干燥工藝對魚油微膠囊結(jié)構(gòu)和品質(zhì)特性的影響

江連洲，王朝云，古力那孜·買買提努，巨歡歡，郭增旺，綦玉曼，李 楊，齊寶坤，左 鋒，范志軍，王中江,*

（1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150030；2.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)食品學(xué)院，黑龍江 大慶 158308；3.黑龍江省北大荒綠色健康食品有限責(zé)任公司，黑龍江 佳木斯 154000）

深海魚油又被稱為“生命之油”，是一種從深海魚類中提煉出來的多不飽和脂肪酸成分，富含人體所必需的二十碳五烯酸（eicosapentaenoic acid，EPA）和二十二碳六烯酸（docosahexaenoic acid，DHA）。它具有多種生物學(xué)活性，如降血脂、清除自由基、疏通血管、緩解痛風(fēng)、改善大腦機能、預(yù)防心血管疾病等[1]。EPA和DHA是ω-3多不飽和脂肪酸α-亞麻酸的代謝產(chǎn)物，具有高度的不飽和性，對光、氧和熱均極度敏感，導(dǎo)致其極易被氧化而失去原有的生物活性和營養(yǎng)價值[2]。因此將富含DHA和EPA的深海魚油進行微膠囊化并加工成粉末油脂，不僅能掩蓋魚油的腥味，提高產(chǎn)品可接受度，延緩其氧化酸敗，維護其生物活性，還能將其作為營養(yǎng)強化劑添加到食品中，擴大產(chǎn)品的應(yīng)用范圍并提高商業(yè)價值[3]。

國內(nèi)外對深海魚油的微膠囊化技術(shù)均進行了不同程度的研究。黃善軍等[4]研究了魚油壁材對魚油微膠囊物理性質(zhì)的影響，并以包埋率為指標(biāo)確定了最佳微膠囊化工藝參數(shù)。林彩平[5]以大豆分離蛋白、麥芽糊精、環(huán)糊精、明膠和阿拉伯膠等為壁材，以包埋率為指標(biāo)確定了魷魚肝油的最佳微膠囊化工藝參數(shù)，研究還表明，魷魚肝油微膠囊產(chǎn)品的貯藏穩(wěn)定性明顯高于精制魷魚肝油和添加抗氧化劑（質(zhì)量分數(shù)0.02%特丁基對苯二酚）的精制魷魚肝油。目前，魚油的微膠囊制備方法通常多采取噴霧干燥法，最近研究表明，真空冷凍干燥技術(shù)和微波干燥技術(shù)也適用于微膠囊的干燥。袁彬[6]研究了噴霧干燥工藝的進出口溫度對芝麻香油微膠囊包埋率的影響，發(fā)現(xiàn)將所得的乳液在進風(fēng)溫度184 ℃、出風(fēng)溫度82 ℃、進料速率907 mL/h條件下得到的噴霧干燥粉包埋率最高。江連洲等[7]將大豆蛋白-磷脂酰膽堿包埋β-胡蘿卜素的納米乳液和真空冷凍干燥粉進行對比，發(fā)現(xiàn)真空冷凍干燥粉末的貯藏穩(wěn)定性顯著提高，貨架期顯著延長。王歡等[8]研究了富肽豆粉中蛋白類物質(zhì)亞基組分和空間構(gòu)象在不同微波干燥條件下的變化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)進口溫度和進料速率都會對其產(chǎn)生一定的影響。而微膠囊的干燥工藝同樣會影響產(chǎn)品的品質(zhì)和營養(yǎng)價值，但是目前關(guān)于不同干燥工藝對微膠囊產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特性、理化特性和產(chǎn)品特性的影響鮮有系統(tǒng)研究。

因此，本實驗以易氧化、熱敏性強、光敏性強的深海魚油作為芯材，以大豆分離蛋白和磷脂酰膽堿作為壁材，通過超聲技術(shù)制備納米乳液，分別采取噴霧干燥、真空冷凍干燥、微波干燥3 種不同的干燥工藝制備粉末油脂，通過結(jié)構(gòu)（掃描電子顯微鏡、超高分辨率熒光顯微鏡和粒徑分布）、理化特性（包埋率、表面含油率、總含油率和溶解性）和產(chǎn)品特性（氧化穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和釋放特性）3 個方面分析不同干燥工藝對深海魚油微膠囊的影響，從而為深海魚油的深度加工和不同芯材粉末油脂干燥工藝的選擇提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

