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广东工业大学－cq9电子官方网站食物风韵研发中心，广州510000

广东工业大学食物与生物工程系，广州510000

      摘  要：食物风韵智能控释手艺是指食物的风韵因素通过对其在食物加工以及摄取历程的情形响应来控制其释放与否、释放速率以及释放水平。智能控释有利于食物风韵在食物加工、蕴藏历程的稳固，也能使其充分付与食物的功效属性�？捎τ糜谑澄锓缭系闹悄芸厥褪忠瞻ㄎ⒔耗一忠铡⑽⑶蚴忠铡⒛擅资忠铡⒅侍迨忠铡⒊肿有纬煞ǖ�。

      要害词：智能化、控制释放、食物风韵

Intelligent controlled release technology of food flavors

Kegang Wu  Weiqiang Yan  Binjing Tang

(Guangzhou ADD Flavour and Fragrance Co.,Ltd., Guangzhou 510660)

(Food Flavour Research Center of Guangdong University of Technology and Guangzhou ADD Flavour and Fragrance Co.,Ltd., Guangzhou 510000)

(Food Science and Bioengineering Department, Guangdong University of Technology，Guangzhou 510000)

Abstract: Intelligent Controlled release of food flavors is a technology that food flavors is released under control through the respondence to environment stimulation during production and intake of food. Intelligent controlled release is helpful to keeping the stability and functional nature of food flavors during the production and storage. Intelligent controlled releases suitable to food flavors include microencapsulation, microsphere, nanoparticle, liposome and supromolecule.

Key Words: Intelligent, Controlled release, Food flavors

0 前言

      智能控释手艺（intelligent controlled release technology）最早源于高分子质料和药物控释科学，一些自然或合成的高分子质料能够对外界情形的转变爆发响应，其结构或性子体现出突然的转变，这些质料被称为智能质料[1]。将智能质料作为控制药物释放的载体，使药物在划定的时间、温度、pH、位置以及特定的心理条件下按特定的速率释放药物，这就是药物的智能控释手艺。随着食物添加剂和配料行业的日益蓬勃，食物中应用添加剂越来越普遍，使用的品种越来越多，为了确保食物在色、香、味、型以及营养和保健价值等方面的质量稳固和食用清静，食物功效属性因素的智能控释手艺已显得十分须要。食物智能控释手艺是指食物的功效属性因素通过对其在食物加工以及摄取历程的情形响应来控制功效属性因素的释放与否、释放速率以及释放水平。应用于食物的情形响应智能释放主要包括：温度刺激响应释放、pH刺激响应释放、溶剂刺激响应释放、心理条件刺激响应释放。智能控释手艺能够使食物功效属性因素在加工和摄取时按需要凭证情形的刺引爆发响应而释放，其它情形下并不爆发释放，这同时也能阻止外界不良因素如光、氧气、温度、湿度、pH的影响以及组分间的相互反应，从而维持食物因素原有的特征，提高其在加工时的稳固性并延伸产品的货架寿命。另外，智能控释手艺由于能提高许多敏感性食物添加剂的稳固性，并且可控制释放，因此可以降低其添加量和毒副作用，也能掩饰食物添加剂的不良风韵和色泽。

1. 食物常用智能控释手艺

1.1 微胶囊及微球智能控释手艺

      微胶囊（microencapsule）是一种能包埋和�；つ承┪镏实木哂芯酆衔锉诳堑陌胪感曰蛎芊獾奈⑿汀叭萜鳌被颉鞍拔铩�。被包覆、�；せ蚩刂剖头诺奈镏释ǔ３莆⒔耗业哪倚净蛐静模╟ore）、核（nucleus）或填充物（fill）；用来包覆、�；せ蚩刂剖头判静牡某赡椅镏食莆⒔耗业哪冶诨虮诓模╟ell）、囊壳（shell）。微囊膜由于其薄膜结构具有相对较快的情形感应速率，被以为更合适作为智能控释载体。微球（microsphere）是指芯材消融或者疏散在高分子质料基质中形成的细小球状实体，通常粒径为 l～250 μm。与微胶囊差别之处是没有显着的囊芯和囊壁界线，但微胶囊所用的壁材和制备要领往往也适用于微球的制备。食物工业中制备微胶囊和微球的要领包括；喷雾干燥法、相疏散法、流化床包涂法、糖玻璃化手艺、锐孔－凝固浴法、复相乳液法、蔗糖共结晶法等[2]。最新生长的手艺还包括：微生物微胶囊法、超临界流体微胶囊化手艺以及微凝胶手艺[3,4]。虽然能用于食物微胶囊化的要领许多，但研究最多和商业化生产应用最多主要是喷雾干燥微胶囊化。

