植物甾醇微胶囊的制备

于佳乐，宋艳芳，王照阳，牛春艳

(吉林农业科技学院食品工程学院，吉林 吉林 132101)

黄金莓中含有植物甾醇。植物甾醇是天然食物中的微量成分，通过每天的定量食用能够抑制人体对胆固醇的吸收，促进胆固醇的降解代谢，抑制胆固醇的生化合成，减少患心血管病的风险。目前，对于黄金莓的开发利用研究较少。微胶囊化技术是一种通过使用成膜材料将固体、液体或气体嵌入功能核-壳包合物中的技术[1-9]。所制备的包合配合物被称为微胶囊。微胶囊的粒度通常为几微米到数千微米。壳聚糖是碳水化合物中的功能多糖，可以作为天然高分子材料作为微胶囊的壁材进行包封，具有来源丰富、无毒、稳定性好、密封性好等优点，目前在食品、化工、农业等领域得到了广泛的应用。

1 黄金莓植物甾醇微胶囊的制备

1.1 工艺流程

壳聚糖、抗性淀粉、植物甾醇→搅拌→调酸碱性→包埋→过滤→离心→干燥→过筛→微胶囊。

1.2 黄金莓植物甾醇微胶囊的制备工艺

采用干燥法辅助制备微胶囊，通过单因素和正交试验考察植物甾醇添加量、壳聚糖添加量、抗性淀粉添加量、搅拌时间等4个因素对植物甾醇微胶囊的影响，从而进一步确定植物甾醇微胶囊的最佳制备工艺条件。

1.3 最佳制备条件

包埋率作为评价制备条件的指标，在单因素及正交试验基础上考察植物甾醇添加量、壳聚糖添加量、抗性淀粉添加量、搅拌时间的影响，优化了黄金莓植物甾醇微胶囊的制备条件。

2 结果分析

2.1 黄金莓植物甾醇微胶囊制备单因素试验

试验选取植物甾醇添加量、壳聚糖添加量、抗性淀粉添加量、搅拌时间为4个考察因素，以包埋率为考察目标，对植物甾醇微胶囊的制备做初步探索。

2.1.1 植物甾醇添加量对微胶囊的影响

准确称量0.1%、0.3%、0.5%、0.7%、0.9%的植物甾醇，分别加入壳聚糖0.6%，抗性淀粉1%，用纯净水溶解并定容至10 mL，在恒温水浴锅中进行搅拌15 min，然后通过过滤，离心，置于冷冻干燥箱中干燥制备微胶囊，并对上层液体进行包埋率计算，筛选出最佳的植物甾醇添加量。结果如图1。

图1 植物甾醇添加量对微胶囊的影响Fig.1 Effect of phytosterol addition on microcapsules

由图1可以看出，植物甾醇添加量在0.5%～0.9%时，植物甾醇微胶囊的包埋率呈上升状态，随植物甾醇添加量增加，微胶囊的包埋率上升至最大值，再继续添加植物甾醇直至0.9%时，植物甾醇的包埋率下降。因此，初步确定最优的植物甾醇添加量0.7%，从而选择0.5%、0.7%、0.9%三个水平进行正交试验。

2.1.2 壳聚糖添加量对微胶囊的影响

以壳聚糖为考察因素，分别加入0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%，研究相同条件下壳聚糖添加量对微胶囊包埋率的影响，根据指标筛选出最佳的壳聚糖添加量。结果如图2。

图2 壳聚糖添加量对微胶囊的影响Fig.2 Effect of chitosan content on microcapsules

由图2可以看出，壳聚糖添加量在0.6%～1.0%时，植物甾醇微胶囊的包埋率呈上升状态，随壳聚糖添加量的增加，微胶囊的包埋率上升至最大值。因此，初步确定最优的壳聚糖添加量为0.1%，从而选择0.6%、0.8%、1.0%三个水平进行正交试验。

2.1.3 抗性淀粉添加量对微胶囊的影响

以抗性淀粉为考察因素，分别加入0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%，研究相同条件下抗性淀粉添加量对微胶囊包埋率的影响，根据包埋率的指标，筛选出最佳的抗性淀粉添加量。结果如图3。

图3 抗性淀粉添加量对微胶囊的影响Fig.3 Effect of resistant starch on microcapsules

由图3可以看出，抗性淀粉添加量在0.6%～1.0%时，植物甾醇微胶囊的包埋率呈上升状态，随着抗性淀粉添加量的增加，微胶囊包埋率上升至最大值。因此，初步确定最优的抗性淀粉添加量，从而选择0.6%、0.8%、1.0%三个水平进行正交试验。

2.1.4 搅拌时间对微胶囊的影响

以搅拌时间为考察因素，分别为5 min、10 min、15 min、20 min、25 min，研究相同条件下搅拌时间对微胶囊包埋率的影响，根据包埋率的指标，筛选出最佳的搅拌时间，结果如图4。

图4 搅拌时间对微胶囊的影响Fig.4 Effect of stirring time on microcapsules

由图4可以看出，搅拌时间在5 min时出现最大值，随着搅拌时间的增加，微胶囊包埋率呈下降趋势，因此，初步确定最优的搅拌时间为5 min，从而选择5 min、10 min、15 min三个水平因素进行正交试验。

2.2 正交试验确定最优工艺条件

以单因素试验作为考察基础，由其筛选出植物甾醇添加量、壳聚糖添加量、抗性淀粉添加量、搅拌时间4个影响较大的因素进入正交试验，采用L9(34)正交设计，研究黄金莓植物甾醇微胶囊的制备的最优制备工艺参数，试验因素水平的设计见表1。

表1 正交试验因素水平表Tab.1 Level of orthogonal test factors

由表2中正交试验和数据分析结果可知，影响植物甾醇微胶囊的制备的主次因素D>B>A>C，即植物甾醇对微胶囊制备的影响最大，其次是壳聚糖、抗性淀粉、搅拌时间。根据正交试验和极差分析结果来看，植物甾醇微胶囊的制备最佳工艺参数为A2B3C1D2，即最佳制备条件为植物甾醇添加量0.7%、壳聚糖添加量1.0%、抗性淀粉添加量0.8%、搅拌时间5 min，在此条件下得到的植物甾醇微胶囊较优。

表2 L9(34)正交试验表Tab.2 L9 (34) orthogonal test table

3 结语

在植物甾醇微胶囊的制备过程中，以单因素为考察基础，筛选出聚糖添加量、玉米抗性淀粉添加量、搅拌时间、植物甾醇添加量4个因素进行正交试验，试验结果表明：制备黄金莓植物甾醇微胶囊的最佳工艺条件为A2B3C1D，即植物甾醇添加量0.7%、壳聚糖添加量1.0%、抗性淀粉添加量0.8%、搅拌时间5 min，在此条件下制备的植物甾醇微胶囊包埋率最高。