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为解决 Niger 籽油(NSO)因高不饱和脂肪酸易氧化的问题,研究人员探究蛋白类型(乳清 WPI、大豆 SPI、豌豆 PPI)、蛋白 - 麦芽糊精(MLD)比例及干燥方式的影响。发现 WPI 微胶囊稳定性最佳,喷雾干燥效果更优,为 NSO 应用提供优化策略。
食用油因富含不饱和脂肪酸(UFAs)易发生氧化变质,这是食品工业长期面临的难题。Niger 籽油(NSO)作为一种含高达 75%-80% 亚油酸的特色植物油,虽具备抗氧化、抗炎等多种生物活性,但其分子结构中的双键使其对氧化反应极为敏感。氧化不仅会产生酸败异味和有毒物质(如甲醛、2 - 羟基壬烯醛),导致营养流失,还严重限制了其在食品、医药领域的应用拓展。如何有效提升 NSO 的稳定性,成为开发其功能价值的关键瓶颈。
为攻克这一难题,印度相关研究机构的科研团队开展了 NSO 微胶囊化研究。研究以乳清蛋白 isolate(WPI)、大豆蛋白 isolate(SPI)、豌豆蛋白 isolate(PPI)为壁材蛋白,搭配不同比例的麦芽糊精(MLD,蛋白与 MLD 比例为 1:1 至 1:4),采用喷雾干燥和冷冻干燥两种工艺,系统考察微胶囊的物理化学性质、包封效率(EE)及氧化稳定性。研究成果发表在《Food Hydrocolloids》,为高不饱和油脂的稳定化处理提供了重要参考。
研究主要采用的关键技术方法包括:通过制备油包水乳液构建微胶囊体系,利用喷雾干燥(高温快速干燥)和冷冻干燥(低温脱水)两种工艺制备微胶囊粉末;借助光学显微镜观察乳液颗粒的分散性与稳定性;采用常规物理化学分析手段测定微胶囊的溶解度、乳化能力、复水特性、黏度、堆积密度等参数;通过包封效率(EE)计算和氧化稳定性测试(如评估脂肪酸氧化程度)量化不同工艺的效果。
不同蛋白类型对微胶囊性能的影响
光学显微镜观察显示,WPI 在水中溶解性极佳,形成均匀溶液,而 SPI 和 PPI 存在明显未溶解颗粒,其中 PPI 颗粒特征最为显著。进一步功能测试表明,WPI 组的乳化能力、复水性能均显著优于 SPI 和 PPI 组。这说明蛋白类型直接影响壁材的溶解特性和乳化效率,进而决定微胶囊的基础性能。
蛋白与麦芽糊精比例的作用
MLD 比例对微胶囊的物理特性影响显著。当比例提高至 1:4 时,体系黏度和堆积密度降低,而流动性增强。这一现象与麦芽糊精作为高溶性基质的稀释作用相关,较高的 MLD 比例可改善微胶囊粉末的加工适性,但需平衡其对稳定性的影响。氧化稳定性测试显示,适当提高 MLD 比例有助于增强体系抗氧化能力,可能与壁材基质的物理屏障作用有关。
干燥方式的差异比较
喷雾干燥制备的微胶囊颗粒粒径更小,包封效率(EE)更高,氧化稳定性更优。尽管喷雾干燥过程中高温可能对敏感成分构成威胁,但快速干燥特性有效缩短了油脂与氧气的接触时间,形成的致密结构进一步阻碍氧化反应。相比之下,冷冻干燥虽在低温下进行,但其产生的多孔结构导致 EE 较低,且更易吸潮,可能为氧气渗透提供通道,不利于长期稳定性。
微胶囊化对 NSO 氧化稳定性的提升
综合分析表明,微胶囊化工艺显著改善了 NSO 的氧化稳定性,其中以 WPI 为壁材、采用喷雾干燥制备的微胶囊表现最佳。这一结果证实,通过优化壁材组成和干燥工艺,可构建高效的物理屏障,有效抑制油脂氧化,为 NSO 的工业化应用奠定了工艺基础。
研究结论指出,蛋白类型、MLD 比例和干燥方式是影响 NSO 微胶囊性能的关键因素。WPI 凭借其优异的溶解和乳化特性成为理想壁材,喷雾干燥则在包封效率和稳定性方面展现出显著优势。该研究不仅填补了 NSO 微胶囊化领域的研究空白,更通过系统的工艺优化,为高不饱和油脂的稳定化处理提供了可复制的技术方案,对拓展功能性油脂在食品、保健品及医药领域的应用具有重要指导意义。未来研究可进一步探索复合壁材和新型干燥技术,以实现微胶囊性能的进一步提升。