劉立志 郭嬋娟 范智義 汪曉坤 薛 培 劉鄰渭

（西北農(nóng)林科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，楊凌 712100）

石榴籽油的微膠囊化研究

劉立志 郭嬋娟 范智義 汪曉坤 薛 培 劉鄰渭

（西北農(nóng)林科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，楊凌 712100）

以陜西臨潼酸石榴為試驗(yàn)原料，探討利用干酵母細(xì)胞作為壁材包埋石榴籽油制備微膠囊的可行性。通過(guò)正交試驗(yàn)研究芯材比、包埋溫度、包埋時(shí)間對(duì)包埋率的影響并優(yōu)化微囊化工藝，通過(guò)顯微觀察研究包有石榴籽油的酵母細(xì)胞的內(nèi)外形態(tài)，通過(guò)理化分析研究微膠囊化前后石榴籽油脂肪酸組成的區(qū)別和它們?cè)?0℃加速氧化條件下的穩(wěn)定性差異。在芯材比1∶1、包埋溫度70℃、包埋時(shí)間4 h的條件下，石榴籽油的包埋率達(dá)到53.35%。光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡和透射電鏡觀察顯示，包埋石榴籽油的酵母細(xì)胞更加飽滿，表面光滑、平整、無(wú)油滴，細(xì)胞器結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯變化，質(zhì)壁發(fā)生分離。GC-MS分析表明，包埋前后石榴籽油的脂肪酸組成無(wú)明顯變化；在儲(chǔ)藏過(guò)程中，微膠囊化的石榴籽油的穩(wěn)定性比對(duì)照明顯提高?？傊?，采用該工藝微膠囊化石榴籽油，可有效提高其儲(chǔ)存穩(wěn)定性，產(chǎn)品具有酵母外形、流動(dòng)性良好、食用安全性高，值得進(jìn)一步發(fā)展。

石榴籽油 干酵母 微膠囊 顯微結(jié)構(gòu) 儲(chǔ)存穩(wěn)定性

石榴（Punica granatum L.）又名安石榴、若榴、丹榴、天漿及金罌等，屬于石榴科石榴屬落葉灌木或者小喬木，我國(guó)南北各地均有種植，分布廣泛。有研究發(fā)現(xiàn)，石榴籽含油量高達(dá)50.9%，多為不飽和脂肪酸，其中石榴酸在石榴籽油中約占86%，因其含有共軛三烯結(jié)構(gòu)，性質(zhì)十分活潑，是一種非常獨(dú)特的天然抗氧化劑。

藥力學(xué)研究證明，石榴籽油及提取物具有抵抗炎癥和氧自由基對(duì)人體的損傷、延緩衰老、預(yù)防動(dòng)脈粥樣硬化、防治乳腺癌、降血糖、抗腹瀉等作用［1-4］。

石榴籽油中含有豐富的不飽和脂肪酸，因此在加工、儲(chǔ)藏和使用過(guò)程中易受空氣、光照、酶及金屬離子等的作用而發(fā)生自動(dòng)氧化反應(yīng)，導(dǎo)致酸敗變質(zhì)。所以，如何防止石榴籽油在食品加工及貯藏過(guò)程中氧化酸敗是一個(gè)不容忽視的問(wèn)題。

微膠囊是一種具有聚合物壁殼（或外膜）的微型包裝物。微膠囊技術(shù)可以將需要保護(hù)的固體、液體或氣體（稱為囊芯）包埋和固化在囊壁中，從而使芯材物質(zhì)免受外部環(huán)境的影響，降低揮發(fā)性，提高穩(wěn)定性。

微膠囊的制備方法通常包括化學(xué)法、物理法和物理化學(xué)法3類共20余種。這些方法一般存在制備過(guò)程復(fù)雜、工藝條件控制精度要求高、成本高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定差以及理想的囊壁材料有限等局限性。20世紀(jì)70年代，Shank發(fā)明了利用酵母細(xì)胞作為天然囊壁材料制備微膠囊的技術(shù)［5-6］。由于酵母價(jià)格低廉、細(xì)胞呈球形或橢球形，以分散的單細(xì)胞狀態(tài)存在，直徑在幾微米到20μm范圍，完整的細(xì)胞壁和細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)具有一定的強(qiáng)度和通透性，是理想的囊壁材料。

