余道政 ，雷俊華 ，魏文藝 ，胡娜 ，李翔宇 *，胡志輝

1. 嘉必優(yōu)生物技術(shù)（武漢）股份有限公司（武漢 430073）；2. 湖北省營(yíng)養(yǎng)化學(xué)品生物合成工程技術(shù)研究中心（武漢430223）；3. 江漢大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院（武漢 430056）；4. 湖北省豆類(lèi)（蔬菜）植物工程技術(shù)研究中心（武漢 430056）

DHA是二十二碳六烯酸（docosahexaenoic acid）的簡(jiǎn)稱(chēng)，俗稱(chēng)腦黃金[1]，是一種ω-3人體必需脂肪酸。其在人體內(nèi)是不能由機(jī)體自主合成，只能通過(guò)從外部攝入獲得，具有多種優(yōu)越且已被證實(shí)的營(yíng)養(yǎng)保健功能[2]。DHA能促進(jìn)嬰幼兒智力發(fā)育，防治成年人心血管疾病，延緩衰老，預(yù)防阿爾茲海默癥，保護(hù)視網(wǎng)膜、改善視力，抗癌、抗炎癥等[3-9]。

微膠囊技術(shù)[10]是指用特殊手段將固體、液體或氣體物質(zhì)包裹在一個(gè)微小、半透性或密閉膠囊內(nèi)的過(guò)程。DHA微膠囊化能很好地保護(hù)DHA油脂不受環(huán)境條件的影響，還能掩蓋DHA油脂特有的魚(yú)腥味[11-14]，從而達(dá)到延長(zhǎng)DHA儲(chǔ)存期和產(chǎn)品貨架期[15]的目的。

由于動(dòng)物蛋白具有較好的乳化能力，所以市面上的DHA微膠囊產(chǎn)品多數(shù)是使用動(dòng)物蛋白制作。但動(dòng)物蛋白的使用存在缺點(diǎn)：動(dòng)物蛋白的產(chǎn)量將來(lái)不足以滿足全人類(lèi)的需求；大量地以動(dòng)物蛋白作為食品消費(fèi)會(huì)產(chǎn)生巨大的資源浪費(fèi)與環(huán)境污染，同時(shí)也不利于碳排放的控制；過(guò)多的動(dòng)物蛋白攝入會(huì)導(dǎo)致慢性病的產(chǎn)生，如心血管疾?。蝗藗兊南M(fèi)理念正朝著綠色健康環(huán)保的方向發(fā)展；植物基蛋白在自然界中含量豐富，來(lái)源廣泛，環(huán)境友好，更能滿足人們對(duì)健康綠色環(huán)保食品的理念[16]。因此，用植物基蛋白制成的DHA微膠囊在功能性食品中具有廣泛的應(yīng)用前景。

豆奶粉[17]是一款醇香濃郁、口感似牛奶的飲品，因其快捷方便、口感細(xì)膩而深受大眾喜愛(ài)，成為一種流行的固體飲品。國(guó)內(nèi)的豆奶粉廠家大多著眼于原料、風(fēng)味特點(diǎn)等方面的改良，而在功能性方面的關(guān)注度很低，市面上將植物基DHA微膠囊應(yīng)用在豆奶粉上還是空白。因此，植物基DHA微膠囊在豆奶粉上的應(yīng)用有很強(qiáng)的研究?jī)r(jià)值和巨大的商業(yè)價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與試劑

DHA油脂[嘉必優(yōu)生物技術(shù)（武漢）股份有限公司]；大豆分離蛋白SPI（山東御馨生物科技有限公司）；豌豆蛋白（山東健源集團(tuán)）；亞麻籽蛋白粉（西安國(guó)豪生物科技有限公司）；紫蘇籽蛋白粉（西安國(guó)豪生物科技有限公司）；火麻仁蛋白粉（陜西瑞滋生物科技有限公司）；葡萄糖漿（嘉吉生化有限責(zé)任公司）；單雙甘油脂肪酸酯[丹尼斯克（中國(guó)）有限公司]；抗壞血酸鈉[帝斯曼（中國(guó)）有限公司]；檸檬酸鈉（日照金禾集團(tuán)生化有限公司）；維生素E[帝斯曼（中國(guó)）有限公司]；抗壞血酸棕櫚酸酯[帝斯曼（中國(guó)）有限公司]。

1.2 試驗(yàn)儀器與設(shè)備

SAI-3剪切機(jī)（上海索維機(jī)電設(shè)備有限公司）；AH-BASICII均質(zhì)機(jī)（ATS）；QZR-5壓力噴霧干燥機(jī)（無(wú)錫市林洲干燥機(jī)廠）；2000激光粒度儀（MASTERSIZER）；OXITEST OXI氧化穩(wěn)定性測(cè)定儀（VELP）；DK-8AS恒溫水浴鍋（上海東麓儀器設(shè)備有限公司）；HP400HS恒溫恒濕箱（武漢瑞華儀器設(shè)備有限責(zé)任公司）。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 壓力噴霧干燥

