菜芙蓉花黃酮微膠囊的制備工藝及其貯藏穩(wěn)定性

摘 要：為提高菜芙蓉花黃酮的貯藏穩(wěn)定性，擴(kuò)展其應(yīng)用范圍，以菜芙蓉花黃酮提取液為芯材、β-環(huán)糊精為壁材，采用超聲輔助包埋-冷凍干燥法制備菜芙蓉花黃酮微膠囊，通過單因素和響應(yīng)面試驗(yàn)確定微膠囊制備工藝參數(shù)，利用掃描電鏡、紅外光譜和抗氧化活性對其進(jìn)行表征，并考察不同溫度、濕度、光照和氧氣貯藏條件對菜芙蓉花黃酮微膠囊保留率的影響。結(jié)果表明：黃酮微膠囊最佳制備工藝為超聲功率210 W、超聲溫度56 ℃、超聲時間40 min、芯壁比1.6 mL∶1 g，在此條件下制備的微膠囊的黃酮包埋率為96.89%；制備的微膠囊呈無定型玻璃狀，紅外光譜分析顯示菜芙蓉花黃酮被壁材包裹，具有較好的抗氧化能力。微膠囊化能夠有效提高菜芙蓉花黃酮的穩(wěn)定性，可為新型食品天然抗氧化劑的開發(fā)應(yīng)用提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：食品添加劑技術(shù)；菜芙蓉；黃酮微膠囊；超聲輔助包埋；貯藏穩(wěn)定性

中圖分類號：TS202.1

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

DOI：10.7535/hbkd.2024yx05006

Preparation process and storage stability of Abelmoschus

Manihot （L.） medic flowers flavonoids microcapsules

ZHAO Dou，YANG Shengnan，LIU Nannan，QIU Yan

（College of Food Science and Biology， Hebei University of Science and Technology， Shijiazhuang， Hebei 050018， China）

Abstract：In order to improve the storage stability and extend the application range of the Abelmoschus Manihot （L.） medic flowers flavonoids（AMF）， A.Manihot flowers flavonoids microcapsules （AMFM） were prepared by ultrasonic-assisted embedding-freeze drying method with the flavonoids extracts of AMF as core material and β-cyclodextrin as wall material. The preparation parameters of microcapsules were determined by single factor and response surface test， and AMFM was characterized by scanning electron microscopy， infrared spectroscopy and antioxidant activities. The effects of different storage conditions of temperature， humidity， light and oxygen on the retention rate of the microcapsules were investigated. The results show that the optimal preparation process of AMFM is ultrasonic power of 210 W， ultrasonic temperature of 56 ℃， ultrasonic time of 40 min and core-wall ratio of 1.6 mL∶1 g. Under these conditions， the flavonoid embedding rate of microcapsules was 96.89%. The prepared microcapsules are amorphous glassy solids， and the infrared spectrum analysis shows that the AMF are embedded by the wall material. AMFM has good antioxidant capabilities and can effectively improve the stability of flavonoids. This study provides a theoretical basis for the development of AMF for the application of new food natural antioxidants.

Keywords：food additives technology; Abelmoschus Manihot（L.） medic; flavonoids microcapsules；ultrasonic-assisted embedding；storage stability

菜芙蓉（Abelmoschus Manihot （L.） medic）又稱金花葵，為錦葵科秋葵屬一年生草本植物，廣泛分布在東歐、亞洲的溫帶和亞熱帶地區(qū)，聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織建議將其作為營養(yǎng)安全的頂級作物之一[1]。目前，中國人工種植菜芙蓉面積超過2萬畝（1畝≈666.7 m2），廣泛分布于河北、河南、山東、山西、陜西、安徽、江蘇、湖南和廣東等地。菜芙蓉花冠呈黃色，直徑達(dá)13～16 cm，為中國典籍記載的傳統(tǒng)藥食兩用資源[2]，具有清熱利濕、消炎鎮(zhèn)痛之功效，內(nèi)服主治五淋、水腫，外用治療湯水燙傷，還可制作花茶和面食?，F(xiàn)代研究表明，菜芙蓉具有解熱抗炎、調(diào)節(jié)血脂、抑制腫瘤細(xì)胞生長和免疫調(diào)節(jié)等作用[3]。菜芙蓉含有黃酮類、不飽和脂肪酸、維生素E、核苷類、多糖類和長鏈烴類等化合物，其中總黃酮含量高達(dá)花干重的近5.6%，是目前已知植物資源中含量較高的[4]。吳正超等[5]從菜芙蓉花中分離出包括金絲桃苷、牡荊素鼠李糖苷、牡荊素、蘆丁和槲皮素在內(nèi)的63種黃酮類化合物。菜芙蓉花黃酮含量高且種類豐富，具有較強(qiáng)的抗氧化性[6]。

