食品添加劑的微膠囊化及其在蜜餞加工中的應用

章 斌，侯小楨，李遠志，賴 宣

（1.韓山師范學院生物系，廣東潮州 521041；2.華南農業大學食品學院，廣東廣州 510642；3.廣東濟公保健食品有限公司，廣東潮州 515638）

1 微膠囊技術概述

1.1 微膠囊技術的基本概念

微膠囊技術（Microencapsule technology）是利用成膜材料，通過化學法、物理法或物理化學法將固體、液體或氣態物質包囊成直徑為幾微米至上千微米的一種具有半透性或密封囊膜的微小囊狀物的現代加工技術.該技術因具有可改變物質形態、保護敏感成分、降低揮發性、控制釋放、隔離組分、使不相溶成分混合并降低某些化學添加劑的毒性等特點[1]，目前已在食品、化工、醫藥、生物技術等諸多領域中得到應用.

1.2 微膠囊化的方法

根據微膠囊性質、囊壁形成機制和成囊條件，微膠囊化方法可分為物理法（如噴霧干燥法、噴霧冷凍法、流化床法、空氣懸浮法、分子包埋法、離心擠壓法等）、化學法（如界面聚合法、原位聚合法、銳孔法、包絡法等）、物理化學法（如凝聚法、復相乳液法、界面沉積法等）三大類[2-5].其中，因噴霧干燥法具有操作簡單、微膠囊化和干燥過程同時完成、產品復水性能和分散性能好、易實現工業化生產及成本低廉等優點，而在食品工業中的研究和應用最為廣泛[6-7]，其基本工藝流程如圖1所示.

圖1 噴霧干燥法制備微膠囊工藝流程

1.3 微膠囊的芯材和壁材

為提高成囊性和包埋率，微膠囊芯材一般選用無機鹽類、維生素類、酶類、揮發性香精香料、動植物油脂、食品功能性活性物質等不易受貯存或其它外界因素干擾的物質；就芯材物性狀態而言，可以是固體、液體或氣體.

水溶性膠類、海藻酸鹽、殼聚糖、淀粉、纖維素衍生物、動物膠酪蛋白、瓊脂等高分子材料具有良好的流動性、滲透性、吸濕性、成膜性、溶解性、可食性、穩定性及經濟性，而常作為微膠囊壁材的首選[8-10].

2 微膠囊技術在食品添加劑中的應用

食品添加劑是一柄“雙刃劍”，在食品加工中既能改善食品的色、香、味等感官品質，也能在一定程度上滿足產品防腐和加工工藝的需要；如苯甲酸鈉、甜蜜素、檸檬酸等添加劑對于保持佛手果蜜餞特有的風味和口感、保證蜜餞產品的貨架期等起著關鍵的作用.另一方面，食品添加劑的超量、超范圍以及違禁使用等造成的產品含量超標問題已成為引起食品質量安全、影響消費者健康的一個主要影響因素.

微膠囊技術是20世紀重點研究開發的高新技術之一，隨著該技術的深入發展和應用范圍的擴大，尤其在食品添加劑行業的使用也越來越受到業內科研人員的關注；大量的研究結果均表明食品添加劑經微膠囊化處理后的使用效果和使用性能更為突出[11-12].目前，微膠囊技術在食品添加劑中的應用主要有以下幾個方面：

（1）改變物態：將食品添加劑微膠囊化，能將液態或半固態添加劑轉變成干燥的固體粉末狀態，從而改變其流動性、可壓性、分散性等理化特性，克服某些液態和半固態添加劑不易操作和使用的缺點.熊華等將月見草油制成微膠囊化粉末后，發現產品顆粒均勻，具有良好的流動性、溶解性、乳化分散性，同時能延緩氧化酸敗的進程，提高其貯藏期[13].

（2）預先設計、控制釋放：通過不同壁材的組合和配比，微膠囊化后的食品添加劑，其向外釋放的時間和速度可根據不同蜜餞產品的生產需要進行預先設計，既發揮食品添加劑的功效，又減小其毒性.占英英以聚丙烯酸樹脂為壁材，采用噴霧干燥法對VB1、ACE抑制肽和牛血清白蛋白進行包囊，發現包囊物在模擬胃腸液中有良好的可控釋放性能[14].包德才等人采用SPG膜乳化結合液中干燥法制備出粒徑單分散的抗氧化劑VE的聚苯乙烯微膠囊，使VE的抗氧化作用在一定程度上得到控制[15].Xin以殼聚糖和乙基纖維素混合物為復合壁材，進行VD2的噴霧干燥包埋，包埋物的體內模擬試驗發現經包埋后的VD2可實現在腸液中的持續釋放[16].

