淀粉与大蒜精油自组装体的制备及其包埋特性研究

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大蒜精油(GEO)是从大蒜(Allium Sativum L.)中提取出来的一种油状液体,富含有多种有机硫化合物(OSCs)。大蒜精油具有多种对人体有益的生物活性,但是由于其强烈的气味、高挥发性、热和光敏性和在水中的不溶性,限制了其在食品和医药工业中的应用。论文利用淀粉中的直链淀粉与大蒜精油易形成包结络合物的特性制备超分子自组装体,提高大蒜精油的稳定性,为大蒜资源的合理利用提供新的途径。论文以淀粉(玉米淀粉和马铃薯淀粉)为主体,大蒜精油为客体,采用预糊化耦合高速剪切分散法制备淀粉(玉米淀粉和马铃薯淀粉)和大蒜精油超分子自组装体,探讨了自组装体的形成条件,利用碘结合实验、X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、热重(TGA)和傅里叶红外(FT-IR)等技术研究了自组装体的理化性质,气相-质谱联用(GC-MS)鉴别大蒜精油包埋前后的成分变化,并对自组装体的稳定性、体外缓释规律和体外消化性进行研究。自组装体制备实验结果表明,玉米淀粉-大蒜精油自组装体(CS-GEO)和马铃薯淀粉-大蒜精油自组装体(PS-GEO)的较优制备工艺分别为糊化温度90°C、80°C,糊化时间30 min、30 min,淀粉浆液浓度5%、7%,淀粉/大蒜精油质量比为7:1(g/g)、6:1(g/g)、高速剪切分散时间2 h、3 h、高速剪切分散速率9000 r/min、13500 r/min,干燥方法为真空冷冻干燥。碘结合实验结果表明,自组装体中大蒜精油占据了淀粉中直链淀粉的螺旋空腔位点,从而减少了碘与淀粉的结合;XRD表明,自组装体出现V-型晶体特征,证明自组装体的形成;SEM显示,自组装体相比原淀粉形貌变化较大,淀粉颗粒形态基本被打破,表面呈片状且有大量微孔。FT-IR表明,自组装体的形成可能与大蒜精油和淀粉之间的相互作用有关。TGA表明,自组装体相比大蒜精油热稳定性显著提高。GCMS分析发现,大蒜精油中的24种有机硫化物有15种在CS-GEO中检出,有20种在PS-GEO中检出。稳定性实验表明,自组装体中大蒜精油的12天后平均含量均高于单独大蒜精油,显著高于淀粉大蒜精油物理混合物,说明大蒜精油包埋后稳定性得到提高。体外缓释实验表明,大蒜精油中DADS、DATS的累积释放率在6 h后达到91.70%、94.00%,而自组装体为87.92%、63.82%,相对较低,说明自组装体具有缓释效果,且随包埋大蒜精油比例增加,体外释放率呈现规律性增加。体外消化性实验表明,自组装体的体外消化率高于淀粉对照,具有促进消化的作用,随着包埋大蒜精油比例增加,促消化作用越强。大蒜精油与淀粉形成自组装体后,稳定性提高,为大蒜精油的进一步开发利用提供了理论基础。
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