木姜子精油微膠囊制備工藝優(yōu)化及其品質(zhì)分析

張麗紅，黃 夢，王桂瑛 ，尹曉燕，楊子江，田 梅，廖國周 ，葛長榮

（1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，云南昆明 650201；2.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)，云南省畜產(chǎn)品加工工程技術(shù)研究中心，云南昆明 650201）

木姜子（Litsea pungensHemsl.）又名山雞椒、山蒼子、蓽茄澄和山胡椒等[1]，屬于被子植物門樟科木姜子屬，在我國木姜子的產(chǎn)地分布廣泛[2]，是我國特有的木本油料植物之一。木姜子有著極高的醫(yī)用價(jià)值，人們常將干燥后的果實(shí)作為藥材使用[3]。木姜子精油是一種具有活性的木姜子次級(jí)代謝產(chǎn)物[4]，為淡黃色半透明油狀液體，香味與檸檬油相似[5]。檸檬醛[6]、檸檬烯[7]等作為木姜子精油中的主要成分，可用于調(diào)配、合成香料及制藥工業(yè)，為維生素C、維生素E等合成提供原料[8]，同時(shí)還具有良好的抗氧化活性和顯著的抑菌作用[9]，在醫(yī)藥[10?11]、農(nóng)業(yè)[12]、食品[13]等方面都具有重要的研究價(jià)值。然而木姜子精油易受到外界環(huán)境中光、水分、空氣和高溫等的影響，發(fā)生降解、蒸發(fā)或氧化變質(zhì)，從而限制木姜子精油的應(yīng)用。

微膠囊技術(shù)是一種保護(hù)技術(shù)，涉及領(lǐng)域較廣，通過微膠囊化，將不穩(wěn)定的氣體、半固體、液體產(chǎn)品轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的固體，方便儲(chǔ)藏和攜帶[14?15]。目前制備微膠囊常用的方法有：噴霧干燥法和真空冷凍干燥法等。冷凍干燥法加工溫度較為溫和，并在無氧條件下操作，適用于敏感和昂貴的生物活性化合物，能夠保護(hù)活性成分不被破壞[16]。Charles等[17]以竹芋淀粉和麥芽糊精為壁材，采用冷凍干燥法制備的金槍魚魚油微膠囊，能夠提高貨架期，并有良好的氧化穩(wěn)定性。常馨月等[18]以酪蛋白酸鈉與D-乳糖-為壁材，采用冷凍干燥法制備奇亞籽油微膠囊，包埋率達(dá)90.65%，且熱穩(wěn)定性良好。雖然木姜子精油的抗氧化性、抗菌性等的研究已有報(bào)道，但鮮見針對(duì)木姜子精油微膠囊化及品質(zhì)進(jìn)行深入分析的報(bào)道。

基于此，本實(shí)驗(yàn)以木姜子精油為對(duì)象，通過真空冷凍干燥法制備木姜子精油微膠囊，并以微膠囊包埋率為指標(biāo)，在單因素的基礎(chǔ)上結(jié)合正交試驗(yàn)，對(duì)木姜子精油的微膠囊包埋工藝進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)分析木姜子精油微膠囊的理化性質(zhì)、微觀結(jié)構(gòu)及在儲(chǔ)藏過程中精油的揮發(fā)率和過氧化值，旨在改變木姜子精油易揮發(fā)、易氧化變質(zhì)的缺點(diǎn)，提高其穩(wěn)定性，為木姜子精油應(yīng)用前景的拓展提供一定的理論支撐。

1 材料和方法

1.1 材料與儀器

木姜子精油 云南省畜產(chǎn)品加工工程技術(shù)研究中心提供；三氯甲烷、冰乙酸、硫代硫酸鈉、碘化鉀分析純，天津市風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司；乙醚、石油醚 分析純，成都市科隆化學(xué)品有限公司；大豆分離蛋白 食品級(jí)，瑞康生物科技有限公司；β-環(huán)糊精、阿拉伯膠 食品級(jí)，河南圣德實(shí)業(yè)有限公司；蔗糖脂肪酸酯（以下簡稱蔗糖酯）、單硬脂酸甘油酯（以下簡稱單甘酯） 食品級(jí)，上海伊凡爾精細(xì)化工有限公司。

