食品工业中的多酚、维生素及油脂等一些生物活性物质因其良好的抑菌、消炎、抗氧化及增强免疫力等功能特性而受到广泛关注[1],但由于大部分活性物质对光、热、氧等环境因素高度敏感,加工和贮藏过程中易发生氧化降解从而导致其功能活性降低,并且,不同理化性质的活性物质往往难以直接稳定共存于食品体系中,很大程度上限制了它们在食品领域中的应用。微胶囊封装是一种利用天然或合成的高分子材料对不同状态的活性成分进行包埋而形成半透明状密封囊膜的技术,具有保护活性成分免受外界环境因素影响、防止成分之间相互作用以及实现芯材物质控制释放等作用[2],是一种提高芯材物质利用率及稳定性的优良技术。
微胶囊壁材的选择在一定程度上会影响微胶囊粒子的稳定性、溶解性及缓释效果等性能。酵母菌作为一种单细胞微生物,来源广泛、价格低廉,酵母细胞结构中存在的多糖和蛋白质能够促进其与多种活性物质相结合[3],无需引入化学试剂,具有安全无毒等优点。以酵母细胞为封装壁材制得的微胶囊产品大小均一、生物相溶性好、易生物降解,经酵母包埋后的活性物质在稳定性、生物利用度和释放性等方面均有所提高,目前已应用于多酚、黄酮、维生素、精油等多种活性成分的封装,是食品工业中一种极具开发应用前景的新型封装基质[4]。本文主要从酵母菌细胞的结构及封装特性、酵母菌封装微胶囊的制备工艺、性能表征等方面进行了概述,并汇总了酵母菌封装微胶囊在油脂、营养添加剂、抗菌剂、贮藏保鲜等食品领域中的应用,旨在为酵母封装微胶囊技术在食品领域中的进一步开发利用提供参考。
1 酵母菌细胞结构及其封装特性
酵母细胞呈球形或椭圆形,直径约为2～5 μm,主要由细胞壁和质膜组成[5],如图1所示。从结构上看,酵母细胞壁是一种极性很强的双层基质,外层主要由甘露糖蛋白组成,这是一种带负电荷的蛋白质,在细胞壁的表面和深层都有延伸,主要负责细胞壁的孔隙率和渗透性[6];内部主要由支链β-1,3-葡聚糖和β-1,6-葡聚糖与少量的几丁质组成,可被认为是整个细胞壁机械阻力的主要贡献者[7]。当活性物质与酵母细胞首次接触时会受到细胞壁特性的影响,亲水性细胞壁会黏附亲水性活性物质,疏水性细胞壁对疏水性活性物质也是如此[8]。这将有利于黏附后的物质通过渗透作用进入细胞壁[9]。
图1 酵母细胞结构示意图[5-6]
Fig.1 Schematic diagram of yeast cell structure[5-6]
被细胞壁包围的内层称为质膜,由脂质(主要为甘油磷脂、脂肪酸及少量的甾醇)和蛋白等组成,通过糖蛋白和糖脂与细胞壁连接,由一个非连续的、富含酶的区域与细胞壁隔开,对进入或离开细胞的物质起着控制作用[10]。穿过细胞壁后的活性物质会遇到该膜屏障,亲脂性物质通过溶解在膜的脂质部分并扩散来通过这一结构[11];脂溶性分子则主要是被动扩散来通过[9],脂溶性越高,分子越容易穿过膜,小分子也比大分子更容易扩散[12]。细胞内部的超微结构主要由细胞核、液泡、线粒体组成,当外来分子穿过细胞壁和质膜后,也可以储存在该细胞的细胞器中,如脂质体、液泡等。
2 酵母菌封装微胶囊的制备工艺
