亚洲鲈鱼骨源生物钙微胶囊化：理化特性表征及其在食品强化中的应用潜力

《Food Hydrocolloids for Health》：Characterization and Physicochemical Properties of a Novel Microencapsulated Bio-Calcium from Asian Sea Bass Bones

本研究针对鱼骨源生物钙（bio-calcium）溶解性差、应用受限的问题，通过喷雾干燥技术，采用麦芽糊精（M）、阿拉伯胶（G）及其混合物（MG）对亚洲鲈鱼骨钙进行微胶囊化封装。研究系统评价了封装效率（EE）、水分活度（aw）、吸湿性、粒径分布及zeta电位等关键参数，发现5%阿拉伯胶封装样品（BG）表现出最高的钙含量与封装效率（98.20%），且所有封装样品水溶性指数（WSI）显著提升至75.4-86.5%。该研究为开发高溶解性、高稳定性的钙强化食品提供了有效策略，推动了水产加工副产物的高值化利用。

　　

钙是人体中含量最丰富的矿物质，但全球范围内钙摄入不足的问题仍普遍存在。鱼骨作为水产加工副产物，是提取生物钙（bio-calcium）的理想来源，其中亚洲鲈鱼（Lates calcarifer）骨钙含量高达37.5%（干重）。然而，鱼骨钙的主要成分为羟基磷灰石（hydroxyapatite），因其高结晶度导致溶解性极低，限制了其在食品强化中的应用。如何提高生物钙的溶解性和稳定性，成为推动其实际应用的关键挑战。

为突破这一瓶颈，研究人员开展了一项创新性研究，通过微胶囊化技术封装亚洲鲈鱼骨源生物钙，系统评价了不同壁材（麦芽糊精、阿拉伯胶及其组合）对其理化特性的影响。该研究发表于《Food Hydrocolloids for Health》，为钙强化食品的开发提供了重要的理论和实践依据。

在研究过程中，作者首先从泰国春武里府的Khaopong养殖场获取亚洲鲈鱼骨，经过脱蛋白、脱脂、漂白和超声处理等预处理后，获得精细的生物钙粉末（B）。随后，采用喷雾干燥技术，以麦芽糊精（M）、阿拉伯胶（G）及其组合（MG）作为壁材，在不同浓度（5%、10%、15%）下对生物钙进行封装，制备出BM、BG和BMG三类微胶囊化粉末。研究通过钙含量测定、封装效率（EE）计算、色差分析、水分活度（a_w）测定、吸湿性测试、水溶性指数（WSI）评估、粒径与zeta电位分析以及扫描电镜（SEM）观察等多种技术手段，全面表征了封装后粉末的理化特性。

研究结果显示，所有封装样品的产率在25.2%至30.3%之间，无显著差异。封装显著提高了粉末的亮度（L*值），其中5% BG样品的钙含量和封装效率最高，而BM样品最低。所有封装样品的水分含量均低于10%，水活度低于0.6%，符合食品干制品的标准。吸湿性测试表明，BG样品吸湿性最强，而壁材浓度对吸湿性无显著影响。更重要的是，封装显著改善了生物钙的水溶性，WSI值从对照组的3.48%大幅提升至75.4%–86.5%，其中BM样品溶解度最高。粒径分析显示，封装后粉末粒径在0.92 μm（10% BMG）至2.89 μm（15% BM）之间，zeta电位介于-8.71 mV（15% BM）至-20.90 mV（15% BMG）之间，表明BG和BMG样品具有更好的胶体稳定性。SEM图像进一步证实，封装后的粉末形态更加规则、表面更光滑，而BG样品出现部分团聚，BMG则呈现混合形态。

通过这些结果，研究人员得出以下结论：微胶囊化技术可有效改善亚洲鲈鱼骨生物钙的理化特性，其中阿拉伯胶单独使用或与麦芽糊复配使用效果最佳，显著提高了钙的封装效率和水溶性。该研究不仅为鱼骨源钙的高值化利用提供了技术路径，也为开发新型钙强化食品和膳食补充剂奠定了应用基础，对促进可持续渔业发展和改善公众钙营养状况具有重要意义。