《Sustainable Food Technology》：Optimization of maltodextrin–gum arabic–whey protein systems for freeze-drying microencapsulation of young barley leaf extract
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本研究通过响应面法（RSM）优化麦芽糊精（MD）、阿拉伯胶（GA）和乳清蛋白（WPI）三元壁材体系，用于冻干微胶囊化大麦嫩叶提取物。结果表明，最优配方（MD 67.66%:WPI 16.67%:GA 16.67%）可实现最高包封率（89.98%）和微胶囊产率（~89%），并显著保留总酚含量（~70 mg GAE/g）和抗氧化活性（~80%）。该技术为热敏性植物提取物的高效稳定化提供了可持续解决方案，适用于功能性食品和营养制剂开发。
材料与方法
研究采用年轻大麦（Hordeum vulgare）叶片，经乙醇提取后，通过冻干法进行微胶囊化。壁材系统基于麦芽糊精（MD，DE20）、阿拉伯胶（GA）和乳清蛋白分离物（WPI）的三元混合设计，通过响应面法（RSM）优化配比。核心评价指标包括微胶囊产率（MY）、包封效率（EE）、水分含量、水活性（aw）、玻璃化转变温度（Tg）、粒径分布、总酚含量（TPC）和DPPH自由基清除活性。
模型拟合与优化
统计分析显示，二次模型对多数响应变量具有高度显著性（p < 0.05），确定系数（R2）最高达0.99，表明模型预测能力优异。优化后的壁材组合为MD:GA:WPI = 31.81%:35.00%:33.18%，验证实验证实该配方下MY为86.08%，EE为88.13%，TPC达66.52 mg/g，抗氧化活性为74.15%。
壁材功能特性分析
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微胶囊产率：MD单一壁材产率最高（~89%），归因于其低粘度和良好成膜性；WPI和GA单独使用产率分别为86.86%和87.8%。三元混合体系产率略低（85.62–87.05%），可能与粘度增加导致的粘壁现象相关。
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包封效率：三元混合壁材（MD 67.66%:WPI 16.67%:GA 16.67%）实现最高EE（89.98%），MD提供结构支撑，GA增强乳化稳定性，WPI通过界面膜形成提升包封效果。
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物理特性：水分含量（10.22–11.29%）和水活性（0.34–0.40）均符合贮藏安全要求；GA-rich配方堆积密度最高（0.276 g/cm3），WPI体系因多孔结构导致密度较低（0.189 g/cm3）；MD-GA混合体系溶解度最佳（75.29%）。
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热稳定性与微观结构：三元混合壁材的Tg最高（77.98°C），表明抗塑化能力更强；扫描电镜显示冻干微胶囊呈不规则片状结构，WPI添加可减少表面皱缩，GA则增加颗粒粘附性。
生物活性保留效果
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总酚含量与抗氧化活性：MD-GA（50:50）组合TPC最高（69.97 mg/g），而三元体系（MD 66.67%:WPI 16.67%:GA 16.67%）DPPH自由基清除率可达80.39%。WPI的硫基基团可能协同增强抗氧化作用。
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形态学关联：粒径分布（34.50–37.59 μm）与壁材粘度正相关，GA单一体系粒径最大，WPI则形成更均匀小颗粒。
可持续性价值
该研究通过优化天然壁材组合，避免合成添加剂使用，显著提升大麦嫩叶提取物的稳定性，减少营养损耗，支持植物基功能食品开发，符合食品系统可持续创新方向。
