趙彥巧，王 月，孟翔宇，李鈺琨

（天津商業(yè)大學(xué)生物技術(shù)與食品科學(xué)學(xué)院/天津市食品生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300134）

0 引言

【研究意義】玫瑰茄（Hibiscus sabdariffa），別名洛神花，是一種藥用可食植物[1]。玫瑰茄富含大量的花色苷和有機(jī)酸[2?3]?；ㄉ帐且环N天然水溶性色素，具有助消化、降血壓和抗氧化的重要作用。然而由于其化學(xué)穩(wěn)定性低，易直接受到光、溫度、pH 和一些金屬離子的影響[4?5]，極大限制了花色苷在食品和醫(yī)藥方面的應(yīng)用。微膠囊技術(shù)能夠有效保護(hù)活性成分，減少外部因素的影響，控制芯材釋放，延長(zhǎng)產(chǎn)品的儲(chǔ)存期限，減少營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的流失等[6?7]。其中噴霧干燥法是一種適用于熱敏性材料微膠囊化的物理方法[8]，與其他方法相比，噴霧干燥法產(chǎn)生的顆粒更細(xì)更均勻[9]。麥芽糊精具有溶解性好和穩(wěn)定性高的特點(diǎn)，阿拉伯樹膠是一種具有良好的乳化和成膜特性的水溶性多糖[10]，以兩者為復(fù)合壁材，通過噴霧干燥法制備玫瑰茄花色苷微膠囊，可以提高花色苷的穩(wěn)定性，使其更好地應(yīng)用于食品和醫(yī)藥領(lǐng)域。【前人研究進(jìn)展】唐璐等[11]采用正交試驗(yàn)優(yōu)化黑果腺肋花楸花色苷微膠囊工藝條件，結(jié)果表明最佳工藝條件為：壁材（阿拉伯膠與麥芽糊精）質(zhì)量比2∶3、芯壁質(zhì)量比2∶8、入口溫度120 ℃、進(jìn)料量15 mL·min?1，花色苷微膠囊化后穩(wěn)定性明顯提高。Mehdi 等[12]對(duì)噴霧干燥法制備薄荷精油微囊的工藝條件進(jìn)行優(yōu)化，結(jié)果表明最佳條件是壁材35%，精油4%，入口溫度110 ℃，最大保留率為91.0%。Mohammed等[13]研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)微囊化處理的紅樹莓花色苷熱穩(wěn)定性和儲(chǔ)存穩(wěn)定性明顯提高，在模擬胃腸道條件下具有良好的釋放性能?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】目前采用噴霧干燥法制備玫瑰茄花色苷微膠囊的研究以及微膠囊化花色苷的穩(wěn)定性在國(guó)內(nèi)外鮮見報(bào)道?！緮M解決的關(guān)鍵問題】本研究以阿拉伯樹膠和麥芽糊精為壁材，玫瑰茄花色苷為芯材，優(yōu)化噴霧干燥法制備玫瑰茄花色苷微膠囊的工藝條件，以提高包埋率及穩(wěn)定性；并用掃描電鏡觀察花色苷微膠囊的微觀形貌，考察微膠囊在不同條件下的穩(wěn)定性，為玫瑰茄的深度開發(fā)利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

玫瑰茄（云南武定），阿拉伯樹膠（食品級(jí)）、檸檬酸（食品級(jí)）（均為河南擴(kuò)源化工產(chǎn)品有限公司產(chǎn)品），麥芽糊精（食品級(jí)）、檸檬酸鈉（食品級(jí)）（均為浙江一諾生物科技有限公司產(chǎn)品），氯化鉀（AR）（天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司），濃鹽酸（AR）（天津百奧泰科技發(fā)展有限公司），無水醋酸鈉（AR）（國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司），無水乙醇（AR）（天津市鑫橋化工貿(mào)易有限公司），純水（實(shí)驗(yàn)室自制）。

