劉建輝,閆明暄,鄭丹妮
(1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)理工學(xué)院,河北滄州061100;2.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)海洋學(xué)院,河北秦皇島066003)
微膠囊技術(shù)在食用油脂中的應(yīng)用研究概況
劉建輝1,閆明暄2,鄭丹妮1
(1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)理工學(xué)院,河北滄州061100;2.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)海洋學(xué)院,河北秦皇島066003)
微膠囊技術(shù)作為一種新型技術(shù),目前已被廣泛應(yīng)用于食品加工領(lǐng)域。在油脂方面的應(yīng)用研究,對(duì)于其工業(yè)化發(fā)展具有重要意義。介紹目前微膠囊化處理食用油脂技術(shù)的研究現(xiàn)狀,并對(duì)該技術(shù)近年來(lái)在食用油脂領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)展進(jìn)行綜述。
微膠囊;食用油脂;應(yīng)用
微膠囊化是一種利用特殊材料將各種形態(tài)物質(zhì)包埋起來(lái),只有在指定的條件下才能將里面物質(zhì)釋放出來(lái)的微型包裝技術(shù)。通常將被包埋的物質(zhì)稱(chēng)之為芯材,也稱(chēng)為核或內(nèi)容物。將包埋芯材實(shí)現(xiàn)微膠囊化的物質(zhì)稱(chēng)之為壁材,也稱(chēng)為殼、被膜或囊材。壁材大多以多糖、蛋白質(zhì)和纖維素為主要材料,再添加一些其他成分制得。根據(jù)所選壁材、芯材及加工工藝的不同,所制備的微膠囊形狀也會(huì)有所不同,有球形、谷形、粒形、塊形或其他不規(guī)則形狀。微膠囊技術(shù)有很多功能,可以降低毒性、提高物質(zhì)的穩(wěn)定性,還可以掩蓋食品本身不愉快的氣味。該技術(shù)早在20世紀(jì)50年代就已經(jīng)得到應(yīng)用,解決了許多傳統(tǒng)方法難以應(yīng)對(duì)的難題。該技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于油脂生產(chǎn)中,經(jīng)過(guò)微膠囊化處理的油脂更加便于貯藏和運(yùn)輸,進(jìn)一步拓寬了油脂的適用范圍,為其工業(yè)化發(fā)展提供了更加便利的條件。對(duì)微膠囊技術(shù)在油脂中應(yīng)用的研究概況進(jìn)行綜述,以期為后續(xù)研究提供參考。
1.1 微膠囊壁材的選擇
物質(zhì)包埋率及釋放率主要與壁材的選擇有關(guān),所以壁材的選擇是微膠囊技術(shù)的關(guān)鍵。壁材的選擇遵循以下原則:①壁材必須與芯材相適應(yīng),但不能發(fā)生化學(xué)反應(yīng),芯材和壁材的溶解性應(yīng)不同,即芯材是油溶性的,應(yīng)選擇水溶性的壁材。②壁材應(yīng)該有較好的成膜性和穩(wěn)定性,符合國(guó)家食品安全衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)[1]。目前,許多高分子材料均可以作為壁材,但若從食品安全方面考慮,天然高分子材料更為安全可靠。③材料來(lái)源應(yīng)廣泛、易得、成本較低。例如,蘇平等人[2]采用新型的生物包埋技術(shù),以酵母細(xì)胞為壁材、用黃秋葵花黃酮作為芯材進(jìn)行試驗(yàn)研究,結(jié)果表明在一定條件下包埋率可達(dá)到64.2%。黃酮微膠囊具有一定的緩釋性,抗氧化效果好。目前,微膠囊技術(shù)越來(lái)越成熟,已被廣泛應(yīng)用于維生素、油脂、食品添加劑等多種食品的加工及包裝中。
1.2 微膠囊芯材的選擇
包裹在微膠囊內(nèi)部的物質(zhì)稱(chēng)為芯材,它可以是單一的物質(zhì),也可以由幾種物質(zhì)混合組成。芯材與壁材應(yīng)互不相溶,如芯材為親油性物質(zhì),宜選用疏水性壁材進(jìn)行包埋。在食品領(lǐng)域,芯材的主要成分常為功能性油脂、食品添加劑和一些生物活性物質(zhì)等[3]。
1.3 油脂微膠囊化技術(shù)
噴霧干燥技術(shù)是目前油脂微膠囊化在工業(yè)化生產(chǎn)中采用的主要技術(shù),目前該技術(shù)主要應(yīng)用于花生油、大豆油、魚(yú)油、蘇子油等油脂生產(chǎn)中。噴霧干燥技術(shù)主要分為乳化工藝和噴霧造粒2個(gè)階段,該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于工藝操作簡(jiǎn)單、便于連續(xù)化生產(chǎn),因而使用廣泛。
