維生素A微膠囊在營養(yǎng)強化食品中的應(yīng)用

馬志遠，路旭輝，宮可心，韓張鵬，郝越，王向紅

1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院（保定 071001）；2.今麥郎面品有限公司（邢臺 054000）

居民的營養(yǎng)健康狀況是衡量一個國家國民素質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)之一，也是社會經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)和目標(biāo)[1-2]。隨著經(jīng)濟的發(fā)展和生活水平提高，人們對飲食的要求越來越高，逐漸從食品溫飽型向食品營養(yǎng)型轉(zhuǎn)變。蛋白質(zhì)、脂肪和碳水化合物的攝入量已達到中國營養(yǎng)學(xué)會推薦的日攝入量標(biāo)準(zhǔn)，但部分微量元素較為缺乏，如VA邊緣缺乏率為45.1%，其中城市為29.0%，農(nóng)村為49.6%，并且3～12歲兒童VA缺乏達9.3%；全國城鄉(xiāng)居民鈣的攝入量是391 mg，僅相當(dāng)于營養(yǎng)學(xué)會推薦攝入量的41%[3]。為滿足人們對健康的需求，營養(yǎng)健康食品頗受青睞，各類營養(yǎng)強化食品逐漸涌現(xiàn)出來。

食品的營養(yǎng)強化是指為保持食品中原有的營養(yǎng)成分或為補充食品中缺乏的營養(yǎng)素，向食品中添加營養(yǎng)強化劑以滿足人體營養(yǎng)需求的一種食品加工過程。營養(yǎng)強化方式有直接添加法、浸吸法、擠壓強化法、涂抹法等。營養(yǎng)強化原則要求營養(yǎng)強化劑易被機體吸收利用，并且營養(yǎng)強化劑加入后不得影響食品原本的營養(yǎng)成分及感官品質(zhì)[4]，營養(yǎng)素添加量必須根據(jù)中國歷年來的營養(yǎng)調(diào)查情況和個別地區(qū)已暴露出營養(yǎng)缺乏問題，或滿足特殊人群對某些營養(yǎng)素供給量需要的原則來確定，尤其是對一些脂溶性營養(yǎng)素，必須保證人體長期食用而不會引起蓄積性副作用。

但由于大多數(shù)營養(yǎng)強化劑具有本身專有的顏色、氣味或化學(xué)性質(zhì)，其應(yīng)用受到極大限制，微膠囊技術(shù)在營養(yǎng)強化食品中的應(yīng)用，不但很好地解決了這一類問題，而且提高了微量元素的穩(wěn)定性。

小麥粉是為中國居民提供所需能量的主要食物來源，也是眾多加工食品的基礎(chǔ)原料。以小麥粉制成的食品種類繁多，風(fēng)味各異，具有其他糧食作物不可代替的優(yōu)勢，深受各地區(qū)居民的喜愛。但面粉中某些營養(yǎng)素的缺乏或在食品加工中極易損失，不能滿足人體所需營養(yǎng)素的多樣性。因此，面粉成為營養(yǎng)強化劑首選的食品載體之一[5]。中國已實施“7+1”營養(yǎng)強化面粉方案，覆蓋人群廣泛，利用強化手段使面粉中大部分微量營養(yǎng)素得到補充。

在發(fā)展中國家，95%以上的主食都來自于面粉、谷物和薯類等，它們價格相對低廉，種植和消費范圍廣，因此被認為是營養(yǎng)強化的首選載體[6]。雜糧通常是指水稻、小麥、大豆、玉米和薯類五大作物以外的糧豆作物，常見的有蕎麥、高粱、燕麥、谷子、大麥、綠豆、菜豆、黑豆等。雜糧食品具有“天然、綠色、營養(yǎng)、健康”的品質(zhì)特征，并可以“以喝代吃”，深受現(xiàn)代人的喜愛[7]。古籍《黃帝內(nèi)經(jīng)》就有“五谷為養(yǎng)，五果為助，五畜為益，五菜為充，氣味合而服之，以補精益氣”的記載，這是因為雜糧含有豐富的營養(yǎng)素，如鉀、鈣、維生素E、葉酸、蘆丁、黃酮等，使其在降血壓、降血脂、降膽固醇、防控糖尿病、健胃、消炎、防癌等方面有良好的保健療效，同時，雜糧含有的微量元素如鐵、鎂、鋅、硒等也高于細糧，是一種營養(yǎng)豐富、價值較高的健康食品[8]。但雜糧中幾乎不含VA，對于飲食結(jié)構(gòu)單一或比較貧困的地區(qū)，長期食用雜糧等主食制品極易出現(xiàn)視力下降、免疫力下降、發(fā)育滯后等癥狀，故對雜糧的VA營養(yǎng)強化具有實際研究意義。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

