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不同壁材對黑枸杞花青素微膠囊穩(wěn)定性和緩釋特性的影響

2020-09-03 02:02陳程莉李豐泉刁倩常馨月龔娣董全
食品與發(fā)酵工業(yè) 2020年16期
關(guān)鍵詞:壁材微膠囊明膠

陳程莉,李豐泉,刁倩,常馨月,龔娣,董全

(西南大學(xué) 食品科學(xué)學(xué)院,重慶,400715)

黑枸杞屬于茄科枸杞屬,是一種著名的藥用漿果[1]。主要分布于中國西北部、高加索和中亞地區(qū)[2]。研究表明,黑枸杞富含花青素、黃酮類化合物、多糖、蛋白質(zhì)、不飽和脂肪、氨基酸、必需元素和酚類等[3]。其中,花青素具有多種藥理活性,包括抗輻射[1]、抗氧化[4]、抗炎[5]、降血脂[6]以及預(yù)防老年癡呆和治療神經(jīng)紊亂[7]等。黑枸杞花青素是一種很有前景的天然色素,可作為功能性食品成分和營養(yǎng)補(bǔ)充劑。但是黑枸杞花青素性質(zhì)不穩(wěn)定,容易降解,這限制了其在食品工業(yè)中的應(yīng)用。

微膠囊化是一種將活性成分包埋在壁材內(nèi)形成微膠囊的技術(shù)。微膠囊的壁材選擇是微膠囊制備的關(guān)鍵一步,它決定了微膠囊的品質(zhì)和性能。天然生物聚合物,包括淀粉、蛋白類和天然樹膠是可食用的,作為微膠囊壁材也是安全的。麥芽糊精、阿拉伯樹膠和明膠等,已成功地用作包埋花青素提取物的壁材[8]。麥芽糊精是一種具有溶解度高、黏度低、成膜能力強(qiáng)和干燥性能好等優(yōu)點(diǎn)的水解淀粉。阿拉伯樹膠是一種具有成膜能力和乳化性能的水膠體,常用來克服黏性問題,并通過包埋技術(shù)來保護(hù)敏感成分不被氧化。明膠是一種具有良好兼容性、易溶于水和易成膜等優(yōu)點(diǎn)的水解蛋白。DAS等[7]通過改性糯米淀粉,獲得了一種新型壁材,顯著提高了紫米花青素的穩(wěn)定性。研究發(fā)現(xiàn)改性糯米淀粉對花青素的包埋效果極佳。

黑枸杞花青素微膠囊技術(shù)大多采用單一的壁材包埋,很少使用復(fù)合壁材,也僅僅是通過包埋率來篩選微膠囊壁材,而沒有考慮到微膠囊的穩(wěn)定性和緩釋特性。噴霧干燥法包埋花青素是一種較優(yōu)的技術(shù),能保護(hù)酚類化合物不被熱降解。本文采用噴霧干燥法制備微膠囊,通過包埋率、穩(wěn)定性、外觀形貌和釋放特性,研究不同壁材對噴霧干燥制得的黑枸杞花青素微膠囊的影響,從糯米淀粉(rice starch,RS)、改性糯米淀粉(modified rice starch,MRS)、改性淀粉復(fù)合麥芽糊精(modified rice starch-maltodextrin,MRS-MD)、改性淀粉復(fù)合明膠(modified rice starch-gelatin,MRS-GL)、改性淀粉復(fù)合阿拉伯樹膠(modified rice starch-gum arabic,MRS-GA)中篩選出適合黑枸杞花青素的微膠囊壁材,旨在通過微膠囊技術(shù)穩(wěn)定黑枸杞花青素,將其更好地應(yīng)用于食品中。

