山楂多酚微膠囊制備及理化性質(zhì)分析

余金橙，王淑玉，崔 楠，劉素穩(wěn),, ，李淑英，徐永平，常學(xué)東

（1.河北科技師范學(xué)院食品科技學(xué)院，河北省燕山農(nóng)業(yè)特色產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院，河北秦皇島 066000；2.河北省燕山特色果品加工技術(shù)創(chuàng)新中心，河北承德 067000；3.大連賽姆生物工程技術(shù)有限公司，遼寧大連 116000）

山楂（Crataegus pinnatifida）屬薔薇科植物，季節(jié)性果實，具有良好的經(jīng)濟(jì)屬性[1]。山楂果實富含多酚類物質(zhì)，具有多種藥用功效，如抗氧化、調(diào)解血糖、血脂、抗輻射、抗癌等[2-3]。研究表明，山楂多酚的強(qiáng)抗氧化性是其發(fā)揮多種藥理學(xué)功能的重要原因[4]。然而，多酚由于活潑的酚羥基結(jié)構(gòu)易受到光、熱、氧、pH等不良環(huán)境條件影響[5]，限制了其在食品加工中的商業(yè)化應(yīng)用。提高山楂多酚穩(wěn)定性成為實現(xiàn)其在食品加工中應(yīng)用的重要研究方向。目前可通過微膠囊化、分子包埋[6]、化學(xué)改性（如糖基化、羥基化和?；龋?、納米技術(shù)[7]等方式改善穩(wěn)定性[8]。

微膠囊技術(shù)是降低生物活性成分損失，提高穩(wěn)定性的常用方法及有效手段[9]。微膠囊制備方法多樣，常見的有噴霧干燥法、冷凍干燥法、界面聚合和酵母微膠囊法等[10]，噴霧干燥法由于具操作簡便、效率高和生產(chǎn)易控等優(yōu)勢成為常用的微膠囊化方法被用于商業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)[11]。噴霧干燥茶多酚微膠囊具有較高的熱穩(wěn)定性[12]，對比銳孔浴法和噴霧干燥法也得出噴霧干燥蘋果渣多酚微膠囊具備更高的穩(wěn)定性[13]等。因此，本研究的目的是通過噴霧干燥法制備山楂多酚微膠囊，優(yōu)化山楂多酚微膠囊的制備工藝，對微膠囊進(jìn)行表征，分析微膠囊化前后抗氧化性和穩(wěn)定性變化，為提高山楂多酚穩(wěn)定性以及在食品工業(yè)應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

新鮮燕瓤紅山楂 采購于河北承德寬城縣，收獲日期2020年9月20日，八成熟，去除田間熱后貯藏于-20 ℃；乳清分離蛋白 食品級，廊坊納科新材料技術(shù)有限公司；β-環(huán)糊精（β-CD） 食品級，河南萬邦實業(yè)有限公司；阿拉伯膠 食品級，天津市風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司；無水乙醇 分析級，天津歐博凱化有限公司；1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）

分析級，西亞化學(xué)科技有限公司；過氧化氫 分析級，河南正商科技有限公司；水楊酸 分析級，鄭州雙辰商貿(mào)有限公司；Folin-Ciocalteu試劑 分析級，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

SD-06噴霧干燥儀 嘉盛（香港）科技有限公司；S-3400N型電子掃描電鏡 日立高新技術(shù)（上海）國際貿(mào)易有限公司；LA-920型粒度儀 日本Horiba公司；Great 20型傅里葉紅外變換光譜儀 中科瑞捷（天津）科技有限公司；NETZSCH STA 449 F3型熱重分析儀 Germany Bruck；US-1500CS型紫外可見分光光度計 上海美譜達(dá)儀器有限公司；N-1100型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 上海愛朗儀器有限公司；800D電動離心機(jī) 鄭州長城科工貿(mào)有限公司；GNP-9080恒溫培養(yǎng)箱 無錫瑪瑞特科技有限公司；HHS-2S恒溫水浴鍋 海宜昌儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 山楂多酚提取物的制備 參照Liu等[14]的研究方法。山楂去核，打漿，加入70%酸化乙醇，30 ℃攪拌提取，抽濾后真空蒸發(fā)，AB-8大孔樹脂吸附后，蒸餾水洗去多余雜質(zhì)后用酸化乙醇洗脫，收集洗脫液，冷凍干燥成粉末，-18 ℃避光貯藏備用。

