喷雾干燥亚麻籽油微胶囊的储存稳定性研究：木聚糖半纤维素保护下的物理特性与初期氧化机制

为解决多不饱和脂肪酸(PUFAs)易氧化导致亚麻籽油(FO)稳定性差的问题，研究人员采用木聚糖半纤维素(GGM/GX)作为壁材，通过喷雾干燥技术制备微胶囊，系统研究了不同相对湿度(RH 11-75%)下微胶囊的物理特性与氧化稳定性。结果表明，GGM微胶囊在高温加工和长期储存中能有效保护高不饱和油，其抗氧化性能显著优于GX，为开发功能性食品提供了新材料。

　　

亚麻籽油(Flaxseed oil, FO)富含对人体健康至关重要的多不饱和脂肪酸(PUFAs)，尤其是α-亚麻酸含量高达59%。然而，PUFAs的高不饱和度使其极易在加工和储存过程中发生氧化，不仅导致营养价值损失，还会产生有害物质。如何有效保护这类功能性油脂，成为食品科学领域的重大挑战。微胶囊化技术虽能改善油脂稳定性，但传统壁材如阿拉伯胶成本高且来源不可持续，亟需开发新型生物基材料。

赫尔辛基大学(University of Helsinki)食品与营养系的研究团队创新性地利用林业副产品——针叶树半乳葡甘露聚糖(Galactoglucomannans, GGM)和阔叶树葡萄糖醛酸木聚糖(Glucuronoxylans, GX)作为壁材，通过喷雾干燥制备亚麻籽油微胶囊。这项发表在《Future Foods》的研究首次系统揭示了这两种木聚糖半纤维素在长期储存中对FO的保护机制。

研究采用高压均质结合喷雾干燥技术制备微胶囊，通过控制相对湿度(11-75% RH)模拟不同储存环境。利用水活度仪、激光粒度分析、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)表征物理特性，采用硫氰酸铁法测定过氧化值(PV)，并结合傅里叶变换红外光谱(FTIR)追踪氧化进程。

3.1 相对湿度对微胶囊物理特性的影响

水活性分析显示，GGM和GX微胶囊在33-75% RH下首周水分吸附显著，其中GX吸水性更强。XRD证实所有样品均保持非晶态结构，即使75% RH下也未结晶。SEM观察到75% RH储存时，GX和GGM分别在2周和5周后出现结块，但颗粒表面裂纹不影响结构完整性。粒度分析发现GGM微胶囊在11% RH下储存12周后出现50-60μm大颗粒，而GX仅在75% RH下粒径剧增。

3.2 微胶囊与散装油的氧化比较

PV测定显示GGM展现出卓越的抗氧化性能：在75% RH下储存34周仍无氢过氧化物积累，显著优于GX微胶囊(1周内PV即达80-170 mEq/kg oil)。FTIR光谱中3012-3006 cm^-1处顺式双键峰的变化证实，GGM能更有效延缓双键异构化。值得注意的是，提高储存RH反而降低GGM微胶囊的初级氧化敏感性，这与传统氧化理论相悖。

3.3 物理特性与氧化稳定性的关联机制

研究表明GGM的抗氧化优势源于其独特的分子结构：β-(1→4)连接的葡萄糖-甘露糖主链与α-(1→6)连接的半乳糖侧链形成三维网络，且残留木质素(0.28-0.37乙酰化度)能螯合金属离子并清除自由基。相比之下，GX虽具有相似的乳化性能，但抗氧化成分含量较低，导致其对FO的保护作用有限。

这项研究为木质纤维素在功能性食品中的应用提供了重要依据。GGM微胶囊在高温加工和潮湿环境中的卓越稳定性，使其成为开发ω-3强化食品的理想载体。未来研究可进一步优化GGM提取工艺，并探索其在复杂食品体系中的释放行为。该成果不仅推动了可持续壁材的开发，也为高附加值林业副产品的利用开辟了新途径。