常 明，郭怡雯，向殷豐，劉睿杰，金青哲，王興國

(江南大學(xué) 食品學(xué)院，食品安全與營養(yǎng)協(xié)同創(chuàng)新中心， 食品科學(xué)與技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 江蘇 無錫 214122)

沙棘(Hippophaerhamnoides)又名刺柳、酸刺柳、黑棘，主要分布于我國的西北、華北地區(qū)。沙棘的果肉、籽為主要的含油組織，其中沙棘籽含油10%～16%[1]。沙棘籽油含有油酸、α-亞麻酸等豐富的不飽和脂肪酸，以及維生素E、類胡蘿卜素、黃酮、多酚等脂質(zhì)伴隨物，具有殺菌、抗氧化[2]、抗腫瘤[3-4]、增強(qiáng)免疫力[5]等多種營養(yǎng)功能，被稱為“綠色黃金”。

沙棘籽油的營養(yǎng)功能優(yōu)勢(shì)使其在食品及醫(yī)藥保健品領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景[6]，但沙棘籽油富含有機(jī)酸和生物堿，導(dǎo)致口感酸澀，限制了沙棘籽油及其相關(guān)產(chǎn)品的開發(fā)。本文基于前期研究，在沙棘籽油微膠囊的最佳壁材組合及比例條件下，采用噴霧干燥技術(shù)制得沙棘籽油微膠囊，并對(duì)沙棘籽油微膠囊的基礎(chǔ)指標(biāo)、粒徑分布、微觀結(jié)構(gòu)、脂質(zhì)伴隨物含量，以及加速儲(chǔ)藏條件下的脂肪酸組成等進(jìn)行研究，綜合評(píng)價(jià)沙棘籽油微膠囊的品質(zhì)。此外，將微膠囊產(chǎn)品應(yīng)用于咀嚼片中，對(duì)其質(zhì)量指標(biāo)與感官品質(zhì)進(jìn)行了評(píng)價(jià)，以改善沙棘籽油口感，豐富其產(chǎn)品形式。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

1.1.1 原料與試劑

沙棘籽油，北京寶得瑞食品有限公司；酪蛋白酸鈉(CAS)，食品級(jí)，麥克林生化科技有限公司；麥芽糊精(MD)，食品級(jí)，泰州聚豐源生物科技有限公司；單硬脂酸甘油酯(簡稱單甘酯，HLB值為3)，南京泰成生物科技有限公司；蔗糖脂肪酸酯(簡稱蔗糖酯，HLB值為15)，浙江物美生物科技公司。

正己烷、甲醇為色譜純，其他試劑均為分析純。

1.1.2 儀器與設(shè)備

EL 204電子天平，上海梅特勒-托利多儀器有限公司；高速臺(tái)式離心機(jī)，Thermo公司；掃描電子顯微鏡，日本日立株式會(huì)社；Agilent 7820A氣相色譜儀，安捷倫科技有限公司； Trace TR-FAME色譜柱(60 m×0.25 mm×0.25 μm)，Thermo Fisher Scientific；氫火焰離子化檢測器；單沖壓片機(jī)，上海天凡藥機(jī)制造廠；IKAC-MAG加熱磁力攪拌器、Ultra-Turrax T25高速分散機(jī)，德國IKA儀器設(shè)備有限公司；GEA Niro高壓均質(zhì)機(jī)，意大利GEA Niro Soavi公司；尼魯噴霧干燥機(jī)，北京霍爾斯生物科技有限公司；多角度粒度與高靈敏度Zeta電位分析儀，美國布魯克海文儀器公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 沙棘籽油微膠囊的制備

