加工工藝對(duì)番茄紅素微膠囊理化特性以及抗氧化活性的影響

逄金鑫,張怡,鄔松恒,仝瀟洋,3,夏其樂(lè),喬勇進(jìn)*

1(上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物育種栽培研究所,上海,201403)2(上海海洋大學(xué) 食品學(xué)院,上海,201306)3(上海理工大學(xué) 健康科學(xué)與工程學(xué)院,上海,200093)4(浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院食品科學(xué)研究所,浙江 杭州,310022)

番茄紅素(lycopene)是一種廣泛存在于植物中的天然類胡蘿卜素,主要存在于西紅柿、西瓜和粉紅葡萄等水果蔬菜中[1]。番茄紅素可提高人體免疫力、調(diào)節(jié)血脂、預(yù)防心血管疾病[2];同時(shí)還對(duì)過(guò)敏性鼻炎有一定的治療作用,且隨著番茄紅素劑量的增加,這種作用越強(qiáng)[3]。研究表明,番茄紅素比其他類胡蘿卜素具有更好的抗氧化活性,被譽(yù)為“植物金”[4],有專家建議每天可以攝入5～7 mg的番茄紅素[5]。目前將番茄紅素應(yīng)用于越來(lái)越多的食品、醫(yī)藥、化妝品等領(lǐng)域。但由于番茄紅素存在大量的共軛雙鍵,溫度、光照等都會(huì)造成番茄紅素的氧化分解[6],這限制了番茄紅素的應(yīng)用。

微膠囊(microcapsules)是使用一種或幾種穩(wěn)定的分子材料將不穩(wěn)定的物質(zhì)進(jìn)行包埋,包埋的分子材料作為壁材,被包埋的材料作為芯材[7]。微膠囊具有降低外界環(huán)境對(duì)芯材的影響,減少芯材蒸發(fā)、掩蓋芯材的氣味等功能[8],因此,將微膠囊技術(shù)應(yīng)用于番茄紅素,可以減少其損耗,微膠囊的開(kāi)發(fā)已經(jīng)成為提高番茄紅素穩(wěn)定性和擴(kuò)大其應(yīng)用范圍的核心技術(shù)。制作微膠囊的方法多種多樣,有噴霧干燥技術(shù)、真空冷凍干燥技術(shù)、復(fù)合凝聚法等,其中噴霧干燥是一種快速且簡(jiǎn)便的干燥手段,該方法干燥速度快,樣品溶液可直接成為粉末狀固體,無(wú)需粉碎過(guò)程即可直接得到顆粒大小均勻、溶解度極優(yōu)的產(chǎn)品[9]。其原理是干燥室中將樣品經(jīng)霧化后,在與熱空氣的接觸中,遇熱水分迅速汽化,即得到干燥的微膠囊產(chǎn)品。有研究報(bào)道,采用改性淀粉為壁材,對(duì)番茄紅素進(jìn)行包埋,取得較高的包埋率[10]。冷凍干燥法可有效防止熱敏性物質(zhì)在干燥過(guò)程的變化[11],其原理為樣品預(yù)凍后,在真空的環(huán)境下,將冰升華為蒸汽從而去除水分。龍海濤等[12]以麥芽糊精、蔗糖和酯化淀粉等為壁材,采用冷凍干燥的方法以制備番茄紅素微膠囊,取得較高的包埋率并提高番茄紅素的穩(wěn)定性。冷凍干燥法和噴霧干燥法制備微膠囊是較為常見(jiàn)的2種方法,到目前為止,鮮有文獻(xiàn)將噴霧干燥技術(shù)和冷凍干燥技術(shù)制備的番茄紅素微膠囊進(jìn)行對(duì)比,因此本文將噴霧干燥技術(shù)和冷凍干燥技術(shù)制備的微膠囊進(jìn)行比較,旨在探討制備番茄紅素微膠囊的最佳工藝。