1.2 儀器與設(shè)備

YC-015 實(shí)驗(yàn)型噴霧干燥機(jī)（上海雅程儀器設(shè)備有限公司），SHZ-B 水浴恒溫振蕩器（上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠），AX224ZH 分析天平[奧豪斯儀器（常州）有限公司]，UV-2600 紫外可見分光光度計(jì)（日本Shimadzu），ST3100 pH 計(jì)（奧豪斯儀器有限公司），RV10DIGITAL 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（德國(guó)IKA），XO-SM100 超聲-微波協(xié)同萃取儀（南京先歐儀器制造有限公司），真空冷凍干燥系統(tǒng)[科儀創(chuàng)智（北京）科技發(fā)展有限公司]，AH-100D 高壓均質(zhì)機(jī)[安拓思納米技術(shù)（蘇州）有限公司]，MA150 水分測(cè)定儀[賽多利斯科學(xué)儀器（北京）有限公司]，S-4800 掃描電鏡（日本Hitachi 公司），意大利Niro Soavi試驗(yàn)型高壓均質(zhì)機(jī)NS1001L.

1.3 方法

1.3.1 玫瑰茄花色苷提取物的制備 將玫瑰茄在40 ℃下干燥，粉碎并過60 目篩。按料液比1∶35 加入60%乙醇溶液，用超聲-微波協(xié)同萃取儀進(jìn)行提取，超聲功率350 W、微波功率280 W、提取溫度50 ℃、提取時(shí)間18 min，然后將提取液進(jìn)行抽濾、濃縮、真空冷凍干燥以獲得玫瑰茄花色苷提取物。

1.3.2 玫瑰茄花色苷純化物的制備 用AB-8 大孔樹脂純化玫瑰茄花色苷提取物[14]，上樣質(zhì)量濃度3.0 mg·mL?1，上樣流速2.0 mL·min?1，洗脫液pH 為3.0的80%乙醇，洗脫液流速4.0 mL·min?1，將洗脫液濃縮、真空冷凍干燥得玫瑰茄花色苷純化物。

1.3.3 玫瑰茄花色苷微膠囊的制備 將麥芽糊精在60 ℃下用pH=3.0 的檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖液溶解，然后加入阿拉伯樹膠粉，攪拌混合物直至其完全溶解，冷卻至室溫，得壁材溶液；將玫瑰茄花色苷純化物加入壁材溶液中，充分混合，在40 ℃、40 MPa條件下高壓均質(zhì)3 次，所得混合液進(jìn)行噴霧干燥，獲得玫瑰茄花色苷微膠囊。

1.3.4 花色苷含量的測(cè)定

（1）微膠囊總花色苷含量的測(cè)定：總花色苷含量用pH 示差法測(cè)定[15]。用10 mL 純水溶解0.3 g 玫瑰茄花色苷微膠囊，過濾，用pH 1.0 和pH 4.5 的緩沖液稀釋，然后在520 nm和700 nm 處測(cè)量吸光度，并根據(jù)式（1）計(jì)算花色苷含量：

式中：V 為 體 積（mL），F(xiàn)為稀釋倍數(shù)，M 為矢車菊素葡萄糖苷（Cyanidin-3-glucoside）的分子量（449.2 g·mol?1）；ε 為摩爾消光系數(shù)[26900 L·（mol·cm）?1]，l 為比色皿厚度（cm）；W 為樣品質(zhì)量（g）。

（2）微膠囊表面花色苷含量的測(cè)定：微膠囊表面花色苷含量用pH 示差法[16]測(cè)定。將0.3 g 玫瑰茄花色苷微膠囊溶于10 mL 無水乙醇中，過濾，用pH 1.0和pH 4.5 的緩沖液稀釋，然后在520 nm 和700 nm 處測(cè)量吸光度，并根據(jù)式（1）計(jì)算花色苷含量。

