微胶囊技术与包封材料:豆浆粉中维生素 E 和异黄酮的保质期与消化释放新突破

【字体: 时间:2025年03月28日 来源:Scientific Reports 3.8

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  为解决豆浆粉中维生素 E 和异黄酮稳定性及生物可及性问题,研究人员开展了不同包封技术和材料对豆浆粉中维生素 E 和异黄酮影响的研究。结果表明,40:60 的麦芽糊精与阿拉伯胶比例效果最佳,该研究有助于开发富含营养的豆浆粉,对抗营养不良。

  豆浆是全球广泛食用的饮品,因其富含优质蛋白质和异黄酮备受关注。然而,豆浆中维生素 E 含量较低,且异黄酮会带来苦味,同时维生素 E 和异黄酮在储存过程中不稳定,在人体肠道内吸收效果差。为改善这些状况,提升豆浆粉的营养价值和品质,来自多个研究机构的研究人员开展了相关研究,该研究成果发表在《Scientific Reports》上。研究人员采用的主要关键技术方法包括:首先制备豆浆乳液,将不同比例麦芽糊精和阿拉伯胶作为包封材料,添加大豆油、维生素 E 等制成油包水乳液;然后使用冷冻干燥和喷雾干燥技术制备微胶囊化豆浆粉;接着对乳液和豆浆粉进行多种特性表征,如粒径、电位、稳定性、水分含量等测定;还通过加速货架期测试和体外消化实验评估产品稳定性和生物可及性。

研究结果

  1. 豆浆初始特性:豆浆中蛋白质含量为 2.99 w/v%,油含量为 2.09 w/v%,pH 约为 6.5,总可溶性固形物为 6.3 °Brix,呈淡黄色,浑浊度较高。
  2. 乳液特性:乳化剂吐温 80 的用量和包封材料的组成影响乳液液滴大小和 zeta 电位。仅使用麦芽糊精时,乳液液滴小且分散性好但易聚结;仅使用阿拉伯胶时,液滴不规则且聚结明显。麦芽糊精和阿拉伯胶比例为 40:60 时,乳液的聚结指数最低,稳定性最好。
  3. 包封豆浆粉的物理性质:喷雾干燥技术制备的豆浆粉水分含量比冷冻干燥技术低 3.3 倍,且喷雾干燥的豆浆粉水溶性更好。随着阿拉伯胶比例增加,豆浆粉水溶性降低,颜色也发生变化,产品更红更黄。
  4. 微观结构分析:冷冻干燥的豆浆粉呈不规则形状,表面有不均匀收缩;喷雾干燥的豆浆粉为球形或不规则形状,表面有光滑、坑洼和凸起。
  5. 傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析:FTIR 结果显示包封材料与核心维生素 E 有效分离,无化学相互作用。麦芽糊精和阿拉伯胶比例为 40:60 的包封豆浆粉在物理化学性质上表现最佳。
  6. 加速储存实验:储存温度升高会降低维生素 E 和异黄酮的包封效率,增加脂质氧化,缩短产品保质期。冷冻干燥技术对维生素 E 的包封更有效,降低储存温度可延长包封豆浆粉的保质期。
  7. 体外消化实验:不同包封材料组合会影响维生素 E 和异黄酮的生物可及性。麦芽糊精和阿拉伯胶的复合物可提高生物可及性,但阿拉伯胶含量过高会降低维生素 E 的生物可及性。根据研究,每天摄入 20 g 微胶囊化维生素 E 和 170 g 异黄酮豆浆粉可满足推荐摄入量。

研究结论与讨论

该研究表明,通过超声处理结合冷冻干燥或喷雾干燥技术微胶囊化豆浆粉中的维生素 E 和异黄酮,可提高生物活性化合物的生物可及性,延长产品保质期。40:60 的麦芽糊精与阿拉伯胶比例作为包封材料时,维生素 E 和异黄酮的包封效率最高。然而,阿拉伯胶含量增加到一定程度会降低包封维生素 E 和异黄酮的生物可及性。储存温度对产品稳定性影响显著,0 °C 储存可使微胶囊化豆浆粉保质期延长超两周。此研究在食品营养领域具有重要意义,为豆浆粉的开发提供了科学依据,有助于选择合适的包封材料和储存条件,更好地保存和递送维生素 E 和异黄酮,对解决营养不良问题具有潜在价值,为食品行业生产富含营养的豆浆粉提供了理论指导和技术支持 。
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