食品中天然存在的或在后期加工中添加的生物活性物質(zhì)，如多酚、類胡蘿卜素、維生素、礦物質(zhì)、益生菌、酶等在改善食品的風味、營養(yǎng)價值、質(zhì)構(gòu)、感官等方面發(fā)揮著重要作用。但是，這類物質(zhì)的水溶性或化學穩(wěn)定性通常較差，在儲藏過程中或經(jīng)過人體消化道后，經(jīng)光、熱、酶或酸作用，常常失去其應有的生物活性。目前，以乳液、凝膠、脂質(zhì)體、微凝膠等為代表的傳遞體系，能夠顯著改善生物活性物質(zhì)的化學穩(wěn)定性或在水中的分散性，已被廣泛應用于食品工業(yè)中，大大提高了產(chǎn)品的附加值。微凝膠與凝膠有許多相似之處，例如，在結(jié)構(gòu)上都具有柔軟、易變形、多孔的特點，并且均能在外界刺激（如改變環(huán)境溫度和pH）下溶脹或收縮。但是，微凝膠的尺寸要小得多（0.1～1000um），易于與其他食品原料混合；并且避免了對生物活性物質(zhì)的過度保護，有利于部分功能因子在胃腸道中釋放率和生物利用率的改善。

簡言之，微凝膠是通過生物聚合物分子（蛋白質(zhì)或多糖）間的交聯(lián)形成三維網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，同時保持大量的溶劑分子，尺寸在0.1～1000um的顆粒。聚合物分子間依靠共價鍵、疏水相互作用、氫鍵、范德華力或離子鍵形成一定孔徑的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而達到保留水溶性生物活性物質(zhì)或乳化油滴（含脂溶性生物活性物質(zhì)）的目的；凝膠基質(zhì)將生物活性物質(zhì)與外界環(huán)境隔絕，有效降低了生物活性物質(zhì)的變性失活。本文結(jié)合近幾年微凝膠研究進展，綜述微凝膠的制備方法、理化性質(zhì)和應用，從而為以微凝膠為載體的保健食品開發(fā)提供參考。

一、微凝膠的制備

按照聚合物交聯(lián)與液滴（或顆粒）形成的先后順序，微凝膠的制備過程可分為自下而上法（先分散后成膠）和自上而下法（先成膠后分散）。通過均質(zhì)、霧化、針頭擠出等手段能夠獲得不同大小的液滴或顆粒。聚合物網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的形成依賴于各種共價鍵或非共價鍵，例如經(jīng)Ca²⁺誘導的海藻酸鈉分子間存在離子鍵；經(jīng)酸誘導的預變性乳清分離蛋白間存在疏水相互作用和二硫鍵；加熱后再冷卻的明膠分子間氫鍵、疏水相互作用以及靜電相互作用明顯增強；經(jīng)熱誘導的甲基纖維素分子間存在疏水相互作用；經(jīng)酶（轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶）或京尼平（Genipin）作用后的蛋白質(zhì)分子間存在共價交聯(lián)等。

微凝膠的制備方法按原理不同可大致分為注射法、剪切和研磨法、模板法、相分離法等，表1總結(jié)了不同方法的優(yōu)缺點。噴射均質(zhì)法的原理如圖2-①所示，A、C兩個圓柱形容器中分別盛有聚合物溶液和交聯(lián)劑溶液，活塞B在壓縮空氣，的作用下推動AC中的溶液通過小孔E，此時液體的流動速度能夠達到300m/s以上，形成雷諾數(shù)＞10⁵的湍流。在高湍流條件下，空穴、剪切、撞擊等效應將導致兩種溶液在小孔相遇形成交聯(lián)的同時，制備出粒徑較小的微凝膠。靜電絡合法通過兩種或兩種以上聚合物間的靜電吸引力而相互聚集，如陰離子多糖與帶正電的蛋白質(zhì)、帶正電的殼聚糖與帶負電的蛋白質(zhì)等。熱力學不相容法利用兩種聚合物（如酪蛋白酸鹽和果膠）間的空間位阻效應在水溶液中自發(fā)的分成兩相，經(jīng)過剪切、均質(zhì)等步驟形成W₁/W₂乳液，其中體積分數(shù)較大者為連續(xù)相，較小者為分散相；通過適當?shù)恼T導，分散相能夠交聯(lián)形成微凝膠。后兩種方法（靜電絡合法和熱力學不相容法）多是對蛋白質(zhì)與多糖在不同條件下相互作用的利用，如圖1所示，蛋白質(zhì)與多糖間的相互作用可參考其他相關(guān)文獻。其他方法的制備原理見圖2。

注射法的特點是要求聚合物分子在接觸交聯(lián)劑時能夠快速交聯(lián)，多常用以海藻酸鈣微凝膠的制備。在海藻酸鈉與Ca²⁺接觸的瞬間，通常是液滴的外層已形成凝膠結(jié)構(gòu)，而內(nèi)部仍為溶膠狀態(tài)；因此，新鮮制備的海藻酸鈣微凝膠仍需在Ca²⁺溶液中保持一段時間完成“固化”。

聲明：本文所用圖片、文字來源《中國食品添加劑》，版權(quán)歸原作者所有。如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題，請與本網(wǎng)聯(lián)系

相關(guān)鏈接：海藻酸鈣，甲基纖維素，谷氨酰胺，胡蘿卜素