全 文 ： 2006, Vol. 27, No. 04 食品科学 ※工艺技术154
大学学报, 2002, 7(2): 27-30.
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收稿日期：2005-05-31 *通讯作者
作者简介：王金宇(1970-)，男，讲师，博士研究生，主要从事天然产物研究与开发。
酵母细胞微胶囊化丁香油的研究
王金宇1,2，李淑芬1,*，关文强3
(1.天津大学化工学院 绿色合成与转化教育部重点实验室，天津 300072；
2.河北科技大学生物科学与工程学院，河北 石家庄 050018；
3.国家农产品保鲜工程技术研究中心，天津 300384)
摘 要：以干啤酒酵母细胞为壁材制备丁香油微胶囊。通过正交试验考察了包埋温度、包埋时间、心材比等因
素对微胶囊化丁香油的影响。结果表明，选择包埋温度70℃、包埋时间9h和心材比为1ml/g的条件比较适宜，微
胶囊中丁香油包埋率可达41.26%。通过显微镜观察，微胶囊呈球形，大小均一，细胞质内充满亮亮的精油。通
过馒头防腐实验，表明丁香油微胶囊具有一定的缓释抑菌效果。
关键词：微胶囊；干啤酒酵母；丁香油；正交试验；缓释；抑菌效应
Microencapsulation of Clove Oil by Utilizing Yeast Cell
WANG Jin-yu1,2，LI Shu-fen1,*，GUAN Wen-qiang3
(1.Key Laboratory for Green Chemical Technology of State Education Ministry, School of Chemical Engineering
and Technology, Tianjin University, Tianjin 300072, China；2. School of Bioscience and Bioengineering,
Hebei University of Science and Technology, Shijiazhuang 050018,China；3.National Engineering Technology
Research Center for Preservation of Agricultural Products, Tianjin 300384, China)
Abstract ：The microcapsule of Clove Oil (CO) was prepared by utilizing dried beer yeast(S. cerevisiae) cell as wall materials.
The effects of encapsulating temperature, encapsulating time and the ratio of CO to yeast on microencapsulation of CO were
investigated by orthogonal experiment design. The results showed that the yield of CO encapsulated in yeast-based microcapsule
can reach 41.26% under the conditions of encapsulating temperature at 70℃, encapsulating time of 9h and th ratio of CO to yeast
as 1ml/g. The morphology of the microcapsule containing CO observed by microscope is global, with homogeneous size. A major
proportion of the cytoplasm is occupied by the twinkling CO. The product has some antiseptic sustaining-release effect on the
steam bread.
Key words：microcapsule；dried beer yeast；Clov oil；or hogonal experiment；sustained-release；antiseptic effect
中图分类号：TS202.3 文献标识码：A 文章编号：1002-6630(2006)04-0154-04
微胶囊技术通常是利用天然的或合成的高分子材料
作为成膜物质制备微胶囊[1]。被包在微胶囊内部的物质
