吳 超,劉 哲,田艷杰,3,職蘭懿,劉紅芝,石愛民*,王 強(qiáng)
(1 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品加工綜合性重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 北京100193 2 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院 河北保定071001 3 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院 山東青島 266109)
粉末油脂是以精煉氫化植物油、合成乳化劑和多種食品輔料為原料,經(jīng)調(diào)配、乳化、殺菌,采用噴霧干燥、冷凍干燥、復(fù)合凝聚法等微膠囊技術(shù)制備的功能性脂質(zhì)食品配料。微膠囊技術(shù)可將液態(tài)油轉(zhuǎn)化為固態(tài)的粉末油脂,從而方便油脂的儲存運(yùn)輸[1]。粉末油脂與未包埋的油脂相比,具有提高氧化穩(wěn)定性,延長貨架期,控制釋放,提升品質(zhì)等優(yōu)點(diǎn),在奶茶、咖啡、烘焙食品、麥片等食品中有著廣泛應(yīng)用。
傳統(tǒng)粉末油脂是以食用油脂作為芯材,蛋白質(zhì)、碳水化合物等作為壁材,通過包埋加工而成的微膠囊化油脂產(chǎn)品?;赑ickering 乳液的新型粉末油脂產(chǎn)品,符合現(xiàn)代營養(yǎng)健康食品的發(fā)展趨勢。開展基于Pickering 乳液的新型粉末油脂制備研究以及新型粉末油脂的理化特性與加工穩(wěn)定性規(guī)律研究,創(chuàng)制新型粉末油脂產(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)食品功能品質(zhì)提升,是保障全民營養(yǎng)健康的重要舉措。
本文綜述微膠囊化粉末油脂的組成與制備工藝,加工過程中對粉末油脂理化特性的影響,粉末油脂在食品中的應(yīng)用情況,展望其未來發(fā)展方向,為基于Pickering 乳液的新型粉末油脂在食品中的應(yīng)用提供參考。
微膠囊技術(shù)是把分散的固體物質(zhì)顆粒、液滴或氣體完全包埋在一層膜中形成球狀微膠囊的一種技術(shù),被包埋的物料稱為芯材,外部的包裹膜稱為壁材。粉末油脂通過微膠囊技術(shù)將油脂作為芯材包埋在壁材中,從而保護(hù)芯材其免受外界環(huán)境因素的影響。基于Pickering 乳液的新型粉末油脂是在傳統(tǒng)粉末油脂制備技術(shù)的基礎(chǔ)上,使用Pickering 乳液通過噴霧干燥等方法制備更綠色健康的微膠囊化粉末油脂。
1.1.1 芯材 微膠囊的芯材可免受周圍環(huán)境的影響,提高氧化穩(wěn)定性,延長貯藏期,所有植物油脂原料均可作為芯材用于粉末油脂的生產(chǎn)中。白雪等[2]通過噴霧干燥制備大豆油粉末油脂,得到了包埋率達(dá)40.15%,且具有良好色澤、氣味的粉末油脂。郭芳等[3]以苦杏仁油為芯材,通過噴霧干燥制得了包埋率達(dá)88.43%的粉末油脂,所制得的產(chǎn)品干燥、細(xì)膩。Luna-Guevara 等[4]通過噴霧干燥制得了核桃油、花生油、山核桃油3 種粉末油脂。目前在粉末油脂中植物原料應(yīng)用廣泛,由于原料自身的性質(zhì)不同,如含油量、水分活度等,制得的粉末油脂特性也不同。
