生姜精油的提取及其微胶囊包埋的研究

作     者：Alhassane Toure 

作者单位：江南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张晓鸣

授予年度：2007年

学科分类：082903[工学-林产化学加工工程] 08[工学] 0829[工学-林业工程] 

主      题：生姜精油的提取 GC-MS 挥发性成分 微胶囊效率 SEM 水分活度(aw) 氧化稳定性 麦芽糊精 小麦蛋白 功能因子 感官评定 

摘      要：生姜（Zinziber Officinal）是饮料和食品加工过程中广泛使用的风味物质,也是医药史上的常用药物,它在中国、印度、非洲、和日本药品中都起到了重要的作用。生姜在治疗肠胃功能紊乱方面效果甚佳,并且有较好的止呕吐作用,可以有效治疗晕船等引起的恶心、呕吐,因此深受美国人喜爱。医学研究表明,恶心、呕吐等和一些疾病共存,并且有非常复杂的联系,经过临床验证,生姜精油治疗是安全实用的治疗方法,并且这种方法在很多情况下可以和其他医学手段相结合。此外,人们早就肯定了生姜还有消炎,降低胆固醇,及抗血栓的功效。 生姜精油具有很多生物学优点,但是在加工、储存、使用中易氧化,不稳定。本研究的目的在于,利用微胶囊将生姜精油包埋后进行喷雾干燥,以降低其氧化性,增加稳定性,并方便在食品、饮料、食品添加剂和医药中的使用。 对比研究了几内亚（西非）生姜和中国生姜的化学组成,结果表明,中国产的生姜含有更多的蛋白质（1.4%）,脂肪（6.66%）和碳水化合物（77.4%）,而几内亚生姜含有较多的水分（11.65%）和灰分（6.36%）。通过水蒸气蒸馏法分别提取了中国和几内亚生姜中的挥发性物质（生姜精油）,这些挥发性物质是构成生姜风味的主要成分。采用气质联用（GC-MS）检测了以上两种生姜精油的组成,结果发现有九十多种成分存在浓度差异,而在过去它们被认为是一致的。这些有浓度差异的成分,分别组成了几内亚和中国生姜精油的93.57%和83.55%。Zinziberene在两种精油中都是含量最大的物质,分别占29.58%和31.1%。水蒸气蒸馏处理过程,不仅提取了生姜精油,而且也浓缩了萜烯类化和物和单萜烯物质。 实验中将由水蒸气蒸馏方法用来提取的生姜精油进行微胶囊包埋,采用麦芽糊精和小麦蛋白作为微胶囊壁材,并通过正交试验来评价微胶囊壁材对精油的保持力（R）的影响和喷雾干燥对微胶囊的效率（MEE）的影响,优化得到了较高R值和MEE值,微胶囊最佳包埋条件:小麦蛋白:麦芽糊精= 1 : 1,芯材:壁材= 1 : 4,固体重量占胶囊总重的25%;喷雾干燥条件:均质压力30MPa,入口空气温度120°C,出口空气温度60°C,MEE和R分别达到:93.60%和93.30%。采用电子显微镜（SEM）观察了经喷雾干燥后的微胶囊外部结构形态,通过气质联用（GC-MS）比较了微胶囊包埋前后生姜精油中的16种主要挥发性物质的变化。 样品中精油的氧化程度可以过氧化值来评价,利用洗涤的方法研究了壁材成分对表面油的影响,在精油被氧化过程中会产生H2O2,通过测定这些H2O2释放KI中碘的能力就可以得到过氧化值。在35°C时将微胶囊保存于不同的水分活度（ aw）条件下,分别测定了它们中精油的过氧化氧值,并通过水蒸气蒸馏测定了微胶囊内包埋油含量的变化,结果发现:在水分活度（ aw）为0.58时,微胶囊氧化稳定性最佳,在35°C时至少保持35天,因此麦芽糊精和小麦蛋白是包埋生姜精油的有效微胶囊壁材。 研制了由大豆分离蛋白、生姜精油、油树脂等为主要成分的饮料（ISPD）,研究了这种饮料的功能性质,并进行了感官评定。与商品化的豆奶粉（CMSD）相比,ISPD的体积密度略大,而CMSD的可分散性、吸水性、水溶性略好,ISPD的颜色参数L*,‘a’和‘b’略高。为了得到较好风味和口感的ISPD饮料,加入不同含量的大豆分离蛋白、生姜精油、油树脂做成了一系列饮料样品,经15人感管评定后,样品C的风味和口感最佳。