本實(shí)驗(yàn)從番茄中提取番茄紅素,以此為芯材利用冷凍干燥技術(shù)和噴霧干燥技術(shù)制備番茄紅素微膠囊。因明膠具有較好的成膜性,糊精水溶性好,可以增加固形物含量,蔗糖可以增強(qiáng)成膜的強(qiáng)度,因此選用明膠、β-環(huán)糊精和蔗糖作為噴霧干燥法的壁材,以β-環(huán)糊精作為冷凍干燥法的壁材。對(duì)不同加工工藝制得微膠囊的物理性能、粒徑大小、包埋率、微觀結(jié)構(gòu)、抗氧化性進(jìn)行評(píng)價(jià),并對(duì)比2種工藝制備的番茄紅素微膠囊在溫度、光照等方面的穩(wěn)定性。

1 材料與方法

1.1 材料儀器

番茄由上海豐偉果蔬專業(yè)合作社提供。

乙酸乙酯、β-環(huán)狀糊精、蔗糖、水楊酸、FeSO4、體積分?jǐn)?shù)30%H2O2,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;明膠、蘇丹紅Ⅰ號(hào)色素,上海源葉生物科技有限公司;總抗氧化(ABTS法)試劑盒,北京艾普希隆生物科技有限公司;1,1-二苯基-2-三硝基苯肼,阜陽(yáng)曼林生物技術(shù)有限公司等。

N-1300型真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀,上海愛(ài)朗儀器有限公司;MQX200型酶標(biāo)儀,美國(guó)百特儀器有限公司;B-290型噴霧干燥機(jī),瑞士BUCHI實(shí)驗(yàn)室儀器公司;TM 4000 plus型掃描電子顯微鏡、CR21N型離心機(jī),日本Hitachi公司;101-2型電熱恒溫干燥箱,紹興市蘇珀儀器有限公司;LYOQUEST-55型冷凍干燥機(jī),河南兄弟儀器設(shè)備有限公司;CM-5型色差計(jì),柯盛行(杭州)儀器有限公司;ZetaView型可視化納米顆粒跟蹤分析儀,德國(guó)Particle Metrix公司等。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 番茄紅素的提取

圖1列出了番茄紅素的提取工藝。

圖1 番茄紅素的提取工藝Fig.1 Extraction technology of lycopen

1.2.2 番茄紅素微膠囊的制備

噴霧干燥法的壁材:稱取明膠、 β-環(huán)糊精和蔗糖各5 g,溶于一定質(zhì)量水中,微熱溶解,即得噴霧干燥法需要的壁材溶液。

冷凍干燥法的壁材:取15 g β-環(huán)糊精溶于一定量水中,微熱溶解,即得冷凍干燥法需要的壁材溶液。

乳液制備:參考周丹紅[13]的方法并加以修改,取3 g番茄紅素微熱使其溶于少量乙酸乙酯中,此為油相,芯壁比為1∶5,邊攪拌壁材溶液邊加入油相物質(zhì),高速分散后均質(zhì),使乳化液均一穩(wěn)定。

噴霧干燥微膠囊:壁材選用明膠、β-環(huán)糊精以及蔗糖并按質(zhì)量比1∶1∶1溶解于一定質(zhì)量的水中,此為水相,將上述乳液進(jìn)行噴霧干燥,干燥條件進(jìn)風(fēng)溫度為180 ℃,進(jìn)料量為10 mL/min,進(jìn)風(fēng)流速為5.10 m3/min[14]。

冷凍干燥微膠囊:壁材選用β-環(huán)糊精溶解于一定質(zhì)量的水中,此為水相,均質(zhì)后進(jìn)行冷凍干燥得微膠囊。

將2種方法得到的微膠囊對(duì)包埋率、物理性質(zhì)、微觀結(jié)構(gòu)、抗氧化性以及穩(wěn)定性方面進(jìn)行研究。

1.2.3 番茄紅素微膠囊的物理性質(zhì)

1.2.3.1 得率

根據(jù)張波[15]的方法測(cè)定,計(jì)算如公式(1)所示:

(1)

