乳清蛋白-麦芽糊精微胶囊的制备及对活性物质的包埋与保护

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功能性油脂、抗氧化剂等活性物质具有多种健康益处,将不同活性物质共同强化于食品中,不仅可以提高资源利用效率,还能提高产品附加值和功效。然而,许多活性物质水溶性差,对光、热、氧等环境因素高度敏感,在加工和储藏过程中易发生氧化降解而导致生物活性降低或丧失。并且,具有不同理化性质的活性物质往往难以直接稳定于食品体系中。目前,利用喷雾干燥技术制备的微胶囊已被广泛应用于不同活性物质的包埋和保护,是一种极具潜力的共包埋载体,但是其对活性物质的负载量较低,且相关研究多集中于对单一活性物质的微胶囊化保护,而对具有不同理化性质的多种活性物质共包埋研究还相对较少。乳清分离蛋白(WPI)营养价值高,具备良好的乳化性以及多糖复合能力,热变性可以暴露更多的疏水残基,改善其乳化性能。多种壁材联用可以提升微胶囊粉末的包埋效果,麦芽糊精的加入可以降低液滴表观黏度,提高微胶囊粉末的保留率及稳定性。因此,本课题以热变性、天然WPI和麦芽糊精作为壁材,通过喷雾干燥技术制备高包埋率微胶囊载体,并利用该载体实现对维生素E的高载量包埋以及对鱼油和姜黄素的共包埋。研究结果将为基于喷雾干燥技术的不同活性物质高效共包埋提供理论指导和实验依据。本课题的主要研究内容和结果如下:1、高包埋率微胶囊载体的构建。以中链甘油三酯(MCT)作为油相,探究了热变性温度、多糖种类及其含量对于乳状液和微胶囊粉末性能的影响。发现当WPI热变性温度为85℃时,微胶囊粉末表面油含量低,包埋率高,复溶性相对较好。麦芽糊精的添加可以进一步降低表面油含量,麦芽糊精含量为5%时,微胶囊粉末表面油含量为0.62%,可以满足食品工业的需要。在此基础上进一步探究了热变性及天然WPI比例对于乳状液和微胶囊粉末结构、理化性质以及稳定性的影响,发现调整热变性、天然WPI比例后得到的乳状液均较为稳定,其黏度低于0.3 Pa·s,可以保证良好的雾化效果。具有较高含量热变性WPI(3%-7%)的微胶囊粉末表面油含量较低,包埋率较高,储藏稳定性相对较好。由5%热变性WPI、5%天然WPI及5%麦芽糊精组成的壁材对10%MCT的包埋率(97.70%)最高,推测其与界面蛋白含量有关。所得微胶囊粉末水分含量、水分活度较低,吸湿性较弱,复溶性较好,有利于其在食品工业的应用。2、高维生素E含量微胶囊粉末的制备及表征。将脂溶性活性物质维生素E添加至MCT中,制备得到维生素E微胶囊粉末,探究了维生素E含量对于乳状液和微胶囊粉末性能的影响情况。发现不同维生素E含量的乳状液均较为稳定,随着维生素E含量的提高,微胶囊粉末的表面油含量有所提高,而包埋率和复溶性则有所降低。不同维生素E含量的微胶囊粉末水分含量均低于4%,水分活度均低于0.3,并且具有良好的热稳定性。微胶囊粉末中维生素E含量的提高对于其保留率无明显影响,维生素E含量为5.0%时,微胶囊粉末在45℃储藏35天后仍可保留~68%维生素E。3、鱼油和姜黄素共包埋微胶囊粉末的制备及表征。以鱼油作为油相,将两亲性活性物质姜黄素添加至热变性WPI中,制备得到共包埋鱼油和姜黄素的微胶囊粉末,探究了姜黄素含量对于乳状液和微胶囊粉末性能的影响情况。发现提高姜黄素含量对于初始乳状液的粒径分布以及乳状液ζ-电位无明显影响,所得乳状液较为稳定。不同姜黄素含量的微胶囊粉末表面油含量、包埋率、水分含量、水分活度、流动性以及姜黄素保留率无显著差异,但姜黄素含量的提高可以使得微胶囊粉末的复溶性、氧化稳定性以及EPA、DHA保留率显著提高。姜黄素含量为0.20%时,微胶囊粉末在45℃储藏35天后仍可保留81%姜黄素、39%EPA以及39%DHA。所得微胶囊粉末具有良好的热稳定性以及氧化稳定性,并且能够对活性物质提供有效保护。
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