壳聚糖-阿拉伯胶复凝聚法制备BSA微胶囊毕业论文.docx

青岛农业大学本科生毕业论文（设计） 题 目： 壳聚糖-阿拉伯胶复凝聚法制备BSA微胶囊姓 名： 学 院： 食品科学与工程学院 专 业： 食品科学与工程 班 级： 201001 学 号： 20105272 指导教师： 黄国清 2014 年 5 月 30 日目 录中文摘要Abstract1引言11.1复凝聚方法概述11.1.1 复凝聚法制备微胶囊原理11.1.2 复凝聚法制备微胶囊步骤11.1.3 复凝聚法的优势11.1.4 复凝聚法常用壁材及研究进展11.2 壳聚糖21.3 阿拉伯胶21.4 壳聚糖-阿拉伯胶复凝聚法在微胶囊上的应用21.5 本论文的研究目的32 实验材料与方法42.1 实验试剂42.2 实验仪器42.3 试验方法42.3.1 BSA微胶囊的制备工艺42.3.2 乳状液稳定性测定方法52.3.3 W/O型BSA乳状液制备52.3.4 W/O/W型乳状液制备62.3.5 BSA微胶囊的制备72.3.6 BSA测定方法72.3.7包埋率计算方法72.4数据处理83.结果与分析93.1 W/O型BSA乳状液稳定性研究93.1.1 BSA与大豆油比例对W/O型BSA乳状液稳定性影响93.1.2 乳化转速对W/O型BSA乳状液稳定性影响93.1.3 乳化时间对W/O型BSA乳状液稳定性影响103.1.4 乳化温度对W/O型BSA乳状液稳定性影响103.2 W/O/W型BSA乳状液稳定性研究113.2.1 乳化温度对W/O/W型BSA型BSA乳状液稳定性的影响113.2.2 乳化转速对W/O/W型BSA乳状液稳定性的影响113.2.3 乳化时间对W/O/W型BSA乳状液稳定性的影响123.2.4 W/O型乳状液与GA比例对W/O/W型BSA乳状液稳定性的影响133.3 GA-Ch复凝聚制备微胶囊工艺研究133.3.1 pH对BSA包埋效果的影响133.3.2 温度对BSA包埋效果的影响143.3.3 转速对BSA包埋效果的影响143.3.4 搅拌时间对BSA包埋效果的影响154结论16致谢17参考文献18青岛农业大学学士学位论文 壳聚糖-阿拉伯胶复凝聚法制备BSA微胶囊壳聚糖-阿拉伯胶复凝聚法制备BSA微胶囊食品科学与工程 钱云指导教师 黄国清摘要：微胶囊技术是提高敏感成分稳定性的一种重要方法，其中复凝聚法由于包埋效率高，条件温和，具有独特优势，被广泛应用于功能性油脂和色素等成分的包埋。本文以壳聚糖和阿拉伯胶为壁材，以牛血清白蛋白（BSA）为模式芯材，采用复凝聚法制备BSA微胶囊。首先以乳化稳定性检测BSA乳状液的乳化效果，研究温度、时间、乳化转速、BSA与大豆油体积比等对乳状液乳化效果的影响；以包埋率检测BSA微胶囊的包埋效果，研究温度、时间、搅拌转速、pH对BSA包埋效果的影响。结果表明，将1%BSA与大豆油以1:3体积比混合，45C、10000r/min高速分散乳化40min，得到W/O型0.25% BSA乳状液；将此乳状液按与5%阿拉伯胶1:4比例混合，35C、9000r/min高速分散乳化30min，得到W/O/W型0.05% BSA乳状液。最后，上述乳状液再与1%壳聚糖1:1混合，pH4.5、25C、10000r/min高速分散乳化30min。此时包埋效果最好为69.11%。关键词：壳聚糖；阿拉伯胶；牛血清白蛋白；复凝聚；微胶囊 Preparation of bovine serum albumin microcapsules by Chitosan Arabic gum coacervationStudent majoring in Food Science and Engineering Qian YunTutor Huang Guo-QingAbstract: Microencapsulation is recognized as an important way for improving the stability of sensitive compounds, among various microencapsulation