1.2.3.2 堆積密度

根據(jù)GOYAL等[16]的方法并加以修改,首先5 mL量筒的質(zhì)量m1,后將番茄紅素微膠囊散落在5 mL的量筒中,量取量筒和番茄紅素微膠囊的質(zhì)量m2,讀取微膠囊的堆積體積V,求堆積密度r,計(jì)算如公式(2)所示:

(2)

式中:ρ,堆積密度,g/mL;m1,量筒的質(zhì)量,g;m2,量筒和微膠囊的質(zhì)量,g;V,微膠囊堆積體積,mL。

1.2.3.3 流動(dòng)性

根據(jù)王魯慧等[17]的方法并加以修改,在直徑2 cm的圓紙的圓心上方,將一定質(zhì)量的微膠囊沿漏斗下落到圓紙上,直到微膠囊到達(dá)邊界,測(cè)定微膠囊的堆積高度h,計(jì)算如公式(3)所示:

(3)

式中:α, 休止角,°;h,堆積高度,cm;r,圓紙半徑,cm。

1.2.3.4 溶解度

根據(jù)WANG等[18]的方法,選用一定質(zhì)量的樣品溶于蒸餾水中,超聲振蕩,離心,取上清液,干燥至恒重,量取干燥后固體的質(zhì)量,溶解度計(jì)算如公式(4)所示:

(4)

式中:m,干燥后的固體質(zhì)量,g;V,上清液的體積,L。

1.2.3.5 色差

先用白板校正,根據(jù)儀器操作規(guī)范,將一定量微膠囊粉末置于色差儀,進(jìn)行測(cè)量,得到結(jié)果L*、a*、b*。

1.2.3.6 粒徑大小

利用可視化納米顆粒跟蹤分析儀測(cè)量番茄紅素微膠囊粒徑大小,先將微膠囊樣品溶于蒸餾水中,通過(guò)塑料注射器進(jìn)樣測(cè)量。

1.2.4 番茄紅素的測(cè)定

參照馬倩雯[19]的測(cè)定方法并加以修改。

1.2.4.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的制定

制備0.1 mg/mL的蘇丹紅Ⅰ號(hào)色素溶液,分別稀釋至0.004、0.008、0.012、0.016、0.02、0.024 mg/mL 的標(biāo)準(zhǔn)溶液,在474 nm處測(cè)吸光度,做標(biāo)準(zhǔn)曲線,回歸方程y=28.304x-0.013 2,R2=0.992。

1.2.4.2 番茄紅素含量的測(cè)定

番茄紅素樣品中的番茄紅素含量測(cè)定:取0.1 g番茄紅素樣品,用乙酸乙酯定容至50 mL容量瓶,在474 nm處測(cè)吸光度,計(jì)算番茄紅素含量,得出粗番茄紅素中番茄紅素的含量占30%。

1.2.5 包埋率

參照周丹紅[13]的方法,并加以修改。

番茄紅素微膠囊表面的番茄紅素含量:取一定質(zhì)量的微膠囊于離心管中,加入乙酸乙酯振蕩搖勻,離心后取上清液,向離心管中繼續(xù)添加乙酸乙酯,重復(fù)上述操作,直至乙酸乙酯呈現(xiàn)無(wú)色狀態(tài),合并乙酸乙酯,定容至50 mL,在474 nm處測(cè)定吸光度。

番茄紅素微膠囊中的番茄紅素含量:取一定質(zhì)量的微膠囊,溶于蒸餾水中,加入乙酸乙酯多次浸提,直至下層無(wú)色,合并乙酸乙酯,脫水后定容至50 mL,在474 nm處測(cè)吸光度,計(jì)算如公式(5)所示:

(5)

1.2.6 微觀結(jié)構(gòu)