壓力噴霧干燥是噴霧干燥的一個(gè)主要的分支，均質(zhì)后的乳液經(jīng)噴霧泵打入噴槍內(nèi)，在噴嘴處高壓霧化成小液滴分散于熱氣流中，使小液滴所含水分快速蒸發(fā)后得到粉末狀產(chǎn)品。壓力噴霧干燥技術(shù)所得產(chǎn)品粒度小，顆粒分布均勻，流動(dòng)性和速溶性好。

將壁材溶于水中，用剪切機(jī)10 000 r/min剪切15 min，加入DHA油脂（芯材）繼續(xù)剪切15 min，用均質(zhì)機(jī)均質(zhì)2遍，均質(zhì)機(jī)一級(jí)壓力40 MPa，二級(jí)壓力6 MPa，得到均勻的納米級(jí)乳液。

噴霧干燥機(jī)工作參數(shù)：霧化壓力20 bar，進(jìn)風(fēng)溫度180～240 ℃，物料溫度80～86 ℃，出風(fēng)溫度72～77 ℃，引風(fēng)機(jī)頻率30～34 Hz，送風(fēng)機(jī)頻率23～26 Hz，進(jìn)料速度350 g/min。

1.3.2 油脂乳化效果的評(píng)價(jià)

乳液粒徑的大小是衡量油脂乳化效果的一個(gè)重要指標(biāo)，通常由專(zhuān)門(mén)的激光粒度儀測(cè)量而來(lái)。粒徑越小代表油脂乳化的效果越好，反之，粒徑越大則油脂乳化效果不佳。

1.3.3 微膠囊化效果的評(píng)價(jià)與方法

微膠囊化效率（microencapsulating efficiency，MEE）是評(píng)價(jià)DHA被包埋的程度。按式（1）計(jì)算。

總油采用核磁共振法測(cè)定。表面油測(cè)定方法：稱(chēng)取50.00 g微膠囊產(chǎn)品（M）于250 mL三角燒瓶中，加入100 mL石油醚，振搖1 min后，靜置分層，取上清液置于恒重的平底燒瓶中，加入50 mL石油醚，重復(fù)以上操作，稱(chēng)量平底燒瓶的質(zhì)量，標(biāo)記為M0。脫溶，放入真空烘箱，60 ℃恒溫4 h后，取出放入干燥器中，冷卻至室溫，在萬(wàn)分之一電子天平上稱(chēng)量（M1），表面油含量按式（2）計(jì)算。

1.3.4 微膠囊穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

采用食品氧化性測(cè)定儀（OXI）評(píng)價(jià)微膠囊的氧化穩(wěn)定性。

1.3.4.1 OXI檢測(cè)

稱(chēng)取15.00 g微膠囊樣品放置于OXI樣品盤(pán)中，使樣品均勻分散。OXI儀器檢測(cè)溫度90 ℃、氧壓6 bar，樣品進(jìn)行氧化反應(yīng)時(shí)會(huì)消耗一定量的氧氣，此時(shí)儀器會(huì)自動(dòng)記錄氧氣壓力的變化，從而得到待測(cè)樣品的氧化穩(wěn)定性時(shí)間（圖1垂線所對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)）。通過(guò)OXI儀器自帶數(shù)據(jù)分析軟件處理，采用Graphical方法得到樣品穩(wěn)定性時(shí)間。

圖1 樣品圖譜

1.3.5 添加植物基DHA微膠囊的豆奶粉感官評(píng)價(jià)

DHA豆奶粉生產(chǎn)工藝流程：大豆→除雜→脫皮→浸泡→熱燙滅酶→制漿→分離→殺菌除臭→配料（加入除DHA微膠囊外的其他原料）→均質(zhì)→濃縮→噴霧干燥→雙錐混合（加入植物基DHA微膠囊）→包裝。

將制備的植物基DHA微膠囊粉分別以0，50，75和100 mg/100 g（以純DHA計(jì)）添加到豆奶粉中，根據(jù)市售的豆奶粉保質(zhì)期是1年，參考GB 29922—2013《特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品通則》中產(chǎn)品貨架期的評(píng)價(jià)方法，主要比較產(chǎn)品的初始感官和37 ℃ 3個(gè)月貨架期內(nèi)的感官，感官評(píng)價(jià)方法參照文獻(xiàn)[18]。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同植物基蛋白乳化體系中油脂乳化效果的比較

常用的植物基蛋白粉包括大豆分離蛋白粉、豌豆蛋白粉、紫蘇籽蛋白粉、亞麻籽蛋白粉、火麻仁蛋白粉，將5種蛋白粉按照同比例分別配制成DHA乳液，通過(guò)馬爾文激光粒度儀檢測(cè)乳液的粒徑分布，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 不同植物基蛋白乳化體系中油滴粒徑的結(jié)果

從表1可以看出，大豆分離蛋白粉和豌豆蛋白粉的乳化體系中油脂的粒徑最小，油脂的乳化效果最佳。因此，選擇大豆分離蛋白粉或豌豆蛋白粉用于植物基DHA微膠囊，優(yōu)選豌豆蛋白粉。