XMTD-4000電熱恒溫水浴鍋 北京永光明醫(yī)療儀器廠；101-2AB電熱鼓風(fēng)干燥器 北京中心偉業(yè)儀器有限公司；DHG-9070A烘箱 上海-恒科學(xué)儀器有限公司；H1650-W離心機(jī) 湖南湘儀試驗(yàn)室儀器有限公司；LGJ-10N真空冷凍干燥機(jī) 北京亞星儀科發(fā)展有限公司；Sigma300掃描電子顯微鏡 卡爾蔡司（上海）管理有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 木姜子精油微膠囊的工藝優(yōu)化

1.2.1.1 工藝流程 壁材+芯材→乳化→均質(zhì)→真空冷凍干燥→木姜子精油微膠囊

參考王月月等[19]的方法并做修改：按照配方要求的質(zhì)量比配制復(fù)合壁材與蒸餾水混合溶解，蒸餾水用量按固形物用量添加，其中固形物的含量為加入蒸餾水后芯材和壁材所占微膠囊乳化液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。之后加入乳化劑，并將混合液置于50 ℃水浴鍋中，利用磁力攪拌器將其攪拌形成均一的乳化液。將溶有乳化劑單甘酯的木姜子精油作為芯材，加入到壁材乳化液中，在一定溫度下乳化30 min，再經(jīng)10000 r/min均質(zhì)勻漿3 min，使其形成均勻穩(wěn)定的乳化液。將均質(zhì)過后的乳化液靜置于?20 ℃冰箱中冷凍12 h，放入冷阱為?55.2 ℃的真空冷凍干燥機(jī)進(jìn)行冷凍干燥72 h。最后把冷凍干燥后的粉末油脂過60目的篩子，使粉末顆粒大小均一。

1.2.1.2 壁材篩選 阿拉伯膠易溶于水，具有良好的乳化性能，成膜性好。大豆分離蛋白具有親水親油性，具備良好的乳化性能和成膜能力[20]。β-環(huán)糊精具有良好的水溶性。選取阿拉伯膠、大豆分離蛋白、β-環(huán)糊精兩兩相互組合作為復(fù)合壁材，能夠相互彌補(bǔ)在成膜過程中的缺陷。以乳化液的穩(wěn)定性和包埋率作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，以此來選擇出適宜的壁材。

1.2.1.3 單因素實(shí)驗(yàn) 真空冷凍干燥法制備木姜子精油微膠囊并以包埋率為指標(biāo)，考查各因素對(duì)木姜子精油包埋率的影響，確定真空冷凍干燥法制備木姜子精油微膠囊最佳因素水平。本實(shí)驗(yàn)選用單甘酯和蔗糖酯作為復(fù)合乳化劑，當(dāng)固形物的含量確定時(shí)，復(fù)合乳化劑占固形物含量的百分比為微膠囊中乳化劑的含量，并以此來篩選兩種乳化劑的最適比例以及最適用量。

固定復(fù)合壁材比例為1:1、乳化劑含量為3%、乳化劑配比為1:3、芯壁材比為1:3、乳化溫度為40 ℃，考察不同固形物含量（10%、15%、20%、25%、30%）對(duì)包埋率的影響。固定固形物含量為15%、其他因素不變，考察不同復(fù)合壁材比例（大豆分離蛋白：β-環(huán)糊精，2:1、1:1、1:2、1:3、1:4, g/g）對(duì)包埋率的影響。固定復(fù)合壁材比為1:1，其他因素不變，考察乳化劑含量（1%、2%、3%、4%、5%）對(duì)包埋率的影響。固定乳化劑含量為3%，其他因素不變，考察乳化劑配比（單甘酯：蔗糖酯，1:1、1:2、1:3、1:4、1:5，g/g）對(duì)包埋率的影響。固定乳化劑配比為1:4，其他因素不變，考察芯壁材比例（1:1、1:2、1:3、1:4、1:5、1:6，g/g）對(duì)包埋率的影響。固定芯壁材比為1:4，其他因素不變，考察乳化溫度（30、40、50、60、70 ℃）對(duì)包埋率的影響。

1.2.1.4 正交法優(yōu)化木姜子精油微膠囊的制備工藝結(jié)合單因素的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，以復(fù)合壁材比例（大豆分離蛋白：β-環(huán)糊精）、芯壁材比例、固形物含量3個(gè)因素為考察對(duì)象，采用L9（34）正交試驗(yàn)，并以微膠囊的包埋率作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，優(yōu)化木姜子精油微膠囊的包埋工藝。木姜子精油微膠囊正交因素水平表見表1。