称为囊心，外部由成膜材料形成的膜称为囊壁。制备
微胶囊通常采用化学方法、物理方法和物理化学方法三
类。但不管哪种方法，一般都存在制备过程复杂、条
件控制精度高、成本高、产品质量稳定性差、合适囊
壁材料选择困难等局限性。
20世纪70年代，Shank发明利用微生物细胞作为
天然囊壁材料制备微胶囊的技术[1,2]。由于酵母细胞呈球
形或椭球形，以分散的单细胞状态存在，大小在几微
155※工艺技术 食品科学 2006, Vol. 27, No. 04
米到20微米范围，完整的细胞壁和细胞膜结构具有一定
的强度和通透性，因此是理想的微胶囊壁材。
酵母微胶囊制备过程主要包括三个步骤：酵母细胞
制备及预处理、囊心渗透扩散到酵母细胞内形成微胶
囊、产品后处理[ 2～5 ]。在制备过程中，不需要引入其
它化学试剂，因此不存在有机溶剂残留或脱除的问题，
非常适合药物和食品添加剂的包覆。获得的微胶囊产品
大小均一、无毒、生物相溶性好、易生物降解[1,4]。酵
母可以是酿酒或抗生素等工厂回收的废酵母，因此原料
来源广泛、价格低廉。酵母微胶囊特别适合包封一些
脂溶性的物质，如隐色染料、药物、香料和精油、农
药、脂溶性维生素等，可以应用于食品、医药、纺
织、化妆品、农业等领域[ 3 ]。但是对制备微胶囊所用
的酵母一般都有特殊要求：通常酵母是以湿菌体(cell
slurry)的形式使用，分散性差，细胞表面的水分易与脂
溶性囊心出现分相，影响囊心向酵母细胞内渗透，且
后续的干燥、造粒比较困难；要求酵母细胞内脂必须达
到一定含量(40%以上)[2]；或要求微胶囊制备过程中菌体
保持生物活性[4]等。
丁香是一种名贵香料，从丁香花蕾中提取的丁香
油，主要成分是丁香酚、β-石竹烯等，它对食品常
见的污染菌有较强的抑制作用[6]，因此可以作为天然食
品防腐剂。但由于丁香油挥发性强、受空气、光照影
响易氧化变质，因此本文尝试利用酵母细胞制备丁香油
微胶囊，并对其防腐抑菌效果进行了初步研究。
本实验所用酵母与文献介绍的方法比较有以下特
点：采用干酵母，微胶囊的后续处理工艺简单，微胶
囊产品可以各种剂型使用；脂肪含量低，制备时不需要
特殊培养条件；制备过程中对菌体活性没有要求。通过
对制备工艺的优化，微胶囊中丁香油包埋率可以达到
41.26%。
1 材料与方法
1.1材料
干啤酒酵母 湖北安琪酵母股份有限公司，脂肪含
量2.0%～2.5%(质量分数)，使用前经过高温灭活处理。丁
香油 丁香花蕾的超临界CO2萃取物(萃取条件：70℃、
10MPa)，本实验室自制。丁香花蕾购自天津中药饮片
厂 。
1.2主要仪器与设备
Spe-ed SFE型超临界流体萃取仪 美国Applied Sepa-
rations公司；HZS-D型水浴恒温振荡器 哈尔滨东联电
子技术开发有限公司；ZK35型真空干燥箱 天津市华
北实验仪器有限公司；BX51显微镜 日本Olympus公
司 。
1.3方法
1.3.1丁香油微胶囊的制备
精密称取2g已经灭活的干酵母，放入磨口三角瓶
中，按配比加入丁香油，加盖后放入恒温水浴振荡器
中。振荡一定时间后，精油即可通过渗透扩散作用进
入酵母细胞内部，形成微胶囊。倾出，真空抽滤并回
收未包入的精油。无水乙醇洗涤细胞表面残留的精油，
30℃真空干燥20min。收集微胶囊，称重。
1.3.2微胶囊中丁香油包埋率的计算
ω(CO)=[m(B)－ A ]/m(B)×100
ω(CO)：微胶囊中丁香油包埋率(%)；
m(A)：加入的干酵母质量(g)；
m(B)：收集的微胶囊总质量(g)。
1.3.3丁香油微胶囊形貌的观察
取一点干啤酒酵母或丁香油微胶囊，分别置于小烧
杯中，加入少量蒸馏水，搅拌摇匀制成细胞悬液，然
后在显微镜下观察。
1.3.4丁香油微胶囊缓释抑菌试验
取5 g 新鲜的馒头(含水量47.6%)，放在500ml 烧杯
中。取100mg 丁香油或278mg酵母微胶囊(含100mg 精
油)放于10ml 小烧杯中，然后再将小烧杯放入大烧杯
中。用塑料薄膜密封大烧杯，室温(20～30℃)下放置，
观察馒头长菌状况。
2 结果与分析
2.1丁香油微胶囊制备工艺的研究
通过正交试验设计，研究了包埋温度(A)、包埋时
间(B)和心材比(C)三个因素对酵母微胶囊制备的影响。
其中心材比是指丁香油(囊心)体积干酵母(壁材)质量的配
比。结果如表1、2和3所示。
正交试验方案及结果如表1、2和3所示。通过极
差分析和方差分析结果可以看出：包埋温度对包埋效果
影响最大。随包埋温度升高，微囊中丁香油包埋率也
随之增大，各水平间差异达到10%的显著水平。温度
升高，一方面，使分子运动速度加快，促进丁香油向
酵母细胞内部扩散；另一方面，温度升高，可能会引
起酵母细胞壁和细胞膜上蛋白质的变性和一些脂溶性物
