柠檬香蜂草（Aloysia citriodora）精油：理化特性分析、微胶囊化技术及其在淀粉基生物塑料中的应用

《Applied Food Research》：Lemon verbena ( Aloysia citriodora) essential oil: Physicochemical characterization, microencapsulation, and application in starch-based bioplastics

　　本研究优化了香蜂草精油通过喷雾干燥法包埋于dextrin和soy lecithin中的微胶囊工艺，在194°C和5:1的油:糖比例下获得78.17%包埋效率。微胶囊具有低水分（5.10%）、高溶解性（89.64%）和热稳定性（ΔH -11.4 J/g）。将其添加至淀粉基生物塑料后，显著提升抗紫外性（200-300 nm）、延展性（83.76%）和颜色变化（ΔE>6），同时保持适度水蒸气透过率和机械强度。该材料有望用于可降解食品包装。

　　柠檬香蜂草（*Aloysia citriodora*）的精油因其抗氧化和抗菌特性而备受关注，但其在直接应用中存在稳定性不足的问题。本研究旨在通过喷雾干燥技术对柠檬香蜂草精油进行微胶囊化处理，以提高其稳定性并促进其在淀粉基生物塑料中的应用。研究通过分析精油的化学组成，确定了主要成分，包括反式香叶醇（19.24%）、香茅醛（17.11%）和薄荷醇（13.13%），并评估了其在生物活性方面的表现，包括高DPPH自由基清除率（89.35% ± 1.85%）、抗氧化能力（35.95% ± 0.76 mg Trolox/mL）以及总酚含量（14.93% ± 0.06 mg GAE/mL）。同时，该精油对金黄色葡萄球菌、粪肠球菌和灰霉菌等微生物表现出显著的抗菌效果。

为了提高精油的稳定性，研究采用了喷雾干燥技术，使用糊精和大豆卵磷脂作为壁材。优化后的微胶囊化工艺在194°C的进气温度和5:1的精油-糊精比例下，实现了78%的包封效率。微胶囊化后的微粒表现出低水分含量（5.10% ± 0.59%）、高溶解性（89.64% ± 0.05%）、均匀的形态以及良好的热稳定性（起始温度148.3°C ± 1.23°C，峰值温度150.2°C ± 2.35°C，结束温度160.3°C ± 2.03°C，ΔH为?11.4 ± 0.85 J/g）。将这些微粒加入淀粉基生物塑料薄膜后，观察到明显的颜色变化（ΔE > 6），提高了薄膜的柔韧性（最大断裂伸长率可达83.76%），并增强了其在200-300纳米波长范围内的紫外线阻隔能力，同时保持了中等的水蒸气透过率和机械强度。

通过扫描电子显微镜（SEM）观察到微胶囊的表面和横截面具有更高的粗糙度和孔隙率，而傅里叶变换红外光谱（FT-IR）分析则表明微粒与壁材之间存在分子级别的相互作用，包括氢键。这些结果支持了柠檬香蜂草精油微粒作为生物活性成分在可降解包装材料中的应用潜力，特别是在食品保鲜系统中，通过其抗氧化和抗真菌特性提供保护。

本研究还探讨了微胶囊化对淀粉基生物塑料性能的影响。微胶囊化后的薄膜表现出更好的机械性能和光学特性，包括较高的断裂伸长率和显著的紫外线阻隔能力。此外，微胶囊化还改善了薄膜的表面粗糙度和孔隙率，表明其在包装材料中具有更好的功能特性。研究强调了通过微胶囊化技术提高精油稳定性和可控释放能力的重要性，这对于食品工业中的应用至关重要。

通过实验设计和响应面方法（RSM）优化了微胶囊化工艺，发现最佳条件为194°C的进气温度和5:1的精油-糊精比例，该条件下的包封效率为78.09%，干燥产率为42.82%。此外，微胶囊的物理和化学特性表明其在生物塑料中的良好性能，包括低水分含量、高溶解性和均匀的形态。

研究结果表明，微胶囊化技术能够有效提高柠檬香蜂草精油在食品包装中的应用潜力，同时保持其生物活性。该技术为开发具有多重功能的可降解包装材料提供了可行的解决方案，有助于延长食品保质期、保持其感官和营养属性，并符合可持续发展的需求。未来的研究可以进一步优化配方，以适应不同的食品包装应用，并评估其在实际条件下的性能表现。