Nâng cao khả năng sống của Lactobacillus casei vi gói bằng kỹ thuật sấy phun với hỗn hợp prebiotic

SCIENCE & TECHNOLOGY DEVELOPMENT, Vol.18, No.K3 - 2015 
Trang 66 
Nâng cao khả năng sống của 
Lactobacillus casei vi gói bằng kỹ thuật 
sấy phun với hỗn hợp prebiotic 
 Liêu Mỹ Đông (1) 
 Bùi Văn Hoài (2) 
 Nguyễn Thuý Hương (3) 
1Khoa Công nghệ thực phẩm, Đại học Công nghiệp Thực phẩm Tp Hồ Chí Minh 
2Trung tâm thí nghiệm thực hành, Đại học Công nghiệp Thực phẩm Tp Hồ Chí Minh 
3Bộ môn Công nghệ Sinh học, Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG-HCM 
(Bản nhận ngày 18 tháng 11 năm 2014, hoàn chỉnh sửa chữa ngày 23 tháng 6 năm 2015) 
TÓM TẮT 
Trong nghiên cứu này, ảnh hưởng của 
prebiotic Galactooligosaccharide (GOS) 
(0% và 2% w/v) lên khả năng sống sót của 
L.casei (AS186) vi gói bởi whey protein 10% 
(w/v) và maltodextrin 5% (w/v) bằng kỹ thuật 
sấy phun được khảo sát. Chế phẩm được 
kiểm tra kích thước, cấu trúc bề mặt cũng 
như mật độ L.casei trong suốt 50 ngày bảo 
quản ở 10oC và trong điều kiện dạ dày 
(SGF) và muối mật (SIF). Kết quả nghiên 
cứu cho thấy, việc bổ sung thêm GOS 
không ảnh hưởng đến kích thước và cấu 
trúc bề mặt của chế phẩm. Cả hai chế phẩm 
không bổ sung (WM) và có bổ sung GOS 
(WMG) đều có kích thước vào khoảng 3 µm 
đến 11 µm. Không có sự khác biệt nào về tỉ 
lệ sống sót của L.casei ở hai mẫu WMG và 
WM. Tỉ lệ L.casei sống sót sau sấy đạt 
86,78% và 86,14% tương ứng với hai mẫu 
WMG và WM. Mật độ L.casei sau 50 ngày 
bảo quản giảm đi 0,44 và 0,63 log(CFU/g) 
tương ứng với chế phẩm WMG và WM. Cả 
hai chế phẩm đều đạt mật độ L.casei trên 6 
log(CFU/g) sau 2 giờ ủ trong điều kiện SGF 
và 4 giờ trong SIF. Chế phẩm vi gói bằng kỹ 
thuật sấy phun với whey protein 10% (w/v) 
và maltodextrin 5% (w/v) là chất mang cho 
hiệu quả bảo vệ L.casei cao, trong đó 
maltodextrin vừa hỗ trợ cho quá trình sấy, 
vừa thể hiện đầy đủ vai trò của một prebiotic 
nên việc bổ sung thêm prebiotic (GOS) là 
không cần thiết. 
Từ khóa: vi gói, sấy phun, whey protein, maltodextrin, GalactoOligoSaccharide 
TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 18, SOÁ K3- 2015 
 Trang 67 
1. GIỚI THIỆU 
Các thử nghiệm lâm sàng đã chứng minh 
rằng, sự gia tăng số lượng các vi khuẩn probiotic 
trong ruột giúp tăng cường sự lành mạnh của ruột 
và chống lại bệnh tật [1]. Tuy nhiên, nhiều 
nghiên cứu cho thấy số lượng probiotic đến được 
những vi trí mà nó có thể mang lại những lợi ích 
thường rất thấp [2]. Những tác nhân gây nên sự 
sụt giảm đáng kể số lượng probiotic bao gồm: 
pH thấp, sự hiện diện của oxy trong sản phẩm, 
nhiệt độ bảo quản và điều kiện cực đoan của 
hệ tiêu hóa [3,4,2]. Kỹ thuật vi gói ra đời nhằm 
tăng cường khả năng sống sót của probiotic trong 
những điều kiện bất lợi [5,4,6,2]. 
Các kỹ thuật vi gói thường được sử dụng 
trong vi gói probiotic bao gồm kỹ thuật nén đùn, 
kỹ thuật nhũ hóa và kỹ thuật sấy phun [4,2]. 
