基于微膠囊結構的耐高溫牛奶香精制備工藝研究

姜 艷，曾永青

（廣州市食品工業研究所有限公司，廣東廣州 510663）

牛奶營養豐富、美味適口，是自然界賜給人類最完美的食品。但是牛奶在貯存、加工過程中，在熱、光、氧氣、酶以及微生物等共同作用下，牛奶中香成分的數量和含量均會發生一定變化[1]，牛奶的香味也會相應削弱，影響產品的口感，所以食品加工中經常使用牛奶香精彌補加工中損失的牛奶香氣。目前市場上的牛奶香精制備方法主要有3種：調香法、酶法、發酵法[2-3]。經應用測試表明，以上3種方法制備的香精在150℃下能基本滿足食品加工的需求，但在高于200℃以上的烘焙類產品的應用上效果不明顯，經高溫烘烤后，大部分產品的奶香消失殆盡，極大地影響了產品的口感。

微膠囊化是將固、液、氣態物質包埋到微小、半透性或封閉的膠囊之中的技術[4]。其可以用于藥物，達到掩蓋苦澀味道、釋放藥物的效果[5-6]，又可以用于食品[7-8]，使其在適宜的溫度下緩慢地釋放香氣[9]。辛烯基琥珀酸淀粉鈉是一類新型的食品乳化劑和增稠劑，具有優良的包裹性能，在GB2760中不限量添加，安全性極高。

本研究采用牛奶香基為芯材制備微膠囊，將液態的香基制成固體粉末，利用微膠囊的包裹技術減少了高溫對香基的破壞性，避免了香氣的揮發損失，將香氣很好地留在了產品中，增加了食品的風味，解決了牛奶香精不耐高溫的問題。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料 牛奶香基油，廣州捷希食品科技有限公司；辛烯基琥珀酸淀粉鈉PurityGum 2000，嘉吉亞太食品系統（北京）有限公司；辛烯基琥珀酸淀粉鈉CA1，深圳安泰生物科技有限公司；辛烯基琥珀酸淀粉鈉N-Drem，國民淀粉化學（上海）有限公司；高級糕點粉，廣州嶺南穗糧谷物股份有限公司。

1.1.2 儀器與設備 FA2004B電子天平，上海精科天美科學儀器有限公司；DTT-A1000電子天平，福州華志科學儀器有限公司；高剪切混合乳化機，上海威宇機械電子有限公司；高壓均質機，上海東華高壓均質機廠；噴霧塔，無錫市大峰噴霧干燥設備有限公司；B5高速攪拌機，新麥機械無錫有限公司；遠紅外線食品烘爐，廣州市勝捷廚房設備有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 牛奶香粉微膠囊制備工藝

1.2.2 乳液穩定性測定[10]

稱取60g不同型號的辛烯基琥珀酸淀粉鈉于500g燒杯中，加入300g水，置于65℃水浴中加熱1h，并用玻璃棒不斷攪拌直至淀粉完全溶解。稱取牛奶香基30g，加入到溶解好的淀粉溶液中，攪拌均勻。將乳液用高剪切機4 000r/min進行剪切乳化，將乳化好的料液倒入均質機中。一級均質壓力為20MPa，二級均質壓力為40MPa。乳化后的乳液取50m l置于具塞量筒中，置于50℃的恒溫水浴中24h，觀察乳液是否出現油滴漂浮。

1.2.3 正交試驗設計

以芯壁比、攪拌速度、流量、噴霧干燥溫度進行L9（34）正交試驗，選取最佳工藝條件。

表1 正交試驗設計

1.2.4 蛋糕的制備工藝

將雞蛋500g置于攪拌缸中快速攪打1min，加入白砂糖100g用中速攪打1min。將500g低筋面粉過篩后加入上述料液中，用慢速攪拌0.5min后改快速攪打3～4min。加入蛋糕油25g，清水50g，微膠囊牛奶香粉3g，用中速攪拌1min。將料液倒入烤盤內，進入烤箱上火200℃，下火180℃烘烤。

1.2.5 蛋糕的感官評定方法

將制備的微膠囊牛奶粉末應用到蛋糕中進行感官評定實驗。評定小組由10位成員組成，評價員均為專業品嘗測試人員，對結果持客觀評價態度。評價分數采取5分制，口感越好，分數也越高。數據測定3次，最終結果取平均值。