1.2.2 山楂多酚微膠囊的制備 參照Sharayei等[15]的方法，稍作修改。分別配制8%β-環(huán)糊精、8%乳清分離蛋白、1%的阿拉伯膠和4%的山楂多酚溶液，三種壁材溶液按照1:1:1的比例混合，與多酚溶液按照不同芯壁比（v/v）（1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7），用磁力攪拌器在不同時間下進(jìn)行攪拌乳化處理（5、10、15、20、25、30 min）。設(shè)置不同的進(jìn)風(fēng)溫度（160、165、170、175、180、185 ℃），固定兩個變量（分別固定芯壁比為1:3、進(jìn)風(fēng)溫度為170 ℃、乳化時間為10 min），改變一個變量進(jìn)行噴霧干燥得到的粉末即為山楂多酚微膠囊。

1.2.3 包埋率和載藥量的測定 多酚測定參考林倩等的研究方法[16]，稍作修改。稱取5 mg沒食子酸于50 mL燒杯中，蒸餾水溶解定容，配成0.1 mg/mL標(biāo)準(zhǔn)液，取0.25、0.5、0.75、1.0、1.25、1.5 mL沒食子酸標(biāo)液加入容量瓶，再加入福林酚試劑、Na2CO3溶液定容，用蒸餾水代替樣液作為空白對照，反應(yīng)1 h。760 nm波長處測吸光度，以沒食子酸濃度（x）為橫坐標(biāo)，吸光度（y）為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為y=0.1223x+0.0083（R2=0.9993）。

微膠囊溶于水，不溶于乙醇。稱取0.05 g山楂多酚微膠囊兩份，一份用于表面游離多酚的測定，一份用于微膠囊總多酚的測定，分別加入相同體積（5 mL）的無水乙醇和蒸餾水，加入無水乙醇的樣品在1790×g下離心10 min，取上清液0.1 mL按上述多酚測定方法進(jìn)行測定，即為表面游離多酚，溶解于水中樣品即為微膠囊總多酚含量。微膠囊總多酚與表面游離多酚之差即為微膠囊內(nèi)多酚含量，在760 nm波長處測定吸光度值并計算包埋率和載藥量。包埋率和載藥量計算公式如下[17]：

式中：W1為微膠囊表面游離多酚含量，μg/mL；W為微膠囊總多酚含量，μg/mL；M0為微膠囊內(nèi)多酚質(zhì)量，g；M：微膠囊總質(zhì)量，g。

1.2.4 響應(yīng)面優(yōu)化試驗 根據(jù)單因素實驗結(jié)果設(shè)計響應(yīng)面因素水平，進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化實驗。以包埋率和載藥量為評價指標(biāo)確定最優(yōu)制備參數(shù)，因素水平設(shè)計見表1。

表1 響應(yīng)面試驗的因素與水平設(shè)計Table 1 Factors and horizontal design of response surface test

1.2.5 粒徑的測定 取適量的微膠囊于燒杯中，以無水乙醇為分散劑，吸取5.0 mL、0.1 g/mL的微膠囊溶液于激光粒度儀測量槽中，樣品折射率為1.5，轉(zhuǎn)速為2500 r/min，激光粒度分析儀測定微膠囊平均粒徑大小[18]。

1.2.6 微膠囊微觀表面形態(tài)觀察 取0.5 mg山楂多酚微膠囊用導(dǎo)電膠固定在樣品臺上，15 mA噴金處理5 min，置于掃描電子顯微鏡樣品室中，在15 kV掃描電鏡觀察微膠囊表觀形態(tài)[19]。