采用掃描電子顯微鏡進(jìn)行觀察,樣品處理前對(duì)其噴金,加速電壓5 kV[20]。

1.2.7 兩種工藝制備的微膠囊穩(wěn)定性研究

1.2.7.1 溫度對(duì)番茄紅素微膠囊穩(wěn)定性的影響

將番茄紅素微膠囊分別放置在4、25、40 ℃中避光保存,每隔2 d取樣測(cè)番茄紅素含量,計(jì)算保留率,共測(cè)5次。

1.2.7.2 光照對(duì)番茄紅素微膠囊穩(wěn)定性的影響

將番茄紅素微膠囊置于透明的食品級(jí)自封袋中,密封,在25 ℃下日光照射下貯藏。每隔2 d取樣,測(cè)定微膠囊中的番茄紅素含量,計(jì)算番茄紅素保留率,共測(cè)5次。

1.2.8 番茄紅素微膠囊的抗氧化能力評(píng)價(jià)

1.2.8.1 DPPH自由基清除率

采用林蔚婷等[21]的方法并加以修改,分別制備質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%、1.5%、2%、2.5%和3%的微膠囊溶液和維生素C溶液,在試管中加入2 mL 0.1 mmol/L的DPPH溶液和樣品溶液,混勻,放置0.5 h后在517 nm處測(cè)吸光度A0;另一支試管中加入2 mL DPPH溶液和2 mL無(wú)水乙醇,靜置0.5 h,測(cè)吸光度A1,另取一支試管,加入2 mL樣品溶液和無(wú)水乙醇,靜置0.5 h,測(cè)吸光度A2,清除率按公式(6)計(jì)算:

(6)

1.2.8.2 ·OH清除率

參照王記蓮[22]的方法,分別配制質(zhì)量濃度為0.1、0.15、0.2、0.25、0.3 mg/mL的微膠囊溶液和維生素C溶液,在試管中加入2 mL 6 mmol/L的FeSO4溶液和樣品溶液,搖勻。隨后加入2 mL體積分?jǐn)?shù)0.1% H2O2溶液,搖勻后靜置15 min,加入2 mL 6 mmol/L溶劑為無(wú)水乙醇的水楊酸溶液,搖勻后靜置0.5 h,在50 ℃水浴中反應(yīng)0.5 h,在510 nm處測(cè)定吸光值A(chǔ)1,在另一支試管中加入2 mL蒸餾水,重復(fù)上述步驟,測(cè)吸光度A0,清除率計(jì)算如公式(7)所示:

(7)

1.2.8.3 總抗氧化能力(ABTS法)測(cè)定

分別配制質(zhì)量濃度為0.1、0.15、0.2、0.25、0.3 mg/mL的樣品溶液和維生素C溶液,采用ABTS自由基試劑盒,抗氧化能力以mmol Trolox/mL表示。

1.3 數(shù)據(jù)分析

2 結(jié)果與分析

2.1 番茄紅素微膠囊的物理性質(zhì)

微膠囊的物理性質(zhì)主要包括堆積密度、色差值、流動(dòng)性以及溶解度等。由表1可知,噴霧干燥微膠囊的得率低于冷凍干燥微膠囊的得率,因?yàn)樵趪婌F干燥過(guò)程中,樣品會(huì)粘在噴霧干燥機(jī)的內(nèi)壁,造成樣品損失。噴霧干燥微膠囊的堆積密度大于冷凍干燥微膠囊,可能由于2種工藝制備的微膠囊粒徑大小不同造成的結(jié)果,流動(dòng)性以休止角α來(lái)表示,休止角越大,表示流動(dòng)性越小,噴霧干燥微膠囊的休止角大于冷凍干燥微膠囊,可能因?yàn)閲婌F干燥微膠囊的顆粒相互接觸的面積大,摩擦力大,造成流動(dòng)性小[23];番茄紅素自身不溶于水,結(jié)果表示,2種工藝制備的微膠囊均能部分溶于水,因?yàn)楸诓哪軌驅(qū)⒎鸭t素分散均勻[14],且冷凍干燥微膠囊的溶解度高于噴霧干燥微膠囊;2種微膠囊在顏色上也有顯著的差異,a*表示紅綠度,a*越大,表示顏色越紅,b*表示黃藍(lán)度,b*值越大,表示顏色越黃,噴霧干燥微膠囊的a*和b*值均高于冷凍干燥微膠囊,因此,噴霧干燥微膠囊偏紅偏黃。