與傳統(tǒng)的微膠囊制備方法相比，以酵母細(xì)胞為囊壁材料制備微膠囊具有以下優(yōu)勢(shì)［7-8］：制備過(guò)程中，不需要或很少引入其他化學(xué)試劑，較少溶劑殘留或脫除的問(wèn)題，非常適合藥物和食品添加劑的包覆。該技術(shù)獲得的微膠囊產(chǎn)品大小均一、無(wú)毒、生物相容性好、易生物降解，因此給食品工業(yè)和醫(yī)藥業(yè)微膠囊化技術(shù)帶來(lái)了新的進(jìn)展。目前國(guó)內(nèi)已有采用酵母細(xì)胞對(duì)丁香油、冬青油、杏仁油等包埋的研究報(bào)道［9-11］，但利用酵母細(xì)胞對(duì)石榴籽油微膠囊化的研究鮮見(jiàn)報(bào)道。

本研究探討以干酵母細(xì)胞作為囊材制備石榴籽油微膠囊的可行性，優(yōu)化酵母對(duì)石榴籽油微膠囊化技術(shù)中的芯材比、包埋溫度、包埋時(shí)間等技術(shù)條件，初步獲得包埋率、表觀性狀和穩(wěn)定性較高的石榴籽油微膠囊。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

活性干酵母（啤酒專用酵母、釀酒專用酵母、面包專用酵母）：湖北安琪酵母股份有限公司；酸石榴：陜西臨潼；石油醚（沸程30～60℃）、石油醚（沸程60～90℃）：分析純，天津博迪化工股份有限公司；苯：分析純，成都科龍化工試劑廠；甲醇：分析純，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；無(wú)水乙醇：分析純，四川西號(hào)化工有限公司；辣椒紅素150E：益陽(yáng)市金大地天然色素有限公司；倫敦白膠（LR White）：上海桑戈生物科技有限公司；0.45μm有機(jī)系針式微濾膜濾頭：杭州賽析科技有限公司。

1.2 儀器

XHF-D高速分散器（內(nèi)切式勻漿機(jī)）：寧波新芝生物科技有限公司；BL3-120A超聲波清洗機(jī)：上海比朗儀器有限公司；SFA-C水浴恒溫振蕩器：常州國(guó)華電器有限公司；TSQ-280恒溫振蕩器：上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；7230可見(jiàn)分光光度計(jì)：上海精科實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；RE-52AA旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器：上海亞榮生化儀器廠；SHB-Ⅲ循環(huán)水式多用真空泵：鄭州城科工貿(mào)有限公司；KDC-40低速離心機(jī)：科大創(chuàng)新股份有限公司中佳分公司；DZF真空干燥箱：北京科偉永興儀器有限公司；JEOL-1230透射電子顯微鏡、JSM-6360LV掃描電鏡：日本電子公司；BX51+DP70顯微鏡：日本奧林巴斯公司；GCMS-QP2010氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀：日本島津公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 石榴籽的處理

洗凈石榴籽上殘余的果肉，瀝干水分后，置于不銹鋼盤(pán)中，在50℃下烘干，粉碎后過(guò)60目篩，收集過(guò)篩后的原料（石榴籽粉），裝瓶備用。

1.3.2 石榴籽油的浸提

浸提工藝流程：石榴籽→清洗、烘干→粉碎→過(guò)篩→超聲波浸提→料液分離（過(guò)濾）→濾液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)→石榴籽油

準(zhǔn)確稱取石榴籽粉與石油醚（沸程60～90℃）按1∶10的比例充分混于250 mL磨口燒瓶中，然后置于超聲波清洗器內(nèi)，在40℃下浸提60 min。提取結(jié)束后，過(guò)濾分離溶劑與殘?jiān)?，殘?jiān)檬兔严礈?～3次，合并濾液，在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器上減壓蒸餾，回收溶劑，得到的石榴籽油和殘余溶劑混合物，轉(zhuǎn)移至已稱重的燒杯，在105℃下干燥至恒重得到石榴籽油。