1.3.5 花色苷微膠囊包埋率的測(cè)定 花色苷微膠囊包埋率計(jì)算公式如下[17]：

1.3.6 玫瑰茄花色苷微膠囊的制備工藝優(yōu)化

（1）單因素試驗(yàn)：由于阿拉伯樹膠是一種增稠劑，料液稠度直接影響噴霧干燥過程，而麥芽糊精水溶性較高，因此本研究主要考察阿拉伯樹膠對(duì)微膠囊化的影響。在進(jìn)料流量50 mL·h?1、出風(fēng)溫度75℃、麥芽糊精占總固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)70%的條件下，以包埋率和水分含量為評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行單因素試驗(yàn)，分別考察阿拉伯樹膠占總固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)、花色苷占總固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)、總固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)（總固形物包括阿拉伯樹膠、花色苷、麥芽糊精以及緩沖液中的檸檬酸-檸檬酸鈉）和進(jìn)風(fēng)溫度對(duì)玫瑰茄花色苷微膠囊化的影響。

（2）響應(yīng)面試驗(yàn)：運(yùn)用響應(yīng)面法優(yōu)化影響玫瑰茄花色苷微膠囊化的四個(gè)因素。響應(yīng)面試驗(yàn)因素水平見表1。

表 1 響應(yīng)面試驗(yàn)因素與水平Table 1 Factors and levels of response surface design

1.3.7 玫瑰茄花色苷微膠囊的形態(tài)觀察 用掃描電鏡觀察玫瑰茄花色苷微膠囊的表面形態(tài)，掃描電壓為5.0 kV。

1.3.8 玫瑰茄花色苷純化物與微膠囊產(chǎn)品理化指標(biāo)的測(cè)定

（1）水分含量的測(cè)定：分別將0.5 g 玫瑰茄花色苷純化物和微膠囊粉末置于水分測(cè)定儀中，測(cè)定水分含量，每一樣品進(jìn)行3 次平行試驗(yàn)。

（2）堆密度的測(cè)定：分別稱取2 g 的花色苷純化物和微膠囊粉末，置于10 mL 量筒中，震實(shí)靜置測(cè)量粉末體積，并根據(jù)式（3）計(jì)算堆密度：

式中：ρ為堆密度，g·mL?1；w為樣品粉末的質(zhì)量（g）；v樣品粉末的最終體積（mL）。

1.3.9 微膠囊玫瑰茄花色苷穩(wěn)定性比較

（1）溫度對(duì)微膠囊花色苷穩(wěn)定性的影響：分別稱取0.2 g 的微膠囊產(chǎn)品和純化物，置于4、25、40 ℃的培養(yǎng)箱中20 d，每隔1 d 取樣進(jìn)行測(cè)定，用式（4）計(jì)算花色苷保留率。

式中：C表示某時(shí)刻樣品中花色苷的含量（mg·g?1）；C0表示樣品中花色苷的初始含量（mg·g?1）。

（2）光照對(duì)微膠囊花色苷穩(wěn)定性的影響：分別稱取0.2 g 的微膠囊產(chǎn)品和純化物于具塞瓶中，置于避光和光照（50 W 日光燈下靜置）條件20 d，每隔1 d 取樣進(jìn)行測(cè)定，計(jì)算花色苷保留率見式（4）。

（3）金屬離子對(duì)微膠囊花色苷穩(wěn)定性的影響：分別稱取0.2 g 的微膠囊產(chǎn)品和純化物，分別加入含有0.05 mol·L?1Na+、K+、Zn2+、Cu2+的溶液中，搖勻，保存于室內(nèi)避光處20 d，每隔1 d 取樣進(jìn)行測(cè)定，用式（4）計(jì)算花色苷保留率。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 阿拉伯樹膠占總固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)微膠囊包埋率的影響 花色苷占總固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)5.0%，總固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)9.0%，進(jìn)風(fēng)溫度180 ℃，考察阿拉伯樹膠占總固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)微膠囊包埋率和水分含量的影響，結(jié)果如圖1 所示?？梢钥闯觯?.0%～3.0%范圍內(nèi)，阿拉伯樹膠有較好的乳化性和成膜性[18?19]，包埋率隨阿拉伯樹膠占總固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加而增加；阿拉伯樹膠占總固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.0%時(shí)，包埋率最大，為97.20%；此后包埋率隨阿拉伯樹膠占總固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加而減小，這是由于阿拉伯膠含有較多的親水基團(tuán)，易與水分子結(jié)合，繼續(xù)增加會(huì)導(dǎo)致物料黏度過大，從而對(duì)噴霧干燥過程產(chǎn)生影響，使包埋率降低[20]。阿拉伯樹膠占總固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.0%時(shí)有最大包埋率和較低含水量，因此本研究選取本點(diǎn)為零水平進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化。

