冷冻干燥乳酸菌发酵剂的研究成为近年来相关领域研究的热点,较之前使用的液态发酵剂而言,它具有用量小、运输储存方便、可以直接投入生产等优点。我国国内关于乳酸菌冷冻干燥的研究主要集中在遴选有效的冷冻干燥保护剂上,涉及到细胞生理水平上的乳酸菌冷冻干燥研究则相对较少。以德氏乳杆菌保加利亚亚种为研究对象,本论文主要研究乳酸菌细胞膜在冻干过程中通透性的变化、胞内重要酶失活及蛋白质、核酸泄漏的情况通过荧光探针法（BCECF）研究冻干前后细胞内外△pH的变化情况,说明在冻干过程中,细胞膜对H⁺的通透性发生了变化,维持正常生理代谢水平的细胞内外△pH受到了损失。利用Fluo-3/AM作为Ca²⁺荧光探针,可以精确检测冻干处理前后乳酸菌细胞内Ca²⁺浓度的变化。通过荧光分析方法研究冻干处理前后细胞膜通透性的变化,结果表明冻干后的细胞内的钙离子浓度远远高于正常细胞内的钙离子浓度,正常菌体胞内钙离子浓度仅为冻干菌体的22.4%。另外,添加海藻糖作保护剂的菌体在冻干后细胞膜的通透性变化较少,说明保护剂能够有效的减少冷冻干燥过程对细胞膜的损伤。通过研究冻干前后菌体离心后上清液中蛋白质和核酸的变化情况,得出冻干前后乳酸菌细胞内的蛋白质和核酸都有不同程度的泄漏,添加海藻糖的菌体细胞上清液中二者荧光信号明显低于不加保护剂的。冻干前后,胞内的酶也受到了影响。通过对乳酸菌菌体内重要的两种酶（β-半乳糖苷酶和乳酸脱氢酶）的研究,得出细胞内的β-半乳糖苷酶和乳酸脱氢酶在冻干过程中都发生了泄漏。而保护剂能够有效的避免两种酶的泄漏。同时,胞内的酶在冻干过程中酶活也要降低。冷冻干燥前菌体状态也是影响冻干对细胞生理损伤及存活率和菌体活力的重要因素。通过研究菌体在离心后放到不同pH环境中孵育一定时间,发现菌体经保护剂悬浮后,在pH6.0的环境中孵育1小时,能够有效地提高菌体冻干后的存活率和活性。悬浮后经过10℃冷激60分钟的菌体细胞冻干后的存活率和活力较对照组也有明显的提高。预冻时间对冻干后的活菌存活率和菌体活力也有较大的影响。实验所选菌种在添加海藻糖作保护剂的情况下,预冻时间小于24小时,菌体还能保持较高的活力和冻干存活率,但预冻时间超过24小时后,存活率和活力都显著下降。选用蔗糖作保护剂时,预冻超过12小时,存活率和活力就开始下降。