芝麻粕乳化体系的构建及微胶囊化研究

来源 :华中农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:fch_ray
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芝麻(Sesame)是我国主要的油料作物之一,每年有70%左右芝麻用于生产芝麻油并产生大量的副产物——芝麻粕(Sesame meal)。目前,有关芝麻粕的加工应用主要集中于饲料行业,或者从芝麻粕中提取分离生物活性物质,但关于芝麻粕乳化性质的研究及应用寥寥无几。芝麻本身的油脂含量达50%以上,将榨油后的残渣,进一步脱脂,粉碎、过筛可形成脱脂芝麻粕(DSM),而DSM能否如原芝麻籽一样,包裹油脂形成一个稳定体系?因此,本论文以DSM和大豆油(SO)为原料。首先探究DSM的油-水界面行为;然后采用高压均质方法制备DSM稳定的O/W乳液,通过测定乳液粒径大小、微观形貌、乳析稳定性及流变学性质,研究了DSM浓度、SO体积分数、外界环境(Na Cl、p H)对乳液稳定性的影响;另外,还探究了芝麻加工常用生产工序——焙烤热处理对于其乳化性质影响;最后,采用喷雾干燥技术,DSM或复配麦芽糊精(MD)制备姜黄素(Cur)微胶囊,探讨DSM的包埋特性。该论文的研究不仅提高了DSM的附加值,而且可应用于开发成本低、经济适用的油溶性活性物质的微胶囊壁材,为DSM的综合利用提供了全新视角和芝麻行业的可持续发展提供理论指导。本文研究结果:1.DSM主要成分是蛋白质,约为63%,接近于芝麻浓缩蛋白中蛋白质含量。采用界面张力仪研究不同浓度DSM在油-水界面的界面行为,结果表明:随着DSM浓度增加,吸附平衡时的界面张力值减小,达到吸附平衡时间变短。以DSM作为乳化剂,SO为油相,采用高压均质法制备乳液,结果显示随着DSM浓度增加,乳液粒径减小,乳析指数(CI%)降低,乳化稳定性增加,流变和微观结构表明DSM稳定乳液形成凝胶网络结构,随着油相体积分数(φ)增加,凝胶网络结构更加致密。这与传统Pickering乳液体系表现相同的现象,因此,DSM可以作为潜在Pickering乳液稳定剂。进一步探究发现,低盐离子浓度条件下(0-400m M),Na Cl对于DSM稳定的乳液没有显著影响,而DSM稳定乳液显著依赖于p H,且中性p H7.0的乳液稳定性最好。2.焙烤处理对于芝麻粕的功能性质及形成的乳液稳定性有显著影响。实验结果表明:预先的焙烤热处理,能显著提高芝麻粕的乳化活性、乳化稳定性以及凝胶性,但是其持水/油能力无显著变化。DSC结果分析显示RDSM的焓变值提高了2.6倍,这表明芝麻粕中蛋白质变性程度增大或芝麻粕成分之间相互作用增强,导致RDSM界面活性提高,减少了其在油-水界面吸附平衡时间和界面张力值,增加了界面膜厚度,促使黏弹性增加。第二,焙烤后的芝麻粕稳定的乳液,在室温贮藏40d过程中,乳液的粒径及乳化稳定性无显著变化,证明焙烤可提高乳液的稳定性。流变性能及微观形貌分析结果表明,乳液稳定性提高的原因可能是:热处理导致RDSM成分之间相互作用增强;或芝麻蛋白质暴露更多疏水性集团;或形成蛋白质聚集体,强化了形成的乳液凝胶网络结构,形成凝胶态乳液。3.以喷雾干燥技术使用DSM或复配MD作为壁材制备的Cur微胶囊粉末。结果表明:首先,Cur包载量低于50%,包封率(EE)均高于85%,水分含量低于5%,复溶后的乳液变化不显著。其次,加速贮藏试验表明,产品在高温高湿环境下,EE变化没有显著变化;SEM显示微胶囊产品室温贮藏180天后外观形态完好,囊壁都相对较为完整,未见破壁现象;最后,体外消化实验表明低浓度Cur包载量(33%)制备微胶囊粉末能够在胃肠道中被消化,芯材中营养物质被有效利用,具有良好的贮藏稳定性,而且复配MD能够提高产品在胃肠道中生物利用率。
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