（3）對食品添加劑起一定保護作用：某些食品添加劑易受環境中光、氧、溫度、水分等因素影響而逐漸喪失使用性能；通過微膠囊化，使作為芯材的添加劑與外界環境相隔離，防止其發生劣變.

（4）掩蔽食品添加劑自身存在的異味、臭味、辛辣味等不良氣味，擴大其應用范圍.

（5）降低或避免蜜餞生產中食品添加劑之間的相互作用，節約生產成本：如在蜜餞生產中同時添加的防腐劑（苯甲酸鈉）與酸味劑之間的相互作用往往會引起防腐效果的降低甚至失效.如若將苯甲酸鈉微膠囊化后再與酸味劑一并添加，可增強其對酸的忍耐性，并可設計在最佳狀態釋放進而延長其防腐時效.

由此可見，將微膠囊技術特別是微膠囊化的食品添加劑用于蜜餞加工必將成為微膠囊技術應用和食品添加劑規范使用的發展方向之一；也將成為提高蜜餞產品質量，保障蜜餞產品安全生產和促使蜜餞行業良性發展的一個重要措施.

3 微膠囊技術在佛手果蜜餞加工中的應用與展望

3.1 佛手果蜜餞加工現狀

廣式蜜餞傳統食品的制作源遠流長，產品涵蓋話化類、涼果類、果脯類、果糕類、蜜餞類、果丹類等六大類別，以其獨特的口感和風味而深受消費者喜愛，成為居家、旅游休閑食品.佛手果蜜餞作為廣式蜜餞的重要產品之一，從上世紀90年代初以來就一直占領著蜜餞市場很大的份額.據業界統計，廣東省2006年的佛手果蜜餞產品（包括佛手喉寶、佛手丹、佛手糕等）產量達到6萬噸，產值達到13億元人民幣，產品遠銷日本、韓國、歐美等國家和地區[17-18].

近幾年來，以“普寧問題涼果”等為代表的蜜餞質量安全事件的曝光，同時隨著消費者健康安全意識和食品品質標準的提高，含糖精鈉、甜蜜素、苯甲酸鈉和山梨酸鉀等添加劑的傳統佛手果蜜餞在國內外的市場空間變得越來越小[19-21].另一方面，廣東省乃至全國的佛手果蜜餞加工企業多以中小規模為主，且加工過程多停留在傳統工藝操作，存在著工藝操作不規范、標準化工藝水平低、生產條件控制不嚴格、配輔料計量不準確或全憑經驗添加的“先天不足”.同時，多數企業在加工技術的投入與儲備、品質分析檢測技術的提升、檢測設備的更新等方面普遍存在“后天不補”，從而導致佛手果蜜餞仍存在較突出的防腐劑（如苯甲酸鈉、山梨酸鉀）、甜味劑（如糖精鈉、甜蜜素）等添加劑超標的食品安全問題.

因此，目前蜜餞加工業的主要任務除要提高傳統加工產品的品質外，積極采用現代食品加工技術，對傳統佛手果蜜餞生產工藝（見圖2），特別是佛手蜜餞生產中各類食品添加劑的安全、規范使用進行改造和技術提升（見圖3），以解決蜜餞產品最常見的食品添加劑含量超標質量問題和蜜餞行業的共性技術問題顯得十分必要和迫切.

圖2 佛手果蜜餞加工的傳統工藝流程

圖3 佛手果蜜餞加工的工藝改進流程

3.2 展望

微膠囊技術在克服某些食品添加劑的使用缺陷與不足，改善食品添加劑的穩定性、敏感性等使用性能，擴大食品添加劑的使用范圍等方面有著越來越突顯的作用，因而在食品加工過程中的應用越來越受到重視.另一方面，隨著新壁材、新的微膠囊制備技術、新加工設備的不斷問世，也隨著人們對微膠囊化技術認識的不斷加深和對蜜餞、涼果類休閑食品的質量安全的關注，食品添加劑的微膠囊化將會沿著它這一獨特的方式活躍于食品工業中[22-24].

