在《华尔街日报》最近发表的一篇文章对健康食品凝胶,研究人员讨论了一个高效、可靠的方法使胶囊使用3 d生物打印携带益生菌。
研究:一个简单的和健壮的胶囊的制备方法提供益生菌为3 d生物打印。图片来源:FOTOGRIN / Shutterstock.com
背景
大量研究表明,微生物群的变化会引起自身免疫性疾病,过敏,炎症性疾病,和疾病包括肥胖和糖尿病等。食用益生菌对保持健康是至关重要的和功能性微生物群环境,和益生菌的代谢活动使正常的胃肠道微生物群更好。
最受欢迎的和临床研究益生菌乳杆菌GG (LGG),已被证明有immune-modulating和胃肠道健康优势。很大一部分的细菌无法忍受的具有挑战性的条件上消化道系统。胃肠道的环境,防止LGG到达小肠表面和作为恢复剂,因此限制了益生菌活动的有效性。
在这方面,许多策略将微生物在食品行业的发展。益生菌的活力是他们制定的主要问题之一,因为它减少处理后或在存储。保护细菌处理步骤期间,许多技术已经被开发来封装细菌细胞。一种经常使用的方法和使用在许多不同的研究领域是生物打印使用哺乳动物细胞和水凝胶。然而,很少有报道印刷细菌细胞在三维空间中。而细菌细胞的3 d生物打印记录在某些情况下,从未使用3 d生物打印技术保护细菌的健康成分。
关于这项研究
在这项研究中,作者讨论了尖端microextrusion方法为3 d生物打印益生菌细菌胶囊。封装LGG细菌稳定的印刷7天使用明胶凝胶的混合物,海藻酸钠,LGG bioink。拟议的技术创建胶囊的微生物是快速和容易。不到30分钟,120益生菌胶囊108 CFU / ml被打印出来。封装的LGG细菌均匀分散在整个alginate-gelatin水凝胶在LGG胶囊的显微分析。胶囊经受住了具有挑战性的肠胃中的细菌液体环境在体外仍然是可行的和存活7天在4°C。
团队雇了一个彻底的封装过程采用3 d生物打印技术来解决矛盾和无效率的当前封装技术为特定目标的益生菌小肠通过口服。一个简单的方法为3 d生物打印micro-extrusion封装为口服益生菌。本研究使用了一个3 d生物创造胶囊含有益生菌的细菌乳杆菌GG。
研究人员使用标准的微生物技术、扫描电子显微镜(SEM),共焦显微镜、红外光谱、原子力显微镜(AFM)分析LGG胶囊的特点。LGG胶囊是0、2和7天,观察matrix-encapsulated益生菌的发展和生存能力同意最少。观察LGG胶囊行为一旦他们到达肠道的目标,他们最终在一个暴露于消化液在体外消化系统。
观察
通过模拟体液的胃肠道,日志CFU /毫升LGG胶囊为8.1比7.9没有体外消化阶段。通过胃肠道的液体后,日志CFU /毫升non-encapsulated胶囊含有益生菌和自由细菌是7.5和7.4,分别。日志CFU /毫升9.3和9.1在胃肠道液体的缺席,这表明减少了30倍。WST 1试剂添加天后0,2和7 LGG胶囊,发现460海里的吸光度是增强了2.7,2.8,和3.3倍的唯一媒介相比,分别。
与LGG细菌加载后,凝胶的硬度略微增加从3.1到3.6 kPa。机械故障被认为在7天之后,就是明证的下降压力从3.6到1.1 kPa。黑色功能后出现的细菌被吸收到聚合物基质中,这表明LGG细胞均匀分布在整个3 d-bioprinted电影。胶囊保持稳定在4°,23°,37°C。胶囊也稳定在水和PBS,但添加柠檬酸钠时,他们很快就瓦解在37°C 30分钟。
结论
总之,本研究使用了一个3 d生物和钠alginate-gelatin作为封装中设计封装益生菌的新方法。不到30分钟,120 LGG胶囊生产,每个携带8日志LGG CFU /毫升。LGG胶囊的海藻酸凝胶基质中均匀分布的微生物。胶囊内的LGG功能。胶囊内的益生菌经受住了要求肠胃射流环境中创建一个在体外消化的设置。
作者提到,该生物打印技术可以快速、简单地创建封装的细菌,这将大大改变食品行业。他们还表示,这对封装益生菌生物打印技术的精确的交货在胃里将被证明是一个改变游戏规则的方法用于商业用途。
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引用
Mallick,。,Quiles F。Francius, G。,等。一种简单的和健壮的胶囊的制备方法为3 d生物打印交付益生菌。食品卫生凝胶,100088 (2022)。https://www.欧洲杯线上买球sciencedirect.com/science/article/pii/S2667025922000358。
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