Kỹ thuật nén đùn là phương thức tạo chế phẩm 
vi gói đơn giản nhất. Tuy nhiên, kích thước lớn 
của chế phẩm thu được từ kỹ thuật này ảnh 
hưởng đến cảm quan của sản phẩm [2]. Kỹ thuật 
nhũ hóa cho kích thước chế phẩm nhỏ hơn và 
tiềm năng ứng dụng trong sản xuất lớn. Với 
phương pháp này, kích thước chế phẩm vẫn còn 
lớn, gây ảnh hưởng đến cảm quan [4]. Ngoài ra, 
chế phẩm vi gói từ kỹ thuật nhũ hóa có giá thành 
cao hơn kỹ thuật nén đùn do tiêu tốn dầu trong 
quá trình tạo chế phẩm [7]. Kỹ thuật sấy phun 
với ưu điểm cho chế phẩm kích thước nhỏ, 
không ảnh hưởng đến cảm quan, hiệu quả kinh 
tế và có thể ứng dụng trên quy mô lớn [4,2]. Tuy 
nhiên, điểm yếu của kỹ thuật sấy phun đó là tỉ lệ 
sống thấp và không ổn định trong quá trình bảo 
quản, cũng như không hiệu quả trong việc bảo 
vệ probiotic trong điều kiện dạ dày nhân tạo [8]. 
Nghiên cứu của Ding và cộng sự (2009) cho 
thấy, chất mang dùng để vi gói có vai trò quan 
trọng trong việc bảo vệ vi khuẩn probiotic trong 
quá trình bảo quản và trong điều kiện muối mật 
và dạ dày [5]. Do đó, việc lựa chọn chất mang 
rất cần thiết để bảo toàn hoạt tính của probiotic. 
Maltodextrin là sản phẩm thủy phân của 
tinh bột có đặc tính của một prebiotic và thường 
được sử dụng trong sấy phun với vai trò là chất 
mang với đặc điểm chống bám dính vào thành 
thiết bị trong quá trình sấy [9]. Trong khi đó 
whey protein là sản phẩm phụ trong công nghiệp, 
chế phẩm vi gói probiotic bởi chất mang này đã 
nâng cao đáng kể hiệu quả vệ probiotic trong các 
nghiên cứu trước đây [10,3,11]. Do đó, sự kết 
hợp giữa hai chất mang này sẽ cải thiện khả năng 
sống của probiotic trong quá trình sấy phun cũng 
như trong điều kiện bảo quản. 
Prebiotic là những cacbonhydrate mạch 
ngắn mà enzyme của cơ thể người không thể 
phân cắt được nhưng lại là nguồn cơ chất cho vi 
khuẩn probiotic khi đến đại tràng [2]. Do vậy, 
những sản phẩm được bổ sung cả probiotic và 
prebiotic sẽ tăng cường làm tăng thêm những lợi 
ích cho cơ thể và được gọi là synbiotic [1]. Vai 
trò của prebiotic trong việc nâng cao khả năng 
sống của prebiotic đã được báo cáo trong nhiều 
nghiên cứu trước đây [12,13]. Tuy nhiên, nghiên 
cứu về sự kết hợp của các prebiotic nhằm nâng 
cao hiệu quả bảo vệ probiotic vẫn chưa được báo 
cáo đầy đủ. Vì vậy, trong nghiên cứu này, ảnh 
hưởng của prebiotic GalactoOligoSaccharide 
(GOS) (0% và 2% w/v) lên khả năng sống sót 
của L.casei vi gói bởi whey protein 10% (w/v) 
và maltodextrin 5% (w/v) bằng kỹ thuật sấy 
phun được khảo sát. Chế phẩm được kiểm tra 
kích thước, cấu trúc bề mặt cũng như mật độ 
L.casei trong suốt 50 ngày bảo quản ở 10oC và 
trong điều kiện dạ dày (SGF) và muối mật (SIF). 
2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 
2.1 Chủng vi sinh vật, điều kiện nuôi cấy và 
thu nhận. 
SCIENCE & TECHNOLOGY DEVELOPMENT, Vol.18, No.K3 - 2015 
Trang 68 
Giống vi khuẩn: Lactobacillus casei 
(AS186) được nhân giống trên môi trường MRS 
ở 37oC sau 20 giờ nuôi cấy, sinh khối được thu 
nhận và dùng cho quá trình vi gói tiếp theo. 