[1]吳曉，王珺，霍乃蕊.微膠囊技術及其在食品工業中的應用[J].食品工程，2011（1）：3-7.

[2]高榮海，曲玲.微膠囊技術及其在食品工業中的應用研究[J].農業科技與裝備，2011（5）：17-20.

[3]YU CAIYUAN,WANG WEI,YAO HUIetal.Preparation ofphospholipid microcapsule by spray drying[J].Drying Technology,2007，25（4）：695-702.

[4]丁潔，李博生.微膠囊技術及其在食品工業中的應用[J].中國食物與營養，2010（3）：29-31.

[5]GOUIN SEBASTIEN.Microencapsulation:Industrialappraisalofexisting technologies and trends[J].Trends in Food Science&Technology，2004，15（7-8）：330-347.

[6]PIAO MING GUAN,YANG CHAN,LIDONG XUN，etal.Preparation and in vivo evaluation ofpiroxicam-Loaded gelatin microcapsule by spray drying technique[J].Biological and PharmaceuticalBulletin，2008，31（6）：1284-1287.

[7]JERRAD LEGAKO,NURHAN TURGUT DUNFORD.Effect of spray nozzle design on fish oil–whey protein microcapsule properties[J].JournalofFood Science，2010，75（6）：394-400.

[8]GORDON NELSON.Application of microencapsulation in textiles[J].International Journal of Pharmaceutics，2002，242（1-2）：55-62.

[9]NORMAND V,DARDELLE G,BOUQUERAND PE，etal.Flavor encapsulation in yeasts:limonene used as model system for characterization ofthe release mechanism[J].Journal of Agriculture and Food Chemistry，2005，53（19）：7352-7543.

[10]DARDLE G,NORMAND V.Flavour encapsulation and flavour release perfor mances of a commercial yeast-based delivery system[J].Food Australia，2007，21（5-6）：953-960.

[11]陳梅香，張子德，馬俊蓮.抗氧化劑BHT的微膠囊化及其應用的研究[J].食品工業科技，2002，23（7）：20-22.[12]韓衛軍，周輝.微膠囊香精在肉制品中的應用[J].食品工業科技，2004，25（11）：155-156.

[13]熊華，夏慧玲，鄭為完，等.微膠囊月見草油復合食品添加劑及其在食品中的應用[J].中國油脂，2004，29（6）：62-64.

[14]占英英，趙新淮.噴霧干燥法制備可控釋微膠囊及其釋放性能研究[J].食品與發酵工業，2011，37（1）：12-15.

[15]包德才，張瓊鋼，劉袖洞，等.含VE微膠囊的制備及其控制釋放性能研究[J].物理化學學報，2004，20（2）：178-181.

[16]XIN YUAN SHI,TIAN WEI TAN.Preparation of chitosan/ethylcellulose complex microcapsule and its application in controlled release ofVitamin D2[J].Biomaterials，2002，23（23）：4469-4473.

[17]曾曉房，葉紹環，白衛東.廣式涼果降硫技術研究進展[J].食品與機械，2011，27（3）：156-159.

[18]陳舜京，林樹杰.潮安涼果封殺事件背后的思考[J].中國食品藥品監管，2006（5）：50-52.

[19]黃韶毅，鐘振龍.蜜餞中食品添加劑的使用現狀衛生問題及措施[J].中國衛生監督雜志，2003，10（4）：232-234.

[20]劉學銘.蜜餞（涼果）加工中食品添加劑的應用[J].中國食品工業，2003（3）：24-25.

[21]馬乃良，許思昭，郭大捷，等.食品添加劑在蜜餞(涼果)的使用[J].現代食品科技，2005，21（1）：191-192.

[22]蔡濤，王丹，宋志祥，等.微膠囊的制備技術及其國內應用進展[J].化學推進劑與高分子材料，2010，8（2）：20-26.

[23]王俊強，顧震，馬天貴，等.微膠囊壁材的選擇及其在食品工業中的應用[J].江西科學，2008，26（2）：242-245.

[24]顧振東，劉曉艷，蔡培鈿.食品微膠囊技術的國內外應用與研究現狀[J].廣州化工，2010，38（7）：65-68.