1.3.3 干酵母的預(yù)處理

將啤酒、釀酒、面包專用干酵母經(jīng)105℃滅活1 h，放涼后裝瓶備用。

1.3.4 石榴籽油微膠囊的制備

1.3.4.1 制備步驟

準(zhǔn)確稱取滅活的啤酒干酵母適量，按約1∶8的比例加水分散，按試驗(yàn)設(shè)計(jì)的不同芯材比加入石榴籽油，用高速剪切分散器于8 000 r／min乳化均質(zhì)6 s，轉(zhuǎn)入250 mL磨口燒瓶中。放入恒溫水浴振蕩器中，恒溫恒速（100 r／min）振蕩一定時(shí)間后，石榴籽油即可通過(guò)滲透擴(kuò)散作用進(jìn)入酵母細(xì)胞內(nèi)部，形成微膠囊。

取出磨口燒瓶，加入等體積的80%的乙醇溶液，攪拌均勻，靜置30 min，除去上清液，將沉淀于600 r／min離心分離10 min，離心沉淀物經(jīng)真空抽濾并用無(wú)水乙醇洗凈表面殘留的石榴籽油，60℃真空干燥24 h，得到石榴籽油微膠囊。

1.3.4.2 工藝參數(shù)優(yōu)化

通過(guò)L934正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)（見(jiàn)表1），探究包埋芯材比、包埋溫度和包埋時(shí)間3個(gè)因素對(duì)石榴籽油包埋率的影響并優(yōu)化最佳工藝參數(shù)。

表1 正交試驗(yàn)因素水平表

1.3.5 包埋率的測(cè)定

稱取5 g左右石榴籽油微膠囊，采用石油醚超聲波輔助提取法提取出其中包埋的石榴籽油，稱重。

石榴籽油微膠囊包埋率按下式計(jì)算：

石榴籽油微膠囊包埋率＝（m1／m2）×100%

式中：m1為提取的石榴籽油質(zhì)量／g；m2為加入的微膠囊質(zhì)量／g。

1.3.6 微膠囊化前后石榴籽油的GC-MS分析

1.3.6.1 石榴籽油的甲酯化處理

準(zhǔn)確稱取30 mg油樣，置于具塞試管中，加入2 mL石油醚（沸程 30～60℃）與苯（1∶1，V／V）混合液，振蕩使油脂溶解，加入1 mL 0.4 mol／L氫氧化鉀-甲醇溶液，混勻后于室溫下靜置5 min，再加入12 mL水，靜置后用注射器吸取上層溶液，并經(jīng)0.45 μm有機(jī)系微孔濾膜頭過(guò)濾后裝入1.5 mL色譜樣品瓶。

1.3.6.2 GC-MS分析條件

氣相色譜條件：rxi-5ms（30.0 m×0.25 mm）色譜柱；程序升溫由120℃以8℃／min升至220℃，然后以5℃／min升至280℃，保持5 min；載氣 He；載氣過(guò)柱流量1 mL／min；進(jìn)樣口溫度250℃；進(jìn)樣量1μL；分流比：80∶1。質(zhì)譜條件：EI離子源；輔助加熱200℃；掃描范圍50～450 m／z。

1.3.7 休止角的測(cè)定

采用GB 11986—1989方法。

1.3.8 石榴籽油微膠囊的形態(tài)結(jié)構(gòu)觀察

1.3.8.1 光學(xué)顯微鏡觀察

分別取少量滅活干酵母和石榴籽油微膠囊粉末，分別在蒸餾水中分散，制成菌懸浮液，各取一滴制成水浸片，在光學(xué)顯微鏡下觀察其形態(tài)。

1.3.8.2 掃描電鏡觀察

掃描電鏡樣品臺(tái)上貼上雙面膠，分別撒少許滅活干酵母與石榴籽油微膠囊粉末，吹去多余的粉末，噴金后用掃描電鏡觀察其形貌，加速電壓為20 kV。

1.3.8.3 透射電鏡觀察

分別將滅活干酵母和石榴籽油微膠囊用4%的戊二醛固定6 h以上，采用0.1 mol／L，pH 6.8的磷酸緩沖液（PBS）進(jìn)行沖洗，5、10、15、20、25、30 min各沖洗1次，然后在4℃下用1%鋨酸固定2 h。再用0.1 mol／L，pH 6.8的磷酸緩沖液（PBS）進(jìn)行沖洗，5、10、15、20、25、30 min各沖洗 1次。接著用 30%、50%、70%、80%、90%的乙醇各洗1次，每次15 min，最后用100%的乙醇脫水2次，每次30 min。采用白膠包埋劑與無(wú)水乙醇（按1∶1體積混合）滲透過(guò)夜；然后再用純白膠滲透2次，第1次2 h，第2次1 h。完成純白膠包埋，再置于60℃的烘箱烘干，烘干時(shí)間為48 h。摳出膠粒，經(jīng)修塊和超薄切片，用JEOL-1230透射電鏡觀察石榴籽油微膠囊結(jié)構(gòu)，定位攝影，加速電壓為80 kV。