大豆分離蛋白（蛋白質(zhì)量分數(shù)92.6%）、魚油（EPA質(zhì)量分數(shù)8.55%、DHA質(zhì)量分數(shù)15.89%） 山東禹王有限公司；磷脂酰膽堿 北京索萊寶公司；磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉 天津市東麗區(qū)天大化學(xué)試劑廠；胃蛋白酶、胰酶、豬膽汁鹽 美國Sigma公司；常規(guī)分析純試劑 北京化學(xué)試劑公司。

1.2 儀器與設(shè)備

PHS-3C雷磁pH計 上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司；Mastersizer 2000激光粒度儀 英國馬爾文儀器有限公司；Ultra-Turrax T 25高速分散器 德國IKA公司；JY 92-IIN型超聲波細胞破碎儀 寧波新芝生物科技股份有限公司；DF-101 S集熱式磁力攪拌器 鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司；JSM 6390 LV掃描電子顯微鏡 日本JEOL公司；JOYN-8000噴霧干燥機 上海橋躍電子有限公司；ALPHA 1-4 LSC型真空冷凍干燥機 德國Christ公司；電子分析天平（0.000 1 g） 北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司；TG 16-WS臺式高速離心機 湖南湘儀離心機儀器有限公司；Q 200差示掃描量熱儀 美國TA公司；HSS-1（B）型恒溫浴槽 成都儀器廠；Delta Vision OMX V 3結(jié)構(gòu)照明超分辨熒光顯微鏡 美國GE Applied Precision公司；微波干燥箱 天水華圓制藥設(shè)備科技有限責(zé)任公司。

1.3 方法

1.3.1 魚油微膠囊的制備

參考江連洲等[9]的方法，并略有改動。將質(zhì)量分數(shù)4%大豆分離蛋白和質(zhì)量分數(shù)0.2%磷脂酰膽堿溶于緩沖液（0.01 mol/L、pH 7.0磷酸鹽緩沖溶液）中，室溫（20 ℃）下連續(xù)攪拌過夜，作為水相；把大豆分離蛋白質(zhì)量20%的魚油加到水相中，用高速分散器以20 000 r/min均質(zhì)5 min，形成粗乳液，將粗乳液通過超聲波細胞破碎儀（液面浸沒變幅桿3 cm，在超聲功率500 W條件下超聲9 min，工作時間為5 s，間歇時間為3 s，以循環(huán)冷熱水控制超聲溫度）進一步均質(zhì)乳化即得大豆蛋白-磷脂魚油納米乳液，將乳狀液經(jīng)3 種不同干燥工藝獲得微膠囊化魚油成品。

1.3.1.1 噴霧干燥

參考袁彬[6]的方法，將所得的乳液在進風(fēng)溫度184 ℃、出風(fēng)溫度82 ℃、進料速率907 mL/h條件下噴霧干燥，得到噴霧干燥魚油微膠囊。

1.3.1.2 真空冷凍干燥

參考江連洲等[7]的方法，并略有改動。將所得的乳液裝入玻璃培養(yǎng)皿中，乳液厚度不超過1 cm，放入冰箱中預(yù)冷凍12 h后放入真空冷凍干燥機內(nèi)，在-50 ℃條件下真空冷凍干燥12 h，得到真空冷凍干燥魚油微膠囊。

1.3.1.3 微波干燥

參考姜楠楠等[10]的方法，并略有改動。將所得的乳液在功率6 kW條件下微波干燥5～6 min，得到微波干燥魚油微膠囊。

1.3.2 魚油微膠囊微觀結(jié)構(gòu)表征

1.3.2.1 掃描電子顯微鏡觀察

參考楊小斌等[11]的方法，并略有改動。將少許微膠囊粉末撒在貼有雙面膠的樣品平臺上，用牙簽稍壓實后吹去多余粉末，然后放置于離子濺射儀中，在10 mA電流的條件下進行噴金，使材料表面鍍上一層鉑膜，用掃描電子顯微鏡觀察微膠囊形態(tài)結(jié)構(gòu)。

