維生素A微膠囊在營養強化食品中的應用

馬志遠，路旭輝，宮可心，韓張鵬，郝越，王向紅

1.河北農業大學食品科技學院（保定 071001）；2.今麥郎面品有限公司（邢臺 054000）

居民的營養健康狀況是衡量一個國家國民素質的標準之一，也是社會經濟發展的基礎和目標[1-2]。隨著經濟的發展和生活水平提高，人們對飲食的要求越來越高，逐漸從食品溫飽型向食品營養型轉變。蛋白質、脂肪和碳水化合物的攝入量已達到中國營養學會推薦的日攝入量標準，但部分微量元素較為缺乏，如VA邊緣缺乏率為45.1%，其中城市為29.0%，農村為49.6%，并且3～12歲兒童VA缺乏達9.3%；全國城鄉居民鈣的攝入量是391 mg，僅相當于營養學會推薦攝入量的41%[3]。為滿足人們對健康的需求，營養健康食品頗受青睞，各類營養強化食品逐漸涌現出來。

食品的營養強化是指為保持食品中原有的營養成分或為補充食品中缺乏的營養素，向食品中添加營養強化劑以滿足人體營養需求的一種食品加工過程。營養強化方式有直接添加法、浸吸法、擠壓強化法、涂抹法等。營養強化原則要求營養強化劑易被機體吸收利用，并且營養強化劑加入后不得影響食品原本的營養成分及感官品質[4]，營養素添加量必須根據中國歷年來的營養調查情況和個別地區已暴露出營養缺乏問題，或滿足特殊人群對某些營養素供給量需要的原則來確定，尤其是對一些脂溶性營養素，必須保證人體長期食用而不會引起蓄積性副作用。

但由于大多數營養強化劑具有本身專有的顏色、氣味或化學性質，其應用受到極大限制，微膠囊技術在營養強化食品中的應用，不但很好地解決了這一類問題，而且提高了微量元素的穩定性。

小麥粉是為中國居民提供所需能量的主要食物來源，也是眾多加工食品的基礎原料。以小麥粉制成的食品種類繁多，風味各異，具有其他糧食作物不可代替的優勢，深受各地區居民的喜愛。但面粉中某些營養素的缺乏或在食品加工中極易損失，不能滿足人體所需營養素的多樣性。因此，面粉成為營養強化劑首選的食品載體之一[5]。中國已實施“7+1”營養強化面粉方案，覆蓋人群廣泛，利用強化手段使面粉中大部分微量營養素得到補充。

在發展中國家，95%以上的主食都來自于面粉、谷物和薯類等，它們價格相對低廉，種植和消費范圍廣，因此被認為是營養強化的首選載體[6]。雜糧通常是指水稻、小麥、大豆、玉米和薯類五大作物以外的糧豆作物，常見的有蕎麥、高粱、燕麥、谷子、大麥、綠豆、菜豆、黑豆等。雜糧食品具有“天然、綠色、營養、健康”的品質特征，并可以“以喝代吃”，深受現代人的喜愛[7]。古籍《黃帝內經》就有“五谷為養，五果為助，五畜為益，五菜為充，氣味合而服之，以補精益氣”的記載，這是因為雜糧含有豐富的營養素，如鉀、鈣、維生素E、葉酸、蘆丁、黃酮等，使其在降血壓、降血脂、降膽固醇、防控糖尿病、健胃、消炎、防癌等方面有良好的保健療效，同時，雜糧含有的微量元素如鐵、鎂、鋅、硒等也高于細糧，是一種營養豐富、價值較高的健康食品[8]。但雜糧中幾乎不含VA，對于飲食結構單一或比較貧困的地區，長期食用雜糧等主食制品極易出現視力下降、免疫力下降、發育滯后等癥狀，故對雜糧的VA營養強化具有實際研究意義。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

普通小麥全粉、普通蕎麥面、普通燕麥面、普通土豆全粉、植物油（市售）；VA標準品（保定市萬科實驗儀器貿易有限公司）；抗壞血酸（科密歐公司）；無水乙醇（天津天力公司）；石油醚（天津天力公司）；氫氧化鉀（天津天力公司）；淀粉酶（諾維信生物技術有限公司）；甲醇（色譜純，RCI Labscan limited公司）；植物油（惠州恒生緣實業有限公司）；酵母粉（安琪酵母股份有限公司）。