1.2.7 抗氧化實驗

1.2.7.1 清除DPPH自由基 參考Ngombe等[20]方法，稍作修改。配制0.1 mmol/L DPPH溶液，1 mg/L山楂多酚溶液、山楂多酚微膠囊溶液和VC溶液。一定量的樣品溶液加入3 mL DPPH溶液，517 nm處測吸光度As；無水乙醇加入DPPH溶液做對照，測吸光度Ac；無水乙醇加入樣品溶液做空白，測吸光度Ab，反應(yīng)15 min，以同樣方法測VC作為陽性對照。根據(jù)以下公式計算清除率：

1.2.7.2 清除羥基自由基 參考Shen等[21]方法，稍作修改。在比色管中依次加入一定量1 mg/mL樣品溶液、10 mmol/L的FeSO4溶液1 mL、8.8 mmol/L的H2O2溶液1 mL、10 mmol/L水楊酸溶液1 mL，37 ℃反應(yīng)30 min，以蒸餾水作參比，在510 nm波長處測吸光度Ai，同時做不加顯色劑的樣品空白測吸光度Aj，以蒸餾水代替不同濃度的樣品溶液測吸光度Ao。每個濃度梯度做3個平行樣，取平均值；以同樣方法測VC作為對照。

1.2.7.3 清除超氧陰離子自由基 參考Liu等[22]的方法，稍作修改。取4.5 mL pH=8.2 Tris-HCl緩沖液，分別加入一定量的樣品溶液（50 mg/mL），25 ℃保溫20 min，加入鄰苯三酚（50 mmol/L稀釋10倍）0.2 mL，320 nm測吸光度Ai；同時用蒸餾水代替樣液作空白對照，5 min后測吸光度A0；以同樣的方法測定VC作為對照。

1.2.8 微膠囊穩(wěn)定性的測定 參照Li等[6]的方法，稍作修改。

1.2.9 光穩(wěn)定性 各取0.50 g山楂多酚和山楂多酚微膠囊于錐形瓶中，第一組在自然光下靜置保存，第二組于完全避光的環(huán)境靜置，測定760 nm吸光度，24 h測一次，共測10 d。光穩(wěn)定性以多酚保留率表示，保留率計算方式如下：

1.2.10 熱穩(wěn)定性 各取0.50 g山楂多酚和山楂多酚微膠囊于錐形瓶中，放在不同溫度（25、40、60、80 ℃）下水浴60 min，測定760 nm吸光度。熱穩(wěn)定性以多酚保留率表示，保留率計算方式見1.2.9。

1.2.11 貯藏穩(wěn)定性 各取0.50 g山楂多酚和山楂多酚微膠囊，分別采用真空包裝和無包裝條件下貯藏28 d，分別取0、7、14、21和28 d分析二者的保留率。保留率計算方式見1.2.9。

1.2.12 體外模擬胃腸道消化 各取0.50 g山楂多酚和山楂多酚微膠囊于錐形瓶中，加入100 mL人工胃液（在1000 mL 模擬胃液中，胃蛋白酶3.2 g，NaCl 2.0 g，HCl調(diào)pH至1.2）；在37 ℃ 180 r/min恒溫水浴振蕩器中釋放2 h，分別在0.5、1和2 h取樣品1mL，在8000 r/min轉(zhuǎn)速下離心10 min，取上清液檢測溶液中多酚含量[23]，每次取后并補(bǔ)充等體積的胃液。調(diào)節(jié)樣品pH至6.8終止胃液消化，加入腸液（在1000 mL模擬腸液中，胰蛋白酶10.0 g，磷酸二氫鉀6.8 g，NaOH調(diào)pH至6.8）100 mL進(jìn)行6 h的消化實驗，分別在1、2、3、4、5和6 h進(jìn)行上述離心操作，取上清液檢測溶液中多酚釋放情況[24]，每次取后并補(bǔ)充等體積的腸液。釋放率計算公式如下：

其中：Wt為每個時間點測得的山楂多酚累計釋放量，μg/mL；t為體外釋放時間，h；W0為初始山楂多酚含量，μg/mL。

1.3 數(shù)據(jù)處理

每組實驗設(shè)置三組平行，取平均值，結(jié)果用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差”表示。用SPSS22.0進(jìn)行Duncan’s多重差異分析試驗數(shù)據(jù)的顯著性，P＜0.05為差異顯著，P＜0.01為差異極顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素實驗結(jié)果

