沙棘籽油微膠囊的制備及氧化穩定性評價

高雅馨,侯占群,任迪峰,林 靜,柳 嘉,崔立柱,王永霞,譚志超,于有強,韓詩雯,*,牟德華,*

(1.河北科技大學生物與工程學院,河北石家莊 050018;2.中國食品發酵工業研究院有限公司,北京 100015;3.北京林業大學,北京 100084;4.河北工程大學生命科學與食品工程學院,河北邯鄲 056038;5.張北寶德康食品有限公司,河北張家口 076450)

沙棘,胡頹子科植物沙棘(HippophaerhamnoidesLinn.)的干燥成熟果實,廣布歐亞地區,中國是沙棘資源的主要生產國,占世界資源的94%[1]。沙棘籽是沙棘果實中不可直接食用的部分,蛋白質含量高[2],且含有植物甾醇、黃酮類物質、植物磷脂和原花青素等[3]活性成分,營養價值極高[4]。沙棘籽中油脂含量約為8%～10%,不飽和脂肪酸高達87%,具有增強機體免疫力、抗炎、止痛和抗衰老等功效[5],在國際上,沙棘籽油被稱為“油料黃金”。

沙棘籽油中不飽和脂肪酸含量豐富,但其氧化穩定性差,在加工、運輸、貯藏期間易發生氧化,產生異味,從而縮短貨架期,降低其生理功效。目前,延緩油脂氧化的方法主要是添加抗氧化劑[6]。周旭[7]研究了茶多酚棕櫚酸酯、抗壞血酸棕櫚酸酯、迷迭香提取物、維生素E等幾種天然抗氧化劑對葡萄籽油和核桃油的抗氧化效果,結果表明維生素E抗氧化效果較差,其余三種抗氧化劑效果較好,三者之間具有一定的協同增效作用。

微膠囊技術是利用天然或合成高分子材料,將分散的固體、液體和氣體物質包裹起來,形成具有半透性或密封囊膜的微小粒子的一項技術。這種技術能減少外界環境對芯材的影響,最大限度保持其功效成分的生物活性,從而延長貨架期。蛋白質和多糖是目前微膠囊制備體系最常用的兩類天然大分子聚合物[8]。Chen等[9]以改性淀粉、阿拉伯膠、麥芽糊精、大豆分離蛋白和酪蛋白等為壁材,制備微膠囊化二十二碳六烯酸(Docosahexaenoic acid,DHA),微膠囊化率高達98.66%,45 ℃加速氧化8周后測定過氧化值是游離油的1/9;Onsaard等[10]以乳清濃縮蛋白、卡拉膠、麥芽糊精等為壁材,噴霧干燥法制備微膠囊化芝麻油,微膠囊化率為86.73%,保存期間芝麻油的硫代巴比妥酸值無顯著差異,氧化穩定性提高。以上研究表明以改性淀粉、麥芽糊精、蛋白類為壁材制備的微膠囊,包埋率高達85%以上且普遍能提高油脂的氧化穩定性。

變性淀粉、酪蛋白酸鈉、麥芽糊精是良好的乳化劑[11-13],也是參與包埋的主要壁材成分;抗性糊精、異麥芽酮糖和甘蔗多酚是具有難消化和抗氧化的優勢,可作為降低產品血糖生成指數的原輔料[14-16]。本研究采用辛烯基琥珀酸酯改性淀粉、麥芽糊精、酪蛋白為壁材,添加抗性糊精、甘蔗濃縮汁和抗氧化劑等輔料,以期制備出一種包埋率高、氧化穩定性強、且含碳水化合物、蛋白質、脂肪、膳食纖維、酚類等多種營養成分的微膠囊粉,并對該微膠囊粉的物理化學穩定性進行評價,以期為沙棘籽油的廣泛應用奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

