（食品科学专业论文）苦瓜籽油的复凝聚微胶囊化技术研究.pdf

摘要 苦瓜籽油的复凝聚微胶囊化技术研究 学科、专业：工科、食品科学 硕士研究生姓名：倪悦 指导教师：张晓鸣教授 摘要 入学时间：2 0 0 8 年9 月1 日 答辩时间：2 0 1 0 年1 1 月1 2 日 授予学位时间： 共轭亚麻酸( c l n ) 和共轭亚油酸( c l a ) 类似，具有抗癌、抗肿瘤、降血糖、 调节免疫等多种生理功能，且活性比c l a 更强。自然界中的c l n 主要是以甘油酯的 形式存在于植物种子油中，0 【桐酸即为一种主要的c l n 。苦瓜籽油作为为数不多富含 仅桐酸的可食用来源，其药用和保健价值受到了越来越多的关注。但由于苦瓜籽油具 有强烈的不良风味和口感，以及其极易被氧化、在光和微量金属的催化下容易发生异 构化的特性，使得其在药品和保健品中的应用受到了很大的限制。因此本文通过复凝 聚法掩蔽苦瓜籽油的不良风味和解决其氧化问题。 首先对微胶囊制各的测定方法和工艺条件进行了优化。对于提取总油和表面油的 溶剂种类、比例、时间做了优化，提取总油采用乙醇：乙醚：石油醚= 3 ：2 ：l ，提取 时间为3 h ；提取表面油采用乙醚，提取时间为3 m i n 。确定了最佳工艺条件为：选择 明胶和阿拉伯胶作为壁材，壁材浓度为1 ，芯壁比为1 ：2 ，凝聚p h 值为3 9 ，乳化 剂选用s p a n 8 0 ( 添加量为乳化体系的0 1 ，乳化时间为2 m i n ) ，凝聚温度4 5 ，搅 拌速度3 7 0 转分钟 - 4 0 0 转分钟，谷氨酰胺转氨酶用量为0 2 5 9 酶儋明胶，固化时间 4 h 。最佳工艺条件下微胶囊形态较好，平均粒径为5 9 7 1 9um ，产率和效率分别为 8 6 5 和8 6 9 。 其次研究了复凝聚苦瓜籽油微胶囊的理化性质，得到的结果包括：喷雾干燥后的 微胶囊水分含量为2 2 5 ，扫描电子显微镜观察微胶囊超微结构显示形态良好，d s c 分析微胶囊产品的玻璃化转变温度约为4 5 ，热重分析说明了微胶囊壁材对芯材起 到了很好的保护作用。并采用a m p 衍生化法对苦瓜籽油进行了脂肪酸分析，得出其 主要活性成分0 【桐酸的含量约为3 0 。 然后研究了苦瓜籽油在制备工艺过程中和贮藏中的氧化问题，在工艺过程中采取 了添加抗氧化剂、二次包埋、n 2 保护的方法。本实验用过氧化值来表征抗氧化效果， 抗氧化剂采用t b h q 与l t p 以2 ：5 复配，总添加量为2 1 0 0m e q k g 1 时的抗氧化效果 最好。比较了不同二次包埋壁材对提高苦瓜籽油微胶囊贮藏稳定性的效果，通过在常 温和加速贮藏条件下的对比，表明采用酪蛋白和还原糖的美拉德反应产物能够有效的 保护微胶囊化苦瓜籽油，延长了产品的货架期。 最后通过s p m e g c m s 分析了苦瓜籽油原料、微胶囊化苦瓜籽油( 湿囊) 、微胶 囊化苦瓜籽油( 喷雾干燥) 、微胶囊化苦瓜籽油( 冷冻干燥) 的挥发性成分，结果表 明复凝聚法结合二次包埋技术能够有效的掩蔽苦瓜籽油的不良风味。并通过将经喷雾 摘要 干燥的干囊产品加入牛奶中进行感官评定，验证了以上观点。 关键词：苦瓜籽油；复凝聚微胶囊；抗氧化；风味 a b s t r a c t s t u d yo nm i c r o c a p s u l a t i o nt e c h n o l o g yo fb i t t e rg o u r ds e e d so i l b yc o m p l e xc o a c e r v a t i o nm e t h o d s u b je c ta n ds p e c i a l i t y ：e n g i n e e r i n g ，f o o ds c i e n c e t i m eo fe n r o l l m e n t ：0 9 1 2 0 0 8 m a s t e rg r a d u a t es t u d e n t ：y u en i t i m eo fd e f e n s e ：11 - 12 - 2 010 f a c u l t ya d v i s e r ：x i a o m i n gz h a n g ，p r o t i m eo f c o n f e r r i n gd e g r e e ： a b s t r a c t c l ni ss i m i l a ra sc l a w i t ht h ef u n c t i o no fa n t i c a n c e r , a n t i t u m o u r , d e c r e a s i n gt h e s u g a rc o n t e n ti nb l o o d ，a d j u s t i n gt h ei m m u n i t y , a n dt