山楂多酚微膠囊化單因素結(jié)果如圖1所示。在1:2～1:7范圍內(nèi)，評估芯壁比對山楂多酚微膠囊包埋率和載藥量的影響，包埋率隨壁材溶液添加量增加逐漸增大，載藥量呈下降趨勢。當(dāng)芯壁比為1:3時，微膠囊包埋率為85.28%，載藥量為16.24%（圖1A）。芯壁比較小時，成膜速度較快，不容易破裂，包埋率上升。若芯壁比越大，載藥量就越小，生產(chǎn)成本增加[25]。

圖1 單因素實驗結(jié)果Fig.1 Results of single factor experiments

乳化時間10 min時，微膠囊包埋率為94.38%，載藥量為17.98%。5～10 min內(nèi)包埋率和載藥量呈上升趨勢，延長乳化時間，包埋率降低（圖1B）?？赡苁且驗槿榛瘯r間越長，可能會導(dǎo)致芯材黏壁現(xiàn)象，也可能是乳化時間過長導(dǎo)致芯材流出，從而使包埋率降低[26]；乳化時間分別為5 min和15 min時，包埋率和載藥量無顯著性差異（P＞0.05）。

進(jìn)風(fēng)溫度在160～185 ℃之間，微膠囊包埋率在90%以上，載藥量在17%以上。進(jìn)風(fēng)溫度為165 ℃時，微膠囊包埋率和載藥量分別為98.81%和18.82%，進(jìn)風(fēng)溫度在165～175 ℃之間，包埋率變化不顯著（P＞0.05）（圖1C）。進(jìn)風(fēng)溫度在180 ℃時，可能原因為溫度過高，水分過度蒸發(fā)導(dǎo)致微膠囊破裂或者微膠囊表面快速皺縮，影響包埋率和載藥量[27]。但溫度過低會產(chǎn)生霧珠，出現(xiàn)黏壁現(xiàn)象，影響微膠囊的包埋率和載藥量。綜上所述，分別選擇芯壁比為1:3、乳化時間為10 min、進(jìn)風(fēng)溫度為165 ℃進(jìn)行三因素三水平的參數(shù)優(yōu)化實驗。

2.2 響應(yīng)面優(yōu)化試驗結(jié)果

2.2.1 包埋率、載藥量回歸方程的建立及顯著性分析 響應(yīng)面試驗結(jié)果見表2。使用響應(yīng)面軟件以包埋率、載藥量作為響應(yīng)值，得到如下公式：

表2 響應(yīng)面試驗結(jié)果Table 2 Results of response surface analysis

響應(yīng)面回歸方程方差分析見表3。

表3 響應(yīng)面回歸方程方差分析Table 3 Variance analysis of the response surface regression equation

方差分析可知，試驗?zāi)Ｐ蚉＜0.0001，說明模型顯著；模型包埋率的確定系數(shù)R2=0.9978，R2Adj=0.9950；載藥量的確定系數(shù)R2=0.9983，R2Adj=0.9962，說明該模型能夠解釋99.00%以上響應(yīng)值的變化，失擬項＞0.05，表明模型具有顯著性?？梢杂脕眍A(yù)測山楂多酚微膠囊的包埋率和載藥量。由表3可知芯壁比的一次項、二次項和乳化時間的二次項對包埋率和載藥量影響極顯著（P＜0.01），其余均不顯著。各項單因素對包埋率和載藥量的影響順序均為：芯壁比＞乳化時間＞進(jìn)風(fēng)溫度。根據(jù)表3交互項顯著性檢驗分析可知，AB、AC、BC的交互項，P＞0.05。曲面越陡表示兩因素的交互作用顯著，圖2中交互作用曲面圖不陡，結(jié)合圖2和表3可知各因素交互作用對包埋率和載藥量不顯著，各因素交互作用響應(yīng)面圖如圖2所示。

圖2 各因素交互作用對包埋率、載藥量響應(yīng)面圖Fig.2 Response surface map of interaction of various factors on entrapment rate and drug loading