微胶囊技术可将不稳定的气体、液体或固体等物理状态的有效成分包埋在半透性或密封性壁膜内,对芯材起到保护作用。目前,有效制备微胶囊的方法已超过200种,如喷雾干燥法[13]、冷冻干燥法[14]、分子包埋法[15]和复合凝聚法[16],其中喷雾干燥技术操作简便、封装效率高且制备的产品粒径均匀,是目前食品工业中应用最多的方法之一。酵母封装微胶囊的制备主要是利用不同的渗透压使芯材物质穿过细胞壁渗透到细胞中,通过封装介质、活性成分和酵母细胞的频繁碰撞运动完成[17-18]。该法在制备过程中不需要或很少引入其他化学试剂,没有溶剂残留的危险,已被用于多种活性物质的封装(表1)。
表1 酵母菌微胶囊封装活性物质的应用
Table 1 Application of yeast microcapsules to encapsulate active substances
芯材类别芯材名称酵母细胞预处理封装过程封装效果参考文献酚类茶多酚斜面活化24 h后,接种培养,按固液比1∶20加入到NaCl溶液中;水浴振荡20 h后离心,洗涤,冷冻干燥,得到质壁分离酵母细胞酵母细胞与茶多酚混合,加入去离子水,恒温振荡;离心,洗涤;再次离心,冷冻干燥制备的酵母封装微胶囊可减少光照对茶多酚造成的损失,湿度越小,包埋的茶多酚稳定性越高[19]朝鲜蓟多酚干酵母加入NaCl溶液中,水浴振荡4.5～5.5 h后离心,水洗,冷冻干燥将朝鲜蓟多酚与酵母细胞混合,加水,恒温水浴振荡;离心,洗涤;冷冻干燥制备的酵母封装微胶囊保持了多酚的抗氧化活性,冻干后成粉末状,方便应用易保存[20]百里香黄酮向干酵母中加入10倍量的50 g/L NaCl溶液,50 ℃水浴恒温振荡24 h,离心,无菌水清洗,冷冻干燥将百里香黄酮浓缩液加入到预处理后的酵母细胞中,恒温振荡;离心,无菌水清洗;冷冻干燥制备的百里香黄酮微胶囊包埋率平均值为(68.50±0.36)%,并具有良好的抑菌效果[21]油脂类马齿苋籽油将酵母细胞悬浮在100 g/L NaCl溶液中振荡48 h,离心,得质壁分离的酵母细胞将马齿苋油与去离子水混合后加入到质壁分离的酵母细胞中,培养12 h;离心,蒸馏水洗涤;-80 ℃冷冻干燥14 h质壁分离处理可有效提高酵母包埋率及装载量,并降低了马齿苋籽油的平均过氧化值[22]牛至精油取适量啤酒干酵母,加入蒸馏水,搅拌溶解使其活化,制成啤酒干酵母溶液将酵母溶液与牛至精油混合,40～60 ℃下搅拌2～10 h;离心,真空抽滤,无水乙醇洗涤;冷冻干燥12～24 h制备的酵母封装微胶囊可实现精油缓慢释放,提高精油抑菌效率并延长作用时间[23]蛋白类牛血清白蛋白按1∶2的质量比将酵母细胞悬浮于水中,使用20 g/L NaOH处理,在40 ℃下搅拌40 h后在85 ℃下继续搅拌15 min,离心,清洗,冷冻干燥将预处理后的酵母与牛血清白蛋白混合;37 ℃培养24 h,离心,洗涤;冷冻干燥制备的微胶囊很好地保留了蛋白原始的紫外光谱和色谱行为并有效延长了其释放时间[24]
续表1
芯材类别芯材名称酵母细胞预处理封装过程封装效果参考文献维生素类维生素D3用磷酸缓冲盐溶液冲洗酵母细胞,离心,去离子水冲洗,悬浮在100 g/L NaCl溶液,55 ℃下搅拌48 h,离心,水洗,冷冻干燥,得质壁分离的酵母细胞将维生素D3乙醇溶液(100 mg/mL)添加到酵母悬浮液中,40 ℃培养12 h;离心,蒸馏水洗涤;喷雾干燥制备的酵母封装微胶囊包埋率最高达(76.10±6.92)%,粒径为(4.47±0.89) μm[25]色素类栀子黄色素取啤酒干酵母,加入40～60 