囊壁材質

食品工業上常使用的囊壁物質，包含醣類、纖維素、膠、油脂和蛋白 質等，例如：噴霧乾燥操作時，醣類常是作為主要囊壁物質的材質，膠通 常用來當做質地成分，安定乳化，控制結晶化(crystallization)和抑制合成 (syneresis)，藉以改善包覆性質，脂肪通常使用於水溶性成分的微膠囊化；

蛋白質也會常被使用作為微膠囊的成分，其中明膠是以相分離法製備微膠 囊時常用的載體(Barbosa-Canovas et al., 2005)。

4.1.1 多醣類

多醣類中可形成薄膜物質，如澱粉、澱粉衍生物、纖維素衍生物、幾 丁聚醣和不同的膠等，多醣類和蛋白質結合後，可修飾薄膜的機械性質。

多醣類為囊壁物質重要成分，作為塑化劑或促進形成球狀膠微粒(spherical)

和 平 滑 表 面 的 微 膠 囊 ， 提 高 囊 壁 物 質 和 核 心 物 質 之 間 的 吸 附 力 (adhesion)(Shu et al., 2006)。

多醣膠體也常用來增加乳化液的安定性及微膠囊化，或在油的接觸面

形成可食性薄膜，例如辛香料工業常用阿拉伯膠(gum arabic)當膜壁物質，

以噴霧乾燥微膠囊化風味成分，避免它受氧化和揮發作用，改善熱安定性 及儲存期限，但成本較高(Krishnan et al., 2005)。

Beristain 等(2002)曾以 mesquite gum 當囊壁物質，探討水活性對橘皮油 氧化安定性之影響，當微膠囊在水活性0.628 時有最佳的安定性，沒有結塊 和黏著發生，當水活性達0.821，充分的水使微膠囊形成一個類似麵糊的團 狀物，會導致囊壁分解，一旦微膠囊結構被破壞，揮發性成分逐漸暴露就 會損失。

4.1.2 蛋白質

可形成薄膜的蛋白質中，動物來源包括明膠、膠原蛋白(collagen)、酪

蛋 白(casein)和乳清蛋白(whey protein)等，植物來 源包括大豆蛋白(soy protein)、玉米醇溶蛋白(corn zein)等。蛋白質可藉由不同的物理和化學方法 修飾，包括加熱、機械處理、壓力、脂質界面、酸和鹼以及金屬離子，可 充分運用在蛋白質構形、蛋白質交互作用和薄膜性質上，以製備蛋白質薄 膜或塗層(Gennadios, 2002)。

一般而言，蛋白質薄膜具優越的氧氣、香氣屏障及控制釋放能力，可 廣泛應用在食品上。以簡單或複合凝聚法製備微膠囊時，可使用蛋白質作 為囊壁物質，其技術包含雙重乳化(double emulsion)和隨後的戊二醛交聯或 熱誘發凝膠，可使核心物質保留佳，且微膠囊為非水溶性(Cho et al., 2003)。

在製備生物降解薄膜時，可使用酵素交聯不同蛋白質形成生聚合物薄 膜，在選擇蛋白質作為囊壁物質時，含有大量麩胺酸與離胺酸的大豆蛋白 是轉麩醯胺酸酶之優良基質(Cho et al., 2003)。大豆蛋白質主要有 7S(200kDa)

和 11S(350kDa)的球蛋白(globulins)，這些蛋白質的兩親媒性(amphiphilic character)和乳化特性，可提供以油脂為核心物質的微膠囊化所需的物理和 功能特性(Lee et al., 2006)

藉由微生物的轉麩醯胺酸酶催化蛋白質分子形成架橋，構成一個良好 的網狀結構，促使形成蛋白質安定乳化膠體(protein-stabilized emulsion gels)，可改善食品乳化的質地和食品香氣成分的控制釋放。微生物的轉麩

醯胺酸酶使用在乳化膠體產品中，如塗抹食品、點心以及調味醬等，可提 供以蛋白質為基質的食品系統新的良機(Lee et al., 2006)。

4.1.3 油脂

可食性脂類，包含蜂蠟(beeswax)、堪地里拉蠟(candelilla wax)、三酸甘 油酯如乳脂片段(milkfat fractions)、脂肪酸和蔗糖脂肪酸酯等，可用來披覆

在食品或藥物表面當做水分屏障，也可和蛋白質或多醣混合成複合薄膜，

或是分散在蛋白質或多醣中(Gennadios, 2002)。其中，蠟的結構性和物理性

受結構鏈的長度影響，融點為62-65℃，為一個良好的較軟，且具較高黏彈 性，也容易變形的聚合物(Shellhammer et al., 1997；Morgan et al., 2002)，它 的水氣通透性像低密度聚酯(LDPE)一樣低(Krochta and Johnston, 1997)。

4.1.4 複合材料

混合蛋白質與多醣類類膠體，例如混合明膠和阿拉伯膠、果膠、結蘭 膠、褐藻膠或羧甲基纖維素等，可作為良好的微膠囊保護材質(Lii et al., 2002)。

Drusch 等(2006)將魚油以葡萄糖糖漿(glucose syrup)或海藻醣(trehalose) 和辛烯基琥珀醯澱粉(n-octenylsuccinate-derivatized starch, n-OSA)複合材 質，以噴霧乾燥進行魚油的微膠囊化，n-OSA 和海藻醣複合材質製備的魚 油微膠囊的氧化安定性比 n-OSA 和葡萄糖糖漿複合材質者佳。以梅納反應 使蛋白質結合醣類的產物，作為魚油粉末的微膠囊囊壁物質，可增加油脂 安定性，且梅納反應程度增加，氧化安定性亦提高(Augustin et al., 2006)。

Jonsdottir 等(2005)發現蛋白質(明膠、酪蛋白)和醣類(乳糖、蔗糖及麥芽糊精) 複合材質作為囊壁物質，使微膠囊化的魚油具有高氧化安定性。

以酪蛋白鈉(sodium caseinate)微膠化魚油，可改善魚油的氧化安定性，

但與高分枝環狀糊精(highly branched cyclic dextrin)結合後，因具有獨特的結 構和高分子量，對魚油氧化安定性有明顯改善(Kagami et al., 2003)。

Krishnan等(2005)混合阿拉伯膠(GA)、麥芽糊精(MD)和修飾澱粉(MS)

作為囊壁物質，可改善風味保留、乳化液安定性及延緩氧化發生，三者混 合比例中，GA：MD：MS為4/6：1/6：1/6的囊壁物質，捕捉1,8-cineole、

α-terpiny acetate及總揮發性物質的半衰期(half life)最高，顯示該比例能提

供豆蔻精油樹脂最佳之保護。

Soottitantawat等(2003)曾探討噴霧乾燥期間，乳化液液滴大小對微膠囊 化揮發性物風味保留之影響，包括混合阿拉伯膠和麥芽糊精、混合大豆可 溶性多醣和麥芽糊精、修飾澱粉和麥芽糊精三者分別作為囊壁物質，包覆 不溶性的檸檬香精(d-limonene)，證實三種囊壁物質皆隨乳化液半徑增加而 檸檬香精之保留下降，顯示乳化液滴大小為風味保留的顯著影響因子。