發(fā)布時間：2020-06-03 13:35

【摘要】：豆粕是大豆煉油后的副產(chǎn)物,豆粕中的總蛋白含量可高達(dá)30~50%,氨基酸比例均衡,是優(yōu)良的植物性蛋白來源。目前豆粕廣泛運(yùn)用于食品,化妝品,畜牧業(yè)等。β-胡蘿卜素是重要的維生素A原,具有抗氧化功能,也用在食品的著色劑和強(qiáng)化劑中。但是β-胡蘿卜素易受環(huán)境影響,在高溫、光照和酸性條件下都會促進(jìn)其自由基氧化。此外,β-胡蘿卜素在水溶液中的溶解度較小,這也大大限制了它的應(yīng)用范圍。本研究采用納米豆粕載運(yùn)β-胡蘿卜素,以期提高其穩(wěn)定性和生物利用率。將普通粒度的豆粕經(jīng)過超微粉碎機(jī)粉碎后,再經(jīng)過球磨機(jī)研磨制備出粒徑為納米級別的顆粒,粒徑大小可減小至100 nm左右。納米豆粕積聚性強(qiáng),積聚體將β-胡蘿卜素包裹其中,實(shí)現(xiàn)β-胡蘿卜素的載運(yùn)。本研究工作主要包括:基于納米豆粕的β-胡蘿卜素載運(yùn)體系構(gòu)建,載運(yùn)后β-胡蘿卜素的穩(wěn)定性和釋放速率的評估;載運(yùn)體系對細(xì)胞毒性研究,載運(yùn)后β-胡蘿卜素跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的研究,并為載運(yùn)體系的工業(yè)化生產(chǎn)進(jìn)行了設(shè)計(jì),主要結(jié)果如下:將納米豆粕與β-胡蘿卜素的溶液混合后在37℃下溫和振蕩1h,納米豆粕的積聚過程即為納米豆粕的載運(yùn)過程。建立100 nm、200 nm、500 nm和1000nm四種粒度豆粕的營養(yǎng)載運(yùn)體系,并對各載運(yùn)體系進(jìn)行表征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:四種粒度豆粕在九種載運(yùn)體系(β-胡蘿卜素和納米豆粕濃度比:1:5、1:4、1:3、1:2、1:1、2:1、3:1、4:1、5:1)中載運(yùn)效率均在75%以上,在1:1時其載運(yùn)效率在80%左右,載運(yùn)效果較好。在相同物料比的載運(yùn)體系下,四種粒度豆粕的載運(yùn)效率和負(fù)載率差異均不明顯,表明粒度對載運(yùn)率和負(fù)載率的影響較小。四種粒度豆粕的負(fù)載率都隨著豆粕濃度降低而升高,在載運(yùn)體系為1:5、1:4和4:1、5:1負(fù)載率過于偏小和偏大,不利于實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用。制備了四種粒度豆粕的各5組載運(yùn)體系(1:3、1:2、1:1、2:1、3:1),以游離的β-胡蘿卜素作為對照組,考察載運(yùn)體系對β-胡蘿卜素的釋放和儲藏穩(wěn)定性影響。釋放曲線表明,8 h后,100 nm、200 nm、500 nm和1000 nm豆粕載運(yùn)后的β-胡蘿卜素釋放率分別為54%-62%、39%-42%、22%-30%和20%-24%,游離的β-胡蘿卜素的釋放率為65%-70%,這表明載運(yùn)體系可以降低釋放速率,且粒度越大釋放速率越慢。貯藏實(shí)驗(yàn)選取了2組實(shí)驗(yàn)條件:(1)4℃無光照條件;(2)37℃無光照條件。結(jié)果表明,納米豆粕載運(yùn)后的β-胡蘿卜素的穩(wěn)定性顯著高于游離的β-胡蘿卜素。但在4℃無光照條件下,100 nm、200 nm和500 nm豆粕載運(yùn)后的-胡蘿卜素穩(wěn)定定性高于1000 nm豆粕載運(yùn)后的β-胡蘿卜素,100 nm豆粕載運(yùn)體系里物料比對穩(wěn)定性影響不大,200 nm、500 nm和1000 nm豆粕載運(yùn)體系中豆粕濃度越高,β-胡蘿卜素穩(wěn)定性就越高。在37℃無光照條件下,β-胡蘿卜素的氧化速率快于低溫儲藏,β-胡蘿卜素穩(wěn)定性受載運(yùn)體系中豆粕影響較大,豆粕濃度越大穩(wěn)定性越高,且100 nm、200nm和500 nm豆粕載運(yùn)體系優(yōu)越于1000 nm豆粕載運(yùn)體系。使用Caco-2單層細(xì)胞模型研究載運(yùn)體系中β-胡蘿卜素的轉(zhuǎn)運(yùn)情況,模擬人體小腸上皮細(xì)胞的吸收,以評估載運(yùn)體系中β-胡蘿卜素的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)率。CCK-8法實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,納米豆粕載運(yùn)β-胡蘿卜素營養(yǎng)體系對Caco-2細(xì)胞刺激后,所有細(xì)胞活性值均在95%以上,這說明納米豆粕載運(yùn)體系對Caco-2細(xì)胞無毒性作用。β-胡蘿卜素Caco-2細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)實(shí)驗(yàn)表明,100 nm豆粕載運(yùn)體系的轉(zhuǎn)運(yùn)量和表觀滲透系數(shù)分別為41.86%和1.56×10~(-5)cm/s,與游離對β-胡蘿卜素?zé)o顯著差異,而200 nm、500 nm和1000 nm豆粕載運(yùn)體系降低了β-胡蘿卜素的轉(zhuǎn)運(yùn)量和表觀滲透系數(shù),最低磕達(dá)14.56%和0.53×10-5cm/s(1000 nm豆粕)。表明100 nm豆粕載運(yùn)體系不會對載運(yùn)體系中β-胡蘿卜素轉(zhuǎn)運(yùn)吸收有抑制作用。對年產(chǎn)100 t納米豆粕載運(yùn)體系干法工廠進(jìn)行了系統(tǒng)設(shè)計(jì),包括產(chǎn)品的工藝流程,工廠平面總布局和利潤計(jì)算。100 t納米豆粕載運(yùn)體系全年需要豆粕61.6 t,β-胡蘿卜素54.0 t,食用酒精43.2 t。年產(chǎn)值1500萬元,凈利潤為359.08萬元。本研究對納米豆粕載運(yùn)β-胡蘿卜素進(jìn)行了表征,載運(yùn)可以提高β-胡蘿卜素的穩(wěn)定性和減緩β-胡蘿卜素的釋放,有利于提高其生物利用率。研究還對載運(yùn)體系的工業(yè)化生產(chǎn)進(jìn)行了設(shè)計(jì),規(guī)劃了納米豆粕載運(yùn)體系的工廠化生產(chǎn)。
【圖文】：