1.3.9 石榴籽油微膠囊的體外抗氧化試驗(yàn)

采用 Schaal烘箱法（60±1）℃［12］，分別取適量石榴籽油和石榴籽油微膠囊，在烘箱內(nèi)于（60±1）℃，分別敞口放置，定時(shí)取出一定量石榴籽油和石榴籽油微膠囊，用石油醚（沸程30～60℃）充分提取微膠囊中包埋的石榴籽油并于70℃揮去石油醚。稱取相同質(zhì)量的這兩種油，測(cè)定過(guò)氧化值，根據(jù)10 d內(nèi)定時(shí)測(cè)定結(jié)果而匯成的過(guò)氧化值變化曲線，分析對(duì)比它們的耐氧化性能。根據(jù)Arrhenius經(jīng)驗(yàn)公式，Schaal烘箱法的1 d相當(dāng)于室溫下1個(gè)月的貨架壽命，因此可初評(píng)微膠囊的保質(zhì)效果。

1.3.10 過(guò)氧化值（POV）測(cè)定

采用GB／T 5009.37—2003過(guò)氧化值測(cè)定法進(jìn)行測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 石榴籽油微膠囊制品的包埋率及影響因素分析

正交試驗(yàn)的結(jié)果如表2所示，其方差分析結(jié)果如表3所示。極差分析和方差分析結(jié)果：包埋溫度對(duì)包埋效果的影響最大。隨著包埋溫度的升高，微膠囊中石榴籽油的包埋率也隨之增大，各水平間差異達(dá)到5%的顯著水平。溫度升高，一方面，加快分子運(yùn)動(dòng)速度，促進(jìn)石榴籽油向酵母細(xì)胞內(nèi)部擴(kuò)散；另一方面，可能會(huì)導(dǎo)致酵母細(xì)胞壁和細(xì)胞膜上蛋白質(zhì)的變性和一些脂溶性物質(zhì)的溶解，使細(xì)胞壁和細(xì)胞膜的通透性增加，這些作用使石榴籽油包埋率增大。芯材比對(duì)包埋效果影響不顯著但有影響，而包埋時(shí)間對(duì)包埋效果的影響不顯著。總之，各個(gè)因素對(duì)石榴籽油包埋率的影響順序?yàn)椋喊駵囟龋拘静谋龋景駮r(shí)間。

極差分析說(shuō)明，包埋溫度的最優(yōu)水平為A3；芯材比最優(yōu)水平為C2。極差分析和方差分析都說(shuō)明包埋時(shí)間的改變對(duì)包埋率只有微弱影響，因此，從經(jīng)濟(jì)性和對(duì)石榴酸的保護(hù)角度考慮，選包埋時(shí)間的最優(yōu)水平為B1。所以，在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)各因素的最佳組合為A3B1C2，即包埋溫度70℃、包埋時(shí)間4 h、芯材比為 1 g／g。

正交試驗(yàn)結(jié)果提示，繼續(xù)提高包埋溫度可能還會(huì)提高包埋率，而包埋率越高，在實(shí)際應(yīng)用中越有價(jià)值，但是，包埋溫度并不是越高越好，因?yàn)榘駵囟冗^(guò)高，酵母細(xì)胞會(huì)解體，實(shí)際可納入的石榴籽油又會(huì)流失。同時(shí)，由于在長(zhǎng)時(shí)間高溫條件下進(jìn)行，可能會(huì)造成石榴籽油中的不飽和脂肪酸發(fā)生氧化，影響其生物活性，因此沒(méi)有進(jìn)一步提高包埋溫度。

表2 正交試驗(yàn)方案及結(jié)果

表3 正交試驗(yàn)結(jié)果方差分析

取石榴籽油，采用啤酒酵母按最佳工藝方法進(jìn)行3次包埋驗(yàn)證試驗(yàn)，獲得的微膠囊包埋率平均結(jié)果是53.35%，略高于正交試驗(yàn)最大值（9號(hào)）。