h ea c t i v i t yo fc l ni sm o r ee x c e l l e n t t h a nc l a c l np a r t l ye x i s t si n p l a n t sw i t ht h ef o r m a t i o no fg l y c e r i d ei n n a t u r e 0 【一e l e o s t e a r i ca c i di sak i n do fc l n i ti sk n o w nt h a tb i t t e rg o u r ds e e d so i lc o n t a i n sp l e n t y o f 仅一e l e o s t e a r i ca c i d ，w h i c ha l m o s te x i s t si ni n e d i b l es o u r c e 。m e a n w h i l e t h ev a l u eo fb i t t e r g o u r ds e e d s o i lh a sb e e ng o u e nm o r ea n dm o r ea t t e n t i o n o w i n gt oi t so d o ra n d b a d t a s t i n g ，c o m b i n i n gw i t hi t sf e a t u r eo fe a s i l yo x i d a t i o na n db e i n gi s o m e r i z a t i o nb yl i g h t a n dt r a c e m e t a l ，b i t t e rg o u r ds e e d so i li sr e s t r i c t e da p p l y i n gi nf o o d sa n dh e a l t hp r o d u c t s i n t h i ss t u d y , t h et e c h n i q u eo fc o m p l e xc o a c e r v a t i o nm e t h o di su s e dt os o l v et h ep r o b l e m w h i c hi sm e n t i o n e da b o v e t h ec o n d i t i o no fp r e p a r i n gt h em i c r o c a p s u l ea n dt h em e t h o do fm e n s u r a t i n gw a s i n v e s t i g a t e d t h ee x t r a c t i n gs o l v e n to ft o t a lo i lq u a n t i t yw a sab l e n do fe t h a n o l ，a e t h e ra n d p e t r o l e u me t h e r , w i t ht h er a t i oo f3 ：2 ：la n dt h ee x t r a c t i n gt i m eo f3 h ；t h ee x t r a c t i n gs o l v e n t o fs u r f a c eo i lq u a n t i t yw a sa e t h e r , w i t ht h ee x t r a c t i n gt i m eo f3 m i n t h ef i n a lo p t i m i z e d p a r a m e t e r sw e r e ：p h3 9 ，r a t i oo fc o r e w a l l1 ：2 w a l l m a t e r i a lc o n c e n t r a t i o n1 s p a n 8 0w i t h t h ec o n c e n t r a t i o no f0 1 ( m m ) e m u l s i f i c a t i o ns y s t e ma se m u l s i f i e r , t h et e m p e r a t u r eo f c o a c e r v a i o n4 5 c ，s t i r r i n g s p e e d37 0 r p m 4 0 0 r p m ，t h er a t i o o ft gt og e l a t i n0 2 5 9 g - i g e l a t i n ，c r o s s i n g l i n k i n g t i m e 4 h u s i n gt h e a b o v e m e n t i o n e dc o n d