酵母微胶囊化油脂的制备及其性能研究

摘要

核桃油和薄荷油均为可食用植物油脂，具有独特的功效作用，在食品工业中的应用日益广泛。因核桃油易氧化，薄荷油易挥发，直接制约了两者的有效利用。微胶囊技术可以使油脂由液态转变为粉末状，提高活性物质的贮存稳定性。食品中常用的壁材为高分子材料或昂贵的卵磷脂，使用其制作微胶囊，一般存在成本高和安全性系数低等问题。酵母细胞色浅味淡、廉价易得，其天然的真核生物结构赋予其优良的包埋潜质，其微胶囊化过程中不需要引入其他化学试剂。本论文以酵母作为壁材微胶囊化核桃油和薄荷油，主要研究结果如下:
　　 本论文主要研究工作分为两部分。
　　 第一部分是利用酵母作壁材分别制备核桃油微胶囊和薄荷油微胶囊，并比较两者包埋效果的差异。首先，探讨了不同种类酵母细胞对包埋油脂效果的影响。其次，在单因素试验基础上选定包埋时间、包埋温度、加水量为目标变量，采BBD响应面法，分别以核桃油和薄荷油的包埋度和包埋率为响应值指标，建立二次项回归模型，所得模型方程(P＜0.01)均具有极显著性，失拟项(P＞0.05)均不显著，说明方程拟合程度良好。通过分析两类油脂的包埋效果的差异进一步说明了芯物质的分子量大小、是否带环状结构、碳链长短等影响其进入酵母细胞内的难易程度。在最佳条件下得到的核桃油和薄荷油的包埋度和包埋率分别为38.31％、80.09％和71.08％、57.02％。最后，红外光谱图和激光共聚焦显微观察分别证实核桃油和薄荷油已包埋在酵母细胞壁材里。在红外光谱图中，核桃油在3008.90 cm-1处的C-H键振动峰仍然存在核桃油和酵母组成的混合物中，但在核桃油微胶囊中消失;薄荷油微胶囊与酵母壁材的红外光谱曲线无明显的差异，但与薄荷油和酵母组成的混合物的红外曲线明显不同，由此可见，核桃油或薄荷油已与酵母壁材发生相互作用被包入酵母壁材内而非吸附在其表面。
　　 第二部分是对制得的核桃油微胶囊和薄荷油微胶囊分别进行性能测试，并分析比较两者性能的异同。首先，将易氧化的核桃油和易挥发的薄荷油分别微胶囊化后，能有效降低核桃油的氧化变质和抑制薄荷油的快速挥发。其次，对两者进行热稳定性研究，将其分别放在60℃、80℃和100℃条件下干燥3h后发现这两种微胶囊的包埋油量未显著降低，再对两种微胶囊和酵母分别进行热失重分析，TGA图显示出在酵母细胞壁材的保护下，微胶囊内的核桃油和薄荷油在超过300℃才完全失重，反映了酵母细胞壁材能有效增强活性物质的耐高温性能。最后，测试了两种微胶囊在模拟肠液和模拟胃液中的释放。酵母微胶囊内的核桃油在pH7.4的模拟肠液中初期释放迅速，由于遇碱中和反应使其释放曲线不同于其在模拟胃液的释放曲线。当酵母细胞微囊内的薄荷油在模拟胃液中释放出的薄荷油浓度达到一定量时，薄荷油所含的醇类物质与模拟胃液中的酸发生可逆的酯化反应，故在50 min后薄荷油的释放量基本保持不变。试验结果表明，将两种油脂微胶囊后并不显著降低其释放性且使其具有一定的缓释性能，这对于弥补如薄荷油等活性物质因易挥发或过于迅速的代谢所导致的低生物利用度的缺陷，保持生物活性有利。
　　 所用的酵母壁材未作特殊处理，微胶囊制备工艺过程简单，未引入其他化学试剂，所得的微胶囊产品大小均一、耐高温、耐氧化、不易挥发。

目录

摘要

第1章 绪论

1．1 选题的目的及意义

1．2 国内外研究进展

1．2．1 微胶囊化油脂

1．2．2 酵母微胶囊

1．3 基本研究内容

第2章 微胶囊化机理

2．1 微胶囊化油脂机理

2．1．1 喷雾干燥法微胶囊化原理

2．1．2 复凝聚法原理

2．1．3 包埋络合法原理

2．2 酵母微胶囊化机理

2．2．1 自由扩散

2．2．2 键合力

2．2．3 酵母微胶囊技术优势

2．3 本章小结

第3章 核桃油酵母微胶囊的制备

3．1 实验材料与设备

3．1．1 实验材料

3．1．2 仪器设备

3．2 实验方法

3．2．1 核桃油微胶囊的制备

3．2．2 核桃油微胶囊效果的评定

3．2．3 激光共聚焦显微镜(LSCM)观察

3．2．4 傅里叶红外仪观察

3．2．5 响应面试验设计

3．2．6 数据处理

3．3 结果与讨论

3．3．1 响应面试验结果

3．3．2 包埋条件对核桃油包埋度的影响

3．3．3 包埋条件对核桃油包埋率的影响

3．3．4 酵母微胶囊化核桃油最佳工艺条件及验证试验

3．3．5 核桃油酵母微胶囊化的表征

3．4 本章小结

第4章 核桃油酵母微胶囊的性能研究

4．1 实验材料与设备

4．1．1 实验材料

4．1．2 仪器设备

4．2 实验方法

4．2．1 耐氧化性测试

4．2．2 热稳定性测试

4．2．3 释放性测试

4．3 结果与分析

4．3．1 酵母微胶囊化对核桃油耐氧化性的影响

4．3．2 核桃油酵母微胶囊的热稳定性分析

4．3．3 酵母微胶囊中核桃油的释放性

4．4 本章小结

第5章 薄荷油酵母微胶囊的制备

5．1 实验材料与设备

5．1．1 实验材料

5．1．2 仪器设备

5．2 实验方法

5．2．1 不同酵母种类对油脂包埋影响的测定

5．2．2 薄荷油微胶囊的制备

5．2．3 薄荷油微胶囊效果的评定

5．2．4 激光共聚焦显微镜(LSCM)观察

5．2．5 傅里叶红外仪观察

5．2．7 数据处理

5．3 结果与讨论

5．3．1 不同酵母的种类对油脂包埋效果的影响

5．3．2 响应面试验结果

5．3．3 包埋条件对薄荷油包埋度的影响

5．3．4 包埋条件对薄荷油包埋率的影响

5．3．5 酵母微胶囊化薄荷油最佳工艺条件及验证试验

5．3．6 薄荷油酵母微胶囊化的表征

5．3．7 比较薄荷油与核桃油被酵母包埋的难易程度

5．4 本章小结

第6章 薄荷油酵母微胶囊的性能研究

6．1 实验材料与设备

6．1．1 实验材料

6．1．2 仪器设备

6．2 实验方法

6．2．1 挥发度测试

6．2．2 热稳定性测试

6．2．3 释放性测试

6．3 结果与分析

6．3．1 酵母微胶囊化对薄荷油挥发度的影响

6．3．2 薄荷油酵母微胶囊的热稳定性分析

6．3．3 酵母微胶囊中薄荷油的释放性

6．4 本章小结

第7章 结论、创新点与展望

7．1 结论

7．2 创新点

7．3 展望

参考文献

附录一 英文缩略词

附录二 硕士期间完成论文

致谢

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