用芒果皮制備天然芒果微膠囊的研究

宋維春，徐云升，顏憲法，孫忠華

(瓊州學(xué)院理工學(xué)院，海南三亞572022)

我國(guó)為芒果主產(chǎn)國(guó)之一，2005年種植13.21萬(wàn)hm2，產(chǎn)量74.15萬(wàn)t［1］.芒果除鮮食外，主要被加工成芒果飲料、芒果干、芒果罐頭等［2］.據(jù)估計(jì)，芒果皮占鮮果重的7% －24%［3］，在加工過(guò)程中芒果皮往往被當(dāng)做下腳料丟棄.這樣既浪費(fèi)資源，又污染環(huán)境.

香精微膠囊化是將香味物質(zhì)包埋在半透性或密閉性微膠囊內(nèi)，能有效地防止某些不穩(wěn)定的成分揮發(fā)，氧化，變質(zhì)［4］.

研究采用超聲波輔助萃取法提取芒果果皮中的香味物質(zhì)，并制成微膠囊，且探究了影響超聲波輔助萃取和微膠囊化的工藝條件，為芒果皮的利用提供一定的參考.

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

市售芒果、石油醚、乙酸乙酯、無(wú)水乙醇、明膠、海藻酸鈉、卡拉膠;氫氧化鈉;醋酸等

1.2 儀器與設(shè)備

Ju－6224調(diào)節(jié)型超聲發(fā)生器;RE－52A旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器;SHB－Ⅲ循環(huán)水式多用真空泵;精密酸度計(jì);SYC—15超級(jí)恒溫水浴;DHG－9030A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱;電子天平等.

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 工藝流程

新鮮芒果皮→粉碎→提取→過(guò)濾→濾液減壓蒸餾→芒果浸膏→乳化→凝聚→交聯(lián)→后處理→微膠囊

1.3.2 操作要點(diǎn)

(1)提取稱取一定量粉碎后的芒果皮裝入燒杯中，加入一定量溶劑，燒杯口用濾紙包住，然后放入超聲波發(fā)生器中，調(diào)節(jié)超聲波功率，進(jìn)行超聲波輔助萃取;

(2)乳化 將0.1 ml的芒果浸膏加入絮凝劑溶液中，加熱到40℃，調(diào)節(jié)pH=7左右并攪拌至分散均勻.溶液直至混合溶液pH=4左右，攪拌60min.

(3)凝聚反應(yīng) 將乳化液和明膠溶液在同溫度和pH條件下進(jìn)行混合攪拌，緩慢滴入10%的醋酸

三亞市院地科技合作項(xiàng)目(2010YD17)

(4)交聯(lián) 降到5－10℃，用10%的NaOH溶液調(diào)節(jié)pH 9－11左右，加入37%的甲醛，攪拌10 min加熱到50℃固化.

(5)后處理 過(guò)濾、用水洗滌到中性、干燥即得微膠囊顆粒.

2 結(jié)果與分析

2.1 超聲波輔助萃取條件的選擇

2.1.1 萃取劑的選擇

稱取同樣質(zhì)量芒果皮3份，分別加入等體積的乙酸乙酯、石油醚、無(wú)水乙醇，置于超聲波發(fā)生器中進(jìn)行萃取，再經(jīng)減壓蒸餾得芒果浸膏，計(jì)算其產(chǎn)率，并進(jìn)行感觀評(píng)定.

表1 不同萃取劑對(duì)浸膏提取率的影響

由表1可以看出，無(wú)水乙醇的萃取效果最好，具有提取率高，產(chǎn)物品質(zhì)好的特點(diǎn)，因此實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選擇無(wú)水乙醇作為提取劑.

2.1.2 萃取時(shí)間對(duì)浸膏提取率的影響

稱取同樣原料，以無(wú)水乙醇為萃取劑，采用液料比3ml/g，超聲波功率為840W，分別萃取20min、40min、60min、80 min和100 min，結(jié)果如圖1所示.

圖1 萃取時(shí)間對(duì)提取率的影響

圖2 溶劑用量對(duì)提取率的影響

可見，20min至40min的提取率相差較大，而40min后提取率相差不大，另外，若萃取時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致一些雜質(zhì)融入萃取液中，使香味物質(zhì)的品質(zhì)發(fā)生變化.因此確定適宜的萃取時(shí)間為40min.

2.1.3 液料比對(duì)浸膏提取率的影響

稱取同樣原料，分別按液料比 1.8ml/g、2.4 ml/g、3.0 ml/g 、3.6ml/g 、4.2ml/g 加入無(wú)水乙醇，超聲波功率為840W，萃取時(shí)間40 min，然后經(jīng)減壓蒸餾過(guò)程濃縮和精制，結(jié)果如圖2所示.

