均質(zhì)和殺菌條件對核桃油微膠囊化的影響及貯藏穩(wěn)定性

王明明，陳銀艷，余智瑾，盛 軍，趙存朝,3,*

（1.云南農(nóng)業(yè)大學食品科學技術學院，云南 昆明 650201；2.昆明生物制造研究院有限公司，云南 昆明 650201；3.云南省高原特色農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)研究院，云南 昆明 650201）

核桃油是采用核桃仁為原料壓榨而成的植物油，作為天然的植物油脂，含有豐富的不飽和脂肪酸、生育酚、蛋白質(zhì)、甾醇、膳食纖維等[1]，具有抗氧化和抗炎[2]、預防動脈粥樣硬化、高血壓、抗癌等慢性病的作用[3-4]。但是核桃油在生產(chǎn)加工過程中容易被氧氣、光照、水分等影響造成氧化哈敗，使其不容易貯藏，導致浪費資源[5]。Yang Peizhou[6]制備的牡丹籽油微膠囊可以有效防止外界環(huán)境對芯材的影響，提高了牡丹籽油微膠囊的熱穩(wěn)定性。戚登斐[7]采用噴霧和冷凍干燥制備的核桃油微膠囊均能有效防止核桃油氧化，且噴霧干燥效果更好。因此，將油脂微膠囊化能有效地控制氧化，有利于延長貯藏期，保護其營養(yǎng)成分，微膠囊化油脂可作為食品添加劑應用到食品中，賦予食品獨特的功能性質(zhì)，滿足消費者對色、香、味、質(zhì)構以及營養(yǎng)的需求，其發(fā)展前景廣闊。微膠囊技術是將一些具有反應活性、敏感性或揮發(fā)性的液體或固體包封形成微小粒子，微小粒子的粒徑在納米、微米、甚至毫米的范圍。其中，噴霧干燥法是目前食品工業(yè)中最常用的微膠囊化方法[8]，操作簡單且便于工業(yè)化生產(chǎn)。

干燥所得粉末的微膠囊化效率與乳化液穩(wěn)定性密切相關[9]。乳化液粒徑越小則越有利于包埋[10]，阻礙氧氣的能力更強，要制備獲得具有良好分散性的粉末油脂產(chǎn)品，需保證粉末油脂原料乳化液具有良好的穩(wěn)定性[11]。劉盛楠等[12]研究了均質(zhì)壓力對乳狀液穩(wěn)定的影響，結果表明，隨著均質(zhì)壓力的增加，乳化液黏度和平均粒徑逐漸減小，微膠囊的包埋率越高。Fattahi等[13]發(fā)現(xiàn)在不同均質(zhì)條件下甘草精油乳狀液的乳液粒徑和表面電荷均發(fā)生顯著變化。徐振波[14]研究均質(zhì)次數(shù)對乳液平均粒徑的影響發(fā)現(xiàn)，初始乳化液的平均粒徑隨均質(zhì)次數(shù)的增加表現(xiàn)出先降后升的趨勢，次數(shù)為2時，乳化液粒徑最小，穩(wěn)定性最好。劉婷玉[15]研究了不同殺菌條件對乳液穩(wěn)定的影響，結果表明超高溫瞬時殺菌（ultra-high temperature instantaneous sterilization，UHT）乳液表現(xiàn)出較大的粒徑和黏度。目前，對于核桃油微膠囊的研究大多停留在工藝優(yōu)化和理化性質(zhì)上，對于乳化液穩(wěn)定性及微膠囊包埋率相關性的研究鮮有報道，研究乳化液穩(wěn)定性及微膠囊包埋率相關性有助于解決核桃油微膠囊包埋效果差的問題，拓寬其在食品領域的應用范圍。

本研究從微觀角度分析均質(zhì)和殺菌條件引起的乳化液穩(wěn)定性、平均粒徑及分散程度的變化，進一步研究表面油質(zhì)量分數(shù)、包埋率指標的變化規(guī)律，選擇最佳的工藝條件，并評估對外界環(huán)境對微膠囊的影響，旨在為核桃油和不同芯材粉末油脂深加工和工藝優(yōu)化提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