與一般植物油脂相比,動物油脂在加工過程中具有獨(dú)特的風(fēng)味和營養(yǎng)價值,如魚油可以起到預(yù)防多種疾病,改善健康狀況的作用,然而在食品工業(yè)中的應(yīng)用受到低溶解度、易氧化性、不理想氣味和不良的加工處理能力的限制,通過微膠囊技術(shù)可以很好的掩蓋魚的腥味[5]。目前以動物油脂為原料的微膠囊研究主要集中在魚油上,未來可開展更多種類動物油粉末油脂的研究,為提升動物油的穩(wěn)定性及應(yīng)用特性開發(fā)新思路。
1.1.2 壁材 壁材可以保護(hù)芯材免受氧氣,水,光等外界因素的影響,常用于生產(chǎn)植物油粉末油脂的壁材主要有蛋白質(zhì)、碳水化合物、復(fù)合壁材等。
蛋白質(zhì)具有良好的兩親性、水溶性、乳化性和發(fā)泡性,這些特性可以用來制備穩(wěn)定的乳液,作為微膠囊的壁材起到有效的保護(hù)芯材,提高微膠囊效率的作用[6]。目前,已有多種蛋白質(zhì)作為壁材用于微膠囊的研究,常見的有大豆分離蛋白[7]、豌豆分離蛋白[8]、乳清分離蛋白[9]、水果蛋白[10]等。以蛋白質(zhì)作為壁材時需考慮pH 值的影響,當(dāng)pH 值位于等電點(diǎn)時蛋白質(zhì)溶解度降低,乳化能力下降,導(dǎo)致蛋白質(zhì)的成膜性降低[11]。
同樣,碳水化合物是微膠囊制備中另一種應(yīng)用廣泛的壁材。改性后的淀粉具有良好的兩親性、乳化性、成膜能力等,這些特性使得氧化淀粉、麥芽糊精、環(huán)糊精等改性淀粉衍生物成為良好的微膠囊壁材[12]。Lei 等[13]通過復(fù)合酶處理制備了紫薯多孔淀粉,并作為微膠囊壁材制備了橄欖油粉末油脂。碳水化合物本身的性質(zhì)對粉末油脂有顯著影響,以麥芽糊精為例,葡萄糖當(dāng)量(MD 值)是麥芽糊精最重要的物化指標(biāo),研究發(fā)現(xiàn)以MD 10 的麥芽糊精作為微膠囊壁材時,與MD 15 及MD 20的麥芽糊精相比,具有更低的水分活度,更好的流動性和微膠囊效率等,可顯著提高粉末油脂的穩(wěn)定性[14]。
此外,復(fù)合壁材是多種壁材的混合物,目前在粉末油脂生產(chǎn)中多使用復(fù)合壁材。苗欣月等[15]以乳清分離蛋白和麥芽糊精為壁材制備了糜子殼油的粉末油脂,發(fā)現(xiàn)較高含量的乳清分離蛋白因良好的成膜性和乳化性可以提高包埋率,所制備的粉末油脂具有良好的應(yīng)用價值。Lin 等[16]以低聚果糖和大豆分離蛋白為壁材制備了核桃油粉末油脂,研究發(fā)現(xiàn)低聚果糖通過降低乳液粒徑和提高乳液黏度,顯著提高了粉末油脂的包封效率。
圖1 微膠囊化粉末油脂結(jié)構(gòu)及噴霧干燥法制備示意圖Fig.1 Structure of microencapsulated powder oil and its preparation by spray drying method
與單一壁材相比,復(fù)合壁材可以很好的互補(bǔ)單一壁材的缺點(diǎn),如蛋白質(zhì)因其自身性質(zhì)易發(fā)生聚集,易被消化酶水解,而碳水化物的乳化穩(wěn)定性較差,因此選擇合適的壁材及比例進(jìn)行復(fù)合,可以更好地提高微膠囊的包埋率,提高粉末油脂產(chǎn)品的穩(wěn)定性。
1.2.1 傳統(tǒng)粉末油脂 傳統(tǒng)粉末油脂的制備方法一般是先將芯材和壁材混合制備乳液,進(jìn)而形成微膠囊,粉末油脂的制備技術(shù)主要有噴霧干燥法、冷凍干燥法、復(fù)合凝聚法等。其中噴霧干燥所制備的微膠囊化粉末油脂顆粒小而均勻,具有良好的均一性和穩(wěn)定性,粉末顆粒更規(guī)則,更有利于保存,同時因具有時間短、成本低等優(yōu)點(diǎn),成為制備粉末油脂最常用的方法。粉末油脂的制備過程中制備工藝是非常重要的影響因素,壁材的選擇、芯壁比例、均質(zhì)壓力、進(jìn)風(fēng)溫度等工藝參數(shù)都會對粉末油脂的品質(zhì)產(chǎn)生影響。Karrar 等[17]為研究麥芽糊精、阿拉伯膠、乳清分離蛋白為壁材時對芝麻油粉末油脂的影響而設(shè)計(jì)了不同的組合方式,結(jié)果表明基于碳水化合物(阿拉伯膠與麥芽糊精質(zhì)量比為2∶1)所制備的粉末油脂微膠囊化產(chǎn)率和效率最高。