techniques, complex coacervation has gained wide applications in the microencapsulation of functional lipids, and pigments due to its high efficiency and mild conditions. In this paper, the author attempted to microencapsulate bovine serum albumin (BSA) by the coacervation between gum Arabic (GA) and chitosan (Ch). Through the measurement of emulsion stability, the effects of agitation speed, agitation duration, temperature, and soybean oil to BSA ratio on the emulsification of BSA were studied. The effects of reaction temperature, reaction duration, agitation, speed, and coacervation pH on the microencapsulation of BSA were investigated as well by using the microencapsulation efficiency as the index. It was found that the 0.25% BSA W/O emulsification was achieved at BSA/soybean oil ratio 1:3, emulsification temperature 45 C, agitation speed 10000rpm and agitation time 40 min; the emulsification of 0.05% W/O/W BSA was achieved at W/O emulsion/GA ratio 1:4, emulsification temperature 35 C, agitation speed 9000rpm and agitation time 30min. Finally, it was found that the optimum conditions for BSA microencapsulation were W/O/W emulsion/Ch ratio 1:1, pH 4.5 and reaction at 25 C and 1000rpm agitation for 30min. Under these conditions, the microencapsulation efficiency reached up to 69.11%. Key words: chitosan; Arabic gum; BSA; Coacervation; MicroencapsulationII1引言1.1复凝聚方法概述1.1.1 复凝聚法制备微胶囊原理在相反电荷的电解质之间存在静电相互作用，当这两种聚电解质所带的电荷数相等时，静电作用最好，从而产生沉淀。复凝聚法制备微胶囊的原理主要就是这种静电作用。在等电点的时候，包埋芯材效果最好 1。1.1.2 复凝聚法制备微胶囊步骤通过复凝聚法制得微胶囊主要有以下三个步骤：首先，芯材在一种电荷的聚解质溶液中进行分散，然后，加入另一种带相反电荷的聚电解质溶液，最后，凝聚层的胶凝与固化。复凝聚法的所需条件有：两种带有相反电荷的聚电解质溶液，使得正负电荷相等的最适混合比。此外，温度必须达到最适，以促使复凝聚产物的形成2。1.1.3 复凝聚法的优势制备微胶囊的方法很多，但是复凝聚法拥有其他技术瞠乎其后的优势。