微胶囊技术在水产品加工中的应用

微胶囊技术在水产品加工中的应用微胶囊能够储存微细状态的物质, 并在需要时释放该物质。

微胶囊亦可转变物质的颜色、形状、重量、体积、溶解性、反应性、耐久性、压敏性、光敏性等特点。

鉴于这些特性，微胶囊技术成为当今几大热门技术之一。

随着工艺的日益成熟，更多高新技术的应用与开发，微胶囊制备技术也不再仅仅局限于药物包覆方面，应用范围逐渐扩大到食品、医药、农药、纺织、涂料、粘合剂、化妆品等行业。

微胶囊技术可以将芯材与周围环境隔开，有效减少了芯材物质对水、光、氧气、温度等环境因素的反应，从而改善和提高芯材物质的这一独特性质，决定了它在食品中发展的必然性。

而水产品加工工业作为我国一个巨大的食品产业分支，对这种新技术的需要是不言而喻的。

目前，微胶囊技术已经在水产品加工的新产品研发、保鲜、加工助剂改良等诸多方面得到大力发展。

本文将对微胶囊及其在水产品加工中的应用进行简要的介绍。

1微胶囊简介微胶囊加工技术是将固体、液体或气体包埋、封存在一个微型胶囊内成为一种固体微粒产品的技术，它能够使被包囊的物料与外界环境隔离，最大限度地保持其原有的色、香、味、性能和生物活性，防止营养物质破坏和损失，并具有缓释功能。

微胶囊主要由包囊和囊芯物组成。

1.1微胶囊的形态微胶囊是由天然或合成高分子制成的微型容器,直径一般为1~ 1 000μm。

微胶囊的形态主要受囊芯物的影响，含液体的微胶囊形状一般是球形的，如图1，含固体微胶囊的形状大多与囊内固体相同。

（图1 球形微胶囊在电镜下的图片）但是有些也受成囊工艺、囊材的影响，比如用液中干燥法制备蜂胶乙基纤维素微球,由于囊材及囊芯在内相有良好的溶解,制得的微囊表面光滑并有微孔,圆整度较好[1]。

1.2微胶囊的包囊材料1.2.1包囊材料的选择包囊材料应该是可以掩盖或改变囊芯物不良性质的载体。

其选择主要依据囊芯物的性质和微胶囊产品的应用性能要求。

当然，囊材本身性质（如：渗透性、稳定性、粘度等）及价格也是需要考虑的。

不同囊材也影响着微胶囊的结构，如图2。

因此，我们也需要根据产品对微胶囊结构的要求选择囊材。

（图2 不同囊材的微胶囊的电镜扫描图）1.2.2包囊材料的种类和性质包囊材料可分为天然高分子材料、半合成高分子材料、合成高分子材料三大类。

天然高分子材料为可胶凝的胶体材料,如明胶、阿拉伯胶及淀粉等,这类材料无毒,成膜性好,但是机械强度差,原料质量不稳定。

半合成高分子材料以纤维素衍生物为主,如羧甲基纤维素钠(CMC-Na)、邻苯二甲酸醋酸纤维素(CAP)、乙基纤维素(EC)等,其优点是毒性小、粘度大、成盐后溶解度增加,缺点是易水解,不耐高温,耐酸性差。

合成高分子材料，如：聚丁二烯、聚乙烯、聚醚等，成膜性好,化学性能好,稳定性好。

其中，合成生物降解型高分子材料由于可生物降解,也不会在体内滞留,而得到人们的关注,如聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇(PVA)、聚乳酸(PLA)等[2]。

1.3微胶囊的囊芯物被高分子包囊材料所包裹的物质叫囊芯物[3]。

根据微胶囊产品的应用性能不同，囊芯物也不同。

如：成像显色微胶囊，包囊了无色染料、光氧化剂及有机化合物；作为光记录介质和光敏记录材料的微胶囊,则包囊有卤化银、还原介质、可聚合化合物、彩色成像剂和固体精细粒子；在药物微胶囊中,囊芯物有主药及稳定剂、稀释剂、阻滞剂等附加剂[4]。

1.4微胶囊常用制备方法目前微胶囊一般制备方法主要有：水相分离法，通过化学手段降低高分子包囊材料在水相中溶解度,从而使其凝聚分离出来形成微胶囊的方法；有机相分离法，在作为囊壁材料的聚合物有机溶液中,加入一种对该聚合物不溶的液体(非溶剂),引起相分离而形成微胶囊；乳液聚合法，此法先将单体分散于水相进入乳化剂胶束,形成有乳化剂稳定的单体液滴,然后通过引发或高能辐射在水相中聚合。