Dung dịch whey protein concentrate 
(PureBulk, Mỹ) được chuẩn bị theo mô tả của 
Wichchukit và cộng sự (2013) với vài thay đổi 
[11]. Quy trình được tóm tắt như sau: dung dịch 
whey protein 20% (w/w) được chuẩn bị với nước 
cất và được khuấy trong 1 giờ ở nhiệt độ phòng. 
Dung dịch whey protein sau đó được biến tính ở 
nhiệt độ 80oC trong 10 phút. 
2.2 Chế phẩm sấy phun 
Quy trình tạo chế phẩm L.casei không bổ 
sung GOS (PureBulk, Mỹ) (mẫu WM) bằng kỹ 
thuật sấy phun được thực hiện theo mô tả của 
Adja và cộng sự 2014 với vài thay đổi được tóm 
tắt như sau [14]: Hỗn hợp gồm sinh khối L.casei, 
whey protein 10% (w/v) và Maltodextrin 5% 
(w/v) (Roquette, Pháp) được tiến hành sấy phun 
(SD06AG, Labplant, UK) theo cơ cấu phun 
sương dạng vòi phun áp lực khí nén với các 
thông số: lưu lượng nhập liệu: 4,5 ml/phút, 
đường kính kim phun 0,5 mm, áp suất là 2 atm, 
nhiệt độ đầu vào là 110oC, nhiệt độ đầu ra là 65-
70oC. 
Chế phẩm bổ sung GOS (mẫu WMG) được 
tiến hành tương tự như trên với GOS 2% (w/v) 
được bổ sung trong quá trình sấy phun. 
Mật độ L.casei trước và sau quá trình sấy 
phun cũng như sau mỗi 10 ngày bảo quản và liên 
tục trong 50 ngày được kiểm tra. 
2.3 Kiểm tra hình thái và kích thước chế phẩm 
vi gói. 
Chế phẩm vi gói được chụp SEM để kiểm 
tra cấu trúc bề mặt và kiểm tra kích thước trung 
bình của hạt vi gói bằng máy HORIBA LA-920. 
2.4 Kiểm tra mật độ của L.casei trong điều 
kiện muối mật và dạ dày nhân tạo 
Môi trường dạ dày (SGF) bao gồm 9 g/l 
NaCl + 3 g/l pepsin điều chỉnh đến pH 2 bằng 
HCl 5M và muối mật nhân tạo (SIF) bao gồm 9 
g/l NaCl + 3 ml/l mật bò điều chỉnh đến pH 7 
bằng NaOH 5M. Ở mẫu chứa chế phẩm vi gói, 
mật độ L.casei được kiểm tra vào ngày 1 và ngày 
50 của quá trình bảo quản. Mẫu chứa các tế bào 
tự do được cho làm mẫu đối chứng. Số lượng tế 
bào sống được kiểm tra gián tiếp bằng phương 
pháp trải đĩa. 
2.5 Phân tích thống kê 
Tất cả các nghiệm thức được lặp lại ba lần 
để tính giá trị trung bình, độ lệch chuẩn và kiểm 
định Tukey HSD dùng để so sánh sự khác biệt 
giữa các nhóm. Số liệu được xử lý thông qua 
phần mềm R phiên bản 3.0 
3. KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN 
3.1 Hình ảnh và kích thước trung bình của 
chế phẩm vi gói 
Kích thước trung bình và hình ảnh hiển vi 
điện tử (SEM) của chế phẩm vi gói được trình 
bày ở hình 1 và 2. Kết quả thu được cho thấy, 
kích thước trung bình của cả hai dạng chế phẩm 
đều tương đương và giống nhau về cấu tạo bề 
mặt chế phẩm. Cả hai chế phẩm vi gói có kích 
thước dao động từ 3÷11 µm và kích thước trung 
bình là 6,3 µm (hình 1). Hình ảnh chụp SEM cho 
thấy, cấu trúc hạt hình cầu và bị lõm ở bề mặt. 
TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 18, SOÁ K3- 2015 
 Trang 69 
Hình 1. Kích thước trung bình của chế phẩm vi gói 
WMG 
Hình 2. Ảnh chụp hiển vi điện tử của chế phẩm vi 
gói. (Hình a và b: chế phẩm WM và WMG) 
Hiện tượng lõm trên bề mặt chế phẩm vi gói 
đã được báo cáo trong các nghiên cứu trước đây 
[12,3,8,15]. Carlise và cộng sự (2012) cho rằng, 
cấu trúc bề mặt của chế phẩm vi gói không ảnh 
hưởng bởi chất mang [12]. Theo Rodríguez và 
cộng sự (2007), hiện tượng lõm của chế phẩm 
phụ thuộc bởi nhiệt độ sấy và quá trình sấy thông 
thường (nhiệt độ đầu vào 140oC và nhiệt độ đầu 
ra 60oC) gây nên những vết lõm trên bề mặt chế 
phẩm [15]. 
Kích thước của chế phẩm vi gói bằng kỹ 
thuật sấy phun thường có kích thước nhỏ 
[12,8,6]. Điều này mang lại lợi thế về khía cạnh 
cảm quan mà kỹ thuật nén đùn và nhũ hóa không 
làm được. Tuy nhiên, cũng như kỹ thuật nhũ hóa, 
kích thước chế phẩm từ quá trình sấy phun không 
đồng đều (hình 1,2). 
Nghiên cứu của O'Riordan và cộng sự 
(2001) với chất mang là tinh bột biến tính cho 
kích thước trung bình vào khoảng 5 µm [8]. Kích 
thước chế phẩm vào khoảng 5,6 đến 5,9 µm với 
chất mang là tinh bột tự nhiên cũng được báo cáo 
bởi Sandra và cộng sự (2014) [6]. Nghiên cứu 
của Carlise và cộng sự (2012) cho thấy, chế 
phẩm sấy phun B.bifidum với chất mang là sữa 
gầy và sữa gầy kết hợp với prebiotic cho kích 
thước chế phẩm từ 14,45 đến 18,78 μm [12]. 
Sandra và cộng sự (2014) cho rằng, kích 
thước của chế phẩm vi gói không bị ảnh hưởng 
bởi nồng độ của chất mang cũng như nhiệt độ 
đầu ra của quá trình sấy phun [6]. Việc bổ sung 
thêm inulin vào sữa gầy trong quá trình sấy phun 
không ảnh hưởng đến kích thước của chế phẩm 
vi gói [12]. Kết quả tương tự thu được từ nghiên 
cứu của chúng tôi cho thấy, việc bổ sung thêm 
GOS trong quá trình sấy phun đã không ảnh 
hưởng đến kích thước và cấu trúc bề mặt của chế 
phẩm vi gói (hình 1, 2). 
3.2 Mật độ của L.casei sau quá trình sấy phun 
và trong quá trình bảo quản chế phẩm 
SCIENCE & TECHNOLOGY DEVELOPMENT, Vol.18, No.K3 - 2015 
Trang 70 
Mật độ L.casei sau quá trình sấy phun và 
theo thời gian bảo quản chế phẩm ở 10oC được 
trình bày ở hình 3. Kết quả thu được cho thấy, 
lượng L.casei mất đi sau quá trình sấy phun của 
hai chế phẩm WM và WMG là tương đương 
(p>0,05) nhau vào khoảng 1,25 và 1,31 
log(CFU/g) tương ứng với 86,14% và 86,76%. 
Cả hai chế phẩm đều duy trì mật độ L.casei 
không đổi sau 20 ngày bảo quản chế phẩm. Mật 
độ L.casei trong chế phẩm WMG cao hơn so với 
chế phẩm WM sau 10 và 20 ngày bảo quản. Tuy 
nhiên, từ ngày 30 của quá trình bảo quản mật độ 
L.casei trong cả hai chế phẩm này không có sự 
khác biệt (hình 3). Mật độ L.cassei sau 50 ngày 
bảo quản giảm nhẹ 0,44 và 0,63 log(CFU/g) 
tương ứng với mẫu WM và WMG. 
Kỹ thuật sấy phun probiotic cho hiệu quả 
kinh tế và dễ dàng ứng dụng trên quy mô lớn [2]. 
Tuy nhiên, nhiệt độ sấy phun là một trong những 
nguyên nhân gây chết tế bào sau sấy [9,6]. Việc 
gia tăng nhiệt độ sấy phun ảnh hưởng đáng kể 
đến tỉ lệ sống của probiotic. Tỉ lệ sống của 
probiotic giảm mạnh gần 55% khi nhiệt độ đầu 
vào của quá trình sấy phun là 130oC [9] và giảm 
đến 80% khi nhiệt độ đầu vào là 150oC [6], trong 
khi tỉ lệ tế bào sống sót có thể đạt 81,17% với 
nhiệt độ đầu vào của quá trình sấy là 100oC [9]. 