其中最主要的是，它的操作简单，适用范围广泛，能够适用于固体以及液体芯材的微胶囊包埋，而且其包埋的产率都相当高，有报道的最大包埋率可达96%；此外，通过复凝聚方法制得的微胶囊结构良好，并且能够通过改变不同条件来控制其一部分性能3。这些优势使得复凝聚法在制备微胶囊方面获得了广泛的应用。现在，复凝聚法已被用于多种成分的包埋，如，维生素、蛋白质、胰岛素等4。1.1.4 复凝聚法常用壁材及研究进展壁材是指用于包覆、制备微胶囊的高分子材料，是微胶囊性能好坏的关键性因素。一般对壁材的要求有：不会对芯材的作用产生不利影响、能够对芯材有适当的释放效率、没有毒性、粘度和溶解性要好、性质要稳定等。多数使用的壁材为水溶性的电解质，其溶解后带有电荷，根据其所带的电荷的不同可以分为三类：阴性材料、阳性材料、两性材料5。1.2 壳聚糖壳聚糖（Chitosan，Ch）的相对分子质量是1105-3105，是白色的或淡黄色的固体，呈透明状。它的分子结构类似于纤维素，是直链状，壳聚糖的极性很强，容易结晶，它不容易得到非晶态的原因是，熔点相当高，高于其自身分解温度6。Ch不溶于水和碱性溶液，但是溶解于酸性溶液，而且，在酸性溶液中，Ch的分子中的氨基会与酸溶液的质子结合，从而使其本身带正电荷 7。Ch在复凝聚制备微胶囊方面有很大的应用前景，主要原因是，它是唯一的天然的带正电的大分子材料，而且它无毒害，来源充分，能与多种材料相容，所以它在其他方面也获得了极大的关注8。1.3 阿拉伯胶阿拉伯胶（Arabic gum，GA）原产于非洲，是一种分泌物，主要是由于豆科类植物在逆境生存或者受到创伤导致的9。在结构上，GA由于带有酸性的基团，所以它的溶液也明显呈酸性，一般在pH2-3左右，酸稳定性程度较高；此外，在外表结构上GA还带有糖类物质，以及蛋白类物质。这是GA有相当好的亲水亲油性的重要原因。对于复凝聚反应来说，GA是非常好的天然的水包油型乳化稳定剂 10。1.4 壳聚糖-阿拉伯胶复凝聚法在微胶囊上的应用目前关于GA-Ch复凝聚法的研究主要集中在制备微胶囊和研究不同因素对微胶囊的影响。Espinosa-Andrews H等以Ch和GA为壁材，通过复凝聚的方法制备微胶囊。研究不同的pH（3.0、4.5、6.0）对于微胶囊的性质和结构的影响。当pH4.5时，储存量值的最大和最小值和粒子的最小值都达到。凝聚物的结构是类似海绵状的，而且pH对这一结构有很大的影响，在pH4.5时该凝聚物结构最致密，液泡的组成最小11。MsChakis T等研究在pH是3时，GA与Ch的体积比例对乳剂性质的影响。一般来说，这一影响是很大的。此外，GA与Ch的比例不仅对对乳剂性质，对乳剂的性能、微观结构、微胶囊的粒径影响都很大。通过测定电动势、流变数据、粒子分析、宏观相分离和微观结构观看得到比例的大小对乳剂性质的影响趋势12。Avadi M R等以Ch和GA为壁材，胰岛素为芯材，通过复凝聚的方法制备胰岛素微粒。实验方法是，通过23析因设计。参考标准是，胰岛素包埋效率。最终确定出哪些因素对胰岛素纳米粒子产生影响。实验测得，最佳的胰岛素纳米粒子释放pH为5.9和8.8，这一结果与Ch在不同介质中的溶解度不同有关13。王津等用GA和Ch作为壁材，5-FU为芯材，为获得缓释效果，通过复凝聚工艺制得微胶囊。工艺标准是，药物包埋率；实验方法是，L9(34)正交实验，最后得出最优的工艺条件。然后，用最优的条件来制5-FU微微囊，通过测量可知，最终产品的抗氧化能力非常好，表面形态也良好。最后通过体外施放来判断出微胶囊拥有很好的缓释作用 14。1.5 本论文的研究目的牛血清白蛋白（bovine serum albumin，BSA）由于本身具有的多种功能，在食品、医学、生物等领域有着广泛的应用，但是，因为它的非常敏感的特性，如不能再温度高、湿度高的环境中放置，不能喝金属类物质接触，否则就会变性。这种特性使得它不能被充分应用 15。而BSA微胶囊化则很好地避免这些缺陷，达到对BSA的充分利用。微胶囊化是一种能够提高敏感芯材成分稳定性的最好方法，而复凝聚法就是一种条件最温和的微胶囊化方法。这种通过复凝聚法制得的微胶囊，它的芯材不会接触不利环境从而发生变质，具有很好的保护效果，从而使得芯材能够在不同环静中发生作用 16。