2.2 不同種類酵母包埋率的比較

為了充分利用廢棄酵母資源，試驗(yàn)研究了啤酒酵母、釀酒酵母以及面包酵母對(duì)石榴籽油包埋效果的差異，結(jié)果如圖1所示。

圖1 不同種類酵母的包埋率

從圖1可以看出：由于3種酵母細(xì)胞對(duì)石榴籽油的吸附能力不同，釀酒酵母相比其他兩種酵母對(duì)石榴籽油的包埋效果好，但三者之間差別不顯著。所以，在工業(yè)生產(chǎn)中可以利用不同種類的廢棄干酵母混合物作為壁材；由于在制備微膠囊前須將干酵母進(jìn)行滅活處理，所以只要求酵母細(xì)胞結(jié)構(gòu)完整而其是否存在活性均可利用?？梢?jiàn)，在生產(chǎn)中可將工廠的廢棄酵母回收利用，降低原料成本，容易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

2.3 石榴籽油微膠囊形貌觀察與分析

從酵母細(xì)胞及石榴籽油微膠囊的光學(xué)顯微鏡照片（見(jiàn)圖2）中可看出：與滅活干酵母細(xì)胞相比，石榴籽油微膠囊體積有所膨脹，但顆粒完整，表面光滑、平整、無(wú)明顯油滴。

滅活干酵母細(xì)胞和石榴籽油微膠囊在掃描電鏡下的微觀形貌如圖3所示?？梢钥闯觯何窗袷褡延偷慕湍讣?xì)胞干癟，細(xì)胞碎片多。而石榴籽油微膠囊顆粒完整、碎片少（這可能由于低速離心分離微膠囊化酵母時(shí)，碎片保留在上清液中而被分離除去），細(xì)胞飽滿，表面光滑、致密、無(wú)孔隙，粒徑分布均勻，在4μm左右。

圖4是通過(guò)透射電鏡得到的酵母細(xì)胞及石榴籽油微膠囊的電子衍射圖。從圖4能夠看出：滅活干酵母細(xì)胞清晰、完好，細(xì)胞核結(jié)構(gòu)明顯，細(xì)胞器外形完整，原生質(zhì)緊貼于細(xì)胞壁，細(xì)胞壁外可觀察到胞外多糖。相比之下，石榴籽油微膠囊已無(wú)清晰的細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)，這可能是由于石榴籽油與細(xì)胞器膜相互作用，使細(xì)胞器結(jié)構(gòu)受到破壞，部分細(xì)胞原生質(zhì)與細(xì)胞壁產(chǎn)生明顯分離，但細(xì)胞壁仍能保持相對(duì)完整，細(xì)胞膜層變厚，推測(cè)是細(xì)胞膜上的磷脂和蛋白吸附石榴籽油后的結(jié)果。

圖2 酵母細(xì)胞及石榴籽油微膠囊的顯微圖像（×600）

圖3 干酵母細(xì)胞及石榴籽油微膠囊掃描電鏡照片（×2 000）

圖4 干酵母細(xì)胞及石榴籽油微膠囊透射電鏡照片

2.4 石榴籽油微膠囊流動(dòng)性

食品粉末的流動(dòng)性決定了它們的輸送、篩選、干燥等工藝特性，也影響它們和其他食料混合均勻的難易。休止角和流動(dòng)性呈負(fù)相關(guān)，一般來(lái)說(shuō)，休止角在30°以下則粉體流動(dòng)性好，30°～45°表明粉末流動(dòng)性較好，45°～60°表明流動(dòng)性一般，而高于60°表明流動(dòng)性差［14］。本研究制備的石榴籽油微膠囊的休止角為37.59°，流動(dòng)性較好，而滅活干酵母的休止角為42.79°。因此，石榴籽油微膠囊流動(dòng)性較好且優(yōu)于滅活干酵母。

2.5 微膠囊化過(guò)程中對(duì)石榴籽油穩(wěn)定性的影響

為了考察微膠囊化過(guò)程中對(duì)石榴籽油穩(wěn)定性的影響，采用超聲波輔助法萃取出最優(yōu)工藝條件下微膠囊包埋的石榴籽油，利用GC-MS對(duì)微膠囊化前后的石榴籽油的化學(xué)組成和含量進(jìn)行分析，結(jié)果如表4所示。從表4可看出：最佳工藝下制備微膠囊過(guò)程中石榴籽油的化學(xué)組成沒(méi)有發(fā)生明顯變化，主要成分石榴酸的含量略微降低且產(chǎn)生了γ-亞麻酸等。這可能是在微膠囊過(guò)程中石榴酸發(fā)生少量異構(gòu)化和氧化，導(dǎo)致亞麻酸、γ-亞麻酸、油酸、亞油酸、十八碳烯酸和硬脂酸的含量上升但不顯著。因此，采用現(xiàn)有工藝條件制備微膠囊，對(duì)石榴籽油的穩(wěn)定性影響很小。

