復合凝聚法制備綠咖啡油微膠囊及其性能
發(fā)布時間：2021-08-13 14:23
本實驗以明膠分別與阿拉伯膠、果膠、羧甲基纖維素鈉組合為壁材,采用復合凝聚法制備綠咖啡油微膠囊,研究了3種壁材組合對綠咖啡油微膠囊水分、形態(tài)、產(chǎn)率、包埋率、粒徑及結構的影響。結果表明:3種壁材組合下空囊及綠咖啡油微膠囊在光學顯微鏡下呈球狀、結構完整且分散均勻,產(chǎn)率達到90.0%以上,包埋率達到85.0%以上,但其壁材利用率不同,明膠/果膠組合最高（76.6%）。傅里葉變換紅外光譜分析表明明膠和陰離子多糖是通過靜電相互作用等物理作用形成的,而非通過化學相互作用聯(lián)接的,綠咖啡油包埋過程中未與壁材發(fā)生化學反應。明膠及復聚物紅外光譜圖中蛋白質酰胺I帶的擬合分析表明,復聚物中β-折疊和無規(guī)卷曲相對含量均相對減少,α-螺旋和β-轉角含量相對增加。熱重分析表明,復聚物的熱穩(wěn)定性與壁材熱穩(wěn)定性相關,明膠/羧甲基纖維素鈉復聚物的熱穩(wěn)定性最好,通過包埋顯著提高了綠咖啡油的熱穩(wěn)定性。本研究可為綠咖啡油的高值化利用提供理論依據(jù)和技術支撐。
【文章來源】：食品科學. 2020,41(23)北大核心EICSCD
【文章頁數(shù)】：9 頁
【部分圖文】：
綠咖啡油微膠囊的粒徑分布
2.1 明膠與3種多糖復合凝聚的p H值發(fā)生于生物大分子之間的復合凝聚反應，隨著p H值的改變會經(jīng)歷若干膠體形態(tài)，而這些轉變從外觀上可表現(xiàn)為體系濁度的變化。因此，濁度滴定被廣泛應用于追蹤復合凝聚反應的整體過程，同時濁度滴定曲線被用作選擇最適混合比例及相應的p H值條件，所得出的最適條件即可應用于微膠囊的制備。圖1所示即為明膠/阿拉伯膠、明膠/果膠、明膠/羧甲基纖維素鈉不同比例下的p H值濁度曲線。在滴定開始階段，濁度值幾乎為0，溶液呈現(xiàn)均一、透明外觀，這是因為明膠與陰離子多糖均帶負電，相互之間的靜電排斥力使得體系沒有復聚物產(chǎn)生，該階段被稱為分離的相行為[16]。隨著p H值的緩慢下降，少量的可溶性復聚物產(chǎn)生，溶液開始略微泛白，體系濁度開始緩慢上升，開始形成可溶性復合物。當p H值繼續(xù)下降時，形成的可溶性復合物發(fā)生了結構間的重排，形成相對緊密的結構，即不可溶性復合物，此時，濁度急速上升，溶液逐漸變?yōu)椴煌腹獾娜榘咨�。濁度的峰值意味著明膠與陰離子多糖之間的靜電相互作用達到了最大值，當濁度跨越峰值，進入下降階段，生物聚合物溶液開始變得透明。明膠/阿拉伯膠、明膠/果膠、明膠/羧甲基纖維素鈉的最適p H值分別為4.00、4.23、4.85。本實驗的研究結果與杜歌[9]和Muhoza[10]等報道相一致，明膠/羧甲基纖維素鈉的最適p H值與賴凌峰[11]研究結果略有不同，可能是由于在選擇的羧甲基纖維素鈉種類中型號不同，最佳條件也會發(fā)生細微變化[17]。