圖 1 阿拉伯樹膠占總固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)微膠囊包埋率的影響Fig. 1 Effect of mass fraction of gum Arabic in total solids on encapsulation

2.1.2 花色苷占總固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)微膠囊包埋率的影響 阿拉伯樹膠占總固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)3.0%，總固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)9.0%，進(jìn)風(fēng)溫度180 ℃，考察花色苷占總固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)微膠囊包埋率和水分含量的影響，結(jié)果如圖2 所示?？梢钥闯?，花色苷占總固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)在1.0%時(shí)包埋率最低，這可能是由于芯材濃度過低，導(dǎo)致壁材比例過高，影響了壁材與芯材的充分接觸，微膠囊包埋的有效成分會(huì)相對(duì)減少，導(dǎo)致包埋率低；花色苷占總固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)在1.0%～5.0%范圍內(nèi)，隨著其質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，包埋率迅速增加，且在5.0%時(shí)達(dá)到最大值，為97.20%；隨著花色苷占總固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)繼續(xù)增加，包埋率逐漸下降，這是因?yàn)楫?dāng)花色苷占總固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過壁材的包埋能力時(shí)，會(huì)導(dǎo)致花色苷包埋不完全，包埋效果變差?；ㄉ照伎偣绦挝镔|(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.0%時(shí)有最大包埋率和較低含水量，因此本研究選取本點(diǎn)為零水平進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化。

圖 2 花色苷占總固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)微膠囊包埋率的影響Fig. 2 Effect of mass fraction of anthocyanin in total solids on encapsulation

2.1.3 總固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)微膠囊包埋率的影響 阿拉伯樹膠占總固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)3.0%，花色苷占總固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)5.0%，進(jìn)風(fēng)溫度180 ℃，考察總固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)微膠囊包埋率的影響，結(jié)果如圖3 所示?？梢钥闯?，總固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)在5.0%～9.0%范圍內(nèi)，總固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大，水分含量增大，物料黏度增大，有利于微膠囊成型，加強(qiáng)微膠囊壁的致密性從而提高包埋率；在總固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)9.0%時(shí)，包埋率達(dá)到最大值，為97.20%；此后隨著總固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)持續(xù)增加，包埋率逐漸下降，這是由于總固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)過大，物料霧化難度加大，水分含量過高，物料黏度過大造成沾壁，從而使包埋率降低[21]。因此本研究選取總固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9.0%。

圖 3 總固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)微膠囊包埋率的影響Fig. 3 Effect of total solid content on encapsulation

圖 4 進(jìn)風(fēng)溫度對(duì)微膠囊包埋率的影響Fig. 4 Effect of spray-drying inlet-air temperature on encapsulation

2.1.4 進(jìn)風(fēng)溫度對(duì)微膠囊包埋率的影響 阿拉伯樹膠占總固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)3.0%，花色苷占總固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)5.0%，總固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)9.0%，考察進(jìn)風(fēng)溫度對(duì)微膠囊包埋率和水分含量的影響，結(jié)果如圖4所示?？梢钥闯觯M(jìn)風(fēng)溫度為120 ℃時(shí)，水分含量最大，包埋率較低，這是由于溫度較低干燥速度較慢，水分殘留在微膠囊中使微膠囊強(qiáng)度低不能完全包埋芯材，且高水分含量在噴霧時(shí)容易沾壁，從而降低包埋率。溫度升高，水分含量降低，包埋率增大，且在160 ℃時(shí)包埋率達(dá)到最大值，為97.22%。在160～200 ℃范圍內(nèi)，進(jìn)風(fēng)溫度與包埋率呈負(fù)相關(guān)。這是由于進(jìn)風(fēng)溫度過高，一方面會(huì)導(dǎo)致花色苷分解，另一方面會(huì)使水分散失過快，導(dǎo)致微膠囊出現(xiàn)裂痕、褶皺，從而影響包埋效果，使包埋率迅速下降[22?23]。一般噴霧干燥制備的微膠囊水分含量在1%～5%，Tao 等[24]以噴霧干燥法制備藍(lán)毒花青素提取物微膠囊的研究中觀察到具有相似的水分含量（4.05%～4.12%）。進(jìn)風(fēng)溫度為160 ℃時(shí)有最大包埋率，水分含量為3.55%，可以保證粉末微生物安全，因此本研究選取本點(diǎn)為零水平進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化。

