全 文 ：※工艺技术 食品科学 2013, Vol.34, No.12 95
多孔淀粉粉末紫苏籽油的制备及其抗氧化性
江慧娟1，吕小兰2，黄赣辉1,*
(1.南昌大学 食品科学与技术国家重点实验室，江西 南昌 330047；2.南昌大学基础化学实验中心，江西 南昌 330047)
摘 要：以交联酯化葛根多孔淀粉为壁材，通过物理吸附制备粉末紫苏籽油。以包埋率为指标，分别通过单因素试
验和正交试验确定最佳包埋条件，结果表明：芯壁材比(紫苏籽油:交联酯化多孔淀粉)4:1、包埋温度55℃、包埋时
间50min，此时粉末油脂包埋率可达到30%以上。并对包埋前后的紫苏籽油进行加速氧化实验，由过氧化值的变化
得出粉末化后的紫苏籽油能显著延长油脂氧化时间，可达到较好的抗氧化效果。
关键词：多孔淀粉；粉末紫苏籽油；芯壁材比；包埋率；抗氧化
Preparation of Perilla Seed Oil Powder and Its Antioxidant Activity
JIANG Hui-juan1，LÜ Xiao-lan2，HUANG Gan-hui1,*
(1. State Key Laboratory of Food Science and Technology, Nanchang University, Nanchang 330047, China；
2. Basic Chemistry Experiment Center, Nanchang University, Nanchang 330047, China)
Abstract：Perilla seed oil (PSO) powder was prepared by physical adsorption with cross-linked esterifi ed porous starch
(CEPS) as the wall material. Several process conditions were optimized by one-factor-at-a-time and orthogonal array design
to achieve the highest embedding effi ciency (EE). The optimum conditions for preparing PSO powder were established as
follows: embedding at 55 ℃ for 50 min with a PSO/ CEPS ratio of 4:1. PSO powder under the optimized conditions gave
rise to the highest EE of more than 30%. The peroxide values (POV) of PSO and the PSO powder under the optimized
conditions were determined under accelerated oxidation conditions. From the results obtained, we found that the lipid
oxidation time of the PSO powder was substantially prolonged in comparison with native PSO, indicating enhanced
oxidation resistance.
Key words：porous starch；perilla seed oil powder；ratio between core material and wall material；embedding rate；
oxidation resistance
中图分类号：TS236.9 文献标志码：A 文章编号：1002-6630(2013)12-0095-04
doi:10.7506/spkx1002-6630-201312020
收稿日期：2012-05-27
作者简介：江慧娟(1987—)，女，硕士研究生，研究方向为农产品加工及贮藏工程。E-mail：564837140@qq.com