1 材料與方法

1.1 試劑與材料

黑枸杞花青素,秦仁堂;糯米淀粉,重慶沁心食品有限公司;麥芽糊精,重慶佰研生物科技有限公司;明膠,成都市科龍化工試劑廠;阿拉伯膠,重慶奧怡生物技術(shù)有限公司;無水乙醇、HCl、K2S2O5、NaCl、KCl、NaHCO3、NaH2PO4、CaCl2、KH2PO4、NH4Cl、MgCl2,均為分析純,重慶鈦新化工有限公司;α-淀粉酶(酶活力≥4 000 U/g),成都好校友生物科技有限公司;胃蛋白酶(酶活力≥250 000 U/g),重慶九德生物科技有限公司;胰蛋白酶(酶活力≥250 000 U/g),上海穎心實(shí)驗(yàn)室設(shè)備有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

GP-P2000 噴霧干燥儀,上海顧信生物科技有限公司;721G 紫外分光光度計(jì),上海儀電分析儀器有限公司;KQ5200DE 超聲波清洗器,昆山市超聲儀器有限公司;Bante210 pH計(jì),上海般特儀器制造有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 黑枸杞花青素微膠囊制備

以RS、MRS、MRS-MD、MRS-GL、MRS-GA為壁材,其中復(fù)合壁材的比例為5∶1、4∶1、3∶1、2∶1、1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5[m(改性淀粉):m(其他壁材)],以黑枸杞花青素為芯材,制備5種不同壁材的花青素微膠囊。將黑枸杞花青素用蒸餾水溶解,配制成質(zhì)量濃度為10 g/L芯材溶液。將芯材溶液分別與不同壁材混合[m(花青素)∶m(壁材)=1∶20],直至最終固形物含量達(dá)到10%,攪拌至所有材料完全溶解。然后將混合液以6%的泵速、160 ℃的出口溫度進(jìn)行噴霧干燥,即得黑枸杞花青素微膠囊[9]。將微膠囊粉末在室溫下避光干燥保存,以備進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)。

1.3.2 包埋率測定

采用MAHDAVI等[10]描述的方法測定微膠囊的包封效率,包埋率的計(jì)算方法見公式(1):

(1)

式中:TAC,總花青素含量(1 mL蒸餾水加到100 mg樣品中,研碎,加入10 mL乙醇,超聲提取5 min。20 ℃,5 000 r/min離心3 min,上清液用0.45 μm濾膜過濾測花青素),mg/g;SAC,表面花青素含量(100 mg樣品,加入10 mL乙醇漩渦10 s。20 ℃,5 000 r/min離心3 min,上清液用0.45 μm濾膜過濾測花青素),mg/g。

以包埋率為指標(biāo)找出3種復(fù)合壁材的最優(yōu)配比,然后用最優(yōu)配比制備出的微膠囊進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。

1.3.3 穩(wěn)定性試驗(yàn)

1.3.3.1 儲(chǔ)存動(dòng)力學(xué)

5 mg黑枸杞花青素溶于10 mL 40%(體積分?jǐn)?shù))的乙醇溶液。將5種不同壁材的微膠囊(含等量的黑枸杞花青素)也溶于10 mL 40%的乙醇溶液。然后將上述溶液置于15 mL的透明玻璃瓶中。為了評(píng)價(jià)黑枸杞花青素在不同條件下的穩(wěn)定性,將上述玻璃瓶分別置于黑色盒子(避光條件),常溫正常照度條件培養(yǎng)箱(正常條件)和紫外光照條件。每星期測定1次,共測定6個(gè)星期。所有樣品溶液pH均為3,儲(chǔ)存溫度均為25 ℃。為了快速測量花青素降解情況,用紫外可見分光光度計(jì)測量儲(chǔ)存周期內(nèi)的520 nm處的吸光值。采用相對花青素濃度進(jìn)行評(píng)價(jià),計(jì)算如公式(2)所示:

(2)

式中:Ct,某測量時(shí)間的相對花青素濃度;A(t0),初始時(shí)間花青素在520 nm處的吸光值;A(t),某測量時(shí)間花青素在520 nm處的吸光值。

