《Powder Technology》：Encapsulation of Syrah red wine polyphenols by nano spray dryer
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本研究采用纳米喷雾干燥技术制备了红葡萄酒中多酚的纳米颗粒，以麦芽糊精和阿拉伯胶为包埋材料，最佳配比（2MD:1GA）下实现了78.27%的多酚保留率和51.79%的产率，纳米颗粒直径为54.46 nm，形态均匀且以球形为主，FTIR和XRD分析表明包埋材料与多酚无不良相互作用，结构为非晶态。结论表明MD与GA组合可有效包埋多酚，但需进一步研究体外释放及储存稳定性。
Eduarda Fran?a Ferreira de Souza | Ariane Sim?es Tunussi | Denivaldo Ribeiro Mota | Valker Araujo Feitosa | Joyce Maria Gomes da Costa
巴西迪亚曼蒂纳市Jequitinhonha和Mucuri山谷联邦大学食品科学与技术研究生课程
摘要
本研究旨在开发含有来自西拉红葡萄酒葡萄中的多酚的纳米颗粒，以保护这些生物活性化合物并提高其稳定性和生物利用度。评估了作为包封剂的麦芽糊精（MD）和阿拉伯胶（GA）的性能。包封材料配方采用完全随机设计，包含一个因素的四个水平。通过物理和化学分析对纳米颗粒进行了表征。处理组T3（2MD,1GA）表现出最佳性能，多酚保留率为78.27%，产率为51.79%。所得纳米颗粒的平均直径为54.46纳米，分布均匀，主要呈球形。傅里叶变换红外光谱（FTIR）显示了包封材料和多酚化合物的典型特征，未发现不良相互作用；X射线衍射（XRD）则揭示了非晶结构的特征性漫射峰。研究结果表明，MD与GA的组合能有效包封多酚，具有在食品系统中的应用潜力。然而，仍需进一步研究其体外释放特性和储存稳定性。
引言
葡萄酒是全球消费最广泛的饮料之一，拥有丰富的传统和多样的种类。专家和消费者都因其独特的感官特性（如香气、颜色和风味）而对其赞赏[1]。除了这些感官特性外，红葡萄酒还是多酚化合物的重要来源，这些化合物主要来自酿酒过程中的葡萄皮和种子提取。因此，适量饮用这种饮料被认为具有潜在的健康益处，这归因于其中所含的生物活性化合物[2]。
多酚的益处与其抗氧化能力相关[3]。研究表明，增加这些化合物的膳食摄入量有助于减少氧化损伤并预防慢性疾病。然而，它们的稳定性会受到光照、氧气和温度等外部因素的影响，因此需要采取保护措施来保持其生物特性[4]。
包封技术显著推动了食品工业的发展，特别是通过包封基质保护生物活性化合物和敏感成分。喷雾干燥技术在这方面尤为突出，因为它能够生产出低水分活性的粉末，便于处理、储存和保持包封化合物的稳定性，同时通过阻挡不利环境条件和不良相互作用来保护其功能特性[5]。因此，纳米包封成为将生物活性分子（尤其是那些水溶性低或亲脂性的分子）纳入功能性食品系统的实用方法。尽管有这些优势，但该过程可能产生吸湿性强和粘性的颗粒，从而限制了其直接应用[6]。最终粉末的特性受干燥过程因素的影响，包括进气和出气温度以及所使用的包封材料（包封剂）的浓度和类型[7]。
包封基质的作用类似于细胞膜，控制化合物进出基质的传递。天然多糖因其生物相容性、可生物降解性和可再生资源的丰富性而被广泛认为是有效的生物活性化合物载体[8]。麦芽糊精（MD）由于其低成本、高溶解度、低粘度和生物相容性，常被用作喷雾干燥中的包封材料[3]。阿拉伯胶（GA）则具有水溶性、生物相容性和低粘度，并具有促进与其他聚合物形成稳定网络的聚电解质特性[9]。研究表明，MD与GA的组合可以提高多酚的水溶性和包封效率，同时减少仅使用MD时出现的粘性和高吸湿性问题，从而提高最终粉末的质量和功能性[10][11][12]。
先前的研究已使用传统喷雾干燥技术对红葡萄酒中的多酚化合物进行包封[4,13]。然而，纳米级工艺往往能生成更小、更均匀的颗粒，从而增加表面积和生物利用度，进而提高包封效率[14]。因此，本研究采用创新方法，利用纳米喷雾干燥技术生产多酚纳米颗粒，探讨了麦芽糊精（MD）和阿拉伯胶（GA）作为包封材料的适用性，并通过物理和化学分析对生成的纳米颗粒进行了表征。本研究使用的是西拉品种（VT-S）的红葡萄酒。
材料
所使用的包封材料为来自Ingredion SA（巴西圣保罗）的10-葡萄糖当量麦芽糊精（MD）和来自Metachem Industrial e Comercial（巴西圣保罗）的阿拉伯胶（GA）。2018年款Dom Leon Alvarez Syrah（VT-S）红葡萄酒由Vinícola Campo Alegre（巴西米纳斯吉拉斯州迪亚曼蒂纳）提供。
实验设计和喷雾干燥
喷雾干燥实验采用完全随机设计，包含一个因素的四个水平（T1-T4；表1），以评估不同组合的影响
水分、水分活度、堆积密度、颜色
对纳米颗粒的物理特性进行了水分、水分活度、堆积密度和颜色的评估，结果见表2。
水分和水分活度是质量控制及保持粉末产品长期特性的关键变量。为确保微生物稳定性和延长产品保质期，建议水分含量在3%至4%之间，而水分活度应低于0.6[29]
结论
本研究采用纳米喷雾干燥技术制备了西拉红葡萄酒中的多酚纳米颗粒。评估的处理方案获得了的颗粒，水分含量低于5.3%，这些数值被认为能够保证良好的储存稳定性。处理组T3（2MD:1GA）的产率为51.79%，多酚包封效率更高，表明麦芽糊精和阿拉伯胶的组合更为有效
作者贡献声明
Eduarda Fran?a Ferreira de Souza：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，方法学设计，数据整理。Ariane Sim?es Tunussi：方法学设计，数据分析。Denivaldo Ribeiro Mota：资源准备，概念构思。Valker Araujo Feitosa：资源准备，方法学设计，概念构思。Joyce Maria Gomes da Costa：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，项目管理，概念构思。
利益冲突声明
作者声明没有可能影响本文工作的财务利益冲突或个人关系。
致谢
我们感谢Jequitinhonha和Mucuri山谷联邦大学（UFVJM）、技术研究所（IPT）、圣保罗大学（USP）、化学过程与颗粒技术实验室（LPP）、生物科学系（Dcbio）以及纳米、微包封和干燥实验室（Encaplab）在技术和结构支持方面的帮助。同时感谢Vinícola Campo Alegre和Ingredion SA、Metachem公司的合作。