表1 番茄紅素微膠囊的物理性質(zhì)Table 1 Physical properties of lycopene microcapsules

2.2 包埋率

微膠囊的包埋率越高,說(shuō)明壁材包埋芯材的效果越顯著。由圖2可知,噴霧干燥微膠囊的包埋率為(66.88±2.04)%,冷凍干燥微膠囊的包埋率為(41.70±1.32)%,噴霧干燥微膠囊的包埋率近似為冷凍干燥微膠囊的包埋率的1.5倍?？赡苡捎谠趪婌F干燥過(guò)程中,溶液霧化成液滴,番茄紅素被壁材包埋,壁材中的水分遇熱迅速蒸發(fā),在番茄紅素周圍形成一層保護(hù)膜,且噴霧干燥微膠囊的壁材中含有明膠和蔗糖,明膠具有較好的成膜性,有專家研究發(fā)現(xiàn)存在于明膠分子中的氨基與存在于蔗糖中的醛基能夠發(fā)生相互作用,導(dǎo)致微膠囊的膜結(jié)構(gòu)緊密性更高[24],因此,噴霧干燥微膠囊的包埋率較高,而樣品在冷凍干燥的過(guò)程中,形成的冰晶會(huì)破壞番茄紅素外部的液態(tài)膜,凍干過(guò)程中,冰晶升華,表面結(jié)構(gòu)被破壞[25],導(dǎo)致包埋率低。

圖2 兩種工藝對(duì)微膠囊包埋率的影響Fig.2 Effect of two kinds of processes on the embedding rate of microcapsules

2.3 微觀結(jié)構(gòu)

掃描電鏡能夠觀察到微膠囊的表面微觀結(jié)構(gòu),有利于探討2種微膠囊的表面結(jié)構(gòu)的差異。圖3為2種工藝制備的微膠囊的微觀結(jié)構(gòu),圖3-a和圖3-e分別為噴霧干燥微膠囊和冷凍干燥微膠囊樣品,噴霧干燥微膠囊的顏色比冷凍干燥微膠囊偏黃,與色差值b*一致。圖3-b和圖3-f分別是噴霧干燥微膠囊和冷凍干燥微膠囊是在掃描電鏡1 000倍下拍攝的畫面,噴霧干燥微膠囊呈球形,可見(jiàn)顆粒大小不均,在噴霧干燥的過(guò)程中,樣品被霧化為液滴,干燥得到番茄紅素微膠囊,因此,番茄紅素微膠囊呈球狀,而冷凍干燥微膠囊呈碎片狀,這與GUO等[26]的研究結(jié)果一致,這是因?yàn)闃悠吩诶鋬鲞^(guò)程中形成冰晶體,冰晶體會(huì)破壞樣品的結(jié)構(gòu),在分子間作用力的作用下,導(dǎo)致溶質(zhì)聚集,使微膠囊呈現(xiàn)片狀[27],圖3-c和圖3-g是掃描電鏡2 000倍的圖片,噴霧干燥微膠囊中部分微膠囊表面出現(xiàn)裂痕,原因可能是噴霧干燥過(guò)程中溫度偏高,水分快速蒸發(fā),從而導(dǎo)致表面出現(xiàn)裂痕[28]。圖3-d和圖3-h為可視化納米顆粒跟蹤分析儀的單個(gè)粒子跟蹤功能的激光散射視頻顯微鏡捕捉到的噴霧干燥微膠囊和冷凍干燥微膠囊顆粒的畫面,圖片中白色的點(diǎn)為激光散射視頻顯微鏡觀察的番茄紅素微膠囊顆粒,從圖片觀察可得出噴霧干燥微膠囊的顆粒大小大于冷凍干燥微膠囊,經(jīng)可視化納米顆粒跟蹤分析儀檢測(cè),得到微膠囊粒徑的結(jié)果,噴霧干燥微膠囊平均粒徑在171.8 nm,而冷凍干燥微膠囊平均粒徑在119.2 nm,噴霧干燥微膠囊的平均粒徑大于冷凍干燥微膠囊,與堆積密度結(jié)果一致,由于冷凍干燥法制得的微膠囊粒徑小,微膠囊之間含有許多間隙,因此冷凍干燥微膠囊堆積密度較小[29]。