從圖 2 中可以看出:1.8ml/g、2.4 ml/g、3.0 ml/g 時(shí)的提取率增加較大，3.0 ml/g 后曲線趨于平緩.這是因?yàn)榧尤肴軇┝可伲瑹o(wú)法將芒果皮中的香味物質(zhì)全部溶解，隨著溶劑量增加，溶解量就會(huì)增加，但溶劑量超過(guò)一定限度，會(huì)增加后續(xù)工藝的負(fù)荷，并且造成試劑的浪費(fèi).因此采用液料比3.0 ml/g.

2.1.4 超聲波功率對(duì)浸膏提取率的影響

稱取同樣原料，按液料比3.0 ml/g加入無(wú)水乙醇，采用超聲波功率分別為600W、720W、840W、960 W、1080 W萃取40min，結(jié)果如圖3所示.

由圖3可以看出，浸膏的提取率隨著超聲波功率增大而增加，在功率較低的600W，提取率較低，當(dāng)功率達(dá)到840W后，提取率變化不大.因此選擇超聲波功率為840W.

2.1.5 適宜工藝條件的驗(yàn)證

稱取同樣原料，按液料比3.0 ml/g加入無(wú)水乙醇，采用超聲波功率為840W、萃取時(shí)間為40min.結(jié)果浸膏的提取率為13.6%，均高于前述實(shí)驗(yàn)中的提取率.

圖3 超聲波功率對(duì)提取率的影響

2.2 微膠囊化條件的選擇

2.2.1 絮凝劑的選擇

明膠溶液濃度均為33%，分別采用海藻酸鈉和卡拉膠作為絮凝劑，按前述操作要點(diǎn)制取微膠囊產(chǎn)品，考查其固化分離難度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2.

表2 絮凝劑對(duì)于芒果微膠囊的影響

從表2中可以看出:卡拉凝膠和海藻酸鈉均可作為絮凝劑進(jìn)行芒果浸膏的微膠囊化，而海藻酸鈉的操作條件相對(duì)寬松.

2.2.2 溶液濃度對(duì)微膠囊的影響

采用明膠溶液、海藻酸鈉溶液濃度分別為24%、33%、40%.溶液配比1:1，按前述操作要點(diǎn)制得微膠囊產(chǎn)品.實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3.

表3 明膠、海藻酸鈉濃度對(duì)于芒果微膠囊的影響

從表3可看出:在明膠溶液、海藻酸鈉溶液濃度均為33%左右比較適宜，濃度過(guò)大不易制取，濃度過(guò)低空囊較多.

2.2.3 溶液配比對(duì)微膠囊的影響

明膠溶液、海藻酸鈉溶液濃度均為33%，分別按溶液配比(明膠:海藻酸鈉)2:1、1:1、1:2，按前述操作要點(diǎn)制得微膠囊產(chǎn)品.實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表4.

表4 明膠、海藻酸鈉配比對(duì)于芒果微膠囊的影響

由表4可見:明膠、海藻酸鈉的配比比例過(guò)大，產(chǎn)品質(zhì)量雖多，但是空囊現(xiàn)象嚴(yán)重，過(guò)低的話，產(chǎn)品囊壁較薄極易碎裂，不易提取和儲(chǔ)存，明膠、海藻酸鈉的配比比例1:1最為適合.

3 結(jié)論

3.1 超聲波輔助萃取法提取芒果皮中香味物質(zhì)用無(wú)水乙醇作溶劑較為合適;其適宜提取條件為:液料比3 ml/g、超聲波功率840W、萃取時(shí)間40min.該條件下浸膏的提取率為13.6%.

3.2 用明膠和海藻酸鈉進(jìn)行復(fù)合凝聚可以將芒果浸膏制成微膠囊，明膠溶液和海藻酸鈉溶液的濃度為33%、配比為1:1較為合適.

［1］傅國(guó)華，韓立越，許能銳.中國(guó)芒果產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)狀［J］.熱帶農(nóng)業(yè)科技，2008，31(4):27－31.

［2］黃艷.中國(guó)芒果產(chǎn)業(yè)的發(fā)展概況［J］.世界熱帶農(nóng)業(yè)信息，2008，05:1－3.

［3］王瑞蘭，張培麗.芒果皮活性成分的萃取及其生理活性的研究［J］.懷化學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，29(2):72－74.

［4］王曙，郝志敏，王龍，等.維生素微膠囊技術(shù)的研究發(fā)展［J］.廣東飼料，2011，20(01):32 －34.