Nhiệt độ đầu vào trong nghiên cứu của chúng tôi 
là 110oC cho hiệu quả bảo vệ cao nhất. Nhiệt độ 
đầu vào của quá trình sấy phun thấp sẽ làm cho 
sản phẩm thu được có độ ẩm cao [14]. 
Hình 3. Mật độ của L.casei sau sấy và theo thời gian 
bảo quản. 
ab là giá trị trung bình giữa hai chế phẩm, sự sai 
khác ký tự có ý nghĩa sai biệt về mặt thống kê 
(p<0,05) 
ABC giá trị trung bình theo thời gian bảo quản 
chế phẩm, sự sai khác ký tự có ý nghĩa sai biệt 
về mặt thống kê (p<0,05) 
Một thành phần khác ảnh hưởng đáng kể 
đến tỉ lệ sống của probiotic trong quá trình sấy 
phun đó là chất mang. Nghiên cứu của Sandra và 
cộng sự (2014) cho thấy, tinh bột (10÷20% w/v) 
cho hiệu quả bảo vệ tốt hơn so với inulin 
(10÷20% w/v) trong cùng điều kiện sấy phun với 
mật độ L.rhamnosus sau sấy đạt tương ứng đạt 
65÷74% và 43÷54% [6]. Tương tự, nghiên cứu 
của Ananta và cộng sự (2005) cho thấy, 
L.rhamnosus GG khi vi gói bởi sữa gầy (20% 
w/v) bằng kỹ thuật sấy phun với nhiệt độ đầu ra 
80oC cho tỉ lệ sống đạt 60% [16]. Theo Ananta 
và cộng sự (2005), tổn thương màng tế bào và 
mức độ phá hủy màng tế bào khi gia tăng nhiệt 
độ đầu ra là nguyên nhân chính gây chết tế bào. 
TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 18, SOÁ K3- 2015 
 Trang 71 
Trong nghiên cứu của chúng tôi, sự kết hợp 
giữa whey protein và maltodextrin cho hiệu quả 
bảo vệ L.casei hiệu quả với tỉ lệ sống đạt 86,14% 
(hình 3). Điều này đạt được là do sự xuất hiện 
của protein trong môi trường có thể giúp ổn định 
protein nội bào của probiotic trong quá trình sốc 
nhiệt [9]. Ngoài ra, sự có mặt của maltodextrin 
có vai trò làm tăng nồng độ vật liệu vi gói và tăng 
tỉ lệ sống của probiotic trong quá trình sấy phun 
[14,9]. Điều này giúp cho sự kết hợp giữa whey 
protein và maltodextrin (chế phẩm WM) nâng 
cao hiệu quả tỉ lệ sống của L.casei (hình 3). 
Mật độ probiotic ổn định trong quá trình 
bảo quản là cần thiết. Số lượng probiotic phải 
đảm bảo đạt trên 107 (CFU/g) tại thời điểm tiêu 
thụ sản phẩm [17]. Điều này cho thấy, chất mang 
vi gói cần đảm bảo hiệu quả bảo vệ probiotic 
trong quá trình sấy cũng như trong điều kiện bảo 
quản. Việc sử dụng prebiotic làm chất mang vi 
gói probiotic thường cho hiệu quả bảo vệ 
probiotic trong quá trình bảo quản không cao 
[14,6]. Nghiên cứu của Adja và cộng sự (2014) 
cho thấy, maltodextrin (10% w/v) giúp nâng cao 
tỉ lệ sống của Bifidobacterium [1]. Tuy nhiên, 
mật độ Bifidobacterium sau 30 ngày bảo quản 
vẫn giảm nhiều với khoảng 3 log(CFU/g) mất đi 
sau 30 ngày bảo quản và việc gia tăng thêm nồng 
độ maltodextrin cũng không cải thiện khả năng 
sống của Bifidobacterium [14]. Tương tự, mật độ 
L.rhamnosus giảm từ 1,74 đến 2,26 log(CFU/g) 
(tuy theo nồng độ inulin) sau 32 ngày bảo quản 
được báo cáo bởi Sandra và cộng sự (2014) [6]. 