2.2 正交試驗(yàn)

DHA油脂含量40.00%，制備成10.00% DHA微膠囊，DHA油脂添加量25.00%，抗壞血酸棕櫚酸酯添加量0.02%（根據(jù)GB 2760中乳化脂肪制品食品分類(lèi)號(hào)02.0允許的添加量），其余壁材是乳化劑單雙甘油脂肪酸酯和豌豆蛋白粉，水溶性抗氧化劑抗壞血酸鈉，填充劑麥芽糊精（用于配平）。擬定豌豆蛋白粉添加量（A）、單雙甘油脂肪酸酯添加量（B）、抗壞血酸鈉添加量（C）三因素三水平正交試驗(yàn)，見(jiàn)表2。以微膠囊化效果和穩(wěn)定性評(píng)價(jià)為標(biāo)準(zhǔn)，表3是正交試驗(yàn)結(jié)果，表4是正交試驗(yàn)結(jié)果極差分析。

表2 正交試驗(yàn)因素水平表 單位：%

表3 正交試驗(yàn)結(jié)果

表4 正交試驗(yàn)結(jié)果極差分析

在植物基DHA微膠囊的應(yīng)用上，MEE和OXI的數(shù)值越高越好。從極差分析表可以看出，MEE數(shù)值最高的組合是A3（豌豆蛋白粉添加量16.00%），B2（單雙甘油脂肪酸酯1.00%），D3（空列），根據(jù)MEE首先確定A3和B2；OXI數(shù)值最高的組合是C2（抗壞血酸鈉添加量3.00%），B3（單雙甘油脂肪酸酯1.50%），A3（豌豆蛋白粉添加量16.00%）。單雙甘油脂肪酸酯添加量1.00%和1.50%，兩者對(duì)DHA微膠囊的OXI影響差別很小，考慮成本因素，優(yōu)選添加量為1.00%。

綜上所述，A3B2C2是最佳的壁材組合，即豌豆蛋白粉添加量16.00%，單雙甘油脂肪酸酯1.00%，抗壞血酸鈉添加量3.00%。

2.3 感官評(píng)價(jià)

2.3.1 豆奶粉初始感官評(píng)價(jià)

用上述配方制備的DHA豆奶粉與市售的豆奶粉進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，通過(guò)SPSS處理分析，采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)方法檢驗(yàn)其差異性（P＜0.05），感官評(píng)價(jià)結(jié)果和統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果見(jiàn)表5和表6。

表5 樣品感官評(píng)價(jià)結(jié)果

從表5和表6的結(jié)果可以得出：從粉的氣味來(lái)看，加了DHA的豆奶粉與對(duì)照組之間都沒(méi)有顯著性差異；加了DHA的豆奶粉之間也沒(méi)有顯著性差異。從溶液的氣滋味來(lái)看，四者之間也沒(méi)有顯著性差異。綜合來(lái)看，添加DHA組與對(duì)照組之間沒(méi)有顯著性差異，添加不同濃度梯度的DHA組之間也沒(méi)有顯著性差異。

表6 樣品初始感官統(tǒng)計(jì)結(jié)果分析

2.3.2 豆奶粉37 ℃貨架期內(nèi)感官評(píng)價(jià)

以50 mg/100 g DHA的豆奶粉進(jìn)行37 ℃貨架期試驗(yàn)，分別在0，1，2和3個(gè)月取樣評(píng)價(jià)樣品的感官，結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2 樣品37 ℃貨架期內(nèi)感官評(píng)價(jià)結(jié)果

根據(jù)感官評(píng)分規(guī)則，樣品1和對(duì)照組在37 ℃ 3個(gè)月貨架期內(nèi)的氣滋味評(píng)分分布在4.5～5.5分之間，感官評(píng)價(jià)介于不喜歡不討厭和有點(diǎn)喜歡之間。感官結(jié)果表明，植物基DHA微膠囊以50 mg/100 g添加到豆奶粉中，37 ℃ 3個(gè)月貨架期內(nèi)，樣品的感官與空白沒(méi)有顯著性差異，推測(cè)可以滿足常溫1年貨架期要求。

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)植物基DHA粉的微膠囊化效率和穩(wěn)定性評(píng)價(jià)以及正交試驗(yàn)確定制備10.00%植物基DHA微膠囊的配方：DHA油脂25.00%（含量40.00%），豌豆蛋白粉16.00%，單雙甘油脂肪酸酯1.00%，抗壞血酸鈉3.00%，抗壞血酸棕櫚酸酯0.02%，麥芽糊精54.98%。

將制得的植物基DHA微膠囊添加到豆奶粉中，添加量50 mg/100 g（以純DHA計(jì)），37 ℃ 3個(gè)月貨架期的感官結(jié)果表明，植物基DHA微膠囊以50 mg/100 g添加到豆奶粉中，感官上與空白沒(méi)有顯著性差異，能被消費(fèi)者接受。