貯藏條件對DHA微膠囊化學穩定性的影響研究

何 偉 ，郭 華 ，劉向宇 ，鄧 敏

（1.湖南省望城縣質量監督檢驗及計量檢定所，湖南 長沙 410200；

2.湖南農業大學食品科技學院，湖南 長沙 410128）

DHA（二十二碳六烯酸）俗稱腦黃金，屬于ω-3系多不飽和脂肪酸（ω-3 polyunsaturated fatty acids,ω-3PUFAs），主要存在于鱈魚肝油、鯡魚油和海洋微藻油中。DHA作為一種必需脂肪酸，有增強記憶與思維、提高智力等顯著的作用，對維持各種組織的功能也必不可少，還有預防近視和改善視力的作用[1]，缺乏時可引發一系列癥狀。在1972年，英國腦營養化學研究所所長Michae1 A K教授就發表了“DHA等必需脂肪酸攝入不足將造成腦功能障礙”的論斷。之后，又被日本、加拿大、美國等國家的學者所證實。由于DHA對大腦及視力有重要的保健價值，國外已把DHA作為營養保健食品添加劑，我國也開發了不少DHA保健食品[2-3]。

目前，世界許多國家，包括中國，均已把DHA批準作為營養強化劑，并制定了相應的添加標準。但由于DHA的不飽和度高，生產應用中易氧化，穩定性受到影響，直接添加到食品中易氧化損失并產生異腥味，因此DHA主要以膠囊的形式出售或貯存，本文針對由海藻油制備的DHA微膠囊進行研究。

微膠囊是一種能包埋和保護某些物質的具有聚合物壁殼的半透明或密封的微型容器或包合物。通過一系列特殊的方法，利用天然的或合成的高分子材料包覆所需要的固體、液體甚至氣體物質，然后制成有囊壁的微膠囊，保留或截留其他物質的微粒，從而達到保護、控制釋放的效果。然而，DHA微膠囊并不是萬無一失的，由其自身的結構特性所決定，在外界環境因素的影響下，DHA膠囊在加工、貯存和運輸過程中，也容易氧化變質，產生不良的氣味，導致品質下降、貨架期縮短，甚至可能會危害消費者的身體健康，所以貯藏條件對DHA微膠囊化學穩定性的影響也是不容忽視的[4-5]。因此，研究貯存條件對DHA微膠囊穩定性的影響，將為開發新產品、更有效的發揮DHA的生理功能提供一定的依據。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 試驗材料 DHA微膠囊，湖南農業大學食品科技學院食品加工實驗室自制；高峰氏淀粉酶（TaKa酶），上海正極生物科技有限公司。

1.1.2 試驗設備 ALC-2100.2電子分析天平，Agilent Technologies 6890N氣相色譜儀，CP-Si188熔融石英毛細管柱 （100 m×0.25 mm，Chrompack，Bridgewater NJ），低溫冰箱（-72℃），DSY-Ⅲ氮吹儀，SGN-300純氮發生器，722S分光光度計，SR-52旋轉蒸發器，循環水式多用真空泵，真空包裝機，LXJ-IIB低速大容量多管離心機，pHS-3C精密酸度計，SHZ-82A水浴恒溫振蕩器。

1.1.3 試 劑 GLC463混和脂肪酸標樣，購自NuChek-Prep公司；正己烷、甲醇、乙醇、甲醇鈉、石油醚、三氯甲烷、無水乙醚、乙酸甲酯、乙酸乙酯、草酸、無水硫酸鈉均為色譜純。氮氣（高純度），用作輔助氣體或脫溶劑用；氫氣（高純度），用作載氣和燃氣。

1.2 試驗方法

1.2.1 DHA微膠囊的過氧化值與DHA保留率的測定 （1）微膠囊中海藻油的提取：稱取2.000 g DHA微膠囊樣品于25mL具塞試管中，加入0.20 g淀粉酶，振蕩搖勻后，再慢慢往里面加入45～50℃的去離子水20mL，混合均勻，用氮氣除去瓶中氧氣，蓋緊瓶塞，置45℃烘箱內放置30 min，然后取出冷卻至室溫。

