富含α-亞麻酸的功能性油脂及其微膠囊化研究進展

韓麗麗，侯占群，文劍，吳逸民，錢英燕，龔樹立

（中國食品發酵工業研究院，北京100015）

具備良好營養功能及生理功效的功能性食品是目前食品領域的研究熱點。隨著對功能食品中的重要組分——功能性油脂研究的不斷深入，大量的功能性油脂不斷被發掘出來，并被迅速應用于功能食品的開發。富含多不飽和脂肪酸（Polyunsaturated Fatty acids，PUFA）的功能性油脂對機體具有重要的生理功能及營養價值。但PUFA對光、熱、氧等極不穩定，易氧化產生一系列復雜的揮發性及非揮發性物質，降低了油脂的營養價值，并使其風味及貨架期受到嚴重影響，限制了功能性油脂在食品工業中的應用推廣。因此，如何最大限度保持功能性油脂的生物活性，提高其在功能食品中的穩定性成為我國食品產業發展亟待解決的難題。

微膠囊技術是一項利用成膜材料（壁材）將固體、液體或氣體（芯材）包覆成微小粒子，并在特定條件下以可控速度釋放芯材的技術[1]。對功能性油脂進行微膠囊包埋后，能夠有效緩解氧化反應的進程，從而提高其氧化穩定性，為工業化加工、運輸及儲藏提供便利。微膠囊技術作為21世紀的高新技術之一，已廣泛應用至醫學、食品、農藥、化妝品、涂料、油墨等諸多領域。本文重點介紹了近年來研究開發的富含α-亞麻酸的植物油的微膠囊化研究現狀，并對微膠囊功能性油脂的發展前景做了展望。

1 α-亞麻酸的結構與功能

α-亞麻酸分子式為 C18H30O21，屬（ω-3）PUFA，機體自身無法合成，只能從膳食中攝取[2]。α-亞麻酸在體內可代謝生成——二十碳五烯酸（EPA）和二十二碳六烯酸（DHA）。（ω-3）PUFA具有獨特的生物活性，是維持人體健康所必需的營養物質，在防治心血管疾病、癌癥及多種免疫疾病等方面發揮著重要作用。

近年來，國內外學者對α-亞麻酸進行了大量的科學研究，α-亞麻酸作為生命核心物質，對人體具有諸多保健功能，主要表現在：（1）調節血脂，降低血壓、血糖，預防心腦血管疾病；（2）增強免疫力、抗炎、抑制癌癥的發生及轉移；（3）保護視力、提高智力、延緩衰老等。

2 富含α-亞麻酸的植物源功能性油脂

亞油酸（C18：2n-6）和亞麻酸（C18：3n-3）均為人體必需脂肪酸，膳食中兩者的均衡攝入是保證機體健康的重要因素。食用油是人們攝入不飽和脂肪酸的主要來源，然而，我國居民的日常食用油，如大豆油、花生油及玉米油等，存在油酸、亞油酸含量較高而亞麻酸含量偏低的問題，直接導致我國許多地區的居民膳食中嚴重缺乏α-亞麻酸。目前，多種慢性退行性疾病的發生，如動脈粥樣硬化、心腦血管疾病等，被認為與該比例失衡有關。上世紀80年代以來，富含EPA、DHA的深海魚油倍受國內外消費者的青睞，成為人們補充（ω-3）PUFA的主要來源。然而，深海魚油源自動物脂肪，有魚腥味且價格高。與深海魚油相比，富含α-亞麻酸的植物源油脂來源更加廣泛、資源更加豐富，而且價格低廉、無膽固醇，更加符合“天然、營養、健康”的時代發展潮流。因此，開發富含α-亞麻酸的植物源功能性油脂對滿足人類的營養需求具有重要意義。

2.1 亞麻籽油

油用亞麻在我國華北、西北地區有大面積種植，是我國重要的油料作物[3]。亞麻籽含油率為35%～45%，亞麻籽油中不飽和脂肪酸含量80%以上，其中α-亞麻酸含量在60%左右，此外，還含豐富的VE、植物甾醇及高級脂肪醇等有益成分[4]。不同的提取方法對亞麻籽油的脂肪酸組成具有一定影響，Khattab等[5]對超臨界CO2萃取、快速溶劑萃取及傳統溶劑萃取3種方法得到的亞麻籽油的品質進行了比較，研究表明，超臨界CO2萃取法得到的亞麻籽油中PUFA的含量最高，且該法是唯一能將亞麻籽殼中的木酚素和酚酸提取出來的方法。

