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苦杏仁油微膠囊制備工藝優(yōu)化及氧化穩(wěn)定性研究

2023-02-10 06:24韓金承吳慎威閆伊狄
保鮮與加工 2023年1期
關(guān)鍵詞:壁材芯材微膠囊

韓金承,孟 鑫,吳慎威,閆伊狄

(錦州醫(yī)科大學(xué)食品與健康學(xué)院,遼寧 錦州 121000)

苦杏仁油是一種富含不飽和脂肪酸的新型食用油,其油酸含量比肩橄欖油,由此也決定了苦杏仁油易發(fā)生氧化劣變[1]。油脂氧化是指油脂受氧氣、高溫等因素影響,使油脂中脂肪酸發(fā)生氧化分解的過(guò)程。油脂氧化首先會(huì)形成游離脂肪酸、過(guò)氧化物等初級(jí)產(chǎn)物,過(guò)氧化物會(huì)進(jìn)一步分解成醛、酮等次級(jí)產(chǎn)物,并產(chǎn)生“哈喇味”,此時(shí)油脂具有潛在毒性,不適宜食用[2-3]。油脂氧化無(wú)時(shí)無(wú)刻不在發(fā)生,如果不提高油脂的抗氧化能力,則會(huì)造成極大的經(jīng)濟(jì)損失。

目前常用的提高油脂抗氧化能力的手段主要有改變貯藏環(huán)境、添加抗氧化劑、微膠囊化等。改變貯藏環(huán)境主要是將油脂置于避光或低溫的環(huán)境中,盡管該方法簡(jiǎn)單有效,但對(duì)環(huán)境及設(shè)備的要求較高[4]。添加抗氧化劑主要是向油脂中添加特丁基苯二酚(TBHQ)、2,6-二叔丁基對(duì)甲酚(BHT)等化學(xué)物質(zhì),但目前對(duì)于此類化學(xué)物質(zhì)的安全性尚存在爭(zhēng)議[5]。微膠囊化是指利用一些兩親類物質(zhì)為壁材將油脂包埋起來(lái),再通過(guò)干燥技術(shù)干燥后得到結(jié)構(gòu)類似膠囊的顆粒,可以隔絕氧氣、光照等不利條件,從而延長(zhǎng)油脂的保存周期。目前微膠囊技術(shù)廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥等行業(yè),是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ募庸ぜ夹g(shù)[6-7]。

為提高苦杏仁油微膠囊包埋率,并了解微膠囊化對(duì)提高油脂抗氧化能力的作用,本研究首先通過(guò)響應(yīng)面法對(duì)微膠囊制備工藝進(jìn)行優(yōu)化,再使用該條件下所得的微膠囊進(jìn)行加速氧化試驗(yàn),比較微膠囊化前后苦杏仁油中過(guò)氧化值、碘值、酸價(jià)、皂化值、共軛二烯烴值的變化,同時(shí)利用傅里葉紅外光譜進(jìn)行掃描分析,從而判斷微膠囊化對(duì)減緩油脂氧化進(jìn)程的作用。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 材料與試劑

苦杏仁:購(gòu)于錦州中藥材市場(chǎng);堿性蛋白酶:酶活2×106U/g,購(gòu)自南寧龐博生物工程有限公司;β-環(huán)狀糊精:食品級(jí),河南萬(wàn)邦實(shí)業(yè)有限公司;大豆分離蛋白:食品級(jí),河南興源化工產(chǎn)品有限公司;改性大豆磷脂:食品級(jí),武漢曙爾生物科技有限公司。

韋氏試劑(I∶Cl=1∶1):上海麥克林生化科技有限公司;溴化鉀、三氯甲烷、冰乙酸、無(wú)水乙醇、環(huán)己烷、硫代硫酸鈉、碘化鉀、石油醚(沸程30~60℃)、氫氧化鉀、異丙醇、酚酞、異辛烷、鹽酸:均為分析純,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.1.2 儀器與設(shè)備