i t i o n s s a t i s f y i n g m o r p h o l o g ya p p e a r e d ，w i t ht h ey i e l do f8 7 7 a n dt h ee f f i c i e n c yo f9 0 9 ，m e a n w h i l e ，t h e a v e r a g es i z eo f m i c r o c a p s u l e sw a s5 2 3 7 6 1 x m t h ef e a t u r eo ft h em i c r o c a p s u l ew a si n v e s t i g a t e d ，i n c l u d i n gt h em o i s t u r ec o n t e n ta f t e r s p r a y d r y i n go f2 2 5 t h es u p e r s t r u c t u r eo fm i c r o c a p s u l e ，t h eg l a sst r a n s i t i o nt e m p e r a t u r e o f4 5 b yd s c t h er e s u l to ft h e r m o g r a v i m e t r i ca n a l y s i ss h o w e dt h a tt h ec o r em a t e r i a l w a sw e l lp r o t e c t e db yw a l lm a t e r i a l s a m p d e r i v a t i z a t i o nw a su s e dt o a n a l y s et h e c o m p o s i t i o no fb i t t e rg o u r ds e e d so i l s h o w i n gt h a tt h eo i lc o n t a i n s3 0 q e l e o s t e a r i ca c i d 刀砖p r o b l e mo fo x i d a t i o nd u r i n gt h ec o u r s eo fp r e p a r i n ga n ds t o r i n gw a sa l s o i n v e s t i g a t e d a d d i n ga n t i o x i d a n t ，d o u b l ee n c a p s u l a t i o na n dp r o t e c t i n gb yn 2w e r eu s e dt o s o l v et h e p r o b l e m a b o v e p o vv a l u ew a su t i l i z e dt oe v a l u a t et h ee f f e c to f a n t i - o x i d a t i o n t h em i x t u r eo ft b h qa n dl t pw a su s e da st h ec o m p l e x a n t i o x i d a n t w i t h t h er a t i oo f2 ：5a n dt h ea m o u n to f2l0 0m e q k g b yc o m p a r i n gd i f f e r e n tk i n d so fw a l l m a t e r i a l su s e di nd o u b l e e n c a p s u l a t i o nw i t ht h et e m p e r a t u r eo f2 5 a n d4 5 i tw a sf o u n d o t i l a ts a t i s f y i n ga n t i o x i d a t i o ne f f e c tw o u l db eg o t t e n w i t ht h ew a l lm a t e r i a lo fc a s e i na n d r e d u c i n gs u g a r s os h e l fl i f eo ft h ep r o d u c tw a se x t e n d e d f i n a l l y t h ev o l a t i l e c o m p o s i t i o n o fb i t t e r g o u r d s e e d s o i l ，m o i s t 帅8洲9m 398眦8iiiil_舢y m i c r o c a p s u l e ，m i c r o c a p s u l ed r i e db ys p r a y