截止到目前，还没有见到关于GA-Ch复凝聚法制得BSA微胶囊的报道。所以，本课题选择壳聚糖和阿拉伯胶作为壁材成分2，经过复凝聚工艺制备BSA微胶囊。通过分析不同制备条件对微囊的包埋率的影响以选择出最好的制备工艺条件。本文对敏感类物质BSA的研究和应用提供了理论基础。2 实验材料与方法2.1 实验试剂壳聚糖（粘度500mPas）（AR）潍坊海之源有限公司阿拉伯胶（AR）上海国药集团化学试剂有限公司BSA（AR）国药集团化学试剂有限公司盐酸（AR）莱阳市康德化工有限公司氢氧化钠（AR）上海国药试剂有限公司大豆油风益贸易私人有限公司2.2 实验仪器HH-S2数显恒温水浴锅金坛市医疗仪器厂90-3型双向定时恒温磁力搅拌器上海沪分析仪器厂有限公司UV2000紫外分光光度计上海尤尼柯仪器有限公司电子天平上海奥豪斯公司低速大容量离心机上海安亭科学仪器厂DELTA 320 PH计上海梅特勒托利多公司数显高速分散均质机上海标本模型厂2.3 试验方法2.3.1 BSA微胶囊的制备工艺由于复凝聚反应主要用于油溶性芯材的包埋，因此在包埋水溶性芯材BSA 时，需要先将其转化为油包水（W/O）型乳状液，然后再通过乳化反应得到水包油包水（W/O/W）型乳状液，最后，经过复凝聚反应制备BSA微胶囊。本文选用大豆油来制备W/O型BSA乳状液，然后再以GA为乳化剂，制备W/O/W型乳状液，最后通过调节乳状液的pH值，使GA与Ch发生复凝聚反应，从而达到BSA包埋的目的。BSA的包埋流程如图1所示。图1 GA-Ch复凝聚反应制备BSA微胶囊的流程Figure 1 Flow chart for BSA microcapsule preparation by GA-Ch coacervation2.3.2 乳状液稳定性测定方法2.3.2.1 W/O型BSA乳状液稳定性测定方法在离心管中加入一定量的W/O乳状液，4000r/min的转速下，离心15min，读取顶部析出的油相的体积17。用以下方程式计算稳定性：2.3.2.2 W/O/W型BSA乳状液稳定性测定方法W/O/W乳状液的乳层保留率的测定方法与上相同，在条件为2000r/min的转速下离心15min17。相应的计算公式为：2.3.3 W/O型BSA乳状液制备以1%BSA为水相，大豆油为油相，将两者以一定体积比混合，在一定水浴温度条件下，高速分散乳化一段时间，形成均匀的乳状液。2.3.3.1 BSA与大豆油比例对W/O型BSA乳状液稳定性影响将1%BSA溶液与大豆油分别按照1:1、1:1.5、1:2、1:2.5、1:3比例混合，在25C，10000r/min条件下高速分散20min，获得均匀的W/O乳状液，采用2.3.2.1方法测其稳定性。2.3.3.2 乳化转速对W/O型BSA乳状液稳定性影响将1%BSA溶液与大豆油按照1:1.5比例混合，在25C条件下，分别以7000r/min、8000r/min、9000r/min、10000r/min、11000r/min、12000r/min、13000r/min转速高速分散20min，获得均匀的W/O乳状液，然后采用2.3.2.1方法测其稳定性。2.3.3.3 乳化时间对W/O型BSA乳状液稳定性影响将1%BSA溶液与大豆油按照1:1.5比例混合，在25C，10000r/min条件下分别高速分散10min、20min、30min、40min、50min，获得均匀的W/O乳状液，然后采用2.3.2.1方法测其稳定性。2.3.3.4 乳化温度对W/O型BSA乳状液稳定性影响将1%BSA溶液与大豆油按照1:1.5比例混合，分别在25C、35C、45C、55C、65C，10000r/min条件下高速分散20min，获得均匀的W/O乳状液，然后采用2.3.2.1方法测其稳定性。2.3.4 W/O/W型乳状液制备将制备的W/O乳状液按一定体积比与5%GA溶液混合，乳化一段时间，形成均匀W/O/W型BSA乳状液。