2.2 紫蘇籽油

紫蘇的主產地有中國、印度、日本、韓國、泰國等亞洲國家，在我國種植歷史悠久，是衛生部首批頒布的藥食兩用物品之一[6]。紫蘇籽含油率一般在30%以上，馬娜[7]對傳統溶劑法、超聲波輔助溶劑法及超聲波輔助超臨界CO2提取紫蘇籽油的工藝進行了研究，結果表明，超聲波輔助超臨界CO2萃取紫蘇籽油的得率最高（48%），且α-亞麻酸的含量最高。紫蘇籽油含90%以上的不飽和脂肪酸，α-亞麻酸含量在60%左右，很大程度上高于其他植物油脂，此外，紫蘇籽油還含有豐富的VE[6]，有“植物深海魚油”之稱。

2.3 獼猴桃籽油

獼猴桃原產于中國，目前新西蘭、意大利、智利等國家也有廣泛種植。獼猴桃營養豐富，且具有一定的藥用價值，素有“果中珍品”、“VC之王”之稱，是理想的保健水果。獼猴桃籽含油率在28%左右，獼猴桃籽油富含多種不飽和脂肪酸、酚類、維生素及微量元素硒等其他生物活性物質，其中亞油酸、亞麻酸等不飽和脂肪酸占75%以上，α-亞麻酸的含量僅次于紫蘇籽油[8]。姚茂君等[9]研究了機械壓榨法、溶劑浸出法和超臨界CO2萃取法對獼猴桃籽油提取率、脂肪酸組成和理化特性的影響，結果表明，超臨界CO2萃取是最適合獼猴桃籽油的提取方法。

2.4 杜仲籽油

杜仲在我國栽培歷史悠久，是特有的名貴中藥材。長期以來，國內外對杜仲的開發局限于杜仲皮和葉上，忽略了對杜仲翅果籽的開發。杜仲翅果籽含油率約30%，趙德義等[10]研究發現，杜仲籽油和紫蘇籽油的脂肪酸組成及含量極為相似，杜仲籽油富含多種不飽和脂肪酸，其中α-亞麻酸可達60%以上。此外，杜仲籽油不含芥酸、山愈酸等難以被人體消化吸收的物質，是良好的保健油。

2.5 奇亞籽油

芡歐鼠尾草原產于墨西哥和危地馬拉，現玻利維亞和厄瓜多爾等國家也有種植。芡歐鼠尾草種籽即奇亞籽，長期以來被阿茲特克人用作食物及藥物，并用于生產涂料等。奇亞籽含油率為25%～38%，Ixtaina等[11]采用超臨界CO2流體提取奇亞籽油，出油率最高達92.8%。奇亞籽油中不飽和脂肪酸含量占87%～95%，其中α-亞麻酸在60%左右，同時，還含有生育酚及綠原酸、咖啡酸、楊梅酮等酚類物質[12]。

2.6 幾種植物油的脂肪酸含量比較

5種植物油的主要脂肪酸含量比較結果如表1。

表1 植物油主要脂肪酸含量比較Table 1 Comparison of the content of fatty acids invegetable oils%

3 富含α-亞麻酸的植物油脂的微膠囊化研究進展

3.1 亞麻籽油微膠囊化

近年來，國內外學者對亞麻籽油進行了較多的微膠囊化研究，集中在對壁材的篩選及工藝參數的優化方面，對微膠囊芯材釋放特性及消化吸收機制的研究甚少。對近年來亞麻籽油的微膠囊化研究進行了匯總，如表2所示。

制備亞麻籽油微膠囊選用的壁材主要有麥芽糊精、變性淀粉、明膠、阿拉伯膠、玉米醇溶蛋白以及亞麻籽膠等。微膠囊制備方法主要有噴霧干燥法、復合凝聚法以及冷凍干燥法。噴霧干燥技術以工藝簡單、成本低、可連續化生產等優勢，在工業化生產中占據著主導地位，但高溫干燥過程會對油脂的生物活性成分產生不利影響，而且適于噴霧干燥的壁材種類有限。冷凍干燥技術操作簡單，低溫干燥可保護油脂有效成分，但其成本是噴霧干燥的30倍～50倍，且微膠囊化效率較低。復合凝聚法制備微膠囊時一般需添加化學交聯劑，如戊二醛等，在食品方面應用受到一定限制。

表2 近年來亞麻籽油微膠囊化研究進展Table 2 Recent researches on the microencapsulation of flaxseed oil

目前，越來越多的新型壁材被應用于亞麻籽油微膠囊的制備，如陳晶[13]探討了茁莓多糖對亞麻籽油微膠囊產品貯存穩定性的影響，發現茁酶多糖可增加壁材的阻氧性和阻油性，從而提高產品的貯存穩定性。Karaca等[14-15]對以鷹嘴豆/扁豆分離蛋白-麥芽糊精為壁材的粉末亞麻籽油的氧化穩定性進行了研究，結果表明，兩組壁材均能有效防止亞麻籽油的氧化。

