琉璃苣油微胶囊的制备及体外模拟释放研究
作者单位：南昌大学
学位级别：硕士
导师姓名：石燕
授予年度：2019年
学科分类：081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术]
摘 要：琉璃苣油因富含γ-亚麻酸和多不饱和脂肪酸而被广泛应用于食品、医药和化妆品等领域。然而,高含量的多不饱和脂肪酸致使琉璃苣油易氧化酸败,且脂溶性功能活性成分难以溶于水溶液中,极大的限制了琉璃苣油的应用范围。功能性油脂微胶囊化可有效解决这一难题,延缓琉璃苣油的氧化速率,减少其在工业生产过程中的营养损失的同时,扩展琉璃苣油的应用范围。本论文选取三组不同的壁材配方对琉璃苣油进行微胶囊化,对其基本理化性质、稳定性以及释放行为进行研究,选取壁材配方中的蛋白成分明胶,并以乳清蛋白作为对照蛋白,研究蛋白与多糖的相互作用以及在油水型界面相关性质。为琉璃苣油微胶囊的应用发展与开发提供科学理论依据,主要研究内容结论如下:(1)采用喷雾干燥法,选用三种配方制备琉璃苣油微胶囊,并对三组琉璃苣油微胶囊的理化性质、热稳定性进行评估。结果表明:三组琉璃苣油包埋率均达到85%以上,微胶囊产品分散性好,溶解度高,热稳定性佳。SEM观察琉璃苣油微胶囊的微观结构,发现三组微胶囊颗粒均较为完整。三组配方中,以配方一酪蛋白酸钠、明胶复配玉米糖浆为壁材制得的琉璃苣油微胶囊效果最好,包埋率为95.7%,粒径为264.09 nm,微胶囊表观结构更加完整且分布均匀,具有突出的热稳定性。(2)60℃条件下对琉璃苣油和琉璃苣油微胶囊进行加速贮藏18天,研究三组琉璃苣油微胶囊的氧化稳定性,结果表明:游离态琉璃苣油的POV值在12天达到最高,为77.92 meq/kg,而TBA值则随贮藏时间的延长而增加。贮藏结束后,三组琉璃苣油微胶囊的POV值和TBA值均显著小于游离态琉璃苣油,而配方一制备的微胶囊在贮藏结束后展现出最佳的抗氧化特性。SEM观察加速贮藏后微胶囊的微观形态得出,尽管三组微胶囊表观出现不同程度的凹陷或聚集,但依旧保持完整的微胶囊形态,油脂微胶囊化为琉璃苣油提供了有效的屏障保护。(3)利用倒置荧光显微镜观察琉璃苣油微胶囊的体外释放情况,5 h消化结束后,释放的油脂聚集并发出强烈的红色荧光,且视野范围内配方一的红色荧光较配方二和配方三更为强烈。消化结束后,配方一制备的微胶囊芯材总释放率为82.47%,显著高于配方二(59.34%)和配方三(61.02%),而三组微胶囊芯材油脂的肠释放率分别为45.05%、47.88%和44.28%,这表明:琉璃苣油微胶囊化可将大部分琉璃苣油控制释放于肠消化阶段,而配方一更适于包埋琉璃苣油,达到功能性油脂胃肠道有效输送的目的。(4)用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、光学接触角和流变仪等技术手段,研究了配方一壁材中蛋白质和多糖相互作用前后蛋白质的构象变化以及复合物的性质特征,同时设立乳清蛋白与多糖相互作用的对照组,结果表明:乳清蛋白相比明胶具有更丰富的氨基酸种类。中性条件下,玉米糖浆的添加阻碍了晶体三股螺旋的生成,但促进形成了晶体的左螺旋结构。原子力显微镜观察到,加入的玉米糖浆使得明胶的纳米结构显著改变,形成具有兼容性的稳定的聚离子复合体,而乳清蛋白表面也由孔洞状变为球形团聚体。单独的乳清蛋白相比明胶具有更大的负电性,而随着玉米糖浆添加量的增加,乳清蛋白复合溶液的电位继续下降,而明胶复合溶液出现先降低后增高的趋势。玉米糖浆的加入有利于蛋白质在油水界面的展开和扩散,而球形乳清蛋白具有更突出的界面活性。流变学中,两种蛋白质-多糖复合溶液体系的流变系数拟合度均较高,且n1,当剪切速率增大时,体系内颗粒动能增高而使得剪切应力增高,溶液黏度随之增大。多糖的添加会促进体系出现剪切稀化现象,提高体系稳定性。
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