*通信作者：黄赣辉(1967—)，男，教授，博士，研究方向为人工智能、食品工艺学。E-mail：huangganhui@163.com
紫苏籽油(perilla seed oil，PSO)油质优良，颜色
类似淡茶色，透明，味道芳香。干燥紫苏籽含油量为
38.6%～47.8%，PSO中含有蛋白质、脂肪、纤维素、
非氮物质以及灰分等多种化学成分，其中以脂肪含量最
高，达50%以上，不饱和脂肪酸为脂肪酸的主要成分，
含量达约90%以上，不饱和脂肪酸中又以α-亚麻酸含量最
高，高达60%以上。PSO中含有丰富的α-亚麻酸，是至今
发现的种子植物油中α-亚麻酸含量最高的植物品种。综
合资料发现，PSO有降低胆固醇、提高免疫力、抗癌、
止咳平喘、改善情绪等生理功能[1-6]。
目前，市场上的食用紫苏籽油一般以液态油的形
式出现，也有少量制成软胶囊的形式直接食用。液态
的紫苏油需要避光、隔氧、低温保藏，否则将难以防
止其中的α-亚麻酸氧化损失；而软胶囊形式的产品对
温度比较敏感，当温度高于40℃就会出现漏油现象，
不能很好的保证品质，且大部分微胶囊以水解蛋白、
糊精、乳化剂等为壁材，产品中还会添加二氧化硅作
稳定剂，其中的乳化剂和稳定剂会增加人体的代谢
负担，使用剂量受到一定限制。相比大多数微胶囊形
式，采用多孔淀粉制备粉末紫苏籽油工艺简单，无需
对紫苏籽油进行乳化、均质、干燥等复杂加工，既不
影响紫苏籽油的风味，也不会因高温加工产生对紫苏
籽油成分及风味不利的影响，能使其更方便地应用于
固体食品、药品中；且多孔淀粉的生产不使用有毒化
学试剂，安全、无毒，使用剂量不受限制，可应用于
各种食品当中。本实验以改性后的多孔淀粉为壁材，
采用物理吸附法制备粉末紫苏籽油以提高油脂的稳定
性，从而使其适用于更多领域。
96 2013, Vol.34, No.12 食品科学 ※工艺技术
1 材料与方法
1.1 材料、试剂与仪器
葛根淀粉 市售；紫苏籽油 辽宁晟麦实业股份
有限公司；可溶性淀粉 市售。
α-淀粉酶(比活力21000U/mL) 诺维信生物技术有
限公司；糖化酶(比活力20000U/g) 白银赛诺生物科技
有限公司；其他试剂均为分析纯。
HH-4型数显恒温水浴锅 上海浦东物理光学仪器
厂；THZ-82型恒温水浴振荡器 金坛市精达仪器制造
厂；DHG-9070型电热恒温鼓风干燥箱 上海市三发科
学仪器有限公司；0412-1型离心机 上海手术器械厂；
SHZ-Ⅲ型循环水真空泵 上海荣生化仪器厂；XL-30-E
型环境扫描电镜 荷兰飞利浦公司；JT2003型电子天平
余姚市金诺天平仪器有限公司。
1.2 方法
1.2.1 工艺流程
1.2.1.1 葛根多孔淀粉的制备
20g葛根淀粉与60mL pH5.0的柠檬酸-磷酸氢二钠混
合，50℃水浴预热10min，同时搅拌，按糖化酶与α-淀
粉酶质量比3:1加入0.6%(酶质量/淀粉质量)的酶，50℃水
浴中酶解12h，调节pH值至7.0左右停止反应，抽滤、洗
涤、烘干，即得葛根多孔淀粉
1.2.1.2 交联葛根多孔淀粉的制备
9g氯化钠+2g氢氧化钠溶解于600mL蒸馏水中，加入
100g葛根多孔淀粉调浆，40℃水浴搅拌1.5h，调节pH值
至10，加入0.3mL环氧氯丙烷，20℃水浴2h(控制pH值为
10左右)，抽滤、洗涤、烘干，即得交联葛根多孔淀粉。
1.2.1.3 交联酯化葛根多孔淀粉的制备
20g交联葛根多孔淀粉配成30%淀粉乳，用1% NaOH调
节pH8～9，分多次加入4%辛烯基琥珀酸酐，35℃搅拌反应
4h(控制体系pH8～9)，用5%盐酸溶液调节pH值至6.5停止反
应，抽滤、洗涤、烘干，即得交联酯化葛根多孔淀粉。
1.2.2 粉末油脂制备单因素试验和正交试验
准确称取10g交联酯化葛根多孔淀粉于磨口锥形瓶
中，按芯壁材比(质量比)3:1加入一定量的紫苏籽油，加
盖后置于50℃恒温水浴振荡器中，恒温恒速振荡60min
后，倾出，真空抽滤至无油滴滴下，用无水乙醇快速洗
涤多孔淀粉表面残留紫苏籽油，40℃干燥10min，称质
量，过筛，装瓶即得成品[7-9]。固定其他条件，分别考察
芯壁材比(1:1、2:1、3:1、4:1)、包埋温度(30、40、50、
60、70℃)和包埋时间(40、50、60、70、80min)对包埋率
的影响。然后进行L9(33)正交试验。
1.2.3 指标测定
1.2.3.1 粉末油脂包埋率的测定[10]