3.2 紫蘇籽油微膠囊化

國內外關于紫蘇籽油的報道集中在對其進行提取、定性定量分析及生理活性的研究上，微膠囊化方面的研究相對較少。對近年來紫蘇籽油的微膠囊化研究進行了匯總，如表3所示。

制備紫蘇籽油微膠囊的壁材有大豆分離蛋白（SPI）、MD、β-環糊精（β-CD）及改性淀粉等，制備方法主要為噴霧干燥法和冷凍干燥法，江慧娟等[22]則對物理吸附法制備蘇子油微膠囊進行了研究，該方法無需對紫蘇籽油進行乳化、均質、干燥等復雜加工，既不影響油脂風味，也不會因高溫而對其成分產生不利影響，可以更方便地應用于食品中，但微膠囊產品的包封率較低，易造成資源浪費。

表3 近年來紫蘇籽油的微膠囊化研究Table 3 Recent researches on the microencapsulation of perilla seed oil

3.3 獼猴桃籽油的微膠囊化

獼猴桃籽油的微膠囊化報道主要在國內。馮衛華[27]對噴霧干燥法制備獼猴桃籽油微膠囊進行了研究，正交優化后最佳工藝條件為均質壓力30 MPa～35 MPa、進風溫度180℃、出風溫度80℃，此時微膠囊化效率為86.5%；張勝等[28]采用β-CD對獼猴桃籽油進行了包合，結果表明，芯壁比1∶6、40℃包合1 h時，包合率可達88%以上；吳彩娥[29]對噴霧干燥法和氣流式銳孔法制備獼猴桃籽油微膠囊進行了較為系統的研究，并模擬胃腸液對微膠囊芯材的釋放特性進行了研究，為日后獼猴桃籽油微膠囊在功能性食品中的應用提供了科學依據。

3.4 其他植物油的微膠囊化

關于杜仲籽油，麻成金[30]一方面以β-CD為壁材，采用包合法對杜仲籽油進行微膠囊化處理，反應時間60 min、溫度為30℃時，收率可達83.6%；另一方面以GA、MD及明膠為壁材，對噴霧干燥法制備粉末杜仲籽油進行研究，探討了壁材種類、芯壁比、進出風溫度等因素對微膠囊化效率的影響，研究表明，GA∶MD為1∶3、芯壁比 2∶3、均質壓力 35 MPa、進風溫度 180 ℃、出風溫度80℃時微膠囊化效率可穩定在84%～86%，且杜仲籽油微膠囊的氧化穩定性顯著提高。馬婷婷等[31]以明膠和GA為壁材，對復凝聚法制備杜仲籽油微膠囊進行了研究，探討了反應溫度、反應時間、pH等因素對微膠囊效率的影響，結果表明，反應溫度50℃、時間60 min、pH為4時，包封率為34.32%。關于奇亞籽油，僅有Dulce等[32]以WPC-牧豆樹膠/阿拉伯膠為壁材，采用噴霧干燥法對奇亞籽油進行了微膠囊化研究，結果表明，以WPC-牧豆樹膠為壁材、固含量30%、芯壁比1∶3時，微膠囊化效率最高（80.7%）。

4 展望

現代社會的發展，生存環境的惡化以及社會壓力的加大使現代人的健康受到嚴重的威脅，自由基引起機體損傷變性，是導致機體衰老、腫瘤、心血管疾病、眼病、糖尿病等一系列疾病的根本原因。目前，世界約10%的成年人處于亞健康狀態，尤其是腦力勞動者，中國亞健康人群更是高達70%。隨著我國經濟發展水平的升高，人們對食物提出了更高的營養和保健要求。發展（ω-3）PUFA系列的功能食品，以改善亞健康人群的健康狀態，對提升我國國民的整體身體素質，保障我國持續、快速、健康的發展具有重要的理論和現實意義。

由于具有特殊的功能和營養特性，富含（ω-3）PUFA的功能性油脂是開發新型功能食品的重要原料成分和添加基料。功能性油脂的微膠囊化研究對其在功能食品中的開發應用具有重要意義。粉末油脂一方面可作為膳食補充劑，直接供消費者食用，另一方面可按照實際需要，將特殊油脂為芯材制備的微膠囊產品作為營養強化成分，開發適合不同人群的營養強化食品、特殊膳食食品，以滿足人們的營養健康需求。我國功能食品行業正面臨巨大的國際競爭，而我國在功能食品的應用開發方面處于初級階段，將微膠囊技術應用于功能性油脂產品的開發，能夠推動我國功能食品產業的升級換代，為搶占國內功能食品市場奠定技術基礎，具有重要的戰略意義。

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