2.2 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果

2.2.1 響應(yīng)面試驗(yàn)方案及結(jié)果 響應(yīng)面試驗(yàn)方案及結(jié)果見表2。

2.2.2 模型方程的建立與顯著性試驗(yàn) 采用Design-Expert V8.0.6 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，得出模擬方程：Y=96.88+0.40A+0.72B?0.52C+0.30D?0.42AB?0.21AC+0.64AD+0.29BC?0.45BD+0.96CD?0.66A2?0.37B2?0.53C2?0.73D2?；貧w方程拋物面開口向下，有極大值點(diǎn)，可以對(duì)玫瑰茄花色苷微膠囊制備的工藝條件進(jìn)行優(yōu)化[25]?；貧w模型方差分析結(jié)果如表3 所示。

由表3 可知，模型極顯著（P＜0.0001），且失擬項(xiàng)不顯著（P=0.4521＞0.05），表明該回歸模型是理想的。決定系數(shù)R2=0.9080，這表明包埋率的測(cè)量值與預(yù)測(cè)值之間擬合良好。從影響包埋率的角度分析，一次項(xiàng)A、B和C對(duì)包埋率影響極顯著，D對(duì)包埋率影響顯著，順序?yàn)锽＞C＞A＞D；二次項(xiàng)AD對(duì)包埋率有顯著影響，CD對(duì)包埋率有極顯著影響，交互項(xiàng)AB、AC、BC、BD對(duì)包埋率無顯著影響。

2.2.3 因素間交互作用的響應(yīng)面 對(duì)玫瑰茄花色苷微膠囊包埋率有交互作用的響應(yīng)面見圖5。由圖5（c）可知，包埋率隨著AD的增加都是逐漸增加然后趨于穩(wěn)定的，等高線呈橢圓，表明AD交互作用顯著。由圖5（f）可知，包埋率隨D的升高先增加后趨于平穩(wěn)；包埋率與C呈負(fù)相關(guān)。等高線呈橢圓形且曲線較密，表明DC交互作用極顯著。圖5（a）、5（b）、5（d）和5（e）中等高線呈圓形且曲線稀疏，響應(yīng)面的坡度較平緩，對(duì)應(yīng)的兩個(gè)因素之間交互作用不顯著[26]。

表 2 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果Table 2 Results of response surface test

2.2.4 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果 用上述響應(yīng)面分析軟件得到玫瑰茄花色苷包埋最佳工藝條件為阿拉伯樹膠占總固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)2.73%，花色苷占總固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)7.00%，總固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)7.17%，噴霧干燥進(jìn)風(fēng)溫度143.39 ℃，優(yōu)化得到包埋率理論值為97.40%。為了操作可行性，調(diào)整參數(shù)為阿拉伯樹膠占總固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)3.0%，花色苷占總固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)7.0%，總固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)7.0%，噴霧干燥進(jìn)風(fēng)溫度143 ℃，在此條件下進(jìn)行了3 次驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，得到玫瑰茄花色苷的平均包埋率為97.11%，比理論預(yù)測(cè)值低0.29%，證明了該模型的有效性。