由于芯材、壁材不同，微膠囊的大小和形態(tài)變化較大。圖2所示為光學顯微鏡下明膠結合不同陰離子多糖阿拉伯膠、果膠、羧甲基纖維素鈉復合凝聚法制備的微膠囊空囊及咖啡油微膠囊形態(tài)圖。在光學顯微圖像中，不同壁材組合通過復合凝聚法制得微膠囊空囊及咖啡油微膠囊的形態(tài)都呈規(guī)則的圓形。LüYi等[17]研究得出通過復合凝聚得到的粒子呈球形的。單位表面積下，球狀結構由于具有相對更大的體積，因而具有更大的包覆芯材物質的潛能[10]，并具有更好的緩釋性能；3種壁材組合制備的咖啡油微膠囊顯微圖像呈球形多核結構，囊壁結構完整，芯材被包裹在囊壁中，因此認為咖啡油被成功膠囊化，對芯材產(chǎn)生良好的保護作用，并且粒徑具有明顯區(qū)別，說明不同壁材組合對微膠囊產(chǎn)品的大小有顯著影響。由圖2可知，咖啡油完全被復聚物包裹，復聚物和微膠囊都呈球形，單位表面積下，球狀結構由于具有相對更大的體積，因而這3種復聚物具有更大的包覆芯材物質的潛能。芯材咖啡油對微膠囊顆粒大小與形狀影響不明顯，但是不同壁材組合對復聚物和微膠囊的顆粒尺寸影響較為明顯，其中明膠/羧甲基纖維素鈉的顆粒最大，明膠/阿拉伯膠次之，明膠/果膠最小，通過使用不同的壁材組合，可以使穩(wěn)定的輸送系統(tǒng)具有理想的尺寸。已有報道表明[18-19]，生物聚合物的黏度、分子質量和乳化性能對復合凝聚法制備微膠囊大小具有顯著影響。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]明膠-海藻酸鈉制備薄荷油微膠囊的工藝優(yōu)化[J]. 李宏英,王鴻博,傅佳佳,王文聰. 高分子材料科學與工程. 2019(09)
[2]傅里葉紅外結合拉曼分析卡拉膠寡糖對南美白對蝦蛋白結構影響[J]. 藍蔚青,胡瀟予,阮東娜,劉書成,謝晶. 光譜學與光譜分析. 2019(08)
[3]復合凝聚法包埋功能性食品組分的研究進展[J]. 王穎,趙萌,黃雪,方亞鵬. 食品科學. 2018(09)
[4]復凝聚法制備松籽油微膠囊工藝優(yōu)化及其氧化穩(wěn)定性分析[J]. 郭陽,包怡紅,趙楠. 食品科學. 2017(18)
[5]植物油微膠囊包埋率的影響因素及其性質研究[J]. 閆巖,王明力,李岑,趙婕,湯翠. 食品工業(yè). 2016(02)
博士論文
[1]卵白蛋白—阿拉伯膠相互作用及其在油水界面的吸附特性[D]. 牛付閣.江南大學 2015
碩士論文
[1]明膠與羧甲基纖維素鈉的復合凝聚作用及其微膠囊制備[D]. 賴凌峰.江南大學 2017
[2]谷胱甘肽的復合凝聚微膠囊化技術研究[D]. 杜歌.江南大學 2015
本文編號：3340592
【文章來源】：食品科學. 2020,41(23)北大核心EICSCD
【文章頁數(shù)】：9 頁
【部分圖文】：
綠咖啡油微膠囊的粒徑分布
2.1 明膠與3種多糖復合凝聚的p H值發(fā)生于生物大分子之間的復合凝聚反應，隨著p H值的改變會經(jīng)歷若干膠體形態(tài)，而這些轉變從外觀上可表現(xiàn)為體系濁度的變化。因此，濁度滴定被廣泛應用于追蹤復合凝聚反應的整體過程，同時濁度滴定曲線被用作選擇最適混合比例及相應的p H值條件，所得出的最適條件即可應用于微膠囊的制備。圖1所示即為明膠/阿拉伯膠、明膠/果膠、明膠/羧甲基纖維素鈉不同比例下的p H值濁度曲線。在滴定開始階段，濁度值幾乎為0，溶液呈現(xiàn)均一、透明外觀，這是因為明膠與陰離子多糖均帶負電，相互之間的靜電排斥力使得體系沒有復聚物產(chǎn)生，該階段被稱為分離的相行為[16]。隨著p H值的緩慢下降，少量的可溶性復聚物產(chǎn)生，溶液開始略微泛白，體系濁度開始緩慢上升，開始形成可溶性復合物。當p H值繼續(xù)下降時，形成的可溶性復合物發(fā)生了結構間的重排，形成相對緊密的結構，即不可溶性復合物，此時，濁度急速上升，溶液逐漸變?yōu)椴煌腹獾娜榘咨�。