2.3.4.1 乳化温度对W/O/W型BSA乳状液稳定性影响将W/O乳状液与5%GA溶液按照1:4比例混合，分别在25C、35C、45C、55C、65C，10000r/min的条件下，高速分散20min，获得均匀的W/O/W型BSA乳状液，然后采用2.3.2.2方法测其稳定性。2.3.4.2 乳化转速对W/O/W型BSA乳状液稳定性影响将W/O乳状液与5%GA溶液按照1:4比例混合，在25C的条件下，分别以7000r/min、8000r/min、9000r/min、10000r/min、11000r/min、12000r/min、13000r/min转速，高速分散20min，获得均匀的W/O/W型BSA乳状液，然后采用2.3.2.2方法测其稳定性。2.3.4.3 乳化时间对W/O/W型BSA乳状液稳定性影响将W/O乳状液与5%GA溶液按照1:4比例混合，在25C、10000r/min条件下，分别高速分散10min、20min、30min、40min、50min、60min，获得均匀的W/O/W型BSA乳状液，然后采用2.3.5方法测其稳定性。2.3.4.4 W/O乳状液与GA比例对W/O/W型BSA乳状液稳定性影响将W/O乳状液与5%GA溶液分别按照1:1、1:2、1:3、1:4、1:5、1:6比例混合，在25C，10000r/min条件下高速分散20min，获得均匀的W/O/W型BSA乳状液，然后采用2.3.2.2方法测其稳定性。2.3.5 BSA微胶囊的制备2.3.5.1 pH对BSA包埋效果的影响将浓度为1%的Ch溶液与W/O/W型BSA乳状液等体积混合，用盐酸和氢氧化钠调节pH分别至3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5和6.0，在25C、10000r/min条件下高速分散20min，然后采用2.3.6方法测其包埋率。2.3.5.2 搅拌温度对BSA包埋效果的影响将浓度为1%的Ch溶液与W/O/W型BSA乳状液等体积混合，用盐酸和氢氧化钠调节pH到4.5，分别在25C、35C、45C、55C、65C，10000r/min条件下高速分散20min，然后采用2.3.6测其包埋率。2.3.5.3 搅拌转速对BSA包埋效果的影响将浓度为1%的Ch溶液与W/O/W型BSA乳状液等体积混合，用盐酸和氢氧化钠调节pH到4.5，25C条件下，分别在8000r/min、9000r/min、10000r/min、11000r/min、12000r/min、13000r/min转速下高速分散20min，然后采用2.3.6测其包埋率。2.3.5.4 搅拌时间对BSA包埋效果的影响将浓度为1%的Ch溶液与W/O/W型BSA乳状液等体积混合，用盐酸和氢氧化钠调节pH到4.5，25C、10000r/min条件下，分别高速分散10min、20min、30min、40min、50min、60min，然后采用2.3.6测其包埋率。2.3.6 BSA测定方法将GA/Ch复凝聚反应后的乳状液在4000r/min，10min条件下离心。根据考马斯亮蓝法制出BSA标准曲线，将离心后上清液的吸光度值带入曲线公式，计算出相应BSA浓度，进而计算出上清液中的BSA质量。2.3.7包埋率计算方法根据上清液中BSA质量和离心液BSA总质量，按照如下公式计算包埋率18：2.4 数据处理每次单因素实验都测定3次，结果用x表示，然后运用SPSS软件进行显著性分析，当显著水平小于0.05时，则认为数据间有显著性差异。3.结果与分析3.1 W/O型BSA乳状液稳定性研究3.1.1 BSA与大豆油比例对W/O型BSA乳状液稳定性影响BSA与大豆油比例对W/O型BSA乳状液稳定性影响如图2。图2 BSA与大豆油比例对W/O型BSA乳状液稳定性的影响Fig.2 Effect of BSA to soybean oil ratio on the stability of W/O BSA emulsions由图2可知，BSA与大豆油的比例对乳状液稳定性影响较大，随着BSA与大豆油比例值减小其乳状液稳定性逐渐增加。在比例为1：3时，稳定性最好，且与其它比例的乳状液的稳定性均具有显著性差异（P0.05）。