1.3.2.2 超高分辨率熒光顯微鏡觀察

參考羅潔[12]的方法，并略有改動。采用超高分辨率熒光顯微鏡觀測微膠囊的微觀結(jié)構(gòu)。配制質(zhì)量分數(shù)1%尼羅藍（標(biāo)記油脂）溶解于異丙醇中，于4 ℃下避光保存。觀測時，取25 μL尼羅藍加入1 mL樣品中，充分混合均勻后，采用Conventional模式研究并進行圖像反卷積處理，X、Y軸方向分辨率250 nm，Z軸方向分辨率300 nm。

1.3.3 魚油微膠囊粒徑分布測定

粒徑分布通過Marstersizer 2000激光粒度儀來測定。參考黃雪等[13]的方法，并略有改動。使用超純水為分散劑，取1 g左右的樣品溶解，設(shè)置儀器壓強為0.15 MPa，折射率為1.52，吸收率為0.1，泵轉(zhuǎn)速為2 000 r/min，將微膠囊載體溶液逐滴加入到分散劑中，測定粉體的粒度分布。

1.3.4 微膠囊包埋率的測定

1.3.4.1 魚油微膠囊表面含油率測定

參考張雷等[14]的方法，并略有改動。取2 g魚油微膠囊樣品于三角瓶中，加入40 mL 30～60 ℃石油醚后，在低速攪拌下浸提樣品2 min，立即用帶有漏斗的真空泵抽濾，再加入25 mL石油醚洗滌濾渣2 min，立即用真空泵抽濾2 min，收集濾液并轉(zhuǎn)移至已恒質(zhì)量的燒杯中，回收的石油醚在65 ℃烘箱中烘干至恒質(zhì)量。通過式（1）計算樣品的表面含油率。

式中：m為魚油微膠囊的質(zhì)量/g；m1為燒杯的質(zhì)量/g；m2為烘干后產(chǎn)品和燒杯的質(zhì)量/g。

1.3.4.2 魚油微膠囊總含油率的測定

參考張雷等[14]的方法，并略有改動。使用氯仿-甲醇提取法。取3 g魚油微膠囊樣品于100 mL燒杯中，加入12 mL水使樣品充分溶解后，向溶液中加入15 mL氯仿和30 mL甲醇進行萃??；再向溶液中加入15 mL氯仿和15 mL蒸餾水，用玻璃棒攪拌2 min后將上述樣液轉(zhuǎn)移到離心管中，于3 000 r/min離心10 min后用移液管移取下層氯仿溶液10 mL于恒質(zhì)量的圓底燒瓶中，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除氯仿，干燥至恒質(zhì)量。通過式（2）計算樣品的總含油率。

式中：m為魚油微膠囊產(chǎn)品質(zhì)量/g；m1為圓底燒瓶的質(zhì)量/g；m2為烘干后產(chǎn)品和圓底燒瓶的質(zhì)量/g。

1.3.4.3 包埋率的測定

油脂包埋率是指被包埋的油脂與總油脂的比值，按式（3）計算。

1.3.5 魚油微膠囊溶解度測定

參考徐清云等[15]的方法，并略有改動。取5 g樣品于干燥至恒質(zhì)量的燒杯中，加入50 mL蒸餾水，用玻璃棒攪拌使樣品充分溶解，將溶液轉(zhuǎn)移至離心管內(nèi)，于4 500 r/min條件下離心10 min，取沉淀后加入50 mL蒸餾水?dāng)嚢枞芙夂笤俅坞x心，再次取沉淀并將其轉(zhuǎn)移至已稱質(zhì)量的燒杯中，在105 ℃的烘箱內(nèi)將其烘干至恒質(zhì)量。按式（4）計算溶解度。