UC-9600型超聲波清洗機(jī):深圳市朗杰超聲電器有限公司;PHS-3C型pH計(jì):上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司;H01-2A型磁力攪拌器:上海梅穎浦儀器儀表制造有限公司;TDL-5-A型離心機(jī):上海安亭科學(xué)儀器廠;GJB2000-25型均質(zhì)機(jī):常州市超力均質(zhì)泵廠;TF-FD-27S普通型真空冷凍干燥機(jī):上海田楓實(shí)業(yè)有限公司;DHG-9140型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱:上海一恒科技有限公司;FTIR-850型傅立葉變換紅外光譜儀:天津港東科技股份有限公司。

1.2 方法

1.2.1 苦杏仁的預(yù)處理

采用超聲波脫苦法去除苦杏仁中的苦杏仁苷[8-9]。將苦杏仁投入沸水中保溫10 min,取出脫皮,按照料液比1∶12(g/mL)的比例加入蒸餾水,超聲處理60 min(55℃,300 W),取出后于100℃鼓風(fēng)干燥箱中干燥至恒重。

1.2.2 苦杏仁油的提取

將預(yù)處理過(guò)的苦杏仁粉碎后,過(guò)40目網(wǎng)篩,按照料液比1∶8(g/mL)的比例加入體積分?jǐn)?shù)為20.5%的乙醇溶液混勻,調(diào)節(jié)溶液pH為9.5,向溶液中加入3.5%的堿性蛋白酶并混勻,于45℃條件下以750 r/min磁力攪拌酶解147 min,結(jié)束后將溶液置于90℃水浴鍋中水浴滅酶并揮發(fā)乙醇10 min,滅酶后的溶液于4 000 r/min條件下離心15 min,吸出油層[10]。

1.2.3 苦杏仁油微膠囊的制備

壁材溶液:選擇具有兩親性質(zhì)的β-環(huán)狀糊精和大豆分離蛋白為壁材來(lái)包埋更多的苦杏仁油,按照3∶1(g/g)的比例將二者混合后加入16倍質(zhì)量的蒸餾水,于60℃、800 r/min的條件下磁力攪拌至壁材溶解均勻。

芯材溶液:苦杏仁油中加入2%的改性大豆磷脂攪拌均勻后于60℃水浴鍋中烊化20 min。

將芯材按照1∶80(g/mL)的比例加入至壁材溶液中,于60℃、300W的條件下進(jìn)行超聲乳化處理20min,然后于60℃、1 000 r/min條件下磁力攪拌30 min,結(jié)束后于25 MPa的條件下高壓均質(zhì),得微膠囊乳狀液;將所得乳狀液倒入冷凍干燥物料盤中,高度≤1 cm,于-18℃條件下保存12 h,取出后于-80℃、1 Pa的條件下冷凍干燥12 h,得苦杏仁油微膠囊[11]。

1.2.4 微膠囊包埋率計(jì)算

稱取微膠囊粉末于漏斗中,用適量石油醚反復(fù)濾洗3次后烘干至恒重,稱取濾洗后的苦杏仁油微膠囊,置于索氏提取裝置中進(jìn)行抽提,得到微膠囊中包埋的苦杏仁油。按照下式計(jì)算苦杏仁油微膠囊的包埋率。

式中:m1為微膠囊制備前苦杏仁油的質(zhì)量,g;m2為所包埋的苦杏仁油的質(zhì)量,g。

1.2.5 響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)設(shè)計(jì)

利用Design-Expert 8.0.6.1軟件中的Box-Behnken中心組合設(shè)計(jì)原則,以微膠囊包埋率為評(píng)價(jià)指標(biāo),選擇壁材料液比、乳化劑添加量、芯壁比為主要影響因素,進(jìn)行三因素三水平的響應(yīng)面優(yōu)化分析,根據(jù)前期預(yù)試驗(yàn)確定的響應(yīng)面試驗(yàn)因素水平見(jiàn)表1。

表1 微膠囊制備工藝響應(yīng)面試驗(yàn)因素和水平Table 1 Factors and levels of response surface test for microcapsule preparation process