Vì vậy, theo chúng tôi, cần kết hợp các chất 
mang khác nhau để tăng hiệu quả bảo vệ 
probiotic. Trong nghiên cứu của chúng tôi, sự kết 
hợp giữa whey protein và maltodextrin cho hiệu 
quả bảo vệ L.casei ổn định trong quá trình bảo 
quản với 0,63 log(CFU/g) tế bào mất đi sau 50 
ngày bảo quản (hình 3). Theo Millqvist và cộng 
sự (2001), quá trình sấy phun làm cho whey 
protein bị biến tính và kết tụ lại. Điều này làm 
tạo nên bức tường bảo vệ probiotic trong điều 
kiện bảo quản [18]. 
Kết quả nghiên cứu của chúng tôi cũng cho 
thấy, ở mẫu bổ sung thêm prebiotic GOS (chế 
phẩm WMG), mật độ L.casei có cao hơn so với 
mẫu WM (hình 3). Tuy nhiên, sự khác biệt này 
không có ý nghĩa (p>0,05) về mặt thống kê. Theo 
Karrtheek và cộng sự (2013), maltodextrin ngoài 
vai trò hỗ trợ quá trình sấy phun, maltodextrin 
còn có vai trò như prebiotic [9]. Theo chúng tôi, 
lượng maltodextrin (5% w/v) trong nghiên cứu 
đã thực hiện đầy đủ vai trò của một prebiotic nên 
việc bổ sung thêm prebiotic (GOS) đã không cải 
thiện thêm khả năng sống của L.casei trong quá 
trình bảo quản (hình 3). 
3.3 Tỉ lệ sống của L.casei trong SGF và SIF 
Khả năng sống sót của L.casei trong SGF 
và SIF sau 1 ngày và 50 ngày bảo quản được 
trình bày ở hình 4. Ở tế bào tự do, trong điều kiện 
SIF, số lượng tế bào giảm từ 8,2 log (CFU/mL) 
ban đầu còn 6,02 log (CFU/mL) sau 4 giờ ủ và 
trong điều kiện SGF, không còn tế bào nào sống 
sót sau 2 giờ ủ. Trong khi đó, mật độ L.casei 
trong các mẫu vi gói vẫn đạt trên 6 log(CFU/g) 
trong cả SGF và SIF. So với ngày đầu của quá 
trình bảo quản, mật độ L.casei sau khi ủ trong 
SGF và SIF vào ngày 50 của quá trình bảo quản 
giảm đi nhiều hơn. Mật độ L.casei ở mẫu WMG 
cho số lượng tế bào sống cao hơn so với mẫu 
WM. Tuy nhiên, sự khác biệt giữa hai mẫu 
không có ý nghĩa (p>0,05) về mặt thống kê 
(hình 4). 
SCIENCE & TECHNOLOGY DEVELOPMENT, Vol.18, No.K3 - 2015 
Trang 72 
Hình 4. Mật độ L.casei sau khi ủ trong SGF và SIF 
sau 1 và 50 ngày bảo quản 
Khả năng sống sót trong điều kiện SGF và 
SIF là một tiêu chí quan trọng đánh giá hiệu quả 
của probiotic. Nghiên cứu của O'Riordan và 
cộng sự (2001) cho thấy, việc sử dụng tinh bột là 
chất mang vi gói bằng kỹ thuật sấy phun đã 
không cải thiện khả năng sống của 
Bifidobacterium trong điều kiện SGF so với 
dạng tự do [8]. Tuy nhiên, với whey protein là 
chất mang đã cho hiệu quả bảo vệ 
Bifidobacterium trong điều kiện SGF tốt hơn so 
với dạng tự do với lượng tế bào mất đi tương ứng 
0,73 so với 1,51 log(CFU/g) [3]. 
Trong nghiên cứu của chúng tôi, cả hai chế 
phẩm WM và WMG đều cho hiệu quả bảo vệ 
L.casei cao hơn đáng kể so với dạng tự do (hình 
4). Theo chúng tôi, điều này là do whey protein 
với đặc tính đệm cao [10] cùng với maltodextrin 
với vai trò như prebiotic [9]. Iyer và cộng sự 
(2005) cho rằng ở các probiotic có cơ chế trao 
đổi cơ chất đặc biệt hiệu quả đối với các 
prebiotic hơn là các đường đơn [13]. Sự kết hợp 
này đã giúp nâng cao tỉ lệ sống của L.casei trong 
điều kiện SGF và SIF. Nghiên cứu của chúng tôi 
cũng cho thấy việc bổ sung thêm prebiotic 
(GOS) đã không cải thiện thêm tỉ lệ sống của 
L.casei trong điều kiện SGF và SIF (hình 4). 