g/L NaCl溶液,52～56 ℃水浴振荡4～6 h,离心,洗涤,冷冻干燥,完成酵母细胞预处理栀子黄色素冻干粉与预酵母细胞混合;恒温水浴振荡,离心,洗涤;冷冻干燥制备的酵母微胶囊保留了栀子黄色素的活性,并有效避免了色素的挥发及光照、O2所引起的氧化变质[26]藏红花素取干酵母,加入40～60 g/L NaCl溶液,水浴振荡,离心,洗涤,冷冻干燥,完成酵母细胞预处理藏红花素与酵母细胞混合;恒温水浴振荡,离心,洗涤;冷冻干燥制备的藏红花素酵母微胶囊生物相容性好,水中分散性优良,能够实现芯材的缓慢释放[27]
2.1 原料要求
酵母细胞可以在受控条件下自主培养,也可以直接购买喷雾干燥、冷冻干燥等工艺制备的酵母细胞粉,每毫克酿酒酵母细胞冻干粉中含有约4.7×107细胞,原料容易获得[28]。由于酵母细胞的封装过程主要是被动扩散驱动[9],对所使用的酵母细胞类型无较高要求,活性或非活性细胞皆可作为壁材使用,不会对微胶囊的装载量产生过大影响。
2.2 细胞预处理
酵母菌细胞组成对其封装性能起着至关重要的作用,常用改变其组成的方法主要有化学处理和质壁分离(自溶),可降低细胞内蛋白质、核酸含量,扩大胞内可利用空间,提高装载量及包埋率[29]。酵母细胞的化学处理一般是通过表面活性剂、酶、糖、盐和有机溶剂来改变细胞壁的渗透性。SHI等[30]应用NaCl、十六烷基三甲基溴化铵及十二烷基硫酸钠破坏了甘露糖蛋白链之间的分子网络和细胞质膜,促进了绿原酸向酵母细胞中的渗透。KAVOSI等[22]将马齿苋籽油包埋在质壁分离的酿酒酵母细胞内,对比未处理的酵母细胞,质壁分离的酵母细胞具有更高的包埋率和装载量,且制备的酵母微胶囊可明显降低油脂的平均过氧化值。不过,也有一些说法认为,对酵母细胞进行预处理的意义不大。如PARAMERA等[28]使用质壁分离和非质壁分离的酵母细胞对姜黄素的包埋研究表明,尽管质壁分离改变了细胞膜的流动性及细胞壁的组成,但封装的姜黄素含量没有差异。总的来说,预处理可在一定程度上清空细胞内部,提高其负载能力,但也有可能会使活性成分的保留及相互作用变得困难,因此,在细胞壁的渗透性和细胞保存活性成分的能力之间保持平衡是很重要的[30]。
2.3 封装流程
酵母细胞的封装过程主要为被动扩散。未预处理的细胞,其封装动力学的主要参数是疏水性化合物在细胞壁中的溶解度[9]。活性化合物的分子大小和形状以及羟基或其他极性官能团的存在也会对这一过程产生影响[11]。
用于封装的介质可以是纯水,也可以是水-有机溶剂-乳化剂混合溶液。一般来说,水溶性化合物通常会在水相环境中进行封装,固体疏水性化合物可以选择性先溶解在有机溶剂中,然后再加入到水相细胞悬浮液中进行封装[29]。通过疏水相互作用、范德华吸引力以及氢键协同作用等方式来使活性成分保留在细胞内[31]。封装过程结束后,使用水或有机溶剂洗涤去除未封装的材料,结合喷雾干燥、流化床或冷冻干燥等方法快速去除封装酵母中的水分,实现芯材物质的有效封装。酵母封装微胶囊的制备工艺见图2。
图2 酵母封装微胶囊的制备工艺[20]
Fig.2 Preparation process of yeast encapsulated microcapsules[20]
3 酵母菌封装微胶囊的性能表征
3.1 稳定性