參照本實(shí)驗(yàn)室前期確定的沙棘籽油壁材原料和最佳比例，以CAS與MD(質(zhì)量比1∶1)為復(fù)合壁材，以蔗糖酯和單甘酯(質(zhì)量比2∶1)為乳化劑。將復(fù)合壁材和蔗糖酯溶于50～60℃熱水中，攪拌溶解30 min后，在750 r/min條件下磁力攪拌4 h至壁材完全溶解，制得水相。將單甘酯緩慢加入沙棘籽油中溶解，制得油相。在壁芯比2∶1、乳化劑添加量為固形物質(zhì)量的3%、固形物質(zhì)量濃度20 g/100 mL的條件下，將油相與水相混合，在19 000 r/min下高速剪切5 min，再在30 MPa條件下高壓均質(zhì)2次，然后在進(jìn)風(fēng)溫度180℃、進(jìn)樣量12 mL/min、出風(fēng)溫度85℃的條件下噴霧干燥，制得沙棘籽油微膠囊。

1.2.2 沙棘籽油微膠囊基礎(chǔ)指標(biāo)的測定

1.2.2.1 水分含量的測定

精確稱取2.000 0 g的沙棘籽油微膠囊于干燥至恒重的樣品瓶(樣品瓶質(zhì)量為m0)中(樣品與瓶的質(zhì)量為m1)，置于105℃烘箱干燥3～5 h，稱重。再次將樣品放置于烘箱中1 h，稱重，直至兩次質(zhì)量差小于1 mg，記錄此時(shí)樣品與瓶總重(質(zhì)量為m2)。按下式計(jì)算水分含量(x)。

(1)

1.2.2.2 溶解度的測定

稱取5 g沙棘籽油微膠囊于50 mL燒杯中，加入38 mL 25～30℃的蒸餾水，少量多次溶解后，轉(zhuǎn)移到50 mL離心管，在4 000 r/min下離心10 min，棄去上清液后再次加入38 mL 25～30℃蒸餾水溶解沉淀，再次離心后棄去上清液，將沉淀以蒸餾水洗出至稱量皿中，蒸干水分后恒重。按下式計(jì)算溶解度(Y)[7]。

(2)

式中：m2為稱量皿與沉淀總質(zhì)量，g；m1為稱量皿質(zhì)量，g；B為樣品水分含量；m為樣品質(zhì)量，g。

1.2.2.3 流動(dòng)性的測定

取10 g沙棘籽油微膠囊于漏斗中，讓樣品自由通過漏斗至下方圓板中自然堆積，測定粉堆高度(h)與覆蓋的半徑(r)，按下式計(jì)算休止角(θ)。

θ=arctan(h/r)

(3)

1.2.2.4 表面油含量的測定

精確稱取1.000 0 g(精確至0.000 1 g)沙棘籽油微膠囊樣品(質(zhì)量為m0)于錐形瓶中，加入10 mL石油醚振蕩30 s，重復(fù)3次。過濾至干燥至恒重的圓底燒瓶(質(zhì)量為m1)中，于50℃下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)蒸干溶劑，在真空干燥箱中干燥至恒重(質(zhì)量為m2)。按下式計(jì)算微膠囊表面油含量(x1)。

(4)

1.2.2.5 包埋率的測定

參考李曉龍[8]方法，以超聲破碎法提取沙棘籽油微膠囊中的總油(質(zhì)量為m)及表面油(質(zhì)量為m3)。按下式計(jì)算包埋率(y)。

(5)

1.2.3 沙棘籽油微膠囊粒徑分布的測定

取0.5 g沙棘籽油微膠囊分散于200 mL蒸餾水中，溶解完全后，測定復(fù)水溶液的粒徑，繪制粒徑分布圖。

1.2.4 沙棘籽油微膠囊微觀形態(tài)觀測

采用SEM在加速電壓30 kV下觀察微膠囊的表面形態(tài)，并選擇分布較均勻的視野進(jìn)行拍照。

1.2.5 沙棘籽油微膠囊脂質(zhì)伴隨物的測定

按照1.2.2.5提取沙棘籽油微膠囊中的沙棘籽油，測定其中脂質(zhì)伴隨物含量。維生素E，采用劉慧敏[9]的方法測定；類胡蘿卜素，采用Nemtanu等[10]的方法測定；甾醇，采用毛家輝[11]的方法測定；多酚，采用李志曉[12]的方法測定。

