食品添加劑的微膠囊化及其在蜜餞加工中的應(yīng)用

章 斌，侯小楨，李遠(yuǎn)志，賴 宣

（1.韓山師范學(xué)院生物系，廣東潮州 521041；2.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，廣東廣州 510642；3.廣東濟(jì)公保健食品有限公司，廣東潮州 515638）

1 微膠囊技術(shù)概述

1.1 微膠囊技術(shù)的基本概念

微膠囊技術(shù)（Microencapsule technology）是利用成膜材料，通過化學(xué)法、物理法或物理化學(xué)法將固體、液體或氣態(tài)物質(zhì)包囊成直徑為幾微米至上千微米的一種具有半透性或密封囊膜的微小囊狀物的現(xiàn)代加工技術(shù).該技術(shù)因具有可改變物質(zhì)形態(tài)、保護(hù)敏感成分、降低揮發(fā)性、控制釋放、隔離組分、使不相溶成分混合并降低某些化學(xué)添加劑的毒性等特點(diǎn)[1]，目前已在食品、化工、醫(yī)藥、生物技術(shù)等諸多領(lǐng)域中得到應(yīng)用.

1.2 微膠囊化的方法

根據(jù)微膠囊性質(zhì)、囊壁形成機(jī)制和成囊條件，微膠囊化方法可分為物理法（如噴霧干燥法、噴霧冷凍法、流化床法、空氣懸浮法、分子包埋法、離心擠壓法等）、化學(xué)法（如界面聚合法、原位聚合法、銳孔法、包絡(luò)法等）、物理化學(xué)法（如凝聚法、復(fù)相乳液法、界面沉積法等）三大類[2-5].其中，因噴霧干燥法具有操作簡單、微膠囊化和干燥過程同時(shí)完成、產(chǎn)品復(fù)水性能和分散性能好、易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)及成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，而在食品工業(yè)中的研究和應(yīng)用最為廣泛[6-7]，其基本工藝流程如圖1所示.

圖1 噴霧干燥法制備微膠囊工藝流程

1.3 微膠囊的芯材和壁材

為提高成囊性和包埋率，微膠囊芯材一般選用無機(jī)鹽類、維生素類、酶類、揮發(fā)性香精香料、動(dòng)植物油脂、食品功能性活性物質(zhì)等不易受貯存或其它外界因素干擾的物質(zhì)；就芯材物性狀態(tài)而言，可以是固體、液體或氣體.

水溶性膠類、海藻酸鹽、殼聚糖、淀粉、纖維素衍生物、動(dòng)物膠酪蛋白、瓊脂等高分子材料具有良好的流動(dòng)性、滲透性、吸濕性、成膜性、溶解性、可食性、穩(wěn)定性及經(jīng)濟(jì)性，而常作為微膠囊壁材的首選[8-10].

2 微膠囊技術(shù)在食品添加劑中的應(yīng)用

食品添加劑是一柄“雙刃劍”，在食品加工中既能改善食品的色、香、味等感官品質(zhì)，也能在一定程度上滿足產(chǎn)品防腐和加工工藝的需要；如苯甲酸鈉、甜蜜素、檸檬酸等添加劑對于保持佛手果蜜餞特有的風(fēng)味和口感、保證蜜餞產(chǎn)品的貨架期等起著關(guān)鍵的作用.另一方面，食品添加劑的超量、超范圍以及違禁使用等造成的產(chǎn)品含量超標(biāo)問題已成為引起食品質(zhì)量安全、影響消費(fèi)者健康的一個(gè)主要影響因素.

微膠囊技術(shù)是20世紀(jì)重點(diǎn)研究開發(fā)的高新技術(shù)之一，隨著該技術(shù)的深入發(fā)展和應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，尤其在食品添加劑行業(yè)的使用也越來越受到業(yè)內(nèi)科研人員的關(guān)注；大量的研究結(jié)果均表明食品添加劑經(jīng)微膠囊化處理后的使用效果和使用性能更為突出[11-12].目前，微膠囊技術(shù)在食品添加劑中的應(yīng)用主要有以下幾個(gè)方面：

（1）改變物態(tài)：將食品添加劑微膠囊化，能將液態(tài)或半固態(tài)添加劑轉(zhuǎn)變成干燥的固體粉末狀態(tài)，從而改變其流動(dòng)性、可壓性、分散性等理化特性，克服某些液態(tài)和半固態(tài)添加劑不易操作和使用的缺點(diǎn).熊華等將月見草油制成微膠囊化粉末后，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品顆粒均勻，具有良好的流動(dòng)性、溶解性、乳化分散性，同時(shí)能延緩氧化酸敗的進(jìn)程，提高其貯藏期[13].

（2）預(yù)先設(shè)計(jì)、控制釋放：通過不同壁材的組合和配比，微膠囊化后的食品添加劑，其向外釋放的時(shí)間和速度可根據(jù)不同蜜餞產(chǎn)品的生產(chǎn)需要進(jìn)行預(yù)先設(shè)計(jì)，既發(fā)揮食品添加劑的功效，又減小其毒性.占英英以聚丙烯酸樹脂為壁材，采用噴霧干燥法對VB1、ACE抑制肽和牛血清白蛋白進(jìn)行包囊，發(fā)現(xiàn)包囊物在模擬胃腸液中有良好的可控釋放性能[14].包德才等人采用SPG膜乳化結(jié)合液中干燥法制備出粒徑單分散的抗氧化劑VE的聚苯乙烯微膠囊，使VE的抗氧化作用在一定程度上得到控制[15].Xin以殼聚糖和乙基纖維素混合物為復(fù)合壁材，進(jìn)行VD2的噴霧干燥包埋，包埋物的體內(nèi)模擬試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)經(jīng)包埋后的VD2可實(shí)現(xiàn)在腸液中的持續(xù)釋放[16].