沙棘籽油 半精煉油,北京寶德康食品有限公司(超臨界萃取法提取);酪蛋白酸鈉(sodium caseinate,SC) 酪蛋白含量≥90%,上海捷聰貿易有限公司;T809變性淀粉 淀粉含量91.8%,青島瑞捷食品化工有限公司;抗性糊精 抗性糊精含量82%～88%,麥芽糊精 麥芽糊精含量≥92%,羅蓋特(中國)營養食品有限公司;甘蔗濃縮汁 杭州旭朗生物科技有限公司;異辛烷、冰乙酸、乙醚、石油醚、無水乙醇、95%乙醇、氨水 均為分析純,天津市津東天正精細化學試劑廠;α-淀粉酶、碘化鉀、氫氧化鈉、硫代硫酸鈉、無水碳酸鈉、重鉻酸鉀、鄰苯二甲酸氫鉀 均為分析純,天津永大化學試劑有限公司;維生素E(Vitamin E,VE)(含量90%)、迷迭香提取物(Rosemary extract,RE)(鼠尾草酸含量10%)、茶多酚棕櫚酸酯(Tea Polyphenol Palmitate,TP)(含量70%) 建明工業有限公司;L-抗壞血酸棕櫚酸酯(L-Ascorbyl 6-palmitate,L-AP)(含量95%) 美國Sigma公司;丁基羥基茴香醚(Butylated hydroxyanisole,BHA)(含量98%)、2,6-二叔丁基對甲酚(2,6-Di-tert-butyl-4-methylphenol,BHT)(含量≥97.5%) 上海麥克林生化科技有限公司。脂肪酸甲酯標準品:37種混標 上海安譜實驗科技股份有限公司。

GC2010 plus氣相色譜儀 日本島津公司;BS210S型電子天平 北京賽多利斯儀器系統有限公司;T25基本型Ultra-Turrax剪切勻漿機 德國IKA公司;Homelab型高壓均質機 意大利FBF公司;激光粒度分析儀 美國麥奇克有限公司;LUMiSizer 611型穩定性分析儀 德國LUM儀器公司;Rheolaser Master光學法微流變儀、Turbiscan穩定性分析儀 法國Formulaction公司;Nano-ZS90激光粒度電位分析儀 馬爾文儀器有限公司;Phenom ProX掃描電鏡 飛納科學儀器(上海)有限公司;SD-I標準型恒溫恒濕箱 上海邑優機械設備有限公司;892型Rancimat油脂氧化穩定儀、907型自動電位滴定儀 瑞士萬通中國有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 沙棘籽油成分測定 不飽和脂肪酸含量高會導致沙棘籽油容易氧化,超臨界萃取法提取的沙棘籽油富含多酚、類胡蘿卜素等油溶性成分,由于不同種類抗氧化成分之間的協同、拮抗作用,添加不同種類及不同含量的抗氧化劑,效果不盡相同,因此測定沙棘籽油的脂肪酸、總酚、類胡蘿卜素等含量,對抗氧化劑的篩選具有指導意義。測定過氧化值則是確保沙棘籽油品質,保證后期實驗數據的準確性及實驗的順利進行。

1.2.1.1 脂肪酸組成測定 氣相色譜法測定沙棘籽油的脂肪酸組成成分。甲酯化方法:取0.2 g沙棘籽油于10 mL具塞比色管,石油醚與乙醚按4∶3比例混合后吸取5 mL,2 mol/L KOH-甲醇溶液1 mL,加入比色管,振搖1 min混勻,靜置8 min,吸取1 mL水加入比色管,靜置20 min分層,吸取上層有機相備用。

GC條件:進樣體積:1 μL,分流比:50∶1,氣化室溫度:250 ℃,檢測其溫度:250 ℃;升溫程序:130 ℃保持1 min,6.5 ℃/min至170 ℃,2.75 ℃/min升溫至215 ℃,保持12 min,4 ℃/min升溫至230 ℃,保持10 min,1 ℃/min升溫至235 ℃保持1 min。色譜柱型號:ZB-WAXPLUS。

通過比較脂肪酸甲酯標準品與樣品的保留時間,確定沙棘籽油的脂肪酸組成,采用面積歸一化法計算特定的脂肪酸含量。

1.2.1.2 總酚含量測定 按照標準方法T/AHFIA 005-2018《植物提取物及其制品中總多酚含量的測定 分光光度法》[17]測定沙棘籽油、甘蔗濃縮汁的多酚含量。稱取5 g樣品,加入30 mL 60%乙醇溶液,超聲10 min,用60%乙醇溶液定容至50 mL,搖勻過濾后778 nm處測定吸光光度值。總多酚的含量按以下公式計算:

總多酚(mg/g)=待測液多酚含量(mg/L)×10(濾液稀釋倍數)×樣品稀釋倍數/樣品質量(g)

式(1)

1.2.1.3 類胡蘿卜素含量測定 參考孟春玲等[18]的方法,稱取0.5 g沙棘籽油,石油醚定容至10 mL,混勻,吸取1 mL于1 cm比色皿,測定波長為450 nm處的光值,石油醚作為空白對照。按照如下公式計算:

式(2)

其中:E:消光值;V:樣品定容體積,mL;W:樣品質量,g;Eβ:β胡蘿卜素的消光系數,2500。

1.2.1.4 過氧化值的測定 參照GB 5009.227-2016《食品安全國家標準 食品中過氧化值的測定》[19]。采用標準中的電位滴定法測定樣品的過氧化值。稱取1 g樣品,加入50 mL異辛烷-冰乙酸混合液,輕輕振搖使試樣完全溶解,向滴定杯中準確加入0.5 mL飽和碘化鉀溶液,插入電極和滴定頭,設置好滴定參數,運行滴定程序,采用動態滴定模式進行滴定,開動磁力攪拌器,在合適的攪拌速度下反應60±1 s,立即向滴定杯中加入30 mL水,到達滴定終點后,記錄滴定終點消耗的標準溶液體積V(mL),用過氧化物相當于碘的質量分數表示過氧化值,單位為克每百克(g/100 g)。每個樣品測定3個平行。

1.2.1.5 誘導期的測定 參照GB/T 21121-2007《動植物油脂 氧化穩定性的測定(加速氧化測試)》[20],采用892型Rancimat 油脂氧化穩定儀測定樣品的誘導期,以小時(h)表示。設置加速氧化條件如下:溫度100 ℃,空氣流速20 L/h。每個樣品測定3個平行。

1.2.2 沙棘籽油微膠囊制備工藝優化

1.2.2.1 沙棘籽油微膠囊的制備 量取一定量的蒸餾水,預熱至50～60 ℃,用高剪切勻漿機10000 r/min高速剪切狀態下緩慢加入一定質量的酪蛋白酸鈉,剪切5 min,按照如上操作依次加入一定質量的變性淀粉、抗性糊精、麥芽糊精、異麥芽酮糖、甘蔗濃縮汁,每加入一種配料高速剪切5～10 min;將一定量的抗氧化劑加入沙棘籽油中充分溶解,沙棘籽油預熱至50～60 ℃,緩慢倒入上述高速剪切的混合液中,剪切15～20 min,45 MPa高壓均質2次,取100 mL左右用于乳液各個指標的測定,250 mL左右用于噴霧干燥制粉。

噴霧干燥按照韓麗麗等[21]的方法稍作修改,具體參數如下:進風口溫度160 ℃,出風口90 ℃,進料量4.5 mL/min。

1.2.2.2 天然抗氧化劑的篩選 稱取適量沙棘籽油,分別加入RE、TP、L-AP、BHA、BHT,制備抗氧化劑添加量分別為0.05、0.1、0.2、0.6、0.7、1.0和2.0 g/kg沙棘籽油的樣品,采用油脂氧化測定儀,測定添加不同種類不同量抗氧化劑的沙棘籽油的誘導期[22]。從而篩選出抗氧化效果最好的天然抗氧化劑。

1.2.2.3 沙棘籽油微膠囊的配方優化 在李佳寧[23]和范婷婷[24]的粉末油脂配方基礎上,以微膠囊的表面油含量、包埋率為主要評價指標,乳液的粒徑、穩定性、流變特性為輔助評價指標,將配方做如下優化調整,見表1。

表1 沙棘籽油包埋配方

1.2.3 微膠囊指標的測定

1.2.3.1 乳液粒徑的測定 采用激光粒度儀測定新制備的乳液粒徑,按照濕法程序自動測定樣品粒徑,滴加適量樣品于樣品池中,滴加量以達到儀器可識別測定濃度為宜。方法參數:調零時間30 s,測定時間30 s,測定次數1次,清洗次數4次,分散介質折射率1.33。每個樣品測定3個平行樣。

