花青素微球制备及在酸乳中的应用_陈鹏.pdf

2023 年第 1 期摘要：以海藻酸钠作为壁材，花青素微球包封率和产率作为考查指标，研究了海藻酸钠质量分数、CaCl2质量分数、花青素添加量和微球成型时间 4 个因素的影响。结果表明，花青素微球制备的最佳条件为海藻酸钠质量分数 2%，CaCl2质量分数 3%，花青素添加量为海藻酸钠的 40%，微球成型时间 2 h。在基础酸乳配方上考查花青素微球的添加量对酸乳的品质影响，花青素微球在酸乳的最佳添加量为 0.15%时，感官评分最高，酸乳 pH 值随着花青素微球添加量增大而有所降低，在 4 储存时，酸乳 pH 值随着储存时间增加而有所下降，且花青素微球酸乳 pH 值低于基础酸乳。关键词：花青素；微球；酸乳中图分类号：R735.7文献标志码：Adoi：10.16693/ki.1671-9646（X）.2023.01.033Preparation of Anthocyanin Microspheres and its Application in YoghurtCHEN Peng，*WANG Hui，BAI Yan（College of Food Science and Engineering，Hainan Tropic Ocean University，Sanya，Hainan 572022，China）Abstract：Sodium alginate was used as wall material and the effects of sodium alginate concentration，CaCl2concentration，anthocyanin addition amount and microsphere forming time on the encapsulation efficiency and yield of anthocyanin micro-spheres were investigated.The optimum conditions for the preparation of anthocyanin microspheres were sodium alginate con-centration 2%，CaCl2concentration 3%，anthocyanin addition 40%of sodium alginate and microsphere forming time 2 h.Theanthocyanin microspheres were applied in yogurt.When the optimal addition amount of anthocyanin microspheres was 0.15%，the sensory evaluation score was the highest.The pH value of yogurt decreased with the increase of the addition amount of an-thocyanin microspheres，the pH value of yogurt decreased with the increase of storage time at 4，and the pH value of yo-gurt with anthocyanin microspheres was lower than that of yogurt.Key words：anthocyanin；microspheres；yogurt花青素微球制备及在酸乳中的应用陈鹏，*王卉，白燕（海南热带海洋学院 食品科学与工程学院，海南 三亚572022）收稿日期：2022-02-16基金项目：国家自然科学基金项目（31860453）；海南省自然科学基金资助项目（321RC1073）。作者简介：陈鹏（2000），男，本科，研究方向为食品科学与工程。*通讯作者：王卉（1968），女，博士，教授，研究方向为天然大分子和食品加工。花青素是一类水溶性天然色素，普遍存在于植物中，属黄酮类化合物。花青素具有抗氧化性，能够强效清除自由基，预防心脑血管疾病和抑制肿瘤细胞发生。花青素在食品中可作为营养强化剂，还可作为食品防腐剂，也可作为食品着色剂应用于饮料和食品中1-3。但是，花青素易受光、pH 值、氧气、金属离子、温度等环境因素影响而发生降解或褪色4。将花青素包埋在微球中可以避免接触外界环境，提高其生物利用率和稳定性5-6。海藻酸钠可以用于制备凝胶微球，具有亲水性、增稠性、稳定性、成膜性、在钙离子中胶凝性等特性。利用海藻酸钠的性质，将花青素溶在海藻酸钠中，采用锐孔法制备花青素微球，提高花青素的稳定性，该方法反应快、操作简便7-8。随着消费者对饮食健康的观念不断增强，对食品的营养价值越来越重视。酸乳是一种营养丰富、有益肠道健康和优良风味的发酵乳制品，受到人们喜爱9-10。将花青素等具有生物活性的物质应用于酸乳中，发挥其活性功能作用是目前研究的热点11-12。采用海藻酸钠包埋花青素，制备花青素微球，研究制备条件对花青素微球包封率和产率的影响，将花青素微球应用于酸乳中，增加酸乳的营养价值，且赋予产品独特色泽和口感，为开发具有功能特性的花青素酸乳提供理论依据。1材料与方法1.1材料与仪器花青素，河南豫中生物工程有限公司提供；海藻酸钠，上海麦克林生化科技有限公司提供；酸奶发酵菌粉，昆山佰生优生物科技有限公司提供；其文章编号：1671-9646（2023）01b-0001-04第 1 期（总第 568 期）农产品加工No.12023 年 1 月Farm Products ProcessingJan.农产品加工2023 年第 1 期他试剂为分析纯。