1.2.6 傅里葉紅外光譜分析

掃描條件:范圍4 000~400 cm-1,分辨率4 cm-1,掃描次數(shù)32次,采集背景為空氣[12]。將苦杏仁油直接滴加在KBr壓片上進(jìn)行掃描;取2 mg微膠囊樣品與100~200 mg溴化鉀混合研磨均勻后壓成薄片進(jìn)行掃描。

1.2.7 Schaal烘箱加速氧化試驗(yàn)

取150 g苦杏仁油分裝于3個(gè)燒杯中,另取500 g微膠囊分裝于5個(gè)燒杯中,將燒杯敞口置于(60±1)℃的烘箱中進(jìn)行連續(xù)21 d的加速氧化試驗(yàn),期間每24 h攪動(dòng)一次[13]。在0、3、6、9、12、15、18、21 d時(shí),分別參考GB 5009.227—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中過(guò)氧化值的測(cè)定》[14]中的滴定法、GB 5009.229—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中酸價(jià)的測(cè)定》[15]中的冷溶劑指示劑滴定法、GB/T 5532—2008《動(dòng)植物油脂 碘值的測(cè)定》[16]、GB/T 5534—2008《動(dòng)植物油脂皂化值的測(cè)定》[17]、GB/T 22500—2008《動(dòng)植物油脂紫外吸光度的測(cè)定》[18]測(cè)定苦杏仁油中過(guò)氧化值、酸價(jià)、碘值、皂化值、共軛二烯烴(測(cè)定波長(zhǎng)為232 nm)的變化??嘈尤视臀⒛z囊各項(xiàng)指標(biāo)檢測(cè)時(shí)先利用索氏提取法提取其中的苦杏仁油后再按照上述標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)。

1.2.8 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)類的試驗(yàn)均進(jìn)行3次重復(fù),使用SPSS 18.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,結(jié)果以xˉ±s表示;折線圖采用OriginPro 9制作;傅里葉紅外光譜圖采用OMNIC 9.2.86軟件進(jìn)行制作。

2 結(jié)果與分析

2.1 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 模型的建立與結(jié)果

以微膠囊包埋率(Y)作為響應(yīng)值,分別將壁材料液比(A)、乳化劑添加量(B)、芯壁比(C)作為自變量,采用Design-Expert 8.0.6.1軟件的Box-Behnken中心組合進(jìn)行三因素三水平的響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì),結(jié)果見(jiàn)表2。對(duì)表2中的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行多元回歸擬合,得到當(dāng)前條件下微膠囊包埋率與各因素間的二次多項(xiàng)回歸方程為:Y=83.57+0.49A+1.68B+1.88C+0.81AB+1.01AC-0.25BC-2.45A2-6.01B2-1.89C2。

表2 微膠囊包埋響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Table 2 Design and results of response surface experiment for microcapsule entrapment

方差分析結(jié)果見(jiàn)表3。由表3可知:模型P值小于0.000 1,表示模型極顯著,試驗(yàn)方法可靠;失擬項(xiàng)的P值為0.088 8(>0.05),表示模型差異不顯著,說(shuō)明該方程與試驗(yàn)失擬較小,結(jié)果能更好地反映試驗(yàn)的真實(shí)性;微膠囊包埋率回歸模型的R2和R2adj分別為0.990 4和0.978 1,R2和R2adj值越接近1,表明模型呈線性回歸,擬合效果好,可用于分析與計(jì)算。由F值可知,各因素對(duì)微膠囊包埋率的影響順序?yàn)镃>B>A。

表3 微膠囊包埋率二次模型方差分析Table 3 Analysis of variance of quadratic model for entrapment rate of microcapsules

2.1.2 響應(yīng)面分析

響應(yīng)面曲線圖反映兩個(gè)因素之間交互作用的變化幅度,如果兩個(gè)因素之間交互作用越明顯,則曲面越陡;等高線反映兩個(gè)因素之間交互作用的顯著情況,如果兩個(gè)因素之間交互作用顯著,則越趨近橢圓形。各因素交互作用的響應(yīng)面圖與等高線圖見(jiàn)圖1。