1.2 脂质体智能控释手艺

      脂质体（liposome）是磷脂疏散在水中形成的一种定向排列的脂类双层膜结构物质。其中磷脂是含磷的脂类物质，主要有卵磷脂和脑磷脂两类。脂质体的制备要领许多，但食物上应用的主要是薄膜疏散法和复乳化法。接纳差别要领制备出的脂质体主要有三种基本结构，即多层大囊（MLV）、单层大囊（LUV）和单层小囊（SUV）。多层大囊是由多个双分子磷脂链组成，其直径可达几个微米；单层大囊是由一个大的双分子链脂链形成的圆形结构组成，它的直径在0.1~1um之间；而单层小囊由较短的一个双分子磷脂链组成，其直径只有20~50nm。脂质体既可以作油溶性分子、也可作水溶性分子的包覆载体。智能控释的脂质体包括温度感应型脂质体和pH感应型脂质体。食物工业中主要应用脂质体对香料、抗氧化剂、色素、维生素等添加剂举行包覆，既可以起到�；ぷ饔�，避免变质，延伸食物添加剂的使用寿命，又可在适当的情形下把食物添加剂释放出来施展作用。脂质体还可作为多肽、卵白质类生物活性物质的包覆载体可以�；て渖锘钚�，提高稳固性，延伸半衰期，延缓释放。

1.3 纳米粒智能控释手艺

      纳米�；蚝廖⒘＃╪anoparticle），也称毫微胶囊或纳米胶囊（nanocapsule），是20世纪80年月以来生长起来的新手艺，是具有纳米尺寸的新型微胶囊。纳米微胶囊的看法是20世纪70年月末Narty等人首先提出来的，相关于通俗微胶囊，其具有优异的靶向性缓和释作用等奇异的性能而备受人们的重视[5]。它已经应用到医药、香料以及食物调味品等领域。纳米微胶囊颗粒细小，易于疏散和悬浮在水中，形成胶体溶液，外观是清亮透明的液体。通常制备的微胶囊粒径在5～2000μm之间，称为微米级的微胶囊。而纳米胶囊的粒径在10nm～1000nm，纳米胶囊的粒径关于纳米胶囊来说是很主要的指标，这是区分一样平常微胶囊和纳米胶囊的最主要因素，也与纳米胶囊的被动靶向性亲近有关。纳米微胶囊制备的要领主要包括乳液聚正当、界面聚正当、单凝聚法以及干燥浴法等，但应用于食物微胶囊化中的主要是单凝聚法以及干燥浴法。接纳的质料有明胶、白卵白、淀粉等。纳米微胶囊芯材负载量一样平常为10％～70％。

1.4 超分子智能控释手艺

      超分子（Supramolecule）是指由两种或两种以上分子依赖分子间非共价相互作用团结在一起，组装成重大的、有组织的聚整体，并坚持一定的完整性，使其具有明确的微观结构和宏观特征[6]。两种分子非共价相互作用时，若其中一分子的部分或所有被另一分子包括或困绕，即形成超分子包合物，被包括的分子称为客体分子，包括客体分子的分子称为主体分子。超分子包合物可以是一个主体分子包括一个或若干客体分子，也可以是若干主体分子包括一个客体分子。超分子包合物指的是分子水平上的包合行为，其特征是主客体分子间保存非共价相互作用，这种相互作用是超分子包合物形成和稳固的主要动力。食物中应用的超分子智能控释要领主要有：环糊精包结法、卵白质结正当、尿素络正当、直链淀粉络正当[7~10]。

2、食物智能控释手艺在食物风韵中的应用

2.1 智能控制食物风韵的释放

      食物风韵是食物功效属性的主要组成部分，食物风韵只有合理的释放出来，才华付与食物美妙的滋味。智能控释手艺就是确保食物风韵在需要的时间、温度、湿度、pH等条件下按划定的速率和方法合理地释放出来。如在焙烤业中，希望香精在面胚外貌升温到某一水平，淀粉糊化和卵白质变性已具备了保气功效后再释放，使天生的香精蒸气被困绕牢靠起来，不至于在焙烤历程由于受热随水蒸气挥发损失；口香糖中要求香精在嚼咀历程感受口腔的温度、湿度以及牙齿的机械作用力而缓慢释放。食物风韵的释放可分为瞬间释放缓和慢释放两种。瞬间释放是用种种形式的外力如机械压碎、摩擦、变形等要领使囊壁破碎，或在热的作用下使囊壁熔化，或用化学要领如酶的攻击、用溶剂的消融或提取的要领、混入一些膨胀剂到囊芯或使用电磁要领等使胶囊破碎�；郝头攀切静耐ü冶诶┥⒁约氨诓牡娜谑椿蚪到舛头�。

