肉桂醛微胶囊的制备及应用进展

余春平，许春芳

（武汉能迈科实业有限公司，湖北 武汉 430000）

肉桂醛（Cinnamaldehyde） 又称β - 苯基丙烯醛，是一种无色或浅黄色油状液体，具有浓郁的肉桂香气，广泛存在于肉桂油、风信子油等精油中[1]。肉桂醛具有较强的抑菌性和良好的持香作用，是GB 2760—2016 允许使用的一种食品防腐剂和香精，在食品、医药、饲料等领域具有广泛的应用。肉桂醛可溶于乙醇或乙醚、微溶于水，易挥发。且由于肉桂醛分子中存在碳碳双键和醛基，在空气中容易被氧化。此外，由于肉桂醛具有一定刺激气味，直接应用到食品中会影响食品的风味[2]。

微胶囊技术是一种将分散的固体、液体、气体包裹于另一种材料中而不引起化学反应的技术[3]。制成的微小粒子被称为微胶囊，外观近似球状或粒状。微胶囊由2 个部分组成：包被材料称为壁材、被包裹的材料称为芯材。壁材一般分为四大类：无机材料、半合成高分子材料、天然高分子材料、合成高分子材料。微胶囊技术的应用可以改变芯材物质的物理性质、保护芯材免受外界环境影响、实现芯材的控制释放、掩盖芯材的不良气味、减少芯材的毒理作用等[4]。微胶囊技术是解决肉桂醛上述问题的手段之一，既可以改善肉桂醛的溶解性、防止肉桂醛氧化、免受环境温度光照等的影响，也可以使肉桂醛缓慢释放，达到持续抑菌和保持持久香气的目的，此外也拓宽了微胶囊的应用领域。

1 肉桂醛微胶囊的制备

微胶囊壁材的选择要视芯材的性质来选择，两者之间不能发生反应、不能混溶。肉桂醛微胶囊常用到的壁材包括β - 环糊精、阿拉伯胶、壳聚糖、海藻酸钠等多糖，也包括大豆分离蛋白等蛋白质及蛋黄卵磷脂等脂质，还包括二氧化硅、碳酸钙等无机材料。

肉桂醛微胶囊常用的壁材及制备方法见表1。

表1 肉桂醛微胶囊常用的壁材及制备方法

β - 环糊精分子是一类环状低聚糖，立体结构是略成锥状的圆筒型，外亲水、内疏水，化学性质稳定[5]。β - 环糊精因价格低廉易得、包封率高、空腔尺寸适中，从而广泛应用于微胶囊的生产中；阿拉伯胶具有良好的溶解性、乳化性及成膜性而被广泛应用于乳化型香精或其他液体物料转变成粉末的工艺，常与明胶、麦芽糊精等复配使用，提高微胶囊的包埋率[6]；微胶囊的制备方法一般分为三大类：物理法、物理化学法和化学法[6]。化学法主要是利用单体发生聚合反应，生成高分子壁材将芯材包裹形成的微胶囊，包括悬浮聚合法、界面聚合法、原位聚合法等；物理法则是让芯材和壁材充分混合均匀、细化造粒，最后壁材凝固在芯材表面而形成微胶囊，包括喷雾干燥法、空气悬浮法、喷雾冷凝法等；物理化学法主要是通过改变条件（如温度、pH 值、无机盐电、非溶剂等） 使溶解状态的成膜材料从溶液中凝聚出来，从而将芯材包裹形成微胶囊，包括相分离法、复合凝聚法、熔化分散法等。肉桂醛微胶囊的制备常采用喷雾干燥法、复合凝聚法、饱和水溶液法。

