微胶囊技术在食品添加剂领域的应用

朱志鑫，苏可盈, ，黄国龙，程佳慧，薛斌

1.广州工商学院工学院（广州 510850）；2.华南理工大学食品科学与工程学院（广州 510642）

微胶囊技术是指芯材（多糖、多肽、添加剂等）在乳化剂的作用下，与相应的壁材相结合，并在一定条件下使壁材紧紧包裹在芯材表面，经后续干燥处理得到粉末状微胶囊的新型技术[1]。在食品领域中，微胶囊技术常用于食品组分的包埋，使得被包埋的芯材避免与外界环境相接触。部分研究表明，用微胶囊技术处理食品添加剂，能起到改变其物理状态、提高其可操作性、改善感官性质、控制释放速度、缓解毒性、增强其稳定性和抗干扰能力等作用[2-4]。文章论述了近年来微胶囊技术在食品添加剂加工中的应用和发展，将为新型食品添加剂的加工和生产提供有力的参考，也为微胶囊技术的应用开拓了思路。

1 常见的食品添加剂微胶囊

在食品的生产、加工过程中，常常会加入少量食品添加剂，这主要是为了延长食品货架期，改善食品的感官性状，便于加工等，通过微胶囊包埋食品添加剂能有效提高食品添加剂的稳定性，改善食品口感。目前，食品添加剂微胶囊化主要应用于防腐剂、着色剂、香精香料中，部分研究结果如表1所示。

表1 常见食品添加剂微胶囊化的应用

1.1 防腐剂的微胶囊化

在食品生产、加工的过程中，加入适量防腐剂能够有效抑制食品中微生物的生长繁殖，延缓食品的腐败变质，从而延长食品的货架期。防腐剂的微胶囊化可以使其毒性有效降低，提高其稳定性，提升对食品的防腐效果，可应用于果蔬的保鲜及抑菌液的研发方向。

Chen等[5]研究发现，通过复合凝聚法制备的茶树油微胶囊在热稳定性、缓释、延长保质期方面有显著改善，对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌有长期的抑制效果。杨婧娟等[7]研究了发酵滇黄精皂苷的抑菌活性，结果表明经微胶囊化后有利于稳定活性成分，维持抑菌能力，便于实际应用。

1.2 着色剂的微胶囊化

甜菜黄素和降胭脂树橙是应用于食品中的天然食用色素，且具有多种生物活性，但感官性质易受外界环境的影响，不易保存，微胶囊化可有效提高其稳定性和溶解度。Fernández-Lópe等[14]研究发现，将甜菜黄素微胶囊应用于酸奶和软饮料中均呈现诱人的淡黄色，在黑暗环境、4 ℃条件下保存了28 d。Tupuna-Yerovi等[15]通过喷雾干燥法制备降胭脂树橙微胶囊，将其作为着色剂应用于橘子饮料可呈现良好的橙色，有效提高降胭脂树橙的保留率，延长保质期。

1.3 香精香料的微胶囊化

香精香料是为了提高食品中的风味而添加的香味物质，易氧化、受潮。微胶囊技术在不影响其固有性质的情况下，提高了香精香料的稳定性，能更完整地保留其功能特性和风味。陶缘等[22]以明胶-海藻酸钠为壁材包埋猪肉香精，经微胶囊化后产品外观品质均一、性能稳定，具有良好的特征香味。Bao等[25]研究发现，通过原位聚合法制备茉莉香精微胶囊，所得产品具有粒径小、耐沸水、耐腐蚀的特点，可显著降低香精的挥发性，在水中稳定持续释放时间最长可达22 d。

2 微胶囊添加剂在食品中的应用

微胶囊食品添加剂在饮料制品、肉制品、面制品中应用较为广泛，其添加有助于改善饮料制品的色泽、澄清度和风味，提高肉制品的品质和氧化稳定性，改善面制品的感官形状和稳定性，为食品进行大规模工业化生产提供良好的基础，部分研究结果如表2所示。

表2 各类微胶囊食品添加剂在食品中的应用

2.1 饮料制品的微胶囊化

2.1.1 茶饮料的微胶囊化

茶叶中含有对光、温度、氧气、酸、碱等环境因素敏感的活性物质，如茶多糖、茶多酚、茶色素。通过微胶囊技术对茶饮料中的各种敏感性物质和风味物质有选择地进行包埋，可避免不良反应和不良现象的发生，最大限度地保留茶饮料中的有效成分、色泽和风味。

宁恩创等[26]通过喷雾干燥法制备金花茶多酚微胶囊，结果表明，微胶囊化可有效提升金花茶多酚的抗氧化能力和稳定性，并使其拥有较好的缓释效果。Rasouli等[28]研究将绿茶、橙皮提取物微胶囊制备成功能性饮料，结果表明，经微胶囊化后饮料中的营养成分保留情况良好，充分提升了其营养价值，延长了保质期。

