乳液模板-层层自组装百里香微胶囊制备、缓释和抑菌效果的研究

摘要

百里香精油(Thyme oil)富含百里香酚和香芹酚等酚类物质，具有很强的抗菌和抗氧化活性。但由于精油中的这些活性酚类物质对光、热、氧气等极为敏感，特别是在复杂的食品体系中，容易和食品成分发生反应，从而减低其抗菌和抗氧化活性。而微胶囊技术可通过壁材的物理屏障作用，减少活性成分的损失，掩盖不愉快的气味，同时实现精油的可控释放，从而解决了精油在食品领域中的应用难题。本论文通过乳液模板-层层自组装法制备百里香精油微胶囊，并对其形貌和性能进行了表征，同时研究了其释放动力学和抑菌性能。具体研究内容和结果如下:
　　1.以壳聚糖和海藻酸钠为壁材，百里香精油为芯材，采用乳液模板-层层自组装法制备微胶囊。首先以粒径和Zeta电位作为乳液模板的评价指标，以包埋率作为微胶囊的评价指标，通过单因素和正交试验得到的最佳制备条件:微射流均质压力62MPa下循环6次，NaCl添加量为0.3％，pH为8的条件下获得乳液模板，制备得到的微胶囊平均包埋率为71.13％。研究发现微胶囊的包埋率和乳液模板的粒径在一定范围内呈正相关，和Zeta电位绝对值呈负相关。
　　2.微胶囊表面的电位显示壳聚糖和海藻酸钠在乳液模板上基于静电作用成功进行交替自组装。微胶囊的尺寸会随着组装层数的增加而线性增长，大约为10nm/层。由红外图谱分析可知，自组装过程中壁材的结构未发生明显变化，且壳聚糖和海藻酸钠通过静电作用结合形成微胶囊。通过粒径分析显示4层的微胶囊平均粒径为140nm，粒径较均匀。通过扫描电镜和透射电镜可知，微胶囊分散性良好，表面光滑平整，孔隙不明显。通过荧光显微镜观察表明精油被较好的包埋在微胶囊内部，且微胶囊球形规整。通过气质联用分析可知，采用乳液模板-层层自组装法制备所得的微胶囊能有效的保留百里香精油的主要成分。
　　3.温度越高，百里香精油和百里香精油微胶囊的释放速率越大，百里香精油的释放速率大于微胶囊，表明微胶囊化可降低精油的释放速率，且百里香精油微胶囊在4℃和25℃下的释放遵循一级释放动力学规律。组装层数越多，百里香精油微胶囊的缓释性能越好，且不同组装层数的百里香精油微胶囊在100℃下的释放均符合零级动力学方程。百里香精油微胶囊具有良好的pH敏感性和可控释放性;当释放介质的pH值由低变高时，百里香精油微胶囊的释放速率逐渐增加，其释放曲线符合一级释放动力学规律。百里香精油微胶囊溶液具有良好的贮藏稳定性，其最佳存储温度是4℃。
　　4.百里香精油对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和枯草芽孢杆菌均具有较强的抑菌效果，且对G+抑制作用强于G-，百里香精油微胶囊与百里香精油的抑菌效果一致。随着温度的升高，百里香精油的抑菌效果逐渐减弱，而百里香精油微胶囊的抑菌效果逐渐增强。百里香精油的抑菌效果随着pH的升高而减弱，而百里香精油微胶囊在酸性或碱性条件下的抑菌效果均比中性条件下有所增强。微胶囊化可显著提高百里香精油的抑菌效果及抑菌的持久性。百里香精油微胶囊可抑制牛奶中微生物的生长，延长其保质期。

目录

声明

摘要

缩略语表

第一章 文献综述

1 百里香精油

1．1 百里香精油的物理化学性质

1．2 百里香精油的应用研究现状

1．3 百里香精油的抗菌机理

2 微胶囊技术

2．1 层层自组装法

2．2 模板材料

2．3 囊壁材料

2．4 组装驱动力

3 微胶囊的释放机理

3．1 影响释放的因素

3．2 智能响应性释放

4 精油微胶囊的抑菌性能研究

5 微胶囊技术在食品工业中的应用

6 立题意义及研究内容

第二章 乳液模板-层层自组装法制备百里香精油微胶囊

1 引言

2 材料与方法

2．1 材料与试剂

2．2 仪器与设备

2．3 实验方法

3 结果与分析

3．1 百里香精油标准曲线的制作

3．2 百里香精油微胶囊制备制备单因素试验

3．3 百里香精油微胶囊制备正交实验

4 讨论

1 引言

2 材料与方法

2．1 材料与试剂

2．2 仪器与设备

2．3 实验方法

3 结果与分析

3．1 组装层数对百里香精油微胶囊粒径和Zeta电位的影响

3．2 红外光谱分析

3．3 百里香精油微胶囊平均粒径分析

3．4 荧光显微镜

3．5 扫描电镜和透射电镜

3．6 GC-MS分析

4 讨论

第四章 百里香精油微胶囊的缓释性能研究及稳定性分析

1 引言

2 材料与方法

2．1 材料与试剂

2．2 仪器与设备

2．3 实验方法

3 结果与分析

3．1 百里香精油微胶囊在不同贮藏温度下的释放曲线

3．2 百里香精油微胶囊在不同贮藏条件下的释放动力学

3．3 不同组装层数百里香精油微胶囊在高温下的释放曲线

3．4 不同组装层数百里香精油微胶囊在高温下的释放动力学

3．5 百里香精油微胶囊在不同pH条件下的释放曲线

3．6 百里香精油微胶囊在不同pH值下的释放动力学

3．7 百里香精油微胶囊溶液的贮藏稳定性

4 讨论

1 引言

2 材料与方法

2．1 材料与试剂

2．2 仪器与设备

2．3 主要培养基及溶液配制

2．4 供试菌株及菌悬液的制备

2．5 实验方法

3 结果与分析

3．1 百里香精油的抑菌活性

3．2 百里香精油的最小抑菌浓度

3．3 百里香精油层层自组装微胶囊的抑菌活性

3．4 热处理对百里香精油／层层自组装微胶囊抑菌效果的影响

3．5 pH对百里香精油／层层自组装微胶囊抑菌效果的影响

3．6 百里香精油／层层自组装微胶囊对金黄色葡萄球菌生长曲线的影响

3．7 百里香精油／层层自组装微胶囊对菌体细胞膜通透性的影响

3．8 百里香精油层层自组装微胶囊在牛奶中抑菌效果研究

4 讨论

1 主要结论

2 展望

参考文献

附录

致谢