表4 微膠囊化前后及儲(chǔ)藏前后石榴籽油脂肪酸成分含量分析

2.6 微膠囊化石榴籽油的儲(chǔ)藏穩(wěn)定性

2.6.1 微膠囊石榴籽油在儲(chǔ)藏中的耐氧化性

油脂的過(guò)氧化值是衡量脂肪酸敗程度的重要指標(biāo)。將石榴籽油微膠囊與未微膠囊化處理的石榴籽油在（60±1）℃培養(yǎng)箱中進(jìn)行加速氧化試驗(yàn)，其結(jié)果如圖5所示。

由圖5可見(jiàn)，試驗(yàn)起始，微膠囊化石榴籽油的過(guò)氧化值比未微膠囊化的石榴籽油高，這是因?yàn)槲⒛z囊化過(guò)程中石榴籽油已經(jīng)過(guò)70℃下振蕩4 h且60℃干燥24 h，因而石榴籽油已發(fā)生部分氧化而致。隨后，未微膠囊化的石榴籽油的過(guò)氧化值急速增加，而石榴籽油微膠囊的過(guò)氧化值增加速度一直比較緩慢。這是因?yàn)?，石榴籽油中的不飽和脂肪酸含量很高，在高溫和氧的作用下，未微膠囊化的石榴籽油發(fā)生自動(dòng)氧化和裂解，而石榴籽油微膠囊在酵母細(xì)胞膜壁的保護(hù)作用下，一方面有效地阻止了氧氣的滲透，防止自由基的產(chǎn)生；另外一方面石榴籽油與細(xì)胞膜及細(xì)胞器膜緊密結(jié)合，也有提高其抗氧化的作用。所以，干酵母細(xì)胞微膠囊化處理顯著地延長(zhǎng)石榴籽油的保質(zhì)期。

圖5 微囊化前后石榴籽油在（60±1）℃時(shí)過(guò)氧化值的變化

2.6.2 微膠囊石榴籽油的脂肪酸在儲(chǔ)藏中的變化

為研究未微膠囊化的石榴籽油以及微膠囊化的石榴籽油在（60±1）℃環(huán)境中儲(chǔ)存10 d后脂肪酸的變化情況，采用GC-MS對(duì)其成分和含量進(jìn)行分析，結(jié)果如表4所示。將A樣與C樣比較可知，未微膠囊化的石榴籽油儲(chǔ)存后組成成分和含量變化顯著，其中一部分石榴酸發(fā)生異構(gòu)化和較嚴(yán)重氧化，致使亞麻酸、γ-亞麻酸的含量增加，石榴酸含量降低，同時(shí)γ-亞麻酸發(fā)生氧化和裂解，生成反，反-2，4-十二碳二烯醛氧化產(chǎn)物，說(shuō)明石榴籽油不穩(wěn)定易變質(zhì)，有必要進(jìn)行微膠囊化保護(hù)。將B樣與D樣相比可知，微膠囊化的石榴籽油脂肪酸組成及含量變化不大，其主要成分石榴酸基本沒(méi)變化且未檢測(cè)出氧化產(chǎn)物，這與儲(chǔ)藏過(guò)程中過(guò)氧化值的變化規(guī)律相符，二者共同說(shuō)明石榴籽油經(jīng)微膠囊化處理穩(wěn)定性顯著增強(qiáng)。

