邵爽，顏碩，李朝杰，鮑小根，張秀蘋(píng)，谷大海

1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院（昆明 650000）；2.山東聚鴻生物科技研究院有限公司（威海 264200）；3.尋甸縣伊泰食品有限公司（昆明 650000）

亞灌木芳香植物迷迭香（Rosmarinus of ficinalis L.）原產(chǎn)于歐洲地區(qū)及非洲地中海沿岸，其生物活性豐富，常被用作藥材及烹飪?cè)线M(jìn)行使用[1-2]。在模擬動(dòng)物細(xì)胞環(huán)境的體外試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，迷迭香的多酚提取物可使癌細(xì)胞內(nèi)的ROS含量急劇增加，使其逐漸死亡，最終由于無(wú)法增殖而停止擴(kuò)散[3]。脂溶性迷迭香提取物，其主要活性物質(zhì)為鼠尾草酸和鼠尾草酚，主要通過(guò)中斷自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，清除自由基以起到抗氧化的作用[4]，其抗氧化效果較好[5-8]。迷迭香來(lái)源天然、安全無(wú)毒、穩(wěn)定性好且無(wú)不良反應(yīng)[9]。呂雯雯等[4]向新鮮豬肉中添加脂溶性迷迭香提取物，結(jié)果發(fā)現(xiàn)它不僅能有效減緩豬肉脂肪的氧化，還能防止豬肉pH的降低，抑制微生物的生長(zhǎng)和繁殖，延緩生鮮豬肉的貨架期?；魰阅鹊萚10]研究表明脂溶性抗氧化劑相比于水溶性抗氧化劑，可以較好抑制豬肉的脂肪氧化和細(xì)菌繁殖，從而延長(zhǎng)其貨架期。Gordon等[11]發(fā)現(xiàn)在80 ℃和100 ℃條件下，迷迭香提取物對(duì)菜籽油的保護(hù)作用優(yōu)于丁基羥基茴香醚（BHA）和2,6-二叔丁基對(duì)苯酚（BHT）。

微膠囊技術(shù)在很多領(lǐng)域得到非常廣泛使用，近年來(lái)更是在食品領(lǐng)域受到廣泛青睞。微膠囊技術(shù)在食品中的應(yīng)用主要是對(duì)油脂、酶、微生物及果蔬飲料等的包埋[12]。微膠囊具有將流質(zhì)體粉末化、隔離活性組分、保護(hù)敏感的食品組分以及控制定向釋放等功能[13]。天然環(huán)糊精及其衍生物具有外親水的剛性空腔結(jié)構(gòu)，可使小分子物質(zhì)進(jìn)入空腔內(nèi)形成主客體包合物，從而提高客體分子的穩(wěn)定性和水溶性，并控制客體小分子的釋放量[14-15]。羥丙基-β-環(huán)糊精（HP-β-CD）是由環(huán)糊精與環(huán)氧丙烷縮合得到的親水性衍生物，羥丙基破壞環(huán)糊精分子內(nèi)的氫鍵，不僅提高HP-β-CD的水溶性，還保留β-CD的包合能力[16]，應(yīng)用非常廣泛。其水溶性比β-環(huán)糊精更好，常溫下其溶解程度達(dá)50%以上，由于性質(zhì)優(yōu)良，其在醫(yī)藥和食品等領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛[17]。楊偉培等[18]利用HP-β-CD對(duì)水飛薊素進(jìn)行包埋，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其在大鼠體內(nèi)的生物利用度較未包埋組顯著提高。王晴晴等[19]將白藜蘆醇用HP-β-CD包埋成微膠囊，結(jié)果發(fā)現(xiàn)可以顯著提高白藜蘆醇的溶解度，提高其生物利用價(jià)值。此次試驗(yàn)利用HP-β-CD對(duì)脂溶性迷迭香提取物進(jìn)行包埋，考察微膠囊包埋的最佳條件和微膠囊化對(duì)其抗氧化性的影響，旨在為脂溶性抗氧化劑的微膠囊化提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

脂溶性迷迭香提取物（食品級(jí)，河南森源本草天然產(chǎn)物股份有限公司）；羥丙基-β-環(huán)糊精（hydroxypropyl-β-cyclodextrin，HP-β-CD，食品級(jí)，河北汪優(yōu)生物科技有限公司）；福林酚（分析純，北京酷來(lái)搏科技有限公司）；無(wú)水碳酸鈉（分析純，天津市風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司）；三氯乙酸（分析純，廣東光華科技股份有限公司）；2-硫代巴比妥酸（優(yōu)級(jí)純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司）；乙二胺四乙酸二鈉（EDTA-2Na，分析純，西隴科學(xué)股份有限公司）；沒(méi)食子酸標(biāo)準(zhǔn)品（HPLC≥98%，上海麥克林生化科技有限公司）。