核桃油為實驗室自制；核桃仁、麥芽糊精 河南萬邦實業(yè)有限公司；葡萄糖漿 上海西諾迪斯有限公司；穩(wěn)定劑（HA-7301、HA-7261）昆山市邁吉森復合材料有限公司；酪蛋白酸鈉 山東吉聚生物科技有限公司；石油醚（分析純）天津市風船化學試劑科技有限公司；乙醚、三氯甲烷、冰乙酸 重慶萬盛川東化工有限公司。

1.2 儀器與設備

YP 20002電子天平 上海光正醫(yī)療儀器有限公司；JJ-6A-6H六聯(lián)動恒溫攪拌器 常州智博瑞機器制造有限公司；JNM 80膠體磨 溫州市亞昌機械制造有限公司；SRH60-70高壓均質(zhì)機 上海申鹿均質(zhì)機有限公司；SP-1500噴霧干燥機 上海順儀實驗設備有限公司；LUMiSizer 611分散體分析儀 德國LUM儀器公司。

1.3 方法

1.3.1 粗乳液的制備

準確稱取2.5%（以體系質(zhì)量計，下同）麥芽糊精、2%酪蛋白酸鈉、1.5%核桃蛋白溶解于去離子水中，置于65 ℃恒溫水浴鍋攪拌30 min，制得水相。稱取2%乳化劑加入已稱好的8%核桃油中，于65 ℃恒溫水浴鍋攪拌至乳化劑溶解，制得油相。在65 ℃攪拌狀態(tài)下將油相加入水相中，使油相與水相充分混勻（1∶9，V/V），攪拌30 min，制得乳狀液粗乳液（以上所有相對含量均以乳化液總質(zhì)量為基準）。

1.3.2 單因素試驗

保持原材料和工藝流程一致的條件下，以均質(zhì)壓力、均質(zhì)溫度和殺菌條件為因素，考察每個單因素對核桃油乳液穩(wěn)定性、平均粒徑、粒徑分散程度和微膠囊包埋率及噴霧干燥后粉末平均粒徑的影響，可得最佳制備工藝。研究不同均質(zhì)壓力（35、40、45 MPa）、均質(zhì)溫度（60、65、70 ℃）、殺菌條件（65 ℃/30 min、85 ℃/15 min、125 ℃/5 s）對核桃油乳液穩(wěn)定性、平均粒徑、粒徑分散程度和微膠囊包埋率及粒徑的影響。測定某個單因素時，其他因素固定為均質(zhì)壓力40 MPa、均質(zhì)溫度65 ℃、殺菌條件85 ℃/15 min。

1.3.3 核桃油微膠囊的制備

將經(jīng)過不同條件處理的乳液進行噴霧干燥，在進風和出風溫度分別為180 ℃和70 ℃、流速為400 mL/h的條件下制備核桃油微膠囊顆粒[16]。

1.3.4 乳狀液粒徑大小及分布的測定

采用LUMiSizer 611分散體分析儀測定乳狀液的粒徑大小及其分布，參考Chung等[10]的研究設置參數(shù)：分散相為乳液，折射率為1.52，分散劑為去離子水，分散劑折射率為1.33；樣品的平均粒徑用d43值表示，平均粒徑越小，證明產(chǎn)品穩(wěn)定性越好。

1.3.5 乳狀液穩(wěn)定性的測定

采用LUMiSizer 611分散體分析儀測定樣品在離心作用下紅外透光率的變化并繪制譜線。儀器的工作原理如圖1所示，近紅外光源照射樣品管中的樣品，得到透光率變化譜圖，進一步可計算不穩(wěn)定性指數(shù)及Slope值，比較不同條件下制備的核桃油乳狀液的穩(wěn)定性差異。其中，不穩(wěn)定性指數(shù)反映了樣品的整體分層情況，其值越接近于1，乳液分層越嚴重；越接近于0，表示乳液分層現(xiàn)象越不明顯，穩(wěn)定性越好[17]。測樣條件：譜線1 000 條、速率872 r/min、溫度25 ℃、時間間隔30 s。不穩(wěn)定性指數(shù)通過式（1）計算：

圖1 應用LUMiSizer評價乳狀液穩(wěn)定性的原理示意圖Fig.1 Schematic diagram of the principle of LUMiSizer for evaluating the stability of emulsion

式中：T1為（初始）輪廓/s；為從所有輪廓Ti減T1/s；Ti為從時間t0到ti的所有增量相加/s；ΔTmax為最后的平均透射率與開始平均透射率的差值乘以樣品終點位置和起點位置的差值/%；rstart、rend分別為開始及結束時樣品的高度/nm；i、j為某一位置的顆粒濃度的高度/nm；90為顆粒的填充高度。