表1 幾種微膠囊化粉末油脂的制備工藝Table 1 Preparation technology of several microencapsulated powder oils
1.2.2 新型粉末油脂 傳統(tǒng)粉末油脂大量使用合成乳化劑對人體健康有害,迫切需要尋找合成乳化劑的健康替代品。Umana 等[28]對洋薊副產(chǎn)物加入噴霧干燥油水乳狀液微膠囊化粉末油脂進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)噴霧干燥洋薊苞片淀粉乳狀液后制備的粉末油脂包封率較高,存在抗氧化因子,表明洋薊苞片可以用作合成乳化劑的健康替代品。
目前已有基于Pickering 乳液的粉末油脂研究,Pickering 乳液是一類由固體顆粒穩(wěn)定的乳液,其穩(wěn)定性強(qiáng)、安全性好[29-30],基于Pickering 乳液的新型粉末油脂可避免傳統(tǒng)粉末油脂使用合成乳化劑和氫化植物油的缺點(diǎn),是一種綠色健康的產(chǎn)品[31]。同時,Pickering 乳液可以包埋生物活性成分,對其具有保護(hù)、遞送、控制釋放等作用[32],廣泛應(yīng)用于食品領(lǐng)域,是潛在的粉末油脂穩(wěn)定體系革新途徑,基于Pickering 乳液的新型粉末油脂最常用的制備方法為噴霧干燥法,已有研究利用纖維素納米晶體穩(wěn)定Pickering 大麻籽油,通過噴霧干燥制備了粉末油脂[33]。Marefati 等[34]發(fā)現(xiàn)用淀粉Pickering 雙重乳液可制備高包封率和高含油率的粉末油脂。Zhang 等[35]制備了熱誘導(dǎo)大豆分離蛋白和納米纖維素協(xié)同穩(wěn)定的O/W Pickering 乳液,通過噴霧干燥得到可食用的粉末油脂。
傳統(tǒng)粉末油脂制備過程中大量產(chǎn)生反式脂肪酸、使用合成乳化劑,長期攝入存在嚴(yán)重健康風(fēng)險問題[36];同時,傳統(tǒng)粉末油脂應(yīng)用過程中容易氧化、穩(wěn)定性差、用途單一、營養(yǎng)品質(zhì)差,無法滿足未來營養(yǎng)健康需求。未來可借助Pickering 乳液體系,實(shí)現(xiàn)固體顆粒代替合成乳化劑,植物油代替氫化油,為新型粉末油脂提供新路徑、新方法[37];通過Pickering 乳液負(fù)載活性成分,提升粉末油脂品質(zhì)功能,為多用途、營養(yǎng)健康新型油脂創(chuàng)新提供新策略、新技術(shù)。
粉末油脂的理化特性與其質(zhì)量及穩(wěn)定性有著密切關(guān)系,如水分活度、粒徑、流動性、孔隙率等[38]。水分活度受到干燥條件(空氣濕度、液滴大小、濕度等)和乳液性質(zhì)(含油量、濃度、黏度、液滴大小、壁材等)的影響,較低的水分含量和水分活度有利于提供粉末油脂的質(zhì)量和保質(zhì)期,Nayana 等[39]制備了含水量為2.67%,水分活度為0.46 的粉末油脂,產(chǎn)品質(zhì)量較好。粉末油脂的質(zhì)量、外觀、流動性等特性直接取決于粉末粒徑[40],Chen 等[41]制備了平均粒徑6.79 μm 的粉末油脂,觀察到其微膠囊分散均勻,在水中沒有明顯聚集,表明具有良好的分散能力。