层层自组装百里香精油微胶囊制备及其抗氧化性和抑菌性研究

摘要

百里香精油（Thyme oil）颜色淡黄、清亮，含有多种活性成分，具有抗氧化、杀菌、祛痰、镇咳、解痉等作用，但是由于百里香精油易挥发及对环境条件的敏感，带一定的刺激性气味，限制了其在实际生产中的应用。本研究通过微胶囊化改变了百里香精油的物理状态，增强了其缓释效果，提高了其稳定性，为百里香精油的实际应用奠定理论基础。本研究主要得到以下结果：
　　1、采用乳化液模板层层自组装法制备百里香精油微胶囊，百里香精油是芯材，壳聚糖和海藻酸钠作为壁材交替组装。首先以乳化液粘度及稳定性作为评价指标，得到乳化液最佳制备工艺为，以Span80和Tween60作为复配乳化剂，乳化剂用量6％（v/v)，精油与乳化剂用量比为1:6（v/v)，HLB值为10；以电导率作为评价指标，得到壳聚糖-2%醋酸溶液最佳浓度为0.15 mg/100 ml，海藻酸钠溶液最适浓度为0.20 mg/100 ml；采用单因素及正交试验对制备条件进行优化，得到微胶囊制备最佳工艺为：壁材溶液pH值为5.0，组装温度为30℃，层层组装时间为15 min，搅拌速度为1040 rpm，包埋率可达80.23%。
　　2、采用碳酸钙模板层层自组装法制备百里香精油微胶囊，碳酸钙模板作为核心，壳聚糖及海藻酸钠作为壁材交替组装。首先以碳酸钙模板光学显微镜下的球形规整性作为评价指标，得到碳酸钙模板制备条件为超声时间40 S，CMC用量0.50 g/L；以碳酸钙微球Zeta电位作为评价指标，Zeta电位绝对值最大时最佳，得到碳酸钙微球与第一层组装的壳聚糖溶液比例最适为1:20（m/v)；再通过单因素实验及正交试验得到微胶囊制备最佳工艺为：层层组装温度为50℃，芯壁比为1:1，组装层数为4层，芯材装载时间为1.5 h，包埋率可达74.35%。
　　3、通过激光粒度仪对利用最佳工艺制备的以乳化液和碳酸钙为模板的微胶囊进行分析，前者平均粒度为342 nm，后者平均粒度为955 nm；在光学显微镜下及扫描电镜下观察，微胶囊球形均较规整；红外光谱分析表明壳聚糖与海藻酸钠之间是以静电相互作用结合的，并未对壁材结构发生影响；差示量热扫描（DSC）分析显示在调温区间为35.5-62.7℃时出现微胶囊的相变并实现精油的缓慢释放；紫外光谱分析表明乳化交联法能较好地保持百里香精油主要成分的结构，温度对该精油成分影响不大，而对于pH则较敏感。
　　4、百里香精油微胶囊的稳定性分析分别通过干态微胶囊的贮藏稳定性及在生理盐水中释放性进行分析，结果表明，4℃更有利于干态微胶囊的贮藏；在生理盐水中处理时，40℃下精油释放量最大，pH为6.0时精油释放量最大。不同层数的干态微胶囊在37℃贮藏时，结果得到组装层数为4层时的微胶囊缓释效果最佳；不同组装层数的微胶囊在37℃，pH为6.0的生理盐水中处理时，组装层数为4层及8层时的微胶囊缓释效果最佳，综合分析，组装层数为4层的微胶囊缓释效果最好。
　　5、本文对微胶囊的抗氧化性及抑菌性进行了初步研究。通过对超氧阴离子自由基、羟基自由基、DPPH清除率实验发现，百里香精油微胶囊具备较好的抗氧化能力。对啤酒酵母和黑曲霉抑菌性实验则得到微胶囊对两种菌的最小抑菌浓度分别为50 mg/mL和40 mg/mL；对于啤酒酵母和黑曲霉，微胶囊均能延缓它们生长的对数期的到来，并且对菌体的生长、可溶性蛋白含量、细胞膜蛋白表达都有一定的影响。

目录

声明

缩略语表

第一章 文献综述

1 引言

2 抗菌剂和添加剂在食品中应用现状与趋势

3 天然香辛料防腐剂-百里香精油

4 微胶囊化

5 课题研究的目的和意义

6 课题研究的主要内容

第二章 乳化液模板法层层自组装百里香精油微胶囊的制备

1 引言

2 材料与方法

3 结果与分析

4 讨论

第三章 碳酸钙模板法层层自组装百里香精油微胶囊制备

1 引言

2 材料与方法

3 结果与分析

4 讨论

第四章 百里香精油微胶囊表征及稳定性分析

1 引言

2 材料与方法

3 结果与分析

4 讨论

第五章 百里香精油微胶囊抗氧化活性及抗菌性分析

1 引言

2 材料与方法

3 结果与分析

4 讨论

第六章 结论与展望

1 主要结论

2 展望

参考文献

附录一 攻读硕士学位期间已发表的论文

致谢