2.2 控制食物加工、储运历程中挥发性风韵的释放

      食物风韵的组成十分重大，因素几十种，甚至成百上千种，许多组分挥发性极高，种种组分的挥发性差别大，组分的挥发不但造成风韵的挥发损失，并且由于某些组分的挥发损失改变了风韵的组成，从而使风韵失真。若是将这些挥发性的风韵物质微胶囊化，由于囊壁的密封作用，挥发损失受到抑制，香气保存完整，从而提高了蕴藏和使用的稳固性。香精油、调味油、脂溶性的香精香料，其风韵因素是由一些小分子的酯类和萜类所形成，这些小分子极易挥发，使其有用身疏散失。微胶囊化使壁材包裹住芯材，由于壁材的阻隔作用，可以镌汰挥发损失。如香兰素袒露于大气中二个月后会挥发损失20%，但将其制成超分子包合物后，其损失率不到1%，纵然120℃加热15h，损失率也只有17.14%。

2.3 �；っ舾行砸蛩�

      智能控释手艺可使风韵物质免受外界不良因素，如光、氧气、温度、湿度、pH的影响，大大提高了耐氧、耐光、耐热的能力，增强稳固性。如桔油中柠烯的含量约占总挥发性组份含量的90%左右，在贮藏历程中，柠烯极易爆发反应天生氧化产品，其中最早天生的氧化产品—1，2-环氧柠烯和香芹酮是影响桔油香气的主要缘故原由，微胶囊化可阻止桔油中柠烯氧化导致的风韵变质。苯甲醛、茴香醛、香兰素（3－甲氧基4-羟基苯甲醛）是调配食物、日用化学品香精的常用香料，其中香兰素是主要的食物添加剂香料，普遍用作巧克力、冰淇淋、烟草、酒类的增香剂，三种香料都具有配合的苯环结构和醛基，在空气中易氧化变质，因而其使用和贮存受到限制，经由β-CD包合形成超分子包合物后，三种香料的抗氧化能力获得显着提高。柠檬醛和紫罗兰酮是两种极为主要的香料，它们在空气中易挥发，易氧化变质，遇热很快剖析，给使用带来未便，经β-CD包合形成超分子包合物后，热稳固性获得了一定水平的提高。

2.4 阻止风韵因素与食物因素反应

      食物智能控释手艺能将具有反应活性的风韵物质隔离�；て鹄�，阻止在食物加工和储运历程释放，而在摄取食物时才释放出来，从而阻止了活性风韵物质与其他食物因素反应。如可阻止呈味氨基酸与还原糖的美拉德反应、呈味氨基酸与香味醛类反应、香味醛类与食物中卵白反应。在焙烤食物的面团中添加肉桂、大蒜、洋葱等调味料会抑制酵母活力，若是将这些调味料微胶囊化后再添加就可阻止这种情形。

2.5 增溶与改善乳化疏散作用

      关于油溶性香精香料，微胶囊化能使香精香料在水溶液中形成稳固乳浊液。关于难溶性香精香料，经特殊智能控释手艺处置惩罚，可提高其水中消融度，起到增溶作用，如薄荷油的消融度从0.02％提高0.5％，提高约25倍；丁香酚在水中的消融度从14.17ug/ml提高到76.41ug/ml，提高了约5倍。

2.6 改变物理形态

      精油和油树脂是现在取代食用香料植物粉末的主要形式，但它们的弱点是消融疏散性差，在干燥产品中的加香不可优异地获得剖析。微胶囊化能将常温为液体或半固体的香精香料转变为自由流动的粉末，使其易于与其他配料混淆。

3 新型功效化食物风韵释放系统

3.1 糖玻璃化香精

      糖玻璃化手艺是一种低温微胶囊化手艺，是现在最受推许的易挥发物质和热敏性物质微胶囊化的要领，特殊适合于热、氧敏性芯材的包埋[11]。如种种风韵剂、香料、维生素C和色素等，它不但由于低温操作可�；し缭衔镏�，并且外貌油易于被有机溶剂洗去而货架期长。现在外洋约有100种风韵剂是通过这种要领包埋的，产品稳固性好，风韵滞留期可达2-3年。现在糖玻璃化香精正在越来越普遍的应用于种种食物生产中，特殊是在袋沏茶、保健食（药）品、口香糖、调味品以及固体饮料中，香气可以在产品中生涯数年也不会淡化与散失。这种香精不需要使用抗氧化剂来稳固，这可以为主顾提供自然、康健、新鲜的产品。