1.2.3.2 乳液穩定性的測定 采用穩定性分析儀測定乳液在加速離心狀態下的穩定性,儀器參數如下:離心加速度4000 r/min,輪廓線500條,時間間隔10 s,光因子1.0。

采用多重光散射儀測定乳液在靜置狀態下的穩定性,儀器參數如下:溫度25 ℃,監測27 h內乳液透射光強度和背散射光強度的變化。

1.2.3.3 乳液流變特性的測定 采用微流變儀測定乳液的流變特性。將樣品充分混勻,取20 mL乳液倒入樣品瓶,室溫25 ℃測定樣品的流變特性。微流變儀利用多散斑-擴散波光譜學測定乳液運動軌跡,得到粒子均方位移(Mean Squrare Displacement,MSD)與時間的關系曲線,根據MSD曲線推算出樣品的流變學參數:MSD曲線彈性平臺區部分的高度,定義為樣品的彈性因子(Elasticity Index,EI),表征樣品在靜止狀態下的樣品的強度;曲線彈性后部的斜率值定義為樣品的宏觀粘度因子(Macroscopic Viscosity Index,MVI),表征樣品在靜止狀態下的樣品的粘度;曲線彈性平臺區部分的斜率值定義為樣品的固液平衡值(Soild-Liquid-Balance,SLB),表征樣品在靜止狀態下的固液狀態;流動因子(I*)對應于一個相關的散斑圖重排對應的去相關時間的倒數,表征樣品中顆粒移動的快慢。

1.2.3.4 微膠囊粉包埋率 表面油含量的測定按照金夏陽[25]的方法稍作修改,稱取2 g微膠囊粉,溶于50 mL無水乙醚,振蕩5 min充分混勻提取表面油,過濾至平皿(平皿經105 ℃烘干至恒重),置于通風櫥中揮發0.5 h,105 ℃烘干至恒重。

表面油含量(%)=提取油質量/微膠囊粉質量×100

式(2)

總油含量的測定參照GB 5009.6-2016《食品安全國家標準 食品中脂肪的測定》堿水解法[26]。

總油含量(%)=總油質量/微膠囊粉質量×100

式(3)

微膠囊產率按照以下公式計算:

包埋率(%)=(1-表面油含量/總油含量)×100

式(4)

1.2.3.5 微膠囊粉的微觀結構形態 采用SEM觀察沙棘籽油微膠囊粉的微觀形態,將四種配方的微膠囊粉固定在樣品臺的導電膠上,壓縮空氣去除多余樣品,置于樣品室中觀察。儀器加速電壓10 kV,放大3000倍。

1.2.4 沙棘籽油過氧化值測定 過氧化值測定方法同1.2.1.4。將未經任何處理的沙棘籽油分裝到10 mL離心管中,9 mL/管,分裝6組;根據1.2.2抗氧化劑的篩選結果,將一定量的最佳天然抗氧化劑在沙棘籽油中充分溶解后分裝到10 mL離心管中,9 mL/管,分裝6組;微膠囊粉10 g/包分裝于鋁箔袋中封口,分裝6組;65 ℃恒溫加速保藏15 d,每3 d取樣測定沙棘籽油原油、添加抗氧化劑的沙棘籽油和最優配方微膠囊粉中沙棘籽油的過氧化值。

1.3 數據處理

數據均為3次重復試驗平均值,以平均值±標準誤差表示。采用Excel、Origin 8.5繪制圖表,SPSS 17.0軟件進行統計學分析,差異顯著性分析采用鄧肯(Duncan)多重比較,P<0.05為差異顯著。