L1611030紫外-可見(jiàn)光分光光度計(jì)（上海菁華科技儀器有限公司）；XHF-D高速分散器（寧波新芝生物科技股份有限公司）；H2-16KR臺(tái)式離心機(jī)（河南可成儀器設(shè)備有限公司）；ZD-85氣浴恒溫振蕩器（江蘇金壇市環(huán)宇科學(xué)儀器廠）；BS224S分析天平（北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司）；JJ500型電子天平[美國(guó)雙杰兄弟（集團(tuán)）有限公司]；Scientz-18N真空冷凍干燥機(jī)（寧波新芝生物科技股份有限公司）。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 微膠囊制備工藝

試驗(yàn)以HP-β-CD為包合材料，脂溶性迷迭香提取物為芯材制備脂溶性迷迭香提取物微膠囊。配制10%的HP-β-CD溶液，放置8 h備用。加入一定量脂溶性迷迭香提取物，放置在氣浴恒溫振蕩器上振蕩一定的時(shí)間。將振蕩后的溶液取出冷卻，在8 000 r/min條件下離心15 min，上清液即為脂溶性迷迭香提取物微膠囊溶液。將上清液通過(guò)冷凍干燥，即可獲得脂溶性迷迭香提取物微膠囊。以包埋率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，考察形成微膠囊的最適條件。

1.2.2 單因素試驗(yàn)

1.2.2.1 芯壁比對(duì)包埋率的影響

選擇振蕩時(shí)間40 min、振蕩溫度45 ℃，以包埋率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，考察不同芯壁比（1∶13，1∶12，1∶11，1∶10和1∶9）對(duì)微膠囊包埋率的影響。

1.2.2.2 振蕩時(shí)間對(duì)包埋率的影響

選擇芯壁比1∶12、振蕩溫度45 ℃，以包埋率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，考察不同振蕩時(shí)間（20，40，60，80和100 min）對(duì)微膠囊包埋率的影響。

1.2.2.3 振蕩溫度對(duì)包埋率的影響

選擇芯壁比1∶12、振蕩時(shí)間40 min，以包埋率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，考察不同振蕩溫度（35，40，45，50和55℃）對(duì)微膠囊包埋率的影響。

1.2.3 正交試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)分析。根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，運(yùn)用Design Expert8.0.6，取芯壁比（脂溶性迷迭香提取物與HP-β-CD比例1∶13，1∶12和1∶11）、振蕩時(shí)間（20，40和60 min）、振蕩溫度（40，45和50 ℃）3個(gè)因素，設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)的因素水平，選取L9(33)正交表進(jìn)行試驗(yàn)，如表1所示。

表1 L9(33)正交試驗(yàn)因素水平表

1.2.4 微膠囊包埋率和緩釋率的計(jì)算

1.2.4.1 沒(méi)食子酸標(biāo)曲的制作

參照GB/T 31740.2—2015《茶制品第2部分：茶多酚》中多酚含量的測(cè)定方法[20]，按照福林酚法測(cè)定多酚含量。精密稱取一定量的沒(méi)食子酸對(duì)照品溶于純水中，將質(zhì)量濃度分別稀釋成10，20，30，40和50 μg/mL，以純水為空白對(duì)照，分別移取測(cè)試液各1 mL于刻度試管內(nèi)，加入5.0 mL 10%福林酚試劑，搖勻，反應(yīng)3～8 min，加入4.0 mL 7.5%的Na2CO3溶液，搖勻后室溫下放置60 min。在765 nm波長(zhǎng)下測(cè)定吸光度（A）。作線性回歸，得到標(biāo)準(zhǔn)曲線為y=0.011x+0.011 5，R2=0.999 5。

1.2.4.2 微膠囊包埋率的計(jì)算

稱取一定量的脂溶性迷迭香提取物溶于10%HP-β-CD水溶液中，分別測(cè)定包埋前溶液中脂溶性迷迭香提取物的含量和包埋后離心上清液中脂溶性迷迭香提取物的含量，按照沒(méi)食子酸法測(cè)定溶液中的多酚含量，按式（1）計(jì)算微膠囊包埋率。