3.2 酵母微囊化风韵

      Manchester周围的Newton-Le-Willows流体科技的生物科技公司以为许多现存的微胶囊化手艺保存误差，水溶性使微胶囊在水情形不可坚持原状，并且没有足够强度耐受高温顺高压。为此，研究了用酿造工业普遍使用酵母（Saccharomyces cerivisiae）细胞来微胶囊化风韵物质，这种手艺被称为MICAP（Microencapsulated Ingredients to Create Amazing Products）的新型微胶囊手艺，可以增添风韵物质在焙烤食物、煎炸食物以及膨化食物中的留香效果。该手艺将酵母细胞疏散在风韵物质预混溶液中，渗透抵达平衡后，经由疏散、喷雾干燥获得粒径为30微米左右的干燥、自由流动的粉末。每一颗粒由无数包括风韵物质的酵母细胞组成。这种微胶囊要领最相宜于精油等油性物质。该公司已开发一系列通用精油的这样微胶囊，改善其加工历程中风韵物质的保存，甚至可耐受高达200℃的温度。产品具有耐受水分以及耐受强烈剪切、高温、蒸发、煮沸和挤压膨化等苛刻的加工处置惩罚；可镌汰香料用量50％，依然能抵达同样的风韵效果；以将这种微胶囊直接加入底料膨化，而不必在膨化后撒粉调味。英国Wigan流体手艺公司也开发这种MICAP的微胶囊手艺包埋风韵物质，使其能包括70％的香料，而古板仅30－40％，并且使得食物中的香料使用量可镌汰75％。天下最大的微胶囊香精生产公司—瑞士芬盛意香料有限公司（Firmenich），已获得允许使用该公司的手艺生产微胶囊香精，从而完善现有的Durarome和Flexarome微胶囊手艺。

3.3斥水微胶囊香精

      迄今为止，海内外市售的微胶囊香精主要是水溶型，在应用历程中遇到水分，囊壁消融以“液态膜”形式困绕着香精，现实上是形成乳化液状态，这种保存于乳化液中的香精，易受到食物中其他因素、加热以及机械力作用泛起破乳，失去�；ぷ饔�。与现在普遍水溶性微胶囊香精差别的是，斥水性微胶囊手艺是应用于香精香料微胶囊化的新一代手艺，与古板的微胶囊化手艺较量，其最大的区别是接纳配方壁材将香精香料微胶囊化后，微胶囊壁变得水不溶性。斥水微胶囊香精的特征主要体现为：

（1）耐水性：微胶囊壁在冷、热水中均不消融，囊壁呈可塑性固态完整包覆香精。但可迅速疏散、稳固悬浮在水中。

（2）抗机械作用力：在水中，破碎的囊壁具有自闭合功效，不会导致香精遗漏，因此囊壁具有耐机械剪切力作用，通过高压均质后囊壁仍能完整包覆香精，微胶囊完好率≥98％。

（3）高温爆破释放：斥水微胶囊香精特殊适用于饼干、面包等焙烤食物、油炸食物、膨化食物等高温加工食物。由于加过历程的高温加热作用，使香精爆发的蒸气压逐渐增大，直至将微胶囊爆破释放出香精，但此时由于食物水分镌汰、食物中淀粉糊化以及卵白变性已使得食物具有保存香精蒸气的能力，而不至于挥发损失。

4 食物风韵释放系统的生长趋势

      智能化、功效化、专业化、定位明确化将成为食物风韵释放系统的生长趋势。海内外一些香精香料企业已经在使用微胶囊控释手艺方面开发系列产品。芬盛意接纳被以为全球最先进的Durarome手艺开发出具有超强氧化稳固性的微胶囊香精以及应用于焙烤食物的具有较强耐热性能的Flexarome微胶囊香精；瑞士Givaudan（奇华顿）有限公司也推出具有热稳固性的Flavorburst和Bakestay微胶囊香精。在海内，作为新兴的香精香料企业，广州cq9电子官方网站香精香料起劲团结高校、研究所开发种种智能化、功效化的食物风韵释放系统，并取得了重大希望。总之，食物风韵的控释释放已越来越受到天下各国香料工业企业以及食物生产企业的重视，市场也要求凭证差别食物的应用领域，研发特定功效的风韵释放系统，知足差别食物对风韵的要求，解决风韵料在食物中使用遇到的难题。

参 考 文 献

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3. 刘芳, 邓修. 超临界状态下微胶囊化综述. 化学天下. 2005,2:118~121

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