式中：m為樣品質(zhì)量/g；m1為燒杯的質(zhì)量/g；m2為燒杯與沉淀的質(zhì)量/g；ω為樣品的水分質(zhì)量分數(shù)/%。

1.3.6 差示掃描量熱分析

參考廖霞等[16]的方法，并略有改動。將10 mg微膠囊密封在鋁盤中，放入差示掃描量熱儀中，儀器從30 ℃加熱到800 ℃，升溫速率為10 ℃/min，氮氣流速為20 mL/min。使用空盤作為對照。所有樣品進行3 個平行實驗。

1.3.7 魚油微膠囊氧化穩(wěn)定性分析

參考李夢凡等[17]的方法，并略有改動。將一定量的樣品均勻地鋪在錐形瓶底，放入（65f1）℃的隔水式恒溫培養(yǎng)箱中進行油脂的加速氧化反應(yīng)，每隔1 周測定一次過氧化值并記錄，分析過氧化值隨加速氧化時間的變化情況。魚油微膠囊過氧化值測定參照SC/T 3505—2006《魚油微膠囊》的方法進行。

1.3.8 魚油微膠囊體外釋放特性分析

1.3.8.1 體外消化液的配制

實驗參照Tikekar等[18]的方法，并略有改動。體外模擬消化的溫度保持在37 ℃，并且不斷攪拌溶液。模擬胃液的制備：向7 mL 1 mol/L HCl溶液中加入2 g NaCl，然后加入去離子水定容至1 000 mL，并用1 mol/L HCl溶液調(diào)節(jié)pH值至2.0；模擬腸液的制備：在pH 7.5的條件下，向0.05 mol/L KH2PO4溶液中加入10 mg/mL豬胰酶和12 mg/mL膽汁鹽（0.012 g膽汁鹽溶解于1 mL pH 7.0的磷酸鹽緩沖液中）混合均勻。

1.3.8.2 游離脂肪酸釋放率的測定

將粉末樣品溶解在水中并將pH值調(diào)至2.0，加入32 mg/mL的胃蛋白酶（0.032 g胃蛋白酶溶解于1 mL模擬胃液）模擬胃部消化1 h（測定時間點依次為5、10、20、30、60 min），取出部分溶液加入1.5 mol/L NaHCO3調(diào)整pH值至6.5，停止酶促反應(yīng)，取一部分溶液進行腸消化。將所取溶液的pH值用0.2 mol/L NaOH溶液調(diào)節(jié)至7.5，加入模擬腸液腸消化1 h（測定時間點依次為90、120 min），實驗過程中不斷用0.2 mol/L NaOH溶液穩(wěn)定pH值為7.5不變，并記錄NaOH溶液消耗量[19]。根據(jù)NaOH溶液消耗量計算測定游離脂肪酸釋放率，按公式（5）計算。

式中：VNaOH為滴定所用NaOH溶液體積/L；cNaOH為NaOH溶液的濃度/（mol/L）；m魚油為樣品中魚油的質(zhì)量/g；M魚油為魚油的摩爾質(zhì)量/（g/mol）。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

所有數(shù)據(jù)采用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，所有指標(biāo)均重復(fù)測定3 次，利用Origin 8.5軟件作圖，利用SPSS 20.0軟件中方差分析法檢驗評價樣品平均值之間的差異性（P＜0.05）并進行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 干燥工藝對魚油微膠囊結(jié)構(gòu)特性的影響

2.1.1 掃描電子顯微鏡觀察結(jié)果

圖 1 干燥工藝對魚油微膠囊微觀結(jié)構(gòu)的影響Fig. 1 Effect of drying processes on microstructure of fish oil microcapsules