濁度的峰值意味著明膠與陰離子多糖之間的靜電相互作用達到了最大值，當濁度跨越峰值，進入下降階段，生物聚合物溶液開始變得透明。明膠/阿拉伯膠、明膠/果膠、明膠/羧甲基纖維素鈉的最適p H值分別為4.00、4.23、4.85。本實驗的研究結果與杜歌[9]和Muhoza[10]等報道相一致，明膠/羧甲基纖維素鈉的最適p H值與賴凌峰[11]研究結果略有不同，可能是由于在選擇的羧甲基纖維素鈉種類中型號不同，最佳條件也會發(fā)生細微變化[17]。
由于芯材、壁材不同，微膠囊的大小和形態(tài)變化較大。圖2所示為光學顯微鏡下明膠結合不同陰離子多糖阿拉伯膠、果膠、羧甲基纖維素鈉復合凝聚法制備的微膠囊空囊及咖啡油微膠囊形態(tài)圖。在光學顯微圖像中，不同壁材組合通過復合凝聚法制得微膠囊空囊及咖啡油微膠囊的形態(tài)都呈規(guī)則的圓形。LüYi等[17]研究得出通過復合凝聚得到的粒子呈球形的。單位表面積下，球狀結構由于具有相對更大的體積，因而具有更大的包覆芯材物質的潛能[10]，并具有更好的緩釋性能；3種壁材組合制備的咖啡油微膠囊顯微圖像呈球形多核結構，囊壁結構完整，芯材被包裹在囊壁中，因此認為咖啡油被成功膠囊化，對芯材產(chǎn)生良好的保護作用，并且粒徑具有明顯區(qū)別，說明不同壁材組合對微膠囊產(chǎn)品的大小有顯著影響。由圖2可知，咖啡油完全被復聚物包裹，復聚物和微膠囊都呈球形，單位表面積下，球狀結構由于具有相對更大的體積，因而這3種復聚物具有更大的包覆芯材物質的潛能。芯材咖啡油對微膠囊顆粒大小與形狀影響不明顯，但是不同壁材組合對復聚物和微膠囊的顆粒尺寸影響較為明顯，其中明膠/羧甲基纖維素鈉的顆粒最大，明膠/阿拉伯膠次之，明膠/果膠最小，通過使用不同的壁材組合，可以使穩(wěn)定的輸送系統(tǒng)具有理想的尺寸。已有報道表明[18-19]，生物聚合物的黏度、分子質量和乳化性能對復合凝聚法制備微膠囊大小具有顯著影響。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]明膠-海藻酸鈉制備薄荷油微膠囊的工藝優(yōu)化[J]. 李宏英,王鴻博,傅佳佳,王文聰. 高分子材料科學與工程. 2019(09)
[2]傅里葉紅外結合拉曼分析卡拉膠寡糖對南美白對蝦蛋白結構影響[J]. 藍蔚青,胡瀟予,阮東娜,劉書成,謝晶. 光譜學與光譜分析. 2019(08)
[3]復合凝聚法包埋功能性食品組分的研究進展[J]. 王穎,趙萌,黃雪,方亞鵬. 食品科學. 2018(09)
[4]復凝聚法制備松籽油微膠囊工藝優(yōu)化及其氧化穩(wěn)定性分析[J]. 郭陽,包怡紅,趙楠. 食品科學. 2017(18)
[5]植物油微膠囊包埋率的影響因素及其性質研究[J]. 閆巖,王明力,李岑,趙婕,湯翠. 食品工業(yè). 2016(02)
博士論文
[1]卵白蛋白—阿拉伯膠相互作用及其在油水界面的吸附特性[D]. 牛付閣.江南大學 2015
碩士論文
[1]明膠與羧甲基纖維素鈉的復合凝聚作用及其微膠囊制備[D]. 賴凌峰.江南大學 2017
[2]谷胱甘肽的復合凝聚微膠囊化技術研究[D]. 杜歌.江南大學 2015
本文編號：3340592
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