分別利用零級(jí)(Ct=C0-kt)、一級(jí)(lnCt=lnC0-kt)和二級(jí)(1/Ct=1/C0+kt)動(dòng)力學(xué)模型對相對花青素濃度進(jìn)行擬合。求出系數(shù)k,算出動(dòng)力學(xué)方程模型。研究不同壁材對花青素降解規(guī)律的影響。

1.3.3.2 儲(chǔ)存期間總花青素含量、褐化指數(shù)和聚合色素的變化

參考DORRIS等[11]的方法,總花青素含量采用示差法測量。褐化指數(shù)(browning index,BI,常用A520 nm/A420 nm表示)是一種測定富含花青素植物天然顏色質(zhì)量的指標(biāo)。聚合色素比例(percent polymeric color,PPC)采用重亞硫酸鹽漂白法進(jìn)行測定。取0.2 mL的2% K2S2O5添加到3 mL的花青素溶液中,然后用紫外可見分光光度計(jì)進(jìn)行測定。采用公式(3)~公式(5)計(jì)算顏色密度、聚合顏色和PPC值:

顏色密度=[(A520 nm-A700 nm)+(A420 nm-A700 nm)]×DF

(3)

(4)

(5)

式中:A,漂白前的樣品吸光度;A′,漂白后的樣品吸光度;DF,稀釋倍數(shù),10。

1.3.4 微膠囊形貌

在10 kV能量下,采用掃描電鏡對黑枸杞花青素微膠囊粉末進(jìn)行形態(tài)研究[10]。將粉末樣品均勻?yàn)⒃谡秤袑?dǎo)電膠帶的樣品底座上,在真空條件下涂覆一層薄金,以放大倍數(shù)2 000×和10 000×來觀察其微觀結(jié)構(gòu)形貌。

1.3.5 體外消化試驗(yàn)

1.3.5.1 消化液的制備

體外消化模型采用胃液和腸液模擬胃腸道消化情況。消化液的制備參考HUR等[12]的方法,無機(jī)鹽、酸、酶等配方詳見表1。消化液的pH用1 mol/L的HCl或1 mol/L的NaOH 進(jìn)行調(diào)節(jié)。具體的消化順序?yàn)椋?1)向60 mL胃液模擬溶液中分別加入15 mg黑枸杞花青素和微膠囊(含等量的黑枸杞花青素),混合2 h; (2)加入60 mL腸液模擬腸道環(huán)境,并混合4 h。上述混合條件為:樣品于300 mL三角瓶中以150 r/min的轉(zhuǎn)速在37 ℃下消化。模擬胃液消化時(shí),每隔0、10、20、30、60、120 min收集10 mL消化液;模擬腸道消化時(shí),每隔0、10、20、30、60、90、120、180、240 min收集10 mL消化液。5 000 r/min離心10 min,過濾后濾液于-20 ℃冰箱保存以便后續(xù)分析。

表1 消化系統(tǒng)液成分配制

1.3.5.2 微膠囊釋放特性

凍存的消化液在室溫下解凍,然后5 000 r/min離心5 min,分析上清液花青素含量。根據(jù)公式(6)計(jì)算花青素殘存率:

(6)