植物黃酮具有抗菌、抗炎和抗氧化等多種生物學(xué)活性，并具有安全、有效、不易產(chǎn)生耐藥性的特點(diǎn)[7]，因而越來越多的黃酮提取物被用作天然抗氧化劑[8]。但是黃酮類化合物溶解性差，易受環(huán)境中氧氣、光照、溫度和濕度等因素的影響而導(dǎo)致活性降低，限制了其應(yīng)用[9]。微膠囊技術(shù)利用聚合物壁材包埋活性化合物芯材，是對環(huán)境敏感芯材的一種極具前景的保護(hù)方法。微膠囊化既能提高芯材穩(wěn)定性，還可以改善生物活性物質(zhì)的適口性。β-環(huán)糊精是由7個葡萄糖單元通過α-1，4糖苷鍵彼此相連而形成的一種環(huán)狀低聚糖，其空腔被氫原子覆蓋而具有疏水性，而外表面的伯羥基和仲羥基則暴露在溶劑中（親水部分），使整個分子呈高度水溶性[10]?？腕w疏水分子進(jìn)入空腔，通過氫鍵或疏水作用與環(huán)糊精相互作用，這種可逆結(jié)合實(shí)現(xiàn)了分子包封與控制釋放[11]。李杰等[8]采用攪拌包埋-冷凍干燥方法，利用β-環(huán)糊精包埋山茱萸黃酮，包埋率為64.17%，且溫度、氧氣、光線等因素對微膠囊穩(wěn)定性影響較大。魏姜勉[12]采用此方法制備刺槐花總黃酮微膠囊，包埋率為72.1%。

與傳統(tǒng)方法相比，超聲輔助包埋法由于超聲波的空化、機(jī)械、熱和化學(xué)效應(yīng)，因而能大大提高包埋率[13]，使得微634976974af58a2dca50330e3030b7f3膠囊的粒徑更小、更均勻，而且能夠更長時間地保持芯材的活性，甚至賦予芯材一些新的化學(xué)特性[14]。本研究首次采用超聲輔助包埋-冷凍干燥法，以包埋率為指標(biāo)，對β-環(huán)糊精包埋菜芙蓉花黃酮濃縮液制備微膠囊工藝進(jìn)行優(yōu)化，利用掃描電鏡觀察微膠囊化效果，采用紅外光譜分析黃酮與β-環(huán)糊精的作用，考察其抗氧化能力，并研究溫度、濕度、光照和氧氣條件對微膠囊貯藏穩(wěn)定性的影響，為拓寬菜芙蓉花黃酮化合物的應(yīng)用空間，進(jìn)一步開發(fā)新型天然抗氧化食品添加劑提供理論依據(jù)。

1 材料、儀器與方法

1.1 主要材料

菜芙蓉花，產(chǎn)自河北省井陘縣；1，1-二苯基-2-苦基肼 （DPPH），日本和光純化工業(yè)株式會社提供；2，2′-聯(lián)氮雙（3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸）二銨鹽（ABTS） ，上海阿拉丁生化科技股份有限公司提供；蘆丁，南京奧多福生物科技有限公司提供；β-環(huán)糊精、亞硝酸鈉、氫氧化鈉、硝酸鋁等，均為國產(chǎn)分析純。

1.2 主要儀器

WFZ UV-2000型紫外可見分光光度計(jì)，尤尼柯（上海）儀器有限公司提供；Nicolet6700傅里葉變換紅外光譜儀，美國賽默飛公司提供；S-4800-I掃描電鏡，日本日立公司提供；KQ-300DE型超聲波清洗器，昆山市超聲儀器有限公司提供；MaxiVac Beta型冷凍干燥儀，基因有限公司提供。