2 肉桂醛微胶囊的表征方法

肉桂醛微胶囊常采用扫描电镜、红外光谱、热重分析、差式扫描量热分析、粒径分析等分析方法。杨辉等人[2]制作的肉桂醛/乙基纤维素微胶囊通过红外光谱分析进一步解释了微胶囊形成原理：制备好的肉桂醛微胶囊的苯基及醛基的红外光谱特征吸收峰相较肉桂醛单体明显减弱甚至消失。微胶囊在形成的过程中，乙基纤维素遇到水后进行自组装形成疏水性空腔将肉桂醛的疏水基团苯基以及醛基包裹进空腔中，从而使得特征吸收峰被掩盖。通过热重分析同样可以证实由于微胶囊的形成，肉桂醛的热稳定性提高。李萍等人[7]通过差式扫描量热分析，发现肉桂醛/ β - 环糊精微胶囊在179～290 ℃内曲线平坦没有出现吸热峰，说明肉桂醛被包埋进β - 环糊精空腔形成了稳定的包合物。

3 肉桂醛微胶囊的应用

3.1 肉桂醛微胶囊在食品中的应用

肉桂醛是我国食品领域允许添加的一种防腐剂及香精香料。由于肉桂醛抑菌谱广，对细菌、真菌都有较强的抑制作用，且应用不受产品本身pH 值影响，因此被广泛应用在方便面、口香糖、槟榔等休闲食品及面包、蛋糕等焙烤食品中。肉桂醛微胶囊在食品中多应用于食品的活性包装。钱亮亮[5]采用β - 环糊精肉桂醛包合物聚乳酸膜和β - 环糊精肉桂醛包合物功能纤维对戚风蛋糕进行了抑菌试验，发现添加肉桂醛的β - 环糊精聚乳酸膜和空白样品比较，保质期可以延长5 d，添加肉桂醛的β - 环糊精功能纤维则具有较好的缓释效果，对霉菌、细菌等都有抑制作用。杨宇帆[27]采用静电纺丝技术制备肉桂醛活性纳米纤维膜用于冷却猪肉的保鲜中，发现高浓度肉桂醛复合纤维膜对冷却猪肉能够产生一定的抑菌保鲜效果，不仅延缓了冷却肉TVC 值、TVB-N值、pH 值、TBARS 值和蒸煮损失的增长，同时a*值和剪切力的下降也较为缓慢。张霖雲[10]制备的肉桂醛微胶囊聚乳酸抗菌薄膜不仅抑制番木瓜的腐烂，对番木瓜的颜色变化、组织结构均有一定的保护作用，保证番木瓜的货架期至少有20 d。

3.2 肉桂醛微胶囊在饲料中的应用

肉桂醛是天然植物成分肉桂精油的主要成分，用于动物饲料中可替代抗生素对动物起到保健功效。肉桂醛能替代保育猪和生长前期猪这2 个阶段猪饲粮中金霉素、黏杆菌素和杆菌肽锌[28-29]，能显著降低保育猪和生长前期猪的腹泻率和腹泻指数，提高猪的增重和饲料转化率。赵丽杰等人[30]在饲料中添加0.2 g/kg 包被肉桂醛（肉桂醛含量5%） 饲喂SPF鸡，发现肠炎沙门菌感染机体后23 d，肉桂醛持续抑制了肠道模式相关识别受体的转录，降低炎症细胞因子的表达，在一定程度缓解了鸡炎症反应；杨云燕等人[31]在饲料中添加0.3%的包被肉桂醛（肉桂醛含量15%） 饲喂牛犊，结果发现肉桂醛降低了哺乳期犊牛腹泻率，显著提高了断奶后犊牛瘤胃挥发性脂肪酸浓度，同时提高瘤胃菌群多样性。

4 结语

微胶囊技术在提高肉桂醛稳定性、防止肉桂醛氧化、调节肉桂醛气味、扩展应用领域等方面有着较好的效果。目前，肉桂醛微胶囊在饲料添加剂领域已有广泛的应用，但目前的包埋技术生产的饲料用肉桂醛微胶囊的包埋率较低，大多在20%以下；而在食品领域，大多数的应用研究都还只停留在实验室研究阶段，并未大规模生产用于实际需要。肉桂醛微胶囊实现大规模应用的瓶颈问题就在于制备方法。如何在实际应用中简单高效地生产肉桂醛微胶囊，从而达到成本经济、包埋率高、安全环保的目的，将是今后肉桂醛微胶囊研究的重点。