乳山牡蠣配合飼料微膠囊技術(shù)研究

高 飛 譚林濤 周萬友 李昕昕 曲洪霞

（1 威海金牌生物科技有限公司 山東 乳山 264515；2 乳山市水產(chǎn)技術(shù)推廣站 山東 乳山 264515； 3 中國海洋大學(xué) 山東 青島 266000）

乳山位于北緯37°的山東半島黃金南海岸，擁有近200 km 的海岸線，100 萬畝國家一類海水水質(zhì)的養(yǎng)殖海區(qū)，是世界頂級牡蠣產(chǎn)區(qū)之一。乳山牡蠣養(yǎng)殖水域面積達(dá)20 萬畝，年產(chǎn)量30 萬t，養(yǎng)殖產(chǎn)值24 億元，養(yǎng)殖面積、產(chǎn)量和產(chǎn)值均居全國縣級單位首位，是著名的“中國牡蠣之鄉(xiāng)”，“乳山牡蠣”已在全國形成了品牌領(lǐng)先優(yōu)勢。

隨著牡蠣營養(yǎng)保健價(jià)值的開發(fā)、居民膳食結(jié)構(gòu)的優(yōu)化以及消費(fèi)升級的拉動(dòng)，國內(nèi)牡蠣消費(fèi)快速增長。同時(shí)，隨著電商與物流的快速發(fā)展，牡蠣銷往全國各地，在牡蠣產(chǎn)量增加的情況下，仍然嚴(yán)重供不應(yīng)求。廣東、廣西、福建、山東等地多次發(fā)生養(yǎng)殖海域中牡蠣投放密度過高，養(yǎng)殖海域中天然餌料不足，造成牡蠣死亡率高、牡蠣肥滿度偏低和夾瘦的現(xiàn)象，影響產(chǎn)品上市。同時(shí)我國海域資源有限，適于牡蠣生長育肥的海區(qū)相對較少，持續(xù)擴(kuò)大養(yǎng)殖規(guī)模很難。

為解決制約乳山牡蠣產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸，需要研制一種乳山牡蠣配合飼料。根據(jù)和乳山牡蠣從業(yè)人員的交流情況和研究國內(nèi)外牡蠣相關(guān)科研文獻(xiàn)，結(jié)合研發(fā)實(shí)踐得知，制備乳山牡蠣配合飼料微膠囊成為一種較為適宜的選擇。微膠囊技術(shù)是利用天然或合成高分子材料，將固體、液體或氣體經(jīng)包囊形成一種具有半透性或密封囊膜的微型膠囊的技術(shù)，具有保護(hù)活性物質(zhì)，減少外界因素對芯材影響的作用。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 乳山牡蠣配合飼料。威海金牌生物科技有限公司提供，主要成分為球等鞭金藻、裂壺藻、鈍頂螺旋藻、鹽藻、魚粉、魚油、貝類復(fù)合維生素添加劑、玉米淀粉。

1.1.2 主要儀器和設(shè)備。XYDR-50 噴霧干燥機(jī)(無錫東升噴霧干燥機(jī)械廠)；X12M52 打漿機(jī)(美的集團(tuán)有限公司)；電子分析天平(湘儀公司)；高壓均質(zhì)機(jī)(上海東華高壓均質(zhì)機(jī)廠)；101-0AS 熱風(fēng)循環(huán)干燥箱(蘇州碩舟科技有限公司)。

1.2 指標(biāo)測定

1.2.1 包埋率。包埋率指微膠囊實(shí)際被包埋量與理論被包埋量的比值。由公式計(jì)算微膠囊的包埋率。包埋率(%)=(產(chǎn)品表面油含量/產(chǎn)品中的總油含量)×100%。

1.2.2 水分含量。采用常壓干燥法。取玻璃制扁形稱量瓶，置于95 ℃～105 ℃干燥箱中，瓶蓋斜支于瓶邊，加熱0.5 ～1.0 h，取出蓋好，置干燥器內(nèi)冷卻0.5 h，稱量，并重復(fù)干燥至恒量(W1)。稱取2.0 ～10.0 g 磨細(xì)的樣品(W2)，放入此稱量瓶中，樣品厚度約為5 mm，加蓋置于95 ℃～105 ℃干燥箱中，瓶蓋斜于瓶邊，干燥2 ～4 h，蓋好后取出，放入干燥器內(nèi)冷卻0.5 h 后稱量。然后再放入95 ℃～105 ℃干燥箱中干燥1 h 左右，取出放干燥器內(nèi)冷卻0.5 h 后再稱量。至前后2次質(zhì)量差不超過2 mg，即為恒量，稱重為W3。由公式計(jì)算微膠囊的水分含量：水分含量(%)=[(Wl+W2-W3)/W2]×100%。

1.2.3 乳化液穩(wěn)定性。使用具塞量筒法。取50 ml 乳化液于具塞量筒中，置40 ℃恒溫水浴中24 h，讀取游離水層的體積，由公式計(jì)算乳化液穩(wěn)定性。乳化液穩(wěn)定性(%)=[(乳液總含水量-游離水量)/乳液總含水量]×100%。