3 討論

本研究在對(duì)干酵母細(xì)胞包埋石榴籽油的工藝中，有些問(wèn)題已經(jīng)解決，比如：1）使用滅活的酵母細(xì)胞比活細(xì)胞性質(zhì)穩(wěn)定，而且部分加大其細(xì)胞壁和細(xì)胞膜的通透性；2）使用高速分散器可將水、滅活干酵母和石榴籽油在一定條件下乳化成均質(zhì)體系，從而有利于石榴籽油以油乳滴的形式擴(kuò)散滲入被水溶脹的滅活酵母細(xì)胞中；3）在本試驗(yàn)條件范圍內(nèi)，優(yōu)化了芯材與壁材比和油乳滴擴(kuò)散滲入滅活酵母的溫度等條件；4）初步確定了石榴籽油酵母細(xì)胞微膠囊的微觀結(jié)構(gòu)以及石榴籽油在其中的分布。但有些問(wèn)題雖然觀察到了，也只是有限解決了，比如：1）根據(jù)試驗(yàn)摸索，用XHF-D高速分散器的1號(hào)剪切頭，于8 000 r／min乳化均質(zhì)6 s這個(gè)條件可獲得相對(duì)最佳的水-滅活干酵母-石榴籽油均質(zhì)體系。過(guò)小轉(zhuǎn)速和過(guò)短均質(zhì)時(shí)間不能使油滴穩(wěn)定分散成大小適當(dāng)?shù)娜榈?，因而不易接觸和擴(kuò)散進(jìn)入酵母細(xì)胞，結(jié)果包埋率明顯降低；過(guò)大轉(zhuǎn)速和過(guò)長(zhǎng)均質(zhì)時(shí)間可能會(huì)造成酵母細(xì)胞受到過(guò)渡剪切，完整性降低。因此，雖然油乳滴更容易進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部，但在清洗細(xì)胞表面吸附的油時(shí)，細(xì)胞內(nèi)部的油也被同時(shí)大量洗出，結(jié)果包埋率也明顯降低。然而，這一最佳均質(zhì)條件只是在現(xiàn)有設(shè)備條件下的適宜條件，換個(gè)均質(zhì)機(jī)可能會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。因此，必需進(jìn)一步研究最佳乳化均質(zhì)條件下乳滴的尺寸分布范圍和酵母細(xì)胞的微觀結(jié)構(gòu)，才能最終確定最佳乳化均質(zhì)要求和工藝參數(shù)；2）制備微膠囊的技術(shù)中使用滅活干酵母這個(gè)低成本環(huán)保材料，并且有一定營(yíng)養(yǎng)，可解決發(fā)酵工業(yè)的廢棄酵母利用問(wèn)題。但制備過(guò)程中也使用了一定量乙醇，需要通過(guò)回收而反復(fù)使用，降低這一成本；3）本研究最佳工藝所得的石榴籽油包埋率（53.35%）雖然比采用酵母細(xì)胞包埋丁香油、冬青油和杏仁油的包埋率都高［9-11］，但與噴霧干燥法包埋石榴籽油的包埋率［13］還有較大差距，需要進(jìn)一步研究加以提高。

4 結(jié)論

4.1 利用滅活干酵母細(xì)胞作為囊壁材料包埋石榴籽油具有可行性，在包埋溫度70℃，包埋時(shí)間4 h，芯材比為1∶1工藝條件下制備的微膠囊包埋率可達(dá)53.35%。

4.2 石榴籽油微膠囊的酵母細(xì)胞飽滿，表面光滑、無(wú)油滴、致密、無(wú)孔隙，粒徑分布均勻，在4μm左右；在細(xì)胞膜和細(xì)胞器膜上能觀察到油層，無(wú)明顯細(xì)胞器結(jié)構(gòu)，質(zhì)壁發(fā)生分離。

4.3 采用最佳工藝條件制得的微膠囊，對(duì)石榴籽油的穩(wěn)定性影響很小。在（60±1）℃的儲(chǔ)藏環(huán)境中，該微膠囊中的石榴籽油的穩(wěn)定性顯著高于未經(jīng)微膠囊化的石榴籽油。

［1］Irene O C M Vroegrijk，Janna A.van Diepen，et al.Pomegranate seed oil，a rich source of punicic acid，prevents diet-induced obesity and insulin resistance in mice［J］.Food and Chemical Toxicology，2011，49（6）：1426-1430

［2］Tian Yuting，Xu Zhenbo，Zheng Baodong，et al.Optimization of ultrasonic-assisted extraction of pomegranate（Punica granatum L.） seed oil［J］.Ultrasonics Sonochemistry，2013，20（1）：202-208

［3］Mehdi Mohagheghi，Karamatollah Rezaei，Mohsen Labbafi，et al.Pomegranate seed oil as a functional ingredient in beverages［J］.European Journal of Lipid Science and Technology，2011，113（6）：730-736