普通小麥全粉、普通蕎麥面、普通燕麥面、普通土豆全粉、植物油（市售）；VA標(biāo)準(zhǔn)品（保定市萬科實驗儀器貿(mào)易有限公司）；抗壞血酸（科密歐公司）；無水乙醇（天津天力公司）；石油醚（天津天力公司）；氫氧化鉀（天津天力公司）；淀粉酶（諾維信生物技術(shù)有限公司）；甲醇（色譜純，RCI Labscan limited公司）；植物油（惠州恒生緣實業(yè)有限公司）；酵母粉（安琪酵母股份有限公司）。

1.2 試劑與儀器

平底燒瓶、分液漏斗、冷凝管（北京博美玻璃有限公司）；FA2004電子天平（上海舜宇恒平科技儀器有限公司）；HW·SY21-K電熱恒溫水浴鍋（北京市長風(fēng)儀器有限公司）；101-0電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（天津市泰斯特儀器有限公司）；RE-52A旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（上海亞榮生化儀器廠）；電磁爐（九陽股份有限公司）；高效液相色譜儀（安捷倫科技有限公司）。

1.3 試驗方法

1.3.1 原料的營養(yǎng)強化

《食物營養(yǎng)成分表》中顯示普通的小麥全粉、蕎麥粉、燕麥粉、馬鈴薯全粉中VA含量均為0，且經(jīng)液相測定也是VA未檢出。

根據(jù)我國營養(yǎng)強化推薦配方，即“7+1”方案[9]，推薦VA添加量2 mg/kg。故通過物理添加方式將36 mg微膠囊（微膠囊中VA含量5 632 μg/g）分別加入到100 g小麥粉、100 g蕎麥面、100 g燕麥面和100 g馬鈴薯全粉中，混合均勻，得到4種VA營養(yǎng)強化谷物粉。

1.3.2 保水力測定[10]

分別稱取1 g主食原料和營養(yǎng)強化后樣品，放入到稱好的離心管中，加入25 mL蒸餾水，在25 ℃搖床里振蕩搖動1 h以后，以5 000 r/min轉(zhuǎn)速離心20 min，去除上清液后稱其質(zhì)量，測其保水力，保水力表示每克樣品所吸附的水量。

保水力表示食品中淀粉與水的結(jié)合程度，對面粉、雜糧粉或馬鈴薯全粉制作時的商品性、成品的成型性等有重要影響。保水力越大，持水力越強，品質(zhì)越好。

1.3.3 膨脹率與溶解度測定[10]

分別稱取1 g營養(yǎng)強化前后主食原料，置于事先稱好的10 cm帶刻度的離心管（兩個平行樣品），加入5 mL蒸餾水后在25 ℃下平衡10 min，加熱到92.5 ℃并保持30 min后放在冰水中靜置2 min，隨即在25 ℃下平衡10 min，離心（3 000 r/min，10 min）。把上清液倒在事先稱好質(zhì)量的鋁盒里，鋁盒先在烘箱中干燥（105℃，1 h），然后把鋁盒放在烘箱中干燥（105 ℃，1 h），干燥完成后分別稱干燥好的離心管及鋁盒的質(zhì)量，測量凝膠體積。

