基于微胶囊技术在功能性油脂的研究进展

赵 伟，宁超美，王海燕，赵亭亭，步子达

（1.河北东康乳业有限公司，河北 石家庄 052160；2.河北经贸大学，河北 石家庄 050061）

0 引言

功能性油脂是一类富含多不饱和脂肪酸及其他活性成分[1-2]，同时具有特殊生理作用的油脂，对环境极其敏感，容易被氧化[3-5]，并使风味及货架期受到严重影响，从而降低了功能性油脂的营养价值，限制功能性油脂应用范围[2，6-7]，严重时有可能会危害消费者的身体健康。

食品加工中抑制油脂氧化主要有低温避光储存、添加抗氧化剂[8-10]等，其中利用微胶囊技术制成油脂粉末，进而油脂从形态上有所改变，在一定程度上便于运输和贮藏。微胶囊技术是一项利用高分子材料（即壁材）进行包埋固体/液体/气体（即芯材），并利用某种生产方式制备成微胶囊[11]。近年来，在油脂食品中主要应用喷雾干燥法，该生产方法被广泛用于国内外油脂粉末制备之中。针对喷雾干燥法、不同条件对功能性油脂粉末的影响及在功能性油脂的应用进行了综述，并对其发展趋势进行了展望，为后续的微胶囊制备及应用提供参考价值。

1 喷雾干燥微胶囊技术

1.1 喷雾干燥技术特点

喷雾干燥技术操作简单、工艺时间短，液态芯材只需要几秒就可以变成固态粉末，经济成本低、操作性较强，主要应用在食品、化工、陶瓷材料、催化剂、制糖、制盐、微生物、中药等多方面[12-15]。

目前，国内喷雾干燥技术在粉末油脂领域中存在包埋效率低、微胶囊产品冲调差、储存过程中过氧化值升高等问题，当前研究方向是工艺优化、抗氧化性研究、代替传统的油脂应用在食品加工、微波辅助对微胶囊包埋和性质的影响，尤其在新型壁材的开发方面研究较少[16-18]。国外的主要研究方向是喷雾干燥对生物活性物质的保存、纳米喷雾技术、新型壁材开发营养型微胶囊、益生菌的保护和缓释作用等[19-22]。

1.2 喷雾干燥技术原理

喷雾干燥是将芯材乳化，经过搅拌、剪切、均质均匀分散在壁材溶液中，经喷雾干燥装置，通过控制进风温度、进样量等参数，使乳液中的水分等溶剂高温蒸发，使其聚合成粉末。喷雾干燥技术缺点在于进风温度若高、雾滴粘壁严重、出粉率较低、成本浪费严重，不适用于对高温极为敏感的芯材。

2 微胶囊喷雾干燥法中不同条件对功能性油脂粉末的影响

喷雾干燥法工艺设备简单、生产成本低，被广泛应用于油脂的微胶囊造粒[2，14，23-28]，其关键工艺参数有壁材、芯壁比、进/出风温度等。

2.1 壁材对功能性粉末性能的影响

选择合适的壁材是微胶囊系统设计的核心步骤。壁材不仅影响产品包埋率，还严重影响储存稳定性，所以选择合适的壁材包埋芯材是微胶囊化成功的一个影响因素。大量研究结果表明，与使用单一壁材包埋的微胶囊相比，使用复合壁材的微胶囊包埋率高，稳定性也得到了显著提高。陈伟等人[29]通过以羊乳清蛋白作壁材，对DHA油脂进行包埋，结果发现表面油极低，稳定性能好。用辛烯基琥珀酸淀粉钠作壁材包埋花生四烯酸油，包埋效率高，但抗氧化能力弱，故储存期间易氧化。张中义等人[30]用复合壁材包埋共轭亚油酸，通过喷雾干燥制备成微胶囊粉末，发现产品氧化稳定性显著提高，微胶囊收缩加剧。对近年来，在微胶囊化壁材方面的研究进行了部分汇总。