圖2.1 100 nm豆粕載運(yùn)體系中β-胡蘿卜素載運(yùn)率和負(fù)載率Figure 2.1 Loading efficiency of β-carotene of delivery system（100 nm nDSP）本實(shí)驗(yàn)載運(yùn)體系選取β-胡蘿卜素(mg/mL)：納米豆粕(mg/mL)，九種載運(yùn)體系分別為1:5，1:4，，1:3，1:2、1:1、2:1、3:1、4:1、5:1。從圖2.1可以看出，100 n的豆粕作為載體時，β-胡蘿卜素載運(yùn)效率在75.39%-81.11%范圍之間，說明100 n豆粕載運(yùn)β-胡蘿卜素時載運(yùn)效率高，符合預(yù)期效果。載運(yùn)體系為1:5的時載運(yùn)效率最低，1:3時載運(yùn)效率最高。豆粕濃度較大時，其載運(yùn)率并沒有增大，說明豆粕濃度對載運(yùn)效率影響較小。當(dāng)豆粕濃度減少到0.025 mg/mL一定的時候，其載運(yùn)效率會下降，說明可能很多游離的β-胡蘿卜素未被載運(yùn)上。由豆粕的負(fù)載率分析可知，1:5、1:4、1:3、1:2、1:1、2:1、3:1、4:1和5:1九組載運(yùn)體系中β-胡蘿卜素負(fù)載率整體呈上升趨勢，而且上升速率較快。但是載運(yùn)體系為1:5和1:4時負(fù)載率過小，僅為15.07%和19.60%，而載運(yùn)體系為4:1和5:1時負(fù)載率過大，達(dá)到了309.08%和382.72%，這可能因?yàn)樨?fù)載率受豆粕濃度影響較大，其負(fù)載率隨著豆粕濃度的下降而上升。綜上所述，當(dāng)100 nm豆粕作為載運(yùn)體系載體時選取1:3，

圖2.2 200 nm豆粕載運(yùn)體系中β-胡蘿卜素載運(yùn)率和負(fù)載率Figure 2.2 Loading efficiency of β-carotene of delivery system（200 nm nDSP）如圖2.2所示，用200 nm豆粕作為載運(yùn)體系的載體時，選取β-胡蘿卜素g/mL)：納米豆粕(mg/mL)九種載運(yùn)體系分別為1:5、1:4、1:3、1:2、1:1、2:1、1、4:1和5:1。當(dāng)豆粕粒徑為200 nm時載運(yùn)效率最高載運(yùn)體系為1:1，載運(yùn)效率83.67%，載運(yùn)載效率最低的載運(yùn)體系為1:5，載運(yùn)效率為74.03%，表明200 nm粕載運(yùn)效率較高，且提高載運(yùn)體系中豆粕濃度或β-胡蘿卜素濃度時不能提高其運(yùn)效率。由圖可以看出，載運(yùn)效率趨勢為中間高，兩端低的走勢，說明載運(yùn)體為1:3、1:2、1:1、2:1和3:1時200 nm豆粕的載運(yùn)能力較好，其載運(yùn)效率均在75%上。從負(fù)載率來看，200 nm豆粕載運(yùn)體系中β-胡蘿卜素的負(fù)載率隨著豆粕濃度低而上升，載運(yùn)體系為1:5、1:1 和5:1時負(fù)載率分別為14.80%、83.69%和379.72%，期上升速率較為緩慢，在1:1時上升速率加快。由圖可得，載運(yùn)體系為1:5、1:4負(fù)載率過于偏小，而4:1、5:1時負(fù)載率過于偏大，這可能會影響后續(xù)實(shí)驗(yàn)。綜分析，1:3、1:2、1:1、2:1、3:1這5組載運(yùn)體系為200 nm豆粕的最佳載運(yùn)體系，
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TS229

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本文編號：2694901