流動性常用豪斯納比率與卡爾指數(shù)評價,豪斯納比率與卡爾指數(shù)越小,粉末的流動性就越好[42]??紫堵适侵割w粒之間的空隙體積和孔隙體積與粉末所占總體積的比值,孔隙率低通常有較高的貯藏穩(wěn)定性,壁材對粉末油脂的孔隙率有著顯著影響,已有研究通過酪蛋白酸鈉和β-環(huán)糊精為壁材制備了孔隙率較低的粉末油脂[43]。包埋率是粉末油脂的一項(xiàng)重要指標(biāo),包埋率可以影響粉末油脂的形狀和表面形態(tài),同時包埋率越高粉末油脂的氧化穩(wěn)定性越好。黃雨洋等[44]制備了高包埋率(94.32%)的核桃油粉末油脂,發(fā)現(xiàn)高包埋率的粉末油脂形貌較好,表面光滑且無裂紋。
微膠囊的壁材選擇,以及超聲處理、均質(zhì)壓力、噴霧干燥的溫度等加工條件均對粉末油脂的理化特性有顯著的影響。
2.2.1 壁材的選擇 粉末油脂成功制備需要選擇合適的壁材,壁材對包埋率、穩(wěn)定性等都有很大影響。楊婷茹[45]準(zhǔn)備了大豆分離蛋白+麥芽糊精、阿拉伯膠+麥芽糊精、變性淀粉+麥芽糊精3 種不同壁材,發(fā)現(xiàn)以大豆分離蛋白與麥芽糊精為復(fù)合壁材制備的粉末油脂形態(tài)完整,表面光滑,同時較其它2 種壁材相比有更好的潤濕性、吸水性和堆積密度等。唐東等[46]以包埋率,含水率,乳液穩(wěn)定性等為指標(biāo),對壁材的選擇配比進(jìn)行研究,結(jié)果表明麥芽糊精添加量為總壁材25%,大豆分離蛋白與阿拉伯膠質(zhì)量比為1∶1 時制備的粉末油脂乳狀液穩(wěn)定性指數(shù)最高,包埋率89.58%,最終確定茶籽油粉末油脂的最佳壁材組合方式為:麥芽糊精+大豆分離蛋白+阿拉伯膠。由此可知,在粉末油脂的制備過程中選擇合適的復(fù)合壁材對理化特性是有益的。
2.2.2 超聲處理 超聲處理具有機(jī)械傳質(zhì),加熱和空化的功能,可降低乳狀液的粒徑和PDI,有利于芯材,壁材的充分均勻,提高乳狀液的穩(wěn)定性[47]。Wang 等[48]發(fā)現(xiàn)超聲處理后的乳狀液粒徑明顯低于未經(jīng)過超聲處理的乳狀液,起到了提高粉末油脂穩(wěn)定性和包埋效果的作用。這是因?yàn)槌曁幚砜梢蕴岣叩鞍踪|(zhì)氨基和多糖羧基的分子運(yùn)動,提高大豆分離蛋白與麥芽糊精復(fù)合壁材的乳化作用。然而較低的超聲功率會使壁材的分散性變差,粉末油脂的包埋率降低[49];而過高的超聲功率會使疏水蛋白暴露,導(dǎo)致蛋白聚集,從而降低乳化作用和包埋率,因此在粉末油脂的制備過程中超聲處理要選擇合適的功率。
2.2.3 高壓均質(zhì) 高壓均質(zhì)增加了乳化劑的表面活性和分散液滴周圍的黏彈性膜厚度,可以提高乳化效率[21]。提高均質(zhì)壓力,可以使液滴更小更均勻,從高提高乳狀液的穩(wěn)定性。梁井瑞等[50]發(fā)現(xiàn)在均質(zhì)壓力40 MPa 下制備的粉末油脂最穩(wěn)定,而隨著壓力的增大,穩(wěn)定性下降??梢娋|(zhì)壓力過高,則會產(chǎn)生較大的熱能,影響芯材的質(zhì)量,因此在粉末油脂的制備過程中要選擇合適的均值壓力。周麒依等[51]研究了空化射流、高壓均質(zhì)、超聲破碎3種均質(zhì)工藝對魚油粉末油脂的影響,發(fā)現(xiàn)空化射流10 min 下粉末油脂的包埋率為87.44%,100 MPa 高壓均質(zhì)下包埋率為80.36%,400 W 超聲破碎下包埋率為78.64%,空化射流工藝比高壓均質(zhì),超聲破碎處理制備的粉末油脂包埋率更高,粒徑更小,穩(wěn)定性更高。由此可知,空化射流工藝可以作為一種新型均質(zhì)工藝用于生產(chǎn)粉末油脂。