2.2.2 驗證實驗 利用響應(yīng)面軟件中的Box-Behnken設(shè)計，對包埋率和載藥量進(jìn)行優(yōu)化分析。通過回歸方程分析，得到山楂多酚微膠囊的最佳工藝參數(shù)：芯壁比為1:2.948，進(jìn)風(fēng)溫度為165℃，乳化時間為11.381 min。考慮實際操作問題，以芯壁比1:3，進(jìn)風(fēng)溫度165 ℃，乳化時間11.4 min，進(jìn)行驗證，得出微膠囊實際包埋率為94.45%±1.03%，預(yù)測值為89.50%；微膠囊的實際載藥量為17.99%±0.20%，預(yù)測值為17.27%。實測值和預(yù)測值相差不大，表明模型可靠性好。

2.3 微膠囊粒徑測定

微膠囊的粒徑范圍為5～200 μm[28]，微膠囊粒徑分布與包埋效果有關(guān)，在微膠囊的粒徑分布范圍內(nèi)，若粒徑過大，表明包埋效果不好，芯材的保留率會變低[29]；粒徑越小，表明微膠囊芯材釋放效果越佳，越利于人體腸道吸收利用。由圖3可知，在最優(yōu)條件下制備的山楂多酚微膠囊粒徑分布在1.5～20 μm之間，平均粒徑為6.77 μm，50%微膠囊粒徑為6.44 μm，10%粒徑為3.79 μm，90%粒徑為10.09 μm，粒徑呈正態(tài)分布，說明最優(yōu)條件下微膠囊的粒徑大小分布均勻。

圖3 微膠囊粒徑分析圖Fig.3 Microcapsule particle size analysis

2.4 微膠囊微觀形貌觀察

掃描電鏡可以更好地觀察微膠囊的表面微觀結(jié)構(gòu)。由圖4可知，β-環(huán)糊精、阿拉伯膠、乳清分離蛋白與山楂多酚a，b，c，d呈塊狀，β-環(huán)糊精表面粗糙；阿拉伯膠、乳清分離蛋白與山楂多酚表面光滑，可能與材料本身的性質(zhì)有關(guān)。在最優(yōu)工藝條件下，噴霧干燥法制得的山楂多酚微膠囊（圖4e、圖4f）顆粒完整，近似球形，分散性好，無粘結(jié)情況。部分微膠囊表面出現(xiàn)褶皺或凹陷，可能是在噴霧干燥過程中，高溫導(dǎo)致的水分揮發(fā)不均勻?qū)е耓30]。微膠囊的表面出現(xiàn)褶皺但無破裂的情況，仍保持一定的形狀，說明該壁材具有強(qiáng)支撐性，對芯材具有很好的保護(hù)作用。喬絢[31]利用噴霧干燥法制備茶粉微膠囊，結(jié)果也表明微膠囊近似球形，表面有褶皺但無破裂現(xiàn)象，和本實驗結(jié)果一致。

圖4 微膠囊掃描電鏡圖Fig.4 Sem image of microcapsules

2.5 抗氧化性實驗

2.5.1 微膠囊抗氧化能力分析 隨著濃度的升高，多酚和微膠囊清除率也升高。在同等濃度條件下，微膠囊清除DPPH自由基的能力優(yōu)于山楂多酚（圖5A），從圖中可以看出微膠囊化后對DPPH自由基的清除能力提高了0.50%～65.34%。山楂多酚清除DPPH自由基IC50為12.669 μg/mL，微膠囊IC50為0.939 μg/mL。結(jié)合圖5A可以看出，微膠囊清除DPPH自由基的能力優(yōu)于山楂多酚，原因可能與微膠囊粒徑有關(guān)，粒徑越小，越有利于微膠囊中抗氧化物質(zhì)的釋放[32]。以VC作為對照可看出其清除DPPH自由基的能力變化不顯著；Silva等[33]采用噴霧干燥法制備巴西樹葡萄花色苷微膠囊，檢測DPPH抗氧化活性，結(jié)果表明微膠囊化后花色苷具有更強(qiáng)的抗氧化能力，所得結(jié)果與本文相似。