交联酯化葛根多孔淀粉包埋率/%=
m2－m1
m1
×100 (1)
式中：m1为加入交联酯化多孔淀粉的质量/g；m2为
收集粉末油脂的总质量/g。
1.2.3.2 油脂过氧化值的测定[11-12]
将紫苏籽油和在最优条件下制备的粉末化后的油脂一
起放入60℃干燥箱中培养，每隔1d取出，参照国标GB/T
5538—1995《油脂过氧化值测定》测量其油脂过氧化值
(POV)，其中粉末油脂可通过碱性乙醚法提取其油脂，然
后再用国标法进行测定。油脂POV的计算如式(2)。
POV/(meq/kg) =
c(V1－V0)
m
×1000 (2)
式中：V1为用于测定的硫代硫酸钠标液体积/mL；V0
为用于空白的硫代硫酸钠标液体积/mL；c为硫代硫酸钠
的标定浓度/(mol/L)；m为试样质量/g。
1.2.4 扫描电镜观察
将样品均匀地撒在有胶性物质的样品台上，喷金后
置于电子显微镜样品室中，对样品进行观察，并拍摄具
有代表性的颗粒形态[13]。
2 结果与分析
2.1 不同壁材吸油率比较
表 1 葛根多孔淀粉及其改性淀粉吸油率(n=3)
Table 1 Oil binding rate of native and modifi ed pueraria porous starch
淀粉类型 葛根多孔淀粉 交联葛根多孔淀粉 交联酯化葛根多孔淀粉
吸油率/% 59.8 60.5 64.8
从表1可以看出，多孔淀粉经过交联剂交联后，加大
了淀粉分子间的强度，使结构更加稳定，吸附性能与多
孔淀粉相比有所增强。交联多孔淀粉酯化过程中由于它
在亲水性的淀粉上接上了亲油性的长链OSA，因此酯化
后的淀粉具有亲水和亲油两性性质，因此交联酯化葛根
多孔淀粉的吸油性能相比原多孔淀粉有明显改善。因此
实验用交联酯化多孔淀粉为粉末紫苏籽油的包埋壁材。
2.2 单因素试验
2.2.1 芯壁材比对油脂包埋率的影响
0
5
10
15
20
25
30
1:1 2:1 3:1 4:1 5:1
㢃ຕᴤ↨(m/m)
ࣙ
ඟ
⥛
/%
图 1 芯壁材比对粉末油脂包埋率的影响
Fig.1 Effect of ratio between core material and wall material on EE
从图1可以看出，随芯材与壁材比增大，粉末紫苏籽
油包埋率逐渐增大，但当芯材与壁材比达到为3:1后，油脂
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包埋率趋于稳定。这可能是因为芯材与壁材比3:1已达到多
孔淀粉作为包埋紫苏籽油微胶囊化壁材最大包埋限值[14]。
因此，随芯材与壁材比率继续增大，紫苏籽油包埋率增
加缓慢，趋于稳定，因此，设置正交试验中芯壁材比的3
水平为2:1、3:1、4:1。
2.2.2 包埋温度对油脂包埋率的影响
14
16
18
20
22
24
26
28
30 40 50 60 70
ࣙඟ⏽ᑺ/ć
ࣙ
ඟ
⥛
/%
图 2 包埋温度对粉末油脂包埋率的影响
Fig.2 Effect of embedding temperature on EE
从图2可以看出，随包埋温度增高，紫苏籽油粉末
油脂包埋率先升高后下降，当包埋温度为50℃时，包埋
率达最大值。这是因为温度升高使油脂分子运动速度加
快，促使紫苏籽油向多孔淀粉内部扩散；同时温度升高
降低了紫苏籽油黏度，使之渗透扩散能力增强，从而使
紫苏籽油包埋率增大。但温度继续升高，油脂分子势能
增大，多孔淀粉内部包埋的油脂分子之间引力减小，导
致油脂分子向外运动扩散，温度过高又会导致多孔淀粉
糊化，因而又导致粉末紫苏籽油包埋率下降，因此设置
正交试验包埋温度水平分别为45、50、55℃。
2.2.3 包埋时间对粉末油脂包埋率的影响
16
18
20
22
24
26
28
30
40 50 60 70 80
ࣙඟᯊ䯈/min
ࣙ
ඟ
⥛
/%
图 3 包埋时间对粉末油脂包埋率的影响
Fig.3 Effect of embedding time on EE
从图3可以看出，随包埋时间的延长，粉末紫苏籽油
的包埋率一直呈增高趋势，但当时间达到60min的时候，
包埋率增高趋势减缓，逐渐会趋于稳定。这是因为当时
间达到60min后，油脂在孔内发生凝聚吸附，当时间继续
延长，孔内外油脂表面吸附焓值趋于平衡，此时多孔淀