2.2.4 噴霧干燥溫度 在粉末油脂的制備過程中,噴霧干燥是最常使用的一種制備技術(shù),而入口溫度則對噴霧干燥的粉末油脂產(chǎn)品有著顯著的影響。已有研究通過入口溫度對紅麻籽油微膠囊化粉末油脂的影響證明,較高的入口溫度導(dǎo)致霧化進(jìn)料和干燥空氣之間存在巨大的溫差,從而導(dǎo)致了更高的熱量傳遞到顆粒,使得水分加速去除,進(jìn)而降低了含水率[52]?;赑ickering 乳液的粉末油脂制備技術(shù)與傳統(tǒng)粉末油脂相同,噴霧干燥仍是常用的制備技術(shù)。Ribeirog 等[53]分別通過噴霧干燥和冷凍干燥將烘焙咖啡油Pickering 乳液制備粉末油脂,研究表明噴霧干燥所制得的粉末油脂較冷凍干燥相比具有更均勻的外觀及更小的粒徑。
以上簡述了幾種目前常見的制備粉末油脂的制備工藝對其理化特性的影響,當(dāng)前在制備過程中研究者并不使用單一的制備工藝,常常多種工藝結(jié)合從而提高產(chǎn)品的理化特性。未來的研究中需要繼續(xù)深入研究更多的制備工藝對粉末油脂的影響,如芯壁比、固形物含量等,新型的制備工藝以及基于Pickering 乳液的粉末油脂產(chǎn)品開發(fā)也是未來的發(fā)展方向。
粉末油脂常利用體外模擬消化用來衡量油脂是否順利到達(dá)腸道進(jìn)行釋放,以滿足消化吸收的要求,通過體外消化試驗(yàn)后,發(fā)現(xiàn)控釋作用主要由壁材引起[54]。根據(jù)Alvarez 等[55]的報道,粉末油脂的壁材可以有效的保護(hù)芯材油脂傳遞到小腸中進(jìn)行消化吸收。
體外消化模型主要包括口腔消化模型、胃消化模型和腸道消化模型。口腔消化因時間短,消化酶、離子等不足以破壞壁材,從而使得微膠囊的芯材無法釋放;胃環(huán)境酸度高,常用HCl 調(diào)節(jié)pH 值至酸性,壁材可以保護(hù)芯材不被分解,同時因壁材的不同,消化效果也有很大的差異,根據(jù)Binsi等[56]的研究,發(fā)現(xiàn)阿拉伯膠-魚卵蛋白復(fù)合壁材(RG)比單獨(dú)使用魚卵蛋白(RC)保護(hù)效果更好,這可能是由于阿拉伯膠的加入使得蛋白質(zhì)的聚集程度變小造成的;在腸道消化中,絕大多數(shù)的脂肪可被胰脂酶水解,是吸收的主要場所,馬明月等[57]以明膠-海藻酸鈉為壁材制備紫蘇油粉末油脂,通過體外模擬消化發(fā)現(xiàn)在胃液消化中的釋放效率為13.25%,而在腸液中的釋放率達(dá)33.02%,表明粉末油脂可以有效保護(hù)油脂到達(dá)小腸再被消化吸收。總的來講,對控釋作用進(jìn)行研究不僅可以在粉末油脂的制備過程中選擇合適的壁材配比及制備工藝,同時也能夠拓展其在食品工業(yè)中的應(yīng)用。近年來有研究發(fā)現(xiàn)基于Pickering 乳液的粉末油脂同樣能夠起到良好的控釋作用,未來可為抗消化新型粉末油脂的開發(fā)提供一定的指導(dǎo)。
粉末油脂具有優(yōu)異的流動性和溶解特性,添加到食品中可使組織狀態(tài)更佳、口感順滑[58],在食品工業(yè)中具有巨大的應(yīng)用潛力。
油脂由于自身的特性,在加工儲藏過程中易受到光照、氧氣等因素的影響發(fā)生氧化酸敗,從而影響油脂的質(zhì)量,無法滿足消費(fèi)者對食品穩(wěn)定性的需求,同時對商家的經(jīng)濟(jì)效益造成影響。粉末油脂因壁材的保護(hù)作用,可降低油脂在保存過程中的氧化酸敗,掩蓋異味,同時提高油脂的穩(wěn)定性及貨架期。