表1 木姜子精油微膠囊正交因素水平表Table 1 Essential oil from Litsea pungens Hemsl microcapsule orthogonal factor level table

1.2.1.5 乳化液穩(wěn)定性的測定 將1.2.1.2中均質(zhì)后的乳化液倒入帶刻度的離心管中，于3000 r/min離心10 min后，取出并觀察乳化液的分層情況[21]。

1.2.1.6 木姜子精油微膠囊包埋率的測定 參考羅旭洸等[22]的方法并進(jìn)行修改：經(jīng)真空冷凍干燥后得到的木姜子精油微膠囊樣品，準(zhǔn)確稱取2 g樣品，加入20 mL石油醚之后輕微振蕩浸提1 min，過濾取濾液，重復(fù)兩次，合并濾液至錐形瓶中，先將錐形瓶置于60 ℃恒溫水浴鍋中蒸發(fā)出大部分石油醚，之后再將錐形瓶置于60 ℃烘箱中恒重。計(jì)算式：

式中：m表示樣品質(zhì)量，g；m1表示恒重后總質(zhì)量，g；m2表示錐形瓶質(zhì)量，g。

總油含量的測定：經(jīng)真空冷凍干燥后得到的木姜子精油微膠囊樣品，采用索氏提取的方法，準(zhǔn)確稱取2 g樣品，用無水乙醚回流提取5~8 h，將蒸餾回收提取液中的溶劑倒入已知質(zhì)量的圓底燒瓶中，置于65 ℃烘箱中恒重。計(jì)算式：

式中：m表示樣品質(zhì)量，g；m1表示恒重后總質(zhì)量，g；m2表示圓底燒瓶質(zhì)量，g；

微膠囊包埋率按照公式（4）計(jì)算：

1.2.2 木姜子精油微膠囊產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)定及微觀結(jié)構(gòu)分析

1.2.2.1 木姜子精油微膠囊水分含量的測定 參照GB/T 5009.3-2016《食品中水分的測定》方法檢測[23]。

1.2.2.2 木姜子精油微膠囊溶解度的測定 參考張玉等[24]的方法：準(zhǔn)確稱取5 g木姜子精油微膠囊樣品，置于50 mL燒杯中。分?jǐn)?shù)次加入38 mL 25~30 ℃蒸餾水溶解樣品，并離心10 min，之后將上清液倒去。加入38 mL蒸餾水使沉淀懸浮后，離心10 min，將上清液倒去，再加入少量蒸餾水轉(zhuǎn)移沉淀至稱量皿中，先于沸水浴中蒸干水分，再于105 ℃烘箱中至恒重。

式中：m1表示稱量皿質(zhì)量，g；m2表示稱量皿質(zhì)量和不溶物質(zhì)量，g；m3表示樣品質(zhì)量，g；b表示樣品含水率，%。

1.2.2.3 木姜子精油微膠囊堆積密度的測定 參考朱建宇等[25]的方法并進(jìn)行修改：將微膠囊倒入到量筒中，搖勻振實(shí)，準(zhǔn)確稱取并記錄所填充的微膠囊質(zhì)量（m）及填充體積（v），計(jì)算公式如下：

1.2.2.4 木姜子精油微膠囊SEM結(jié)構(gòu)觀察 采用掃描電子顯微鏡觀察木姜子微膠囊的表面形貌，將木姜子精油微膠囊分散在貼有導(dǎo)電膠的樣品臺(tái)上，并將多余的粉末吹去，噴金后，采用掃描電子顯微鏡觀察其結(jié)構(gòu)，并選取具有代表性的視野進(jìn)行拍攝。電子槍加速電壓為3 kV。

1.2.3 木姜子精油微膠囊儲(chǔ)藏穩(wěn)定性分析

1.2.3.1 木姜子精油微膠囊在儲(chǔ)存過程中精油揮發(fā)率測定 參考劉雙雙等[26]的方法并進(jìn)行修改：分別稱取200 mg木姜子精油和含有200 mg木姜子精油的微膠囊于燒杯中，然后放入100 ℃的烘箱中，每間隔6 h分別取樣測定揮發(fā)率。計(jì)算式：

