栝蔞子油微膠囊化研究

俞 健 李赤翎

(長沙理工大學化學與生物工程學院,長沙 410007)

栝蔞子油微膠囊化研究

俞 健 李赤翎

(長沙理工大學化學與生物工程學院,長沙 410007)

栝蔞子油中的多不飽和脂肪酸對光和熱都比較敏感,極易氧化變質,油脂的氧化不僅會使其失去應有的功效性,而且還會產生對人體有害的物質。研究采用噴霧干燥法對栝蔞子油進行微膠囊化處理,保持和穩定其生理活性。研究結果表明,在微膠囊化生產過程研究中,選擇麥芽糊精和阿拉伯膠作為復合壁材,對微膠囊包埋率影響大小為芯材與壁材配比 >復合壁材配比 >總固形物含量。正交試驗所得微膠囊最佳配比為阿拉伯膠與麥芽糊精的配比 1∶1,芯材與壁材比 2∶3,總固形物質量分數 30%。噴霧干燥的最佳工藝條件為進風溫度 180℃,出風溫度 80℃,均質壓為 35 MPa。

栝蔞子油 噴霧干燥 微膠囊化 包埋率

栝蔞子主要產于山東、四川、安徽等地,含油脂、甾醇、三萜、苷類等物質,其中含脂肪油約為26%,不飽和脂肪酸約占 67%,包括瓜樓酸、油酸、亞油酸、亞麻油酸。亦含有鈣、鐵、銅、鋅等無機元素和谷氨酸、天門冬氨酸、亮氨酸等 17種氨基酸,蛋白凝集素等。其中的多不飽和脂肪酸對光和熱都比較敏感,極易氧化變質,微膠囊技術主要是通過利用合成或天然高分子材料,將分散的液體、固體、或是氣體物質包裹起來,形成具有半透性或密封囊膜的微小粒子的技術。微膠囊化的作用主要是保護被包裹的物料,隔絕外界不宜環境,從而最大限度地保持物料原來的色香味,生物活性與性能,防止營養物質的損失。而且可掩蓋某些物料自身的異味,或使原來不易加工貯存的液體、氣體形式轉化成穩定的固體形式,很大程度地防止或延緩了產品的變質[1-3]。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

樣品:自制;蔗糖酸酯、單甘酯、A型純膠、阿拉伯膠、明膠、麥芽糊精、可溶性淀粉:廣東廣益食品添加劑有限公司;重鉻酸鉀、碘化鉀、無水硫代硫酸鈉:均為分析純,湖南湘儀有限公司。

1.2 試驗裝置

GB22氣壓式噴霧干燥器、FM300型試驗室分散乳化機 (FLUKO)、JHG-P60均質機:江蘇常恒集團。

1.3 試驗方法

1.3.1 噴霧干燥法制備樣品微膠囊工藝流程:配料→混合→均質→噴霧干燥→過篩→微膠囊產品→檢測。

1.3.2 微膠囊配方的優化設計

設計各影響因素的水平見表 1。

表 1 微膠囊配方正交試驗因素水平表

1.3.3 微膠囊工藝參數優化試驗

設計各影響因素的水平見表 2。

表 2 樣品微膠囊化工藝條件參數優化試驗

1.3.4 樣品微膠囊化效率評價[4]

微膠囊化效果一般用包埋率大小來衡量。

包埋率 =(1-微膠囊表面油含量/微膠囊總含油量)×100%

2 結果與分析

2.1 微膠囊配方對包埋率的影響

采用 L9(34)正交試驗得到優化栝蔞子油微膠囊的配方,正交試驗結果見表 3。

表 3 微膠囊配方優化的正交試驗結果

由表 3的極差分析結果可知,在所選擇的樣品微膠囊配方中,影響產品包埋率的各因素的大小順序是壁材配比 >芯材與壁材比率 >總固形物含量,說明壁材配比對樣品微膠囊化效果的影響最大,其次是芯材和壁材的比例,而總固形物含量的影響相對較小。試驗最佳配方是 A2B2C3,即:阿拉伯膠和麥芽糊精配比為 1∶1,芯材與壁材比率為 2∶3,總固形物含量為 30%。