式中：W為微膠囊包埋率，%；A為上清液中脂溶性迷迭香提取物含量，g/mL；B為包埋前脂溶性迷迭香提取物含量，g/mL。

1.2.4.3 微膠囊載物量的計(jì)算

分別精密稱取相同質(zhì)量（精確至0.000 1 g）的脂溶性迷迭香提取物和脂溶性迷迭香提取物微膠囊溶于純水中，按照沒(méi)食子酸法測(cè)定溶液中的多酚含量，計(jì)算微膠囊載物量，按式（2）計(jì)算。

式中：S為微膠囊載物量，%；C為微膠囊中脂溶性迷迭香提取物含量，g/mL；D為脂溶性迷迭香提取物含量，g/mL。

1.2.4.4 微膠囊緩釋率的測(cè)定

精密稱取0.100 0 g脂溶性迷迭香提取物微膠囊，分散于100 mL超純水中，進(jìn)行溶出試驗(yàn)，每隔24 h取0.5 mL溶液。取出的樣品于5 000 r/min離心15 min，取100 μL上清液于試管中，按照沒(méi)食子酸法測(cè)定脂溶性迷迭香提取物含量，通過(guò)測(cè)定顯色后的吸光度，計(jì)算微膠囊芯材的釋放量，繪制釋放曲線。

1.2.5 脂溶性迷迭香提取物微膠囊抗氧化能力的測(cè)定

1.2.5.1 丙二醛標(biāo)曲的制作

參照GB 5009.181—2016《食品中丙二醛的測(cè)定》[21]，采用分光光度法測(cè)定丙二醛含量。準(zhǔn)確配制質(zhì)量濃度分別為0.01，0.05，0.10，0.15和0.25 μg/mL的丙二醛標(biāo)準(zhǔn)溶液，以樣品空白調(diào)節(jié)零點(diǎn)，于波長(zhǎng)352 nm處測(cè)定吸光度。作線性回歸，得到標(biāo)準(zhǔn)曲線y=1.164 4x+0.006 2，R2=0.999 1。

1.2.5.2 牛肉處理方法

取新鮮的黃牛后腿肉，加入3%的食鹽絞碎，將肉糜分成A、B、C、D組，每組3份，每份100 g，備用，按照表2添加抗氧化劑。其中A組為空白組，B組為陽(yáng)性對(duì)照組。每份肉樣平鋪于錫箔紙上，放于4 ℃條件下冰箱中腌制，在腌制第1，第4，第7，第10，第13和第16天測(cè)定其硫代巴比妥酸值（TBARs），觀察將脂溶性迷迭香提取物微膠囊化對(duì)其抗氧化能力的影響。

表2 樣品處理 單位：%

1.2.5.3 牛肉TBARs含量的測(cè)定

準(zhǔn)確稱取5 g（精確到0.01 g）牛肉樣品置于100 mL具塞錐形瓶中，加入50 mL三氯乙酸混合液搖勻，加塞密封，置于恒溫振蕩器上50 ℃振搖30 min，取出冷卻至室溫，用雙層定量慢速濾紙過(guò)濾，棄去初濾液，續(xù)濾液備用。

準(zhǔn)確移取5 mL上述濾液，置于25 mL具塞比色管中，另取5 mL三氯乙酸混合液作為樣品空白，分別加入5 mL硫代巴比妥酸（TBA）水溶液，加塞混勻，置于90 ℃水浴內(nèi)反應(yīng)30 min，取出冷卻至室溫。以樣品空白調(diào)節(jié)零點(diǎn)，于波長(zhǎng)352 nm處測(cè)定吸光度。

1.3 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)均采用Excel 2010軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)初步處理分析，所有樣品均做3次平行，采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析對(duì)各組進(jìn)行One-Way ANOVA方差分析和Duncan’s多重比較，P＜0.05水平做顯著差異檢驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)；用SIMCA 14.1（瑞典Umetrics AB公司）進(jìn)行多元統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，采用Origin 2017進(jìn)行繪圖。

2 結(jié)果分析

2.1 脂溶性迷迭香提取物微膠囊單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 脂溶性迷迭香提取物與HP-β-CD的比例對(duì)包埋率的影響

試驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。一開(kāi)始隨著脂溶性迷迭香提取物用量的增加，微膠囊包埋率呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)。脂溶性迷迭香提取物與HP-β-CD比例1∶12時(shí)，包埋率最高，當(dāng)兩者比例超過(guò)1∶12時(shí)，微膠囊的包埋率開(kāi)始下降。因此選擇芯壁比1∶12進(jìn)行后續(xù)的正交試驗(yàn)。