膨脹率和溶解度反映淀粉與水之間相互作用的大小。膨脹率高，說明面粉組織疏松，吸濕性強；而溶解度高，說明面粉具有良好彈性。

1.3.4 烹調(diào)加工處理

蒸煎煮為主食制品加工制作的重要工序，例如饅頭、油炸制品及面條等，也是在食品加工過程中最易造成VA損失或破壞的關(guān)鍵因素[12]。因蒸、煎、煮加工處理分別是饅頭、油炸制品和面條制作工藝中的一道重要工序，故試驗以面粉、雜糧粉和馬鈴薯全粉為原料制成饅頭、油炸制品和面條等食品，來探究蒸煎煮對營養(yǎng)強化主食制品中VA的影響。

強化小麥全粉分別與強化蕎麥粉3∶1混合，與強化燕麥粉3∶1混合，與強化馬鈴薯全粉7∶3混合。分別取14 g強化小麥全粉和上述3種混合粉（含VA約20 μg），揉成面團，經(jīng)蒸、煎、煮烹調(diào)加工處理后測其VA保留率。

饅頭的制作方法：向原料中加入發(fā)酵粉揉成面團，在30 ℃下發(fā)酵1 h，成型，醒發(fā)，汽蒸20 min得到饅頭成品。

油炸制品的制作方法：向原料加水揉成面團，成型后經(jīng)煎炸制得油炸面制品。

面條制作過程：將原料加水揉成面團，搟壓制成片，經(jīng)剪切或者搓、拉、捏等手段，制成條狀，最后在開水中煮制得面條。

將等量的未包埋VA油直接加入到小麥全粉、蕎麥粉、燕麥粉和馬鈴薯全粉中，按上述方法制成主食制品，作為上述樣品的對照組。

1.3.5 HPLC法測定VA[11]

含有VA的主食制品成分比較復(fù)雜，若仍采用紫外分光光度計的方法來測定VA，產(chǎn)生的誤差相對較大，故試驗采用高效液相色譜法來對營養(yǎng)強化食品中VA進行測定。

標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制：3 mg VA標(biāo)品經(jīng)皂化反應(yīng)后，用石油醚提取VA，揮盡石油醚，溶于3 mL甲醇溶液，分別取0.2，0.4，0.6，0.8和1.0 mL標(biāo)準(zhǔn)原液稀釋至10 mL，即得到20，40，60，80和100 μg/mL不同梯度的標(biāo)準(zhǔn)液，進液相，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

樣品測定：將經(jīng)烹調(diào)處理后14 g主食制品碾碎，分別轉(zhuǎn)移至250 mL平底燒瓶中。加入1 g淀粉酶混勻，用N2趕走瓶中空氣，蓋緊瓶塞置于45 ℃烘箱中保持30 min。取出后加入50 mL抗壞血酸乙醇溶液（15 g/L）浸濕混勻，加入10 mL KOH溶液（500 g/L），回流30 min，立即冷卻至室溫。然后將皂化液轉(zhuǎn)移至分液漏斗中，加入60 mL石油醚劇烈搖振2 min，靜置，放出水相。按上述步驟重復(fù)萃取2次，合并石油醚液，用蒸餾水洗滌至中性，經(jīng)無水硫酸鈉過濾后于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上蒸至近干，用甲醇定容，進高效液相色譜儀[15]。

液相條件：色譜柱Hypersil BDS-C18（250 mm×4.6 mm，5 μm），RID檢測器，流速1.0 mL/min，柱溫25 ℃，檢測波長327 nm，流動相為甲醇和水98∶2，進樣體積10 μL。

2 結(jié)果與分析

2.1 強化主食原料粉質(zhì)的品質(zhì)狀態(tài)

小麥粉、蕎麥面、燕麥面、馬鈴薯全粉經(jīng)VA微膠囊營養(yǎng)強化后的品質(zhì)狀態(tài)如表1所示。

結(jié)果表明，VA微膠囊的加入并未使主食原料的感官品質(zhì)受到影響，仍保持其原本的主食色澤、氣味和組織狀態(tài)。

表1 VA微膠囊營養(yǎng)強化后產(chǎn)品品質(zhì)狀態(tài)