2 結果與分析

2.1 沙棘籽油組成

氣相色譜分析結果如表2所示,沙棘籽油的主要脂肪酸組成為棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸,其中油酸、亞油酸、亞麻酸等不飽和脂肪酸含量高達80.6%±2.10%,不飽和脂肪酸含量越高,油脂越容易酸敗,說明沙棘籽油易氧化變質。超臨界二氧化碳萃取技術對脂溶性成分溶解能力較強[27],含有一定量的酚類物質和類胡蘿卜素等有抗氧化功效的成分,如表2所示,經測定總酚含量為(1.44±0.118) mg/g,類胡蘿卜素含量為(11.4±0.989) mg/100 g。

表2 沙棘籽油組成及質量指標

2.2 抗氧化劑的篩選

誘導期是指油脂中氫過氧化物快速生成所需的時間,誘導期越長,樣品氧化酸敗的速度越慢。Δ誘導期是指與沙棘籽油原油的誘導期比較,添加抗氧化劑后誘導期的變化量,正值即為抗氧化,負值即為促氧化。如圖1所示,隨著抗氧化劑添加量的增加,除維生素E外,其余抗氧化劑的Δ誘導期逐漸增大。沙棘籽油中添加VE,Δ誘導期呈現出先增加后降低的趨勢,與Cristina等[6]的研究維生素VE在低濃度時通過清除自由基抗氧化,高濃度有促氧化的作用一致。根據GB 2760-2014《食品添加劑使用標準》,BHA、BHT、L-AP在純油脂樣品中最大使用量均為0.2 g/kg,TP最大使用量為0.6 g/kg,RE最大使用量為0.7 g/kg,VE不限量。本研究以各種抗氧化劑的最大使用量為添加量,對沙棘籽油的抗氧化效果由強到弱依次為L-AP>TP>RE>BHT>BHA>VE,與人工合成抗氧化劑BHA、BHT相比,天然抗氧化劑中VE效果最差,L-AP效果最好。有研究報道,抗壞血酸和酚類物質同時存在,具有協同增效的抗氧化效果[7]。沙棘籽油中含有一定量的酚類物質,因此,可以實現與L-AP協同增效,抗氧化效果最好[28]。本研究將采用L-AP作為抗氧化劑,用于制備沙棘籽油乳液和微膠囊。

圖1 不同抗氧化劑對沙棘籽油誘導期的影響

2.3 沙棘籽油乳液及微膠囊粉的特性評價

2.3.1 不同配方對沙棘籽油乳液粒徑的影響 粒徑大小是影響乳液的沉降和絮凝穩定性的重要因素[29]。如圖2所示,比較四種不同配方的沙棘籽油乳液的粒徑分布,1#、2#配方沙棘籽油乳液粒徑分布規律相似,2#分布范圍稍向左偏移,粒徑尺寸稍小;3#沙棘籽油乳液粒徑分布范圍較寬,粒徑最大;4#粒徑分布明顯向左偏移,粒徑較小的液滴占比增多。1#與2#配方相比,減少5%變性淀粉,增加5% MD,說明MD具有減小液滴粒徑的效果。2#與3#配方相比,減少SC添加量,大部分液滴粒徑明顯增加,說明降低SC含量導致乳液整體粒徑增加,不利于乳液的穩定;4#與2#相比,添加適量三聚磷酸鈉,將乳液pH調整至中性,蛋白質分子間斥力增大,粒徑分布向左偏移,部分液滴粒徑明顯減小,可能是因為乳液pH調至中性后遠離SC的等電點,在等電點以上SC帶負電,蛋白質分子顆粒在溶液中分子間斥力增加,減少碰撞、凝聚而增加穩定性[30];綜上,4#配方乳液中粒徑較小的液滴占比較大,更利于乳液的穩定。

圖2 不同配方對沙棘籽油乳液粒徑的影響

2.3.2 不同配方對沙棘籽油乳液穩定性的影響 不同配方乳液的透光強度如圖3所示。在加速離心條件下,隨著離心時間的延長,4種配方乳液的透射比輪廓線逐漸上升,透光率增加,說明乳液中顆粒出現聚集現象。1#、2#和3#配方乳液,底部透光率增加,即乳液下層顆粒向上聚集,乳液上浮分層。4#配方乳液透光率變化范圍較寬,說明乳液中大部分顆粒出現上浮現象。分析原因,可能是4#乳液中粒徑較小的液滴占比較大,由于自身質量較小,在離心加速的作用下上浮明顯。以斯托克斯定律和郎伯比爾定律為理論基礎分析樣品透光譜圖,得出乳液不穩定性指數,如圖4。澄清指數越小,說明乳液分層越不明顯。比較四組乳液樣品,2#配方乳液的澄清指數最小,分層最不明顯,在離心條件下穩定性最好。