1.2 試劑與儀器

平底燒瓶、分液漏斗、冷凝管（北京博美玻璃有限公司）；FA2004電子天平（上海舜宇恒平科技儀器有限公司）；HW·SY21-K電熱恒溫水浴鍋（北京市長風儀器有限公司）；101-0電熱恒溫鼓風干燥箱（天津市泰斯特儀器有限公司）；RE-52A旋轉蒸發儀（上海亞榮生化儀器廠）；電磁爐（九陽股份有限公司）；高效液相色譜儀（安捷倫科技有限公司）。

1.3 試驗方法

1.3.1 原料的營養強化

《食物營養成分表》中顯示普通的小麥全粉、蕎麥粉、燕麥粉、馬鈴薯全粉中VA含量均為0，且經液相測定也是VA未檢出。

根據我國營養強化推薦配方，即“7+1”方案[9]，推薦VA添加量2 mg/kg。故通過物理添加方式將36 mg微膠囊（微膠囊中VA含量5 632 μg/g）分別加入到100 g小麥粉、100 g蕎麥面、100 g燕麥面和100 g馬鈴薯全粉中，混合均勻，得到4種VA營養強化谷物粉。

1.3.2 保水力測定[10]

分別稱取1 g主食原料和營養強化后樣品，放入到稱好的離心管中，加入25 mL蒸餾水，在25 ℃搖床里振蕩搖動1 h以后，以5 000 r/min轉速離心20 min，去除上清液后稱其質量，測其保水力，保水力表示每克樣品所吸附的水量。

保水力表示食品中淀粉與水的結合程度，對面粉、雜糧粉或馬鈴薯全粉制作時的商品性、成品的成型性等有重要影響。保水力越大，持水力越強，品質越好。

1.3.3 膨脹率與溶解度測定[10]

分別稱取1 g營養強化前后主食原料，置于事先稱好的10 cm帶刻度的離心管（兩個平行樣品），加入5 mL蒸餾水后在25 ℃下平衡10 min，加熱到92.5 ℃并保持30 min后放在冰水中靜置2 min，隨即在25 ℃下平衡10 min，離心（3 000 r/min，10 min）。把上清液倒在事先稱好質量的鋁盒里，鋁盒先在烘箱中干燥（105℃，1 h），然后把鋁盒放在烘箱中干燥（105 ℃，1 h），干燥完成后分別稱干燥好的離心管及鋁盒的質量，測量凝膠體積。

膨脹率和溶解度反映淀粉與水之間相互作用的大小。膨脹率高，說明面粉組織疏松，吸濕性強；而溶解度高，說明面粉具有良好彈性。

1.3.4 烹調加工處理

蒸煎煮為主食制品加工制作的重要工序，例如饅頭、油炸制品及面條等，也是在食品加工過程中最易造成VA損失或破壞的關鍵因素[12]。因蒸、煎、煮加工處理分別是饅頭、油炸制品和面條制作工藝中的一道重要工序，故試驗以面粉、雜糧粉和馬鈴薯全粉為原料制成饅頭、油炸制品和面條等食品，來探究蒸煎煮對營養強化主食制品中VA的影響。

強化小麥全粉分別與強化蕎麥粉3∶1混合，與強化燕麥粉3∶1混合，與強化馬鈴薯全粉7∶3混合。分別取14 g強化小麥全粉和上述3種混合粉（含VA約20 μg），揉成面團，經蒸、煎、煮烹調加工處理后測其VA保留率。

饅頭的制作方法：向原料中加入發酵粉揉成面團，在30 ℃下發酵1 h，成型，醒發，汽蒸20 min得到饅頭成品。

油炸制品的制作方法：向原料加水揉成面團，成型后經煎炸制得油炸面制品。

面條制作過程：將原料加水揉成面團，搟壓制成片，經剪切或者搓、拉、捏等手段，制成條狀，最后在開水中煮制得面條。

將等量的未包埋VA油直接加入到小麥全粉、蕎麥粉、燕麥粉和馬鈴薯全粉中，按上述方法制成主食制品，作為上述樣品的對照組。

1.3.5 HPLC法測定VA[11]

含有VA的主食制品成分比較復雜，若仍采用紫外分光光度計的方法來測定VA，產生的誤差相對較大，故試驗采用高效液相色譜法來對營養強化食品中VA進行測定。

標準曲線繪制：3 mg VA標品經皂化反應后，用石油醚提取VA，揮盡石油醚，溶于3 mL甲醇溶液，分別取0.2，0.4，0.6，0.8和1.0 mL標準原液稀釋至10 mL，即得到20，40，60，80和100 μg/mL不同梯度的標準液，進液相，繪制標準曲線。