1.3.6 表觀形態(tài)觀察

參考Huang Haohe等[18]的方法，并略有改動，取少量干燥的核桃油微膠囊撒于帶有雙面膠的樣品臺，然后放置于離子濺射儀中，在10 mA電流的條件下進行噴金，用掃描電子顯微鏡觀察微膠囊形態(tài)結構。

1.3.7 核桃油微膠囊包埋率的測定

油脂包埋率指樣品表面油與總油脂的百分比，它是用來衡量微膠囊包埋效果的一個重要指標[19]，通過式（2）計算：

1.3.7.1 總油質(zhì)量分數(shù)的測定[20]

將微膠囊經(jīng)粉碎和過篩處理并稱取適量的樣品（m）放于質(zhì)量恒定的錐形瓶中，加入60 mL石油醚，搖勻，溫度40 ℃、功率60 W條件下超聲15 min，過濾到已知質(zhì)量的錐形瓶（m1）中，放置在水浴鍋中蒸干，105 ℃烘箱烘干至質(zhì)量恒定（m2），通過式（3）計算總油質(zhì)量分數(shù)：

1.3.7.2 表面油質(zhì)量分數(shù)的測定

參考Limwikrant[21]的方法作如下修改：稱取2 g噴霧干燥后的核桃油微膠囊粉末（m5）于250 mL錐形瓶中，加入20 mL的石油醚，不斷振蕩使其充分搖勻，將超聲完成的樣品過濾到恒定質(zhì)量的錐形瓶（m3）中，吸取10 mL石油醚、振蕩搖勻，蒸干石油醚，置于烘箱中烘干至恒定質(zhì)量（m4），通過式（4）計算表面油質(zhì)量分數(shù)：

1.3.7.3 微膠囊粒徑的測定

取少許微膠囊用蒸餾水稀釋，使之分散均勻，再取一部分分散液，采用激光粒度分析儀測定平均粒徑，顆粒折射率為1.590，分散劑折射率為1.330，每次實驗重復測定3 次。

1.3.7.4 微膠囊保留率的測定

微膠囊保留率的測定按照李景彤[22]的方法，稱取一定質(zhì)量的核桃油微膠囊樣品，微膠囊總油質(zhì)量分數(shù)為ωA，微膠囊表面油質(zhì)量分數(shù)為ωB，采用測定表面油的方法，測定貯藏一定時間后核桃油微膠囊的表面油質(zhì)量分數(shù)為ωC。核桃油微膠囊保留率的計算如式（5）所示：

1.3.8 核桃油微膠囊的穩(wěn)定性分析

1.3.8.1 核桃油微膠囊貯藏穩(wěn)定性測定

將核桃油微膠囊和核桃油在63 ℃培養(yǎng)箱中進行加速氧化實驗，連續(xù)放置兩周，每隔一天測定樣品的過氧化值。稱取一定量核桃油微膠囊，石油醚超聲波處理30 min，然后過濾蒸發(fā)得到核桃油。稱取2～3 g樣品（m）和錐形瓶，加入氯仿-冰醋酸混合溶液（4∶6，V/V），再加入1 mL碘化鉀溶液，搖勻，避光放置30 min，取出加入100 mL蒸餾水和1 mL可溶性淀粉溶液，搖勻，用硫代硫酸鈉標準溶液滴定至藍色溶液消失，記錄消耗的硫代硫酸鈉標準溶液體積[23]。過氧化值的計算如式（6）所示：

式中：p為過氧化值/（mmol/kg）；V為消耗硫代硫酸鈉溶液體積/mL；V0為空白實驗消耗硫代硫酸鈉溶液體積/mL；c為硫代硫酸鈉溶液的濃度/（mol/L）；m為樣品質(zhì)量/g；1 000為換算系數(shù)。

1.3.8.2 外界環(huán)境穩(wěn)定性對微膠囊的影響

分別在光照（自然光）或避光（25 ℃、有氧）、4 ℃或25 ℃（避光、有氧）以及有氧或無氧（25 ℃、避光）條件下，每隔一周測定核桃油微膠囊的保留率，每組測定重復3 次，持續(xù)5 周。