a-噴霧干燥微膠囊樣品;b-噴霧干燥微膠囊 掃描電鏡1 000×;c-噴霧干燥微膠囊 掃描電鏡2 000×;d-噴霧干燥微膠囊粒徑圖片;e-冷凍干燥微膠囊樣品;f- 冷凍干燥微膠囊 掃描電鏡1 000×;g- 冷凍干燥微膠囊 掃描電鏡2 000×;h-冷凍干燥微膠囊粒徑圖片圖3 兩種工藝制得的番茄紅素微膠囊的微觀結(jié)構(gòu)Fig.3 Microstructure of lycopene microcapsules prepared by two different processes

2.4 微膠囊穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

貯藏穩(wěn)定性是微膠囊質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo),穩(wěn)定性越強(qiáng),表明微膠囊中的番茄紅素?fù)p失率越低。圖4表示噴霧干燥法和冷凍干燥法2種工藝對(duì)番茄紅素微膠囊穩(wěn)定性的影響,圖4-a表示在4 ℃避光保存的條件下,每隔2 d對(duì)番茄紅素微膠囊測(cè)定番茄紅素保留率,結(jié)果顯示,番茄紅素保留率與貯藏時(shí)間呈負(fù)相關(guān),冷凍干燥微膠囊的番茄紅素保留率低于噴霧干燥微膠囊;圖4-b是在25 ℃避光保存下,對(duì)番茄紅素保留率的測(cè)定,番茄紅素的保留率均隨貯藏時(shí)間延長(zhǎng)而明顯下降(P<0.05),在第6天后,冷凍干燥微膠囊的番茄紅素保留率低于噴霧干燥微膠囊的番茄紅素保留率;圖4-c為番茄紅素微膠囊在40 ℃環(huán)境下避光保存的結(jié)果,由圖4-c可知,第4天后,噴霧干燥微膠囊的保留率顯著高于冷凍干燥微膠囊,因?yàn)榉鸭t素含有大量不飽和共軛雙鍵,自身不穩(wěn)定,在溫度升高時(shí),更易受到破壞;圖4-d表示在室溫下自然光照射的情況下測(cè)定的保留率,與圖4-b相比,在光照的條件下,番茄紅素的保留率減少。綜上所述,造成番茄紅素?fù)p失的原因?yàn)榉鸭t素易受熱、見(jiàn)光分解,在不同的貯藏條件下,冷凍干燥微膠囊的保留率均低于噴霧干燥微膠囊,因?yàn)閲婌F干燥微膠囊的包埋率高于冷凍干燥微膠囊,壁材能夠在一定程度上減弱溫度和光照對(duì)番茄紅素的破壞作用,導(dǎo)致噴霧干燥微膠囊的保留率高于冷凍干燥微膠囊。

a-4 ℃避光保存;b-25 ℃避光保存;c-40 ℃避光保存;d-25 ℃自然光照射下保存圖4 兩種工藝對(duì)貯藏穩(wěn)定性的影響Fig.4 Effects of two processes on storage stability注:圖中同一組別不同小寫字母表示顯著性差異(P<0.05)(下同)。

2.5 微膠囊抗氧化能力評(píng)價(jià)