2 試驗(yàn)方法與結(jié)果分析

2.1 乳山牡蠣配合飼料微膠囊壁材的篩選。微膠囊壁材選擇的基本原則：能與芯材相配伍，具有良好的乳化性、成膜性和干燥性，不易吸潮。本研究擬定了4 組不同壁材配方。組1：變性淀粉和阿拉伯膠做復(fù)配壁材；組2：酪朊酸鈉和變性淀粉做復(fù)配壁材；組3：大豆分離蛋白和環(huán)糊精做復(fù)配壁材；組4：明膠和麥芽糊精做復(fù)配壁材。對4 組微膠囊配方進(jìn)行噴霧干燥，工藝條件為：均質(zhì)壓力60 MPa，進(jìn)風(fēng)溫度150 ℃，出風(fēng)溫度91 ℃。對這4 組配方制得的乳山牡蠣配合飼料微膠囊的特性進(jìn)行比較，結(jié)果見表1。酪朊酸鈉和變性淀粉復(fù)配的壁材微膠囊制品包埋率最高，且噴霧干燥過程較順利，基本沒有粘壁現(xiàn)象，產(chǎn)率高，物理性質(zhì)優(yōu)于其它壁材配方制得的微膠囊制品。

2.2 乳山牡蠣配合飼料微膠囊乳化劑的篩選。選取壁材配方為酪朊酸鈉和變性淀粉組，將單甘酯、蔗糖酯、卵磷脂作為乳化劑分別添加到壁材配方中，測定乳化液的乳化穩(wěn)定性，結(jié)果見表2。由表2 可見，相同的乳化劑添加量下，添加蔗糖酯的乳化液穩(wěn)定性較好。

表2 不同乳化劑的乳化液穩(wěn)定性比較

2.3 高壓均質(zhì)次數(shù)對乳山牡蠣配合飼料微膠囊包埋率的影響。對壁材配方為酪朊酸鈉和變性淀粉，乳化劑為蔗糖酯組分別以不同均質(zhì)次數(shù)進(jìn)行高壓均質(zhì)，比較不同均質(zhì)次數(shù)所得的乳山牡蠣配合飼料微膠囊包埋率，結(jié)果見表3。由表3 可見，均質(zhì)4 次、5 次、6 次后，包埋率沒有明顯的提高，綜合經(jīng)濟(jì)效益，選擇均質(zhì)次數(shù)3 次為佳。

表3 均質(zhì)次數(shù)對乳山牡蠣配合飼料微膠囊包埋率的影響

2.4 進(jìn)出風(fēng)溫度對乳山牡蠣配合飼料微膠囊包埋率的影響。對壁材配方為酪朊酸鈉和變性淀粉，乳化劑為蔗糖酯組進(jìn)行噴霧干燥，分別控制進(jìn)風(fēng)溫度為110 ℃、120 ℃、130 ℃、140 ℃、150 ℃，相應(yīng)得到出風(fēng)溫度分別為77 ℃、82 ℃、85 ℃、89 ℃、91 ℃，包埋率結(jié)果見表4。由表4 可見，進(jìn)風(fēng)溫度150 ℃、出風(fēng)溫度為91 ℃時(shí)包埋率最高。進(jìn)風(fēng)溫度110 ℃、出風(fēng)溫度77 ℃和進(jìn)風(fēng)溫度120 ℃、出風(fēng)溫度82 ℃時(shí)粘壁較嚴(yán)重。由于乳山牡蠣配合飼料中含有較豐富的維生素，選擇合適的進(jìn)風(fēng)溫度為130 ℃，出風(fēng)溫度為85 ℃，此時(shí)粘壁較輕，產(chǎn)率也較高。

3 結(jié)論

壁材的選擇是影響乳山牡蠣配合飼料包埋效果的關(guān)鍵因素，直接影響到產(chǎn)品性質(zhì)的好壞。以酪朊酸鈉和變性淀粉復(fù)配的壁材微膠囊制品包埋率最高，且噴霧干燥過程較順利，基本沒有粘壁現(xiàn)象，產(chǎn)率高，物理性質(zhì)優(yōu)于其它壁材配方制得的微膠囊制品。

選取壁材配方為酪朊酸鈉和變性淀粉組，相同的乳化劑添加量下，添加蔗糖酯的乳化液穩(wěn)定性較好。

對壁材配方為酪朊酸鈉和變性淀粉，乳化劑為蔗糖酯組分別以不同均質(zhì)次數(shù)進(jìn)行高壓均質(zhì)，本試驗(yàn)得到的適宜高壓均質(zhì)次數(shù)為3 次。

對壁材配方為酪朊酸鈉和變性淀粉，乳化劑為蔗糖酯組進(jìn)行噴霧干燥，本試驗(yàn)得出的適宜進(jìn)風(fēng)溫度為130 ℃，出風(fēng)溫度為85 ℃，此條件下，粘壁較輕，產(chǎn)率也較高。