1.2.6 沙棘籽油微膠囊加速儲(chǔ)藏過程中脂肪酸組成變化分析

將沙棘籽油微膠囊樣品置于60℃的烘箱中儲(chǔ)藏，每隔10 d取樣測定樣品的脂肪酸組成。首先按照1.2.2.5 提取樣品中的油脂，然后參照GB 5009.168—2016采用快速甲酯化-氣相色譜法進(jìn)行脂肪酸組成的測定。

氣相色譜條件：Trace TR-FAME色譜柱(60 m×0.25 mm×0.25 μm)；氫火焰離子化檢測器；檢測器和進(jìn)樣口溫度均為250℃；升溫程序?yàn)槌跏贾鶞?00℃，保留1 min，隨后以5℃/min的速率升溫到220℃，保留15 min。通過對(duì)比混合脂肪酸甲酯標(biāo)準(zhǔn)品的保留時(shí)間對(duì)脂肪酸進(jìn)行定性，采用面積歸一化法進(jìn)行定量。

1.2.7 沙棘籽油微膠囊在咀嚼片中的應(yīng)用

1.2.7.1 沙棘籽油微膠囊咀嚼片的制備

將原料按照表1的配比混合均勻，噴灑潤濕劑(70%乙醇)，邊噴灑邊攪拌，制得軟材，用20目篩制粒得顆粒，將顆粒于50℃干燥至水分含量為5%～8%，用30目篩篩整粒，用單沖壓片機(jī)壓片制得沙棘籽油微膠囊咀嚼片。

表1 沙棘籽油微膠囊咀嚼片配方

1.2.7.2 沙棘籽油微膠囊咀嚼片質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)的測定

片重差異測定：隨機(jī)選擇20片沙棘籽油微膠囊咀嚼片，精確測量每片片重(m1)，并測定總質(zhì)量，計(jì)算平均片重(m2)，按下式計(jì)算片重差異(y1)。

(6)

干燥失重測定：參照SB/T 10347—2017。

感官評(píng)價(jià)：邀請(qǐng)10名經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)的感官評(píng)價(jià)人員組成感官品評(píng)小組，對(duì)產(chǎn)品的色澤、表觀狀態(tài)、質(zhì)地、適口性進(jìn)行評(píng)定并打分，滿分為100分，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)細(xì)則見表2。

表2 感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

1.2.8 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

以上所有實(shí)驗(yàn)至少重復(fù)3次，數(shù)據(jù)均以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差”表示，采用Origin 8.0軟件繪圖，采用SPSS.22軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，組間差異采用One-way ANOVA方差分析，P<0.05差異具有顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 沙棘籽油微膠囊的基礎(chǔ)指標(biāo)(見表3)

表3 沙棘籽油微膠囊基礎(chǔ)指標(biāo)

由表3可知，沙棘籽油微膠囊水分含量為3.43%，溶解度為92.22%，可見溶解度良好。休止角可衡量微膠囊的流動(dòng)性，當(dāng)休止角低于30°時(shí)說明流動(dòng)性好，35°～45°時(shí)說明產(chǎn)品具有較好的流動(dòng)性。本產(chǎn)品休止角為36.34°，說明其具有較好的流動(dòng)性。包埋率是衡量微膠囊產(chǎn)品品質(zhì)的重要指標(biāo)，本產(chǎn)品表面油含量為1.32%，沙棘籽油包埋率為97.32%。

2.2 沙棘籽油微膠囊的粒徑(見圖1)

圖1 沙棘籽油微膠囊粒徑分布

由圖1可知，沙棘籽油微膠囊的粒徑基本呈正態(tài)分布，范圍為160～760 nm，平均粒徑為372 nm。可見，所制備的沙棘籽油微膠囊粒徑分布均勻，可進(jìn)一步與其他固態(tài)產(chǎn)品復(fù)配，擴(kuò)大了產(chǎn)品的應(yīng)用范圍。

2.3 沙棘籽油微膠囊的微觀形態(tài)(見圖2)

圖2 沙棘籽油微膠囊表面結(jié)構(gòu)掃描圖(6 000×)