这是由于当水的质量分数减少时，乳状液滴之间不易相互碰撞而聚集下沉19。而且实验发现，当继续增加大豆油体积时，会出现搅拌无法均匀的现象。所以，确定BSA与大豆油比例1:3是最佳乳化比例。3.1.2 乳化转速对W/O型BSA乳状液稳定性影响乳化转速对W/O型BSA乳状液稳定性影响如图3。由图3可知，乳化转速对W/O型BSA乳状液稳定性影响较大，稳定性随着转速的增加而先增加后减小，其中10000r/min的稳定性最大，且与其它转速的乳状液的稳定性均具有显著性差异（P0.05）。这是因为乳状液受到力的作用，BSA分子露出了许多的结合点，利于油滴的作用，从而加速了乳状液的形成效率，加强了稳定性20。所以，确定10000r/min为W/O乳状液的最佳乳化转速。图3 乳化转速对W/O型BSA乳状液稳定性的影响Fig.3 Effect of emulsifying speed on the stability of W/O BSA emulsions3.1.3 乳化时间对W/O型BSA乳状液稳定性影响乳化时间对W/O型BSA乳状液稳定性影响如图4。图4 乳化时间对W/O型BSA乳状液稳定性的影响Fig.4 Effect of emulsifying time on the stability of W/O BSA emulsions由图4可知，随着时间的延长，W/O型BSA乳状液的稳定性呈先增加再减小的趋势，40min时稳定性达到最大，且与其它时间的乳状液的稳定性均具有显著性差异（P0.05）。当时间为50min时，稳定性又稍有减小，这是由于长时间的搅拌，可能液滴之间彼此开始聚集，影响了乳状液的形成，致使50min时形成的乳状液稳定性又减小20。所以，确定40min为W/O乳状液的最佳乳化时间。3.1.4 乳化温度对W/O型BSA乳状液稳定性影响乳化温度对W/O型BSA乳状液稳定性影响如图5。由图5可知，随着温度的升高，稳定性总体呈增加趋势，45C、55C、65C3者乳状液的稳定性没有显著性差异，但45C的稳定性最大，与25C、35C的乳状液的稳定性有显著性差异（P0.05）。这是由于BSA分子是一种蛋白质分子，蛋白质分子在温度过高或过低时都会发生变性，所以，BSA分子在温度升高后发生了轻微的变性，分子部分展开，暴露出了增水基团，其能够帮助蛋白质与油滴结合，从而促进了乳状液的形成，进而稳定性提高。但当温度超过45C时，疏水基团开始暴露，蛋白质分子彼此发生聚集，影响乳化效果20。所以，确定45C为W/O乳状液的最佳乳化温度。图5 乳化温度对W/O型BSA乳状液稳定性的影响Fig.5 Effect of emulsifying temperature on the stability of W/O BSA emulsions3.2 W/O/W型BSA乳状液稳定性研究3.2.1 乳化温度对W/O/W型BSA型BSA乳状液稳定性的影响乳化温度对W/O/W型BSA乳状液稳定性的影响如图6。图6 乳化温度对W/O/W型BSA乳状液稳定性的影响Fig.6 Effect of emulsifying temperature on the stability of W/O/W BSA emulsions由图6可知，随着温度的升高，乳状液的稳定性总体呈减小趋势，65C的稳定性与其它温度均有显著性差异（P0.05），25C、35C、45C、55C四者的稳定性没有显著差异，但35C的稳定性最大。这是因为温度升高，会促进布朗运动，所以，液滴会加快速度运动，彼此之间更易碰撞，从而聚集，最终导致乳状液稳定性下降21。所以确定35C为W/O/W型BSA乳状液乳化的最佳温度。3.2.2 乳化转速对W/O/W型BSA乳状液稳定性的影响乳化转速对W/O/W型BSA乳状液稳定性的影响如图7。图7 乳化转速对W/O/W型BSA乳状液稳定性的影响Fig.7 Effect of emulsifying speed on the stability of W/O/W BSA emulsions由图7可知，乳化转速对W/O/W型BSA乳状液稳定性有很明显的影响，随着转速的增加，稳定性呈先增加后减小的趋势。