貯藏條件對DHA微膠囊化學(xué)穩(wěn)定性的影響研究

何 偉 ，郭 華 ，劉向宇 ，鄧 敏

（1.湖南省望城縣質(zhì)量監(jiān)督檢驗及計量檢定所，湖南 長沙 410200；

2.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，湖南 長沙 410128）

DHA（二十二碳六烯酸）俗稱腦黃金，屬于ω-3系多不飽和脂肪酸（ω-3 polyunsaturated fatty acids,ω-3PUFAs），主要存在于鱈魚肝油、鯡魚油和海洋微藻油中。DHA作為一種必需脂肪酸，有增強記憶與思維、提高智力等顯著的作用，對維持各種組織的功能也必不可少，還有預(yù)防近視和改善視力的作用[1]，缺乏時可引發(fā)一系列癥狀。在1972年，英國腦營養(yǎng)化學(xué)研究所所長Michae1 A K教授就發(fā)表了“DHA等必需脂肪酸攝入不足將造成腦功能障礙”的論斷。之后，又被日本、加拿大、美國等國家的學(xué)者所證實。由于DHA對大腦及視力有重要的保健價值，國外已把DHA作為營養(yǎng)保健食品添加劑，我國也開發(fā)了不少DHA保健食品[2-3]。

目前，世界許多國家，包括中國，均已把DHA批準(zhǔn)作為營養(yǎng)強化劑，并制定了相應(yīng)的添加標(biāo)準(zhǔn)。但由于DHA的不飽和度高，生產(chǎn)應(yīng)用中易氧化，穩(wěn)定性受到影響，直接添加到食品中易氧化損失并產(chǎn)生異腥味，因此DHA主要以膠囊的形式出售或貯存，本文針對由海藻油制備的DHA微膠囊進行研究。

微膠囊是一種能包埋和保護某些物質(zhì)的具有聚合物壁殼的半透明或密封的微型容器或包合物。通過一系列特殊的方法，利用天然的或合成的高分子材料包覆所需要的固體、液體甚至氣體物質(zhì)，然后制成有囊壁的微膠囊，保留或截留其他物質(zhì)的微粒，從而達到保護、控制釋放的效果。然而，DHA微膠囊并不是萬無一失的，由其自身的結(jié)構(gòu)特性所決定，在外界環(huán)境因素的影響下，DHA膠囊在加工、貯存和運輸過程中，也容易氧化變質(zhì)，產(chǎn)生不良的氣味，導(dǎo)致品質(zhì)下降、貨架期縮短，甚至可能會危害消費者的身體健康，所以貯藏條件對DHA微膠囊化學(xué)穩(wěn)定性的影響也是不容忽視的[4-5]。因此，研究貯存條件對DHA微膠囊穩(wěn)定性的影響，將為開發(fā)新產(chǎn)品、更有效的發(fā)揮DHA的生理功能提供一定的依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 試驗材料 DHA微膠囊，湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院食品加工實驗室自制；高峰氏淀粉酶（TaKa酶），上海正極生物科技有限公司。

1.1.2 試驗設(shè)備 ALC-2100.2電子分析天平，Agilent Technologies 6890N氣相色譜儀，CP-Si188熔融石英毛細管柱 （100 m×0.25 mm，Chrompack，Bridgewater NJ），低溫冰箱（-72℃），DSY-Ⅲ氮吹儀，SGN-300純氮發(fā)生器，722S分光光度計，SR-52旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器，循環(huán)水式多用真空泵，真空包裝機，LXJ-IIB低速大容量多管離心機，pHS-3C精密酸度計，SHZ-82A水浴恒溫振蕩器。

1.1.3 試 劑 GLC463混和脂肪酸標(biāo)樣，購自NuChek-Prep公司；正己烷、甲醇、乙醇、甲醇鈉、石油醚、三氯甲烷、無水乙醚、乙酸甲酯、乙酸乙酯、草酸、無水硫酸鈉均為色譜純。氮氣（高純度），用作輔助氣體或脫溶劑用；氫氣（高純度），用作載氣和燃氣。

1.2 試驗方法

1.2.1 DHA微膠囊的過氧化值與DHA保留率的測定 （1）微膠囊中海藻油的提取：稱取2.000 g DHA微膠囊樣品于25mL具塞試管中，加入0.20 g淀粉酶，振蕩搖勻后，再慢慢往里面加入45～50℃的去離子水20mL，混合均勻，用氮氣除去瓶中氧氣，蓋緊瓶塞，置45℃烘箱內(nèi)放置30 min，然后取出冷卻至室溫。