復(fù)凝聚法主要用于核桃油、亞麻籽油、魚(yú)油等油脂的包埋,通過(guò)調(diào)節(jié)pH值、稀釋或調(diào)節(jié)溫度使壁材相互作用而凝聚析出,形成微膠囊[4]。該方法適用于非水溶性芯材的包埋,但其不足之處在于生產(chǎn)成本較難控制。銳孔-凝固法和包絡(luò)結(jié)合法也適用于食用油脂微膠囊化,但目前還缺乏系統(tǒng)性的研究[5]。
2.1 微膠囊化在亞麻籽油中的應(yīng)用
由于亞麻籽油中不飽和脂肪酸對(duì)氧的敏感性及自身特有的氣味,使其在食品方面的應(yīng)用受到了很大限制[6-7]。因此,近年來(lái)亞麻籽油微膠囊化方面的研究依舊是國(guó)內(nèi)外研究熱點(diǎn)。亞麻籽油微膠囊化主要采用的技術(shù)有噴霧干燥技術(shù)、復(fù)合凝聚技術(shù)和冷凍干燥技術(shù);可用壁材范圍較廣,常用的壁材主要有明膠、阿拉伯膠、變性淀粉、亞麻籽膠和麥芽糊精等[7];包封率穩(wěn)定性較高。
近年來(lái)亞麻籽油微膠囊化的研究進(jìn)展見(jiàn)表1。
表1 近年來(lái)亞麻籽油微膠囊化的研究進(jìn)展
2.2 微膠囊化在紫蘇籽油中的應(yīng)用
紫蘇籽油是目前已知α-亞麻酸含量最高的天然食用植物油,含量高達(dá)70%左右,營(yíng)養(yǎng)價(jià)值非常高。因此,紫蘇籽油在微膠囊化方面的研究意義重大。目前,國(guó)內(nèi)外紫蘇油在提取和分析其生理活性方面的相關(guān)研究較為集中[3],有關(guān)微膠囊化的研究有所欠缺。紫蘇籽油微膠囊化的壁材來(lái)源較廣,主要有β-環(huán)糊精及大豆分離蛋白等。許源、江慧娟等人[13-14]分別利用超臨界包合法和物理吸附法對(duì)紫蘇油進(jìn)行微膠囊化,這2種方法都不需要經(jīng)過(guò)乳化、均質(zhì)等工藝,而且不會(huì)改變油脂風(fēng)味,但不足之處在于包封率低、資源浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重等。近年來(lái),研究者通過(guò)對(duì)紫蘇籽油微膠囊化的不斷探究,包封率有了很大程度的提高,制備方法也逐漸多樣化。
紫蘇籽油的微膠囊化研究概況見(jiàn)表2。
表2 紫蘇籽油的微膠囊化研究概況
2.3 微膠囊化在紅松松仁油中的應(yīng)用
紅松松仁油是一種富含多種不飽和脂肪酸的天然植物油脂。減肥、抗衰老功效顯著,但由于其穩(wěn)定性較差,易發(fā)生氧化變質(zhì),使紅松松仁油的營(yíng)養(yǎng)保健作用和生理功效減弱,應(yīng)用受限。采用微膠囊技術(shù)將紅松松仁油微膠囊化,既可以提高其穩(wěn)定性,又能更好地發(fā)揮其生理功效。李景彤[19]以紅松松仁油為研究對(duì)象,選用黑木耳多糖、麥芽糊精和β-環(huán)糊精為壁材,分別采用分子包埋法和乳液聚合法制備紅松松仁油微膠囊,并對(duì)其相關(guān)的生理功能和理化性質(zhì)進(jìn)行研究。結(jié)果表明,紅松松仁油經(jīng)微膠囊化后可有效將油脂釋放于腸內(nèi),對(duì)高脂血癥小鼠在減輕體重、調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝、增強(qiáng)免疫等方面具有顯著效果,說(shuō)明紅松松仁油微膠囊作為功能性食療保健品具有良好的開(kāi)發(fā)前景。
2.4 微膠囊化在牡丹籽油中的應(yīng)用
牡丹籽油富含不飽和脂肪酸,可以作為功能性油脂直接食用,同時(shí)也具有保養(yǎng)皮膚、護(hù)發(fā)等功效。但其性質(zhì)很不穩(wěn)定,極易氧化變質(zhì),同時(shí)具有水不溶性,使其在液態(tài)食品中的應(yīng)用受到限制。微膠囊化不僅能夠有效延緩牡丹籽油的氧化變質(zhì),而且還能改變其物理特性[3]。賈玉良[20]將按一定比例混合的β-環(huán)糊精、阿拉伯膠和大豆蛋白作為壁材,在一定條件下采用噴霧干燥技術(shù)進(jìn)行微膠囊化,產(chǎn)品包埋率可達(dá)到82.4%,包埋效果較好。
國(guó)外有關(guān)微膠囊技術(shù)的研究起步較早,在歐美國(guó)家,微膠囊技術(shù)作為一種食品加工方法已經(jīng)非常普遍。我國(guó)有關(guān)微膠囊技術(shù)的研究起步較晚,但是近年來(lái)該技術(shù)也得到了較為廣闊的發(fā)展,然而與國(guó)外相比,仍處于起步階段。國(guó)內(nèi)應(yīng)進(jìn)一步加大有關(guān)微膠囊技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的研究力度,這對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)的改進(jìn)、新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)等意義重大。
[1]席慕瑤.林蛙油脂溶性抗氧化活性物質(zhì)的提取工藝研究[D].長(zhǎng)春:吉林大學(xué),2016.