d r y i n g ，m i c r o c a p s u l eb yf r e e z ed r y i n gw a s a n a l y s e d t h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h eo d o ro fb i t t e rg o u r ds e e d so i lw a ss u c c e s s f u l l y m a s k e db yt h em e t h o do f c o m p l e xc o a c e r v a t i o nc o m b i n i n gw i t hd o u b l ee n c a p s u l a t i o n t h e p o i n tm e n t i o n e da b o v ew a sd e m o n s t r a t e da g a i nb yt h es e n s o r ye v a l u a t i o no fa d d i n g s p r a y 。d r y i n gm i c r o c a p s u l ei n t op u r em i l k k e y w o r d s ：b i t t e r g o u r d s e e d s o i l ，c o m p l e x c o a c e r v a t i o no f m i c r o c a p s u l e ，a n t i o x i d a t i o n ，f l a v o r i l 目录 目录 l 弓i 言1 1 1 微胶囊1 1 1 1 微胶囊概述1 1 1 2 微胶囊化的目的和意义l 1 1 3 微胶囊化制备的主要方法2 1 2 苦瓜籽油和旺桐酸的性质和功能。3 1 2 1 共轭十八碳多烯不饱和脂肪酸3 1 2 20 【桐酸和苦瓜籽油4 1 3 国内外研究进展5 1 4 立题背景和意义5 1 5 主要研究内容6 2 实验材料与方法7 2 1 材料与设备7 2 1 1 实验材料与主要试剂7 2 1 2 主要仪器7 2 2 实验方法。7 2 2 1 微胶囊化效果的分析评价方法7 2 2 2 微胶囊化苦瓜籽油的制备方法：7 2 2 3 微胶囊化苦瓜籽油理化性质的测定8 2 2 4 微胶囊化苦瓜籽油氧化稳定性的研究9 2 2 5 微胶囊化苦瓜籽油产品的风味研究1 0 3 结果与讨论1 1 3 1 微胶囊化效果的分析评价方法小1 1 3 1 1 微胶囊提取总油方法的优化1 1 3 1 2 微胶囊提取表面油方法的优化1 2 3 2 复凝聚苦瓜籽油微胶囊的制备工艺1 3 3 2 1 微胶囊化壁材的选择1 3 3 2 2 壁材浓度的影响1 3 3 2 3 乳化剂类型和用量的确定1 4 3 2 4 凝聚p h 值的影响1 6 3 2 5 芯壁比的影响18 3 2 6 其他复凝聚条件的确定1 9 3 3 微胶囊化苦瓜籽油理化性质的测定2 0 3 3 1 苦瓜籽油的脂肪酸分析2 0 3 3 2 微胶囊水分含量的测定2 2 3 3 3 利用扫描电子显微镜( s e m ) 观察微胶囊的超微结构2 2 3 3 4 微胶囊产品的d s c 分析2 3 3 3 5 苦瓜籽油、微胶囊产品的热重分析2 3 3 4 微胶囊化苦瓜籽油氧化稳定性的研究2 4 3 4 1 苦瓜籽油微胶囊化过程的抗氧化保护2 4 3 4 2 微胶囊化苦瓜籽油的贮藏稳定性2 7 江南大学硕十学位论文 3 5 微胶囊产品的风味研究2 8 3 5 1 苦瓜籽油和微胶囊化苦瓜籽油的挥发性成分分析2 8 3 5 2 微胶囊化苦瓜籽油产品的感官评定3 0 主要结论 致 谢3 2 参考文献3 3 附录一：g c m s 挥发性成分汇总表3 6 附录二：作者在攻读硕士学位期间发表的论文4 0 l i 引言 1 引言 1 1 微胶囊 1 1 1 微胶囊概述 微胶囊化技术的本质是一种保护技术，它利用成膜材料把一些具有挥发性或者不 稳定的固体或液体包覆，使之形成大小在纳米至毫米间的微小粒子。微胶囊具有改善 和提高物质外观及其理化性质的功能，即能够储存微细状态的物质，并在需要时释放。 通常把成膜材料称为壁材，被包埋的物质称为芯材，并根据芯材的物理性质和胶囊的 应用来选择合适的天然或合成高分子材料作为壁材。微胶囊主要有以下几种结构：具 有芯材被分成几部分嵌在壁材连续相中结构的胶囊称为模块式微胶囊，包含了多核、 多核无定形、微胶囊簇等多种情况；而连续的芯材被多层连续的壁材包埋的微胶囊称 为多膜微胶囊；用连续的壁材包埋多个微囊的称为复合微胶囊【1 】。芯材为液体或气体 的微胶囊形状一般为球形，也有椭球形、柱形、米粒状、絮状等形状，但最多的还是 球形；其外表面有光滑的也有折叠和凹陷的。 