［4］Caligiani，Augusta，Bonzanini，et al.Characterization of a potential nutraceutical ingredient：pomegranate （Punica granatum L.）seed oil unsaponifiable fraction［J］.Plant Foods Hum Nur，2010，65（3）：277-283

［5］Joseph L.shank，Mattteson，I11.Encapsulation process utilizing microorgnisms and products produced thereby［P］.US：4001480，1997

［6］Sweta Rathore，Parind Mahendrakumar Desai，Celine Valeria，et al.Microencapsulation of microbial cells［J］.Journal of Food Engineering，2013，116（2）：369-381

［7］Federica Ciamponi，Craig Duckham，Nicola Tirelli.Yeast cells as microcapsules.Analytical tools and process variables in the encapsulation of hydrophobes in S.cerevisiae［J］.Appl Microbiol Biotechnol，2012，95（6）：1445-1456

［8］Takayuki Takei，Kaoru Ikeda，Hiroyuki Ijima，et al.Preparation of polymeric microcapsules enclosing microbial cells by radical suspension polymerization via water-in-oil-in-water emulsion［J］.Polymer Bulletin，2010，65（3）：283-291

［9］鄒克琴，王金宇，李淑芬，等.利用干酵母細(xì)胞微膠囊化丁香油的研究［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2006，22（9）：206-209

［10］王金宇，李淑芬，田松江.冬青油酵母微膠囊的制備［A］／／第三屆全國(guó)制藥工程科技與教育研討會(huì).2004

［11］孫蘭萍，張斌，馬龍，等.杏仁油的超臨界CO2萃取及微膠囊的制備［J］.中國(guó)糧油學(xué)報(bào)，2009，24（1）：80-84

［12］黃克，崔春，趙謀明，等.Rancimat法與 Schaal烘箱法測(cè)定花生油和花生醬氧化穩(wěn)定性的對(duì)比［J］.食品與發(fā)酵工業(yè)，2011，37（10）：145-148

［13］程杰順，姜紹通，蔡克周.石榴籽油微膠囊化的工藝研究［J］.農(nóng)產(chǎn)品加工·創(chuàng)新版，2012（11）：65-67

［14］李佳寧，周惠明，朱科學(xué).微膠囊化黑芝麻油的制備及性質(zhì)研究［J］.中國(guó)油脂，2009，34（9）：5-9.

Microencapsulation of Pomegranate Seed Oil

Liu Lizhi Guo Chanjuan Fan Zhiyi Wang Xiaokun Xue Pei Liu Linwei
（College of Food Science and Engineering，Northwest A＆F University，Yangling 712100）

In the research，pomegranate seed oil（PSO）extracted from the sour pomegranate fruit produced in Lintong，Shanxi Province was used as the protective object.The feasibility on the microencapsulation of highly unsaturated oil that contained with yeast cells was studied.The ratio of the core to wall material，encapsulating temperature and the encapsulating time were optimized by the orthogonal experiment.Light microscope and electro-microscope were utilized for morphology observation.The oxidation stability of the oil was investigated by the accelerate oxidation test at 60℃as well as analysis of the oil component and peroxide value.The optimum encapsulating conditions were 1∶1 of ratio of the core to wall material，encapsulating at 70℃，and lasting the encapsulating procedure for 4 h.On the condition，the oil embedding rate reached to 53.35%.The yeast cells，as microcapsules，were fixed to a better power of fuller cells with smooth and non-greasy surface.The organelle structure became unclear observed by light microscope，TEM and SEM.The fatty acid compositions of the PSO were detected by GC-MS to be with a small difference before and after microencapsulation.The oxidation rate of the oil in the microcapsules was significantly slower than that of the control during the period of the accelerate oxidation test.In conclusion，using yeast cells had efficiently encapsulated pomegranate oil and increases its stability，and the product keeped the cell original shape for very good fluidity and food safety.Therefore，the technology was worthy of further development.

pomegranate seed oil，dried yeast，microencapsule，microstructure，storing stability

TS222+.1

A

1003-0174（2015）02-0043-07

西北農(nóng)林科技大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新性試驗(yàn)計(jì)劃（1210712140）

2013-10-20

劉立志，男，1991年出生，碩士，食品安全與檢測(cè)

劉鄰渭，男，1953年出生，教授，食品化學(xué)、分析、營(yíng)養(yǎng)和安全