隨著多酚和微膠囊濃度增加，清除羥基自由基的能力增強(qiáng)，山楂多酚清除羥基自由基的能力變化顯著，而微膠囊清除能力變化曲線較平緩。在同等濃度條件下，微膠囊清除羥基自由基的能力優(yōu)于山楂多酚。從圖5B中可以看出微膠囊化后對羥基自由基的清除能力提高了4.03%～49.32%，山楂多酚清除羥基自由基IC50為1.131 mg/mL，山楂多酚微膠囊IC50為0.129 mg/mL。以VC作為對照可看出其清除羥基自由基的能力變化不顯著。鄭虎哲等[34]研究了蘋果多酚微膠囊的羥基自由基清除率，發(fā)現(xiàn)微膠囊化后抗氧化性更高，和本實驗的結(jié)果一致，原因可能為微膠囊有更高的水溶解性，在水中能夠釋放出大量山楂多酚導(dǎo)致抗氧化能力增強(qiáng)[35]。

隨著濃度的增加，山楂多酚和微膠囊的清除率都呈現(xiàn)明顯的上升趨勢，在同等濃度下，微膠囊清除超氧陰離子自由基的能力優(yōu)于山楂多酚（圖5C），從圖5C中可以看出微膠囊化后對超氧陰離子的清除能力提高了2.09%～7.45%。在濃度大于0.63 mg/mL時，VC對超氧陰離子的清除率低于山楂多酚和微膠囊。山楂多酚清除超氧陰離子自由基IC50為0.581 mg/mL，微膠囊的IC50為0.546 mg/mL，原因可能為壁材中的乳清分離蛋白具有一定的抗氧化作用[36]，加之微膠囊水溶性較好，因此表現(xiàn)出優(yōu)于山楂多酚的超氧陰離子自由基清除率。以VC作為對照可看出其清除超氧陰離子自由基的能力變化顯著。鄭虎哲等[34]的蘋果多酚微膠囊也表現(xiàn)出更出色的超氧陰離子自由基清除率。

圖5 微膠囊對各類自由基清除率的影響Fig.5 Effects of microcapsules on scavenging rate of various free radicals

2.6 微膠囊穩(wěn)定性測定

避光條件和光照條件下的山楂多酚微膠囊的保留率均高于山楂多酚（圖6A），光照條件下貯藏至第10 d，山楂多酚的保留率為64.99%，而山楂多酚微膠囊的保留率為86.74%；與光照山楂多酚微膠囊對比，避光條件下的微膠囊中多酚保留率較高；與光照山楂多酚相比，山楂多酚微膠囊具有更高的保留率，原因為壁材在一定程度上阻礙了光對芯材的分解作用[37]。Aizpurua-Olaizola等[38]分析了葡萄多酚的光穩(wěn)定性，得出在避光條件下，多酚微膠囊的穩(wěn)定性更強(qiáng)，和本實驗結(jié)果類似。因此，避光條件更利于山楂多酚微膠囊的貯存，微膠囊化處理也有利于提高山楂多酚的穩(wěn)定性。

在不同溫度條件下，山楂多酚微膠囊的保留率均高于山楂多酚（圖6B），隨著溫度的上升，二者的保留率均下降，在80 ℃時，多酚保留率僅為70.77%，而山楂多酚微膠囊的保留率為88.77%，與未微膠囊化的山楂多酚相比，微膠囊化后其保留率提高了18.00%。與未微膠囊化山楂多酚相比，微膠囊化技術(shù)能夠提高山楂多酚的熱穩(wěn)定性，原因可能為山楂多酚微膠囊擁有穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)以及微膠囊化技術(shù)提高了山楂多酚微膠囊的失重溫度導(dǎo)致[12]。Wang等[39]對比了微膠囊化前后茶多酚的熱穩(wěn)定性，所得結(jié)果和本實驗類似的結(jié)果。因此，微膠囊化處理也有利于提高山楂多酚的熱穩(wěn)定性。

