3、微凝膠顆粒穩(wěn)定性

以蛋白質(zhì)為基質(zhì)的微凝膠（wheyproteinmicrogels，WPMs）在應(yīng)用中常常遇到當(dāng)溶液的pH接近蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)（isoelectricpoint，pI）時(shí)，顆粒間相互聚集并形成沉淀，影響產(chǎn)品外觀。通過對(duì)蛋白質(zhì)適當(dāng)?shù)母男裕岣叩入婞c(diǎn)附近蛋白質(zhì)的水溶性，可有效改善蛋白質(zhì)微凝膠的穩(wěn)定性，減少聚集。KARBASIM等對(duì)乳清分離蛋白微凝膠的表面進(jìn)行糖基化修飾，研究發(fā)現(xiàn)，麥芽糖糊精與蛋白反應(yīng)1h可有效增加WPMs的水合作用；過度反應(yīng)則有大聚集體形成，反而降低了膠體的穩(wěn)定性。

4、微凝膠機(jī)械性質(zhì)

限于當(dāng)前的技術(shù)手段，為測(cè)試微凝膠的機(jī)械強(qiáng)度通常需要以簡(jiǎn)單擠壓法制備毫米級(jí)的顆粒。

OPHELIET等根據(jù)公式（1）計(jì)算誘導(dǎo)WPI成膠所需的Ca²⁺理想濃度（簡(jiǎn)注為[Ca²⁺]），認(rèn)為當(dāng)Ca²⁺濃度小于[Ca²⁺]時(shí)，凝膠速度緩慢，蛋白質(zhì)交聯(lián)較少，形成的凝膠較弱，當(dāng)Ca²⁺濃度大于[Ca²⁺]時(shí)，可能導(dǎo)致蛋白質(zhì)間的快速不連續(xù)聚集，形成粗糙、多孔的凝膠結(jié)構(gòu)，最終降低凝膠強(qiáng)度。三、微凝膠在食品傳遞體系中的應(yīng)用微凝膠在食品、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、化工等領(lǐng)域具有十分廣泛的應(yīng)用，如被用作糖果或化妝品的調(diào)質(zhì)劑，風(fēng)味物質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)成分、藥物等的緩釋包材，湯汁的增稠劑，脂肪替代物，皮克林乳液的穩(wěn)定劑等。作為食品傳遞體系，微凝膠一方面需提高生物活性物質(zhì)在儲(chǔ)藏過程中的化學(xué)穩(wěn)定性，另一方面還須在胃腸道消化過程中做到定點(diǎn)釋放、持續(xù)釋放，保證功能因子的生物利用率包封于微凝膠中的生物活性物質(zhì)的化學(xué)穩(wěn)定性和生物利用率主要受顆粒大小和微凝膠基質(zhì)網(wǎng)絡(luò)孔隙大小的影響。微凝膠的粒徑增大、孔隙縮小，減少了與氧、酶、酸等分子的接觸（比表面積減小），同時(shí)抑制了不良環(huán)境因素向微凝膠內(nèi)部的擴(kuò)散，有效提高了生物活性物質(zhì)的儲(chǔ)藏穩(wěn)定性，但同時(shí)也可能引起生物利用率的降低。而顆粒大小和孔隙大小又受其他因素的影響。

1、脂溶性生物活性物質(zhì)

盡管脂溶性生物活性物質(zhì)在促進(jìn)人體健康方面具有諸多益處，但其水溶性差、化學(xué)穩(wěn)定性低，限制了其在食品中的應(yīng)用。乳液填充微凝膠由于含有乳化油滴，具備固定脂溶性生物活性物質(zhì)的條件，是一種相對(duì)較新、具有潛在應(yīng)用價(jià)值的軟固體顆粒。另一方面，通過調(diào)節(jié)乳液填充微凝膠中油相的含量，使微凝膠密度盡可能與周圍水相的一致，有利于減少較大顆粒微凝膠懸浮液在重力作用下的分層（下沉或上?。２糠志酆衔?，如β-乳球蛋白和低密度脂蛋白，由于自身結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)（β-乳球蛋白表面含有與DHA、維生素D₂等脂溶性生物活性物質(zhì)結(jié)合的位點(diǎn)；低密度脂蛋白含有疏水腔），無(wú)須額外油相的添加即可用于脂溶性生物活性物質(zhì)的固定。但單一的原料，往往在生物活性物質(zhì)的保護(hù)方面或自身的物理穩(wěn)定性方面無(wú)法提供足夠的支撐，目前常用的解決措施是通過靜電絡(luò)合法于蛋白質(zhì)表面覆蓋一層陰離子多糖，如果膠。這類體系已被應(yīng)用于維生素D₂、姜黃素等脂溶性生物活性物質(zhì)的固定。此外，文獻(xiàn)中也報(bào)道了將這類脂溶性生物活性物質(zhì)（如多酚或β-胡蘿卜素）以顆粒（晶體）的形式包封于（海藻酸鈣）微凝膠中。研究發(fā)現(xiàn)，這些脂溶性顆粒（晶體）能夠在微凝膠形成過程中（噴射均質(zhì)法）充當(dāng)“核心”，提高微凝膠的產(chǎn)率。表3總結(jié)了微凝膠在部分脂溶性生物活性物質(zhì)方面的應(yīng)用。