2.2 保水力、膨脹率及溶解度的測定

營養(yǎng)強化后的小麥粉、蕎麥粉、燕麥粉及馬鈴薯全粉的保水力均稍有增加，可能是因為微膠囊壁材中的阿拉伯膠易于吸水膨脹，增加了其持水特性。對于膨脹率及溶解度，強化前后相差不大，說明少量微膠囊的加入，并未對原料品質(zhì)帶來不良影響，初步斷定VA微膠囊是一種優(yōu)良的強化劑。

表2 原料的幾種粉質(zhì)指標(biāo)

2.3 HPLC色譜圖

采用高效液相色譜法進行VA檢測，檢測時間較短，VA標(biāo)準(zhǔn)品的色譜圖如圖1所示，目標(biāo)物出峰時間在11.5 min左右。

2.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

如圖2所示，標(biāo)準(zhǔn)曲線以VA濃度為橫坐標(biāo)，峰面積為縱坐標(biāo)建立標(biāo)準(zhǔn)曲線。標(biāo)準(zhǔn)曲線為y=77.045x-73.97，所建立的標(biāo)準(zhǔn)曲線在20～100 μg/mL的范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。

2.5 烹調(diào)加工對營養(yǎng)強化主食制品中VA含量影響

由圖3對照組表明，經(jīng)VA油直接營養(yǎng)強化的主食原料經(jīng)烹調(diào)加工后，VA損失較為嚴重，尤其是經(jīng)煎處理后，VA保留率僅10%左右，這是由于VA為脂溶性維生素，沒有壁材的阻隔，極易向植物油中流失。

圖1 VA標(biāo)準(zhǔn)品的HPLC色譜圖

圖2 VA標(biāo)準(zhǔn)曲線圖

圖3 烹調(diào)加工對對照組VA含量影響

從圖4可看出，經(jīng)過熱加工處理后，各類微膠囊營養(yǎng)強化食品中VA保留率均可達到75%以上，遠遠高于對照組，說明VA微膠囊在食品中起到了很好的營養(yǎng)強化效果，VA得到很好保護，免于熱加工對其造成破壞。但在烹調(diào)加工中VA稍稍有所損失，是因為在加工過程中溫度、濕度、添加劑加入量等因素均會影響食品中VA，尤其是溫度和水，溫度和水分過高會加速VA的氧化降解及壁材的破裂，造成VA破壞或流失。

不同的烹調(diào)加工方式，加工條件各不相同，因此不同的加工方式對VA微膠囊的破壞程度也各有不同。由圖4可看出，蒸處理對微膠囊中VA的破壞性最小，煎、煮次之?？赡苁且驗橹筇幚磉^程中，VA營養(yǎng)強化食品環(huán)境中水分高，加速壁材溶解，使VA易被破壞；對于煎處理來說，一方面，環(huán)境中溫度過高，對VA有一定破壞；另一方面，VA為脂溶性維生素，極易轉(zhuǎn)移到植物油中，造成食品中VA損失嚴重。

3 結(jié)論

試驗發(fā)現(xiàn)小麥粉、蕎麥面、燕麥面、馬鈴薯全粉經(jīng)VA微膠囊營養(yǎng)強化后，其原料組織狀態(tài)、氣味及色澤并未改變。VA營養(yǎng)強化后的小麥粉、蕎麥粉、燕麥粉及馬鈴薯全粉的保水力均稍有增加，膨脹率及溶解度相差不大，說明少量微膠囊的加入，并未對原料品質(zhì)帶來不良影響，初步斷定VA微膠囊是一種優(yōu)良的強化劑。VA營養(yǎng)強化食品經(jīng)過熱加工處理后，VA保留率均可達75%以上，VA在食品加工中未產(chǎn)生較大損失，微膠囊技術(shù)對VA起到良好保護效果。復(fù)凝聚法所制備VA微膠囊是一種較優(yōu)的營養(yǎng)強化劑，為VA營養(yǎng)強化食品的深入研究奠定重要基礎(chǔ)。