牛至精油微胶囊的制备表征及其在猕猴桃保鲜中的应用：酪蛋白水解物的增效作用与机制研究

为解决牛至精油(OEO)易挥发、不稳定及气味强烈等问题，研究人员通过复合凝聚法制备了OEO微胶囊(OMs)，并创新性地引入酪蛋白水解物(CH)作为辅助壁材开发了OCMs。研究系统评价了微胶囊的形貌结构、抗氧化/抗真菌活性、热稳定性、释放行为及保鲜性能，结果表明OMs和OCMs均具有优异的控释特性与保鲜效果，其中OCMs因CH的加入展现出更优越的热稳定性、抑菌性能及缓释能力，能有效延缓猕猴桃品质劣变并降低腐烂率，为天然防腐剂在食品工业的应用提供了新策略。

牛至精油（Oregano Essential Oil, OEO）因其卓越的抗菌、抗炎和抗氧化活性在食品保鲜领域展现出巨大潜力，然而其高度挥发性、对光热氧的敏感性以及强烈气味严重限制了实际应用。微胶囊化技术可通过壁材包埋有效保护活性成分，延缓释放并掩盖异味，但传统壁材功能单一，难以兼顾高效封装与协同增效。针对这一挑战，本研究通过复合凝聚法将OEO封装于壳聚糖（CS）和羧甲基纤维素钠（CMC-Na）构成的壁材中，制备了OEO微胶囊（OMs），并创新性地引入具有抗菌抗氧化活性的酪蛋白水解物（CH）作为辅助壁材，开发了增强型微胶囊（OCMs），系统评价了其理化特性、功能活性及在猕猴桃保鲜中的应用效果。相关研究成果发表于《Journal of Future Foods》。

研究采用的关键技术包括：复合凝聚法制备微胶囊，通过扫描电镜（SEM）和激光粒度分析仪表征微观形态与粒径分布，利用傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析化学结构，通过热重分析（TGA）和差示扫描量热法（DSC）评估热稳定性，采用DPPH自由基清除能力和铁离子还原抗氧化能力（FRAP）测定抗氧化活性，通过平板抑制实验评价对灰霉病菌（Botrytis cinerea）的抑菌效果，并在猕猴桃贮藏实验中监测色泽、硬度、腐烂率及可溶性固形物（SSC）和可滴定酸（TA）的变化。

3.1 CH的分子量分析

CH的分子量分布显示83.6%的肽段处于338–3831 Da范围内，主要峰位于1439 Da（占比22.28%），分子量低于5000 Da的肽段占主导，这种低分子量特性有助于增强其抗菌活性和膜渗透效率，同时保留的少量高分子量肽段（>5000 Da）可改善乳化稳定性，从而提升微胶囊的整体性能。

3.2 OEO浓度对封装效率的影响

随着OEO浓度从0.1%增至0.5%，封装效率（EE）先升后降，在0.2%时达到最高值65.76%。浓度过低时OEO易挥发损失，过高时则超出壁材负载能力导致油相析出，故选择0.2%作为最佳封装浓度。

3.3 粒径与形貌分析

OMs和OCMs的平均粒径分别为3.41 µm和1.54 µm，分布均匀。OCMs粒径更小可能源于CH的疏水性和较高表面张力。SEM显示两者均呈不规则球形或棒状，存在明显团聚，OCMs聚集程度更高与其更小粒径有关。

3.4 FTIR分析

FTIR光谱证实OEO成功封装，微胶囊在2928 cm⁻¹（C-H伸缩振动）和1420 cm⁻¹（芳香环C-C振动）处信号增强，且OCMs在1651 cm⁻¹出现特征峰，表明CH均匀分散于CS结构中，形成了稳定的复合壁材。

3.5 热性能分析

TGA显示OEO在186.5℃前几乎完全降解，而OMs和OCMs的起始降解温度分别提高至222.4℃和232.1℃，表明微胶囊化显著提升了OEO的热稳定性。OCMs因CH的耐热性表现出更优的保护效果。DSC曲线中OEO的特征吸热峰在微胶囊中消失，进一步证实OEO被有效包埋。

3.6 体外释放分析

微胶囊释放呈现两阶段模式：初期快速释放表面吸附油，后期缓慢释放内核包封油。累积释放率（CR）随温湿度升高而增加，OCMs在高湿环境下释放更缓慢。一级动力学模型最能描述释放行为，表明释放速率与OEO浓度成正比。OCMs因CH的抗氧化性减少了OEO氧化损失，控释性能更佳。

3.7 抗氧化活性分析

DPPH和FRAP测定显示，OEO、OMs和OCMs初始抗氧化活性最高，随存储时间延长而下降，但OMs和OCMs的下降速度显著慢于游离OEO，得益于微胶囊的缓释作用。CH本身抗氧化性稳定，但因溶于DMSO未能充分体现于OCMs体系。

3.8 对灰霉病菌菌丝生长的抑制

CH、OMs和OCMs对灰霉病菌的菌丝生长抑制率（MGI）分别为67.86%、100%和100%。OCMs处理组未见菌丝生长，抑菌效果最优，归因于OEO的持续释放、CS和CH的协同抗菌作用以及微胶囊提升的膜渗透性。

4 猕猴桃保鲜分析

4.1 色泽变化

微胶囊处理显著延缓了猕猴桃亮度（L）和色度（C）值的下降，OCMs效果最好，因缓释OEO抑制了酶促褐变和叶绿素氧化，且CH的抗氧化性在高湿环境中进一步增强保护。

4.2 硬度与腐烂率

OMs和OCMs有效减缓了猕猴桃硬度下降，抑制了果胶降解酶活性。贮藏9天后，对照组腐烂率最高，OMs和OCMs处理组腐烂率显著降低，OCMs因强化抑菌性能表现最佳。

4.3 可溶性固形物（SSC）与可滴定酸（TA）

SSC先升后降，TA先降后升，微胶囊处理延缓了这些变化，通过抑制呼吸作用和微生物活动减缓营养消耗。OCMs在TA保持上效果更优，与其更好的抑菌和缓释特性相关。

本研究成功开发了基于CS/CMC-Na的OEO微胶囊，并通过引入CH提升了微胶囊的综合性能。OMs和OCMs均具有良好的形貌结构、热稳定性、抗氧化抗菌活性和可控释放特性，能有效延缓猕猴桃贮藏期间的品质劣变，降低腐烂率。OCMs因CH的多功能性（抗菌、抗氧化、乳化增强）展现出优于OMs的性能，为天然防腐剂的开发提供了新思路。该研究不仅推动了OEO封装技术的发展，也为微胶囊化技术在果蔬保鲜中的实际应用提供了理论依据和实践方案。