以OSA变性淀粉为乳化剂的番茄红素纳米乳液的构建及其特性研究

摘要

番茄红素作为一种天然类胡萝卜素被广泛应用于食品、药物和化妆品之中，具有增强人体免疫力、防治疾病和抗氧化等功效。然而由于结构中存在多不饱和双键，番茄红素水溶性极差，且对氧气、光照、热等外在条件较为敏感，这些都严重限制了其在食品加工中的应用。纳米乳液作为载运体系可显著提高此类生物活性物质的溶解性和生物利用率。
　　本论文首先对食品级生物大分子辛烯基琥珀酸酯化淀粉（OSA变性淀粉）的乳化特性进行研究，然后以其水溶解为乳化剂，构建负载番茄红素的纳米乳液体系，并对体系的物理化学特性进行研究。结果表明：溶解温度70℃，淀粉浓度30%(w/w)时，OSA变性淀粉的乳化性能最佳，以其水溶液为乳化剂，以溶解0.1%(w/w)番茄红素的MCT油为油相，按1:9(w/w)的油水比混合，在110MPa下循环均质3次制备得番茄红素纳米乳液，粒径为138nm，番茄红素负载率为72.32%。该纳米乳液在常温下储藏30天后，纳米乳液的粒径为166nm，粒径增幅不超过21%，番茄红素的保留率为41.41%，而作为对比的直接溶解于MCT油中的番茄红素在14天内就已经消耗殆尽。表明以OSA变性淀粉作为乳化剂制备的纳米乳液能有效地运载和保护番茄红素。
　　论文采用核磁共振，激光共振拉曼光谱和纳米粒径分析仪等测试手段分析纳米乳液的稳定特性及番茄红素的载入对界面膜的结构和性质的影响，探究番茄红素纳米乳液的稳定机理。结果显示，番茄红素和OSA分子间存在相互作用力。低浓度番茄红素载入时，番茄红素定位于核心疏水区内，随着载量的提高，番茄红素开始伸展到油水界面层，此时，番茄红素与OSA分子间较强的作用力会增强界面层烷基链的堆积密度并且显著降低乳液的粒径，提高乳液的稳定性。Turbiscan AGS稳定性分析测试仪的测试结果显示不同添加量的番茄红素纳米乳液依然存在沉淀和上浮的现象，说明奥氏熟化依然是乳液失稳的主要原因。
　　最后，将番茄红素纳米乳液喷雾干燥成粉末并研究其复水性能和应用特性。结果表明喷雾干燥后复溶于水的粉末粒径与初始乳液的粒径没有显著差异，说明喷雾干燥对番茄红素纳米粉末的粒径和复水溶解性没有不利影响。采用化学抗氧化法分析番茄红素在悬浮液和纳米粉末中的抗氧化能力，研究发现纳米乳液包埋后可以提高番茄红素的还原力和DPPH自由基猝灭能力。傅立叶红外和差示热扫描测试结果显示番茄红素在纳米粉末中为无定形形态，番茄红素与OSA淀粉分子间可能存在氢键的作用。另外，对复原的纳米乳液在不同pH值、不同离子浓度和糖度的溶液中的稳定性进行研究，实验结果发现纳米粉末在pH3～6的范围内耐酸性较强，高浓度的Na+、Mg2+离子和蔗糖分子不会显著降低颗粒的稳定性。说明所构建的纳米乳液及其干燥粉末具有在食品体系中应用的潜力。

目录

声明

1前言

1.1 OSA变性淀粉的乳化特性及其对番茄红素纳米乳液构建影响的研究

1.2 OSA番茄红素纳米乳液体系稳定性和相互作用研究

1. 3 以OS A淀粉为壁材的番茄红素纳米粉末的制备及特性研究

1. 4 本论文的主要研究内容

2. 1实验材料

2. 2实验仪器

2. 3 实验方法

3结果与分析

3.1 OSA变性淀粉溶解温度对乳化性能的影响

3. 2O S A变性淀粉溶液静态流变学特性

3. 3O S A淀粉溶液界面张力研究

3. 4 不同均质压力和次数对空白纳米乳液粒径的影响

3. 5不同油水比对纳米乳液体系的影响

3. 6负载番茄红素纳米乳液的构建

3. 7储藏环境对番茄红素纳米乳液性质的影响

3. 8不同添加量番茄红素纳米乳液的性质

3.9番茄红素添加量对体系中OSA、水、MC T分子自扩散系数的影响

3. 10番茄红素的载入对OS A分子界面层流动性和结构的影响

3. 11不同添加量番茄红素纳米乳液的的稳定性分析

3. 12番茄红素纳米粉末的复水性研究

3. 13番茄红素纳米粉末颗粒的化学抗氧化活性研究

3. 14番茄红素粉末颗粒的形态结构

3. 15番茄红素纳米粉末的特性

3. 16 粉末应用稳定性研究

4. 1讨论

4. 2 结论

4. 3本项目的特色及创新点

4. 4 展望

致谢

参考文献

附录