JY99-IIDN型高速分散器，宁波新芝生物科技股份有限公司产品；TMS-Pilot 型食品物性检测仪，美国 FTC 产品；LT-DBXF 型精密可编程热风循环烘箱，立德泰勀 科学仪器有限公司产品；HWS-26 型超级恒温水浴槽，金力永磁坛市盛蓝仪器制造有限公司产品；T6 型紫外可见光分光光度计，北京普析通用仪器有限责任公司产品；PHSJ-4A pH计，上海雷磁仪器有限公司产品。1.2试验方法1.2.1反应条件对花青素微球制备的影响（1）微胶囊的制备方法。配制一定浓度的海藻酸钠溶液，加入花青素，将混合溶液高速分散 1 min后，用注射器在高于液面 50 cm 处滴入氯化钙溶液中，静置成型一段时间后，用去离子水清洗，在 40 下干燥 12 h。（2）海藻酸钠质量分数的选择。花青素添加量为海藻酸钠质量的 40%，CaCl2质量分数 3%，微球成型时间 2 h，选取海藻酸钠质量分数分别为 1.0%，1.5%，2.0%，2.5%，3.0%制备微球。（3）CaCl2成型溶液质量分数的选择。海藻酸钠质量分数 2%，花青素添加量为海藻酸钠质量的40%，微球成型时间 2 h，选取 CaCl2质量分数分别为 1%，2%，3%，4%，5%制备微球。（4）花青素添加量的选择。海藻酸钠质量分数2%，CaCl2质量分数 3%，微球成型时间 2 h，选取花青素添加量分别为海藻酸钠质量的 30%，35%，40%，45%，50%制备微球。（5）微球成型时间的选择。海藻酸钠质量分数2%，花青素添加量为海藻酸钠质量的 40%，CaCl2质量分数 3%，微球成型时间分别为 0.5，1.0，2.0，3.0，4.0 h 制备微球。1.2.2花青素微球包埋率和装载量的测定以 V（盐酸）V（甲醇）=19 作为溶剂，采用紫外分光光度计于波长 520 nm 处测定微球中花青素的含量，绘制花青素浓度与吸光度的标准曲线。准确称取 1 g微球，用盐酸-甲醇溶剂清洗后抽滤，测定滤液吸光度，由标准曲线计算微球表面花青素的含量。准确称取 1 g微球，将微球碾碎成粉状后用盐酸-甲醇溶剂溶解，在 4 下静置 2 h，然后抽滤，测定滤液吸光度，由标准曲线计算微球总花青素含量。包封率=1-微球表面花青素含量微球总花青素含量100%，产率=微球总花青素含量添加花青素量100%.1.2.3花青素微球酸乳的制作在酸乳瓶中放入鲜牛奶 200 mL，加入 20 g 白砂糖和一定量的花青素微球（分别为 100 g牛奶中添加的 0，0.05，0.10，0.15，0.20 g），搅拌均匀，冷却至室温，加乳酸菌粉 0.3 g，将酸乳瓶密封好后，于酸奶机中 43 下发酵 7 h。1.2.4花青素微球酸乳的感官评价分别以色泽、滋味和组织状态对花青素酸乳进行感官评分，由 10 位随机的男女组成，用综合评分的平均值作为感官评定的指标，满分为 100 分。花青素微球酸乳感官评价标准见表 1。1.2.5花青素微球对酸乳 pH 值的影响采用 pH 计测定不同花青素微球添加量酸乳的pH 值。每组试验重复测定 3 次。1.2.6花青素微球酸乳在 4 储存中 pH 值的变化将制备的花青素微球酸乳置于 4 条件下存放，每 5 d 测量 1 次 pH 值，使用 pH 计测量 pH 值。2结果与分析2.1海藻酸钠质量分数对微球制备的影响海藻酸钠质量分数在 1%，2%，3%条件下制备的湿微球照片见图 1。由图 1 可知，当海藻酸钠质量分数较低时，微球不易凝固，表面软塌，干燥后不呈球形，呈扁平状。当海藻酸钠质量分数较高时，滴出的微球有严重的拖尾现象，类似小蝌蚪形，当海藻酸钠质量分数为 2%时，微球形状规整，呈球形，且粒径大小均匀，微球之间没有粘连。不同海藻酸钠质量分数对包封率和产率的影响见图 2。由图 2 和图 3 可知，随着海藻酸钠质量分数逐渐增加，包封率和产率也逐渐变大，但海藻酸钠质表 1花青素微球酸乳感官评价标准项目评分标准评分/分色泽（满分30 分）色泽均匀，令人喜爱的颜色色泽较均匀，比较能接受的颜色色泽不均匀，不能接受的颜色2030102010滋味（满分40 分）适中的滋味与气味较适中的滋味与气味不适中的滋味与气味3040203020组织状态（满分30 分）组织细腻均匀、没有或有少量乳清析出组织比较细腻均匀、有较多乳清析出组织不均匀、乳清析出严重2030102010图 1海藻酸钠质量分数在 1%，2%，3%条件下制备的湿微球照片（a）1%（b）2%（c）3%22023 年第 1 期量分数超过 2.5%时，包封率又降低，综合图 1 的制备条件，采用质量分数为 2%的海藻酸钠溶液制备微球。2.2CaCl2质量分数对微球制备的影响不同氯化钙质量分数对包封率和产率的影响见图 3。由图 3 可知，随着 CaCl2质量分数的增加，包封率和产率逐渐增加，当质量分数为 3%时，包封率和产率最高，当 CaCl2质量分数继续升高，包封率和产率略微降低。CaCl2质量分数太小时，对海藻酸钠凝固效果不好，导致包封率和产率降低，但 CaCl2质量分数过大时，包封率和产率也会下降。2.3花青素添加量对微球制备的影响不同花青素添加量对包封率和产率的影响见图 4。由图 4 可知，随着花青素添加量的增加，包封率和产率也相应增加，但当花青素添加量超过 40%时，包封率和产率逐渐降低，由于花青素添加量过大时，花青素处于饱和状态，过多的花青素无法包埋，溢出微球外壁，造成浪费。所以选择 40%花青素添加量制备微球。2.4成型时间对微球制备的影响不同成型时间对包封率和产率的影响见图 5。由图 5 可知，随着成型时间加长，包封率和产率逐渐增加，当成型时间为 2 h 时，包封率和产率达到最大，但成型时间再加长，包封率和产率随之降低。成型时间过少，微球不完全定型，导致包封率和产率不高，但成型时间过长，包封率和产率也会下降，所以选择 2 h 成型时间来制备微球。2.5花青素微球添加量对酸乳感官评价分析花青素微球应用在酸乳上的成品图见图 6，不同花青素微球添加量对酸乳感官评分的影响见图 7。由图 6 可知，花青素微球分散在酸乳中，并没有改变酸乳的外观和特性，花青素没有泄漏出来，说明花青素微球在酸乳发酵过程中是稳定的。由图 7可知，花青素微球在 100