圖3 不同配方的沙棘籽油乳液透射光強度與離心時間的關系

圖4 不同配方沙棘籽油乳液的澄清指數

不同配方乳液的背散射光強度是將乳液樣品在靜置條件下放置1 d,觀察其透光率,顏色越深表示背散射光越強,反之,背散射光越弱。如圖5所示,4種配方乳液監測1 d后,1#、3#樣品透光率不均勻,有明顯分層現象;2#樣品頂部顏色略深,說明有輕微上浮現象;4#樣品放置1 d后無分層現象,體系分布均勻,最穩定。

圖5 不同配方乳狀液靜置1 d后的背散射光強度

加速離心和靜置兩種條件下測定4種乳液配方的穩定性,2#乳液在加速離心條件下穩定性最好;4#乳液在靜置狀態下能保持穩定的狀態,但在加速條件下促進粒子產生絮凝現象上浮分層。

2.3.3 不同配方對沙棘籽油乳液流變特性的影響 乳液流變特性可以用MSD曲線表征。MSD曲線可以表征液體樣品的粘彈性特征,MSD曲線呈線性直線表示樣品呈現牛頓流體的特征,屬于純流體,MSD曲線呈非線性曲線說明樣品呈現非牛頓流體的特征,屬于具有粘彈性的流體,粘彈性越大,固體特征越明顯[31-33]。圖6為四種配方乳液在2 h內的MSD曲線圖。隨著時間的延長,MSD曲線由左下向右上延伸。1#和2#乳液樣品的MSD曲線無明顯差異,呈線性直線,為純流體。并且兩個配方中SC添加量同為5%,變性淀粉和MD添加量不同,說明變性淀粉和麥芽糊精添加量對乳液的粘彈性影響較小。3#乳液樣品的MSD曲線也成線性直線,為純流體。但3#配方中SC含量為2.5%,且曲線較短,說明乳液粘性較小。4#乳液樣品添加STPP,其MSD曲線由線性直線逐漸轉變為非線性曲線,說明加入STPP改變了樣品中粒子的運動軌跡。在相等去相關時間內,粒子的均方位移減小,原因可能是STPP提高了溶液的pH,使溶液pH遠離SC等電點,促進SC與變性淀粉、抗性糊精、MD、沙棘籽油的結合,將更多的油滴包裹在壁材中,即溶液中自由移動的粒子減少,從而提高了沙棘籽油的包埋率。

圖6 不同配方對沙棘籽油乳液流變特性的影響

根據樣品的MSD曲線,得到樣品MVI、EI、SLB值、I*等相關數據,結果如圖7。流動因子對應MSD曲線圖中去相關時間的倒數,I*越小,SLB值越低,說明粒子運動受限,運動速度越低,樣品的固體特征越明顯;對于包埋樣品,EI、MVI的大小可以表征包埋效果的好壞,包埋效果越好,樣品中的粒子運動受結構影響越大,如圖7,4#配方樣品EI、MVI最大,SLB、I*較小,說明4#包埋效果最好。

圖7 不同配方沙棘籽油乳液的粘彈性

2.3.4 不同配方對沙棘籽油微膠囊的包埋率的影響 表面油含量是反映油脂包埋效果最直觀的指標,表面油含量越高,說明油脂包埋效果越差。四種配方微膠囊粉的表面油含量如表3所示:表面油含量1#>3#>2#>4#。1#、2#和3#配方差異不顯著,4#樣品表面油含量顯著(P<0.05)減小。比較1#、2#配方,說明用少量MD代替部分變性淀粉可以改善包埋效果。變性淀粉是一種低粘度壁材[34-35],乳化性能良好,MD作為變性淀粉的輔助壁材,可以填充到淀粉的孔狀間隙中,增加壁厚,截留沙棘籽油。比較2#和3#配方,降低SC添加量不利于沙棘籽油的包埋,原因是SC具有乳化作用,SC乳化包裹少量未被T809和MD截留的沙棘籽油,提高包埋率。因此SC減少,表面油含量增加。4#樣品加入STPP,表面油含量最低,為4.75%±0.340%,與2#相比,表面油含量降低10%以上,可能是因為加入STPP將體系pH調節至中性,遠離SC的等電點,蛋白溶解性增加,乳化性能隨之提高。因此沙棘籽油穩定性最佳配方為4#,其中T809 25%、MD 5%、SC 5%、STPP 0.6%。

