《Food and Bioproducts Processing》：Bioaccessibility of EPA and DHA in microencapsulated algae oil as affected by wall material and homogenisation techniques
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为解决富含omega-3的藻油在食品应用中面临的氧化稳定性差、风味不佳及生物可及性受限等问题，研究人员系统探究了不同壁材（壳聚糖-麦芽糊精vs.豌豆分离蛋白）与均质化技术（高压均质vs.超声）对藻油微胶囊质量特性及其核心脂肪酸（EPA、DHA）生物可及性的影响。研究发现，豌豆蛋白与超声均质联用可显著提升微胶囊的氧化稳定性及EPA、DHA的生物可及性，为开发高效、稳定的Omega-3食品强化剂提供了优化方案。
在追求健康的今天，Omega-3多不饱和脂肪酸，尤其是二十碳五烯酸（EPA）和二十二碳六烯酸（DHA），因其在促进婴幼儿大脑发育、降低心血管疾病风险等方面的益处而备受推崇。权威机构推荐每日摄入250毫克EPA加DHA，然而，在典型的西方饮食中，鱼和海鲜摄入不足导致普遍缺乏。为了弥补这一缺口，食品工业尝试将Omega-3强化到面包、牛奶等常见食品中，但富含Omega-3的鱼油等原料自身“娇气”——极易氧化酸败，并带有不讨喜的腥味，这给食品添加工带来了巨大挑战。
微胶囊化技术是解决这些难题的一把钥匙。它如同为敏感的Omega-3脂肪酸穿上了一层“防护衣”，将其包裹在壁材内部，隔绝光、氧和高温，从而延长货架期、掩盖不良风味，并有望提高其在人体消化过程中的生物可及性。喷雾干燥是目前最主流的微胶囊制备技术之一。在这个过程中，选择合适的“防护衣”（壁材）和如何制备均匀稳定的“预混合料”（乳液）至关重要。传统上，多糖（如麦芽糊精）因其良好的溶解性和成本效益被广泛使用，而蛋白质（尤其是乳清蛋白）也因其乳化能力和抗氧化潜力受到关注。近年来，源自植物的豌豆蛋白凭借其高消化率和优异的乳化稳定性，展现出作为新型壁材的潜力。同时，在乳液制备阶段，高压均质（HP）是成熟工业技术，而超声波（US）均质作为一种有前景的替代方法，其可扩展性也得到验证。然而，对于新兴的、具有环境友好和风味中性优势的藻油而言，何种壁材与何种均质技术搭配能制备出性能最优的微胶囊，尤其是在确保高生物可及性方面，仍缺乏系统研究。
为此，来自西班牙埃斯特雷马杜拉大学肉类与肉制品研究所的研究团队在《Food and Bioproducts Processing》期刊上发表论文，旨在阐明均质技术（高压均质 vs. 超声波）和壁材（壳聚糖-麦芽糊精组合 vs. 豌豆分离蛋白）对富含Omega-3的藻油微胶囊质量特性及其核心脂肪酸EPA和DHA生物可及性的影响。
本研究主要采用了以下关键技术方法：首先，采用两种壁材（壳聚糖-麦芽糊精CM和豌豆分离蛋白PP）制备藻油水包油乳液，并分别应用高压均质和超声波进行均质化处理。随后，通过实验室规模的喷雾干燥机将乳液干燥制成四种微胶囊（CM-HP, CM-US, PP-HP, PP-US）。研究对乳液的pH、密度、粘度、分层指数等理化性质进行了系统分析。对制得的微胶囊，则全面评估了其产率、含水量、水活度、溶解度、流动特性、仪器色泽、微观结构、总油含量、表面油含量、微胶囊化效率、脂肪酸（特别是EPA和DHA）含量、脂质氧化程度等质量参数。最后，利用标准化的体外消化模型模拟口腔、胃、肠道消化过程，定量分析了各阶段脂肪及EPA、DHA的释放情况，以评估其生物可及性。所有实验均设三次重复，数据通过双因素方差分析进行统计处理。
3.1. 壁材与均质化技术对藻油水包油乳液的影响