4. KẾT LUẬN 
Ứng dụng kỹ thuật sấy phun trong vi gói vi 
khuẩn probiotic là hướng nghiên cứu mang lại 
hiệu quả về mặt kinh tế, trong đó việc lựa chọn 
chất mang có ý nghĩa quan trọng trong việc nâng 
cao tỉ lệ sống của vi khuẩn probiotic trong quá 
trình sấy phun, điều kiện bảo quản sau sấy phun 
cũng như trong điều kiện môi trường dạ dày và 
muối mật. Kết quả nghiên cứu của chúng tôi cho 
thấy, việc bổ sung thêm prebiotic GOS không 
giúp nâng cao thêm khả năng sống của L.casei 
trong quá trình sấy phun, quá trình bảo quản 
cũng như trong điều kiện SGF và SIF. L.casei vi 
gói bằng kỹ thuật sấy phun với chất mang whey 
protein kết hợp với maltodextrin đã nâng cao 
đáng kể tỉ lệ sống của L.casei. Tỉ lệ sống của 
L.casei đạt 86% sau quá trình sấy phun và mật 
độ L.casei trong điều kiện SGF và SIF sau 1 ngày 
và 50 ngày bảo quản vẫn đảm bảo trên 6 
log(CFU/g). Sự kết tụ trong quá trình sấy phun 
cùng với tính chất đệm của whey protein kết hợp 
với maltodextrin có vai trò hỗ trợ quá trình sấy 
cùng với đặc tính của một prebiotic giúp tạo nên 
chế phẩm vi gói cho hiệu quả bảo vệ L.casei cao 
mà không cần bổ sung thêm prebiotic GOS. Với 
đặc điểm dạng khô, chế phẩm vi gói bằng kỹ 
thuật sấy phun cho hiệu quả bảo vệ L.casei cao 
hứa hẹn tiềm năng ứng dụng vào nhiều sản phẩm 
khác nhau.
TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 18, SOÁ K3- 2015 
 Trang 73 
Enhanced survival of spray-dried 
microencapsulated Lactobacillus casei 
in the presence of mix-prebiotic 
 Lieu My Dong1 
 Bui Van Hoai2 
 Nguyen Thuy Huong3 
1Faculty of Food Technology, University of Food Industry, Ho Chi Minh city 
2Center of experiment, University of Food Industry, Ho Chi Minh city 
3Department of biotechnology, Ho Chi Minh city University of Technology, VNU-HCM 
ABSTRACT 
In this study, the effect of 
Galactooligosaccharide (GOS) (0% và 2% 
w/v) on microencapsulated L.casei in whey 
protein 10% (w/v) and maltodextrin 5% (w/v) 
by spray dry method were investigated. The 
physical characterization included analysis 
of morphology, particle size. The viable cell 
counts of the microcapsule were determined 
during storage for 50 days at 10oC and in 
simulated gastric fluid (SGF) and intestinal 
fluid (SIF). All microcapsules with (WMG 
sample) or without GOS (WM sample) in this 
study showed similar morphology and 
particle size, between 3 to 11µm. There no 
differences between WMG and WM sample 
in cell viability were observed. For spray dry 
conditions tested in this work the cell viable 
yield with WM sample about 86.14% 
whereas for WMG sample about 86.78%. 
The viability of the microcapsules in WMG 
and WM were reduced about 0.44 and 0.63 
log(CFU/g), respectively and remained > 6 
log(CFU/g) after 2 hour in SGF or 4 hour in 
SIF incubating. Microcapsules made by 
spray dry method with whey protein 10% 
(w/v) and maltodextrin 5% (w/v) as 
encapsulating which enhancing L.casei 
survival, maltodextrin’s role not only as a 
wall material in microencapsulation but also 
as a prebiotic potential, eventually leading 
to added GOS was not necessary.