在实际生产应用中,许多功能组分的稳定性会受到外界环境因素(光、热、氧气等)的影响,从而导致其功能活性产生不同程度的损失。以酵母细胞为壁材制备的酵母封装微胶囊可以很好地将芯材物质与周围环境隔离开来免受破坏,减少氧化挥发、保持化学稳定性,使芯材物质发挥出最佳功效。
3.1.1 光稳定性
SHI等[32]通过微胶囊技术将光敏性白藜芦醇包埋在酵母细胞中,在温度25 ℃、相对湿度75%和90%的条件下光照贮存10 d,白藜芦醇保留率分别为(79.88±2.05)%和(77.77±1.50)%,囊化后的白藜芦醇保留率分别为(97.58±1.81)%和(93.13±1.81)%,有效提高了白藜芦醇的光稳定性。DE MEDEIROS等[33]通过渗透法将姜黄素包埋在酿酒酵母细胞中,封装后的姜黄素光化学稳定性提高了5.7倍。马冉冉等[19]以库德毕赤酵母为壁材制备的茶多酚酵母微胶囊在光照条件下贮藏35 d后,茶多酚的保留率为79.33%,而封装在微胶囊中茶多酚的保留率为90.15%,有效降低了光照对茶多酚的降解作用。
3.1.2 热稳定性
刘丹[34]以酵母细胞为壁材,甘草总黄酮为芯材,制备得到甘草总黄酮微胶囊,在110 ℃、1 h时其保留率为(99.59±0.16)%,4 h时保留率仍为(90.89±0.55)%,与未封装的黄酮组相比,耐高温性能得到明显改善。PARAMERA等[35]将姜黄素包埋在酿酒酵母细胞中,对封装后的姜黄素热稳定性进行了考察,结果表明,制备的酵母微胶囊能够保护姜黄素免受200 ℃等温加热的热降解。DE SOUZA等[36]以酵母细胞和黄原胶为壁材制备了维生素C微胶囊,并对其在不同温度下的热稳定性进行探究。研究表明,随着温度升高维生素C的稳定性受到显著影响,在100 ℃下仅保留了7.34%的还原活性,而封装后的维生素C在相同条件下能保留约36.73%的还原活性,将维生素C的热防护能力提高了5倍。
3.1.3 氧化稳定性
SEMOUMA等[37]以完整和质壁分离2种类型的酵母细胞作为壁材对香桃木提取物进行包埋,封装后的香桃木提取物抗氧化活性明显增强,其中质壁分离处理的酵母微胶囊的活性最高。刘立志等[38]以干酵母细胞为壁材制备了石榴籽油微胶囊,并探究了其在60 ℃加速氧化条件下的稳定性差异。结果表明,制备的酵母封装微胶囊可有效阻止O2的渗透及自由基的产生,对比未封装的石榴籽油氧化稳定性明显提高。CETINKAYA等[39]以小麦胚芽油为芯材制备了酵母封装微胶囊,对小麦胚芽油的氧化稳定性进行测定。结果表明,在60 ℃、24 d的加速氧化试验中,酵母封装微胶囊可为小麦胚芽油提供最低的过氧化值、对茴香胺值及最高的氧化保护。
3.2 释放性
以酵母菌细胞为壁材制备的酵母微胶囊在一定条件下可以实现芯材的控制释放及缓释作用。DADKHODAZADE等[25]使用酵母细胞为壁材制备维生素D3微胶囊,在模拟胃肠道释放的研究中表明,封装后的维生素D3在模拟胃液中可实现持续释放,释放率为35.75%,在模拟肠液中则有更加显著的释放效果,释放率高达97.9%。SALARI等[40]将酿酒酵母细胞作为一种新型药物载体对小檗碱进行包埋,制备的小檗碱微胶囊装载量为(78±0.6)%,约99%的小檗碱可在34 h内释放完毕。朱俊玲等[18]以酵母细胞为壁材,制备的小米糠多酚微胶囊外表面光滑,颗粒大小均匀,体外模拟胃肠液消化缓释试验结果表明,制备的小米糠多酚微胶囊在2 h内的释放率达96%以上,5 h后小米糠多酚基本释放完全,小米糠多酚的迅速释放可有效防止其在体内释放过程中发生变化,有效提高了人体对活性物质的利用率。
