基于南极磷虾油的乳液的制备、特性表征及其水凝胶系统的性质研究

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南极磷虾油的营养价值较高,含有丰富的n-3多不饱和脂肪酸、虾青素、维生素A、维生素E等营养成分,且生物利用度显著高于鱼油。南极磷虾油虽有诸多生物活性功能,但腥味较重,不饱和脂肪酸等成分易氧化变质,且黏度大、水溶性低,加工困难。针对这一问题,本研究采用超声乳化技术,选用食品级材料豌豆分离蛋白作为乳化剂来制备磷虾油乳液,区别于依靠小分子表面活性剂的常规乳液,构建了更安全、稳定的乳化体系。而后在此基础上建立了包埋有乳液的水凝胶体系,在提高产品稳定性的同时实现生物活性成分在体内的缓慢释放。本文筛选了适合用于制备磷虾油乳液的食品级材料、乳化方式及复配油相,探究不同工艺参数对乳液性质的影响并进行优化,最后制备了基于乳液的水凝胶珠,对其稳定性及体外消化特性进行研究,旨在为提高磷虾油产品品质、拓宽其应用范围提供科学理论依据。本文的主要研究内容和结论如下:1.筛选用于制备南极磷虾油乳液的食品级材料及乳化方式。分别制备了由4种蛋白质和2种多糖作为稳定材料的南极磷虾油乳液,通过粒径分布、流变学特性、微观结构、X射线衍射、傅里叶红外扫描、热力学行为分析及贮藏稳定性等表征手段筛选出最适合的食品级材料豌豆分离蛋白(PPI),所制备乳液平均粒径为6.29 nm,储藏21天稳定不分层。使用高压微射流和超声分别对PPI分散液进行乳化处理,结合原子力显微镜、圆二色谱、内源荧光光谱分析,比较了两种乳化方式对乳液性质的影响,发现超声作为乳化方式效果较好,获得的PPI颗粒高度及宽度分布降低至1.2-6.2 nm和7-20 nm,且分散较为均匀。最后,从四种常见的有机相中筛选出肉豆蔻酸异丙酯作为与磷虾油复合的油相,可明显改善纯磷虾油作油相带来的乳液失稳现象,且显著降低了乳液在贮藏过程中粒径的增长。2.优化制备南极磷虾油乳液的PPI浓度、油相比例及乳化工艺参数。利用单因素试验探究了PPI浓度、油相比例和超声处理等工艺参数对乳液体系稳定性的影响,然后对固定10%(v/v)油相比例下PPI-磷虾油乳液的配方及工艺进行了响应曲面法优化,结果表明各因素对响应值影响程度从大到小排序为PPI浓度>超声时长>超声功率。最佳工艺参数条件为:PPI浓度4.7%(w/v)、超声功率500 W、超声时长15 min,此条件下制备的磷虾油乳液稳定性最高,粒径为6.032±0.008 nm,放置21天后,粒径增长率仅为9.20%。3.建立基于南极磷虾油乳液的水凝胶珠体系。采用离子凝胶挤出滴落法制备了基于PPI-磷虾油乳液的水凝胶珠,结合多尺度表征手段探究了不同制备条件对水凝胶珠尺寸、微观结构、包封率、稳定性及体外释放的影响。结果发现,包埋有磷虾油乳液的水凝胶珠直径分布为1.03-2.07 mm,对乳液的包封率达到了98%以上。该珠粒界面特性良好,乳液与水凝胶珠基质间形成了良好的水凝胶网络结构,对乳液有较强的固定作用,且稳定性优异。体外消化实验表明,该珠粒中乳液的释放速率显著低于Tween 80稳定乳液的水凝胶珠,缓释效果较好。
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