界面聚合法，将两种活性单体分别溶解在不同的溶剂中,当一种溶液被分散在另一种溶液中时,溶液界面处发生聚合反应而形成微胶囊。

1.5微胶囊的性能微胶囊的性能一般指微胶囊的大小、包囊层厚度、囊心物的质量百分数、包囊膜的渗透性、表面电荷密度、微胶囊的形态等[5]。

影响微胶囊性能的因素有:pH、离子强度、搅拌速度、温度、表面活性剂的种类及用量、包囊材料的性能、囊心物与包囊材料的比率、包囊材料与溶剂的比率等。

微胶囊的保护性能、机械性能、储热性能、生物兼容性等重要性能，在各产业中具有非常重要的意义。

比如：微胶囊化后油脂中的不饱和脂肪酸氧化程度会显著降低[6]；采用乳化凝胶化法制备海藻微球可使功能肽的缓释性能及稳定性得到较大的提高[7]；异源钡-凝胶海藻微胶囊在体内几乎不会发生宿主细胞的粘着现象,是细胞移植的理想材料[8]。

1.6微胶囊技术的优缺点微胶囊技术，可以使许多液态物料固化，使其更易贮藏，运输，且使用时也更方便稳定。

同时物质经微胶囊化后，其色泽、形状、质量、体积、溶解性、反应性、耐热性和储藏性等性质发生改变。

微胶囊使物料间的相互作用隔离，可将敏感性物料加以保护。

微胶囊技术也存在一些问题，如芯材释放后所剩下的残壳的处理，生产中较高的技术要求，在鱼油微胶囊研制中微胶囊效率与载量之间的矛盾[9]等。

2微胶囊在水产品加工中的应用微胶囊技术与普通生产工艺相比，微胶囊技术可以很好的保护被包裹物料，使之与外界环境相隔绝，能最大限度地保持原有物料的色、香、味、性能及生物活性等。

例如：在香料生产中，利用微胶囊的控释技术，可使香味在食品中能长期保存，提高产品香料含量，延长释放时间；在乳制品生产中，可利用微胶囊技术生产各种风味奶制品。

其在水产品加工中的应用也比较广泛，主要表现在保健食品加工、水产养殖、水产食品防腐、改善水产食品风味等方面。

2.1微胶囊技术在水产保健品加工中的应用微胶囊在水产保健品加工中，主要对鱼油进行微胶囊化，提高其稳定性和浓度。

鱼油中的不饱和脂肪酸EPA、DHA,对氧、光和热极为敏感,易发生氧化而丧失其生理功能并产生一些对人体有害物质,而且鱼油本身疏水特性及令人不易接受的腥臭味,限制了其在食品工业中应用。

因此,国内外研究人员利用微胶囊技术特点,将鱼油进行微胶囊化,以拓展其在食品中适用性及应用范围。

以明胶为壁材、阿拉伯胶和鱼油为芯材，采用pH凝聚法制备鱼油微胶囊，然后与固定剂按一定比例混合，经过低温干燥，完成交联固化。

另外，将脂溶性茶多酚添加到鱼油中，提高油脂氧化稳定性，并且较好地掩盖鱼腥味。

此法，不仅改善了鱼油的储存稳定性，也增加其新的使用范围和价值[10]。

2.2微胶囊技术在水产动物饲料中的应用微胶囊技术也被应用于水产养殖业。

其技术特点是，从物理和化学角度保护维生素C等不稳定维生素、无机盐、蛋白质、高不饱和脂肪酸、酶制剂,使之不受饲料加工、贮存过程中热、水分、氧、紫外线、金属离子的影响,防止营养素之间发生化学拮抗。

微胶囊化使饲料添加剂及饲料在水中的溶失率减到最小,而在动物消化道中能按设计崩解,使消化吸收同步。

研究表明，微囊化产品能显著提高水产动物的饲养效果、降低生产成本、提高成活率[11]。

2.3微胶囊技术在鱼糜制品上的应用将鱼肉搅碎，经加盐擂溃，成为黏稠的鱼浆，再经过调味混匀，做成一定形状后，进行水煮、油炸、焙烤、烘干等加热或者干燥处理而制成的具有一定弹性的水产食品，即为鱼糜制品。

