3、食品微凝膠顆粒穩定性

以蛋白質為基質的微凝微凝膠（wheyproteinmicrogels，WPMs）在應用中常常遇到當溶液的制备pH接近蛋白質的等電點（isoelectricpoint，pI）時，表征顆粒間相互聚集並形成沉澱，应用影響產品外觀。食品通過對蛋白質適當的微凝改性，提高等電點附近蛋白質的制备水溶性，可有效改善蛋白質微凝膠的表征穩定性，減少聚集。应用KARBASIM等對乳清分離蛋白微凝膠的食品表麵進行糖基化修飾，研究發現，微凝麥芽糖糊精與蛋白反應1h可有效增加WPMs的制备水合作用；過度反應則有大聚集體形成，反而降低了膠體的表征穩定性。

4、应用微凝膠機械性質

限於當前的技術手段，為測試微凝膠的機械強度通常需要以簡單擠壓法製備毫米級的顆粒。

OPHELIET等根據公式（1）計算誘導WPI成膠所需的Ca²⁺理想濃度（簡注為[Ca²⁺]），認為當Ca²⁺濃度小於[Ca²⁺]時，凝膠速度緩慢，蛋白質交聯較少，形成的凝膠較弱，當Ca²⁺濃度大於[Ca²⁺]時，可能導致蛋白質間的快速不連續聚集，形成粗糙、多孔的凝膠結構，最終降低凝膠強度。三、微凝膠在食品傳遞體係中的應用微凝膠在食品、農業、醫學、化工等領域具有十分廣泛的應用，如被用作糖果或化妝品的調質劑，風味物質、營養成分、藥物等的緩釋包材，湯汁的增稠劑，脂肪替代物，皮克林乳液的穩定劑等。作為食品傳遞體係，微凝膠一方麵需提高生物活性物質在儲藏過程中的化學穩定性，另一方麵還須在胃腸道消化過程中做到定點釋放、持續釋放，保證功能因子的生物利用率包封於微凝膠中的生物活性物質的化學穩定性和生物利用率主要受顆粒大小和微凝膠基質網絡孔隙大小的影響。微凝膠的粒徑增大、孔隙縮小，減少了與氧、酶、酸等分子的接觸（比表麵積減小），同時抑製了不良環境因素向微凝膠內部的擴散，有效提高了生物活性物質的儲藏穩定性，但同時也可能引起生物利用率的降低。而顆粒大小和孔隙大小又受其他因素的影響。

1、脂溶性生物活性物質

盡管脂溶性生物活性物質在促進人體健康方麵具有諸多益處，但其水溶性差、化學穩定性低，限製了其在食品中的應用。乳液填充微凝膠由於含有乳化油滴，具備固定脂溶性生物活性物質的條件，是一種相對較新、具有潛在應用價值的軟固體顆粒。另一方麵，通過調節乳液填充微凝膠中油相的含量，使微凝膠密度盡可能與周圍水相的一致，有利於減少較大顆粒微凝膠懸浮液在重力作用下的分層（下沉或上浮）。部分聚合物，如β-乳球蛋白和低密度脂蛋白，由於自身結構上的特點（β-乳球蛋白表麵含有與DHA、維生素D₂等脂溶性生物活性物質結合的位點；低密度脂蛋白含有疏水腔），無須額外油相的添加即可用於脂溶性生物活性物質的固定。但單一的原料，往往在生物活性物質的保護方麵或自身的物理穩定性方麵無法提供足夠的支撐，目前常用的解決措施是通過靜電絡合法於蛋白質表麵覆蓋一層陰離子多糖，如果膠。這類體係已被應用於維生素D₂、薑黃素等脂溶性生物活性物質的固定。此外，文獻中也報道了將這類脂溶性生物活性物質（如多酚或β-胡蘿卜素）以顆粒（晶體）的形式包封於（海藻酸鈣）微凝膠中。研究發現，這些脂溶性顆粒（晶體）能夠在微凝膠形成過程中（噴射均質法）充當“核心”，提高微凝膠的產率。表3總結了微凝膠在部分脂溶性生物活性物質方麵的應用。

2、水溶性生物活性物質

微凝膠本身含有豐富的水分，適合水溶性物質的包埋，但單一的微凝膠體係並不是水溶性生物活性物質的良好載體，例如：微凝膠形成過程中的脫水收縮作用可能導致生物活性物質的損失；冷凍千燥過程中形成的冰晶或水分的減少可能引起益生菌的死亡或蛋白質的變性；酸、氧、酶等通過微凝膠孔隙可直接接觸生物活性物質，通過添加某些特定的“輔料”，可使微凝膠更加適應水溶性生物活性物質的包埋。

研究發現，羧甲基纖維素在海藻酸鈣微凝膠（聚合物濃度保持不變）中起到水分保持的作用，能夠降低脫水收縮作用，提高乳糖酶固定率。相比於單一的海藻酸鈣微凝膠，添加乳清分離蛋白後的微凝膠在多酚的載量上提高了約20%。葡萄糖、海藻糖等在冷凍過程中形成玻璃態結構，能夠減少分子遷移、抑製冰晶形成，達到避免蛋白變性、提高益生菌存活率的目的。

另一方麵，將MgO、Mg（OH）₂或CaCO₃等納米顆粒填充於微凝膠孔隙中，既能起到良好的“封閉”作用，又能中和胃酸，進一步提高益生菌在儲藏、消化過程中的存活率。礦物質，如鐵元素，由於具有催化油脂氧化的活性而無法直接添加於食品基質中。相比於遊離鐵（FeSO₄），殼聚糖—檸檬酸鐵銨微凝膠則能夠有效地降低油脂的氧化。該現象與殼聚糖分子與鐵離子間的螯合作用及殼聚糖分子本身的抗氧化性有關。

四、總結

微凝膠不僅適合於水溶性功能因子的固定，還可用於脂溶性物質的包埋，並且在包埋率和載量方麵表現良好，顯著提高了生物活性物質在各種環境中的穩定性。海藻酸鈉、幾丁質等聚合物具有良好的生物相容性，但無法為人體內消化酶所降解，適合用於益生菌、花青素等功能因子的定向（結腸）釋放。以蛋白質為原料的填充微凝膠，脂溶性功能物質在胃消化過程中具有較高的抗性，但能夠在小腸中實現完全的釋放。

總之，以微凝膠為功能物質的載體，顯著改善了脂溶性生物活性物質和/或水溶性生物活性物質在水中的分散性和化學穩定性，拓寬了功能因子在食品中的應用。目前，相關研究仍集中於改善功能物質在微凝膠中的載量、穩定性、釋放調控以及生物利用率等方麵；但基於粒徑、機械強度等對產品口感、外觀、流變性質等的影響的研究相對不足，有待於進一步的挖掘，以期更好地應用於食品工業中。

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