式中:Ar(t0),初始消化時(shí)間的花青素含量,mg/L; Ar(t),某消化時(shí)間的花青素含量,mg/L。

2 結(jié)果與分析

2.1 黑枸杞花色苷微膠囊包埋效率

以RS為壁材的花青素微膠囊包埋效率為(70.8±0.21)%,以MRS為壁材的花青素微膠囊包埋率為(78.9±0.53)%。表2為混合壁材的不同配比對微膠囊包埋率的影響,當(dāng)m(MRS)∶m(MD)為1∶4時(shí),復(fù)合壁材MRS-MD的包埋率最高(79.7±0.39)%;當(dāng)m(MRS)∶m(GL)為2∶1時(shí),復(fù)合壁材MRS-GL的包埋率較高(83.7±0.19)%;當(dāng)m(MRS)∶m(GA)為3∶1時(shí),復(fù)合壁材MRS-GA的包埋率為(82.2±0.57)%。所以從中選取復(fù)合壁材的適宜配比:m(MRS)∶m(MD)為1∶4、m(MRS)∶m(GL)為2∶1、m(MRS)∶m(GA)為3∶1,并與單一壁材RS、MRS通過后續(xù)試驗(yàn)研究不同壁材對黑枸杞花青素微膠囊的影響。5種不同壁材的微膠囊的包埋效率從大到小排序?yàn)镸RS-GLa、MRS-GAb、MRS-MDc、MRSc、RSd。與天然淀粉相比,改性淀粉具有較好的溶解性和較低的黏度,可提高微膠囊的包埋效率[7]。以改性淀粉復(fù)合明膠為壁材制備出的微膠囊包埋率最高。這可能是因?yàn)椋詥我坏矸蹫楸诓膩戆窕ㄇ嗨貢?huì)缺乏一定的界面特性,所以通常會(huì)與其他的壁材(蛋白質(zhì)或樹膠)結(jié)合使用[13-14]。明膠是蛋白類物質(zhì),阿拉伯樹膠是由糖蛋白和多糖組成。明膠或阿拉伯樹膠與改性淀粉結(jié)合可提高微膠囊的包埋效率。這與SUN等[15]和RAJABI等[16]報(bào)道的結(jié)果相似。因此包埋效率與壁材的種類有一定的相關(guān)性。不同的壁材具有不同物理性能(例如成膜性及乳化性),這些物理性能會(huì)影響包埋黑枸杞花青素的效率。

表2 不同比例壁材的微膠囊包埋效率 單位:%

2.2 穩(wěn)定性分析

2.2.1 花色苷微膠囊儲(chǔ)存期降解動(dòng)力學(xué)分析

未包埋的黑枸杞花青素(LRA)以及微膠囊在紫外加速條件、避光條件和正常條件下存儲(chǔ)了6個(gè)星期,隨著存儲(chǔ)時(shí)間的延長花青素含量均逐漸降解[17]。在本實(shí)驗(yàn)中使用一種快速簡便的方法測量花青素的相對含量?;ㄇ嗨叵鄬坎粌H與總花青素有關(guān),也受花青素降解產(chǎn)物影響[18]。通過3種動(dòng)力學(xué)模型(零級(jí)、一級(jí)、二級(jí)動(dòng)力學(xué))擬合可得出不同貯存條件下花青素的降解規(guī)律,降解動(dòng)力學(xué)模型擬合結(jié)果見表3。通過擬合方程的回歸系數(shù)R2可知,二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型擬合出的方程回歸系數(shù)要大于零級(jí)和一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型,表明二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型更能反映出花青素的降解規(guī)律。測量的數(shù)據(jù)很好的擬合了二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程,這與GHIDOUCHE等[19]的研究結(jié)果也是相一致的。

表3 花青素微膠囊在不同條件下的降解動(dòng)力學(xué)級(jí)數(shù)

在所有儲(chǔ)存條件下,花青素均隨時(shí)間的延長而發(fā)生降解。降解速率(k)是由擬合的線性方程的斜率所確定的。通過比較不同儲(chǔ)存條件下的降解速率,發(fā)現(xiàn)正常條件以及紫外加速條件下的降解速率均大于避光條件。由此可知,正常光線以及紫外加速條件會(huì)對花青素的穩(wěn)定性產(chǎn)生極大影響,這可能是因?yàn)榄h(huán)境因素破壞了花青素分子的骨架結(jié)構(gòu)。目前,有眾多研究報(bào)道了微膠囊壁材對花青素降解的影響。通過降解速率(k)可知,在同一儲(chǔ)存條件下,花青素的穩(wěn)定性也會(huì)受到微膠囊壁材的影響,其中未包埋的花青素與5種微膠囊的降解速率從小到大順序?yàn)镸RS-GL、MRS-GA、MRS-MD、MRS、RS、LRA,降解速率越小穩(wěn)定性越高。綜上所述,以改性淀粉-明膠為壁材制備的微膠囊具備最好的穩(wěn)定性。通過結(jié)合包埋率與穩(wěn)定性的結(jié)果,分析可知,微膠囊的包埋效率與穩(wěn)定性具有極大的相關(guān)性。微膠囊的包埋效率越高,貯藏穩(wěn)定性越好,這與LI等[20]的研究結(jié)果一致。與未包埋的黑枸杞花青素相比,微膠囊化后可顯著增加花青素的穩(wěn)定性。這些結(jié)果表明,黑枸杞花青素經(jīng)過包封劑包埋之后可有效阻隔環(huán)境因素的不利影響。5種微膠囊和未包埋的黑枸杞花青素的降解速率不同,說明不同壁材對花青素的保護(hù)作用也不同。這些與CALVO等[13]的研究結(jié)果類似。