1.4 數(shù)據(jù)處理

2 結果與分析

2.1 均質(zhì)壓力對核桃油乳液理化指標的影響

2.1.1 均質(zhì)壓力對核桃油乳液穩(wěn)定性的影響

背散指紋圖譜反映透光率隨時間的變化過程。橫坐標對應樣品管的位置，左邊是樣品管的頂部，右邊是樣品管的底部；縱坐標是透光率數(shù)值。由圖2可知，實驗開始時所有樣品均勻，隨著實驗的進行，樣品管118.5～130 cm透光率逐漸升高，由8%升高至90%左右，說明該區(qū)域內(nèi)（118.5～130 cm）顆粒向樣品界面方向遷移，顆粒減少，該區(qū)域逐漸變澄清，同時樣品出現(xiàn)清晰的上浮層。樣品管129～130 cm在實驗進行一定時間后透光率出現(xiàn)小幅度的降低，說明該樣品出現(xiàn)了少量沉淀。

圖2 不同均質(zhì)壓力條件下樣品指紋圖譜Fig.2 Fingerprint patterns of samples under different homogenization pressures

為了清晰顯示樣品之間的峰形差異，此處主要以上浮層的厚度占整個樣品高度的比例反映。其中35 MPa時樣品在頂部存在一個約10.8 mm厚的上浮層，占整個樣品的47.8%。40 MPa時樣品在頂部存在一個約13.1 mm厚的上浮層，占整個樣品的57.7%。45 MPa時樣品在頂部處存在一個約12.5 mm厚的上浮層，占整個樣品的53.9%。其中40 MPa時樣品的乳析層占整個樣品的57.7%，推測該樣品最穩(wěn)定。這表明在一定范圍內(nèi)隨著均質(zhì)壓力的升高，可以有效減小脂肪球的粒度，進而改善頂部脂肪的聚集情況，但高強度剪切作用產(chǎn)生的緊密空化泡會屏蔽剪切力對液滴的影響，導致平均粒徑增加，穩(wěn)定性變差[7,24]。由圖3可知，隨著均質(zhì)壓力的升高，不穩(wěn)定性指數(shù)呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢，當均質(zhì)壓力為40 MPa時，不穩(wěn)定性指數(shù)最小，乳狀液最穩(wěn)定。

圖3 不同均質(zhì)壓力下樣品不穩(wěn)定性指數(shù)Fig.3 Instability indexes of samples under different homogenization pressure

2.1.2 均質(zhì)壓力對核桃油乳液粒徑分布、平均粒徑的影響

由圖4A可知，所有乳液中粒徑呈類正態(tài)分布，且粒徑分布較均勻，主要集中在1.29～3.36 μm之間，隨著均質(zhì)壓力的升高，粒徑分布曲線整體向低粒徑區(qū)域移動，其中40、45 MPa樣品粒徑分布曲線幾乎重合，由圖4B可知，隨著均質(zhì)壓力增加，核桃油乳液平均粒徑呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢，均質(zhì)壓力達到40 MPa時，核桃油乳液的平均粒徑顯著降低（P＜0.05），繼續(xù)增大均質(zhì)壓力平均粒徑無顯著變化（P＞0.05）。結合乳液不穩(wěn)定性指數(shù)分析結果可知，乳液平均粒徑和穩(wěn)定性存在相關關系，平均粒徑越小乳液穩(wěn)定性越高。

圖4 均質(zhì)壓力對粒徑分布（A）和平均粒徑（B）的影響Fig.4 Effect of homogenization pressure on particle size distribution (A) and average particle size (B)

2.1.3 均質(zhì)壓力對微膠囊包埋率和粒徑的影響

由表1可知，40 MPa微膠囊的平均粒徑為8.09 μm，且包埋率最高（95.38%），這可能是因為在一定范圍內(nèi)提高均質(zhì)壓力時乳化液顆粒分布更加均一，乳狀液趨于穩(wěn)定，這有利于形成顆粒大小均勻的乳化液，進一步有助于形成表面光滑且均勻的微膠囊粉末[25]。綜上所述，選擇40 MPa作為最優(yōu)均質(zhì)壓力。

表1 不同均質(zhì)壓力下微膠囊表面油含量、包埋率及平均粒徑Table 1 Surface oil contents,encapsulation rates and average particle sizes of microcapsules under different homogenization pressures

