大豆分离蛋白/壳聚糖复凝聚辣椒红色素微胶囊的制备及表征

摘要

辣椒红色素（Paprika red pigment，PRP）是一种天然红色素，主要舍有辣椒红素、辣椒玉红素、β-胡萝卜素和玉米黄素，它安全无毒，着色性强，并具有营养保健、抗癌、防辐射等功能作用。PRP在外界光照、高温以及助氧化剂的条件下不稳定，在水中不能够溶解，在一般食品加工中很难与其他基料混合均匀，PRP的不稳定性和水不溶性的特点限制了其应用和推广。微胶囊化技术是提高敏感成分稳定性的一种重要方法，其中复凝聚法由于包埋效率高、条件温和，是一种具有独特优势的方法，被广泛应用于功能性油脂、色素等成分的包埋。本论文以大豆分离蛋白(SPI)和壳聚糖(CH)为壁材，以谷氨酰胺转氨酶(TG)为交联剂，采用复凝聚法制备辣椒红色素微胶囊，研究PRP乳化、微囊化及固化工艺，同时探讨了非离子型表面活性剂对PRP乳状液稳定性及微胶囊包埋效果的影响，并对微胶囊产品的理化性质及其稳定性进行了评价。主要研究内容和结果如下: 以乳化活性和乳化稳定性为检测指标，分别研究了乳化时间、乳化温度、乳化转速、pH、油水比及SPI浓度对SPI乳化PRP的影响;通过在SPI溶液中添加非离子型表面活性剂，研究麦芽糊精(MD)、蔗糖脂肪酸酯(SE)、大豆卵磷脂(PC)、双乙酰酒石酸单甘油酯(DATEM)、辛烯基琥珀酸淀粉钠(SSOS)等对SPI乳化PRP的影响。结果表明，将PRP按与SPI比为1∶1.6(w/w)的比例添加到pH为8.5的2.4％的SPI溶液中，65℃、12000r/min高速分散乳化20min，形成均匀的PRP乳状液，此时SPI的乳化性能最强，其乳化活性为644.13cm-1，乳化稳定性为1.03;添加占SPI质量分数分别为1％的DATEM、0.8％的SE、6％的MD、6％的PC、8％的SSOS均提高了SPI的乳化性能，其中添加1％的DATEM效果最好，显著提高了SPI的乳化性能，使SPI乳化活性达到了719.92cm-1，乳化稳定性仍保持较好为1.03。 以包埋产率和效率为检测指标，研究了搅拌转速、pH、温度、时间、SPI/CH质量比对PRP微胶囊包埋效果的影响。结果表明，将PRP乳状液冷却至室温，按SPI/CH质量比为4∶1加入等体积的0.6％的CH溶液，此时总固形物浓度为1.5％，用10％NaOH溶液调节混合液的pH到6.3，25℃、300r/min搅拌15min，得微胶囊悬浮液，此时包埋效果最好，其产率、效率分别为90.05％、95.08％;同时研究占SPI含量为1％DATEM、0.8％SE、6％MD对PRP微胶囊包埋效果的影响，与未添加表面活性剂的PRP微胶囊的包埋效果比较，这三种非离子型表面活性剂对PRP的包埋效果没有显著影响。 以150℃条件下PRP的保留率为检测指标，研究了酶用量、固化温度、固化时间对微胶囊固化效果的影响，并与以戊二醛作为交联剂制备得到的微胶囊中PRP保留率进行比较。结果表明，酶用量为3.75U TG/gSPI，在pH6.0、45℃下固化3h，此时微胶囊可以被充分的固化，其耐热性明显增强，可以达到戊二醛相近的固化效果。 物化性质分析表明PRP微胶囊的水分含量低，易于贮存;堆密度小，颗粒粒度较小，产品流动性较好;溶解度提高。SEM分析显示，PRP微胶囊外观呈现出一种不规则的椭圆形，颗粒表面有褶皱。FTIR分析表明添加的非离子型表面活性剂与SPI未发生共价交联，不会影响-COO-与NH3+的静电相互作用。湿度、热和光稳定性分析表明，经TG固化的PRP微胶囊与戊二醛固化的效果相当;本论文所制备的PRP微胶囊稳定性明显优于前人所制备的产品;添加表面活性剂有效的提高了PRP微胶囊的稳定性，且以添加0.8％的SE产品稳定性最好;PRP微胶囊应在低湿、避光和60℃以下贮藏。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 辣椒红色素概述

1．1．1 辣椒红色素的组成

1．1．2 辣椒红色素的性质

1．1．3 辣椒红色素的应用现状

1．1．4 辣椒红色素产品开发现状

1．2 微胶囊技术概述

1．2．1 微胶囊技术

1．2．2 微胶囊化方法

1．2．3 食品微胶囊化壁材

1．3 大豆分离蛋白和壳聚糖复凝聚微胶囊技术研究现状

1．3．1 复凝聚法制备微胶囊的基本原理

1．3．2 国内外研究现状

1．4 立题背景和意义

1．5 研究内容

第二章 辣椒红色素乳状液的制备

2．1 材料与设备

2．1．1 材料试剂

2．1．2 仪器设备

2．2 试验方法

2．2．1 PRP乳状液制备

2．2．2 非离子型表面活性剂对SPI乳化PRP的影响

2．2．3 大豆分离蛋白水溶液的配置

2．2．4 乳化性能的测定

2．2．5 PRP乳状液形态的观察

2．2．6 数据处理

2．3 PRP乳状液制备工艺研究

2．3．1 单因素试验

2．3．2 正交试验

2．3．3 验证试验

2．4 非离子型表面活性剂对SPI乳化性能的影响

2．4．1 MD对SPI乳化性能的影响

2．4．2 DATEM对SPI乳化性能的影响

2．4．3 SE对SPI乳化性能的影响

2．4．4 SSOS对SPI乳化性能的影响

2．4．5 PC对SPI乳化性能的影响

2．5 本章小结

第三章 复凝聚辣椒红色素微囊及固化工艺研究

3．1 材料与设备

3．1．1 材料试剂

3．1．2 仪器设备

3．2 试验方法

3．2．1 复凝聚法辣椒红色素微胶囊的制备工艺

3．2．2 微胶囊产品中辣椒红色素含量的测定

3．2．3 微胶囊湿囊效率的测定

3．2．4 微胶囊湿囊产率的测定

3．2．5 辣椒红色素微胶囊的固化

3．2．6 保留率的测定

3．2．7 辣椒红色素微胶囊形态的观察

3．2．8 数据处理

3．3 结果与讨论

3．3．1 复凝聚辣椒红色素微囊化工艺研究

3．3．2 DATEM、SE、MD对辣椒红色素微胶囊包埋效果的影响

3．3．3 复凝聚辣椒红色素微胶囊固化工艺

3．4 本章小结

第四章 辣椒红色素微胶囊的性质研究

4．1 材料与设备

4．1．1 材料试剂

4．1．2 仪器设备

4．2 试验方法

4．2．1 样品制备

4．2．2 辣椒红色素微胶囊物化性质的测定

4．2．3 辣椒红色素微胶囊的贮藏稳定性

4．3 结果与讨论

4．3．1 辣椒红色素微胶囊的物化性质

4．3．2 辣椒红色素微胶囊的贮藏稳定性

4．4 本章小结

第五章 总结

5．1 主要结论

5．2 展望

5．3 论文创新点

参考文献

缩略词表

致谢

作者简历