表2 感官評分標準

2 結果與分析

2.1 不同壁材對牛奶香精乳液穩定性的影響

經測試，3種不同型號的辛烯基琥珀酸淀粉鈉制備的乳液性能如表3。

表3 不同變性淀粉制備的牛奶香精乳液穩定性

PurityGum 2000制備的牛奶香精乳液經放置后出現浮油，而且制得的乳液黏度很高，考慮到噴霧干燥的流動性，不建議制備成粉末。CA1制得的乳液穩定性好，分層不明顯，但是，其制備的乳液黏度也較高。N-Drem制備的乳液穩定性比較好，出現很少量浮油。但是乳液的黏度適中，比較適合噴霧干燥。綜合乳液的穩定性和黏度比較，N-Drem更適合做微膠囊包裹的壁材。

2.2 正交試驗結果與分析

表4 正交實驗結果與分析

本實驗以芯壁比、攪拌速度、流量、噴霧干燥溫度為4因素，采用正交表L9（34）進行四因素三水平的正交試驗。由表4的極差分析可知，各因素對實驗結果的影響大小依次為：芯壁比＞攪拌速度＞噴霧干燥溫度＞流量。由表中的實驗結果可知，芯壁比對香基油的包埋影響是比較大的，其次是乳液的攪拌速度。由正交試驗的結果得出最佳工藝條件為A2B2C1D2，即芯壁比1∶2、攪拌速度4 000r/min、流量15r/min、噴霧干燥溫度180℃。此條件下制得的微膠囊包裹效果較好。

2.3 應用試驗對比

將制備的微膠囊粉末香粉與攪拌型牛奶香粉做蛋糕應用試驗（添加量0.2%，以面粉計），對比產品的留香，結果如表5：

表5 微膠囊和攪拌型香粉應用對比

3 結論

市場上有很多牛奶香精，但是大多數牛奶香精的耐高溫性都比較差。在產品的應用上不能達到很好的效果。本實驗應用包埋效果較好的辛烯基琥珀酸淀粉鈉對牛奶香基油進行微膠囊包裹實驗，經應用測試，制得的微膠囊粉末香精奶香濃郁，口味純正，降低了生產成本。微膠囊包埋減少了高溫對牛奶香基油的破壞作用，開發了一種新型的耐高溫的牛奶香精，拓展了牛奶香精在烘焙產品中的應用。

通過單因素實驗確定N-Drem為制備微膠囊牛奶香粉的壁材。制備微膠囊牛奶香粉的最佳工藝條件為即芯壁比1∶2、攪拌速度4 000r/min、流量15r/min、噴霧干燥溫度180℃。

[1]李玉發.奶香型香味料的種類及合成方法[J].安徽化工，2002（5）：17-19.

[2]R Ashurst P.食品香精的化學與工藝學[M].湯魯宏譯，北京：中國輕工業出版社，2005：227-234.89

[3]姜標.生物催化劑制備香精香料[J].有機化學，2007，27（3）：377-384.

[4]葛昕，費學謙，陳焱.不同壁材組合由茶籽油微膠囊的性能研究[J].中國油脂，2013，38（2）：26-29

[5]B.AppaRao，M R Shivalingam，Y V Kishore Reddy，et al.Design and Evaluation of Sustained Release Microcapsules Containing Diclofenac Sodium[J].Int J Pharm Biomed Res，2010，3（1）：90-93

[6]Santhosh Kumar Mankala，Nishanth Kumar Nagamalli，Ramakrishna Raprla，et al.Preparation and Characterization of Mucoadhesive Microcapsules of Gliclazide with Natural Gums[J].S J Pharm Sci，2011，4（1）：38-48

[7]Michael T C，Vitaliy V K，Dimitris C.Production and Evaluation of Dry Alginate-Chitosan Microcapsules as an Enteric Delivery Vehicle for Probiotic Bacteria[J].Biomacromolecules，2011，12（7）：2834-2840

[8]Rama Dubey，T C Shami，K U Bhasker Rao.Microencapsulation Technology and Applications[J].Defence Science Journal，2009，59（1）：82-95

[9]Cecilio C S，Ma Rosario R N，Juan M R.Dynamic Phenomena in Caseinate-monoglyceride Mixed Films at the Air-water Interface[J].Food Hydrocolloids，2005（19）：395-405.

[10]Cecilio C S，Ma Rosario R N，Juan M R.Biopolymers and Emulsifiers at the Airwater Interface.Implications in Food Collios Formulations[J].Journal of Food Engineer，2005（67）：225-234.