吸取10 mL上述樣品溶液于潔凈干燥的離心管中，加入2 mL氨水，蓋上瓶塞，置65℃水浴中保溫振蕩20min后，取出靜置，冷卻至室溫。然后往離心管中加入10 mL乙醇，混勻后，加入25 mL無水乙醚，加塞振搖1 min；再加入25 mL石油醚，塞上塞子，振搖1min。放入離心機中，4 000 r/min離心15min，取出離心管，將上層有機層轉(zhuǎn)入干燥的錐瓶中。往此離心管中再加入6mL乙醇、15mL無水乙醚，混勻，加塞振搖1 min；然后加入20 mL石油醚，加塞振搖1 min。至離心機中4 000 r/min離心15min后，將有機層并入上述錐瓶中，轉(zhuǎn)入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中蒸脫溶劑，得到海藻油。

（2）過氧化值的測定：A標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制：先配制10.0μg/mL鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液，然后依次吸取鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液0、0.2、0.5、1.0、1.5、2.0、3.0 mL 于干燥的 10 mL 具塞試管中，用三氯甲烷—甲醇定容至刻度，振蕩均勻。然后各加30%硫氰酸鉀溶液0.05mL，混勻靜置5min，以空白調(diào)零，于波長500 nm處測定吸光度，計算出回歸方程。

B樣品測定：精密稱取0.200 g提取出的海藻油于干燥的10mL具塞試管中，加0.05mL氯化亞鐵溶液（3.5 g/L），然后，用三氯甲烷—甲醇混合溶液（7+3）定容，震蕩均勻。加30%硫氰酸鉀溶液0.05mL，混勻，靜置5min，移入1 cm比色皿，用三氯甲烷—甲醇混合試劑（7+3）作為空白，在波長500 nm條件下，測定吸光度。

（3）DHA保留率的測定：A，脂肪酸甲酯化[6-7]。稱取提取的海藻油樣品2.0 mg，加入1.5 mL正己烷，使其溶于正己烷，再加入乙酸甲酯40μL，振蕩，接著加入100μL甲醇鈉溶液，室溫下反應(yīng)20 min，-24℃冷凍10min后，加60μL草酸溶液，取出，將樣液通過無水硫酸鈉微柱脫水，用小瓶收集濾液約1.2mL上機測定。

B，氣相色譜分析[6-7]。火焰離子化檢測器溫度為250℃，進樣口溫度為250℃。載氣為氫氣，流速1.8 mL/min；燃氣為氫氣，流速30mL/min?？諝饬魉?00mL/min；輔助氣體為氮氣，流速30mL/min。程序升溫過程：45℃保持4 min，然后13℃/min升至175℃，保持27min，再4℃/min升至215℃，保持35 min，載氣為高純氫氣。

根據(jù)脂肪酸甲酯標(biāo)準(zhǔn)譜圖，采用“面積歸一化法”定量計算DHA的相對百分含量。再根據(jù)下式計算DHA保留率。

1.2.2 光照對DHA微膠囊穩(wěn)定性的影響 將DHA微膠囊用透明袋封存，然后用黑布包裹，置于暗處下維持8周；對照組只用透明袋封存，置于25 w的白熾燈照射下維持8周，溫度均設(shè)定為室溫，并定期分別取樣，測定DHA微膠囊的過氧化值和DHA的保留率?？疾旃庹諏ζ浞€(wěn)定性的影響。

1.2.3 氧氣對DHA微膠囊穩(wěn)定性的影響 將等量DHA微膠囊分別置于真空包裝、充氮包裝和敞口塑料袋中，儲藏在陰涼通風(fēng)處，室溫下放置8周，定期取樣測定過氧化值和DHA的保留率。觀察氧氣對DHA微膠囊穩(wěn)定性的影響。

1.2.4 溫度對DHA微膠囊穩(wěn)定性的影響 將微膠囊用錫箔袋真空包裝，分別置于冷凍條件（-18℃），冷藏條件（4℃），常溫條件（25℃）與高溫條件（45℃）避光保存8周；對照組樣品置于60℃下避光保存8周，其他條件相同，定期分別取樣，測定過氧化值和DHA的保留率，判斷溫度對DHA微膠囊的穩(wěn)定性影響。

1.2.5 數(shù)據(jù)處理方法 文中所有測定數(shù)據(jù)均以雙樣平均值表示。

2 結(jié)果與討論

2.1 DHA微膠囊的過氧化值與DHA的含量測定

測得制備好的DHA微膠囊的過氧化值為1.7 meq/kg。根據(jù)脂肪酸標(biāo)準(zhǔn)氣相色譜圖數(shù)據(jù)計算（圖1，圖2），得出制備好的DHA微膠囊中海藻油的脂肪酸組成，其中4c,7c,10c,13c,16c,19c-二十二碳六烯酸的含量為39.17%。以此值作為計算DHA的保留率的基礎(chǔ)。