1.3 制備方法

1.3.1 菜芙蓉花黃酮的提取

將菜芙蓉花于60 ℃烘箱中烘干至恒重，經(jīng)粉碎機(jī)粉碎過80目（180 μm）篩，備用。將一定質(zhì)量的菜芙蓉花粉末以料液比為1∶40（g/mL），在75%（體積分?jǐn)?shù)，下同）乙醇中于75 ℃條件下提取2 h，獲得提取液，再于相同條件重復(fù)提取1次。合并提取液，經(jīng)減壓抽濾、4 500 r/min離心、上清液減壓濃縮，得到固形物含量為25.00%的黃酮濃縮液。取部分濃縮液，經(jīng)冷凍干燥后得到菜芙蓉花黃酮提取物。

1.3.2 菜芙蓉花黃酮微膠囊的制備

將一定質(zhì)量的β-環(huán)糊精溶于20 mL蒸餾水中，充分溶解后，加入一定體積的菜芙蓉花黃酮濃縮液攪拌均勻，在一定溫度和功率下超聲作用一定時間。將混合液冷凍干燥后，研磨制得菜芙蓉花黃酮微膠囊。

1）單因素試驗(yàn)

分別以超聲功率（150、180、210、240、270 W），超聲溫度（30、40、50、60、70 ℃），超聲時間（0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 h）和芯壁比（黃酮濃縮液與β-環(huán)糊精的體積質(zhì)量比（mL/g，下同）為3∶1、2∶1、1∶1、1∶2、1∶3）作為單因素進(jìn)行試驗(yàn)，考察不同因素對包埋率的影響。

2）響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)

基于單因素試驗(yàn)結(jié)果，選取具有顯著影響的芯壁比（A）、超聲時間（B）、超聲溫度（C）3個因素作為自變量，以包埋率為響應(yīng)值，采用Design Expert 10軟件Box-Behnken設(shè)計(jì)3因素3水平試驗(yàn)，優(yōu)化制備工藝。因素與水平表如表1所示。

1.3.3 掃描電鏡顯微觀察

用毛細(xì)管蘸取少量微膠囊，使其均勻固定在沾有雙面膠的載物臺上，用洗耳球?qū)⒂喾圯p輕吹去，對樣品表面進(jìn)行噴金后觀察其微觀表面形貌，設(shè)置加速電壓為5.0 kV。

1.3.4 紅外光譜掃描分析

稱取菜芙蓉花黃酮微膠囊6 mg，與KBr研磨充分，壓片，用紅外光譜儀在4 000～400 cm-1內(nèi)進(jìn)行掃描。

1.3.5 抗氧化性測定

1） DPPH自由基清除率測定

將微膠囊充分溶解于體積分?jǐn)?shù)為60%的乙醇中，稀釋配置成不同濃度的工作液。取不同濃度微膠囊溶液0.4 mL，加入0.4 mL濃度為0.2 mmol/L的DPPH-乙醇（體積分?jǐn)?shù)為95%）溶液，充分混勻，于室溫下進(jìn)行30 min避光反應(yīng)，在517 nm處測定OD值。用0.4 mL蒸餾水代替微膠囊溶液作為對照組，用0.4 mL 95%乙醇取代DPPH-乙醇作為空白組，以維生素C作為陽性對照，同系統(tǒng)設(shè)置3個重復(fù)，計(jì)算平均值。清除率計(jì)算方法為

DPPH自由基清除率=（1-A1-A2A0）×100% ，

式中：A1為實(shí)驗(yàn)組的OD值；A2為無DPPH空白組的OD值；A0為無微膠囊對照組的OD值。

2）ABTS自由基清除率測定

參照文獻(xiàn)[15]的方法配置ABTS工作液。室溫條件下，取不同濃度的微膠囊溶液0.2 mL，與0.8 mL的ABTS工作液混合，反應(yīng)30 min后在734 nm處測定OD值。用0.2 mL蒸餾水代替微膠囊溶液作為對照組，以無ABTS自由基體系溶液作為空白組（按ABTS的配制比例用蒸餾水和無水乙醇代替）。以維生素C作為陽性對照，同系統(tǒng)設(shè)置3個重復(fù)，計(jì)算平均值。清除率計(jì)算方法為

ABTS自由基清除率=（1-A′1-A′2A′0）×100% ，

式中：A′1為實(shí)驗(yàn)組的OD值；A′2為無ABTS空白組的OD值；A′0為無微膠囊對照組的OD值。

1.3.6 貯藏穩(wěn)定性試驗(yàn)