2.2 微膠囊工藝參數對包埋率的影響

2.2.1 均質壓力對包埋率的影響

在 50℃均質溫度下,研究均質壓力對包埋率的影響。

圖 1 不同的均質壓力對包埋率的影響

高壓均質處理目的是使芯材與壁材進行充分混合和高度分散,以為微膠囊的制備。較高的均質壓力,利于形成均勻、細小的液滴,均勻而穩定的乳狀液,體系中液滴越不易發生聚結,液滴愈小,上浮速度愈慢,愈穩定;由圖 1可知,壓力為 35 MPa時的包埋率最高[5]。

2.2.2 噴霧干燥進風溫度對包埋率的影響

在離心機轉速 8 000 r/min下,研究噴霧干燥進風溫度對包埋率的影響 (見圖 2)。

進風溫度不僅影響干燥速度和干燥能力,還影響產品吸濕性,顆粒結構和熱敏性成分的穩定性。選擇低的進風溫度,會造成液滴表面成膜的時間較長,顆粒干燥不完全,導致微膠囊含水率高,流動性不好,并且顆粒易黏結在管道內以及塔壁上,最后只能收集到細小的顆粒,包埋率較低[6]。圖 2中進風溫度 180～200℃時,包埋率比較理想。

圖 2 噴霧干燥進風溫度對包埋率的影響

圖 3 不同噴霧干燥出風溫度對包埋率的影響

2.2.3 噴霧干燥出風溫度對包埋率的影響

在離心機轉速 8 000 r/min下,研究噴霧干燥進風溫度對包埋率的影響 (見圖 3)。

出風溫度即干燥塔內整體溫度,微膠囊顆粒在干燥塔內的溫度(相當于出風溫度)決定成品的含水率,溫度低,干燥塔的能耗就低,當微膠囊的熱負荷升高,增強芯材的揮發性,有可能脹破微膠囊,使包埋率下降。而且高含水率會嚴重影響產品流散性與保存性[7]。大于 80℃的出風溫度可保證產品含水率在 2%以下,結果最好。

2.3 樣品微膠囊工藝參數優化試驗

采用 L9(34)正交試驗,以確定最佳工藝條件,試驗結果見表 4。

表 4 微膠囊化工藝條件優化正交試驗結果

通過極差分析,三個因素影響的大小順序是:E>G>F,即進風溫度 >出風溫度 >均質壓力,說明進風溫度對栝蔞子油微膠囊化效率影響最大,其次為出風溫度。最佳因素水平組合為 E1F2G2,即:進風溫度為 190℃、出風溫度為 80℃、均質壓力為 35MPa。并且通過多次重復性試驗,樣品微膠囊的包埋效率均保持在 84%～86%,試驗的重現性好,此工藝參數是理想的。

3 結論

噴霧干燥法制備樣品微膠囊時,理想的壁材組合為麥芽糊精和阿拉伯膠。噴霧干燥制備栝蔞子油微膠囊的優化配方為:阿拉伯膠與麥芽糊精的配比1∶1,芯材與壁材比率 2∶3,固形物質量分數 30%(W/V)。最佳工藝條件為:進風溫度 190℃、出風溫度80℃、均質壓力 35 MPa。在此條件下進行噴霧干燥法制備栝蔞子功能性脂類微膠囊,包埋率可穩定在 84%～86%,試驗的重現性也較好。

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Microencapsulation of Gualou Seed Oil

Yu Jian Li Chiling
(Biology and Food Science Institute of Changsha University of Science and Technology,Changsha 410007)

To inhibit the oxidation of polyunsaturated fatty acids in Gualou seed oil and to stabilize the oil func2 tion,the microencapsulation of Gualou seed oil by spray drying technologywas studied.Results:Maltodextrin and Ara2 bic gum are selected as composite wallmaterial.The impact of factors affecting embedding rate rank as core material/wallmaterial ratio>wallmaterial composition>total solid content.The obtained best parametersof the microencapsula2 tion are Arabic gum/maltodextrin ratio 1∶1,core material/wallmaterial ratio 2∶3,and total solid content 25%(W/V).The optimum spray drying conditions are temperature of enteringwind 180℃,temperature of outwind 80℃,and ho2 mogenizing pressure 35 MPa.

Gualou seed oil,spray drying,microencapsulation,embed efficiency

TQ644

A

1003-0174(2011)02-0052-03

湖南省科技廳重點項目 (2009NK3089)

2010-02-26

俞健,男,1965年出生,副教授,食品化學