圖1 迷迭香提取物與羥丙基-β-環(huán)糊精的比例對(duì)包埋率的影響

2.1.2 振蕩時(shí)間對(duì)包埋率的影響

試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。一開(kāi)始隨著振蕩時(shí)間的增加，包埋率也隨之增加。振蕩時(shí)間40 min時(shí)，包埋率達(dá)到最大。隨著振蕩時(shí)間繼續(xù)延長(zhǎng)，包埋率又隨著時(shí)間的增加而降低。因此選擇振蕩時(shí)間40 min進(jìn)行后續(xù)的正交試驗(yàn)。

圖2 振蕩時(shí)間對(duì)包埋率的影響

2.1.3 振蕩溫度對(duì)包埋率的影響

試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。溫度在35～45 ℃范圍內(nèi)時(shí)，脂溶性迷迭香提取物微膠囊的包埋率隨著溫度的升高而升高，溫度達(dá)到45 ℃時(shí)，包埋率達(dá)到最高，而后包埋率隨著溫度的升高而降低。因此選擇振蕩溫度45 ℃進(jìn)行后續(xù)的正交試驗(yàn)。

圖3 振蕩溫度對(duì)包埋率的影響

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果

基于單因素試驗(yàn)中影響脂溶性迷迭香提取物微膠囊形成的因素，選取芯壁比、振蕩時(shí)間、振蕩溫度這3個(gè)因素分別作為正交試驗(yàn)的A、B、C這3個(gè)因素。采用正交試驗(yàn)進(jìn)行三因素三水平試驗(yàn)，以包埋率為最終評(píng)價(jià)指標(biāo)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 迷迭香提取物微膠囊正交試驗(yàn)結(jié)果

利用Excel 2019、Design Expert 8.0.6進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，在P＜0.05和P＜0.01水平下進(jìn)行檢測(cè)。從表3可以看出，制備迷迭香提取物微膠囊的最優(yōu)組合為A1B3C3，即芯壁比1∶13，振蕩時(shí)間60 min，振蕩溫度50 ℃。根據(jù)極差結(jié)果分析得到RC＞RB＞RA，因此影響包埋率因素的主次順序?yàn)檎袷帨囟龋菊袷帟r(shí)間＞芯壁比。振蕩溫度對(duì)微膠囊的包埋率影響最大，溫度50 ℃時(shí)，包埋效果最好；其次是振蕩時(shí)間，時(shí)間為40 min時(shí)，包埋效果最佳；最后是迷迭香提取物與HP-β-CD的比例，方差分析結(jié)果如表4所示。

表4 方差分析表

由表4結(jié)果直觀分析可見(jiàn)，3個(gè)因素對(duì)脂溶性迷迭香提取物微膠囊包埋率 的影響程度依次為C＞B＞A。方差分析表明，因素C影響最為顯著，其次是因素B，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。因素A對(duì)試驗(yàn)影響較?。≒＞0.05）。

2.3 驗(yàn)證試驗(yàn)

為確認(rèn)上述工藝的穩(wěn)定性，按照表4極差分析結(jié)果，選取芯壁比1∶13、振蕩時(shí)間60 min、振蕩溫度50℃進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，重復(fù)測(cè)定3次。測(cè)得微膠囊的包埋率如表5所示。

表5 驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果

由表5所示，當(dāng)芯壁比1∶13、振蕩時(shí)間60 min、振蕩溫度50 ℃時(shí)，微膠囊包埋率為97.48%±0.74%。試驗(yàn)結(jié)果表明，該工藝穩(wěn)定可行，并且重復(fù)性良好。楊玉婷等[22]以HP-β-CD壁材對(duì)川芎揮發(fā)油進(jìn)行包埋，結(jié)果發(fā)現(xiàn)川芎揮發(fā)油的溶解度得到顯著提高，而且在60 ℃下貯藏10 d，包合物表現(xiàn)出良好穩(wěn)定性，該方法操作簡(jiǎn)單、包埋率高，能顯著改善川芎揮發(fā)油的溶解度及穩(wěn)定性。范珊珊等[23]利用HP-β-CD對(duì)氯雷他定進(jìn)行包埋，包埋率為97.67%。付麗娜等[24]將茉莉精油制成微膠囊后，其水溶性大幅提高，同時(shí)也保護(hù)其貯存及使用過(guò)程中活性，提高精油的穩(wěn)定性。相關(guān)結(jié)論皆與試驗(yàn)結(jié)果一致。