微膠囊的結(jié)構(gòu)形態(tài)特征影響著微膠囊的性質(zhì)，微膠囊顆粒的孔隙、表面完整性以及芯材在微膠囊中的分布影響著芯材的釋放，同時微膠囊顆粒外部表面形態(tài)與微膠囊產(chǎn)品的流動性密切相關(guān)[20]。由圖1a可知，噴霧干燥工藝下的魚油微膠囊微觀結(jié)構(gòu)完整且大部分有褶皺和凹陷現(xiàn)象，未見裂縫、孔洞和破裂現(xiàn)象，結(jié)構(gòu)致密。這種現(xiàn)象與噴霧干燥過程的霧化過程有關(guān)，乳液表面水分迅速蒸發(fā)，在芯材外層瞬間形成外殼，對芯材起到良好的保護作用。真空冷凍干燥工藝下的魚油微膠囊結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)片狀化，結(jié)構(gòu)不規(guī)則且多孔（圖1b）。這是因為真空冷凍干燥時乳液在預(yù)冷凍過程中自由水會形成冰晶，破壞原有的結(jié)構(gòu)，且冰晶在真空冷凍干燥時，升華后留下孔道，致使真空冷凍干燥具有較大的表面積。微波干燥工藝下的魚油微膠囊微觀結(jié)構(gòu)表面粗糙且多孔，無固定形態(tài)，呈焦糊狀態(tài)（圖1c）。這種現(xiàn)象是因為微波干燥時，物料變性程度增大導(dǎo)致細胞間和細胞內(nèi)物質(zhì)間隙增大，多孔性提高[21]。

2.1.2 超高分辨率熒光顯微鏡觀察結(jié)果

圖 2 干燥工藝對魚油微膠囊形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響Fig. 2 Effect of drying processes on morphology and structure of fish oil microcapsules

超高分辨率熒光顯微鏡是用于分析多組份聚合物共混體系形態(tài)結(jié)構(gòu)常用的方法，綠色熒光為油脂部分，可觀察樣品油滴是否出現(xiàn)聚集現(xiàn)象；由圖2可知，噴霧干燥工藝下的微膠囊載體分散均勻、粒徑統(tǒng)一且無液滴聚集現(xiàn)象；真空冷凍干燥和微波干燥工藝下的微膠囊形態(tài)較差，呈現(xiàn)不同程度的油滴聚集和不能完整包埋油的現(xiàn)象，且液滴粒徑較大。這可能是因為噴霧干燥下的微膠囊呈現(xiàn)典型的球狀結(jié)構(gòu)，芯材的包埋效果較好，使微膠囊在水中溶解后并不會發(fā)生漏油現(xiàn)象，這表明噴霧干燥工藝下的魚油微膠囊溶液更加穩(wěn)定[22]。

2.2 干燥工藝對魚油微膠囊粒徑分布的影響

圖 3 干燥工藝對魚油微膠囊粒徑分布的影響Fig. 3 Effect of drying processes on particle size distribution of fish oil microcapsules

表 1 干燥工藝對魚油微膠囊粒徑分布的影響Table 1 Effect of drying processes on particle size distribution of fish oil microcapsules

粒徑是評價微膠囊乳液體系品質(zhì)的一個重要參數(shù)，粒徑小的乳液更有易于被人體吸收，能夠擴大應(yīng)用范圍[23]。由圖3可知，噴霧干燥工藝粒徑范圍比較集中、分布均勻。由表1可知，隨著體積平均粒徑的減小，D50呈現(xiàn)下降趨勢。噴霧干燥工藝的D50為28.87 μm，較真空冷凍干燥工藝和微波干燥工藝的平均粒徑分別低190.52 μm和265.01 μm。噴霧干燥工藝的體積平均粒徑為98.05 μm，較真空冷凍干燥工藝和微波干燥工藝的平均粒徑分別低164.04 μm和264.59 μm，噴霧干燥粉的體積平均粒徑最小。這是因為在噴霧干燥過程中，噴霧壓力增加時，物料的噴出速率提高，造成霧化液滴的粒徑降低。從真空干燥粉和微波干燥粉的微觀結(jié)構(gòu)中可觀察到油滴有聚集現(xiàn)象，從而導(dǎo)致平均粒徑較大。

2.3 干燥工藝對魚油微膠囊表面含油率和包埋率的影響

表 2 干燥工藝對魚油微膠囊表面含油率和包埋率的影響Table 2 Effect of drying processes on surface oil content and entrapment efficiency of fish oil microcapsules