[2]蘇平,宋思圓,吳秋敏,等.黃秋葵花黃酮的酵母微膠囊制備及其對(duì)油脂的抗氧化能力[J].中國(guó)食品學(xué)報(bào),2016,16(4):153-158.
[3]劉成祥.牡丹籽油微膠囊的制備及其性質(zhì)研究[D].無(wú)錫:江南大學(xué),2016.
[4]葛昕.微膠囊化茶油的制備技術(shù)及工藝優(yōu)化[D].北京:中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院,2013.
[5]陳龍.水酶法提取核桃油及其微膠囊的制備研究[D].貴陽(yáng):貴州大學(xué),2015.
[6]劉斯博.亞麻籽油微膠囊的制備及其釋放性能研究[D].鄭州:河南工業(yè)大學(xué),2016.
[7]韓麗麗,侯占群,文劍,等.富含α-亞麻酸的功能性油脂及其微膠囊化研究進(jìn)展[J].食品研究與開(kāi)發(fā),2015,36(21):185-189.
[8]Sócrates Q C,Marleny D A Salda na,F(xiàn)eral Temelli.Microencapsulation of flax oil with zein using spray and freeze drying[J].LWT-Food Science and Technology,2011,44(9):1 880-1 887.
[9]Renata V Tonon,Ranie B Pedro,Carlos R F Grosso,et al.Microen-capsulation of flaxseed oil by spray drying:effect of oil load and type of wall material[J].Drying Technology,2012,30(13):1 491-1 501.
[10]陳元濤,郭智軍,張煒,等.亞麻籽膠為壁材制備亞麻油微膠囊[J].食品科學(xué),2013,34(4):80-82.
[11]Helena C F Carneiro,Renata V Tonon,Carlos R F Grosso,et al.Encapsulation efficiency and oxidative stability of flaxseed oil microencapsulated by spray drying using different combinations of wall materials[J].Journal of Food Engineering,2013,115(4):443-451.
[12]Asli Can Karaca,Nicholas Low,Michael Nickerson.Encapsulation of flaxseed oil using a benchtop spray dryer for legume protein maltodextrin microcapsule preparation[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry,2013,61(21):5 148-5 155.
[13]許源.紫蘇油超臨界萃取及環(huán)糊精包合一體化研究[D].昆明:昆明理工大學(xué),2010.
[14]江慧娟,呂小蘭,黃贛輝.多孔淀粉粉末紫蘇籽油的制備及其抗氧化性[J].食品科學(xué),2013,34(12):95-98.
[15]陳琳,李榮,姜子濤,等.微膠囊化方法對(duì)紫蘇油包埋性能的比較研究[J].食品工業(yè)科技,2013,34(20):176-180.
[16]徐江波,肖江,陳元濤,等.噴霧干燥法制備紫蘇籽油微膠囊的研究[J].中國(guó)調(diào)味品,2013,38(12):9-13.
[17]陳琳,李榮,張祿捷,等.復(fù)凝聚法紫蘇油微膠囊的制備及其性能研究[J].食品工業(yè)科技,2015,36(3):232-238.
[18]袁發(fā)滸,陳婷,黃強(qiáng),等.桃膠-明膠復(fù)合凝聚法制備紫蘇籽油微膠囊研究[J].長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2016,13(15):69-73.
[19]李景彤.紅松松仁油微膠囊的制備及生理功能研究[D].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué),2015.
[20]賈玉良.牡丹籽油提取工藝優(yōu)化及其微膠囊化技術(shù)研究[D].楊凌:西北農(nóng)林科技大學(xué),2015.◇
Application of Microencapsulation Technology in Edible Oils and Fats
LIU Jianhui1,YAN Mingxuan2,ZHENG Danni1
(1.College of Science&Technology,Hebei Agricultural University,Cangzhou,Hebei 061100,China;2.College of Ocean,HebeiAgricultural University,Qinhuangdao,Hebei 066003,China)
Micro capsule technology as a new technology,has been widely used in the field of food processing.Application in oil area has important significance for its industrialization development.This paper briefly introduces the research status of the microencapsulation of edible oil processing technology,and the technology is reviewed progress in the application of edible oil field in recent years.
microencapsulation;edible fat and oil;use
TS255.1
A
10.16693/j.cnki.1671-9646(X).2017.08.020
1671-9646(2017)08a-0065-03
2017-07-07
劉建輝(1995—),女,本科,研究方向?yàn)槭称焚|(zhì)量與安全。