喷雾干燥微胶囊化增强*Artemisia herba-alba*提取物在黄油中的抗氧化功效:来自挥发性谱分析和多变量分析的见解

《Food Chemistry: X》:Spray-dried microencapsulation enhances the antioxidant efficacy of Artemisia herba-alba extract in butter: insights from volatile profiling and multivariate analysis

【字体: 时间:2026年06月09日 来源:Food Chemistry: X 6.5

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  研究人员评估了添加游离和喷雾干燥微胶囊化形式的*Artemisia herba-alba*乙醇提取物的黄油的氧化稳定性。液相色谱-高分辨串联质谱(LC-HR-MS/MS)鉴定出26种酚类化合物,总酚含量为94.55±0.61 μg GAE/mg。使用麦芽糊精(

  
研究人员评估了添加游离和喷雾干燥微胶囊化形式的*Artemisia herba-alba*乙醇提取物的黄油的氧化稳定性。液相色谱-高分辨串联质谱(LC-HR-MS/MS)鉴定出26种酚类化合物,总酚含量为94.55±0.61 μg GAE/mg。使用麦芽糊精(DE19)和酪蛋白酸钠制备微胶囊。四种配方(对照、α-生育酚100 ppm、游离提取物400 ppm、微胶囊化提取物400 ppm)在4°C下储存60天。通过顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用(HS-SPME-GC-MS)挥发性谱分析、国际照明委员会(CIELAB)颜色分析、感官评价和多变量统计评估氧化稳定性。脂质氧化产生了增加水平的醛、酮、酸和内酯,在对照样品中积累最多。虽然α-生育酚显示出最强的保护作用,但与游离提取物相比,微胶囊化显著减少了氧化相关挥发性物质,并限制了不良感官变化。这些发现突显了喷雾干燥微胶囊化作为增强植物酚类在高脂乳制品系统中技术性能的有效策略。
**论文解读:喷雾干燥微胶囊化增强*Artemisia herba-alba*提取物在黄油中的抗氧化功效**

**研究背景与目的**
黄油是一种典型的水包油型(W/O)高脂乳制品,其连续脂相(约80–82%)含有大量不饱和脂肪酸(约33%),在储存期间极易发生脂质氧化,生成醛、酮、酸和内酯等次级挥发性化合物,导致酸败风味和感官品质下降。传统合成抗氧化剂(如丁基羟基茴香醚BHA、丁基羟基甲苯BHT等)虽有效,但存在细胞毒性、致癌性和内分泌干扰等潜在风险,促使研究者寻求安全天然的替代品。*Artemisia herba-alba*(俗称“Chih”)是一种富含酚酸、黄酮类、香豆素等活性成分的药用植物,其提取物具有强抗氧化能力。然而,酚类化合物对氧、光、热和pH敏感,直接添加易降解并引起不良感官变化。喷雾干燥微胶囊化技术可提高酚类化合物的稳定性、分散性和控释性能。但目前尚无研究将微胶囊化的*A. herba-alba*提取物应用于黄油这一连续脂相基质中。因此,本研究旨在探究α-生育酚、游离提取物(400 ppm)和喷雾干燥微胶囊化提取物(400 ppm)对甜奶油黄油在4°C冷藏60天期间氧化稳定性、挥发性化合物、颜色参数及感官特性的影响。该论文发表于《Food Chemistry: X》。

**主要技术方法**
研究人员从阿尔及利亚Biskra地区采集*A. herba-alba*地上部分,采用超声辅助提取(UAE)获得乙醇提取物,利用LC-HR-MS/MS鉴定酚类成分。以麦芽糊精(DE19)和酪蛋白酸钠为壁材,通过喷雾干燥制备微胶囊。黄油样品(82%乳脂,购自法国Massy超市)分为四组:对照(CB)、α-生育酚(αTB)、游离提取物(NEEB)和微胶囊化提取物(EEB),每组添加量均为400 ppm(αTB为100 ppm)。采用HS-SPME-GC-MS测定挥发性化合物,使用Minolta CR-300色差计进行CIELAB颜色分析,由10名ISIPCA感官小组成员进行A-Not-A判别测试和描述性测试(评价颜色、气味和涂抹性)。数据分析采用单因素方差分析(Tukey检验)、卡方检验和多因素分析(MFA)。

**研究结果**

**3.1 总酚含量(TPC)**
通过Folin-Ciocalteu法测得*A. herba-alba*地上部分提取物的总酚含量为94.55±0.61 μg GAE/mg干提取物,与先前文献(Dhifallah et al., 2022)一致,证实其具有强自由基清除能力,适合作为天然抗氧化剂。

**3.2 LC-HR-MS/MS分析**
LC-HR-MS/MS共鉴定出26种酚类化合物,包括10种酚酸、15种黄酮类和1种香豆素。其中黄酮类(尤其是黄酮)为主要成分(12种),首次在*A. herba-alba*中报道了奎宁酸、原儿茶酸-4-O-β-葡萄糖苷、咖啡酸和异鼠李素。此外,多个咖啡酰奎宁酸(CQA)衍生物被确认,这些成分此前已被证明具有强抗氧化活性。