由表2可知，噴霧干燥工藝的包埋率最高，為95.54%，較真空冷凍干燥和微波干燥分別高8.84%和21.26%，且表面含油率最低為1.73%，較真空冷凍干燥和微波干燥分別低2.65%和6.32%（P＜0.05）。這是因為在噴霧干燥過程中，乳液霧化成小液滴，內(nèi)層芯材被外表面水相包裹在內(nèi)，外層水相經(jīng)機器高溫迅速揮發(fā)并形成一層保護膜，致使表面芯材含量降低，產(chǎn)品的包埋率升高；而在真空冷凍干燥過程中，機器的預(yù)冷凍使乳液內(nèi)部水分形成冰晶，破壞了乳液經(jīng)均質(zhì)過程在芯材外層形成的“液態(tài)膜”，致使局部芯材暴露，產(chǎn)品的包埋率降低；微波干燥粉包埋率降低是因為產(chǎn)品在不斷加熱過程中表面結(jié)構(gòu)遭到破壞，呈現(xiàn)高度多孔現(xiàn)象，表面含油率增加，包埋率降低[24]。陳巖等[25]的報道也指出，粒徑也是影響包埋率最主要的因素之一，粒徑小則包埋率會隨之升高，這和2.2節(jié)粒徑分析結(jié)果相互印證。

2.4 干燥工藝對魚油微膠囊溶解性的影響

圖 4 干燥工藝對魚油微膠囊溶解性的影響Fig. 4 Effect of drying processes on solubility of fish oil microcapsules

由圖4可知，噴霧干燥工藝的溶解性最高，真空冷凍干燥和微波干燥溶解性依次降低。微膠囊的溶解性與粒徑有關(guān)，粒徑越小其溶解性越好，故噴霧干燥粉溶解性能最好，這與2.2節(jié)粒徑分析結(jié)果相互印證。由2.1節(jié)掃描電子顯微鏡下的微觀結(jié)果可知，噴霧干燥工藝下的魚油微膠囊呈顆粒狀態(tài)，內(nèi)有空腔，可使微膠囊產(chǎn)品復(fù)水時迅速崩解，使產(chǎn)品溶解性得到提高[26]。

2.5 干燥工藝對魚油微膠囊熱穩(wěn)定性的影響

圖 5 干燥工藝對魚油微膠囊熱穩(wěn)定性影響Fig. 5 Effect of drying processes on thermal stability of fish oil microcapsules

表 3 魚油微膠囊的差示掃描量熱分析結(jié)果Table 3 Differential scanning calorimetric results of fish oil microcapsules

干燥工藝對魚油微膠囊熱穩(wěn)定性影響見圖5和表3。根據(jù)差示掃描量熱曲線可以得到樣品發(fā)生相轉(zhuǎn)變的起始溫度To和峰值溫度Tp，其開始發(fā)生相轉(zhuǎn)變的溫度To即為玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg，在此溫度之前魚油微膠囊為玻璃狀態(tài)，性質(zhì)比較穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)也未發(fā)生改變，其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度越高，表明物質(zhì)越穩(wěn)定；Tp和吸熱焓ΔH表示當(dāng)物質(zhì)在高溫下發(fā)生由有序的晶體結(jié)構(gòu)全部轉(zhuǎn)變成無序的晶體結(jié)構(gòu)時的溫度和所需要能量[27]。由表3可知，噴霧干燥工藝下的魚油微膠囊To最高為87.13 ℃，較真空冷凍干燥工藝和微波干燥工藝分別高出11.34 ℃和44.66 ℃；其Tp和ΔH分別為114.46 ℃、-4 605.02 J/g，較真空冷凍干燥工藝和微波工藝分別高出9.26、15.60 ℃和2 126.99、1 925.56 J/g，表明噴霧干燥工藝下的To最高、Tp最高、所需的ΔH最高，噴霧干燥由有序的晶體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成為無序的晶體結(jié)構(gòu)所需的溫度更高，能量最大。這可能是因為噴霧干燥下的微膠囊顆粒呈球形，結(jié)構(gòu)致密。高溫將乳液中的水分迅速蒸發(fā)，表面硬化，因而樣品發(fā)生相轉(zhuǎn)變所需溫度和能量較高，熱穩(wěn)定性較高[28]。

2.6 干燥工藝對魚油微膠囊氧化穩(wěn)定性的影響

圖 6 干燥工藝對魚油微膠囊氧化穩(wěn)定性的影響Fig. 6 Effect of drying processes on oxidation stability of fish oil microcapsules