參考文獻(xiàn)[16]的方法，設(shè)定不同溫度（-20、4、30 ℃），相對濕度33%（飽和MgCl2溶液）、53%（飽和MgNO3溶液）、84%（飽和KCl溶液），光照（避光、自然光照）以及氧氣（有氧、無氧）條件，探究其對菜芙蓉花黃酮微膠囊黃酮保留率的影響。在25 d貯藏期，每隔5 d取樣，測定黃酮質(zhì)量。以未包埋的菜芙蓉花黃酮提取物為空白對照，以黃酮保留率為指標(biāo)，評價微膠囊的貯藏穩(wěn)定性。

保留率=m1m2×100% ，

式中：m1為貯藏后樣品的總黃酮質(zhì)量，mg；m2為貯藏前樣品的總黃酮質(zhì)量，mg。

1.3.7 總黃酮含量測定

黃酮的基本結(jié)構(gòu)包括A環(huán)和C環(huán)，以及B環(huán)和C環(huán)2個共軛體系，而蘆丁具有黃酮類物質(zhì)母核結(jié)構(gòu)，因此蘆丁通常被用作標(biāo)準(zhǔn)品測定總黃酮含量[17]。參照文獻(xiàn)[18]方法，以蘆丁為標(biāo)準(zhǔn)對照品，采用NaNO2-Al（NO3）3顯色法測定總黃酮。在510 nm處測定吸光值，依據(jù)蘆丁濃度X與吸光值Y的關(guān)系，得到回歸方程為Y=5.457X-0.003 8（R2=0.997 7），測定樣品吸光值，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算總黃酮濃度。

1.3.8 包埋率測定

準(zhǔn)確稱取0.1 g微膠囊樣品溶于2 mL無水乙醇中，置于渦旋混合器中振蕩至完全溶解后，于8 000 r/min離心10 min，測定上清液中黃酮含量，即為微膠囊表面黃酮質(zhì)量A″1。準(zhǔn)確稱取0.1 g制備的微膠囊樣品，溶于2 mL體積分?jǐn)?shù)為60%的乙醇中，渦旋振蕩至完全溶解后，于8 000 r/min離心10 min，測定上清液中黃酮含量，即為微膠囊總黃酮質(zhì)量A″0。微膠囊黃酮包埋率=（1-A″1A″0）×100%。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)

2.1.1 超聲功率對菜芙蓉花微膠囊包埋率的影響

超聲功率對包埋率的影響見圖1。

由圖1可知：當(dāng)超聲功率為150～210 W時，包埋率隨超聲功率的升高而增加，在210 W時包埋率最高達(dá)到94.31%；但當(dāng)功率大于210 W時，包埋率呈現(xiàn)下降趨勢。這可能是由于過高的功率影響了微膠囊包埋制備的反應(yīng)平衡，導(dǎo)致包埋率降低。因此，選取適宜超聲功率為210 W。

2.1.2 超聲溫度對菜芙蓉花微膠囊包埋率的影響

超聲溫度對包埋率的影響見圖2。

由圖2可知，隨著溫度的升高，菜芙蓉花黃酮包埋率呈現(xiàn)先上升而后下降的趨勢。當(dāng)溫度低于50 ℃時，分子熱運(yùn)動不活躍，β-環(huán)糊精與黃酮分子相互作用較弱，包埋率較低；當(dāng)超聲溫度大于50 ℃時，可能會影響包埋制備的放熱過程而阻礙微膠囊的形成[19]；菜芙蓉花黃酮在50 ℃時的包埋率最高，達(dá)到97.15%。

2.1.3 超聲時間對菜芙蓉花微膠囊包埋率的影響

超聲時間對包埋率的影響見圖3。

由圖3可知，隨著超聲時間的延長，包埋率呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢。微膠囊化時間在0.5～2.0 h時包埋率逐漸增加，在2.0 h時達(dá)到最高值96.69%，而后略有降低。隨著包埋時間的延長，β-環(huán)糊精分子的空腔結(jié)構(gòu)逐漸被黃酮分子所占據(jù)并達(dá)到飽和。繼續(xù)延長包埋時間，分子熱運(yùn)動加劇，可能會破壞已形成的微膠囊結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致包埋率下降。考慮到包埋率與能量消耗等方面的因素，故選擇1.5 h為最佳包埋時間。