质(如细胞膜上的磷脂等)的溶解，使细胞壁和细胞膜的
通透性增加，这些作用都会使丁香油包埋率增大。包
埋时间和心材比对包埋效果影响较小，方差分析结果也
水平
因素
A包埋温度(℃) B包埋时间(h) C心材比(ml/g)
1 50 3 1.0
2 60 6 2.0
3 70 9 3.0
表1 正交试验因素水平表L9(34)
Table 1 The factors and levels of the orthogonal design L9(34 )
2006, Vol. 27, No. 04 食品科学 ※工艺技术156
不显著。
在实验范围内，各因素的最佳组合为A3B3C1，即
包埋温度70℃、包埋时间9h、心材比为1ml/g。考虑
到各个因素显著性分析结果均低于5%，而且在长时间高
温度条件下制备微胶囊，可能会使丁香油中丁香酚结构
发生改变，影响其生物活性，因此没有进一步做提高包
埋温度和延长包埋时间的试验。对最佳组合条件经过3
次验证试验，获得的微胶囊包埋率平均结果是41.26%，
略高于正交试验最大值(9号)。
因此，选择包埋时间9h、包埋温度70℃、心材
比为1ml/g作为微胶囊制备条件比较适宜，丁香油包埋
率可达41.26%。
2.2丁香油微胶囊形貌的观察及包埋效果直观判断
图1为酵母细胞和丁香油微胶囊的显微照片。可以
看出：酵母细胞呈球形或椭球形，直径在2.8～3.5μm
之间。丁香油微胶囊呈规则的球形，大小均一，以分
散的单细胞状态存在，细胞核等物质被挤到了细胞的中
心部位；细胞质内部充满亮晶晶的丁香油。
另外通过辨味法也证明了酵母细胞中丁香油的存
在。干酵母没有任何气味，研磨后有点炒干面粉的香
气，容易研磨，研磨物成粉状。对于丁香油微胶特有
的香气；而且研磨时手感发涩，研磨物成薄片状，显
“ 湿 润 ”。
2.3丁香油微胶囊缓释抑菌试验
实验号 A B C ω(CO)(%)
1 1 1 1 4.47
2 1 2 2 3.11
3 1 3 3 2.38
4 2 1 2 1.86
5 2 2 3 4.93
6 2 3 1 14.13
7 3 1 3 13.08
8 3 2 1 29.29
9 3 3 2 40.12
K1 3.32 6.47 15.96
K2 6.97 12.44 15.03
K3 27.50 18.88 6.80
R 24.18 12.41 9.17
表2 正交试验方案及结果
Table 2 The orthogonal array des ign matrix and exper iment
resu lts
方差来源 偏差平方和 自由度 方差 方差比 显著性p
A 1019.072 509.5314.45＜0.10
B 230.99 2 115.503.28 ＜0.25
C 152.69 2 76.34 2.17 ＞0.25
误差 70.51 2 35.26
表3 正交试验结果方差分析
Table 3 Variance anal ysis of the orth ogonal experimen t result
注：F0.10(2,2)= 9，F0.25(2,2)=3。
样品 对照组 精油组 微胶囊组
出现霉斑时间(d) 2～3 14～17 21～22
表4 丁香油微胶囊馒头防腐试验
Table 4 Antiseptic effect of microcapsule containing CO on
st ea med b re ad
从表4可以看出，对照组2d即有霉斑出现，7d后
长满一层密密的绿苔(青霉菌等)。放置13～15d后，小
杯中的精油已全部挥发干净，两三天后就生出绿色霉
斑；而微胶囊开始出现霉斑时间要滞后精油组4～5d。
因此，表明丁香油具有较强的抑菌效果，微胶囊产品
具有一定的缓释效果。
3 结 论
3.1选择包埋时间9h、包埋温度70℃、心材比为1ml/g
作为微胶囊制备条件比较适宜，微胶囊中丁香油包埋率
可达到41.26%。
3.2通过显微镜观察，丁香油微胶囊呈规则的球形，
大小均一，细胞质内充满亮亮的精油。
3.3抑菌试验结果表明，丁香油微胶囊产品具有一定
的缓释抑菌效果。
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收稿日期：2005-06-29
作者简介：文赤夫(1964-)，男，讲师，主要从事植物资源化学及生物化学研究。
樟树熟果红色素提取工艺及稳定性研究
文赤夫，赵虹桥，田春莲，全海飞，危志刚，汪 兰
(吉首大学城乡资源与规划学院，湖南 张家界 427000)
摘 要：为开发利用樟树果实的丰富资源，增加其经济附加值及为寻找新的天然食品着色剂提供依据，从提取工
艺条件、pH、温度、时间等方面对樟树熟果红色素的提取方法及其稳定性进行了研究。结果表明，最佳的提取