表3 不同配方的沙棘籽油微膠囊表面油含量及包埋率

2.3.5 不同配方對沙棘籽油微膠囊的微觀結構的影響 微膠囊的微觀形態是評價微膠囊包埋效果的一項有效指標,從微觀形態可以直觀看到微膠囊的尺寸大小和形態結構,從圖8可以看出,與2#配方比較,1#配方微膠囊粉表面光滑,但粉體顆粒較大,說明2#用MD代替部分變性淀粉,改善了乳化效果,粉體顆粒減小;3#與2#相比,顆粒表面孔狀結構較多,說明減少SC添加量,微膠囊的包埋效果變差;4#較2#微膠囊粉表面凹陷和孔狀結構減少,說明加入STPP改善了微膠囊粉的包埋效果。綜上,從形態結構比較,4#配方微膠囊粉的包埋效果較好,與上述結果一致。

圖8 沙棘籽油微膠囊的掃描電鏡圖

2.4 沙棘籽油微膠囊粉的儲藏穩定性

根據以上結果,選用4#組樣品經噴霧干燥制粉后與沙棘籽油原油、添加L-AP的沙棘籽油65 ℃加速保藏對比。結果如圖9,隨著保藏時間的增加,三組樣品都呈現增加的趨勢,沙棘籽油原油組增加最快,其次是添加L-AP的沙棘籽油,變化最慢的是添加L-AP后包埋的沙棘籽油。過氧化值的增加與油脂酸敗直接相關,POV增加越快,油脂酸敗越快,氧化穩定性越低。沙棘籽油酸敗的POV限值為0.25 g/kg,以此酸敗限值為標準,沙棘籽油原油經65 ℃加速保藏后3 d內酸敗;添加L-AP組沙棘籽油約3～6 d酸敗,POV升高速度明顯降低;添加L-AP后包埋組沙棘籽油15 d內未達到酸敗限值,POV值無明顯變化。基于經驗Q10法[36-38],溫度每升高10 ℃,反應速率增加一倍,根據此規律外推得到貨架期,65 ℃條件下的保藏時間相當于25 ℃貨架期的24即16倍,沙棘籽油3 d內酸敗,即沙棘籽油在25 ℃貨架期不足48 d,添加抗氧化劑可延長一倍,添加抗氧化劑后包埋可將貨架期延長為至少8個月以上,說明包埋是提高沙棘籽油氧化穩定性的有效手段。

圖9 天然抗氧化劑和包埋對沙棘籽油氧化穩定性的影響

3 結論

沙棘籽油中不飽和脂肪酸含量大于80%。與添加等量合成抗氧化劑相比,L-AP與沙棘籽油中的酚類物質產生協同增效,抗氧化效果最好。經過對乳液穩定性進行評價,對沙棘籽油微膠囊表面油與包埋率進行比較,確定最佳配方為T809淀粉 15%、SC 5%、MD 5%、抗性糊精30%、甘蔗濃縮汁10%、沙棘籽油30%、異麥芽酮糖5%,STPP 3 g/L,包埋率高達91.8%±1.59%。沙棘籽油的氧化穩定性實驗表明,添加天然抗氧化劑L-AP并制備微膠囊,可以延長沙棘籽油的貨架期由原來的不足48 d延長至8個月以上。

本研究制備出一種包埋率高、氧化穩定性強、且含碳水化合物、蛋白、脂肪、膳食纖維、酚類等多種營養物質的沙棘籽油微膠囊粉,為沙棘籽油的廣泛應用奠定了良好的基礎。