樣品測定：將經烹調處理后14 g主食制品碾碎，分別轉移至250 mL平底燒瓶中。加入1 g淀粉酶混勻，用N2趕走瓶中空氣，蓋緊瓶塞置于45 ℃烘箱中保持30 min。取出后加入50 mL抗壞血酸乙醇溶液（15 g/L）浸濕混勻，加入10 mL KOH溶液（500 g/L），回流30 min，立即冷卻至室溫。然后將皂化液轉移至分液漏斗中，加入60 mL石油醚劇烈搖振2 min，靜置，放出水相。按上述步驟重復萃取2次，合并石油醚液，用蒸餾水洗滌至中性，經無水硫酸鈉過濾后于旋轉蒸發儀上蒸至近干，用甲醇定容，進高效液相色譜儀[15]。

液相條件：色譜柱Hypersil BDS-C18（250 mm×4.6 mm，5 μm），RID檢測器，流速1.0 mL/min，柱溫25 ℃，檢測波長327 nm，流動相為甲醇和水98∶2，進樣體積10 μL。

2 結果與分析

2.1 強化主食原料粉質的品質狀態

小麥粉、蕎麥面、燕麥面、馬鈴薯全粉經VA微膠囊營養強化后的品質狀態如表1所示。

結果表明，VA微膠囊的加入并未使主食原料的感官品質受到影響，仍保持其原本的主食色澤、氣味和組織狀態。

表1 VA微膠囊營養強化后產品品質狀態

2.2 保水力、膨脹率及溶解度的測定

營養強化后的小麥粉、蕎麥粉、燕麥粉及馬鈴薯全粉的保水力均稍有增加，可能是因為微膠囊壁材中的阿拉伯膠易于吸水膨脹，增加了其持水特性。對于膨脹率及溶解度，強化前后相差不大，說明少量微膠囊的加入，并未對原料品質帶來不良影響，初步斷定VA微膠囊是一種優良的強化劑。

表2 原料的幾種粉質指標

2.3 HPLC色譜圖

采用高效液相色譜法進行VA檢測，檢測時間較短，VA標準品的色譜圖如圖1所示，目標物出峰時間在11.5 min左右。

2.4 標準曲線的繪制

如圖2所示，標準曲線以VA濃度為橫坐標，峰面積為縱坐標建立標準曲線。標準曲線為y=77.045x-73.97，所建立的標準曲線在20～100 μg/mL的范圍內線性關系良好。

2.5 烹調加工對營養強化主食制品中VA含量影響

由圖3對照組表明，經VA油直接營養強化的主食原料經烹調加工后，VA損失較為嚴重，尤其是經煎處理后，VA保留率僅10%左右，這是由于VA為脂溶性維生素，沒有壁材的阻隔，極易向植物油中流失。

圖1 VA標準品的HPLC色譜圖

圖2 VA標準曲線圖

圖3 烹調加工對對照組VA含量影響

從圖4可看出，經過熱加工處理后，各類微膠囊營養強化食品中VA保留率均可達到75%以上，遠遠高于對照組，說明VA微膠囊在食品中起到了很好的營養強化效果，VA得到很好保護，免于熱加工對其造成破壞。但在烹調加工中VA稍稍有所損失，是因為在加工過程中溫度、濕度、添加劑加入量等因素均會影響食品中VA，尤其是溫度和水，溫度和水分過高會加速VA的氧化降解及壁材的破裂，造成VA破壞或流失。

不同的烹調加工方式，加工條件各不相同，因此不同的加工方式對VA微膠囊的破壞程度也各有不同。由圖4可看出，蒸處理對微膠囊中VA的破壞性最小，煎、煮次之。可能是因為煮處理過程中，VA營養強化食品環境中水分高，加速壁材溶解，使VA易被破壞；對于煎處理來說，一方面，環境中溫度過高，對VA有一定破壞；另一方面，VA為脂溶性維生素，極易轉移到植物油中，造成食品中VA損失嚴重。

3 結論

試驗發現小麥粉、蕎麥面、燕麥面、馬鈴薯全粉經VA微膠囊營養強化后，其原料組織狀態、氣味及色澤并未改變。VA營養強化后的小麥粉、蕎麥粉、燕麥粉及馬鈴薯全粉的保水力均稍有增加，膨脹率及溶解度相差不大，說明少量微膠囊的加入，并未對原料品質帶來不良影響，初步斷定VA微膠囊是一種優良的強化劑。VA營養強化食品經過熱加工處理后，VA保留率均可達75%以上，VA在食品加工中未產生較大損失，微膠囊技術對VA起到良好保護效果。復凝聚法所制備VA微膠囊是一種較優的營養強化劑，為VA營養強化食品的深入研究奠定重要基礎。