由圖2可知，沙棘籽油微膠囊大小較為均一，表面存在一定的褶皺，部分微小顆粒粘連于大顆粒表面，但微膠囊表面無破裂。在霧化過程中，部分粒徑更微小的液滴粘附于大液滴，在干燥后可能形成了粘連現(xiàn)象，而褶皺可能是由于微膠囊壁材固化過程先于微膠囊的膨大成形造成的[13]。

2.4 沙棘籽油微膠囊化前后脂質(zhì)伴隨物的變化(見表4)

表4 沙棘籽油微膠囊化前后脂質(zhì)伴隨物的含量

由表4可知，沙棘籽油微膠囊化前后多酚含量變化最大，保留率為86.00%，其次為類胡蘿卜素，保留率為88.00%，總甾醇和總生育酚的含量變化較小，保留率分別為95.50%、92.28%?？傮w上沙棘籽油微膠囊化后脂質(zhì)伴隨物的種類沒有發(fā)生變化，微膠囊化工藝保存了沙棘籽油原有的生物功效。

2.5 沙棘籽油微膠囊加速儲(chǔ)藏中脂肪酸組成的變化(見圖3)

注：不同小寫字母表示組間差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

圖3 沙棘籽油微膠囊加速儲(chǔ)藏中脂肪酸組成變化

由圖3可知，30 d后沙棘籽油微膠囊中的SFAs較初始含量增加了4.3%，MUFAs減少了1.5%，PUFAs減少了0.3%。總不飽和脂肪酸含量在加速儲(chǔ)藏30 d后由87.04%變?yōu)?6.47%，減少了0.57個(gè)百分點(diǎn)。綜上所述，加速儲(chǔ)藏條件下，沙棘籽油微膠囊的脂肪酸組成變化較小。

2.6 沙棘籽油微膠囊咀嚼片的質(zhì)量

沙棘籽油微膠囊咀嚼片質(zhì)量指標(biāo)及感官評(píng)價(jià)分別見表5、表6。

表5 沙棘籽油微膠囊咀嚼片質(zhì)量指標(biāo)

由表5可知，所制備的沙棘籽油微膠囊咀嚼片含油量為12.09%，最大片重差異為2.78%，干燥失重為3.15%(符合SB/T 10347—2017對(duì)糖果(堅(jiān)實(shí)型)干燥失重小于等于5 g/100 g的標(biāo)準(zhǔn))。

表6 沙棘籽油微膠囊咀嚼片感官評(píng)價(jià)

由表6可知：所制備的沙棘籽油微膠囊咀嚼片的整體感官指標(biāo)良好，其中色澤呈黃色，顏色基本均一；質(zhì)地結(jié)構(gòu)均勻，顆粒小，硬度適中；組織狀態(tài)均勻，片型完整，表面無油脂析出；口感適中，無明顯酸澀味，酸甜適中，可見咀嚼片在一定程度改善了沙棘籽油的口感，但其風(fēng)味仍有待進(jìn)一步提升，可通過調(diào)整原料配比、調(diào)整風(fēng)味物質(zhì)組分搭配等改善產(chǎn)品風(fēng)味。

3 結(jié) 論

本實(shí)驗(yàn)選取CAS/MD復(fù)合壁材對(duì)沙棘籽油進(jìn)行包埋，并采用噴霧干燥技術(shù)制備了沙棘籽油微膠囊。得到的沙棘籽油微膠囊水分含量為3.43%，溶解度為92.22%，休止角為36.34°，表面油含量為1.32%，包埋率為97.32%，粒徑分布均勻，結(jié)構(gòu)完整，無破裂或孔洞現(xiàn)象。此外，進(jìn)一步利用加速氧化實(shí)驗(yàn)，對(duì)沙棘籽油微膠囊脂肪酸組成的變化進(jìn)行了研究，結(jié)果表明加速氧化30 d脂肪酸組成變化較小。將沙棘籽油微膠囊應(yīng)用于咀嚼片產(chǎn)品的開發(fā)，結(jié)果顯示咀嚼片的色澤、組織狀態(tài)、質(zhì)地等評(píng)價(jià)良好，口感適中，為沙棘籽油微膠囊的應(yīng)用提供了借鑒。