1 1 2 微胶囊化的目的和意义 目前微胶囊技术已经被广泛应用于食品、保健品、化妆品行业中，这是由于对物 质进行微胶囊化可以实现多种目的，这包括了： 1 ) 改善了芯材的物理性质，包括体积、颜色、溶解性、外观等。食品行业中应用最 广的微胶囊功能就是把液体原料固体化，使其变成具有流动性的粉末，以便于运 输、储藏。这方面的例子主要有粉末香精、粉末油脂等，而由于其内部依然是液 相，所以仍然保持了良好的液相反应性。 2 ) 提高了芯材的理化稳定性、反应活性、光敏性、压敏性等。微胶囊化可以使芯材 不受某些外界因素的影响( 主要包括p h 、光、氧、温度、湿度) ，保护了芯材原 有的生物活性，延长了产品的货架寿命【2 】。将一些食品添加剂微胶囊化后可以防 止其氧化变质，如茶饮料中的色素物质易受光、热、酸等因素作用而变得不稳定， 经包埋后可将其稳定化；微胶囊化的维生素c 在9 5 的保存率在9 0 以上，而同 样保存条件下未包埋的维生素c 保存率仅为4 0 0 o - - - 5 0 。 3 ) 控释和靶向性。控释和使药物具有靶向性在医药、化肥行业应用最广。在可以控 制的条件下，微胶囊中活性组分的释放可以采用立即释放、延时定时释放或长效 释放等方式。对于大多数药物微胶囊来说，其有效成分是利用半渗透性壳膜释放 的，因此控释通常是通过控制渗透的方法来实现。 4 ) 减少药物的毒副作用。如使用烃作为溶剂并以特定的乙基纤维素包埋的阿司匹林 制品可以明显降低胃的出血量。 5 ) 芯材气味的控释和屏蔽作用。香精微胶囊的典型用途是制备通过摩擦或者挤压的 涂料，从而应用于广告材料；而薄荷油和肉桂醛则可以通过微胶囊化来防止其挥 垩堕奎兰堡：兰堂垡丝苎 发；对于鱼肝油、大蒜油等具有不良风味的营养油脂，经包埋后屏蔽了其气味， 扩大了其应用范围。 6 ) 用于特殊目的的不相容物质的分离。由于微胶囊化后隔离了各组分，因此能阻止 两种活性成分之间发生反应；两种能相互反应的物质若其中一种被微胶囊化，再 与另外一种组分混合时，可以控制其反应的时机，但如果微胶囊结构被部分或者 完全破坏，两种组分之间也能部分或者完全混合继而发生反应。 1 1 3 微胶囊化制备的主要方法 可用于食品工业的微胶囊化方法需要符合以下几个条件：能批量连续化生产；生 产成本低；有成套设备可引进；生产中不产生大量污染物；壁材采用可食用原料，并 且符合食品卫生法和食品添加剂标准；使用微胶囊技术后可简化工艺，提高食品质量 和延长食品货架期等。 微胶囊的制备方法主要分为聚合反应法( 化学法) 、相分离法( 物理化学法) 和 物理法三大类。化学法主要是利用单体小分子发生聚合反应生成高分子成膜材料并将 芯材包埋，如界面聚合法、悬浮交联法、原位聚合法等；物理化学法是指通过改变条 件，使溶解状态的成膜材料从溶液中聚沉出来，并将芯材包覆形成微胶囊的方法，如 相分离法、干燥浴法、熔化分散法、粉磨床法、锐孔凝固浴法等；物理法是利用物 理与机械原理制备微胶囊，包括空气悬浮包衣法、喷雾干燥法、挤压法、超分子包合 物法、空气蒸发沉积法、静电结合法等【3 】。以下介绍几种常用的微胶囊制备方法： 1 1 3 1 喷雾干燥法 喷雾干燥法是微胶囊技术中应用最广泛且实用性最强的一种。其原理是将微细化 芯材稳定地乳化分散于壁材溶液中形成乳化分散液，然后通过雾化装置将此乳化分散 液在干燥的热气流中雾化成微细液滴，溶解壁材的溶剂受热迅速蒸发，从而使包埋在 微细化芯材周围的壁材形成一种具有筛分作用的网状膜结构，分子较大的芯材被保留 在形成的囊膜内，而壁材中的水或其他溶剂等小分子物质因热蒸发而通过网孔顺利移 出，使膜进一步干燥固化，得到干燥的粉粒状微胶囊。 1 1 3 2 界面聚合法 界面聚合法是将芯材乳化或分散在溶有壁材的连续相中，之后单体经聚合反应在 芯材表面形成微胶囊。这种方法工艺简单，对单体的纯度要求不高，对原材料配比要 求不严，反应速率快、效果好，能够在常温下进行。但所用的单体必须具有较高的活 性，能进行缩聚反应。界面聚合法既适用于制备水溶性芯材的微胶囊，也适用于制备 油溶性芯材的微胶囊。 1 1 3 3 脂质体 脂质体是一种天然存在或人工制备的自组装胶状微粒，是能够包埋液体组分的脂 类双层结构化合物，其大小从几十纳米到几十微米，其结构可分为单层、多层和多囊 脂质体。各种脂质和脂质混合物均可用于制备脂质体，其中磷脂是最常用的一种。将 引言 脂质分散在水溶液中，当达到其临界胶团浓度时就会发生聚集。聚集态结构随脂质分 子浓度的增加而改变，从胶团到囊泡到反相胶团。达到平衡态时，体系中的脂质单分 子和聚集形式的脂质分子之间处于一种动态平衡。脂质体具有以下几个特性：靶向性、 药物在组织中分布的可控性、与细胞的亲和性、缓释性、长效性、无毒性、给药途径 多样性。 1 1 3 4 复凝聚法 复凝聚法是一种水相分离法，由两种或两种以上带有相反电荷的线性无规则聚合 物材料作为壁材，将芯材分散在壁材水溶液中，改变条件( 如改变体系p h 值和温度、 稀释、加入无机盐电解质等) 使带相反电荷的高分子材料间发生静电作用相互吸引、 溶解度降低，因此产生了相分离，体系分离出的两相分别称为稀释胶体相和凝聚胶体 相，胶体自溶液中凝聚出来，这种现象称为复凝聚。