表 3 回歸模型方差分析Table 3 Analysis of variance on regression model

2.3 玫瑰茄花色苷純化物和微膠囊理化指標(biāo)測(cè)定結(jié)果

玫瑰茄花色苷純化物和微膠囊理化指標(biāo)測(cè)定結(jié)果見表4。

2.4 玫瑰茄花色苷微膠囊的SEM 結(jié)果

在響應(yīng)面優(yōu)化的最優(yōu)條件下制備得到的玫瑰茄花色苷微膠囊的形態(tài)觀察結(jié)果見圖6，圖6 中（a）、（b）和（c）分別對(duì)應(yīng)放大2.0 k、4.0 k 和8.0 k 倍的SEM 圖。能夠看出，噴霧干燥制備的玫瑰茄花色苷微膠囊呈圓球形，表面光滑，無明顯裂痕。玫瑰茄花色苷微膠囊的囊壁較致密完整，說明芯材（玫瑰茄花色苷）已經(jīng)被壁材完全包裹。由圖6（a）和（b）可以看出，部分玫瑰茄花色苷微膠囊表面有褶皺，這可能是噴霧干燥過程中水分的疾速蒸發(fā)，微膠囊膨脹，由于快速失水導(dǎo)致壁材不均勻收縮的結(jié)果[27]。

2.5 微膠囊玫瑰茄花色苷穩(wěn)定性比較分析

2.5.1 溫度對(duì)微膠囊花色苷穩(wěn)定性的影響 溫度對(duì)微膠囊花色苷穩(wěn)定性的影響結(jié)果見圖7。由圖7 可知，微膠囊花色苷和純化物均在4 ℃條件下保留率最高。4 ℃保存20 d，純化物和微膠囊花色苷保存率分別為84.64%、90.12%；25 ℃保存20 d，純化物和微膠囊花色苷保存率分別為69.78%、77.93%；40 ℃保存20 d，純化物和微膠囊花色苷保存率分別為57.50%、62.18%。說明在相同溫度下，微膠囊花色苷的保留率高于純化物，表明微膠囊化能有效提高花色苷的穩(wěn)定性，與毛瑩等[28]高溫狀態(tài)微膠囊化的花色苷的熱穩(wěn)定性更高的研究結(jié)果一致。

圖 5 各因素交互作用對(duì)微膠囊包埋率影響的響應(yīng)面圖Fig. 5 Response surface contours showing interactions of various factors in microencapsulation

表 4 不同樣品理化指標(biāo)測(cè)定結(jié)果Table 4 Physiochemical properties of samples

圖 6 玫瑰茄花色苷微膠囊的SEM 圖Fig. 6 SEM micrograph of H. sabdariffa anthocyanin microcapsule

2.5.2 光照對(duì)微膠囊花色苷穩(wěn)定性的影響 光照對(duì)微膠囊花色苷穩(wěn)定性的影響結(jié)果見圖8。隨著保存時(shí)間的延長(zhǎng)，避光條件下兩種狀態(tài)（純化物和微膠囊）花色苷的保留率均高于光照條件，表明花色苷在避光條件下更易儲(chǔ)藏。由圖8（a）可知，光照條件保存20 d，純化物和微膠囊花色苷保留率分別為69.69%和79.97%；由圖8（b）可知，避光條件保存20 d，純化物和微膠囊花色苷保留率分別為60.92%和69.51%。在光照和避光兩種條件下微膠囊的保留率均明顯高于純化物，表明微膠囊化能有效提高花色苷的穩(wěn)定性，與周亞杰等[29]微膠囊化避免了番茄紅素與外界環(huán)境的直接接觸從而提高光照穩(wěn)定性的研究結(jié)果一致。

圖 7 溫度對(duì)微膠囊花色苷穩(wěn)定性的影響Fig. 7 Effect of temperature on stability of anthocyanin microcapsules

2.5.3 金屬離子對(duì)微膠囊花色苷穩(wěn)定性的影響 金屬離子對(duì)微膠囊花色苷穩(wěn)定性的影響結(jié)果見圖9?？梢钥闯觯琋a+和K+對(duì)花色苷的穩(wěn)定性影響較??；Cu2+和Zn2+對(duì)花色苷的穩(wěn)定性有較大影響，使用時(shí)應(yīng)盡量避免與Cu2+和Zn2+的接觸。當(dāng)有Cu2+作用時(shí)保存20 d，純化物和微膠囊花色苷保留率分別為69.69%和79.97%；當(dāng)有Zn2+作用時(shí)保存20 d，純化物和微膠囊花色苷保留率分別為69.69%和79.97%。微膠囊化的保留率均明顯高于純化物，表明微膠囊化能有效提高花色苷的穩(wěn)定性。