吸取10 mL上述樣品溶液于潔凈干燥的離心管中，加入2 mL氨水，蓋上瓶塞，置65℃水浴中保溫振蕩20min后，取出靜置，冷卻至室溫。然后往離心管中加入10 mL乙醇，混勻后，加入25 mL無水乙醚，加塞振搖1 min；再加入25 mL石油醚，塞上塞子，振搖1min。放入離心機中，4 000 r/min離心15min，取出離心管，將上層有機層轉入干燥的錐瓶中。往此離心管中再加入6mL乙醇、15mL無水乙醚，混勻，加塞振搖1 min；然后加入20 mL石油醚，加塞振搖1 min。至離心機中4 000 r/min離心15min后，將有機層并入上述錐瓶中，轉入旋轉蒸發儀中蒸脫溶劑，得到海藻油。

（2）過氧化值的測定：A標準曲線繪制：先配制10.0μg/mL鐵標準溶液，然后依次吸取鐵標準溶液0、0.2、0.5、1.0、1.5、2.0、3.0 mL 于干燥的 10 mL 具塞試管中，用三氯甲烷—甲醇定容至刻度，振蕩均勻。然后各加30%硫氰酸鉀溶液0.05mL，混勻靜置5min，以空白調零，于波長500 nm處測定吸光度，計算出回歸方程。

B樣品測定：精密稱取0.200 g提取出的海藻油于干燥的10mL具塞試管中，加0.05mL氯化亞鐵溶液（3.5 g/L），然后，用三氯甲烷—甲醇混合溶液（7+3）定容，震蕩均勻。加30%硫氰酸鉀溶液0.05mL，混勻，靜置5min，移入1 cm比色皿，用三氯甲烷—甲醇混合試劑（7+3）作為空白，在波長500 nm條件下，測定吸光度。

（3）DHA保留率的測定：A，脂肪酸甲酯化[6-7]。稱取提取的海藻油樣品2.0 mg，加入1.5 mL正己烷，使其溶于正己烷，再加入乙酸甲酯40μL，振蕩，接著加入100μL甲醇鈉溶液，室溫下反應20 min，-24℃冷凍10min后，加60μL草酸溶液，取出，將樣液通過無水硫酸鈉微柱脫水，用小瓶收集濾液約1.2mL上機測定。

B，氣相色譜分析[6-7]?；鹧骐x子化檢測器溫度為250℃，進樣口溫度為250℃。載氣為氫氣，流速1.8 mL/min；燃氣為氫氣，流速30mL/min?？諝饬魉?00mL/min；輔助氣體為氮氣，流速30mL/min。程序升溫過程：45℃保持4 min，然后13℃/min升至175℃，保持27min，再4℃/min升至215℃，保持35 min，載氣為高純氫氣。

根據脂肪酸甲酯標準譜圖，采用“面積歸一化法”定量計算DHA的相對百分含量。再根據下式計算DHA保留率。

1.2.2 光照對DHA微膠囊穩定性的影響 將DHA微膠囊用透明袋封存，然后用黑布包裹，置于暗處下維持8周；對照組只用透明袋封存，置于25 w的白熾燈照射下維持8周，溫度均設定為室溫，并定期分別取樣，測定DHA微膠囊的過氧化值和DHA的保留率。考察光照對其穩定性的影響。

1.2.3 氧氣對DHA微膠囊穩定性的影響 將等量DHA微膠囊分別置于真空包裝、充氮包裝和敞口塑料袋中，儲藏在陰涼通風處，室溫下放置8周，定期取樣測定過氧化值和DHA的保留率。觀察氧氣對DHA微膠囊穩定性的影響。

1.2.4 溫度對DHA微膠囊穩定性的影響 將微膠囊用錫箔袋真空包裝，分別置于冷凍條件（-18℃），冷藏條件（4℃），常溫條件（25℃）與高溫條件（45℃）避光保存8周；對照組樣品置于60℃下避光保存8周，其他條件相同，定期分別取樣，測定過氧化值和DHA的保留率，判斷溫度對DHA微膠囊的穩定性影響。

1.2.5 數據處理方法 文中所有測定數據均以雙樣平均值表示。

2 結果與討論

2.1 DHA微膠囊的過氧化值與DHA的含量測定

測得制備好的DHA微膠囊的過氧化值為1.7 meq/kg。根據脂肪酸標準氣相色譜圖數據計算（圖1，圖2），得出制備好的DHA微膠囊中海藻油的脂肪酸組成，其中4c,7c,10c,13c,16c,19c-二十二碳六烯酸的含量為39.17%。以此值作為計算DHA的保留率的基礎。

