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植物精油微胶囊的制备、释放机制及其生物保鲜中的应用研究
□陕西国际商贸学院药学院 李箐桦 卢茜 马菲 王燕
  在食品工业中,果蔬保鲜是减少损耗、保障品质的关键环节。植物精油作为天然植物源生物保鲜剂,因来源广泛、安全无毒,且兼具广谱抗菌与抗氧化活性,成为生物保鲜剂开发的重要方向。但精油强挥发性的特性,易导致其在贮藏与使用中应用受限。微胶囊技术通过壁材包封精油(芯材),既能减少挥发损耗,又能实现活性成分可控释放,为精油产业化应用提供了核心支撑。本文系统梳理植物精油微胶囊的特性、制备方法、释放机制及果蔬保鲜应用,分析现存问题,为相关研究提供参考。
   一、植物精油微胶囊的特性
  (一)植物精油的生物活性
  植物精油由萜烯类、芳香族化合物等组成,其抗菌机制主要通过破坏微生物细胞膜、干扰遗传物质复制及酶活性实现,对大肠杆菌、青霉菌等果蔬腐败菌效果显著;抗氧化则通过直接清除自由基、螯合金属离子,或间接中断脂质过氧化链式反应达成,可延缓果蔬氧化变质。
  (二)微胶囊的结构与壁材选择
  微胶囊以“核—壳”结构为核心,壁材决定其稳定性与安全性。天然高分子壁材(明胶、壳聚糖等)安全且生物相容性好,但机械强度低;半合成(乙基纤维素)与合成高分子壁材(聚酯)稳定性优,却存在生物降解性差的问题。理想壁材需兼顾保护精油活性与按需释放功能,且不与芯材反应、无异味。
  (三)精油微胶囊的释放机制
  释放机制直接影响保鲜持续性,主要包括四类:扩散释放(芯材经壁材渗透,受壁材厚度影响)、降解释放(壁材降解致芯材流出,适配长期贮藏)、溶解释放(浓度差驱动,适用高湿度环境)、响应性释放(随温度、pH等信号调控,适配呼吸跃变型果蔬),实际应用中常多机制协同。
  二、植物精油微胶囊的制备方法
  (一)物理法
  物理法工艺温和、无化学残留,适配工业化生产。喷雾干燥法操作简便、包封率超90%,适合橘皮精油等大规模制备,但高温可能损失热敏成分;冷冻干燥法能最大保留活性,多用于丁香精油等高品质微胶囊,但成本高、周期长;包结络合法借助物理作用力包埋,工艺简单,但结构稳定性较差。
  (二)化学法
  化学法可精准调控结构,但需关注环境影响。界面聚合法产品形貌好,如桂花精油微胶囊黏度低、弹性高,却因有机溶剂易排放VOCs;锐孔凝固法成本低,复合壁材(多孔淀粉+海藻酸钠)可优化牛至精油微胶囊形态;化学沉淀法对pH、温度控制严苛,制得的微胶囊理化性能优,适配高湿度保鲜场景。
  (三)物理化学法
  物理化学法适配高端保鲜需求。凝聚法中,复杂凝聚法(明胶+阿拉伯胶)包封率高、稳定性好,可增强艾草精油抑菌效果;层层自组装法能纳米级调控结构,如百里香精油微胶囊可随pH调节释放速率,适配不同贮藏环境。
   三、在果蔬生物保鲜中的应用
  (一)化学法微胶囊聚焦精准长效保鲜
  界面聚合法紫苏精油微胶囊可延长油桃、蓝莓货架期;锐孔凝固法紫苏精油微胶囊能保留草莓营养;化学沉淀法百里香精油微胶囊可延缓芒果成熟、提升莴苣抗氧化能力。
  (二)物理化学法微胶囊适配精细需求
  复杂凝聚法微胶囊可维持樱桃番茄、蘑菇品质;层层自组装法肉桂精油微胶囊能抑制苹果、梨病害,适配高端果蔬保鲜。
   四、结论
  当前研究多处于实验室阶段,工艺与配方未标准化致工业化成本高,且对保鲜后果蔬口感、消费者接受度评估不足。未来需优化工艺、推动标准化以降成本,开发果蔬专用微胶囊产品,助力其成为绿色保鲜解决方案,推动食品行业可持续发展。
  

本文系2023年大学生创新创业训练计划项目“秦巴山区艾叶精油的提取及其防腐保鲜效果研究”研究成果(项目编号:S202313123016)


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