根據(jù)圖1中各因素相互影響的曲面圖可以看出:各因素兩兩組合均產(chǎn)生較明顯的交互影響,兩個(gè)因素之間其中一個(gè)因素條件變化均會(huì)對(duì)另一個(gè)條件產(chǎn)生影響;根據(jù)等高線圖可以看出AB、AC兩組合之間的等高線呈現(xiàn)出橢圓形,說(shuō)明兩個(gè)因素之間交互影響顯著(P<0.05)。將圖中反映的情況與P值相結(jié)合可以看出,兩兩因素交互作用對(duì)苦杏仁微膠囊包埋率影響的顯著程度從大到小的順序?yàn)椋篈C>AB>BC。

2.1.3 最優(yōu)條件的預(yù)測(cè)與驗(yàn)證

結(jié)合回歸模型優(yōu)化后得到微膠囊包埋最佳工藝條件為:壁材料液比1∶16.27(g/mL),乳化劑添加量2.07%,芯壁比1∶85.19(g/mL),預(yù)測(cè)包埋率為84.17%。結(jié)合實(shí)際操作的方便性將工藝條件調(diào)整為:壁材料液比1∶16(g/mL),乳化劑添加量2.1%,芯壁比1∶85(g/mL)。按照上述條件進(jìn)行3次平行驗(yàn)證試驗(yàn),得到微膠囊平均包埋率為84.07%±0.37%,與預(yù)測(cè)值接近。由此可見(jiàn),以上模型參數(shù)準(zhǔn)確可靠,具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

2.2 壁材、芯材、微膠囊紅外光譜圖對(duì)比分析

傅里葉變換紅外光譜是一種記錄吸收紅外光輻射后能量發(fā)生改變的譜圖,根據(jù)譜圖中各官能團(tuán)吸收峰的強(qiáng)度與波數(shù)分布情況可以推測(cè)出混合物的成分組成和變化。苦杏仁油、壁材、微膠囊紅外光譜對(duì)比情況見(jiàn)圖2。

圖1 各因素間的交互作用對(duì)苦杏仁微膠囊包埋率影響的響應(yīng)面圖與等高線圖Fig.1 The response surface diagram and contour map of the interaction between factors on entrapment rate of bitter almond microcapsule

圖2 壁材、芯材、微膠囊的傅里葉紅外掃描情況對(duì)比Fig.2 Comparison of FT-IR spectrum of wall materials,core materials and microcapsules

根據(jù)測(cè)試結(jié)果分析可知:壁材位于3 340 cm-1處出現(xiàn)氨基N-H振動(dòng)吸收峰,而包埋成微膠囊后該峰偏移至3 366 cm-1處;壁材位于2 927 cm-1處出現(xiàn)烷烴C-H伸縮振動(dòng)產(chǎn)生的單個(gè)吸收峰,芯材則位于3 006 cm-1、2 924 cm-1和2 854 cm-1處存在該官能團(tuán)的3個(gè)吸收峰,而包埋成微膠囊后吸收峰則出現(xiàn)在2 926 cm-1和2 856 cm-1處;壁材位于1 416 cm-1和1 368 cm-1處含有烷烴C-H彎曲振動(dòng)產(chǎn)生的吸收峰,芯材則是位于1 461 cm-1和1 374 cm-1處含有該峰,而包埋成微膠囊后該峰偏移至1 418 cm-1和1 367 cm-1處;壁材位于942 cm-1、758 cm-1和707 cm-1處含有烯烴C-H面外彎曲振動(dòng),芯材位于723 cm-1處含有芳烴C-H面外彎曲振動(dòng),而包埋成微膠囊后則偏移至940 cm-1、757 cm-1、706 cm-1處;芯材位于1 745 cm-1處出現(xiàn)羰基C=O伸縮振動(dòng)產(chǎn)生的強(qiáng)吸收峰,而包埋成微膠囊后該峰則位于1 746 cm-1處且吸收強(qiáng)度減弱;壁材位于1 643 cm-1處存在烯烴C=C伸縮振動(dòng)產(chǎn)生的吸收峰,而包埋成微膠囊后該峰偏移至1 644 cm-1處并出現(xiàn)峰值減弱的變化;壁材位于1 249 cm-1、1 157 cm-1、1 081 cm-1和1 028 cm-1處含有氨基C-N伸縮振動(dòng)產(chǎn)生的吸收峰,芯材位于1 237 cm-1、1 164 cm-1和1 096 cm-1處存在芳香醚、脂肪醚等醚類物質(zhì)的伸縮吸收峰,而包埋成微膠囊后則在1242cm-1、1157cm-1、1 082 cm-1和1 031 cm-1處形成特征性吸收峰;壁材位于579 cm-1和534 cm-1處存在的吸收峰與微膠囊位于578 cm-1和529 cm-1處存在的吸收峰可能是溴化鉀的存在導(dǎo)致的結(jié)果[19-20]。綜上,包埋后所形成微膠囊的吸收峰與芯材和壁材之間產(chǎn)生一定的偏移、減少或增加,表明微膠囊制備成功,可用作獨(dú)立分析。