这种方法适用于芯材是非水溶性 的固体粉末或液体【4 】。 实现复凝聚的必要条件是两种聚合物离子的电荷相反，且具有最佳的混合比，同 时还需要调节体系温度和盐含量，以促进复凝聚产物的形成。无机盐的存在根据性质 和用量，在不同程度上会起到抑制复凝聚的作用【5 】。复凝聚法的工艺流程图见图1 1 。 芯材 i 一乳化剂明胶 1 二加水溶解高速分散调节p h 阿拉伯胶i 产品一干燥一固化一冷却 图1 1 复凝聚法工艺流程图 f i g 1 1t h ep r o c e s s i n gp r o c e d u r eo fm i c r o c a p s u l eb yc o m p l e x c o a c e r v a t i o n 复凝聚过程包括了三个步骤，首先是芯材在壁材溶液中的充分分散，其次是调节 体系的p h 值到最佳的凝聚p h 值，使两种壁材的粒子带上相反的电荷，同时调节两 种离子的数目，使得混合物中的离子在电学上恰好中和，最后是凝聚层的胶凝与固化。 在固化处理之前壁材凝胶和溶胶形式的相互转化是可逆的，因此产生相分离现象之后 如果得到的微囊颗粒大小不符合要求，还可以加碱升高体系p h 值使凝胶溶化，并重 复以上过程直至达到所期望的微囊颗粒大小。 与传统的喷雾干燥法相比，复凝聚法具有更好的耐高温、高湿和控释的特性。经 固化剂作用后的复凝聚球状多核微胶囊呈现交联网状结构，在高温下壁材不易发生崩 塌，在高湿条件下吸水溶胀释放芯材的速度也有了很大的降低【6 j 。 1 2 苦瓜籽油和仅- 桐酸的性质和功能 1 2 1 共轭十八碳多烯不饱和脂肪酸 人体内的某些必须由饮食提供的脂肪酸称为必需脂肪酸。人和哺乳动物体内能合 成饱和酸和一烯酸，但不能合成亚油酸和q 亚麻酸。天然植物油脂中含有不饱和十八 3 江南丈学硕上学位论文 碳脂肪酸主要有一烯酸( 油酸) 、二烯酸( 亚油酸) 、三烯酸( 亚麻酸) 等【7 】。 共轭脂肪酸是对具有共轭双键体系的多不饱和脂肪酸位置和立体异构体的通称。 与非共轭的不饱和脂肪酸相比，共轭多不饱和脂肪酸对氧化敏感，并且很容易发生聚 合反应。在生物体内其可被迅速氧化为活性更强的产物，因此具有了胞质毒性，特别 是对恶性肿瘤细胞具有更为强烈的杀伤作用，但目前对于c l n 生理活性的机理研究 还不够深入1 5 1 。 共轭亚油酸( c o n j u g a t e dl i n o l e i ca c i d s ，c l a ) 是亚油酸一系列位置和几何异构体 的混合物，经研究表明，c l a 具有抗动脉硬化、抗血栓、降血压、降血脂、减肥、 提高免疫力等一系列惊人的生理活性。c l a 作为动物的次生代谢产物，是天然的， 理论上不存在食用的上限，经常食用可以增强机体的免疫力，防止多种疾病的发生。 共轭亚麻酸( c o n j u g a t e dl i n o l e n i ca c i d s ，c l n ) 和c l a 类似，具有抗癌、抗肿瘤、 降血糖、调节免疫等多种生理功能，且活性比c l a 更强。2 0 0 0 年，m i k ii g a r a s h i 等 发现，桐油脂肪酸和经碱法异构化法合成的共轭亚麻酸对多种人类癌细胞，如d l d 1 ( 结肠癌) 、h e p g 2 ( 肝癌) 、a 5 4 9 ( 肺癌) 、m c f 7 ( 乳腺癌) 和m k n 7 ( 胃癌) 等 在体外均有强烈的抗癌作用，其有效浓度为2 5 5 0l jm ，而同等条件下c l a 的浓度需 要大于1 0 0 um 时才会有明显的抗癌活性【9 , 1 0 。自然界中的c l n 主要是以甘油酯的形 式存在于植物种子油中的1 1 1 j ，a 桐酸即为一种主要的c l n 。 1 2 2a 桐酸和苦瓜籽油 共轭三烯酸大量存在于桐油中，含量达8 0 以上，俗称桐酸。天然桐酸又称a 桐酸( 熔点为4 9 ) ，为顺9 ，反1 1 ，反一1 3 十八碳三烯酸，结构式如下： c h 3 ( c h 2 ) 3 c h = c h c h = c h c h = c h ( c h 2 ) 7 c o o h a 桐酸在光和微量催化剂( 硫、硒或碘) 的作用下，很容易转变成b 桐酸( 熔点 为7 1 ) ，即反9 ，反1 1 ，反1 3 十八碳三烯副1 2 】。b 桐酸是q 桐酸经异构化转变生成 的产物，天然桐油中含量甚微。a 桐酸的另一异构体为顺9 ，反1 l ，顺1 3 十八碳三烯 酸，俗称石榴酸( 熔点为4 4 ) ，主要存在于石榴籽油和蛇瓜籽油中，该酸也容易转 化为b 桐酸。 但桐油是一种重要的干性油，不能食用，它是制造各种油漆和保护性涂料的原料。 