2.2 均質(zhì)溫度對核桃油乳液理化指標的影響

2.2.1 均質(zhì)溫度對核桃油乳液穩(wěn)定性的影響

從圖5可知，樣品的分離行為和2.1.1節(jié)結果幾乎相同，都主要表現(xiàn)為上浮并伴隨少量沉淀，其中，60 ℃樣品在頂部處存在一個約10.2 mm厚的上浮層，乳析層占整個樣品的44.9%。65 ℃樣品在頂部處存在一個約12.2 mm厚的上浮層，乳析層占整個樣品的54.0%。70 ℃樣品在頂部處存在一個約10.6 mm厚的上浮層，乳析層占整個樣品的45.9%。其中65 ℃樣品的乳析層占整個樣品的54.0%，推測該樣品最穩(wěn)定。這表明在一定范圍內(nèi)，隨著均質(zhì)溫度的升高，促進了壁材的完全水解，但溫度過高則會破壞乳化液的穩(wěn)定性，而溫度過低則會使乳化液的黏度過大，也會影響混合的充分程度[26]。由圖6可知，隨著均質(zhì)溫度的升高，不穩(wěn)定性指數(shù)呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢，當均質(zhì)溫度為65 ℃時，不穩(wěn)定性指數(shù)最低，此時乳狀液最穩(wěn)定，與指紋圖譜的結果相同。

圖5 不同均質(zhì)溫度條件下樣品的指紋圖譜Fig.5 Fingerprints of samples at different homogenization temperatures

圖6 不同均質(zhì)溫度條件下樣品的不穩(wěn)定性指數(shù)Fig.6 Instability indexes of samples at different homogenization temperatures

2.2.2 均質(zhì)溫度對核桃油乳液粒徑分布、平均粒徑的影響

由圖7A可知，所有乳液中粒徑呈類正態(tài)分布，且粒徑分布較為均勻，主要集中在1.39～3.91 μm之間，隨著均質(zhì)溫度的升高，粒徑分布曲線整體略微向低粒徑區(qū)域移動，其中60、70 ℃樣品粒徑分布曲線幾乎重合，65 ℃樣品粒徑較為集中，由圖7B可知，隨著均質(zhì)溫度升高，核桃油乳液平均粒徑呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢，均質(zhì)溫度達到65 ℃時，核桃油乳液的平均粒徑最低，為2.15 μm，繼續(xù)增加均質(zhì)溫度平均粒徑顯著增大（P＜0.05）。

圖7 不同均質(zhì)溫度對粒徑分布（A）和平均粒徑（B）的影響Fig.7 Effect of homogenization temperature on particle size distribution (A) and average particle size (B)

2.2.3 均質(zhì)溫度對微膠囊包埋率和粒徑的影響

由表2可知，隨著溫度的升高，包埋率呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，均質(zhì)溫度65 ℃時，平均粒徑為3.98 μm，此時包埋率最高（97.12%），這可能是因為在一定范圍內(nèi)溫度升高，壁材的黏度不斷下降，均質(zhì)的混合物形成的液滴越小，粒度的分布范圍越集中，有利于形成均一的乳化液及包埋效果較好的微膠囊，但當溫度繼續(xù)升高時，破壞了油脂與親油基團之間的親和力，微粒的布朗運動加劇，容易相互撞擊而聚結在一起，致使乳化液的穩(wěn)定性變差[21]，從而導致微膠囊包埋率降低。不同均質(zhì)溫度條件下的粒徑分布相差不大，綜上所述，選擇65 ℃作為最優(yōu)均質(zhì)溫度。

表2 不同均質(zhì)溫度條件下微膠囊表面油含量、包埋率及平均粒徑Table 2 Surface oil contents,encapsulation rates,and average particle sizes of microcapsules under different homogenization pressures

2.3 殺菌條件對核桃油乳液理化指標的影響

2.3.1 殺菌條件對核桃油乳液穩(wěn)定性的影響

從圖8可知，樣品的分離行為都主要表現(xiàn)為上浮并伴隨少量沉淀，其中65 ℃/30 min條件下樣品在頂部處存在一個約11.3 mm厚的上浮層，乳析層占整個樣品的50.1%。85 ℃/15 min條件下樣品在頂部處存在一個約11.5 mm厚的上浮層，乳析層占整個樣品的50.6%。125 ℃/5 s條件下樣品在頂部處存在一個約10.8 mm厚的上浮層，乳析層占整個樣品的47.6%。其中85 ℃/15 min條件下樣品的乳析層占整個樣品的50.6%，推測該樣品最穩(wěn)定。由圖9可知，UHT殺菌處理樣品不穩(wěn)定性指數(shù)最高，經(jīng)過巴氏殺菌的樣品穩(wěn)定性較好，在85 ℃/15 min條件下乳狀液的穩(wěn)定性最高。Zhao Luping等[27]對油脂體系進行巴氏滅菌，油脂體穩(wěn)定性較高，這與本研究結果一致。