圖1 脂肪酸標準色譜圖

2.2 光照對DHA微膠囊穩定性的影響

圖2 海藻油的脂肪酸組成色譜圖

由圖3可知：DHA微膠囊在光照條件下貯存的8周期間，過氧化值由開始的1.7meq/kg增大到4.6meq/kg，DHA保留率由100%降到92%。而避光組的過氧化值由開始的1.7 meq/kg增大到3.8 meq/kg。DHA保留率從100%降到94%。說明光照能夠促進DHA微膠囊的氧化。數據還表明，在開始一周內，避光保存與不避光保存兩組的過氧化值和DHA保留率差別不是很明顯，但在隨后的一個月內，這兩項指標就相差得比較大，然后又逐漸趨于穩定。原因可能是在前一周內，光氧化并不是主導氧化類型，微膠囊表面的保護層對光照起了一定的遮擋作用，因此兩組數值差距不大。但隨著光照時間的延長，光氧化的主導地位上升，DHA氧化加劇，因而未避光組的過氧化值上升迅速、DHA保留率值下降。兩組數值差距加大。經過4周的氧化動蕩期后，可能是氧分子活力不足、或光促氧化能力達到飽和、或其他氧化類型占主導地位，促使兩者的差距逐漸平緩下來。因此可知，微膠囊化工藝對填充芯材的穩定性有一定幫助，但由于壁材對光照的緩沖作用十分有限，因而在貯存期間還是應盡量避光保存。

圖3 光照對DHA微膠囊過氧化值與DHA保留率的影響

2.3 氧氣對DHA微膠囊穩定性的影響

由圖4可知：氧氣對DHA微膠囊的穩定性有很大影響：敞口組POV值由初開始的1.7 meg/kg增至5.0meg/kg；DHA保留率下降至88%。真空包裝組和充氮包裝組POV值由初開始的1.7 meg/kg增至3.2meg/kg左右，DHA保留率降至94%～95%，無氧環境顯然具有優越性，明顯的抑制了DHA的氧化作用，其中，充氮包裝的效果稍微優于真空包裝組。因此，為了延長產品的壽命，成品在貯存期間應盡量隔絕氧氣，使用充氮或真空包裝。

2.4 溫度對DHA微膠囊穩定性的影響

圖4 氧氣對DHA微膠囊過氧化值和DHA保留率的影響

由圖5可看出：冷凍組、冷藏組與常溫組的DHA氧化程度較輕，DHA保留值較高；隨著溫度的升高，DHA的氧化程度逐漸加劇，到高溫組時，DHA破壞程度顯著加劇。過氧化值由原來的1.7 meg/kg增至9.0 meg/kg，而DHA保留率下降至65.8%。這表明，貯藏溫度越高，DHA微膠囊氧化的速度越快。

圖5 溫度對DHA微膠囊POV值和DHA保留值的影響

溫度與油脂的穩態化特性之間有著緊密的聯系，溫度增高加快油脂的氧化反應，溫度愈高，過氧化值變化愈大。這與微生物在較高的溫度環境下的繁殖和酶的活動有關，油溫在20～60℃范圍內，溫度每提高10℃，油脂氧化速度翻一番。雖然在一定溫度范圍內，微膠囊的壁材給內部的DHA帶來保護作用。但隨著時間延長，保護作用開始失效。因此，DHA微膠囊產品應在低溫貯存，最好不超過25℃。

3 小 結

（1）光照穩定性試驗表明避光對DHA膠囊保存有利。即使是微膠囊化工藝可在一定程度上提高芯材的穩定性，但由于壁材對光照的緩沖作用有限，貯存期間應盡量避光保存。

（2）氧化穩定性試驗表明，隔氧的真空包裝和充氮包裝對延緩DHA微膠囊變質有明顯的作用，其中充氮包裝的效果稍優于真空包裝組。所以為了延長DHA膠囊產品貨架期，貯存期間應盡量隔絕氧氣，采用充氮或真空包裝。

（3）溫度穩定性試驗表明，儲藏溫度越低，DHA微膠囊的POV值越低而DHA保留值越高，隨著溫度的升高，DHA的氧化程度逐漸加劇，到高溫組時，DHA破壞程度顯著加劇。所以應在低溫儲存DHA微膠囊，最高溫度不應超過25℃。

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