2、水溶性生物活性物質(zhì)

微凝膠本身含有豐富的水分，適合水溶性物質(zhì)的包埋，但單一的微凝膠體系并不是水溶性生物活性物質(zhì)的良好載體，例如：微凝膠形成過程中的脫水收縮作用可能導(dǎo)致生物活性物質(zhì)的損失；冷凍千燥過程中形成的冰晶或水分的減少可能引起益生菌的死亡或蛋白質(zhì)的變性；酸、氧、酶等通過微凝膠孔隙可直接接觸生物活性物質(zhì)，通過添加某些特定的“輔料”，可使微凝膠更加適應(yīng)水溶性生物活性物質(zhì)的包埋。

研究發(fā)現(xiàn)，羧甲基纖維素在海藻酸鈣微凝膠（聚合物濃度保持不變）中起到水分保持的作用，能夠降低脫水收縮作用，提高乳糖酶固定率。相比于單一的海藻酸鈣微凝膠，添加乳清分離蛋白后的微凝膠在多酚的載量上提高了約20%。葡萄糖、海藻糖等在冷凍過程中形成玻璃態(tài)結(jié)構(gòu)，能夠減少分子遷移、抑制冰晶形成，達(dá)到避免蛋白變性、提高益生菌存活率的目的。

另一方面，將MgO、Mg（OH）₂或CaCO₃等納米顆粒填充于微凝膠孔隙中，既能起到良好的“封閉”作用，又能中和胃酸，進(jìn)一步提高益生菌在儲(chǔ)藏、消化過程中的存活率。礦物質(zhì)，如鐵元素，由于具有催化油脂氧化的活性而無(wú)法直接添加于食品基質(zhì)中。相比于游離鐵（FeSO₄），殼聚糖—檸檬酸鐵銨微凝膠則能夠有效地降低油脂的氧化。該現(xiàn)象與殼聚糖分子與鐵離子間的螯合作用及殼聚糖分子本身的抗氧化性有關(guān)。

四、總結(jié)

微凝膠不僅適合于水溶性功能因子的固定，還可用于脂溶性物質(zhì)的包埋，并且在包埋率和載量方面表現(xiàn)良好，顯著提高了生物活性物質(zhì)在各種環(huán)境中的穩(wěn)定性。海藻酸鈉、幾丁質(zhì)等聚合物具有良好的生物相容性，但無(wú)法為人體內(nèi)消化酶所降解，適合用于益生菌、花青素等功能因子的定向（結(jié)腸）釋放。以蛋白質(zhì)為原料的填充微凝膠，脂溶性功能物質(zhì)在胃消化過程中具有較高的抗性，但能夠在小腸中實(shí)現(xiàn)完全的釋放。

總之，以微凝膠為功能物質(zhì)的載體，顯著改善了脂溶性生物活性物質(zhì)和/或水溶性生物活性物質(zhì)在水中的分散性和化學(xué)穩(wěn)定性，拓寬了功能因子在食品中的應(yīng)用。目前，相關(guān)研究仍集中于改善功能物質(zhì)在微凝膠中的載量、穩(wěn)定性、釋放調(diào)控以及生物利用率等方面；但基于粒徑、機(jī)械強(qiáng)度等對(duì)產(chǎn)品口感、外觀、流變性質(zhì)等的影響的研究相對(duì)不足，有待于進(jìn)一步的挖掘，以期更好地應(yīng)用于食品工業(yè)中。

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