 Keywords: Microencapsulation, viability, maltodextrin, GalactoOligoSaccharide, whey 
protein, L.casei 
SCIENCE & TECHNOLOGY DEVELOPMENT, Vol.18, No.K3 - 2015 
Trang 74 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1]. Michael de Vrese, J. Schrezenmeir., 
Probiotics, Prebiotics, and Synbiotics. Adv 
Biochem Engin/Biotechnol 111 (2008), p1–
66 
[2]. Susanna Rokka, Pirjo Rantamäki., 
Protecting probiotic bacteria by 
microencapsulation: challenges for 
industrial applications. Eur Food Res 
Technol 231 (2010), p1–12 
[3]. Fabiane Picinin De Castro-Cislaghi, Carina 
Dos Reis E Silva., et al. Bifidobacterium 
Bb-12 microencapsulated by spray drying 
with whey: Survival under simulated 
gastrointestinal conditions, tolerance to 
NaCl, and viability during storage. Journal 
of Food Engineering 113 (2012) 186–193 
[4]. Kailasapathy. K., Survival of free and 
encapsulated probiotic bacteria and their 
effect on the sensory properties of yoghurt. 
LWT, 39 (2006), p1221–1227 
[5]. Ding. W.K, Shah N.P., Effect of Various 
Encapsulating Materials on the Stability of 
Probiotic Bacteria. journal of food science 
Vol. 74 (2009), p100-107 
[6]. Sandra V. Avila-Reyes., et al. Protection of 
L.rhamnosus by spray-drying using two 
prebiotics colloids to enhance the 
viability. Carbohydrate Polymers 102 
(2014) 423–430 
[7]. Krasaekoopt, W., Bhandari, B., Deeth, H., 
Evaluation of encapsulation techniques of 
probiotics for yoghurt. Int. Dairy J. 13 
(2003), 3–13 
[8]. O'Riordan. K, Andrews. D, Buckle. K and 
Conway. P., Evaluation of 
microencapsulation of a Bifidobacterium 
strain with starch as an approach to 
prolonging viability during storage. 
Journal of Applied Microbiology, 91 
(2001), 1059–1066 
[9]. Kartheek Anekella, Valérie Orsat. 
Optimization of microencapsulation of 
probiotics in raspberry juice by spray 
drying. LWT - Food Science and 
Technology 50 (2013) 17 24 
[10]. Akalin. A. S, G¨onc.S, ¨unal. G, and 
Fenderya.S., Effects of 
Fructooligosaccharide and Whey Protein 
Concentrate on the Viability of Starter 
Culture in Reduced-Fat Probiotic Yogurt 
during Storage.journal of food science 72 
(2007); p222-227 
[11]. S. Wichchukit, M.H. Oztop, M.J. Mc 
Carthy, K.L. Mc Carthy. 2013., Whey 
protein/alginate beads as carriers of a 
bioactive component. Food Hydrocolloids, 
p 66-73 
[12]. Carlise B. Fritzen-Freire, Elane S. 
Prudêncio., et al. Microencapsulation of 
Bifidobacteria by spray drying in the 
presence of prebiotics. Food Research 
International 45 (2012) 306–312 
[13]. Iyer. C and Kailasapathy.K.. Effect of co-
encapsulation of probiotics with prebiotics 
on increasing the viability of encapsulated 
bacteria under in vitro acidic and bile salt 
conditions and in yogurt. j. food sci. 70 
(2005), M18–M23 
[14]. Adja Cristina Lira de Medeiros, Marcelo 
Thomazini, Alexandre Urbano, et al.. 
Structural characterisation and cell viability 
of a spray dried probiotic yoghurt produced 
TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 18, SOÁ K3- 2015 
 Trang 75 
with goats' milk and Bifidobacterium 
animalissubsp.lactis (BI-07). International 
Dairy Journal 39 (2014) 71–77 
[15]. Rodríguez-Huezo, M.E., Durán-Lugo, R., 
at el. Pre-selection of protective colloids for 
enhanced viability of Bifidobacterium 
bifidum following spray-drying and 
storage, and evaluation of aguamiel as 
thermoprotective prebiotic. Food Research 
International 40 (2007), 1299–1306. 
[16]. Ananta. E, Volkert.M, Knorr. D., Cellular 
injuries and storage stability of spray-dried 
Lactobacillus rhamnosus GG. 
International Dairy Journal 15 (2005) 
399–409 
[17]. Agrawal, R. (2005). Probiotics: An 
emerging food supplement with health 
benefits. Food Biotechnology 19 (2005), 
p227–246. 
[18]. Millqvist-Fureby, A., Elofsson, U., 
Bergenstahl, B., Surface composition of 
spray-dried milk protein-stabilised 
emulsions in relation to pre-heat treatment 
of proteins. Colloids and Surfaces B: 
Biointerfaces 21 (2001), 47–58