續(xù)表3

2.2.2 總花青素含量變化

為了進(jìn)一步研究花青素在儲(chǔ)存期間的穩(wěn)定性,本試驗(yàn)測定了花青素含量的變化情況??偦ㄇ嗨睾吭?種貯存條件下的變化情況如圖1所示。3種儲(chǔ)存條件中,避光條件下總花青素含量變化最小。與黑枸杞花青素微膠囊相比,未包埋的黑枸杞總花青素含量顯著降低。貯藏6個(gè)星期后,未包埋的黑枸杞花青素在紫外條件、避光條件和正常條件下的花青素含量為20.04、40.86、33.90 mg/L,分別降解了68.56%、35.90%和46.81%。總花青素含量的變化也受到壁材的影響,其中用MRS-GL和MRS-GA包埋的花青素微膠囊的總花青素含量降低較慢,且與其他壁材包埋的花青素微膠囊和未包埋的花青素中總花青素含量變化具有顯著差別(P<0.05)。其中,用MRS-GL為壁材包埋的花青素微膠囊的總花青素含量在紫外條件、避光條件和正常條件下分別只降解了28.35%、17.85%、18.64%。由圖1可知,改性淀粉與明膠混合后對花青素具有較好的保護(hù)性能。這可能是因明膠結(jié)構(gòu)中疏水性氨基酸殘基(例如脯氨酸、羥脯氨酸和丙氨酸)的存在,可減少空氣中的水分以及熱對花青素的影響[21]。同時(shí)明膠具有較高的機(jī)械強(qiáng)度、較強(qiáng)的熱穩(wěn)定性和較優(yōu)的阻隔水的能力[22]。

a-紫外條件;b-避光條件;c-正常條件圖1 不同貯存條件下總花青素含量的變化情況

2.2.3 聚合色素與褐化指數(shù)分析

聚合色素與褐化指數(shù)也是評(píng)價(jià)花青素穩(wěn)定性的兩項(xiàng)重要指標(biāo)。圖2和圖3為儲(chǔ)存條件、時(shí)間和壁材的不同對上述兩項(xiàng)指標(biāo)的影響。由圖2可知,PPC隨著時(shí)間的延長而增加。PPC的增加可能是因儲(chǔ)存期間花色苷分子間的相互作用形成了聚合物。聚合色素的形成在整個(gè)花青素溶液的褪色過程中起著重要作用。此外,與微膠囊相比,未包埋花青素的PPC增加顯著。如正常條件下,未包埋黑枸杞花青素的PPC增加到了62.95%,這明顯高于以MRS-GL為壁材制備的花青素微膠囊(P<0.05)。