研究分析了乳液的pH、密度、粘度和分层指数。由于制备工艺不同，CM乳液呈酸性（pH约4.2），而PP乳液为中性（pH约7.4）。密度受壁材和均质技术及其交互作用的显著影响，CM-US乳液密度最高。PP乳液的粘度显著低于CM乳液，这与PP乳液具有更高的油/壁材比例有关。在稳定性方面，PP乳液的分层指数显著低于CM乳液，表明豌豆蛋白能形成更稳定的界面膜，抗分层能力更强。均质技术本身对粘度和分层指数无显著影响。
3.2. 壁材与均质化技术对藻油微胶囊理化特性的影响
产率与基本特性：PP微胶囊的产率显著高于CM微胶囊，且高压均质处理的产率略高于超声波处理。所有微胶囊的含水量和水活度均低于确保稳定性的阈值。溶解度方面，CM微胶囊的溶解度显著高于PP微胶囊，且超声波处理能进一步提高溶解度。这归因于豌豆蛋白本身的低溶解性以及壳聚糖与卵磷脂可能的静电相互作用。
色泽与流动特性：所有色泽参数均受壁材和均质技术的影响。CM微胶囊更白、更接近中性色。流动特性（如堆密度、Carr指数、Hausner比）主要受均质技术及其与壁材交互作用的影响，但所有样品的流动特性均较差，有待工艺优化。
微观结构：扫描电镜图像显示，所有微胶囊基本呈球形，表面无裂纹。CM微胶囊表面相对光滑，而PP微胶囊表面更为粗糙、有褶皱，这可能与乳液粘度及干燥速度有关。
含油量与封装效率：PP微胶囊的总油含量和表面油含量均高于CM微胶囊。微胶囊化效率受壁材与均质技术交互作用的影响，CM-HP的效率最高。较高的油/壁材比例可能导致了PP微胶囊较高的表面油和较低的封装效率。
脂肪酸含量与氧化稳定性：EPA和DHA的含量趋势与总油含量一致，PP微胶囊含量更高，尤其是PP-US样品。在氧化稳定性方面，PP微胶囊的TBARS值（硫代巴比妥酸反应物）显著低于CM微胶囊，表明豌豆蛋白壁材能提供更好的抗氧化保护。此外，高压均质处理的微胶囊氧化程度低于超声波处理。
3.3. 藻油微胶囊在体外消化过程中脂肪及脂肪酸的释放
脂肪释放：在所有样品中，脂肪释放主要发生在肠道阶段。在口腔阶段，PP-HP微胶囊因表面油含量高而释放最多。在胃阶段，CM微胶囊由于壳聚糖在酸性条件下的部分溶解，释放率高于PP微胶囊。在肠道阶段，CM微胶囊的脂肪释放率高于PP微胶囊，且超声波处理样品的释放率高于高压均质样品。这与其较高的溶解度以及胃阶段可能造成的结构破坏有关。
EPA和DHA的生物可及性：PP微胶囊中EPA和DHA的生物可及性显著高于CM微胶囊。同时，超声波均质处理的微胶囊，其EPA和DHA生物可及性也高于高压均质处理。值得注意的是，CM微胶囊中总脂肪释放率与EPA/DHA释放率之间存在约20%的差异，研究者推测这可能与CM配方中添加的不含EPA/DHA的大豆卵磷脂在消化过程中的释放有关，这凸显了直接测定特定脂肪酸生物可及性的重要性。
研究结论与意义
本研究表明，无论是使用壳聚糖-麦芽糊精还是豌豆分离蛋白作为壁材，结合高压或超声波均质，都能成功制备出适用于食品强化、富含Omega-3的稳定藻油微胶囊，且所需强化剂量更低。
研究明确了壁材选择的关键作用：多糖基多层壁材能提高微胶囊溶解度并减少表面油；而豌豆蛋白壁材则在抗氧化保护和提高EPA、DHA生物可及性方面表现更优。在均质技术方面，高压均质有助于提高微胶囊产率，而超声波均质则能促进脂肪在肠道阶段的释放，从而提高生物可及性。
综合所有质量参数，特别是以生物可及性为核心功能指标，采用豌豆分离蛋白作为壁材并结合超声波均质技术，是微囊化富含Omega-3藻油的最佳组合。该组合方案在封装效率、氧化稳定性和核心营养素生物可及性之间取得了最佳平衡。这项研究不仅为开发高效、稳定的Omega-3食品强化剂提供了明确的配方与工艺优化指导，也强调了在评估微胶囊性能时，必须综合考虑制备参数间的交互作用，并直接以目标活性成分的生物可及性作为最终功效判据，具有重要的理论和应用价值。
