番茄红素的微胶囊化研究和稳定性实验.pdf
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1、N o.2.2 0 0 7番茄红素(L y c o p e n e)是成熟番茄的主要色素,是一种脂溶性天然色素。番茄红素广泛分布于各种植物中,番茄、西瓜、李子、柿子、芒果的果实和茶树的叶片及芜箐、甘蓝的根部都含有番茄红素,但在番茄中含量最高,可达3 1 4 m g/1 0 0 g,且成熟度越高,番茄红素的含量越高 1。目前,番茄红素的生理功能已经被越来越多的研究结果所证实,其抗氧化能力在类胡萝卜素中最强,是-胡萝卜素的2倍,是VE的1 0 0多倍 2-3;它还具有抗癌、防癌作用,能消除香烟和汽车废气中的有毒物质,具有活化免疫细胞的功能。因此番茄红素是一种很有开发前途的功能性天然色素,目前广泛用
2、于以下几个方面:药品、保健品、化妆品和食品色素。但是,番茄红素的性质很不稳定,被提取出来收稿日期:2 0 0 6-0 7-1 4*通讯作者作者简介:孙传庆(1 9 7 0-),男,四川邻水人,讲师,硕士研究生,主要研究方向为化学工艺、天然产物、环保材料。番茄红素的微胶囊化研究和稳定性实验孙传庆1,2,胡小明1,3,朱金玲1,代斌1*,赵中琼1,许艳玲1(1.石河子大学化学化工学院,石河子8 3 2 0 0 3;2.天津大学化工学院,天津3 0 0 0 7 2;3.石河子大学生命科学院,石河子8 3 2 0 0 3)摘要:研究了喷雾干燥法制备微胶囊番茄红素粉末的工艺及技术,结果表明,在天然番茄红
3、素微胶囊的生产过程中,制造微胶囊型番茄红素的壁材最佳组合为:以阿拉伯胶和糊精以1 1的质量比混合作为壁材,原料固形物含量为2 0%,芯材和壁材的适宜比例为1 6;高压均质可有效地提高天然番茄红素的微胶囊化效率和微胶囊化产率,其最佳均质压力为3 0 M P a;最佳喷雾干燥造粒工艺条件为:进风温度1 9 0、出风温度6 5 7 5、进料量为4.0 m L/m i n、进风压力为0.1 5 M P a。关键词:番茄红素;微胶囊;喷雾干燥中图分类号:T S 2 0 2.3文献标识码:A文章编号:1 0 0 5-9 9 8 9(2 0 0 7)0 2-0 1 6 6-0 4S t u d yo nmi
4、 c r o e n c a p s u l a t i o nt e c h n o l o g yo fn a t u r a l l y c o p e n ea n di t ss t a b l i l i t yS U NC h u a n-q i n g1,2,H UX i a o-mi n g1,3,Z H UJ i n-l i n g1,D A I B i n1*,Z H A OZ h o n g-q i o n g1,X UY a n-l i n g1(1.S c h o o l o f C h e mi s t r y&C h e mi c a l E n g i n e
5、 e r i n g,S h i h e z i U n i v e r s i t y,S h i h e z i 8 3 2 0 0 3;2.S c h o o l o f C h e mi c a l E n g i n e e r i n g,T i a n j i nU n i v e r s i t y,T i a n j i n3 0 0 0 7 2;3.S c h o o l o f B i o l o g i c a l S c i e n c e,S h i h e z i U n i v e r s i t y,S h i h e z i 8 3 2 0 0 3)A b
6、s t r a c t:T h i sp a p e r s t u d i e dt h es p r a yd r y i n gmi c r o e n c a p s u l a t i o nt e c h n o l o g yo f n a t u r a l l y c o p e n e.T h er e s u l ts h o w e dt h a t i nt h ec o u r s eo f mi c r o e n c a p s u l a t i o no f n a t u r a l l y c o p e n e,t h eb e s t w a l l
7、 ma t e r i a l sw a sA r a b i cg u ma n dd e x t r i n,t h e i r o p t i mu m c o mp o s i t i o nr a t i ow a s1 1,t h es o l i dc o n t e n t i nt h ew a l l ma t e r i a l w a s2 0%,t h es u i t a b l ep r o p o r t i o no fc o r ema t e r i a la n dw a l lma t e r i a lw a s1 6.A n dh i g hp r
8、 e s s u r eh o mo g e n i z a t i o nc a ne f f e c t i v e l yi n c r e a s et h eME Ea n dME Y,i t ss u i t a b l eh o mo g e n i z i n gp r e s s u r ew a s3 0 MP a.T h eo p t i mu m s p r a yd r y i n gc o n d i t i o n sf o r mi c r o e n c a p s u l a t i o no f n a t u r a l l y c o p e n ew
9、 e r e:t h ei n l e t t e mp e r a t u r ew a s1 9 0,a n do u t l e tt e mp e r a t u r ew a s6 5 7 5,t h ef e e df l o wr a t ew a s4.0 mL/mi n,t h ei n l e t w i n dp r e s s u r ew a s0.1 5 MP a.K e yw o r d s:n a t u r a l l y c o p e n e;mi c r o e n c a p s u l a t i o n;s p r a yd r y i n g食品
10、添加剂食品添加剂食品添加剂食品添加剂1 6 6N o.2.2 0 0 7以后,如果没有其它介质的保护作用,在光照、高温和氧气的作用下很容易被氧化降解 4。此外,番茄红素是一种脂溶性的类胡萝卜素,在水中不能溶解,难以均匀地添加在食品、化妆品、药品等水溶性产品中。番茄红素的不稳定性和不溶性的特点使它的应用和推广受到了很大的限制,如何更方便有效地使用以及如何延长保存时间是一个需要解决的问题。而采用微胶囊技术进行包囊化处理,可以提高它在功能性产品中的可用性,促进其生理功能的发挥。本文研究了选用阿拉伯胶和糊精以1 1的质量比混合作为壁材,采用喷雾干燥法制备天然番茄红素粉末的工艺,制备出高品质的微胶囊化产
11、品。1 材料与方法1.1 材料与设备番茄红素:新疆中基企业,纯度6%;苏丹红标准品;阿拉伯树胶粉、糊精、明胶、蔗糖、正己烷、丙酮、乙酸乙酯:分析纯;S C-6 B B m喷雾干燥机:天大北洋化工;X S-2 1 3电子显微镜;B S 2 0 0 0 S型台式电子天平:北京赛多利斯仪器系统有限公司;C i n t r a 2 0紫外可见分光光度计(G B C):澳大利亚G B CS c i e n t i f i cE q u i p m e n t P t yL t d;G Y B4 0-2 0 S高压均质机:上海东华高压均质机厂;B T 0 1-1 0 0蠕动泵:保定兰格恒流泵有限公司。1.