采用真空包裝和無包裝的形式對山楂多酚和山楂多酚微膠囊進(jìn)行貯藏穩(wěn)定性的評價，山楂多酚微膠囊的穩(wěn)定性都優(yōu)于山楂多酚，真空包裝的貯藏效果優(yōu)于無包裝（圖6C），在貯藏28 d后，真空包裝的山楂多酚和山楂多酚微膠囊的保留率分別為90.02%和97.17%，無包裝的山楂多酚和山楂微膠囊的保留率分別為73.48%和91.15%，與無包裝的山楂多酚和山楂多酚微膠囊相比，真空包裝后二者的保留率分別提高了16.54%和6.02%，原因為在膠囊化過程中芯材得到壁材很好的保護(hù)，且真空包裝阻礙了山楂多酚和山楂多酚微膠囊與外界環(huán)境的接觸，阻止其氧化變質(zhì)[40]。以上結(jié)果表明微膠囊化能提高山楂多酚的貯藏穩(wěn)定性。廖霞等[24]研究了槲皮素微膠囊的穩(wěn)定性，在貯藏35 d后，微膠囊依然能保持較高的穩(wěn)定性，所得結(jié)果和本文一致。

圖6 不同條件對微膠囊穩(wěn)定性的影響Fig.6 Effects of different conditions on the stability of microcapsules

2.7 體外模擬消化對微膠囊釋放率的影響

由圖7可知，在模擬胃液階段，山楂多酚和山楂多酚微膠囊的釋放率均較低，原因可能為山楂多酚在胃液中能以較穩(wěn)定的2-苯基苯并陽離子形式存在，山楂多酚微膠囊由于有壁材的保護(hù)作用阻止了胃液對二者的分解[41]；在腸液消化階段，多酚和微膠囊的釋放速率明顯不同，多酚的釋放率急劇上升，在釋放4 h后釋放率達(dá)到91.96%，之后達(dá)到穩(wěn)定值；而多酚微膠囊的釋放速率較緩慢，持續(xù)釋放6 h后，總計釋放率為72.53%，原因可能為當(dāng)腸液中的pH較高，山楂多酚分子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為醌式結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致穩(wěn)定性下降，而山楂多酚由于有壁材的保護(hù)作用，可以實現(xiàn)緩慢釋放的效果[41]，說明微膠囊在腸液中較穩(wěn)定。廖霞等[24]研究也表明相較于槲皮素，槲皮素微膠囊能實現(xiàn)緩慢釋放，更利于吸收。陳忠寶[42]的研究也表明藍(lán)靛果多酚微膠囊在腸液中具有緩慢釋放的效果。

圖7 微膠囊在模擬胃腸液中的釋放率Fig.7 Release rate of microcapsules in simulated gastroenteric fluid

3 結(jié)論

采用噴霧干燥法制備了山楂多酚微膠囊，以包埋率和載藥量為評價指標(biāo)，進(jìn)行了響應(yīng)面優(yōu)化實驗，得到最佳工藝參數(shù)芯壁比為1:3（v/v），進(jìn)風(fēng)溫度為165 ℃，乳化時間為11.4 min，得到微膠囊包埋率為94.45%±1.033%，載藥量為17.99%±0.197%；優(yōu)化后微膠囊的平均粒徑為6.77 μm，微膠囊微觀結(jié)構(gòu)近似球形。微膠囊化后多酚的穩(wěn)定性和抗氧化性得到顯著改善，表明微膠囊化可以改善山楂多酚的穩(wěn)定性，可為山楂多酚的精深加工提供參考依據(jù)。

目前微膠囊化技術(shù)廣泛用于各種食品配料的遞送。相較于生物醫(yī)藥領(lǐng)域，農(nóng)副業(yè)食品對微膠囊顆粒的研究和開發(fā)仍然很低。為了使微膠囊化技術(shù)更好運用于食物鏈，使食品從生產(chǎn)到消費都能受益，未來仍有多項工作要做，如在確保經(jīng)濟(jì)和規(guī)模的同時，還要進(jìn)一步研究在實際食品生產(chǎn)、貯藏、運輸、銷售等過程中都能保證活性成分的活性等。