龙舌兰果聚糖(Agavins)作为低热量包埋剂在喷雾干燥花青素(Anthocyanins)中的应用研究

本研究针对花青素(Anthocyanins)稳定性差的问题，创新性地采用龙舌兰(Agave potatorum)来源的果聚糖(Agavins)作为低热量包埋剂，通过优化喷雾干燥工艺(140/80°C)成功制备了双功能微胶囊。结果显示：15% Agavins包埋剂可实现65%回收率、86%多酚保留率和55°C玻璃化转变温度(Tg)，储存4个月后多酚损失<6%。该研究为开发兼具包埋保护和益生元功能的食品配料提供了新策略。

　　

在功能性食品研发领域，如何保护易降解的天然色素花青素(Anthocyanins)一直是行业难题。这些赋予蓝莓、紫甘蓝等植物鲜艳色彩的活性成分，虽具有抗氧化、抗炎等健康功效，却对光、热、pH值极为敏感。传统包埋剂如麦芽糊精虽能提供保护，但其高血糖指数和营养缺陷限制了应用价值。与此同时，肠道菌群研究揭示，特定膳食成分如益生元可调控微生物组成，改善代谢健康。墨西哥龙舌兰植物中提取的果聚糖(Agavins)因其独特的支链结构和益生特性，成为潜在的双功能包埋材料候选。

为验证这一设想，墨西哥国家理工学院的研究团队在《Applied Food Research》发表论文，系统评估了Agave potatorum来源的Agavins作为花青素包埋剂的可行性。研究采用喷雾干燥技术，通过调节进口温度(120-160°C)和Agavins浓度(10-15%)，制备了蓝莓花青素提取物(BAE)微胶囊。关键技术包括：扫描电镜(SEM)分析颗粒形貌、差示扫描量热法(DSC)测定玻璃化转变温度(T_g)、高效阴离子交换色谱(HPAEC-PAD)鉴定Agavins结构，以及pH示差法量化花青素保留率。

3.1 干燥条件对微胶囊形态的影响

研究发现15% Agavins浓度结合140°C进口温度可形成连续基质结构，电镜显示无裂纹的球形颗粒(2-20μm)，回收率达65.89%。低温(120°C)处理的颗粒则出现表面凹陷，证实温度对干燥效率的关键影响。

3.2 微胶囊理化特性

优化样品表现出理想特性：水分含量1.65%、吸湿性18.42%、溶解度>99%。Gordon-Taylor模型分析显示T_g为55°C，GAB模型确定单层水分含量M₀=15.1g/100g，临界水分活度(a_w)0.17，这些参数为储存稳定性提供了理论依据。

3.3 生物活性成分保留

HPAEC-PAD证实喷雾干燥未破坏Agavins的支链结构，微胶囊含38%功能性果聚糖。pH示差法显示花青素保留率86.65%(3.265mg/g)，福林酚法测得多酚含量33.66mg GAE/g，高温(160°C)会导致约5%活性成分损失。

3.4 储存稳定性

避光保存4个月后，140°C样品仅损失2.62%多酚和3.85%花青素，色度参数(ΔE<2)变化微小，显著优于文献报道的麦芽糊精包埋体系。

该研究创新性地将Agave potatorum果聚糖开发为双功能包埋剂，其支链结构通过氢键和疏水相互作用稳定花青素，同时提供益生元功效。所得微胶囊含326mg/100g花青素和38% Agavins，兼具着色功能和肠道健康促进作用。技术层面，研究确立的140/80°C喷雾干燥参数为热敏感成分加工提供了新方案。从应用角度看，这种GRAS(公认安全)生物聚合物可替代合成色素和高GI包埋剂，符合清洁标签食品趋势。未来研究可进一步探索Agavins-多酚复合物在改善代谢综合征中的协同机制，推动功能性食品向"食品即药物"范式发展。