2.3 加速氧化試驗(yàn)下苦杏仁油微膠囊化前后品質(zhì)變化對(duì)比

過(guò)氧化值是判斷油脂品質(zhì)的重要指標(biāo)之一,同時(shí)也是油脂氧化過(guò)程中最早出現(xiàn)變化的指標(biāo)。GB 2716—2018《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 植物油》[21]中規(guī)定,將過(guò)氧化值≤0.25 g/100 g作為食用油品質(zhì)的最低評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。碘值是判斷油脂飽和程度的指標(biāo),碘值越高,說(shuō)明油脂不飽和程度越高。酸價(jià)是判斷游離脂肪酸含量的指標(biāo),如果酸價(jià)升高,說(shuō)明油脂發(fā)生氧化分解產(chǎn)生游離脂肪酸。皂化值是判斷脂肪酸分子量大小的指標(biāo),主要用來(lái)反映脂肪酸氧化穩(wěn)定程度。共軛二烯烴是油脂氧化產(chǎn)生的主要初級(jí)氧化產(chǎn)物[22-23]。在常溫環(huán)境中測(cè)試油脂氧化變化是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程,因此采用烘箱加速氧化法來(lái)了解微膠囊化前后苦杏仁油品質(zhì)的變化情況,結(jié)果如圖3所示。

圖3 苦杏仁油與苦杏仁油微膠囊的氧化穩(wěn)定性對(duì)比Fig.3 Comparison of oxidation stability between bitter almond oil and bitter almond microcapsule