式中：m0表示樣品初始質(zhì)量，mg；m1表示樣品剩余質(zhì)量，mg。

1.2.3.2 木姜子精油及其微膠囊在儲(chǔ)藏過程中過氧化值的測定 分別將木姜子精油和微膠囊置于65 ℃烘箱中使其加快氧化，每間隔48 h分別取樣，測定過氧化值。在測定木姜子精油微膠囊過氧化值時(shí)，參考周德紅等[27]的方法，采用堿性乙醚法對(duì)微膠囊進(jìn)行破壁提油處理。其中過氧化值的測定參照GB/T 5009.227-2016《食品中過氧化值的測定》方法檢測[28]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用SPSS18.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行ANOVA方差分析和Duncan′s多重比較分析，P<0.05做顯著差異檢驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 壁材的選擇

分別選取蛋白類、碳水化合物類、膠體類壁材中常用的大豆分離蛋白、β-環(huán)糊精及阿拉伯膠三種壁材，進(jìn)行兩兩相互組合為復(fù)合壁材制備乳化液。由表2可知，與阿拉伯膠和β-環(huán)糊精組合、大豆分離蛋白和阿拉伯膠組合相比，大豆分離蛋白與β-環(huán)糊精組合而成的復(fù)合壁材乳化液穩(wěn)定性最高，為88.23%（P<0.05）。同樣，大豆分離蛋白與β-環(huán)糊精組合而成的復(fù)合壁材包埋率最高，為73.56%（P<0.05）。可能是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)在水中不僅具有較好的乳化性而且成膜性好，形成的膜隔氧率高，此外阿拉伯膠的黏度太大，會(huì)導(dǎo)致乳化液過粘稠，乳化不充分，穩(wěn)定性差，包埋率低[29]。因此，綜合以上因素，最終確定復(fù)合壁材選用大豆分離蛋白和β-環(huán)糊精。

表2 復(fù)合壁材的篩選Table 2 Screening of composite wall material

2.2 單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.2.1 固形物含量對(duì)包埋率的影響 由圖1可知，當(dāng)固形物含量低于15%時(shí)，微膠囊包埋率隨著固形物含量的增加而增加，在固形物含量為15%時(shí)，包埋率最高（P<0.05）。隨著固形物含量繼續(xù)增加，微膠囊的包埋率呈下降趨勢，與張玲云等[30]的研究報(bào)道類似，這可能是因?yàn)楫?dāng)微膠囊中的固形物含量增加時(shí)，含水量降低，有利于干燥和囊膜的形成，而當(dāng)固形物含量達(dá)到一定量時(shí)，乳化液的黏度增加，乳化不充分，最終導(dǎo)致微膠囊的包埋率下降。綜合以上因素，確定固形物含量為15%時(shí)包埋率最優(yōu)。

圖1 固形物含量對(duì)包埋率的影響Fig.1 Effect of solid content on embedding rate

2.2.2 復(fù)合壁材比例對(duì)包埋率的影響 由圖2可知，微膠囊包埋率隨著β-環(huán)糊精比例的增加呈現(xiàn)出先增加后降低的趨勢。當(dāng)大豆分離蛋白與β-環(huán)糊精的比例為1:1時(shí)，包埋率達(dá)到最高，為70.93%（P<0.05）。這可能是由于大豆分離蛋白能使油水界面之間的張力降低，容易形成穩(wěn)定的乳化液，但本身容易受外界環(huán)境的變化而直接導(dǎo)致其溶解度降低，影響乳化液的穩(wěn)定性，因此盡可能的降低大豆分離蛋白的含量將有助于提高乳化液的穩(wěn)定性。而“內(nèi)疏水，外親水”的β-環(huán)糊精有助于油脂的包埋，但當(dāng)β-環(huán)糊精的含量進(jìn)一步增加或提高時(shí)，微膠囊的包埋率下降，這主要是因?yàn)榇蠖狗蛛x蛋白的乳化穩(wěn)定性大于β-環(huán)糊精，當(dāng)大豆分離蛋白含量低時(shí)，不能在微膠囊中形成較為穩(wěn)定的乳化液，導(dǎo)致包埋率降低。綜合以上因素，確定大豆分離蛋白：β-環(huán)糊精的最適比例為1:1。

圖2 復(fù)合壁材比例對(duì)包埋率的影響Fig.2 Effect of composite wall material ratio on embedding rate

