近日，中國熱科院香飲所加工與工程技術研究團隊在咖啡豆油脂微膠囊化研究方面取得新進展，探明了復合凝聚劑熱穩(wěn)定性及作用機制并對其熱行為進行研究，利用不同的數學模型，系統(tǒng)解釋了綠咖啡油微膠囊中油脂氧化和釋放機理，該研究結果為延緩綠咖啡油在加工運輸消費過程中的氧化，及綠咖啡油的高值化利用和咖啡精深加工及產品貯藏穩(wěn)定性提升提供理論依據和技術支撐。
 

　　咖啡為我國重要的特色熱帶飲料作物，主要分布在海南和云南地區(qū)，從綠咖啡豆中提取的油被稱為綠咖啡油(GCO)。它是寶貴的生物活性化合物(如二萜酯、脂肪酸和不皂化物)的天然來源。GCO具有抗糖尿病、抗腫瘤和抗血管生成的特性，并能抑制癌細胞的增殖。然而， GCO其化學結構高度不飽和，對溫度、光線和pH值高度敏感，會導致保質期縮短以及感官和營養(yǎng)質量下降。因此，迫切需要保護性穩(wěn)定技術來實現將GCO作為天然功能油用于食品工業(yè)的可行性。近年來，復合凝聚法微膠囊技術在食品、化妝品和制藥行業(yè)的實際應用引起了廣泛關注。無毒、低成本和良好的封裝特性使蛋白質-多糖(Pr-Ps)復合物成為利用復合凝聚法封裝活性成分的理想壁材。
 

　　該研究開發(fā)了一種蛋白質-多糖復合凝聚與冷凍干燥相結合的方法，用于制備綠咖啡油微膠囊。主要使用了四種類型的復合凝聚劑，即 SPI-CMC、SPI-SA、SC-CMC和SC-SA，利用復合凝聚法對GCO進行微囊化。結果表明，在最 佳條件下(pH = 3.0、SPI: CMC = 5:1、SPI: SA = 3.5:1、SC: CMC = 5:1、SC: SA = 5:1)生產出的 GCO 微膠囊呈現出良好的靜電相互作用。GCO微膠囊的平均直徑和估計PDI分別為72.57-295.00μm和 1.47-2.02。此外，GCO微膠囊的封裝效率(EE)介于61.47%和90.01% 之間。使用不同壁材制備的微膠囊具有較高的EE值，表明添加多糖可提高微膠囊的整體EE值(86.65%-90.01%)。采用FT-IR、XRD、SEM、OM和CLSM分析證實，壁材與GCO之間的相互作用以及所選的工藝和材料可成功封裝GCO，并且具有良好的表面形態(tài)，GCO被很好地封裝在微膠囊中。結合TG和DSC分析，GCO微膠囊在220℃以下具有良好的熱穩(wěn)定性，能更好地反映GCO微膠囊在儲存過程中的質量變化。由于添加了多糖，蛋白質和多糖的不同組合比單一蛋白質表現出更有效的氧化穩(wěn)定性。綜上，這些結果為封裝和穩(wěn)定GCO并將其應用于食品工業(yè)提供了一種有效而安全的遞送系統(tǒng)。
 

　　相關研究成果以“Microencapsulation of green coffee oil by complex coacervation of soy protein isolate, sodium casinate and polysaccharides: Physicochemical properties, structural characterization, and oxidation stability”發(fā)表于《International Journal of Biological Macromolecules》。中國熱科院香飲所和新疆農業(yè)大學聯合培養(yǎng)碩士研究生慕靜怡為論文第一作者，香飲所胡榮鎖助理研究員為論文共同第一作者，香飲所董文江研究員和新疆農業(yè)大學食品科學與藥學學院張珍珍教授為論文共同通訊作者。該研究得到中國熱科院熱帶農業(yè)青年英才“拔尖人才”項目、國家自然科學基金面上項目、云南省重大科技專項計劃和中國熱帶農業(yè)科學院國家熱帶農業(yè)科學中心科技創(chuàng)新團隊項目的資助。