2.4 微膠囊載物量測(cè)定結(jié)果

采用紫外-可見(jiàn)分光光度法，通過(guò)脂溶性迷迭香提取物在紫外-可見(jiàn)光區(qū)的特定波長(zhǎng)光的吸收度，對(duì)其進(jìn)行定性和定量分析。分別測(cè)定脂溶性迷迭香提取物包埋前后的吸光度，微膠囊的載物量為7.50%±0.89%。蘇行等[25]利用HP-β-CD對(duì)丹參二萜醌進(jìn)行包埋，其載藥量為5.44%。王天琦[26]通過(guò)冷凍干燥法制備檸檬醛/羥丙基-β-環(huán)糊精包合物，其含油率為5.9%，皆與試驗(yàn)結(jié)果相近。

2.5 微膠囊緩釋率測(cè)定結(jié)果

采用紫外-可見(jiàn)分光光度法，通過(guò)脂溶性迷迭香提取物在紫外-可見(jiàn)光區(qū)的特定波長(zhǎng)光的吸收度，對(duì)該物質(zhì)進(jìn)行定性和定量分析。每隔24 h測(cè)定脂溶性迷迭香提取物微膠囊的緩釋率。脂溶性迷迭香提取物微膠囊在第0天時(shí)，緩釋率為74.21%，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，微膠囊的緩釋率逐漸升高，到第4天時(shí)，緩釋率達(dá)95.68%?？赡苁俏⒛z囊在高負(fù)載狀態(tài)下，釋放率呈現(xiàn)顯著上升趨勢(shì)[27]。其緩釋率如圖4所示。說(shuō)明將脂溶性迷迭香提取物微膠囊化可以起到一定緩釋作用，并且可以很好地保護(hù)迷迭香提取物的活性。Julaeha等[28]研究發(fā)現(xiàn)微膠囊可以提高活性物質(zhì)的穩(wěn)定性，調(diào)節(jié)其釋放速率，從而延長(zhǎng)產(chǎn)品的保質(zhì)期，表明微膠囊具有一定緩釋作用。

圖4 迷迭香提取物微膠囊緩釋率曲線

2.6 牛肉糜腌制過(guò)程中TBARs值測(cè)定結(jié)果

從表6可以看出，在腌制過(guò)程中，4組均維持在良質(zhì)肉的水平，其中空白組在腌制過(guò)程中氧化最嚴(yán)重，TBARs值顯著高于其他組（P＜0.05），說(shuō)明異VC鈉、脂溶性迷迭香提取物和脂溶性迷迭香提取物微膠囊能夠很好地抑制脂肪氧化。在腌制第1天，B、C、D組的TBARs值沒(méi)有顯著性差異（P＞0.05）。說(shuō)明在腌制第1天，脂溶性迷迭香提取物、脂溶性迷迭香提取物微膠囊和異VC鈉的抗氧化效果相當(dāng)。在腌制第4天，B組TBARs值顯著低于C、D組（P＜0.05），C、D組之間沒(méi)有顯著性差異。說(shuō)明在腌制初期，脂溶性迷迭香提取物和脂溶性迷迭香提取物微膠囊的抗氧化效果相當(dāng)。

表6 牛肉糜腌制過(guò)程中TBARs值的變化

在腌制第7～第13天，B、D組的TBARs值沒(méi)有顯著性差異，但顯著低于C組（P＜0.05），在腌制第16天，D組TBARs值顯著低于B、C組。綜合試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明將脂溶性迷迭香提取物微膠囊化可以明顯提高其抗氧化能力，還能起到一定緩釋作用。Christaki等[29]將精油微膠囊添加到奶酪中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其可以有效控制奶酪的水分和質(zhì)量損失，延長(zhǎng)奶酪的保質(zhì)期，與此次試驗(yàn)結(jié)論一致。

3 結(jié)論

試驗(yàn)探究不同芯壁比、振蕩時(shí)間及振蕩溫度對(duì)微膠囊包埋效果的影響。結(jié)果表明，當(dāng)芯壁比1∶13、振蕩時(shí)間60 min、振蕩溫度50 ℃時(shí)，脂溶性迷迭香提取物微膠囊的包埋效果最佳，包埋率達(dá)97.48%，載物量為7.50%。另外，脂溶性迷迭香提取物微膠囊后期的抗氧化能力顯著高于脂溶性迷迭香提取物（P＜0.05），說(shuō)明將其微膠囊化可以保護(hù)脂溶性迷迭香提取物的活性，還有一定緩釋作用，為進(jìn)一步研究天然抗氧化劑的微膠囊化提供理論依據(jù)。