**3.3 挥发性化合物**
HS-SPME-GC-MS检测到21种挥发性化合物,包括2种醛(壬醛、癸醛)、2种酮(2-庚酮、2-壬酮)、4种脂肪族酸(丁酸、己酸、辛酸、癸酸)、4种内酯(δ-己内酯、δ-辛内酯、δ-癸内酯、δ-十二内酯)、2种烃(十二烷、甲苯)和7种萜烯。在60天储存中,对照黄油(CB)中壬醛、2-壬酮、丁酸、己酸等氧化标志物累积最高,而αTB表现出最强的保护作用。与NEEB相比,EEB显著降低了2-壬酮、δ-癸内酯和δ-辛内酯等物质的生成,且其己酸面积值在储存末期与CB无异,表明微胶囊化提高了酚类化合物的稳定性和分散性,增强了抗氧化的实际效能。

**3.4 颜色分析**
CIELAB结果显示,储存初期NEEB和EEB的亮度(L*)显著低于CB和αTB,但储存末期所有样品亮度下降。a*值(红-绿)方面,所有样品在储存过程中从绿色向红色转变,其中NEEB因游离提取物的直接着色而保持最低a*值(更绿),而EEB的a*值变化介于NEEB和αTB之间。b*值(黄-蓝)则显示EEB在储存末期具有最高的黄色强度(24.28),优于NEEB(22.06),这可能是因为微胶囊化保护了脂溶性类胡萝卜素免受氧化,从而延缓了褪色。

**3.5 感官评价**
A-Not-A判别测试表明,在储存第1天和第60天,小组成员能显著区分对照黄油与添加抗氧化剂的黄油(卡方值分别为10.26和5.88,大于临界值3.84),但在第30天无显著差异(卡方值0.93)。描述性测试显示,储存30天后,NEEB的“奶油味”评分低于CB、αTB和EEB,而“酸败味”评分高于三者,表明直接添加游离提取物导致感官劣化。EEB的感官属性则与CB接近,未出现明显酸败味增强,验证了微胶囊化对不良风味的掩蔽作用。

**3.6 多因素分析(MFA)**
MFA提取了两个主成分(F1: 38.60%,F2: 20.31%),解释总方差的58.91%。F1轴将感官描述符(酸败味、黄色)与挥发性化合物(癸酸、δ-癸内酯、δ-十二内酯)及颜色参数(b*)紧密关联,F2轴则关联了“青草味”、“绿色”与萜烯类物质及a*参数。样本分布图显示,EEB和NEEB在储存60天后聚为一类,而αTB独立于其他处理,说明微胶囊化提取物的行为与游离提取物有显著差异且更接近对照。

**讨论与结论**
研究证实,喷雾干燥微胶囊化能有效提升*A. herba-alba*酚类化合物在黄油基质中的抗氧化性能和感官接受度。与游离提取物相比,微胶囊化提取物在减少氧化挥发性产物(如2-壬酮、内酯)、延缓颜色劣变(保持更高b*值)以及抑制酸败味产生方面表现更优,这归因于壁材(麦芽糊精和酪蛋白酸钠)对酚类物质的包封保护及其在脂相中的均匀分散。多变量分析进一步证明氧化衍生物与颜色、感官变化的高度相关性。

结论部分翻译如下:
在本研究中,研究人员对*Artemisia herba-alba*地上部分提取物的酚类谱进行了表征,并评估了其以游离形式或喷雾干燥微胶囊化形式在甜奶油黄油中的抗氧化性能。LC-HR-MS/MS分析鉴定出26种酚类化合物,主要为黄酮类和咖啡酰奎宁酸衍生物,支持了该提取物的强抗氧化潜力。在60天冷藏储存期间,挥发性谱分析显示所有样品均发生渐进性脂质氧化,其中对照黄油中氧化相关醛、酮、酸和内酯的积累最高。虽然α-生育酚表现出最强的保护作用,但与游离提取物相比,微胶囊化提取物显著减少了关键氧化标志物的形成。相反,直接添加未包封的提取物仅提供有限的氧化保护,并对颜色参数和感官属性(尤其是绿色色调和青草/酸败气味)产生负面影响。微胶囊化通过增强稳定性、分散性并限制不良感官影响,改善了*A. herba-alba*酚类物质在脂相连续黄油基质中的技术性能。多变量分析证实了氧化衍生挥发性化合物与颜色和感官特性变化之间的强相关性。总体而言,喷雾干燥微胶囊化是增强植物源酚类抗氧化剂在高脂乳制品系统中应用性的一种有前景的策略。不过,本研究存在一定局限性,包括缺乏空白微胶囊对照以及过氧化值、p-茴香胺值等经典脂质氧化指标的缺失,这些可为氧化机制及壁材与包封酚类的各自贡献提供更全面的理解。未来研究还应考察不同储存条件下的释放行为和长期氧化稳定性。尽管如此,本研究结果支持包封的*A. herba-alba*提取物可作为改善黄油储存期间氧化稳定性和保持品质的天然替代品。
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