a 桐酸自身并无毒性，只是由于在甘油的不同位置发生酯化，与其他脂肪酸一起形成 了具有特殊结构的甘三酯，以至于不可食用【l3 1 。苦瓜籽油是为数不多富含a 桐酸的 可食用来源之一，具有良好的应用价值【l4 1 。 目前市场上销售苦瓜籽油的厂家较少，部分采用了二氧化碳超临界萃取法，与传 统的溶剂法相比，优点在于在常温下进行，无毒、无残留，可循环使用，提取工艺简 单，萃取效率高等优点。但此法的成本较高且在大规模生产中无法保证较高的良品率， 导致了市售的苦瓜籽油存在提取过程中导致原料变质以及产品不纯等问题。另外不同 品种和批次苦瓜籽的脂肪酸组成也有较大的差异。 4 引言 1 3 国内外研究进展 目前国内外对于复凝聚法的研究主要集中在制备色素、香精微胶囊和包埋易氧化 的物质。比如利用甲醛作为固化剂，采用复凝聚法制备的色素微胶囊应用于无碳复写 纸时可以避免纸张的浆化和图像的模糊。而在工业应用上则主要集中于制备单核微胶 囊。然而对于食品应用来说，开发多核微胶囊则更具有现实意义【1 5 】。生产多核微胶 囊不但可以减少加工程序，降低生产成本，而且这种微胶囊具有更好的缓释性能。 对于复凝聚法制备微胶囊方面有不少专业性文章、专利和介绍性的综述。许多专 利是关于具体壁材的应用，如乳清蛋白、鱼蛋白、b 型明胶和其他亲水胶体( 羧甲基 纤维素和明胶) 做凝聚物壁材的应用。一项非常有创造性的成果是一种中性胶囊的发 明，囊芯是中性脂肪，风味物装载在脂肪中，然后通过增加壁材水分含量的方法使得 风味物质向中性芯材转移，这样就可以制备出很多没有风味的空胶囊，然后加入所需 的风味物质。这一方法制备的胶囊可以任意大小( 纳米级至毫米级) ，载量高( 8 0 ) ， 并且有特殊的释放机制( 在低水分活度下扩散或在合适的剪切力大小下破裂) 。这些 特殊的性质使得风味物凝聚胶囊有了一定的市场，具有良好的应用推广价值。也有以 蛋白质、阿拉伯胶、淀粉为壁材，通过复凝聚法将p u f a 、风味油、药物等微胶囊化， 这种微胶囊能够很好的包埋p u f a 1 6 1 。 1 4 立题背景和意义 苦瓜中含有苦瓜肽、皂甙等多种功能成分，具有抗肿瘤、抗癌、降血糖、免疫调 节等多种生物活性。目前国内外对苦瓜的研究多集中在苦瓜蛋白、皂甙及其降血糖功 能因子和药物开发上，对于同样含有丰富活性成分( 包括脂肪酸、多肽、黄酮等) 的 苦瓜籽的研究却较少1 37 1 ，其中部分涉及了在苦瓜籽油中添加抗氧化剂。但对于将其 微胶囊化，特别是采用复凝聚法的相关研究却接近空白。苦瓜籽油中含有多种脂肪酸 成分，主要包括硬脂酸，亚油酸，共轭三烯酸( 包括a 桐酸、石榴酸和1 3 桐酸，其 中q - 桐酸含量最高) 3 8 o 研究表明，共轭亚麻酸( c l n ) 和共轭亚油酸( c l a ) 类 似，具有抗癌、扛肿瘤、降血糖、调节免疫等多种生理功能，且活性比c l a 更强。 苦瓜籽油作为为数不多富含a 桐酸的可食用来源，其药用和保健价值受到了越来越多 的关注。但由于苦瓜籽油具有强烈的不良风味和口感，以及其极易被氧化、在光和微 量金属的催化下容易发生异构化的特性【3 9 1 ，使得其在药品和保健品中的应用受到了 很大的限制。 将苦瓜籽油用微胶囊化技术进行包埋，不仅可以掩盖其不良风味和口感，也可以 保护其中的多不饱和脂肪酸( p u f a ) 不被氧化。与传统的喷雾干燥法相比，复凝聚 法具有更好的耐高温、高湿和控释的特性。经固化剂作用后的复凝聚球状多核微胶囊 呈现交联网状结构，在高温下壁材不易发生崩塌，在高湿条件下吸水溶胀释放芯材的 速度也有了很大的降低【4 们。苦瓜籽油经微胶囊化后，由原先的液态( 常温下固态) 转变成固体粉末，且在水溶液中具有良好的分散性，改善了其流动性和应用范围。 江两大学坝十学位论文 1 5 主要研究内容 1 ) 微胶囊化效果的分析方法研究微胶囊芯材对不同有机溶剂的溶解情况，选出合 适的溶剂并以一定比例配比，在一定的温度下以不同的时间提取微胶囊的总油和表面 油，测定微胶囊化的产率和效率。 2 ) 制备微胶囊化苦瓜籽油工艺流程的优化利用复凝聚法制备苦瓜籽油的工艺条件 的优化，包括微胶囊壁材的选择，壁材浓度、凝聚p h 值、乳化剂与乳化时间的选择、 芯壁比等条件对于微胶囊化的影响。 3 ) 微胶囊的理化性质测定测定方法包括粒径分析测定微胶囊湿囊的平均粒径、差 示扫描量热仪测定微胶囊产品的玻璃化转变温度、热重分析测定囊壁对芯材的保护效 果、扫描电子显微镜观察微胶囊的超微结构、苦瓜籽油原料的脂肪酸分析等。 4 ) 微胶囊化苦瓜籽油氧化稳定性的研究比较各种抗氧化剂( 包括m 、t b h q 、 v e 以及它们之间按照一定比例复配得到的复配抗氧化剂) 对微胶囊化苦瓜籽油的保 护效果：以及在贮藏过程中，对微胶囊湿囊进行二次包埋，通过测定p o v 值来考察 其对微胶囊化苦瓜籽油氧化稳定性的作用。 