科研之友
微信
新浪微博
Facebook
分享链接
摘要
亚麻籽油是α-亚麻酸的优质来源,由于不饱和脂肪酸的存在,在加工和储藏时容易氧化变质,影响了其在实际生产中的应用。微胶囊化可以增强其稳定性,提高产品质量,然而,技术成熟的亚麻籽油微胶囊化产品在市场上并不多见。油脂微胶囊的生产要依靠喷雾干燥,因其操作简单、产品质量好,已被广泛应用。由于喷雾干燥塔是一个完全封闭的设施,目前喷雾干燥的相关报道主要针对干燥条件和乳液组分对产品质量的影响,从而找出最佳工艺条件,而关于干燥过程中液滴的传热传质行为对所得颗粒理化性质的影响鲜有研究,导致对干燥机理的理解尚有不足。本课题采用单液滴干燥技术(SDD)模拟喷雾干燥塔的对流干燥环境,在可控制的条件下对单个阿拉伯胶或乳清蛋白包埋亚麻籽油的水包油(O/W)型乳液液滴进行干燥实验和复水实验,考察在干燥过程中液滴的微观形态、动力学参数、及干燥颗粒浸润性的变化,探讨了单滴干燥过程中组分的迁移和表壳的形成,进而阐述了液滴的干燥机理。在此基础上,采用喷雾干燥技术制备阿拉伯胶或乳清蛋白包埋亚麻籽油的微胶囊粉末,探究乳液组分和喷雾干燥条件对微胶囊的理化性质和释放性的影响。实验所得数据对于优化亚麻籽油微胶囊产品、研究干燥动力学模型具有重要意义。研究结果如下:第一,对乳液液滴进行单液滴干燥实验,研究了气流干燥温度、乳液总固形物含量、壁材种类对液滴干燥特性的影响。结果表明:随着气流干燥温度(90℃、110℃、130℃)的升高,液滴的干燥速率呈现增大趋势,第一干燥阶段时间缩短,表壳形成早,最终130℃下所得干燥颗粒形态最大。当乳液总固形物含量从10%增加到30%时,表壳形成时间明显缩短,表壳的出现抑制了颗粒向内收缩和油脂向外迁移,所得颗粒形态增大。对比阿拉伯胶乳液液滴,乳清蛋白乳液液滴在第一阶段干燥速率较大,先到达降速干燥阶段,但随后干燥速率减小,总的干燥时间延长,最终所得颗粒形态相对较大。第二,对干燥不同阶段的颗粒进行复水实验,探究总固形物含量(10%、20%、30%)、芯壁比(1:1、1:2、1:3)、壁材种类(阿拉伯胶或乳清蛋白)对颗粒浸润性的影响,进一步研究颗粒表壳的形成机理。结果显示:表壳的形成可分为三个阶段:(1)乳液与水滴存在密度差,会迅速沉降到水底,表明液滴表面尚未形成防水外壳;(2)颗粒与水滴立即融合,但很快就会崩塌,表明半干颗粒的表面形成柔软的防水外壳;(3)水分的浸入和渗透是一个缓慢的过程,此时颗粒的外壳几乎完全形成。随着总固形物含量的增加或芯壁比的降低,颗粒亲水性增强;乳清蛋白较阿拉伯胶乳液形成的颗粒表壳浸润性差。第三,采用喷雾干燥技术制备了亚麻籽油微胶囊,对其基本理化性质和体外释放性进行了分析,并探讨了干燥过程中表壳的形成和油脂的迁移与其性质的关系。结果表明:相较于140℃和200℃,在170℃时喷雾干燥得到的微胶囊粉末浸润性和包埋率更好。总固形物含量由10%升高到30%,粉末在水中的浸润时间缩短了5.3 s,包埋率增加,在模拟胃肠液消化过程中亚麻籽油的消化率由93.0%增加至96.0%。相应的芯壁比从1:1降低到1:4,浸润时间缩短,包埋率由77.7%升高到91.8%,游离脂肪酸的释放量由89.9%升高至94.9%。相较于阿拉伯胶,乳清蛋白制备的微胶囊粉末较为均一,表面光滑呈球形,部分出现破裂,浸润性和包埋效果较差,油脂的体外释放性能较差。由于在干燥过程中油脂容易迁移到颗粒表面,所以微胶囊粉末亲水性减弱、包埋率降低,以及在体外消化过程中脂肪酸开始的释放量高,最终消化率较低。
- 出版日期2018
- 单位南昌大学