转速为9000 r/min 的稳定性最大，且与其它转速的乳状液的稳定性均具有显著性差异（P0.05）。8000r/min、10000r/min、11000r/min、12000r/min、13000r/min5者没有显著性差异。所以，9000r/min是W/O/W型BSA乳状液乳化的最佳转速。3.2.3 乳化时间对W/O/W型BSA乳状液稳定性的影响乳化时间对W/O/W型BSA乳状液稳定性的影响如图8。图8 乳化时间对W/O/W型BSA乳状液稳定性的影响Fig.8 Effect of emulsifying time on the stability of W/O/W BSA emulsions如图8可知，随着时间的增加，乳状液的稳定性呈先增加后减小的趋势，其中，30min的稳定性最大，且与其它时间的乳状液稳定性均有显著性差异（P0.05）。这主要是因为乳化时间过短，乳化不够充分。乳化时间过长，超过30min时，可能会有一定的挥发，所以乳化时间越长挥发量越大，进而稳定性就变小21。所以确定30min为W/O/W型BSA乳状液乳化的最佳时间。3.2.4 W/O型乳状液与GA比例对W/O/W型BSA乳状液稳定性的影响W/O型乳状液与GA比例对W/O/W型BSA乳状液的影响如图9。图9 W/O型乳状液与GA比例对W/O/W型BSA乳状液稳定性的影响Fig.9 Effect of W/O emulsions to GA ratio on the stability of BSA emulsions由图9可知，W/O/W型BSA乳状液稳定性随着比例的增加而先增加后减小，在比例1:4时稳定性最大，且与其它比例的乳状液的稳定性均有显著性差异（P0.05）。因此，W/O/W型BSA乳状液乳化的最佳比例是1:4。3.3 GA/Ch复凝聚制备微胶囊工艺研究3.3.1 pH对BSA包埋效果的影响pH对BSA包埋效果的影响见图10。图10 pH对BSA包埋效果的影响Fig.10 Effect of pH on the microencapsulation of BSA由图10可知，随着pH的增加，包埋率先增加再减小，当pH4.5时，包埋率最大，且与其它pH的包埋率均有显著性差异（P0.05）。这是由于GA和Ch复凝聚反应制备微胶囊的原理就是主要依据静电相互作用，所以复凝聚反应的pH直接决定了这种静电相互作用的能力，影响了包埋效果。当pH4.5时，GA与Ch两者所带的电荷数相等，达到静电平衡，静电作用最强，包埋率最高，当pH增大或降低时，都不会达到静电平衡，静电作用较小，不利于反应22。因此，GA/Ch复凝聚反应的最佳pH为4.5。3.3.2 温度对BSA包埋效果的影响温度对BSA包埋效果的影响见图11。图11 温度对BSA包埋效果的影响Fig.11 Effect of temperature on microencapsulation of BSA如图11可知，随着温度的升高，微胶囊的包埋率呈减小趋势，25C的包埋率最大，且与其它温度的包埋率均有显著性差异（P0.05）。这说明在适当的温度下，Ch与GA分子运动速度不快，能在BSA周围最多的聚集，进行复凝聚反应，促进微胶囊的形成，当温度升高时，Ch与GA分子热运动速度加快，不易在BSA周围聚集，进而包埋率下降23。由此，GA/Ch复凝聚反应的最佳温度为25C。3.3.3 转速对BSA包埋效果的影响转速对BSA包埋效果的影响见图12。如图12可知，随着转速的增加，包埋率呈先增加后减小的趋势，10000r/min的包埋率最大，且与其它转速的包埋率均具有显著性差异（P0.05）。这是由于搅拌速度过慢，GA和Ch无法充分反应，并且GA和Ch形成的复凝物会附着在微胶囊的表面。搅拌速度过快，则导致反应产生的微胶囊到处飞溅，并且大量气孔会出现在微胶囊表面，不利于微胶囊产品的收集24。所以，10000r/min为GA/Ch复凝聚反应的最佳转速。图12 转速对BSA包埋效果的影响Fig.12 Effect of speed on the microencapsulation of BSA3.3.4 搅拌时间对BSA包埋效果的影响搅拌时间对BSA包埋效果的影响见图13。