喷雾干燥法在功能性油脂微胶囊化方面的研究进展见表1。

表1 喷雾干燥法在功能性油脂微胶囊化方面的研究进展

2.2 进风温度对功能性粉末性能的影响

进风温度的升高会导致乳液中水分迅速蒸发，同时相应的微胶囊水分含量下降，促进乳液的表面迅速形成完整致密的膜，减少了油滴的暴露，提高包埋率和干燥速率，但温度过高会阻碍内部水分蒸发，使液滴内压力较高，导致粉末颗粒表面褶皱现象发生，且高温会使芯材加速氧化，温度过低，会影响水分蒸发，包埋率降低，出现黏塔现象[23，36]。

2.3 芯壁比对功能性粉末性能的影响

芯壁比太大时，芯材量增多，就会造成包埋率低，表面油含量增大，从而造成粉末微胶囊流动性变差，易黏着。若芯壁比太小，包埋率较高，但会使包埋的总油降低[37]。因此，在生产前必须综合考虑确定最佳芯壁比[27，38]。

3 喷雾干燥微胶囊技术在功能性油脂上的研究进展

微胶囊化的功能性油脂在一定程度上可以防止功能性油脂营养物质被氧化，增加其水溶性和生物利用度，增加其营养价值，提高稳定性与口感，降低其固有气味的苦味和涩味，使其更容易被消费者接受。

张中义等人[30]发现，以复合壁材包埋共轭亚油酸（CLA），利用喷雾干燥制备的微胶囊粉末，其包埋率高，结构紧密，氧化稳定性显著增强。利用喷雾干燥制备的中老年乳粉稳定性好，究其原因可能是采用麦芽糊精、乳清蛋白作为壁材，乳清蛋白还具备乳化剂的作用，与麦芽糊精形成了较强的氢键作用力，使微胶囊结构紧密，可以有效地保护油脂，避免被空气氧化，从而稳定性显著提升[39]。王文琼等人[40]利用复凝聚法制备核桃油微胶囊粉末，发现其包埋率高，抗氧化能力进一步提高。刘树兴等人[41]发现，利用喷雾干燥法包埋紫苏油，微胶囊结构紧密，可以缓解其被氧化，包埋率可高于90%，表面含油率在5%以下。

亚麻籽油中富含α-亚麻酸，但极不稳定，容易被氧化，但研究表明利用微胶囊技术对亚麻籽油进行包埋制备成微胶囊粉末，可以显著提高亚麻籽油的储存稳定性，进一步扩大了其应用领域[42-44]。王芸芳等人[43]发现，利用喷雾干燥法制备的亚麻籽油粉末，在储存期间表面油维持相对稳定，氧化性能得到提升。林传舟等人[44]采用喷雾干燥法用玉米糖浆包埋亚麻籽油，微胶囊结构紧密，不易被氧化，包埋效率高。

4 结语

近年来，随着载油量的提高，微胶囊粉末逐渐出现表面油含量高、氧化性不稳定等问题。此外，油脂微胶囊粉末在应用过程中，往往出现终端产品流动性不佳、储存过程中出现结块等问题[45]。因此，为解决这些问题，研究一种新型壁材，以满足现有工业对于高载量油脂微胶囊的需求是至关重要的。

随着生活水平提高及经济飞速发展，人们越来越注重个人及家人健康，大健康产业已逐渐成为国民经济支柱[46]。功能性食品成为当今食品开发的主旋律，而将功能性油脂微胶囊化，由液态转变为固态，这一状态的改变正好满足了人们“倡导健康、要求方便”的追求。功能性油脂微胶囊粉末可以添加到婴幼儿配方奶粉、功能性饮料及各种固体饮料等食品中可以看出，功能性油脂的应用范围进一步扩大，还能改善原有的口感或气味及强化营养价值。