粉对紫苏籽油的吸附接近饱和，包埋率趋于稳定。因此
选取包埋时间50、60、70min作为正交试验水平。
2.3 正交试验
根据以上单因素试验，选取合适的水平，设计L9(33)
正交试验表。以粉末油脂的包埋率作为判定依据，一般
情况下包埋率越高效果越好。
表 2 粉末油脂制备正交试验设计及结果分析
Table 2 Orthogonal array design and results for the optimization of
PSO powder preparation
试验号 A芯壁材比 B包埋温度/℃ C包埋时间/min 包埋率/%
1 1(2:1) 1(45) 1(50) 16.12
2 1 2(50) 2(60) 18.27
3 1 3(55) 3(70) 19.36
4 2(3:1) 1 2 17.39
5 2 2 3 23.24
6 2 3 1 31.65
7 3(4:1) 1 3 21.78
8 3 2 1 23.87
9 3 3 2 28.15
k1 17.917 18.430 23.880
k2 24.093 21.793 21.270
k3 24.600 26.387 21.460
R 6.683 7.957 2.610
从表2可以看出，粉末油脂包埋率最高的为第6组
A2B3C1，其包埋率可达31.65%；通过极差分析，得出对
油脂包埋影响大小依次为B＞A＞C，即包埋温度＞芯壁
材比＞包埋时间。
2.4 正交试验结果验证
由表2可得出最高包埋率组为第6组，即A2B3C1，从
均值分析得出最高实验组为A3B3C1，分别对这两组进行3
次验证实验，取其平均值，结果如表3所示。
表 3 验证实验结果
Table 3 Results of verifi cation experiments for optimum preparation
conditions
%
试验项 1 2 3 平均值
A2B3C1 30.95 31.58 31.32 31.28
A3B3C1 31.47 31.76 31.88 31.70
从表3可以看出，A3B3C1组的包埋率效果较高，这是
因为其芯壁材比高于A2B3C1组，因此选取A3B3C1组为最佳
组，即最终选定最佳实验条件为：芯壁材比4:1、包埋温
度55℃、包埋时间50min。
2.5 粉末紫苏籽油抗氧化实验
0
10
20
30
40
50
0 1 2 3 4
ᯊ䯈/d
䖛
⇻
࣪
ؐ
/ (m
eq
/ k
g)
㋿㢣㉑⊍
㉝᳿㋿㢣㉑⊍
图 4 粉末紫苏籽油及紫苏籽油在60℃条件下POV的变化
Fig.4 POV changes of PSO and PSO powder at 60 ℃
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从图4可以看出，将未经包埋处理紫苏籽油和在最优
条件(芯壁材比4:1、包埋温度55℃、包埋时间50min)下制
备的粉末紫苏籽油置于60℃环境中，未包埋处理的紫苏
籽油过氧化值急速增加，而粉末紫苏籽油过氧化值变化
一直较缓慢，且经过4d加速氧化后仍可达到国家食用油
要求。这正是由于作为壁材的多孔淀粉的保护作用，有
效阻止了氧气渗透，因此，由多孔淀粉包埋制得的粉末
油脂能有效延长紫苏籽油的保质期[10,15]。
2.6 扫描电镜观察
A B
A.交联酯化葛根多孔淀粉；B.粉末紫苏籽油。
图 5 粉末紫苏籽油包埋前后电镜扫描图
Fig.5 Scan electron micrographs of CEPS and PSO powder
从图5B可以看出，多孔淀粉吸附紫苏籽油后表面
只能看到极少数孔洞，大部分孔洞都已包埋了油脂，
且改性后的多孔淀粉互相粘连在一块，增加了粉末油
脂的稳定性。
3 结 论
通过单因素试验和正交试验，确定了最佳包埋实验
条件：芯壁材比(紫苏籽油:交联酯化多孔淀粉)4:1、包埋
温度55℃、包埋时间50min，此时粉末油脂包埋率可达到
30%以上。对包埋前后的紫苏籽油进行加速氧化实验，
通过过氧化值的变化可看出粉末化后的紫籽油能显著延
长油脂氧化时间，这是由于多孔淀粉能显著减少油脂与
外界空气的接触，从而达到较好的抗氧化效果。
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