（3）對食品添加劑起一定保護(hù)作用：某些食品添加劑易受環(huán)境中光、氧、溫度、水分等因素影響而逐漸喪失使用性能；通過微膠囊化，使作為芯材的添加劑與外界環(huán)境相隔離，防止其發(fā)生劣變.

（4）掩蔽食品添加劑自身存在的異味、臭味、辛辣味等不良?xì)馕?，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍.

（5）降低或避免蜜餞生產(chǎn)中食品添加劑之間的相互作用，節(jié)約生產(chǎn)成本：如在蜜餞生產(chǎn)中同時(shí)添加的防腐劑（苯甲酸鈉）與酸味劑之間的相互作用往往會(huì)引起防腐效果的降低甚至失效.如若將苯甲酸鈉微膠囊化后再與酸味劑一并添加，可增強(qiáng)其對酸的忍耐性，并可設(shè)計(jì)在最佳狀態(tài)釋放進(jìn)而延長其防腐時(shí)效.

由此可見，將微膠囊技術(shù)特別是微膠囊化的食品添加劑用于蜜餞加工必將成為微膠囊技術(shù)應(yīng)用和食品添加劑規(guī)范使用的發(fā)展方向之一；也將成為提高蜜餞產(chǎn)品質(zhì)量，保障蜜餞產(chǎn)品安全生產(chǎn)和促使蜜餞行業(yè)良性發(fā)展的一個(gè)重要措施.

3 微膠囊技術(shù)在佛手果蜜餞加工中的應(yīng)用與展望

3.1 佛手果蜜餞加工現(xiàn)狀

廣式蜜餞傳統(tǒng)食品的制作源遠(yuǎn)流長，產(chǎn)品涵蓋話化類、涼果類、果脯類、果糕類、蜜餞類、果丹類等六大類別，以其獨(dú)特的口感和風(fēng)味而深受消費(fèi)者喜愛，成為居家、旅游休閑食品.佛手果蜜餞作為廣式蜜餞的重要產(chǎn)品之一，從上世紀(jì)90年代初以來就一直占領(lǐng)著蜜餞市場很大的份額.據(jù)業(yè)界統(tǒng)計(jì)，廣東省2006年的佛手果蜜餞產(chǎn)品（包括佛手喉寶、佛手丹、佛手糕等）產(chǎn)量達(dá)到6萬噸，產(chǎn)值達(dá)到13億元人民幣，產(chǎn)品遠(yuǎn)銷日本、韓國、歐美等國家和地區(qū)[17-18].

近幾年來，以“普寧問題涼果”等為代表的蜜餞質(zhì)量安全事件的曝光，同時(shí)隨著消費(fèi)者健康安全意識(shí)和食品品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的提高，含糖精鈉、甜蜜素、苯甲酸鈉和山梨酸鉀等添加劑的傳統(tǒng)佛手果蜜餞在國內(nèi)外的市場空間變得越來越小[19-21].另一方面，廣東省乃至全國的佛手果蜜餞加工企業(yè)多以中小規(guī)模為主，且加工過程多停留在傳統(tǒng)工藝操作，存在著工藝操作不規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)化工藝水平低、生產(chǎn)條件控制不嚴(yán)格、配輔料計(jì)量不準(zhǔn)確或全憑經(jīng)驗(yàn)添加的“先天不足”.同時(shí)，多數(shù)企業(yè)在加工技術(shù)的投入與儲(chǔ)備、品質(zhì)分析檢測技術(shù)的提升、檢測設(shè)備的更新等方面普遍存在“后天不補(bǔ)”，從而導(dǎo)致佛手果蜜餞仍存在較突出的防腐劑（如苯甲酸鈉、山梨酸鉀）、甜味劑（如糖精鈉、甜蜜素）等添加劑超標(biāo)的食品安全問題.

因此，目前蜜餞加工業(yè)的主要任務(wù)除要提高傳統(tǒng)加工產(chǎn)品的品質(zhì)外，積極采用現(xiàn)代食品加工技術(shù)，對傳統(tǒng)佛手果蜜餞生產(chǎn)工藝（見圖2），特別是佛手蜜餞生產(chǎn)中各類食品添加劑的安全、規(guī)范使用進(jìn)行改造和技術(shù)提升（見圖3），以解決蜜餞產(chǎn)品最常見的食品添加劑含量超標(biāo)質(zhì)量問題和蜜餞行業(yè)的共性技術(shù)問題顯得十分必要和迫切.

圖2 佛手果蜜餞加工的傳統(tǒng)工藝流程

圖3 佛手果蜜餞加工的工藝改進(jìn)流程

3.2 展望

微膠囊技術(shù)在克服某些食品添加劑的使用缺陷與不足，改善食品添加劑的穩(wěn)定性、敏感性等使用性能，擴(kuò)大食品添加劑的使用范圍等方面有著越來越突顯的作用，因而在食品加工過程中的應(yīng)用越來越受到重視.另一方面，隨著新壁材、新的微膠囊制備技術(shù)、新加工設(shè)備的不斷問世，也隨著人們對微膠囊化技術(shù)認(rèn)識(shí)的不斷加深和對蜜餞、涼果類休閑食品的質(zhì)量安全的關(guān)注，食品添加劑的微膠囊化將會(huì)沿著它這一獨(dú)特的方式活躍于食品工業(yè)中[22-24].

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