3.3 包埋率
酵母细胞作为一种新型绿色安全的封装壁材,通过封装介质、酵母细胞及物质分子进行频繁的碰撞运动即可实现亲水性、疏水性化合物的有效封装。KAVOSI等[22]以质壁分离、未质壁分离2种类型的酵母细胞为壁材制备的马齿苋籽油微胶囊都具有较高的包埋率和装载量,其中质壁分离的酵母细胞包埋率和装载量更好,分别为(60.27±2.72)%、(211.68±8.73) g/kg。马冉冉等[19]以库德毕赤酵母为壁材制备的茶多酚微胶囊包埋率为68.12%,且更好地提高了芯材的稳定性。DADKHODAZADE等[25]制备的维生素D3酵母微胶囊,包埋率最高达(76.10±6.92)%,平均粒径为3.43～7.91 μm。汤须崇等[41]以酵母细胞为壁材制备的叶黄素酵母微胶囊包埋率为83%～84%,具有较高的生物利用度。王娣等[42]以啤酒废酵母为壁材制备百里香精油微胶囊,包埋率为86.71%,在100 ℃加热30 h,精油微胶囊挥发率仅有15.8%。TAN等[43]将制备的花青素酵母微胶囊通过逐层技术沉积相反电荷多糖进行双重涂层,其包埋率达94.7%,贮存1个月后花青素的保留率仍高达71.9%。
3.4 感官评价
酵母封装微胶囊在掩盖芯材物质的不良气味方面具有优良效果。CZERNIAK等[44]通过微胶囊技术制备鲱鱼油酵母微胶囊,封装后的鱼油不良气味明显降低。姚正颖等[45]以酵母细胞和乳清蛋白为壁材制备刺梨维生素C微胶囊,可有效保护刺梨果汁中的敏感功效成分,降低饮用口感的不适性。MOGHADAM等[46]以酵母细胞为壁材制备Zataria multiflora精油微胶囊,较大程度上改善了该精油在鸡汤应用中的感官特性,提高了感官评分、降低消费者的排斥反应。DARDELLE等[47]将酵母细胞包埋的大蒜精油应用在方便面中,对比传统的喷雾干燥粉末工艺,封装后的大蒜精油在方便面中的口感、气味和真实性方面得到了更高程度的保留。杨丽华[48]以柠檬籽油为芯材,利用酵母细胞和酯化淀粉为壁材制备双层包埋微胶囊,能够显著抑制牛肉干的挥发性盐基总氮和硫代巴比妥酸反应物含量升高,延缓感官品质的下降。宋扬等[49]以酵母细胞复合其他壁材,如麦芽糊精、壳聚糖、海藻酸钠,制备酒花苦味酸酵母微胶囊,可有效降低酒花苦味酸的苦味,且应用酒花苦味酸酵母微胶囊生产的浑浊啤酒具有颜色鲜亮、外观混浊、质地均匀及香气浓郁等特性。
4 酵母菌封装微胶囊在食品领域中的应用
4.1 在油脂中的应用
油脂来源广泛、营养丰富,富含不饱和脂肪酸、生育酚、植物甾醇等多种生物活性物质,具有很高的应用价值。但一些油脂在加工使用过程中存在风味敏感、易分解、稳定性差等问题。例如,核桃油在贮藏过程中易受光、O2和温度等因素影响而发生氧化酸败,破坏油脂营养,降低产品感官品质及货架期[50]。鱼油也易因多不饱和脂肪酸长链分解从而导致其营养损失并产生不良气味,很大程度上限制了其高值化利用[51]。酵母封装微胶囊技术通过创造物理屏障的方式可有效减缓油脂的氧化酸败,并对油脂的不良气味具有一定的抑制作用,为后续更多基于油脂的食品开发提供了技术支撑。