2.2.3 乳化劑含量對(duì)包埋率的影響 由圖3可知，當(dāng)乳化劑含量低于3%，微膠囊的包埋率隨著乳化劑含量的增加而增加，當(dāng)達(dá)到一定量時(shí)，逐漸趨于平緩，不再上升。劉鑫等[31]研究報(bào)道與本結(jié)果相似。這可能是因?yàn)楫?dāng)乳化劑含量較低時(shí)，乳化效果不充分，乳液穩(wěn)定性差，導(dǎo)致芯壁材不能充分結(jié)合。在乳化劑含量為5%時(shí)，包埋率為71.66%，與添加量3%和4%間不存在顯著性差異（P>0.05）。表明此時(shí)乳化效果已達(dá)到飽和。綜合以上因素，確定乳化劑含量為3%。

圖3 乳化劑含量對(duì)包埋率的影響Fig.3 Effect of emulsifier content on embedding rate

2.2.4 乳化劑配比對(duì)包埋率的影響 由圖4可知，單甘酯比例不變，微膠囊包埋率隨著蔗糖酯比例增加而增加，當(dāng)單甘酯與蔗糖酯的比例為1:4時(shí)，包埋率最高，為72.93%，與1:1、1:2間差異顯著（P<0.05），與1:3、1:5不存在顯著性差異（P>0.05）。這可能是因?yàn)閱胃术ナ怯H油型的表面活性劑，當(dāng)其溶解后，可增加乳化液的穩(wěn)定性。蔗糖酯是親水型的表面活性劑，對(duì)水具有優(yōu)良的乳化性能，加入到溶液后界面張力顯著降低，使體系中的界面狀態(tài)發(fā)生變化，將兩者結(jié)合使用后能夠形成穩(wěn)定的乳化液，但當(dāng)其含量較多時(shí)，會(huì)導(dǎo)致乳化液粘稠。綜合以上因素，確定單甘酯：蔗糖酯為1:4。

圖4 乳化劑配比對(duì)包埋率的影響Fig.4 Effect of emulsifier ratio on embedding rate

2.2.5 芯壁材配比對(duì)微膠囊包埋率的影響 由圖5可知，芯材比例不變，微膠囊的包埋率隨著壁材比例的逐漸增加而增加，當(dāng)芯壁材比例為1:4時(shí)，此后包埋率逐漸趨于平緩。在芯壁材比為1:6時(shí)，包埋率最高，為74.53%，這可能是因?yàn)楸诓暮康脑黾佑欣谔岣呷榛旱姆€(wěn)定性。但當(dāng)芯壁材比為1:4時(shí)，其包埋率與1:5和1:6間不存在顯著差異（P>0.05），此時(shí)壁材可能已完全包埋住芯材，過多的壁材會(huì)造成浪費(fèi)，綜合考慮各因素，因此確定本研究的芯壁材比為1:4。鄭義等[32]研究報(bào)道與本結(jié)果相似，桂花精油微膠囊包埋率隨著壁材添加量的增加呈先增加后逐漸趨于平緩。

圖5 芯壁材比對(duì)包埋率的影響Fig.5 Effect of core wall material ratio on embedding rate

2.2.6 乳化溫度對(duì)包埋率的影響 由圖6可知，當(dāng)乳化溫度低于40 ℃時(shí)，微膠囊包埋率隨著乳化溫度的升高而增加，到達(dá)40 ℃時(shí)，包埋率最高，為74.20%。隨著乳化溫度繼續(xù)升高，包埋率呈下降趨勢。這結(jié)果與王月月等[33]報(bào)道的研究結(jié)果類似，這可能是由于溫度升高有利于壁材充分溶解，包埋率增加，但溫度過高會(huì)使蛋白質(zhì)變性，破壞乳化液的穩(wěn)定性，導(dǎo)致芯壁材不能充分結(jié)合，包埋率下降。而在乳化溫度為40 ℃微膠囊的包埋率達(dá)到最高。綜合以上因素，確定乳化溫度為40 ℃。

圖6 乳化溫度對(duì)包埋率的影響Fig.6 Effect of emulsification temperature on embedding rate

2.3 正交試驗(yàn)結(jié)果

結(jié)合單因素的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，采用L9（34）正交試驗(yàn)，以包埋率為指標(biāo)，對(duì)木姜子精油微膠囊進(jìn)行工藝優(yōu)化。其中，考察因素分別為固形物含量、復(fù)合壁材比及芯壁材比。木姜子精油微膠囊正交試驗(yàn)結(jié)果及方差分析見表3、表4。