2.1.2 果蔬饮料的微胶囊化

果蔬饮料易受到光照、温度的影响而发生褐变、沉底等现象。微胶囊技术的应用可实现对果蔬原料中营养物质和生物活性成分的有效保护，提高果蔬饮料的产品质量。屈小媛等[31]研究发现，黑树莓果汁经微胶囊化后可显著提升其内部活性成分的稳定性，并具有一定的缓释效果，为后续生产出高营养价值的黑树莓果汁饮料提供了解决方案。高媛媛等[33]采用喷雾干燥法制备雪莲果汁粉末油脂微胶囊，所得产品经冲溶后复水性良好，具有良好的风味和色泽，提高了雪莲果的利用价值，后续可作为开发配方奶粉和功能性固体饮料的原材料。

2.1.3 乳饮料的微胶囊化

微胶囊添加剂在乳饮料中的应用主要集中于微胶囊脂肪类物质的添加，微胶囊脂肪类物质能起到改善口感，提供能量，补充不饱和脂肪酸等作用。Rutz等[34]研究了富含类胡萝卜素的棕榈油微胶囊应用于食品前后的释放特性，结果表明，在食品的应用中类胡萝卜素释放缓慢，其活性成分不易被降解，该方法后续可用于酸奶的制备，提升酸奶的营养价值。Da Silva等[36]以腰果胶、壳聚糖为壁材，采用复合凝聚法制备巴西油桃木果油微胶囊，经包埋后有助于稳定活性成分和提高抗氧化能力，应用于酸奶中具有良好的缓释效果。

2.1.4 肉制品的微胶囊化

肉制品在生产、加工等过程中容易发生腐败变质，最主要有三个原因，分别是肉制品本身的组成和性质、环境因素、微生物的污染。通过微胶囊化的方式，包埋抗氧化剂或其他物质作用于肉制品，能够有效提高肉制品的抗氧化能力，延长保质期的同时可以提高出栏率。

Meng等[39]采用冷冻干燥法制备花椒精油微胶囊，将其应用于中式香肠中可改善香肠的质地和色泽，并有效抑制脂质氧化，保护了风味物质的挥发与降解。李登龙[42]研究发现将桑葚多酚微胶囊应用于猪肉脯中能够有效改善其氧化稳定性，并使产品表现出良好的体外抗氧化活性。

2.1.5 面制品的微胶囊化

面包因其种类众多而深受消费者喜爱，市面上出现越来越多具有一定功能性的面包，如乳酸菌面包、低脂高纤面包等。在面包的生产过程中，加入益生菌发酵制作面包越发常见，但往往益生菌在烘焙的过程中存活率较低，甚至全部失活。经微胶囊化处理，将益生菌微胶囊应用到面包的生产工艺中，能够有效提高益生菌的稳定性和存活率，从而达到改善宿主微生态平衡而促进机体健康的效果。Mirzamani等[48]在面包烘烤过程中添加嗜酸乳杆菌微胶囊，研究结果表明，经微胶囊化后该益生菌在极端热处理中仍具有较高活性，为后续生产益生菌面包提供了较好的解决方案。Gulzar等[43]研究虾油和茶籽油混合微胶囊强化全麦饼干，结果表明，将其应用于全麦饼干中可使其拥有较好的感官性状和良好的健康效益。

3 展望

新型食品添加剂和新型食品的生产与开发拥有广阔的发展前景，也是食品工业发展的重要趋势之一。微胶囊技术的广泛应用，推动了食品行业的多种创新，其应用于食品添加剂领域，有效改善了饮料制品、肉制品和面制品的食品品质，延长了保质期，并使得食品具有较好的理化性质和良好的风味，推动了食品添加剂工业更加简便、高效的应用与发展。当前，我国在微胶囊技术领域发展迅速，对于其在新型食品添加剂生产开发方面，应向着绿色环保、质量上乘、结构稳定、形态微小等方向研究，可根据各类食品营养和风味的不同、加工工艺的要求等方面进行定制特定功能的微胶囊产品，从而不断开发出益于人体健康、风味优良的新型食品，让人们和社会获得更多效益。

4 结语

目前，微胶囊技术不断发展创新，取得了众多研究成果，而食品添加剂在其发展带动下也广泛应用于各类食品中。尤其在界面聚合法、原位聚合法等高效的包埋技术加持下，能够较好地克服食品添加剂本身所具有的不良性状，使其稳定性高、便于加工，从而生产出品质优良、贮存期长的食品。与此同时，微胶囊技术所涉及的壁材也可选用绿色环保材料，在质量好、稳定性佳、形态微小的基础上，研发出多样化的新型食品添加剂和多种类的营养价值高、易吸收的新型食品，满足多元化市场需求，加速食品工业化的进程，为后续食品微胶囊化的研究提供强有力的理论依据和参考。