目前,常用于制备酵母微胶囊的油脂按来源可分为动物油脂、植物油脂两大类。CZERNIAK等[44]使用预处理后的酵母细胞作为壁材对鲱鱼油进行包埋,并对其稳定性进行了探究。结果表明,封装后的鱼油在相对湿度低于70%的条件下贮存30 d后,稳定性仍保持良好,且不良气味被有效掩盖;FU等[52]以酵母细胞为壁材制备的南极磷虾油微胶囊,可有效保护磷虾油在加工过程中免受热损伤。此外,制备的微胶囊还具有一定的缓释和靶向递送特性,较大程度上提高了磷虾油的生物利用度。刘立志等[38]以干酵母细胞为壁材制备的石榴籽油微胶囊可有效阻止O2渗透、防止自由基的产生,大大延长了石榴籽油保质期。KARAMAN[53]使用酵母细胞对黑孜然籽油进行包埋,并对黑孜然籽油内的百里香醌的生物活性进行了评价。结果表明,酵母细胞封装的黑孜然籽油在贮藏过程中可以更好地保持百里香醌浓度及生物活性,未封装时黑孜然籽油内百里香醌的降解率可达96.78%。封装后,百里香醌的降解率最低为52.63%,有效抑制了黑孜然籽油中百里香醌的降解。
4.2 在营养添加剂中的应用
细胞壁和细胞膜构成的双层囊腔结构使酵母细胞具有良好的吸附性能,一些营养物质通过酵母细胞的封装能够改善其营养价值、提高稳定性,从而拓宽在食品领域中的应用。KARAMAN[54]以酿酒酵母细胞为壁材制备没食子酸微胶囊,具有良好的抗氧化和抗自由基活性,并能够在pH 1.2和6.8时实现芯材的有效释放。朱俊玲等[18]以小米糠多酚为芯材制备的酵母封装微胶囊表面光滑,颗粒大小均匀,有效了提高小米糠多酚的稳定性能。PHAM-HOANG等[55]以酵母细胞为壁材对槲皮素进行包埋,在长达4个月的贮存周期内通过荧光寿命技术观察到分子稳定,验证了酵母封装微胶囊是保存芯材活性有效的方法。苏平等[56]以酵母细胞为壁材,制备的黄秋葵花黄酮酵母微胶囊对食用植物油具有良好的抗氧化效果,同时还表现出了很好的缓释效应。汤须崇等[26]以酵母细胞为壁材制备的百里香黄酮微胶囊除具有良好的抗氧化性外,对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、单增李斯特菌(Listeria monocytogenes)、大肠杆菌(Escherichia coli)还具有一定的抑制作用。洪自兵等[57]利用酵母微胶囊技术包埋的决明子多糖可延长其药效,封装后的决明子多糖能够更好地抑制HepG2细胞活性。姚正颖等[45]以刺梨果汁为芯材、以酵母细胞及乳清蛋白为壁材制备的刺梨维生素C微胶囊具有良好的稳定性及缓释性能,很大程度上提高了刺梨的保健功效。
4.3 在抗菌剂中的应用
当前,食源性疾病的高发病率已成为世界上突出的卫生问题之一,其中由微生物污染引起的食源性疾病占有很大比例,广谱高效的抗菌剂在食品工业中被大范围应用。然而,一些抗菌剂在使用过程中存在性质不稳定、易挥发变质、释放迅速、难溶于水等缺点,酵母封装微胶囊技术可有效克服上述缺陷。此外,酵母菌细胞壁中的β-1,3-葡萄糖可与有害微生物细胞上的Dectin-1受体进行特异性结合,从而实现靶向抑菌,更好地提高抗菌效率[58]。
