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本研究采用喷雾干燥法对番茄红素进行微胶囊包埋,以期改善番茄红素的不稳定性和水不分散性。微胶囊化的壁材特征是影响微胶囊特性的至关重要的因素。本文重点对番茄红素微胶囊化的壁材选择、壁材条件优化进行了研究。在确定最佳壁材组成及条件后,对微胶囊化工艺的两个主要工艺:乳化工艺和喷雾干燥工艺进行了条件优化。 在本文的研究中,选择了明胶+蔗糖、阿拉伯胶+麦芽糊精、阿拉伯胶+明胶以及以变性淀粉为主要壁材的四种复合壁材。在对以上四种壁材分别进行条件优化的基础之上,从微胶囊包埋的效率和产率、微胶囊产品的稳定性、微胶囊产品的理化性质、微胶囊产品的显微结构四个方面对壁材进行了筛选。 微胶囊化效率和产率是微胶囊包埋经常使用的衡量指标。研究结果表明,以明胶和蔗糖为壁材的微胶囊包埋,微胶囊效率和产率均比较高,其中微胶囊效率在四种壁材中是最高的。以阿拉伯胶和麦芽糊精为壁材的微胶囊包埋,微胶囊产率非常高,达到97.85%,但微胶囊效率比较低。以明胶和阿拉伯胶为壁材,采用复凝聚法进行微胶囊包埋,效率和产率均比较低。以变性淀粉作为主要壁材的微胶囊包埋,效果与阿拉伯胶和麦芽糊精的结果相似,微胶囊产率比较高,而效率较低。综合比较,以明胶和蔗糖为壁材的微胶囊包埋,微胶囊效率和产率都比较理想,微胶囊包埋效果最好。 储存稳定性是番茄红素微胶囊产品的更为重要的衡量指标。研究结果表明,不同壁材的微胶囊产品中番茄红素的稳定性不同。以明胶和蔗糖为壁材的微胶囊产品稳定性最好。其次为阿拉伯胶和麦芽糊精、明胶和阿拉伯胶,以变性淀粉为壁材的微胶囊产品的稳定性最差。囊外的番茄红素降解速度明显大于囊内的降解速度。研究还发现,壁材不同,对微胶囊产品中产生的异构体的种类影响不大,但对异构化的程度,即反式结构所占的比例有较大影响。综合比较,以明胶和蔗糖为主要壁材的微胶囊产品的稳定性较好。 对上述四种壁材的微胶囊产品进行了水份、密度、粒度、溶解度等理化性质的分析测定。明胶和蔗糖为复合壁材的微胶囊产品水分含量最高,密度和粒度也是最大。而从溶解度特性来看,四种壁材的微胶囊产品均具有良好的水分散性。其中,以变性淀粉的溶解特性最好,其次为阿拉伯胶和麦芽糊精复合壁材、明胶和蔗糖复合壁材,明胶和阿拉伯胶为复合壁材的溶解度稍差。 对四种壁材的微胶囊产品用扫描电镜进行了观察,从得到的照片来看,四种壁材中,以明胶和蔗糖为壁材的微胶囊产品的外观形态最好,大小均匀,囊壁的完好率最高。其他三种产品均存在大量的囊壁破损的现象,尤其是阿拉伯胶和麦芽糊精为壁材的产品,破损率较高。 江南大学硕士学位论文 从上述四个方面的比较,我们认为以明胶十蔗糖的微胶囊包埋效果最好。因此最终选择明胶十蔗糖作为番茄红素微胶囊包埋的壁材。 在确定壁材的基础上,对微胶囊化工艺的乳化条件和喷雾干燥工艺条件进行了优化。结果表明,蔗糖酷13作为乳化剂,得到的微胶囊效率和产率最高。当体系中添加少量的乳化剂,可提高微胶囊效率和产率。当乳化剂用量过高时,产率下降。最佳的乳化剂用量为1%。 在单因素实验的基础上,对喷雾干燥工艺条件进行了实验优化。实验结果表明,微胶囊化的最佳工艺条件为:进料温度60℃、离心式雾化器的转速为15000转/分、进风温度190oC。均质压力为40MPa。