2.1.4 芯壁比對菜芙蓉花黃酮微膠囊包埋率的影響

芯壁比對菜芙蓉花黃酮微膠囊包埋率的影響見圖4。當(dāng)菜芙蓉花黃酮濃縮液體積與β-環(huán)糊精質(zhì)量之比為1∶3時，包埋率最低為81.53%。這可能是由于過多的壁材β-環(huán)糊精分子空腔內(nèi)疏水基團(tuán)的相互競爭[20]影響了與芯材黃酮分子的充分接觸。而隨著芯壁比的增加，包埋率逐漸升高，當(dāng)芯壁比達(dá)到2∶1時，包埋率最高為96.84%。當(dāng)芯壁比繼續(xù)增大到3∶1時，由于超過了β-環(huán)糊精的包埋限度，黃酮分子未能進(jìn)入β-環(huán)糊精疏水空腔，致使黃酮包埋率下降。故選擇最佳芯壁比為2∶1。

2.2 響應(yīng)面法優(yōu)化菜芙蓉花微膠囊制備工藝

2.2.1 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果

在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，選擇對黃酮微膠囊包埋率影響顯著的超聲溫度、超聲時間和芯壁比3個因素，通過Design-Expert軟件設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。根據(jù)表1的因素水平，得到17個試驗(yàn)組，方案及結(jié)果如表2所示。響應(yīng)值菜芙蓉花黃酮微膠囊包埋率（Y）對芯壁比（A）、超聲時間（B）、超聲溫度（C）的二次多項(xiàng)式回歸方程為Y=89.56-1.90A+2.94B+2.07C-2.04AB+0.21AC-0.023BC-0.71A2-4.41B2+6.24C2。

2.2.2 回歸模型方差分析與響應(yīng)面交互作用分析

菜芙蓉花黃酮微膠囊包埋率的方差分析和顯著性檢驗(yàn)結(jié)果如表3所示，該回歸模型P< 0.01，失擬值P=0.136 5>0.05，說明數(shù)據(jù)擬合效果好。R2=0.951 7，表明響應(yīng)值包埋率的變化95.17%來自于所選變量。由F值可知各因素對菜芙蓉花黃酮微膠囊包埋率的影響排序?yàn)槌晻r間（B）>超聲溫度（C）>芯壁比（A）。一次項(xiàng)B、C和二次項(xiàng)中的B2和C2對包埋率都有極顯著影響（P<0.01），一次項(xiàng)A和二次項(xiàng)中的AB達(dá)到顯著水平（P<0.05），說明微膠囊包埋率與這3個因素存在非線性關(guān)系。

三維響應(yīng)面圖是2個因素的函數(shù)，將第3個因素保持在固定水平，以便更好地研究自變量及其相互作用的關(guān)系[21]。等高線的形狀反映了因素間交互作用的大小。當(dāng)?shù)雀呔€趨于橢圓形時則表明2個因素間的交互作用相對較強(qiáng)；呈圓形時，則交互作用較弱。芯壁比與時間的交互作用響應(yīng)面圖與等高線圖如圖5所示。根據(jù)響應(yīng)面的最高點(diǎn)和等高線圓心分布可以看出：在所選范圍內(nèi)菜芙蓉花黃酮的包埋率存在極值，當(dāng)芯壁比一定時，隨著超聲時間的延長，包埋率先升高后降低；當(dāng)超聲時間一定時，隨著芯壁比的升高，包埋率先升高后降低。由等高線的形狀可看出，時間和芯壁比的交互作用顯著，與方差分析結(jié)果一致。

2.2.3 試驗(yàn)驗(yàn)證

依據(jù)數(shù)學(xué)回歸方程對數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化，得出最佳工藝參數(shù)為超聲溫度55.80 ℃，超聲時間40 min，芯壁比1.58∶1，預(yù)測微膠囊包埋率為98.67%。結(jié)合實(shí)際操作，選取驗(yàn)證試驗(yàn)條件為超聲溫度56 ℃、超聲時間40 min、芯壁比1.6∶1，3組平行實(shí)驗(yàn)獲得的微膠囊包埋率為96.89%，接近預(yù)測值。

2.3 菜芙蓉花黃酮微膠囊超微結(jié)構(gòu)

