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益生菌是一种绿色保健品、药剂、发酵起始剂、生物防腐剂，可通过喷雾干燥的方法延长其活性保存时间。然而，喷雾干燥过程中造成益生菌失活的因素很多，包括：由高温带来的热胁迫、由水分流失带来的渗透压胁迫、接触空气中氧气的氧化胁迫、细胞内pH值的增加和由于水分流失引起细胞内的盐浓度增大等等，其中菌体受到的热损伤和脱水损伤通常认为是造成菌体失活最主要的两个因素。这些不利的胁迫作用可造成菌体多个亚细胞结构如细胞膜、细胞壁、DN A和RN A、核糖体的损伤，从而导致代谢活动的减少甚至丧失。因此，为最大化喷雾干燥后菌体的存活率，明确喷雾干燥过程中造成菌体活性丧失的主要亚细胞结构、并探明干燥中不利胁迫作用对该结构的影响作用机理具有重要的意义，同时有助于促进新型高效配方载体的开发。 本研究分为三个部分：第一部分采用乳糖、海藻糖作为载体，通过对比热处理过程和单液滴干燥过程中LGG菌活变化历程，研究了在对流干燥中脱水胁迫对 LGG灭活的影响机理。实验结果显示，在处理温度为90℃时，LGG菌体在单液滴干燥中出现快速失活的温度范围为61~65℃，比热处理过程大约高了10℃，说明LGG在单液滴干燥过程中耐热性优于热处理过程。通过对比热处理和单液滴干燥过程中温度与水活变化，本文将菌体增强的热耐受性归结为两个方面：第一，由蒸发冷却效应带来的较温和的温度变化历程；第二，在干燥中前期阶段半干液滴较低的水活。在处理后期阶段，菌活的变化取决于所用载体的种类。海藻糖载体在热处理过程中表现出优异的保护作用，然而在单液滴干燥中它的保护作用并不是很明显，这可能是在单液滴干燥后期存在其他的胁迫作用，抵消了海藻糖的保护作用，导致了菌体活性的快速丧失。第二部分对热处理和单液滴干燥过程中LGG细胞膜损伤的变化历程进行了表征和对比，旨在揭示对流干燥中脱水胁迫对LGG细胞膜的影响机理。研究结果显示，在热处理过程中，细胞膜损伤在60~70℃时达到了最大程度，然而在此温度范围内，单液滴干燥过程中仍存在细胞膜完整的活细胞。文中将细胞膜在单液滴干燥过程中稳定性的提高归结于两方面的原因：第一，单液滴干燥升温速率较快；第二，半干液滴的高粘度减弱了细胞膜破损后泄漏出的胞内物质向外界的扩散。为进一步探究菌活与细胞膜损伤的关系，以细胞膜破损为横坐标、菌活为纵坐标作图。将纵坐标以十进制作图显示，在菌体失活小于一个数量级时，细胞膜受损可导致部体菌体失活。结合第一部分的结果，证实了脱水胁迫在干燥的中前期可抵消一部分的热胁迫，一定程度上保护益生菌细胞膜和菌活；然而，在干燥后期，环境中的不利因素进一步加剧，可能造成其他的亚细胞结构受损，导致菌体活性的完全丧失。第三部分使用五种保护性载体（乳糖、海藻糖、RSM、WPI/海藻糖、WP I/乳糖）进行了喷雾干燥，制备包埋有LG G的益生菌粉，并对不同喷雾干燥条件下L GG的细胞膜损伤和菌活进行了研究。研究结果发现，进出口温度越高，菌体存活率越低。在进口温度为84 oC、出口温度为53~54℃、使用的载体为脱脂牛奶时，干粉中LGG的最高存活率达到了49.3％，证实了脱脂奶的优异保护作用。而在乳糖或海藻糖中混入占总固体含量20%的WPI并没有显著的提升菌体存活率。载体的种类不仅影响益生菌的存活，也影响干燥所得益生菌粉末的含水率。从亚细胞结构损伤和功能性损伤的结果来看，喷雾干燥的进出口温度越高，细胞膜渗透性损伤增大，且生长延滞期时间越长。在所有测试的喷雾干燥条件中，细胞膜都出现了比较严重的损伤，直接影响干粉中的益生菌活性。针对细胞膜受损构建高效保护载体，降低因细胞膜受损导致的失活，将是进一步研究的主要课题之一。