工艺条件为料液比1:25，pH1，提取温度60℃，提取时间90min；该色素在可见区最大吸收波长为509nm；该色
素受pH值影响较大，在pH1时的A509nm较大，色泽鲜艳，对温度不稳定。在pH5时的A509nm较小，但对温度
较稳定，在pH＞9时色素变色；色素对金属离子的稳定性较高，Fe3+使色素溶液变色，Cu2+对色素有增色效果，
但加速了色素的降解，Ca2+对色素有一定的降解作用，Mg2+、Na+对色素无不良影响；食品添加剂VC、柠檬酸
对色素有一定增色效果，苯甲酸钠对色素有降色效果，蔗糖和淀粉对色素的影响不大；氧化还原剂对色素有破坏
作用。
关键词：樟树；果实；食用色素；提取；稳定性
Study on Extraction Technics and Color Stability of Red Pigment from Camphor Tree’s Ripe Fruit
WEN Chi-fu，ZHAO Hong-qiao，TIAN Chun-lian，QUAN Hai-fei，WEI Zhi-gang，WANG Lan
(College of Resource and Planning Science, Jishou University, Zhangjiajie 427000, China)
Abstract ：In order to exploit and utilize the fruit of camphor tree(Cinnamomun camphora(L.)Presl), and provide basis for
looking for a new colorant of natural fruit, The extraction methods and stability of red pigment from camphor tree’s fruit by
technical conditions such as pH, temperature and time. The results showed that the optimal technical conditons are with the ratio
of material to solution is 1:25, pH, temperature and time are 60℃ and 90min respectively. The most apparent absorption
wavelength of the pigment is 509nm among the visible spectrums. With pH of 1 its A509nm is obviou , and its colour is bright, bu
it is not stable to temperature, so the effect from pH is apparent. When pH is 5, its A509nm is lower, but it is stable o temperature.
When pH is higher than 8, the pigement color changes. Its stability to metal ion is high such as: Fe3+ an change it color, Cu2+
can add its color but expedite degradation, while Ca2+ can also degrade it and Mg2+ nd Na+ can ot badly ffect it at all. Food additives
such as VC and citric acid can add its color, while sodium benzoate can decrease its color, but sucrose and starch can affect it
little, and reductant-oxidant can destroy it.
Key words：camphor tree(Cinnamomun camphora(L.)Presl)；fruit；edible pigment；stability
中图分类号：TS264.4 文献标识码：A 文章编号：1002-6630(2006)04-0157-04
食品的色泽，是人们鉴别食品质量优劣，表示喜
厌的先导[1]。色泽好的食品不仅可以提高感官性状，而
且还能够增强人的食欲[2]。我国食品行业对合成色素与
天然色素都有使用[3]，但现代医学研究表明：合成色素