圖8 不同殺菌條件下樣品的指紋圖譜Fig.8 Fingerprints of samples under different sterilization conditions

圖9 不同殺菌條件下樣品的不穩(wěn)定性指數(shù)Fig.9 Instability indexes of samples under different sterilization conditions

2.3.2 殺菌條件對核桃油乳液粒徑分布、平均粒徑的影響

由圖10A可知，所有乳液中粒徑呈類正態(tài)分布，其中65 ℃/30 min、85 ℃/15 min樣品粒徑分布曲線幾乎重合，主要集中在0.72～3.39 μm之間，UHT殺菌的粒徑分布曲線整體向高粒徑區(qū)域移動，主要集中在2.14～13.25 μm，從圖10B可知，巴氏殺菌處理樣品與UHT殺菌處理樣品均有顯著差別（P＜0.05），可能是由于較高的溫度破壞蛋白質(zhì)特定的弱鍵和肽鍵排列，使得蛋白質(zhì)聚集，致使油脂體乳液液滴聚集形成大液滴；其次，高溫會加速蛋白質(zhì)和脂肪等大分子物質(zhì)在體系中的運動，導致顆粒快速聚集形成更大的顆粒物質(zhì)，使得粒徑變大[28-29]，此外，本研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)過不同巴氏殺菌的油脂體系粒徑?jīng)]有發(fā)生顯著變化（P＞0.05），這與Zaaboul等[30]的研究一致。

圖10 不同殺菌條件對粒徑分布（A）和平均粒徑（B）的影響Fig.10 Effects of different sterilization conditions on particle size distribution (A) and average particle size (B)

2.3.3 殺菌條件對微膠囊包埋率和粒徑的影響

由表3可知，當殺菌條件為85 ℃/15 min時，平均粒徑為6.22 μm，其包埋率最高（94.23%），UHT處理的樣品包埋率最低，粒徑較大，這可能是溫度過高導致其中的蛋白質(zhì)變性，從而使乳狀液的粒徑變大，穩(wěn)定性變差，導致粉末的包埋率變低。綜上所述，選擇85 ℃/15 min作為最優(yōu)殺菌條件。

表3 不同殺菌條件下微膠囊表面油、包埋率及平均粒徑Table 3 Surface oil contents,encapsulation rates,and average particle sizes of microcapsules under different sterilization conditions

2.4 核桃油微膠囊的包埋率和粒徑與原料乳液穩(wěn)定性和粒徑的相關性

將上述9 個不同條件下的核桃油微膠囊的包埋率、粒徑與乳狀液的穩(wěn)定性和粒徑進行相關性分析，結果如表4所示，核桃油微膠囊包埋率、粒徑分別與乳化液的穩(wěn)定性和粒徑之間均呈顯著相關。

表4 核桃油微膠囊的包埋率、粒徑與乳化液的穩(wěn)定性和粒徑之間的相關性Table 4 Correlation between encapsulation rates,particle sizes,and emulsion stability and particle sizes of walnut oil microcapsules

2.5 核桃油微膠囊基礎理化指標

由表5可知，在均質(zhì)壓力40 MPa、均質(zhì)溫度65 ℃和殺菌條件85 ℃/15 min條件下，核桃油微膠囊平均粒徑為6.62 μm，表面油質(zhì)量分數(shù)為1.03%，微膠囊化包埋率高達為96.41%，

表5 核桃油微膠囊理化指標Table 5 Physicochemical indexes of walnut oil microcapsules

2.6 表觀形態(tài)觀察結果

從放大200 倍的掃描電鏡照片可以看出，核桃油微膠囊成品整體呈現(xiàn)球形，顆粒大小一致性較好，僅小部分發(fā)生黏連現(xiàn)象（圖11A），這是因為在核桃油微膠囊制備過程中有少量的核桃油未被包埋而分散在乳化液中，在噴霧干燥后依附于完整包埋的微膠囊成品上[31]。從放大2 000 倍掃描電鏡照片可以看出，微膠囊形態(tài)完整、呈球形，粉末表面致密、光滑、連續(xù)、顆粒有部分向內(nèi)的褶皺（圖11B），但對微膠囊整體包埋效果影響不大，說明這種處理條件下壁材可有效地將核桃油包覆完全，包埋效果好。