微膠囊化粉末油脂中氧化速率很大程度上取決于油脂的性質(zhì)和抗氧化劑的存在。Le Priol 等[59]通過對葵花籽油和亞麻籽油分別包埋于微膠囊中,發(fā)現(xiàn)在相同的條件下,亞麻籽油的氧化速率更慢,可見油脂中脂肪酸的不飽和度越高,油脂對氧化越敏感。Meng 等[60]通過將花椒油與抗氧化劑共同包埋,發(fā)現(xiàn)抗氧化劑加入顯著降低了粉末油脂的過氧化值、酸價等,提升了穩(wěn)定性,延長貨架期。
油脂經(jīng)長時間加熱,會導(dǎo)致油脂的品質(zhì)降低,微膠囊的壁材可以減少在加工過程中熱對油脂帶來的不良影響,提高油脂的熱穩(wěn)定性。Qiu 等[61]利用熱重曲線在100~500 ℃下進(jìn)行熱穩(wěn)定性分析,發(fā)現(xiàn)微膠囊在200~500 ℃期間才被分解破壞,表明以綠豆分離蛋白-杏皮果膠為壁材可以顯著提高玫瑰精油的熱穩(wěn)定性。此外,研究表明粉末油脂可以提高生姜精油[62]、奇亞籽油[63]、檸檬草精油[64]等的熱穩(wěn)定性。
綜上所述,微膠囊化能夠?qū)τ椭M(jìn)行有效的保護(hù),降低在保存過程中的氧化哈喇,提高熱穩(wěn)定性而且極大地提高了油脂的使用方便性,如市面上最常見的咖啡伴侶,產(chǎn)品的保質(zhì)期可長達(dá)一年。粉末油脂添加到食品中可作為保鮮劑、增香劑、干燥劑代替品,可延長食品貨架期。
3D 食品打印是一種新興的食品技術(shù),可以提供個性化的營養(yǎng)飲食,為不同營養(yǎng)需求的人群提供獨(dú)特的飲食配方。目前已有番石榴葉等功能性粉末作為3D 打印的油墨材料成分的研究,可以顯著提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性,改善其功能特性[65]。同時,也有研究表明冬蟲夏草粉末同樣可以應(yīng)用于3D打印食品[66],但目前未見粉末油脂應(yīng)用于食品的3D 打印中,未來可以開展基于粉末油脂的3D 打印技術(shù)開發(fā),繼續(xù)拓展粉末油脂的應(yīng)用。
圖2 粉末油脂在食品中的應(yīng)用Fig.2 Application of powder oil in food
質(zhì)構(gòu)是食品的重要特性,具有影響口感和飲食愉悅感以及風(fēng)味釋放的重要性,通過食品加工,食品加工及配方等可改變質(zhì)構(gòu),從而提高食用和商品價值,改善口感,延長食品的貨架穩(wěn)定性。粉末油脂添加到肉類產(chǎn)品中可以改善其彈性和動態(tài)黏度,Kean 等[67]將肉桂精油粉末油脂添加到雞肉末中,可顯著延緩雞肉末12 d 冷藏期間細(xì)菌的生長,同時對氣味和顏色無負(fù)面影響。有研究發(fā)現(xiàn)花椒精油粉末油脂的加入可以降低香腸的硬度、黏附性和咀嚼性,同時顯著提高了彈性和黏結(jié)性,表明粉末油脂的加入改善了香腸的結(jié)構(gòu)性能,這可能是因?yàn)榉勰┯椭谋诓奶岣吡讼隳c的保水能力和蛋白質(zhì)與脂質(zhì)之間的黏附作用,此外粉末油脂的加入顯著提高了L*、a*和b*值,改善了香腸的顏色,這是因?yàn)槲⒛z囊具有保護(hù)蛋白質(zhì)和脂質(zhì)的能力[59]??梢姺勰┯椭砑拥绞称敷w系中能夠有效地改善食品的質(zhì)構(gòu)和風(fēng)味。
除此之外,有學(xué)者[24]使用通過噴霧干燥獲得的向日葵油和芝麻油共混粉末油脂來配制餅干,發(fā)現(xiàn)其在不同條件下有更長的儲存期和抗氧化能力,同時豐富了餅干的營養(yǎng)成分?;赑ickering乳液的新型粉末油脂同樣具有良好的應(yīng)用特性,有研究發(fā)現(xiàn)由殼聚糖納米粒子穩(wěn)定的烘焙咖啡油Pickering 乳液微膠囊可以很好的保護(hù)酚類化合物以及提高抗氧化活性,制得的粉末油脂在咖啡中有著良好的應(yīng)用特性[52]。未來加強(qiáng)對食品質(zhì)構(gòu)的研究,可以提高市場競爭力,在食品中添加粉末油脂產(chǎn)品不僅具有提升穩(wěn)定性的作用,同時對食品營養(yǎng)、風(fēng)味具有相得益彰的效果。