根據(jù)測(cè)試結(jié)果(圖3)可見(jiàn),苦杏仁油加速氧化期間,過(guò)氧化值的變化主要分為3個(gè)階段:第一階段是0~6 d,此時(shí)苦杏仁油的過(guò)氧化值變化不明顯,甚至在3 d時(shí)低于初始值,造成這一結(jié)果的原因可能是由于這一階段苦杏仁油中存在豐富的VE等抗氧化物質(zhì),抗氧化劑可以及時(shí)提供H+給自由基,從而抑制了苦杏仁油的氧化進(jìn)程。6~9 d時(shí),油脂中過(guò)氧化值呈現(xiàn)急劇升高的趨勢(shì),可能是由于此時(shí)苦杏仁油中不飽和脂肪酸的碳鏈斷開(kāi),與此同時(shí),VE本身也會(huì)發(fā)生不可逆的氧化分解,低劑量的抗氧化劑無(wú)法與新產(chǎn)生的氫過(guò)氧化物結(jié)合,從而形成大量的游離脂肪酸和初級(jí)氧化產(chǎn)物——過(guò)氧化物,導(dǎo)致油脂體中過(guò)氧化值明顯升高的變化;觀察酸價(jià)和皂化值的變化可以發(fā)現(xiàn),從第6~9天開(kāi)始苦杏仁油中酸價(jià)和皂化值逐漸升高,表明此時(shí)苦杏仁油中的脂肪酸發(fā)生氧化分解。12~21 d時(shí)過(guò)氧化值的升高趨勢(shì)開(kāi)始變緩,且存在下降的變化趨勢(shì),可能是由于過(guò)氧化物逐漸分解為次級(jí)氧化產(chǎn)物——醛、酮等羰基類化合物,新產(chǎn)生的過(guò)氧化物與被分解的過(guò)氧化物形成了一種動(dòng)態(tài)平衡,從而使得此時(shí)油脂體中的過(guò)氧化值增加趨勢(shì)變得平緩,但此階段苦杏仁油的過(guò)氧化值已超過(guò)0.25 g/100 g。觀察共軛二烯烴值的變化則明顯看到0~15 d時(shí),油脂中共軛二烯值的變化呈現(xiàn)平緩地波動(dòng)變化,而第15天之后開(kāi)始升高,說(shuō)明此時(shí)油脂體中生成了大量羰基類化合物。儲(chǔ)藏期間苦杏仁油中碘值的變化幅度較小,15~21 d碘值略微降低可能是由于不飽和脂肪酸氧化分解,使得苦杏仁油中存在的飽和脂肪酸的絕對(duì)值升高,從而導(dǎo)致這一變化[24-25]。而苦杏仁油微膠囊在儲(chǔ)藏過(guò)程中各項(xiàng)氧化指標(biāo)的變化整體呈現(xiàn)一種不易察覺(jué)的增長(zhǎng),可能是由于壁材的保護(hù)減少了所包埋的苦杏仁油與氧氣接觸,從而減緩了氧化進(jìn)程。結(jié)果表明:隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng),苦杏仁油的品質(zhì)呈逐漸下降的趨勢(shì),而微膠囊化處理后的苦杏仁油品質(zhì)的改變程度較小,說(shuō)明微膠囊化對(duì)于延長(zhǎng)苦杏仁油的儲(chǔ)存周期具有一定的積極作用。

2.4 苦杏仁油和苦杏仁油微膠囊加速氧化期間的傅里葉紅外光譜分析結(jié)果

苦杏仁油是一類成分復(fù)雜的有機(jī)物,其氧化分解變化受到多種因素的影響,苦杏仁油在儲(chǔ)藏過(guò)程中過(guò)氧化值、碘值、酸價(jià)、皂化值、共軛二烯烴值均發(fā)生改變。為了解苦杏仁油氧化期間各官能團(tuán)所發(fā)生的變化,采用傅里葉紅外光譜對(duì)樣品進(jìn)行分析??嘈尤视图翱嘈尤视臀⒛z囊加速氧化期間的傅里葉紅外光譜圖變化情況見(jiàn)圖4。

苦杏仁油3 006 cm-1附近吸收峰主要反映油脂中脂肪酸的不飽和程度,2 924 cm-1和2 854 cm-1附近吸收峰主要反映油脂中的飽和脂肪酸。圖4顯示:隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng),苦杏仁油中不飽和脂肪酸的吸光度值逐漸下降,3 d時(shí)表現(xiàn)出較弱的上升趨勢(shì),可能是由于油脂中某些物質(zhì)揮發(fā)而使得不飽和脂肪酸的絕對(duì)值相應(yīng)提高導(dǎo)致,當(dāng)?shù)?1天測(cè)量時(shí)出現(xiàn)了比較明顯的升高趨勢(shì),可能是過(guò)氧化物進(jìn)一步氧化分解為醛、酮等次級(jí)氧化產(chǎn)物導(dǎo)致的,由此推測(cè)苦杏仁油中不飽和脂肪酸發(fā)生了氧化分解,使得其含量逐漸降低;苦杏仁油微膠囊的吸收峰呈現(xiàn)出了一種交替的變化規(guī)律,可能是由于苦杏仁油中抗氧化物質(zhì)的存在延長(zhǎng)了苦杏仁油氧化的過(guò)程??嘈尤视椭? 237、1 163、1 096 cm-1附近和苦杏仁油微膠囊1 157、1 081 cm-1附近處吸收峰主要與酯中C-O伸縮振動(dòng)和脂肪酸族彎曲振動(dòng)有關(guān)。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn):第9天開(kāi)始,苦杏仁油中該段吸收峰呈現(xiàn)下降的變化趨勢(shì),說(shuō)明此時(shí)苦杏仁油中的脂肪酸發(fā)生氧化;而苦杏仁油微膠囊此段峰值變化趨勢(shì)不明顯,說(shuō)明苦杏仁油微膠囊發(fā)生的變化小。