由圖3可知,BI隨著時(shí)間的延長而逐漸降低,這與WROLSTAD等[18]的研究結(jié)果相似。BI在紫外條件均比避光條件和正常條件下降低的速率快,且用MRS-GL、MRS-GA、MRS-MD、MRS、RS包埋的花青素微膠囊BI值均比未包埋花青素BI值降低的慢(P<0.05)。這些結(jié)果均說明微膠囊可有效保護(hù)花青素,防止降解,且MRS-GL與MRS-GA表現(xiàn)了最佳的保護(hù)性能。

a-紫外條件;b-避光條件;c-正常條件圖2 不同貯存條件下PPC的變化情況

a-紫外條件;b-避光條件;c-正常條件圖3 不同貯存條件下BI的變化情況

圖4是BI、相對花青素濃度和總花青素含量相關(guān)關(guān)系的三維散點(diǎn)圖。在儲(chǔ)存過程中,BI隨著儲(chǔ)存時(shí)間的延長而不斷下降,同時(shí)相對花青素濃度和總花青素含量也不斷降低。BI與相對花青素濃度、總花青素含量成正比。圖5是PPC、相對花青素濃度和總花青素含量相關(guān)關(guān)系的三維散點(diǎn)圖。在儲(chǔ)存過程中,PPC隨著儲(chǔ)存時(shí)間的延長而不斷上升,相對花青素濃度和總花青素含量不斷降低。PPC與相對花青素濃度、總花青素含量成反比。這些研究結(jié)果表明,PPC和BI與花青素具有密切相關(guān)性,可作為評(píng)價(jià)花青素穩(wěn)定性的重要指標(biāo)。

圖4 BI、相對花青素濃度和花青素含量相關(guān)關(guān)系的三維散點(diǎn)圖

圖5 PPC、相對花青素濃度和花青素含量相關(guān)關(guān)系的三維散點(diǎn)圖

2.3 微膠囊形貌

花青素是親水性著色劑,特別適合與果膠、樹膠等水基凝膠復(fù)配或與麥芽糊精、淀粉等極性固體基質(zhì)相結(jié)合[10]。由圖6可知,以RS和MRS為壁材的微膠囊均呈現(xiàn)為棱角分明的多邊體,大小分布較均勻,其中RS微膠囊顆粒之間易發(fā)生團(tuán)聚。而以MRS-MD、MRS-GL、MRS-GA為壁材的部分微膠囊為光滑的圓球形,大小分布不均一,基本無團(tuán)聚。部分顆粒表面發(fā)生皺縮,這可能是因?yàn)閲婌F干燥過程中水分迅速蒸發(fā),微膠囊膨脹,失水太快導(dǎo)致壁材不均勻收縮,麥芽糊精極易溶于水,在壁材表面形成許多小孔,水分通過這些孔道蒸發(fā)出來,從而使微膠囊表面凹陷形成糟皺?;ㄇ嗨匚⒛z囊基本無破損孔洞。結(jié)合前面的結(jié)果可知,微膠囊的外觀形貌、微膠囊包埋率和顆粒穩(wěn)定性,這三者之間具有相關(guān)性。微膠囊表面越圓潤和光滑,則包埋效率越高、貯藏穩(wěn)定性也越好。顆粒表面越光滑,外界環(huán)境條件對黑枸杞花青素的降解影響就越小。這與TOLUN等[23]的觀察結(jié)果相似。