主要有：鱼丸、虾饼、鱼香肠等[12]。

微胶囊化鱼糜制品后，不仅可以增加其凝胶特性，而且起到保护防腐的作用。

同时，也可包裹进入一些辅料或者添加剂，如：植物蛋白、蛋清、明胶等，增进产品的风味和营养。

2.4微胶囊在改善水产品风味上的应用2.4.1新型裹粉开发有些水产品表面会涂抹一层裹粉。

而传统的裹粉中会含有香料成分，烹饪时会对油污染，造成油的使用单一，且其香味的稳定也存在问题。

虽然目前已经有了一些解决方法，但大多效果不是很好。

利用微胶囊的保护性能，可将香料物质包裹在微胶囊内，从而使得裹粉中的香料物质可以抵抗高温的加工操作，并且保持其香味的稳定性[13]。

同时这个产品也不容易与其它食品成分发生交互作用。

所包覆的香料物质，只有当消费者在口腔中咀嚼才会被释放。

而它对烹饪油的污染也较为轻微，厨师们可以用同一锅油油炸不同的裹浆产品，消费者也就可以享受到更多样化的裹浆产品菜肴。

将这种新型裹粉涂抹在水产品上后，不仅多姿多味，而且能在冷冻条件下保藏较长时间不变味。

2.4.2人造鱼子酱生产传统天然鱼子酱是取自于鲟鱼的鱼卵，其传统加工工艺复杂而精细，要求速度快，精度高，费时也费力。

而且随着环境的不断改变，鲟鱼的数量也在不断减少，这给天然鱼子酱的生产带来了很大的困难。

因此，人造鱼子酱得到人们广泛推崇，并且不断发展。

如日本利用多价金属盐、蛋白质、乳化剂、果胶、油类物质、藻阮酸盐及蛋白酶或果胶酶等生产人造鱼子酱[14]。

现在，我们可以利用微胶囊技术将油脂以及多种添加剂包埋，可形成单层囊壁的微胶囊，及可得到外观与口感都与天然鱼子酱相似的人造鱼子酱。

2.4.3海藻油除异味海藻油也富含高度不饱和脂肪酸,易氧化,虽然新鲜时无鱼腥味,但氧化产物会导致它出现令人不愉快的腥异味。

通过微胶囊化,对海藻油的氧化腥异味具有明显的掩盖效果，从而避免食用者的反感[15]。

2.5微胶囊在水产品加工助剂上的应用水产加工助剂是水产品保鲜的一项新技术，它是利用天然抗氧化剂的氧化作用，防止或消除外界因素对水产品的不良影响，同时利用载体对抗氧化剂的增强效果，使其抑菌效果更加持久，并在水产品表面形成保护薄膜，防止被二次污染的可能，从而保持水产品的新鲜度。

但这些助剂大多不太稳定，在阳光、高温和碱性条件下极易发生氧化、聚合或者缩合，失去抗氧化活性之类的生物学功能，使之在贮存和应用过程受到很大限制。

微胶囊化这些水产品加工助剂后控制其释放，便可以很大程度上解决上述问题。

如应用微胶囊制备技术，通过凝聚法对茶多酚进行微胶囊化，不仅可以改善其加工使用的适应性，同时使胶囊内的茶多酚缓慢释放，延长水产品抗氧化时间和产品贮存期[16]。

3微胶囊在水产品加工中的发展随着我国经济迅速发展和生活水平的不断提高，人们对水产加工食品的要求也越来越高，不仅要求营养、美味，还要方便、保健，因而加强现代高新技术在水产品深加工中的应用研究，以促进水产食品的升级换代，提高水产食品的技术含量是当务之急。

而微胶囊技术正是水产品加工工业中引入的众多新技术之一,它的引入对该行业的发展产生了一定的推动作用。

目前影响微胶囊化技术在该行业中推广的障碍主要是成本较高，认识度不够，其次是所选用的部分壁材不属于食品添加剂范围,还必须开发出得到食品安全机构认可的性能优异的食品壁材。

微胶囊的有些应用还因为废水回收或处理等相关问题而受到限制。

但随着人们认识的不断加深，经济水平的不断提高，新材料新设备的不断开发，微胶囊化技术将会沿着属于它的光明大道活跃于水产品加工工业中。