利用掃描電鏡觀察最佳工藝條件下制備的菜芙蓉花黃酮微膠囊，檢測其質(zhì)量。碳水化合物壁材包封芯材通常形成無定型玻璃狀固體[22]。如圖6所示，經(jīng)過β-環(huán)糊精包埋后的黃酮微膠囊呈現(xiàn)為不同大小、無定型的玻璃狀結(jié)構(gòu)，表面還有微小凹陷。在真空冷凍干燥過程中，升華導(dǎo)致水分含量降低，留下脫水產(chǎn)物微膠囊呈現(xiàn)玻璃狀。微膠囊表面的小凹陷可能是由于凍干過程中水分蒸發(fā)后被空氣取代所致。這與諸夢潔[23]制備的β-環(huán)糊精包埋桑葚渣粗提物冷凍干燥后呈碎玻璃狀微膠囊的形態(tài)一致。

2.4 菜芙蓉花黃酮紅外光譜分析

紅外光譜圖為分子振-轉(zhuǎn)光譜，每個官能團(tuán)和化學(xué)鍵都有幾種振動形式，可在紅外光區(qū)找到相應(yīng)的吸收峰位置，用于分析化合物特性以及物質(zhì)之間的相互作用[24]。黃酮類化合物的結(jié)構(gòu)式是由2個芳香環(huán)通過一個三碳鏈相連的。由圖7可知：菜芙蓉花黃酮在3 380.48 cm-1處有寬的吸收峰，為酚羥基（—OH）伸縮振動；1 515.67 cm-1處為芳環(huán)骨架振動吸收峰；在1 452.56 cm-1處有苯環(huán)（CC）振動特征吸收峰；在927.60 cm-1處有C—O—C伸縮振動吸收峰[25]；在667.04 cm-1處有苯環(huán)的—CH面外彎曲振動特征吸收峰。β-環(huán)糊精在3 355.66 cm-1處的吸收帶對應(yīng)的是羥基（—OH）的伸縮振動峰；在2 927.88 cm-1處的吸收峰對應(yīng)的是亞甲基（—CH2）伸縮振動[26]；1 078.30、1 028.25、939.09 cm-1處的吸收峰對應(yīng)的是β-環(huán)糊精的特征峰[27]。微膠囊紅外光譜分析結(jié)果顯示，3 380.48 cm-1處的羥基的伸縮振動峰向3 417.47 cm-1偏移，可能是壁材與黃酮之間通過氫鍵相互作用結(jié)合[28]。微膠囊保留了黃酮在1 515.67 cm-1以及β-環(huán)糊精在1 078.30 cm-1處的特征峰，但吸收峰強(qiáng)度發(fā)生了減弱。微膠囊中的黃酮在667.04 cm-1處的—CH面外彎曲振動吸收峰、927.60 cm-1處C—O—C伸縮振動吸收峰消失，可能是由于黃酮進(jìn)入β-環(huán)糊精的空腔后，導(dǎo)致振動受限所引起的[20]。在微膠囊的紅外圖譜中，并未出現(xiàn)新的特征吸收峰，說明在進(jìn)行包埋的過程中未生成新的化學(xué)鍵，保證了芯材的完整性[29]。

2.5 菜芙蓉花黃酮微膠囊抗氧化性

DPPH自由基是一種以氮為中心的穩(wěn)定顯色自由基[30]。由圖8可知：隨著微膠囊質(zhì)量濃度的升高，對DPPH自由基清除能力呈現(xiàn)增大趨勢，當(dāng)質(zhì)量濃度為450 μg/mL時，微膠囊對DPPH自由基的清除率為91.25%，EC50（50%最大清除率時微膠囊的質(zhì)量濃度）為185.32 μg/mL，與30 μg/mL VC的清除率（95.07%）相當(dāng)；過硫酸鉀與ABTS反應(yīng)生成陽離子自由基ABTS+，抗氧化劑與其結(jié)合使之褪色[31]，在質(zhì)量濃度為50～450 μg/mL時，微膠囊對ABTS自由基清除能力隨著質(zhì)量濃度的增加而增加，當(dāng)質(zhì)量濃度為450 μg/mL時，清除率最高為85.25%，EC50為289.74 μg/mL，與30 μg/mL VC的清除率（83.21%）相當(dāng)。由此可見，菜芙蓉花黃酮微膠囊具有一定的清除DPPH自由基和ABTS自由基的能力，微膠囊化過程能夠保持菜芙蓉花黃酮的抗氧化能力，具有保護(hù)天然抗氧化劑活性的潛力。