12、2 实验方法1.2.1苏丹红标准曲线的制作因为纯番茄红素标准品极不稳定,而且价格太昂贵,而苏丹红色素稳定,且容易购买,而且其在正己烷溶液中的最大吸收波长与番茄红素的正己烷溶液最大吸收波长4 7 2 n m近似,故我们根据苏丹红的标准曲线计算番茄红素的含量 5。称取1 0 m g苏丹红标准品先用少量正己烷溶解,再定容于1 0 0 m L容量瓶中,得到0.1 m g/m L的母液。分 别 精 确 移 取0.2 m L、0.5 m L、1.0 m L、1.5 m L、2.0 m L、3.0 m L母液于1 0 m L容量瓶中,得到不同浓度的苏丹红溶液,用紫外分光光度计在4 7 0 n m处测其吸光度
13、。以浓度为横坐标、吸光度值为纵坐标,绘制标准曲线,根据标准曲线算得番茄红素的含量。回归方 程 为y=0.0 4 2 4 x-0.0 1 7 5,x为 横 坐 标,代 表 浓 度(g/m L),y为纵坐标,代表吸光度。浓度的线性范围是2 3 0 g/m L。1.2.2番茄红素微胶囊的制备工艺流程芯材(番茄红素)均质壁材溶解乳化液喷雾干燥微胶囊产品1.2.3番茄红素微胶囊制备的操作要点称取一定量的番茄红素油树脂溶于2 0 m L乙酸乙酯中,此为油相芯材。在溶解的壁材溶液中边搅拌边缓缓地加入芯材溶液,再置于高压均质机中,将番茄红素均匀地分散于壁材中。均质后的乳化液经喷雾干燥得到粉末状番茄红素产品。1
14、.2.4微胶囊化番茄红素效果评定 6 微胶囊化效率和微胶囊化产率是评价微胶囊化效果的最重要的依据。微 胶 囊 化 效 率(M i c r o e n c a p u s l a t i o ne f f i c e n c y,M E E)也称包埋率,是衡量番茄红素的包埋程度,定义为实际包埋量与理论包埋量的比值;微胶囊化产率(M i c r o e n c a p u s l a t i o ny i e l d,M E Y)定义为微胶囊产品中所含番茄红素与理论番茄红素之比。微胶囊化产率(%)=产品中番茄红素的含量/起始加入的番茄红素含量微胶囊化效率(%)=1-微胶囊表面番茄红素的含量/产品中
15、番茄红素含量微胶囊产品番茄红素含量的测定 7:称0.5 0 g微胶囊化番茄红素样品,加入5 0 m L蒸馏水形成均一体系。加入正己烷与丙酮(1 1)反复提取至下层无色(辅以超生波处理)。有机相合并,用无水硫酸钠脱水,有机相定容于2 5 m L容量瓶中,移取1 m L于2 5 m L容量瓶中定容,选用紫外分光光度法测吸光度。微胶囊表面番茄红素含量的测定:称0.5 0 g微胶囊化番茄红素样品,加2 0 m L正己烷反复提取,有机相定容于2 5 m L容量瓶中,移取1 m L于2 5 m L容量瓶,选用紫外分光光度法测吸光度。1.2.5微胶囊化番茄红素产品结构的观察撒少许微胶囊粉末在载玻片上,在显微
16、镜下观察。1.2.6微胶囊化番茄红素产品粒度的测定以显微镜观察微胶囊的形状,任取2 0粒测其直径,取平均值。1.2.7微胶囊产品含水率的测定 8 准确称取微胶囊番茄红素W(1 0 g),在1 0 5 烘箱烘2 h,然后在干燥器中冷却至室温,称量为W1,重复以上操作,干燥时间为1 h,再称质量为W2,两者相差不超过0.0 5 g。含水率(%)=W-(W1+W2)/2W 1 0 01.2.8微胶囊产品密度的测定称取一定量的微胶囊产品倒入带刻度的量筒中,计算单位体积产品的质量。1.2.9微胶囊化番茄红素稳定性实验将制备好的微胶囊化番茄红素装于棕色的样品瓶中橡皮塞封口,在密封、室温、自然光照条件下放置
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