由圖6可知，隨著貯藏時間的延長，3 種干燥工藝的魚油微膠囊產(chǎn)品的過氧化值都呈增長趨勢，但噴霧干燥的魚油微膠囊產(chǎn)品在貯藏期間過氧化值增加較平緩，而真空冷凍干燥工藝和微波干燥工藝隨著貯藏時間的延長，增加趨勢較明顯。這是因為噴霧干燥粉呈球形顆粒，結(jié)構(gòu)致密無孔隙結(jié)構(gòu)，表面含油率低，降低了與外界環(huán)境的接觸機會。而真空冷凍干燥和微波干燥表面高度多孔，且表面含油率高，多孔結(jié)構(gòu)會促進氧氣從空氣擴散到顆粒表面上，加速粉的氧化進程[29]；樣品中的表面油由于暴露在空氣中可與氧氣直接接觸加速產(chǎn)品的氧化，因此表面含油率越高，微膠囊越容易被氧化，這與Drusch等[30]的研究結(jié)果一致。

2.7 干燥工藝對魚油微膠囊體外模擬消化特性的影響

圖 7 消化過程中脂肪酸釋放率隨消化時間的變化Fig. 7 Change in free fatty acids release rate from fish oil microcapsules with digestion time

由圖7可知，魚油微膠囊在腸液中的釋放率明顯高于在胃液中的釋放率，這是因為脂肪的消化吸收主要發(fā)生在小腸中，因此在胃液中微膠囊化可以有效地控制釋放。在胃液消化階段，噴霧干燥工藝脂肪酸釋放率最緩慢，真空冷凍干燥和微波干燥脂肪酸釋放都較快，這可能是因為殘留在微膠囊的表面油在胃液中被消化所導(dǎo)致[11]，因而噴霧干燥粉最低。微波干燥粉在此階段的釋放率較高，這是因為微波干燥過程中壁材結(jié)構(gòu)遭到破壞，復(fù)溶液在胃液消化時大豆蛋白表層大部分被酶解，導(dǎo)致其芯材在胃液中遭到分解。腸液消化階段，魚油微膠囊的釋放率都呈現(xiàn)增加趨勢，然后趨于穩(wěn)定。這說明微膠囊壁材可以較好地在腸液中達到釋放效果，能有效提高魚油在人體內(nèi)的生物利用度[31]。

3 結(jié) 論

本實驗通過對比分析3 種干燥工藝下魚油微膠囊產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)（掃描電子顯微鏡、超高分辨率熒光顯微鏡、粒徑分布）、理化特性（包埋率、表面含油率、總含油率、溶解性）和產(chǎn)品特性（氧化穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和釋放特性），探討干燥工藝對深海魚油微膠囊的影響。根據(jù)實驗結(jié)果得出，噴霧干燥法制備的微膠囊包埋率顯著高于真空冷凍干燥法和微波干燥法制備的微膠囊，包埋效果好，無液滴聚集現(xiàn)象，且表面結(jié)構(gòu)致密，無空隙結(jié)構(gòu)，減少了魚油與外界環(huán)境的接觸機會，減慢了產(chǎn)品的氧化變質(zhì)速率，有效延長了貯藏期。而真空冷凍干燥和微波干燥粉疏松多孔，出現(xiàn)一定的油滴聚集現(xiàn)象，表面含油率高，多孔結(jié)構(gòu)導(dǎo)致氧化穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性較差。噴霧干燥、真空冷凍干燥、微波干燥3 種干燥工藝制備的魚油微膠囊在胃液消化中最終游離脂肪酸釋放率分別為：20.03%、25.98%、75.91%，在腸液消化中最終游離脂肪酸釋放率分別為：78.73%、71.78%、22.91%。體外模擬消化實驗表明，噴霧干燥工藝制備的魚油微膠囊在胃液中游離脂肪酸釋放率較低但可以較好地在腸液中達到釋放。因此，本實驗中噴霧干燥工藝被證明是生產(chǎn)穩(wěn)定微膠囊的最佳干燥工藝。