2.6 菜芙蓉花黃酮微膠囊貯藏穩(wěn)定性試驗(yàn)

不同溫度、相對濕度、光照和氧氣對菜芙蓉花黃酮微膠囊穩(wěn)定性的影響見圖9。

由圖9 a）可知：菜芙蓉花黃酮微膠囊和黃酮的保留率均隨貯藏時間的延長而下降，溫度越高保留率越低；-20 ℃下貯藏25 d后，菜芙蓉花黃酮微膠囊的保留率最高達(dá)87.51%，而黃酮的保留率為79.96%；4 ℃條件下二者差異不大，但在30 ℃時菜芙蓉花黃酮保留率急速下降為59.86%，微膠囊保留率為65.08%。由此可見，溫度升高，微膠囊包膜老化破損，加快了黃酮釋放速率，但在相同溫度條件下，微膠囊的保留率均高于未包埋黃酮。

由圖9 b）可知：在室溫相對濕度為33%，53%和84%的條件下，貯藏25 d后菜芙蓉花黃酮微膠囊的保留率均保持在75%以上，而未包埋黃酮的保留率則差異較大；在第25 d時，相對濕度為33%和53%條件下，菜芙蓉花黃酮的保留率分別為69.92%和68.70%；而在相對濕度為84%的條件下，黃酮的保留率下降為53.88%。由此可見，微膠囊化的菜芙蓉花黃酮對相對濕度不敏感，穩(wěn)定性較未包埋菜芙蓉花黃酮高。

由圖9 c）可知：室溫避光條件下貯藏25 d，菜芙蓉花黃酮微膠囊和黃酮的保留率均有所下降，二者的保留率分別為75.78%和67.75%；光照條件下，黃酮微膠囊和黃酮保留率急速下降，在第25 d時微膠囊和黃酮保留率分別為65.97%和63.17%。由此可見，微膠囊化可在一定程度上提高黃酮的貯藏穩(wěn)定性，而且避光條件保留率更高，說明避光放置利于菜芙蓉花黃酮微膠囊的貯存。

由圖9 d）可知：在室溫?zé)o氧條件下貯存25 d后，菜芙蓉花黃酮微膠囊和菜芙蓉花黃酮的保留率分別為86.71%和82.23%，表明在無氧環(huán)境中黃酮穩(wěn)定性較好；在有氧條件下貯存25 d后，二者的保留率均顯著下降，而菜芙蓉花黃酮微膠囊的保留率較未包埋黃酮提高了18.35%。由此可見，貯藏環(huán)境中的氧氣對菜芙蓉花黃酮及其微膠囊的穩(wěn)定性均具有顯著影響，而微膠囊化可以削弱菜芙蓉花黃酮被氧化的程度。

3 結(jié) 語

1）通過單因素和響應(yīng)面試驗(yàn)，建立了超聲溫度、超聲時間、芯壁比、超聲功率與菜芙蓉花黃酮微膠囊包埋率之間的非線性回歸方程，確定了最佳的包埋條件：超聲功率210 W、超聲溫度56 ℃、超聲時間40 min和芯壁比1.6 mL∶1 g。在此條件下，菜芙蓉花黃酮微膠囊包埋率高達(dá)96.89%。

2）掃描電鏡照片顯示，菜芙蓉花黃酮微膠囊呈現(xiàn)出形狀不規(guī)則的玻璃狀；微膠囊紅外光譜峰較黃酮弱，且發(fā)生了偏移，表明壁材可以有效包裹菜芙蓉花黃酮。

3）微膠囊清除DPPH和ABTS自由基的EC50分別為185.32和289.74 μg/mL，表現(xiàn)出良好的抗氧化活性。在低溫、避光、無氧和干燥的條件下貯藏，能夠保持較高的黃酮保留率，有效提高菜芙蓉花黃酮微膠囊的穩(wěn)定性。

本文優(yōu)化了超聲輔助冷凍干燥法制備菜芙蓉花黃酮微膠囊的工藝條件，對微膠囊進(jìn)行了表征并考察了不同環(huán)境因素對其穩(wěn)定性的影響。今后還應(yīng)對菜芙蓉花黃酮微膠囊在胃腸消化過程中的釋放特征開展進(jìn)一步研究，為開發(fā)具有穩(wěn)定性好、生物利用率高、抗氧化性強(qiáng)的高附加值食品提供原材料。

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