HUANG等[59]使用真空辅助灌注工艺将卤胺聚合物封装在酵母细胞中,开发一种新型的生物基消毒剂成分。结果表明,制备的生物基成分与目标细菌和真菌具有高亲和力,可分别在30 s和5 min内灭活无有机负荷和高有机负荷洗涤水中的致病菌,在形成高局部氯浓度、延长氯的稳定性以及靶向灭活浮游状态和生物膜中的微生物方面具有独特优势。DOU等[60]将光敏剂姜黄素作为芯材包埋到酵母细胞中,对单增李斯特菌生物膜进行靶向光动力治疗。包裹在酵母细胞中的姜黄素与UV-A光照相结合,可使生物膜基质中的细菌失活,灭活水平高达93.3%～99.2%。KAVETSOU等[61]将薄荷精油包埋在面包酵母中,将其作为杀虫剂对害虫桃蚜的防治效果进行了评估。结果表明,在处理72 h后,封装的薄荷精油比未封装的精油具有更强的杀虫效果,封装后的精油杀虫活性延长了3 d。LIU等[62]研究的封装在酵母细胞中的Mānuka精油,热稳定性提高了约43%,以产芽孢蜡样芽胞杆菌营养细胞作为食源性致病菌的模型,无论高浓度可溶性有机物存在与否,在处理1 h后可使4 lg CFU/mL的细菌失活,而同等浓度的未封装精油在有机物存在的情况下仅实现了低于1 lg CFU/mL的细菌失活。
4.4 在贮藏保鲜中的应用
韩玲等[63]以柠檬籽精油为芯材,以酵母细胞、酯化淀粉为壁材逐层包埋制得酵母淀粉微胶囊,用于肉干(牛肉干、羊肉干、猪肉干等)保鲜。研究表明,制备的酵母淀粉微胶囊具有防潮和保鲜双重功效,此外,还减缓了蛋白和脂质氧化的速度,是一种良好的食品干燥剂替代品。刘丹[34]以酵母细胞为壁材、以甘草总黄酮为芯材制备了甘草总黄酮微胶囊,并探究了其对冷鲜牛肉的保鲜效果。研究表明,制备的酵母微胶囊对黄酮活性成分具有良好的保护作用,对比未封装的甘草总黄酮,对冷鲜牛肉的货架期延长一倍,达4 d。李富军等[23]以牛至精油为芯材、以啤酒干酵母为壁材制备的缓释型酵母微胶囊,可延长精油的杀菌时间,抑制灰霉菌、青霉菌的繁殖生长,从而减少草莓和圣女果的腐烂,达到果蔬保鲜效果。总结如图3所示。
图3 酵母微胶囊在食品领域中的应用
Fig.3 The application of yeast microcapsules in the food industry
5 结论与展望
酵母细胞是食品工业中的一种绿色天然、价格低廉、安全系数高的新型封装基质,制备的酵母封装微胶囊可保持芯材的光、热、氧化稳定性,实现芯材的控制释放并改善其不良风味,在油脂、营养添加剂、抗菌剂、食品的贮藏保鲜等领域已被广泛应用。但根据目前酵母封装微胶囊的研究与应用现状,还有以下几方面尚需加强探索:第一,对于酵母细胞壁的研究还主要集中于β-葡聚糖和甘露聚糖2种成分,细胞内的其他成分是否发挥着重要生理功能仍需进一步探究。第二,在酵母封装微胶囊的制备过程中受自溶、质壁分离、化学处理等多因素影响,不同的工艺条件对芯材的纯度与活性可能会产生破坏,因此,高产、高效、低影响、低破坏力的生产工艺亟待进一步完善。第三,对于制备的酵母封装微胶囊的表面修饰还有更大的空间,可进行细胞工程化修饰,如针对装载量的提高和更多响应性释放体系的建立,延伸其在农业、医学等方向的多重应用。相信不久的将来,随着我国科技的不断进步,酵母封装微胶囊的研究将会取得进一步突破,这对酵母资源的高值化开发利用、食品行业的健康发展都具有重要意义。
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