圖1 脂肪酸標(biāo)準(zhǔn)色譜圖

2.2 光照對DHA微膠囊穩(wěn)定性的影響

圖2 海藻油的脂肪酸組成色譜圖

由圖3可知：DHA微膠囊在光照條件下貯存的8周期間，過氧化值由開始的1.7meq/kg增大到4.6meq/kg，DHA保留率由100%降到92%。而避光組的過氧化值由開始的1.7 meq/kg增大到3.8 meq/kg。DHA保留率從100%降到94%。說明光照能夠促進DHA微膠囊的氧化。數(shù)據(jù)還表明，在開始一周內(nèi)，避光保存與不避光保存兩組的過氧化值和DHA保留率差別不是很明顯，但在隨后的一個月內(nèi)，這兩項指標(biāo)就相差得比較大，然后又逐漸趨于穩(wěn)定。原因可能是在前一周內(nèi)，光氧化并不是主導(dǎo)氧化類型，微膠囊表面的保護層對光照起了一定的遮擋作用，因此兩組數(shù)值差距不大。但隨著光照時間的延長，光氧化的主導(dǎo)地位上升，DHA氧化加劇，因而未避光組的過氧化值上升迅速、DHA保留率值下降。兩組數(shù)值差距加大。經(jīng)過4周的氧化動蕩期后，可能是氧分子活力不足、或光促氧化能力達到飽和、或其他氧化類型占主導(dǎo)地位，促使兩者的差距逐漸平緩下來。因此可知，微膠囊化工藝對填充芯材的穩(wěn)定性有一定幫助，但由于壁材對光照的緩沖作用十分有限，因而在貯存期間還是應(yīng)盡量避光保存。

圖3 光照對DHA微膠囊過氧化值與DHA保留率的影響

2.3 氧氣對DHA微膠囊穩(wěn)定性的影響

由圖4可知：氧氣對DHA微膠囊的穩(wěn)定性有很大影響：敞口組POV值由初開始的1.7 meg/kg增至5.0meg/kg；DHA保留率下降至88%。真空包裝組和充氮包裝組POV值由初開始的1.7 meg/kg增至3.2meg/kg左右，DHA保留率降至94%～95%，無氧環(huán)境顯然具有優(yōu)越性，明顯的抑制了DHA的氧化作用，其中，充氮包裝的效果稍微優(yōu)于真空包裝組。因此，為了延長產(chǎn)品的壽命，成品在貯存期間應(yīng)盡量隔絕氧氣，使用充氮或真空包裝。

2.4 溫度對DHA微膠囊穩(wěn)定性的影響

圖4 氧氣對DHA微膠囊過氧化值和DHA保留率的影響

由圖5可看出：冷凍組、冷藏組與常溫組的DHA氧化程度較輕，DHA保留值較高；隨著溫度的升高，DHA的氧化程度逐漸加劇，到高溫組時，DHA破壞程度顯著加劇。過氧化值由原來的1.7 meg/kg增至9.0 meg/kg，而DHA保留率下降至65.8%。這表明，貯藏溫度越高，DHA微膠囊氧化的速度越快。

圖5 溫度對DHA微膠囊POV值和DHA保留值的影響

溫度與油脂的穩(wěn)態(tài)化特性之間有著緊密的聯(lián)系，溫度增高加快油脂的氧化反應(yīng)，溫度愈高，過氧化值變化愈大。這與微生物在較高的溫度環(huán)境下的繁殖和酶的活動有關(guān)，油溫在20～60℃范圍內(nèi)，溫度每提高10℃，油脂氧化速度翻一番。雖然在一定溫度范圍內(nèi)，微膠囊的壁材給內(nèi)部的DHA帶來保護作用。但隨著時間延長，保護作用開始失效。因此，DHA微膠囊產(chǎn)品應(yīng)在低溫貯存，最好不超過25℃。

3 小 結(jié)

（1）光照穩(wěn)定性試驗表明避光對DHA膠囊保存有利。即使是微膠囊化工藝可在一定程度上提高芯材的穩(wěn)定性，但由于壁材對光照的緩沖作用有限，貯存期間應(yīng)盡量避光保存。

（2）氧化穩(wěn)定性試驗表明，隔氧的真空包裝和充氮包裝對延緩DHA微膠囊變質(zhì)有明顯的作用，其中充氮包裝的效果稍優(yōu)于真空包裝組。所以為了延長DHA膠囊產(chǎn)品貨架期，貯存期間應(yīng)盡量隔絕氧氣，采用充氮或真空包裝。

（3）溫度穩(wěn)定性試驗表明，儲藏溫度越低，DHA微膠囊的POV值越低而DHA保留值越高，隨著溫度的升高，DHA的氧化程度逐漸加劇，到高溫組時，DHA破壞程度顯著加劇。所以應(yīng)在低溫儲存DHA微膠囊，最高溫度不應(yīng)超過25℃。

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