在正式銷售前，應(yīng)對包裝的密封工藝參數(shù)是否合適進行檢驗，并排查密封處是否存在薄弱部位。

　　測試方法為：用雙面膠將密封墊圈固定在包裝上，然后將LSSD-01泄漏與密封強度測試儀的充氣探針經(jīng)密封圈插入包裝內(nèi)，打開氣源即可開始試驗。多測幾次試樣，觀察破裂壓力和破裂部位，如壓力較小則說明包裝的耐壓性差或者密封性不良，而破裂部位即是包裝或者密封處的薄弱部位。

3、 益生菌包裝的頂空氣體分析

　　灌裝過程中，益生菌被封裝的同時，還會殘留了一定的氣體在包裝內(nèi)，其中氧氣的多少在一定程度上影響著未來益生菌的活性，因此需要利用HGA-03頂空氣體分析儀或其他相關(guān)儀器，了解包裝內(nèi)部空氣中的氧氣含量，并持續(xù)的跟蹤檢測以掌握其含量隨存儲時間的變化，以此為據(jù)制定對策有效減少包裝內(nèi)殘留的氣體量。

（三）采用脫氧包裝

　　除了對包裝材料和包裝整體阻氧性的控制外，還有許多有效的阻氧方式可以嘗試，如脫氧包裝。它是指在包裝內(nèi)使用能與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或能催化氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的脫氧劑，以除去益生菌包裝內(nèi)的游離氧，降低包裝內(nèi)的氧濃度，抑制微生物的繁殖。該方法屬于化學(xué)方法，能將包裝內(nèi)的氧濃度降到千分之一以下，使包裝內(nèi)基本達到無氧的狀態(tài)。并且能不斷吸收通過包裝材料滲透進入包裝袋內(nèi)部的氧氣，使加入脫氧劑的包裝袋內(nèi)的脫氧效果持續(xù)有效，直至脫氧劑達到zui大的吸氧量。脫氧劑不會與益生菌接觸也不會影響其活性，并且操作方便，不需要增添額外的設(shè)備。當然，為了保證除氧效果，雖然脫氧劑能持續(xù)吸收包裝內(nèi)的氧氣，此類包裝也需要使用高阻隔的包裝材料，以免脫氧劑因過早飽和而失效。

三、結(jié)語

　　如今，益生菌制品在世界范圍內(nèi)方興未艾，由于其*的生理特性，提高益生菌的活性是充分發(fā)揮其效用的關(guān)鍵。氧是直接威脅益生菌的重要因素，從包裝技術(shù)角度來說，選擇阻氧性高的包裝材料、采用合理的包裝形式，如脫氧包裝，并加強對包裝整體阻隔性、密封性和內(nèi)部氧氣含量的控制，均有助于保持益生菌的存活力，延長其活菌的保存期。