由表3可以看出：微膠囊包埋效果最好的一組是A2B2C3，即芯壁材比為1:5、復(fù)合壁材比（大豆分離蛋白：β-環(huán)糊精）為1:1、固形物含量為15%，此時(shí)木姜子精油微膠囊包埋率可達(dá)到84.68%。且極差RC>RB>RA，表明芯壁材比的影響最大、其次是復(fù)合壁材比和固形物含量。由表4正交試驗(yàn)方差分析的結(jié)果可以進(jìn)一步證實(shí)，復(fù)合壁材比及芯壁材比對(duì)木姜子精油微膠囊包埋率的影響顯著（P<0.05），固形物含量的影響不顯著。苗鈞魁等[34]采用響應(yīng)面法預(yù)測各因素對(duì)南極磷蝦油微膠囊包埋率的影響大小關(guān)系，結(jié)果為芯壁質(zhì)量比>明膠>酪蛋白酸鈉，與本研究結(jié)果類似。

表3 木姜子精油微膠囊正交試驗(yàn)結(jié)果Table 3 Orthogonal test results of microcapsule of essential oil from Litsea pungens Hemsl

表4 正交試驗(yàn)結(jié)果方差分析表Table 4 Analysis of variance of orthogonal test results

2.4 木姜子精油微膠囊的質(zhì)量評(píng)定

2.4.1 木姜子精油微膠囊的理化指標(biāo)測定 水分含量關(guān)系到微膠囊產(chǎn)品結(jié)塊、發(fā)霉的速率，直接影響產(chǎn)品品質(zhì)和貯藏，因此，水分含量是微膠囊產(chǎn)品的重要指標(biāo)[35]。由表5可知，在最佳工藝條件下所得到的木姜子精油微膠囊產(chǎn)品的水分含量為3.05%，溶解度為91.04%，堆積密度為0.35 g/cm3。結(jié)果表明，木姜子微膠囊含水量少，品質(zhì)優(yōu)良，有利于貯藏有利于儲(chǔ)藏。

表5 木姜子精油微膠囊理化指標(biāo)的測定結(jié)果Table 5 Results of physical and chemical indexes determination of microcapsule of essential oil from Litsea pungens Hemsl

2.4.2 木姜子精油微膠囊SEM分析 通過掃描電子顯微鏡得到β-環(huán)糊精、大豆分離蛋白、木姜子精油微膠囊結(jié)構(gòu)圖，如圖7~圖9所示。如圖7所示，β-環(huán)糊精整體呈塊狀分布。如圖8A所示，大豆分離蛋白主要呈球形、塊狀、還有一些不規(guī)則的形狀分布；圖8B為其中一個(gè)破損的球形的放大圖，可以看出球形內(nèi)部存在內(nèi)腔，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)精油包埋。如圖9所示，所得的木姜子精油微膠囊呈不規(guī)則塊狀，對(duì)比β-環(huán)糊精和大豆分離蛋白，木姜子精油微膠囊在結(jié)構(gòu)上發(fā)生了明顯的改變。本研究結(jié)果與陳琳等[36]采用真空冷凍干燥對(duì)紫蘇油的研究結(jié)果一致，呈現(xiàn)不規(guī)則塊狀。同樣，李一喆[37]采用冷凍干燥制備的橘皮油微膠囊呈現(xiàn)不規(guī)則薄片狀。這可能是由于在預(yù)凍過程中，液態(tài)水形成冰晶，破壞了原有的乳化結(jié)構(gòu)。目前的研究表明，微膠囊根據(jù)包埋手段和材料的不同，常為球形也可以為菱形、粒狀和塊狀等[38]。

