微胶囊制备过程对多不饱和脂肪酸品质的影响机制研究

Polyunsaturated fatty acids (PUFAs) is widely applied as functional food additives and ingredients. However, their chemical instability makes them susceptible to oxidation that lead to the loss of functional activities and even the generation of toxic reaction products. The microencapsulation technology can effectively protect PUFAs from deterioration by greatly delaying the process of oxidation. Heretofore, the studies in the related fields were almost focused on the optimization of material and structure of the microcapsules, and the effect mechanism of preparation process itself on the quality of PUFAs has not been reported. In this research, the complex coacervation technique will be used, and the effect mechanism of the changes caused by the operations of emulsification, embedding, hardening and drying on the quality of PUFAs will be revealed. Methyl linoleate and α-linolenate as representative ω-6 and ω-3 PUFAs will be used for analysis of the causes and formation mechanism of the quality variation during the microcapsule preparation process. The results of this study will lay a crucial foundation for accurately guiding the quality improvement of the microcapsule products. This research will also provide necessary technical supports for the application of PUFAs in functional food industry.

多不饱和脂肪酸作为功能性食品配料和食品添加剂应用广泛，但其极易发生氧化而丧失功能活性甚至生成具有生理毒性的产物。运用微胶囊技术包埋多不饱和脂肪酸可以大幅度延缓其氧化反应的进程，从而有效对其加以保护。迄今为止该领域的研究集中于针对微胶囊壁材和结构的优化上，而对制备过程本身的探究及其对油脂品质的影响机制解析均尚无报道。本项目拟采用复合凝聚的方法，解析乳化、包埋、固定和干燥的过程中的各环节的操作产生的变化对体系中油脂品质的影响机制。拟选用亚油酸甲酯和α-亚麻酸甲酯作为代表性的ω-6和ω-3型多不饱和脂肪酸进行研究，解析制备过程中不同类型的多不饱和脂肪酸品质变化差异的成因和形成机制。本研究将全面揭示上述机制，为多不饱和脂肪酸微胶囊产品的品质改良提供更为精准的指导，从而为在功能性食品产业中更有效地使用和推广多不饱和脂肪酸奠定理论基础并提供技术支持，具有重要的研究价值和应用前景。

不饱和油脂作为功能性食品配料和食品添加剂应用广泛，但其极易发生氧化而丧失功能活性甚至生成具有生理毒性的产物。运用微胶囊技术包埋不饱和油脂可以大幅度延缓其氧化反应的进程，从而有效对其加以保护。本项目采用复合凝聚的方法，解析了乳化、包埋、固定和干燥的制备过程中的各环节的操作给体系环境造成的变化对体系中油脂品质的影响机制。通过加速氧化试验，以氧化诱导时间为指标衡量芯材的氧化稳定性。研究发现，乳化液粒径大小、壁材蛋白质的溶解温度、固化剂的使用种类和顺序、干燥方式的选择分别是乳化、包埋、固化和干燥四个环节中对不饱和油脂的氧化稳定性产生较大影响的因素。上述四者中，又以固化和干燥过程的影响较之其它二者更大。产生这些影响的机理则通过扫描电镜、傅里叶红外光谱和热重分析等方法加以探究。特别是在干燥的环节，本研究开发了有别于传统的喷雾干燥和冷冻干燥的新型干燥方法，通过溶剂置换，规避了影响产品氧化稳定性多种内在和外在因素，有效地提升了产品的稳态化性能。此外，本研究还解析了微胶囊化过程对微胶囊形态结构影响，通过表征流体状态的雷诺数以及表征的壁材复合凝聚程度吸光度值的把控，将微胶囊产品的形态和尺寸进行控制，特别是可以使其低于人体口腔的感官阈值，从而更适用于婴幼儿配方食品以及特殊人群的营养强化食品中。综上所述，本研究为不饱和油脂微胶囊产品的品质改良提供了更为精准的指导，从而为在功能食品产业中更有效地使用和推广不饱和油脂奠定理论基础并提供技术支持，具有重要的研究价值和应用前景。