圖4 苦杏仁油(A)和微膠囊(B)加速氧化期間的傅里葉紅外光譜圖變化情況Fig.4 Changes of FT-IR spectra of bitter almond oil(A)and microcapsules(B)during accelerated oxidation

苦杏仁油1 745 cm-1附近和苦杏仁油微膠囊1 747 cm-1附近吸收峰的變化主要與羰基碳氧雙鍵有關(guān)。觀察發(fā)現(xiàn):苦杏仁油中該段吸收峰隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)整體呈現(xiàn)逐漸減少的趨勢(shì),說(shuō)明隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng),碳氧雙鍵結(jié)構(gòu)氧化斷裂而產(chǎn)生吸收峰下降的趨勢(shì),其中6~9 d之間出現(xiàn)了明顯的下降,可能是由于苦杏仁油中抗氧化物質(zhì)減少導(dǎo)致油脂體抗氧化能力減弱,最后出現(xiàn)劇烈的下降趨勢(shì),16~21 d之間出現(xiàn)明顯的先降低后升高的變化,可能是脂肪氧化生成其他化合物含量升高而使得整體含量升高,而通過(guò)觀察脂肪烯(1 675~1 640 cm-1)附近位置的變化發(fā)現(xiàn),21 d時(shí)測(cè)量苦杏仁油中脂肪烯的含量顯著升高,說(shuō)明可能是受到脂肪烯含量的改變而導(dǎo)致。苦杏仁油微膠囊位于該段的吸光度值隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)的變化情況,可能是由于微膠囊壁材的保護(hù)而使得油脂的氧化與抗氧化之間呈現(xiàn)了一種平衡狀態(tài)。

苦杏仁油1 460 cm-1附近的峰值變化可能和油脂中C=C雙鍵有關(guān)。由圖4可見(jiàn):隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng),C=C雙鍵的吸收峰逐漸下降,表明油脂發(fā)生分解;苦杏仁油微膠囊在儲(chǔ)藏期間該段峰值變化趨勢(shì)較微弱。723 cm-1附近峰值可能與油脂中烯烴值的變化有關(guān)。根據(jù)吸光度值的變化可知,隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng),苦杏仁油的烯烴值也發(fā)生改變,儲(chǔ)藏21 d的樣品烯烴值比儲(chǔ)藏18 d的樣品明顯增大,說(shuō)明此時(shí)產(chǎn)生了次級(jí)氧化產(chǎn)物[26-27];苦杏仁油微膠囊中烯烴值的變化幅度不明顯,說(shuō)明苦杏仁油微膠囊中油脂的氧化分解程度較低。綜上可以看出,微膠囊化有利于油脂的保存。

3 結(jié)論

采用響應(yīng)面法優(yōu)化苦杏仁油微膠囊制備工藝,最佳工藝條件為:壁材料液比1∶16(g/mL),乳化劑添加量2.1%,芯壁比1∶85(g/mL)。該工藝條件下制得的微膠囊平均包埋率為84.07%±0.37%,符合預(yù)測(cè)值。加速氧化試驗(yàn)表明:當(dāng)加速氧化6 d時(shí),苦杏仁油開(kāi)始發(fā)生氧化分解反應(yīng);當(dāng)加速氧化12 d時(shí),苦杏仁油中過(guò)氧化值超過(guò)了食用油最低限量標(biāo)準(zhǔn)(0.25 g/100 g);微膠囊化后苦杏仁油的氧化周期明顯變長(zhǎng),表明微膠囊化有利于延長(zhǎng)油脂的儲(chǔ)藏時(shí)間。油脂氧化是一個(gè)不可避免發(fā)生的變化,本文在延長(zhǎng)苦杏仁油保存期方面提供了試驗(yàn)基礎(chǔ),為減少油脂資源浪費(fèi)方面提供了理論依據(jù)。

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