圖7 β-環(huán)糊精電鏡掃描圖Fig.7 SEM image of β-cyclodextrin

圖8 大豆分離蛋白電鏡掃描圖Fig.8 SEM image of soy protein isolate

圖9 木姜子精油微膠囊電鏡掃描圖Fig.9 SEM image of essential oil from Litsea pungens Hemsl

2.5 木姜子精油微膠囊儲(chǔ)藏穩(wěn)定性分析

2.5.1 木姜子精油及其微膠囊在儲(chǔ)藏過程中精油揮發(fā)率變化 木姜子精油及微膠囊的揮發(fā)率如圖10所示，木姜子精油和微膠囊化木姜子精油中均有部分的精油隨著時(shí)間的延長而揮發(fā)，但是二者的揮發(fā)速率存在明顯差異。在加熱到30 h時(shí)，木姜子精油的揮發(fā)率高達(dá)43.43%，而微膠囊化木姜子精油的揮發(fā)率只有12.35%，微膠囊化木姜子精油的揮發(fā)率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于木姜子精油。經(jīng)過微膠囊包埋后，壁材對(duì)木姜子精油起到了保護(hù)作用，使得被包埋的木姜子精油揮發(fā)速率減緩。王娣等[39]制備百里香精油微膠囊，其微膠囊的揮發(fā)速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于精油的揮發(fā)速率。由此可見，精油的微膠囊化能夠有效地降低精油的揮發(fā)速率。

圖10 微膠囊化對(duì)木姜子精油揮發(fā)率的影響Fig.10 Effect of microencapsulation on volatilization rate of essential oil from Litsea pungens Hemsl

2.5.2 木姜子精油微膠囊在儲(chǔ)藏過程中過氧化值變化 由圖11可知，木姜子精油及其木姜子精油微膠囊的過氧化值均隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長而增大。在初始階段（0~2 d），木姜子精油微膠囊的過氧化值高于木姜子精油的過氧化值；這是因?yàn)樵谖⒛z囊制備過程中，精油暴露在環(huán)境中，發(fā)生氧化反應(yīng)，導(dǎo)致過氧化值較高。隨后，木姜子精油的過氧化值隨著時(shí)間的增長開始慢慢升高，到第6 d后升高速度加快；可能是因?yàn)榫椭兴械目寡趸煞制鸬搅艘欢ǖ谋Ｗo(hù)作用，當(dāng)抗氧化成分被消耗完后，氧化速度加快。而木姜子精油微膠囊的過氧化值隨著時(shí)間的增長也在緩慢上升，但上升速度明顯慢于木姜子精油。在14 d時(shí)，比較木姜子精油及其微膠囊的過氧化值，發(fā)現(xiàn)后者遠(yuǎn)低于前者，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與香茅油微膠囊[40]、肉桂精油微膠囊[41]、連翹葉精油微膠囊[42]等的研究結(jié)果相符，說明微膠囊化有效減緩精油的揮發(fā)，提高精油的儲(chǔ)藏穩(wěn)定性，延長精油儲(chǔ)藏時(shí)間。此外，Leimann等[43]采用GS-MS對(duì)檸檬草精油微膠囊中α-檸檬醛和β-檸檬醛的含量進(jìn)行了測定，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其含量在微膠囊后沒有發(fā)生損失，表明微膠囊化可以使活性物質(zhì)得到有效保護(hù)，防止?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)的損失與破壞，提高精油的穩(wěn)定性，控制活性成分的釋放，達(dá)到減緩香氣揮發(fā)及減少氧化，延長儲(chǔ)存時(shí)間的目的[44]。

圖11 木姜子精油及微膠囊的過氧化值變化Fig.11 Change of peroxide value of essential oil and microcapsule of Litsea pungens Hemsl

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)得到木姜子精油微膠囊的最佳工藝條件為：復(fù)合壁材比為1:1（g/g）、芯壁材比1:5（g/g）、固形物含量15%、乳化劑含量3%、乳化劑配比1:4（g/g）、乳化溫度40 ℃，在此條件下制備出的木姜子精油微膠囊包埋率可達(dá)到84.68%。其水分含量、溶解度及堆積密度分別為3.05%±0.09%、91.04%±2.15%、（0.35±0.02）g/cm3，表明采用最佳工藝條件制備的微膠囊品質(zhì)良好，干燥且利于儲(chǔ)藏。通過電鏡掃描結(jié)果顯示木姜子精油微膠囊呈不規(guī)則塊狀且包埋較好。隨著時(shí)間的增長，木姜子精油微膠囊的揮發(fā)率和儲(chǔ)藏過程中油脂的過氧化值均低于木姜子精油的值。木姜子精油微膠囊化，能夠有效減緩精油的揮發(fā)速度，同時(shí)降低精油發(fā)生過氧化的程度。