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明胶/CMC复合凝聚微胶囊及新型固化剂研究

作　者: 张海洋
导　师: 张晓鸣
学　校: 江南大学
专　业: 食品科学
关键词: 微胶囊复合凝聚羧甲基纤维素多酚
分类号: TQ460.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

复合凝聚微法具有有效载量高、可控制释放及缓释等优点。目前的复合凝聚微胶囊多以明胶和阿拉伯胶为壁材,阿拉伯胶价格昂贵且性质不稳定。微胶囊的交联固化通常采用有毒的甲醛,严重限制了产品的应用范围。寻找价格低廉的新型复合凝聚微胶囊壁材,以及开发安全无毒的可食用固化剂意义重大。本论文研究了明胶/羧甲基纤维素(CMC)复合凝聚法制备球形多核微胶囊的工艺,以及以安全无毒的茶多酚作为微胶囊固化剂进行固化条件优化,并对植物多酚的固化机理进行了研究。研究结果如下:以明胶和CMC为壁材制备肉桂醛微胶囊时,最佳工艺参数如下:明胶/CMC比例9:1,pH 4.6,壁材浓度1%,芯壁比2:1。在此条件下制备得到的微胶囊球形较好,表面光滑,粒径均一,微胶囊的产率、效率可达97.01%和86.55%。热重释放曲线表明芯材肉桂醛经微胶囊化之后在150℃的释放速率大大降低,在高温下具有很好的稳定性;随着芯壁比的上升,微胶囊释放芯材的速度加快。在以茶多酚为交联剂的固化过程中,反应pH、反应时间、茶多酚添加量都对固化效果有着显著的影响。固化条件优化的结果为:在pH 10.0、反应时间12 h、茶多酚添加量0.1 g/g明胶条件下,微胶囊的固化效果较好。机理研究实验的结果表明:多酚需要氧化为醌才可以与蛋白发生反应;反应没有特定的位点,几乎所有的N末端氨基酸都会参与交联反应。对不同壁材(明胶/CMC与明胶/阿拉伯胶)制备的微胶囊的性质以及不同固化剂(茶多酚,甲醛和谷氨酰胺转氨酶(TG))的固化效果进行了比较研究,实验结果如下:明胶/CMC微胶囊与明胶/阿拉伯胶微胶囊相比,形态相似,包埋率提高,耐热性好于后者,而壁材成本大大降低。80℃热水中的稳定性实验与TG热释放实验结果显示茶多酚与甲醛和TG固化效果相近,能够很好地替代它们作为复合凝聚微胶囊的固化剂。对喷雾干燥微胶囊产品的理化性质进行了研究。喷干后微胶囊水分含量为3.32%,易于保存;休止角为38.2°,流动性较好;有效载量为40.74%。扫描电子显微镜观察结果表明微胶囊干燥后结构完整,囊壁没有破坏。热重实验的结果表明喷雾干燥法制备的微胶囊产品具有良好的热稳定性。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
1 引言  8-14
  1.1 微胶囊技术概论  8-9
    1.1.1 微胶囊的定义及作用  8-9
    1.1.2 微胶囊的主要技术简述  9
  1.2 复合凝聚法的定义、研究进展及应用  9-12
    1.2.1 定义与方法  9-10
    1.2.2 国内外研究进展  10-12
    1.2.3 复合凝聚微胶囊技术的应用  12
  1.3 肉桂醛的介绍  12
  1.4 立题背景和意义  12-13
  1.5 课题主要研究内容  13-14
2 材料与方法  14-20
  2.1 材料与设备  14
    2.1.1 实验材料与主要试剂  14
    2.1.2 主要仪器与设备  14
  2.2 实验方法  14-20
    2.2.1 复合凝聚物吸光度随pH 变化测定方法  14
    2.2.2 复合凝聚物的制备及产率计算  14-15
    2.2.3 Zeta 电位的测定  15
    2.2.4 微胶囊的制备  15
    2.2.5 微胶囊形态观察  15-16
    2.2.6 微胶囊粒径测定  16
    2.2.7 微胶囊包埋效果测定方法  16-17
    2.2.8 微胶囊干燥方法  17
    2.2.9 多酚氧化酶的提取  17
    2.2.10 微胶囊在热水中的稳定性  17
    2.2.11 干燥微胶囊的热释放曲线  17
    2.2.12 氨基酸分析方法  17
    2.2.13 扫描电子显微镜(SEM)观察微胶囊的超微结构  17-18
    2.2.14 微胶囊产品理化指标的测定  18-20
3 结果与讨论  20-42
  3.1 微胶囊制备工艺优化  20-31
    3.1.1 取代阿拉伯胶的多糖的选择  20
    3.1.2 明胶/CMC 胶体凝聚现象分析  20-21
    3.1.3 壁材比例和 pH 的确定  21-26
    3.1.4 壁材浓度的确定  26-27
    3.1.5 芯壁比的确定  27-29
    3.1.6 反应温度的确定  29
    3.1.7 明胶/CMC 微胶囊的热稳定性  29-30
    3.1.8 明胶/CMC 微胶囊与明胶/阿拉伯胶微胶囊的比较  30-31
  3.2 植物多酚固化剂的研究  31-38
    3.2.1 固化剂的选择  31-32
    3.2.2 反应 pH 的选择  32-33
    3.2.3 反应时间的选择  33-34
    3.2.4 茶多酚用量的选择  34-35
    3.2.5 茶多酚与甲醛及 TG 的固化效果比较  35-36
    3.2.6 固化机理的探索  36-38
  3.3 喷雾干燥微胶囊理化性质  38-42
    3.3.1 明胶/CMC 微胶囊的超微结构(SEM)  38-39
    3.3.2 明胶/CMC 微胶囊产品的理化指标  39
    3.3.3 喷雾干燥微胶囊产品的热稳定性分析  39-42
主要结论  42-43
问题与展望  43-44
致谢  44-45
参考文献  45-50
附录  50

明胶/CMC复合凝聚微胶囊及新型固化剂研究

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