基于麦芽糊精-菊粉-榅桲籽胶三元壁材的玫瑰茄酚类化合物微胶囊化及其在蛋糕中的稳定性与生物利用度提升研究

本研究针对食品工业中酚类化合物易降解和生物利用度低的问题，通过喷雾干燥技术将玫瑰茄提取物(STE)分别包埋于麦芽糊精(MD)、菊粉(IN)和榅桲籽胶(QSM)的单/二元/三元壁材体系。结果表明MD-IN-QSM三元组合显著提升包埋效率(92.41%)，使蛋糕在28天储存期内保持最高总酚含量(27.16 mg GAE/g)和DPPH清除率(62.82%)，为功能性烘焙食品开发提供新策略。

　　

【研究背景】
在现代食品工业中，如何保留植物活性成分的稳定性与生物利用度始终是重大挑战。玫瑰茄(Hibiscus sabdariffa L.)作为传统药食两用植物，富含具有抗氧化、抗糖尿病等多种生理活性的酚类化合物，但其对光、热和氧的敏感性严重制约了在食品中的应用。烘焙食品尤其是蛋糕作为广受欢迎的快消品，其高脂特性易引发氧化变质，而传统小麦粉本身抗氧化能力薄弱。虽然已有研究尝试通过添加水果副产物或茶多酚来强化烘焙食品功能特性，但活性成分在加工和储存过程中的损失问题仍未得到根本解决。

【研究概况】
来自Drug Applied Research Center等机构的研究团队在《Carbohydrate Polymer Technologies and Applications》发表论文，创新性地采用麦芽糊精(MD)、菊粉(IN)和榅桲籽胶(QSM)构建三元壁材体系，通过喷雾干燥技术对玫瑰茄提取物(STE)进行微胶囊化，并将最优配方应用于海绵蛋糕。研究发现这种三元组合不仅显著提升活性成分包封率，还能在28天储存期内维持蛋糕的酚类物质含量和抗氧化活性，同时不影响感官品质。

【关键技术】
研究采用伊朗本地玫瑰茄叶制备乙醇-HCl提取物，通过冷冻干燥获得STE粉末。以MD、IN和QSM按四种比例(单/二元/三元组合)作为壁材，在进风温度140°C条件下进行喷雾干燥。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线衍射(XRD)分析分子相互作用，场发射扫描电镜(FE-SEM)观察微观形貌。将最优微胶囊(含0.7% MD-IN-QSM)添入蛋糕配方，评估储存期间pH、总酚含量(TPC)、DPPH清除率及感官特性的变化。

【研究结果】

3.1 包埋效率(EE)
三元壁材(MD-IN-QSM)展现出92.41%的最高包埋效率，显著优于单一MD(84.37%)和二元体系。FTIR证实酚羟基与壁材间形成氢键，XRD显示微胶囊呈非晶态结构，有利于活性成分的快速溶解释放。

3.2 工艺特性
虽然三元组合的得率(60.78%)略低于MD-IN二元体系(68.26%)，但其3.34%的含水量满足食品粉末储存要求。SEM显示微胶囊表面存在凹陷但无裂缝，球形颗粒通过QSM的粘附作用形成保护性网络。

3.4 活性成分保留
MD-IN-QSM包埋的STE展现出270.2 mg GAE/g的最高总酚含量(TPC)和57.64%的DPPH清除率，归因于QSM的高粘度延缓了酚类物质迁移。蛋糕中TPC在储存末期仍保持初始值的99.7%，证明三元壁材的缓释保护作用。

3.8.3 感官评价
添加微胶囊的蛋糕在色泽、口感等感官指标上与对照组无显著差异(p>0.05)，表明封装有效掩盖了STE的酸涩味，5分制评分均保持在4.3以上。

【结论与意义】
该研究开创性地将榅桲籽胶与传统壁材联用，解决了功能性成分在烘焙加工中的稳定性难题。MD-IN-QSM三元体系通过协同作用形成致密网络：MD提供玻璃态基质防止氧化，IN增强胃肠耐受性，QSM则通过高粘度抑制成分迁移。这种"一石三鸟"的设计使蛋糕在常温储存28天后仍保持62.82%的抗氧化活性，为开发长货架期功能性食品提供了可工业化推广的技术方案。未来研究可进一步优化QSM的添加比例，并探索该体系在其他热加工食品中的应用潜力。