圖6 黑枸杞花色苷微膠囊形貌

2.4 花青素微膠囊的釋放特性

經(jīng)過唾液消化后,微膠囊在模擬胃腸道釋放過程中可分為2個(gè)階段,即胃部階段和腸道階段。由圖7可知,花青素微膠囊的釋放具有相似的特點(diǎn)。在模擬胃部條件下,前30 min內(nèi)緩慢釋放,然后趨于平穩(wěn)。黑枸杞花青素在pH 1.2的環(huán)境中幾乎沒有降解發(fā)生。可能是由于胃液的強(qiáng)酸性,花青素可穩(wěn)定地以2-苯基苯并吡喃陽離子形式存在,且釋放的花青素始終保持較高穩(wěn)定性。而當(dāng)花青素到達(dá)pH 8.1腸道時(shí),由于pH迅速上升至中性,花青素分子轉(zhuǎn)化為醌式結(jié)構(gòu)、半縮酮和查兒酮等形式,穩(wěn)定性顯著下降。轉(zhuǎn)移至腸道條件時(shí),未包埋花青素在培養(yǎng)期間,殘存率持續(xù)下降,而RS、MRS、MRS-MD、MRS-GA、MRS-GL5種壁材制備的花青素微膠囊中的花青素以及未包埋的花青素在前30 min內(nèi)快速下降。2 h后MRS-MD、MRS-GA、MRS-GL、MRS、RS和未包埋的花青素殘存率分別為50.3%、42.6%、41.1%、34.6%、28.5%、14.2%。MRS-MD最能提高黑枸杞花青素生物利用度,根據(jù)在腸道消化液中的穩(wěn)定性從大到小排序?yàn)镸RS-MDa、MRS-GAb、MRS-GLc、MRSc、RSd、LRAe。4 h后,5種微膠囊與未包埋的花青素者之間沒有顯著的差異(P>0.05),這可能是因?yàn)殚L時(shí)間的腸液消化導(dǎo)致微膠囊破裂,壁材的保護(hù)作用降低,花青素降解速率加快。以單一的天然淀粉或改性淀粉制備的微膠囊表面的花青素含量較高,易受消化液的影響而發(fā)生降解。當(dāng)改性淀粉與麥芽糊精復(fù)合使用后,花青素在胃腸道消化中的生物利用度最好。改性淀粉與麥芽糊精可以在被包裹的花青素周圍形成致密層,減少其在胃腸道模擬液中降解。雖然明膠與改性淀粉也可在花青素周圍形成一層致密層,但是明膠是蛋白類物質(zhì),胃和腸道模擬液中含有胃蛋白酶和胰蛋白酶。在消化過程中明膠易受蛋白酶的作用而分解并形成裂縫和孔洞,造成消化液進(jìn)入微膠囊內(nèi)腔,失去壁材對花青素的保護(hù)作用。這些與SUN等報(bào)告的結(jié)果相似[15]。總體來說,當(dāng)花青素荷載到壁材顆粒上后,穩(wěn)定性得到提高,增加了其在腸道上的吸收濃度和時(shí)間,能夠更好地保證其在人體內(nèi)的吸收利用。

a-胃消化;b-腸道消化圖7 模擬胃腸道消化條件下花青素的殘存率

3 結(jié)論

以黑枸杞花青素為芯材,RS、MRS、MRS-GL、MRS-GA、MRS-MD為壁材,利用噴霧干燥法制備了5種微膠囊??傮w來說,不同壁材會(huì)顯著影響微膠囊的包埋效率、貯藏穩(wěn)定性、外觀形貌及緩釋特性。其中利用MRS-GL的復(fù)合壁材制備黑枸杞花青素微膠囊的包埋效果最好,包埋率高達(dá)83.7%。根據(jù)降解動(dòng)力學(xué)模擬試驗(yàn),二級(jí)動(dòng)力學(xué)能較好地模擬花青素的降解過程。其中,MRS-GL和MRS-GA制備的微膠囊顯著提高了黑枸杞花青素的穩(wěn)定性,對其起到了較好的保護(hù)作用。此外,儲(chǔ)藏過程中花青素含量、相對花青素濃度和PPC、BI之間呈現(xiàn)較好的相關(guān)關(guān)系。MRS-GL、MRS-GA、MRS-MD為壁材的部分微膠囊呈現(xiàn)為光滑的圓球形,大小分布不均一,基本無團(tuán)聚。5種微膠囊和未包埋的黑枸杞花青素經(jīng)過胃消化花青素含量趨于平穩(wěn),基本未降解;而經(jīng)過腸道消化后,由于消化液偏堿性,花青素殘存率逐漸降低。微膠囊化后,可顯著提高黑枸杞花青素在腸道中的生物利用度,其中MRS-MD包埋的微膠囊花青素殘存率降低的最慢。對于黑枸杞花青素,這項(xiàng)研究可能會(huì)提供適合黑枸杞花青素微膠囊化的壁材信息,為其微膠囊化及在食品工業(yè)中的應(yīng)用提供一定參考。

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