DPPH自由基、·OH和ABTS陽(yáng)離子自由基的清除率均是評(píng)價(jià)抗氧化能力的重要指標(biāo)[30],抗氧化能力與自由基清除率呈正相關(guān)關(guān)系,抗氧化能力的比較如圖5所示。圖5-a表示兩種微膠囊·OH清除率的差異,隨著濃度增大,維生素C、噴霧干燥微膠囊以及冷凍干燥微膠囊的·OH清除率均增加,圖5-b為2種微膠囊的DPPH自由基清除率的比較,隨著質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加,維生素C的自由基清除率無(wú)明顯變化(P>0.05),噴霧干燥微膠囊的DPPH自由基清除率高于冷凍干燥微膠囊;圖5-c表示2種微膠囊的總抗氧化能力的比較,同一濃度下,噴霧干燥微膠囊的抗氧化能力高于冷凍干燥微膠囊,經(jīng)分析,噴霧干燥微膠囊的IC50為0.015 mg/mL,而冷凍干燥微膠囊的IC50為0.017 mg/mL,IC50越低,表示抗氧化能力越強(qiáng)[31],結(jié)合圖5-c和IC50比較,冷凍干燥微膠囊的抗氧化能力低于噴霧干燥微膠囊。綜上所述,2種微膠囊對(duì)3種自由基均有一定程度的清除能力,冷凍干燥微膠囊的自由基清除能力弱于噴霧干燥微膠囊,即冷凍干燥微膠囊的抗氧化性弱于噴霧干燥微膠囊。

a-兩種微膠囊對(duì)·OH清除率的影響;b-兩種微膠囊對(duì)DPPH自由基清除率的影響;c-兩種微膠囊對(duì)總抗氧化能力(以ABTS法表示)的影響圖5 兩種工藝對(duì)番茄紅素微膠囊的抗氧化能力的影響Fig.5 Effects of two different processes on antioxidant capacity of lycopene microcapsules

3 結(jié)論

本文主要是將噴霧干燥微膠囊和冷凍干燥微膠囊從物理性質(zhì)、微觀結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定性、包埋率和抗氧化能力進(jìn)行比較。

在物理性質(zhì)方面上,冷凍干燥微膠囊的得率為39.35%、溶解度為8.77 g/L,均高于噴霧干燥微膠囊,但色差值、堆積密度低于噴霧干燥微膠囊;噴霧干燥微膠囊的包埋率為66.88%,冷凍干燥微膠囊的包埋率為41.70%,噴霧干燥微膠囊的包埋率高于冷凍干燥微膠囊,表明噴霧干燥微膠囊中芯材的包埋效果優(yōu)于冷凍干燥微膠囊;在貯藏穩(wěn)定性方面,在4、25、40 ℃和光照的條件下,噴霧干燥微膠囊的番茄紅素保留率均高于冷凍干燥微膠囊,表明噴霧干燥微膠囊的貯藏穩(wěn)定性優(yōu)于冷凍干燥微膠囊,與包埋率結(jié)果一致,包埋率越高,微膠囊的貯藏穩(wěn)定性越強(qiáng);在微觀結(jié)構(gòu)方面,2種微膠囊的微觀結(jié)構(gòu)差異明顯,噴霧干燥微膠囊呈球狀,能夠?qū)π静膶?shí)現(xiàn)更好的包埋,而冷凍干燥微膠囊呈現(xiàn)片狀,噴霧干燥微膠囊平均粒徑為171.8 nm,冷凍干燥微膠囊的平均粒徑為119.2 nm,小于噴霧干燥微膠囊;在抗氧化方面,噴霧干燥微膠囊的·OH清除率、DPPH自由基清除率和總抗氧化能力隨樣品濃度增加而增加,而噴霧干燥微膠囊的3種自由基清除率均高于冷凍干燥微膠囊。綜上所述,雖然噴霧干燥微膠囊的得率低于冷凍干燥微膠囊,但噴霧干燥微膠囊的貯藏穩(wěn)定性和抗氧化活性均高于冷凍干燥微膠囊,貯藏穩(wěn)定性是微膠囊重要的指標(biāo)之一,貯藏穩(wěn)定性強(qiáng),表明番茄紅素被保護(hù)程度高,能夠減少番茄紅素的損失,而番茄紅素重要的生物活性為抗氧化能力,保持番茄紅素的抗氧化能力尤為重要。因此,噴霧干燥技術(shù)制備的番茄紅素微膠囊優(yōu)于冷凍干燥技術(shù),為番茄紅素微膠囊的制備提供了依據(jù)。