5 )微胶囊化苦瓜籽油的风味研究通过气相色谱质谱联用技术，分析包埋前后以 及经喷雾干燥和冷冻干燥后的微胶囊产品挥发性成分的变化；并将微胶囊成品加入牛 奶中，通过感官评定人员对包埋效果进行感官评价。 6 实验材料与方法 2 实验材料与方法 2 1 材料与设备 2 1 1 实验材料与主要试剂 苦瓜籽油：甘肃天工生物科技有限公司；谷氨酰胺转氨酶：江南大学食品科学与技术 国家重点实验室；脂溶性茶多酚：余姚市惠德隆生物制品有限公司；t b h q ：江苏天 宁香料；维生素e ：江苏春之谷生物制品有限公司；2 氨基2 甲基1 丙醇( a m p 9 5 ) ： 上海海曲化工有限公司；蛋白酶( p r o t e a s en ) ：a m a n o e n z y m e ：麦芽糊精：山东天 美生物；明胶( 化学纯) ，阿拉伯胶，司盘8 0 ，酪蛋白，葡萄糖，乳糖：国药集团 2 1 2 主要仪器 o l y m p u sb x 51 荧光显微镜：o l y m p u s ；d e l t a3 2 0p h 计：梅特勒公司；f j - 2 0 0 2 s 数显 高速分散机：上海标本模型厂；a l 2 0 4 电子天平：梅特勒公司；旋转蒸发仪r e 5 2 ： 上海亚荣生化仪器厂；m a s t e r s i z e r2 0 0 0 激光衍射粒度分析仪：m a l v e ni n s t e r u m e n t s l t d ：q z 2 离心喷雾干燥机：锡山市林洲干燥机厂；d s c ：p e r k i ne l m e r 2 2 实验方法 2 2 1 微胶囊化效果的分析评价方法 2 2 1 1 微胶囊化苦瓜籽油总油含量的测定 称取2 9 微胶囊湿囊产品至具塞三角瓶中，加入提取剂，3 4 水浴振荡一段时间， 过滤后取滤液加入一定量无水硫酸钠脱水。再过滤，取滤液于平底烧瓶中旋转蒸发， 用n 2 吹干，称重，即得微胶囊中总油含量。 2 2 1 2 微胶囊化苦瓜籽油表面油含量的测定 称取2 9 微胶囊湿囊产品至具塞三角瓶中，加入提取剂，振摇一段时间，过滤后 取滤液加入一定量无水硫酸钠脱水。再过滤，取滤液于平底烧瓶中旋转蒸发，用n 2 吹干，称重，即得微胶囊中表面油含量。 2 2 1 3 产品指标的计算方法 产率c ，= 考；喜焉：；糯，。 搁h 一器黧糕川o o 2 2 2 微胶囊化苦瓜籽油的制备方法： 称取等量的明胶和阿拉伯胶加入去离子水中，水浴加热溶解。将芯材加入其中， 并加入一定量的乳化剂，用保鲜膜封口放到4 5 c 水浴中，直至芯材溶解。用高速分 7 江南大学硕上学位论文 散机均质后，迅速倒入三口烧瓶中，在4 5 c 水浴下以3 7 0 转分钟一- - 4 0 0 转分钟的转 速搅拌。用1 5 的乙酸调节p h 至凝聚p h 值，反应1 0 m i n 。用冰浴冷却到1 0 * c 以下， 调节p h 至6 0 ，加入谷氨酰胺转氨酶( 酶用量为0 2 5 9 酶儋明胶) 在1 5 c 固化4 h ， 然后抽滤并洗涤得到微胶囊湿囊产品。 2 2 3 微胶囊化苦瓜籽油理化性质的测定 2 2 3 1 微胶囊化苦瓜籽油形态的观察 采用o l y m p u sb x 51 光学显微镜对微胶囊形态进行观察。 2 2 3 2 微胶囊化苦瓜籽油的粒径分析测定 采用m a s t e r s i z e r2 0 0 0 激光衍射粒度分析仪进行测定。取适当湿囊产品，加入分 散剂( 水) 中，调节分析仪的入射光角度等参数后进行测定。激光粒度仪的原理是分 散剂中的颗粒在激光束的照射下，散射光的角度与颗粒直径成反比，仪器通过接受和 测量散射光的能量分布，得到分散剂中微囊颗粒的粒径分布，测定范围为2 0 n m 2 m m 。 2 2 3 3 微胶囊化苦瓜籽油水分含量的测定 根据g b t5 4 9 7 8 5 ，采用1 0 5 恒重法进行测定。 2 2 3 4 利用扫描电子显微镜( s e m ) 观察微胶囊化苦瓜籽油的超微结构 在样品台上贴上一层双面胶，将微胶囊粉末均匀的轻轻撒在上面并吹去多余的粉 末，然后在样品上喷金用s e m 观察。加速电压为l o k v ，观察的时间尽可能短，以避 免电子束长时间照射引起电子损伤。 2 2 3 5 微胶囊化苦瓜籽油的d s c 分析 利用差示扫描量热仪测定微胶囊产品的玻璃化转变温度：取适量样品加入d s c 样品盒中，以空白作为参照，从2 0 c 开始用5 c r a i n 的升温速率加热到9 0 ，得到 微胶囊产品的差热曲线。 2 2 3 6 苦瓜籽油和微胶囊化苦瓜籽油的热重分析 采用t g a s d t a 8 5 1 型热重分析仪，控制氮气流量在2 0 m l m i n ，升温速率为l o r a i n ，从3 0 升温至7 0 0 ，分别测定苦瓜籽油原料和微胶囊化苦瓜籽油产品的热 重曲线。 2 2 3 7 苦瓜籽油的脂肪酸分析 将苦瓜籽油在n 2 保护下进行常温皂化处理，之后取适量样品，加入0 5 m l 的 a m p