图13 搅拌时间对BSA包埋效果的影响Fig.13 Effect of time on the microencapsulation of BSA由图13可知，随着时间的延长，包埋率呈先增加再减小的趋势，30min时包埋率最大，且与其它时间的包埋率均具有显著性差异（P0.05）。这是因为随着反应时间的延长，GA和Ch分子与BSA颗粒可以充分接触发生反应形成微胶囊，时间越长，形成的微胶囊的数目越多，提高了微胶囊的包埋率。当时间继续延长时，已经形成的微胶囊会由于剧烈的持续搅拌，囊膜变的细薄，BSA易冲破壁材而出，所以微胶囊包埋率开始下降23。因此，30min为GA/Ch复凝聚反应的最佳时间。4结论本文主要探究了GA与Ch复凝聚法制备BSA微胶囊的三个主要工艺步骤，通过单因素试验，寻找最适工艺条件，制备出包埋率较高的BSA微胶囊。本论文主要研究结果如下：首先，制备W/O型BSA乳状液，以乳状液稳定性为监测指标，通过单因素试验，研究温度、BSA与大豆油体积比例、时间、转速对乳状液稳定性的影响。结果表明，将1%BSA与大豆油以1:3体积比混合，45C、10000r/min高速分散乳化40min，得到乳化效果最好的W/O型0.25%BSA乳状液。然后，制备W/O/W型BSA乳状液，也以乳状液稳定性为监测指标，通过单因素试验，研究W/O乳状液与GA体积比例、温度、时间、转速对乳状液稳定性的影响。结果表明，将W/O型乳状液按与5%阿拉伯胶1:4比例混合，35C、9000r/min高速分散乳化30min，得到乳化效果最好的W/O/W型0.05%BSA乳状液。最后，在上述W/O/W型BSA乳状液中加入Ch，复凝聚法制备BSA微胶囊。分析方法也是通过单因素试验，研究pH、温度、时间、转速对包埋率的影响。结果表明，W/O/W型乳状液与1%壳聚糖1:1混合，pH4.5、25C、10000r/min高速分散乳化30min。此时包埋效果最好为69.11%。 致谢本论在经过两个月的努力下终于完成，在此向所有关心、帮助过我的老师和学姐，同学表示最诚挚的谢意！首先感谢黄国清老师对我的帮助。在实验过程中，老师关注实验的每一步进展，帮助我开拓思路，培养了我独立思考和查阅文献的能力。从选题到最后定稿，都倾注了老师大量的心血。不仅在学习方面，黄老师在工作和其他方面，也给予我许多的帮助。尤其是他耐心的辅导和宝贵的意见保证了我的毕业设计课题的按期完成。其次，非常感谢程玲云学姐的热情帮助，她不辞辛苦的为我准备实验过程中所用到的仪器试剂，并耐心的教我仪器的使用方法，为我完成这篇论文提供了巨大的支持。在此表示衷心的感谢！在此，还要感谢在我实验和写论文的过程中，给予我帮助和支持鼓励的同学。他们给我提出了许多宝贵的意见和帮助。使我能够顺利完成实验和论文。最后，再次感谢所有提供给我帮助和支持的老师，学姐和同学。参考文献1 孙兴丽.大豆分离蛋白/壳聚糖复凝聚辣椒红色素微胶囊的制备及表征D.青岛：青岛农业大学，2013.2 王国志.壳聚糖与阿拉伯胶的复凝聚及其微囊的制备D.哈尔滨：黑龙江大学，2013.3 孙丽建，赵学玲，刘元平，等.明胶-海藻酸钠复凝聚法制备抗氧化微囊的研究J.黑龙江大学工程学报，2013，4（8）：22-26.4 陆彬.药物新剂型与新技术M.北京:人民卫生出版社，1998，231-255.5 邢秀丽.壳聚糖与羧甲基纤维素钠的复凝聚及其微囊的制备D.哈尔滨：黑龙江大学，2013.6 杨新超，赵祥颖，刘建军.壳聚糖的性质、生产及应用J.食品与药品，2005，18(8):59-62.7 谢芳，马晓婧.水溶性壳聚糖的制备及其在化妆品中的应用J.武汉生物工程学院学报，2007，3（2）：67.8 孙燕婷，黄国清，肖军霞，等.阿拉伯胶壳聚糖复凝聚相的制备及表征J.中国食品学报，2013，13（2）：12-16.9 王卫平.阿拉伯胶的种类及性质与功能的研究J.中国食品添加剂，2002，10（2）:22-28.10 张建荣，舒云波，马晓伟，等.阿拉伯胶的性质研究J.农产品加工，2009，04:62-63.11 Espinos