圖11 核桃油微膠囊的掃描電鏡圖Fig.11 Scanning electron microscopic images of walnut oil microcapsules

2.7 核桃油微膠囊貯藏穩(wěn)定性結果分析

由圖12可知，未經(jīng)過處理的核桃油過氧化值表現(xiàn)出先上升后下降的趨勢，變化較大，核桃油的過氧化值在前10天不斷上升，這可能是因為溫度過高核桃油中不飽和脂肪酸雙鍵被破壞，過氧化物不斷累積；但第10天后，核桃油的過氧化值又開始下降，這可能是因為其中的過氧化物積累到一定程度，被高溫降解為醛、酮等物質(zhì)。核桃油微膠囊粉末的過氧化值從剛開始的1.57 mmol/kg上升到第10天的4.56 mmol/kg，變化較小，因為微膠囊化核桃油有殼體的保護，核桃油在內(nèi)部，無法與外界氧化物質(zhì)接觸，從而減緩了氧化的發(fā)生[32]。第10天上升較快，可能因為溫度較高導致壁材結構破壞，芯材被釋放，過氧化值急速升高。

圖12 核桃油微膠囊與核桃油的過氧化值Fig.12 Peroxide values of free and microencapsulated walnut oil

2.8 外界壞境對核桃油微膠囊穩(wěn)定性的影響

從圖13可以看出，隨著貯藏時間的延長，不同溫度、光照和氧氣條件核桃油微膠囊的保留率呈下降趨勢，4 ℃核桃油微膠囊的釋放速率明顯慢于25 ℃。這可能是因為貯藏溫度越高，壁材分子和芯材分子的運動越劇烈，加速了芯材的釋放，這與Han等[33]研究結果一致。黑暗條件下核桃油微膠囊的釋放速率明顯比光照條件下慢。這可能是因為光照會破壞核桃油分子中不飽和雙鍵的結構[23]。此外，在開始階段有無氧氣對核桃油微膠囊的保留率影響較小，從第3周開始，無氧條件下的核桃油微膠囊釋放速率明顯比有氧條件下緩慢。這可能是因為微膠囊能有效防止核桃油與氧氣接觸，短時間接觸氧氣對微膠囊的分解影響不大。因此，在長期貯存、加工和使用過程中，核桃油微膠囊應貯藏在低溫、避光、無氧或氧氣含量較少的環(huán)境下，可延長其保質(zhì)期。

圖13 外界壞境對核桃油微膠囊穩(wěn)定性的影響Fig.13 Effect of external environment on the stability of walnut oil microcapsules

3 結論

本實驗從微觀角度研究均質(zhì)壓力、均質(zhì)溫度及殺菌條件和乳化液的穩(wěn)定性、平均粒徑、粒徑分布離散度、表面油質(zhì)量分數(shù)、包埋率指標間的內(nèi)在關聯(lián)。確定最優(yōu)工藝參數(shù)：均質(zhì)壓力40 MPa、均質(zhì)溫度65 ℃、殺菌條件85 ℃/15 min。在上述工藝條件下，乳化液不穩(wěn)定性指數(shù)和平均粒徑最小，粒徑分布離散度總體呈下降趨勢，核桃油微膠囊平均粒徑為6.62 μm，表面油質(zhì)量分數(shù)為1.03%，微膠囊化包埋率為96.41%；在掃描電鏡下觀察微膠囊表面和內(nèi)部結構良好，具有良好的包埋效果；從貯藏穩(wěn)定性結果可知，經(jīng)過微膠囊化的核桃油穩(wěn)定性比核桃原油好，貯藏時間更長；從外界環(huán)境對微膠囊穩(wěn)定性結果可知，核桃油微膠囊貯藏在低溫、避光、無氧或氧氣含量較少的環(huán)境下可以延長貨架期。本研究可為優(yōu)化核桃油微膠囊工藝條件和判定體系穩(wěn)定性的研究提供參考。