脂溶性功能因子如多不飽和脂肪酸等具有提供健康益處的能力,然而由于自身含大量不飽和雙鍵,易發(fā)生氧化,通過微膠囊技術(shù)可以很好地提高其生物利用度。魚油中富含包括二十二碳六烯酸(DHA)在內(nèi)的ω-3 多不飽和脂肪酸,攝入DHA對人體有益,具有促進(jìn)心理健康和大腦發(fā)育,以及降低心血管疾病的風(fēng)險[68],然而由于DHA 不飽和度高容易發(fā)生氧化,微膠囊可以保護(hù)DHA 的多不飽和脂肪酸的結(jié)構(gòu)和功能,并在達(dá)到吸收點(diǎn)釋放,提高生物利用度[55]。Eratte 等[69]分別制備了包含ω-3 脂肪酸、益生菌以及共同包埋的粉末油脂,通過氣相色譜測量釋放過程中油的ω-3 脂肪酸分布,發(fā)現(xiàn)ω-3 脂肪酸與益生菌共同包埋可以提高ω-3脂肪酸的生物利用度,同時可以提高益生菌的存活率。Fard 等[70]發(fā)現(xiàn)與未封裝的金槍魚油相比,將微膠囊化DHA 金槍魚油添加到嬰幼兒配方奶粉中,血液中的DHA 增加幅度顯著,表明在嬰幼兒奶粉中使用DHA 金槍魚油粉末油脂提供了更好的DHA 生物利用度。近年來,食品工業(yè)中以富含ω-3 多不飽和脂肪酸的植物油為基礎(chǔ)的食品開發(fā)成為熱門方向,如奇亞籽油、海藻油中DHA 含量高,產(chǎn)量高,適合素食者食用。未來,可通過微膠囊技術(shù)將富含脂溶性功能因子的植物油與益生菌等共同包埋,可以具有更好的氧化穩(wěn)定性,更高的提高功能因子的生物利用度。
綜上所述,膠囊具有保護(hù)物質(zhì)使其免受環(huán)境中的濕度,氧氣,溫度等環(huán)境因素的因素的影響,微膠囊化粉末油脂可提高其抗氧化能力,提升貯藏穩(wěn)定性和貨架期,同時能夠改善食品風(fēng)味,提高脂溶性功能因子的生物利用度。
利用微膠囊技術(shù)可將液態(tài)油轉(zhuǎn)化為固態(tài)的粉末油脂,微膠囊的壁材可以保護(hù)油免受氧氣、水、溫度等外界環(huán)境因素的影響,隔絕不良?xì)馕?,可以提高油脂的穩(wěn)定性和貨架期,改善食品質(zhì)構(gòu)和風(fēng)味,提高功能因子生物利用度。近年來對粉末油脂的研究已取得了較大進(jìn)展,雖廣泛應(yīng)用于咖啡、奶茶、香腸、烘焙食品等領(lǐng)域中,但仍存在部分問題:1)傳統(tǒng)粉末油脂加工過程中會產(chǎn)生大量反式脂肪酸,使用合成乳化劑,長期攝入存在嚴(yán)重健康風(fēng)險,因此需要尋找新型粉末油脂的制備方式,而基于Pickering 乳液制備粉末油脂可實(shí)現(xiàn)固體顆粒代替合成乳化劑,植物油代替氫化油,是一種綠色健康的新型粉末油脂產(chǎn)品;2)體外模擬消化過程中發(fā)現(xiàn)部分壁材雖然可以很好的保護(hù)功能成分免受胃酸的破壞,但在腸道中的吸收率較低,仍需通過對消化中的生物利用度進(jìn)行研究,選擇合適的壁材及制備工藝;3)目前粉末油脂的應(yīng)用較為單一,未來可進(jìn)一步拓寬粉末油脂的應(yīng)用范圍,如作為保鮮材料、3D 打印成分等。在粉末油脂的組成和制備工藝、理化特性和功能因子的生物利用度以及在食品中的應(yīng)用等方面的研究將對高品質(zhì)、健康食品的開發(fā)具有重要意義。