圖 8 光照對(duì)微膠囊花色苷穩(wěn)定性的影響Fig. 8 Effect of light on stability of anthocyanin microcapsules

圖 9 金屬離子對(duì)微膠囊花色苷穩(wěn)定性的影響Fig. 9 Effect of metal ions on stability of anthocyanin microcapsules

3 討論與結(jié)論

研究玫瑰茄花色苷有利于玫瑰茄的開發(fā)利用，提高其綜合利用價(jià)值。由于玫瑰茄花色苷含有大量不飽和鍵及易氧化官能團(tuán)，其結(jié)構(gòu)很容易遭到破壞，影響花色苷的生物活性。提高花色苷穩(wěn)定性的方法有多種，其中微膠囊技術(shù)作為重點(diǎn)發(fā)展和推廣應(yīng)用的高新技術(shù)之一得到廣泛應(yīng)用，但目前利用微膠囊化提高玫瑰茄花色苷穩(wěn)定性的相關(guān)研究報(bào)道較少。本研究以阿拉伯樹膠和麥芽糊精為壁材，玫瑰茄花色苷為芯材，采用單因素試驗(yàn)和響應(yīng)面法得到噴霧干燥法制備玫瑰茄花色苷微膠囊的最佳工藝條件：麥芽糊精占總固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)70%，阿拉伯樹膠占總固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)3.0%，玫瑰茄花色苷占總固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)7.0%，總固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)7.0%，噴霧干燥進(jìn)風(fēng)溫度143 ℃，此條件下玫瑰茄花色苷的包埋率為97.11%。噴霧干燥法制得的玫瑰茄花色苷微膠囊呈圓球形，表面較光滑致密、無裂痕，無孔洞。Kanakdande 等[30]利用噴霧干燥法對(duì)孜然油樹脂進(jìn)行微膠囊化，結(jié)果顯示微膠囊呈微球形，壁面裂紋和孔洞較小，本研究與其研究結(jié)果一致。

由玫瑰茄花色苷微膠囊穩(wěn)定性分析可知，溫度對(duì)玫瑰茄花色苷的穩(wěn)定性影響較大，溫度升高會(huì)加速花色苷的降解，因此在儲(chǔ)存、加工時(shí)要注意溫度的控制。而在相同溫度下，花色苷微膠囊的保留率均高于純化物，這是因?yàn)槲⒛z囊中壁材可以控制芯材的釋放，使芯材免受外界因素影響，延長(zhǎng)產(chǎn)品保存時(shí)間，可見微膠囊化能有效提高花色苷的穩(wěn)定性。光照對(duì)玫瑰茄花色苷的穩(wěn)定性具有一定的影響，在光照和避光條件下，與花色苷純化物相比，花色苷微膠囊化后保留率變化趨勢(shì)相對(duì)較平緩，這是由于囊壁起到了保護(hù)花色苷的作用。在金屬離子對(duì)玫瑰茄花色苷的穩(wěn)定性研究顯示，Na+和K+對(duì)花色苷的穩(wěn)定性影響較小，而Cu2+和Zn2+對(duì)花色苷穩(wěn)定性影響較大，這可能是花色苷中的酚羥基結(jié)構(gòu)與Cu2+、Zn2+發(fā)生反應(yīng)生成沉淀，使其穩(wěn)定性降低，因此應(yīng)避免與這兩種金屬離子接觸。玫瑰茄花色苷微膠囊化后再加入金屬離子也發(fā)生了改變，但與未微膠囊化相比，變化趨勢(shì)較小，可見微膠囊化后花色苷在金屬離子環(huán)境中的穩(wěn)定性得到明顯改善。由以上分析得出，玫瑰茄花色苷微膠囊可有效提高玫瑰茄花色苷的穩(wěn)定性。