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假单胞菌为制备红花油微胶囊的壁材范文

时间:2022-09-24 02:57:02

假单胞菌为制备红花油微胶囊的壁材

《大连工业大学学报》2014年第四期

1方法

1.1发酵方法假单胞菌PT-8以5%接种量于5L发酵罐中30℃恒温培养48h。1.2.2多糖的提取发酵液经离心去除菌体,再使用Sevag试剂除去蛋白,醇沉得多糖,然后冷冻干燥18h,获得淡黄色多糖粉末[7]。

1.3微胶囊的制备将红花油边搅拌边加到明胶溶液中,30000r/min均质1min,形成稳定的乳液,然后将多糖溶液在400r/min、50℃逐滴添加到乳液中,用10%的冰乙酸溶液调整其pH为3.6,反应1h,400r/min下使微胶囊乳液降温至5℃以下,按比例加入交联剂戊二醛,经过一段时间的交联反应,冷冻干燥得到胞外多糖红花油微胶囊产品[8]。

1.4单因素试验分别以壁材质量浓度、交联剂质量分数、交联时间、壁材质量比、pH为单因素,考察各因素对制备微胶囊的影响。各因素水平梯度分别为:壁材质量浓度(A)为10、30、50、70、90g/L;交联剂质量分数(B)为0、1%、3%、5%、7%;交联时间(C)为0、30、60、90、120、150、180min;壁材质量比为5∶1、5∶2、5∶3、5∶4、5∶5、5∶6、5∶7pH为2.0、2.4、2.8、3.2、3.6、4.0、4.4。

1.5正交试验在单因素试验的基础上,进行三因素三水平,每个试验作3个平行,采用L9(33)试验。其因素和水平见表1。

1.6微胶囊包埋率的测定微胶囊表面油含量的测定:称取冻干后微胶囊样品(1.0±0.05)g于250mL锥形瓶中,加入20mL正己烷,剧烈震摇2~3min,有机滤膜过滤,重复3次,收集滤液,蒸去正己烷,烘干至恒重,瓶体增加的质量即为表面油的量。微胶囊总油含量的测定:使用索氏抽提法提取总油[9]。微胶囊包埋率=(m1-m2)/m1×100%式中:m1为总油质量,mg;m2为表面油质量,mg。

1.7微胶囊形态光学显微镜观察:取少许微胶囊粉末溶于水中,吸取若干滴,置于载玻片上,滴1~2滴番红指示剂,盖上盖玻片,采用光学显微镜观测,放大倍数600倍,用相机拍照。扫描电子显微镜(SEM)观察:采用扫描电子显微镜,将微胶囊粉末喷金后观察其形态[10]。

2结果与讨论

2.1单因素试验

2.1.1pH对复凝聚反应的影响在酸性条件下,明胶与多糖带相反电荷,因而会发生凝聚现象[11],当反应较为充分时,会出现明显的沉淀物,静置后,反应体系的透光率会增高。从图1可以看到随着冰乙酸溶液的添加,反应体系的透光率在2.4~4.0较高。从pH4.0开始,明胶与多糖发生剧烈的复凝聚反应,反应体系的透光率开始上升,至pH3.6时透光率达到最高,之后透光率开始降低,复凝聚现象逐渐减弱,当pH小于2.4时透光率骤然降低,说明此条件下复凝聚现象已经不太明显,由此可定最佳pH为3.6。

2.1.2壁材质量比对复凝聚反应的影响从图2可以看出,对于同等质量浓度的明胶和多糖,溶液体积比为5∶4时,混合溶液的透光率最高。由此确定当质量比为5∶4时,明胶和多糖能够充分发生复凝聚反应。

2.1.3壁材质量浓度对制备红花油微胶囊的影响从图3可以看出,微胶囊的包埋率先随着壁材质量浓度的增高而增高,当壁材质量浓度为50g/L时,微胶囊产品的包埋率达到最高,之后包埋率开始略微下降。随着壁材质量浓度增加,高黏度的凝聚相有利于产生更稳定的微胶囊,但是如果黏度过高,微胶囊壁会相互黏结,不利于圆整、分散、颗粒均匀的微胶囊产品的形成,因此包埋效果反而会削弱。

2.1.4交联剂质量分数对制备红花油微胶囊的影响从图4可以看出,戊二醛用量太少,微胶囊交联作用较弱,明胶和多糖分子可以重新进入水相,影响微胶囊包封率[8]。随着交联剂质量分数的增高,至3%时包埋率最高,之后随着交联剂质量分数的增高,微胶囊的包埋率随之下降,这可能因为用量过大,交联过度,影响微胶囊形状和包埋率。2.1.5交联时间对制备红花油微胶囊的影响从图5可以看出,加入戊二醛进行交联反应需要时间[11]。时间太短,交联反应来不及发生,形成的微胶囊壁不够坚韧,影响微胶囊的包埋率,随着交联时间的延长,交联反应逐渐发生,至120min时,交联反应已经基本完成,持续增加时间,交联效果不会有显著变化。

2.2正交试验正交试验结果如表2所示。由表2可以看出,3个因素对试验结果影响的主次顺序为:B>A>C,即交联剂质量分数>壁材质量浓度>交联时间,这说明交联剂质量分数对提高微胶囊包埋率的作用更显著,最佳提取组合为A2B2C3,即壁材质量浓度为50g/L,交联剂质量分数为3%,交联时间为140min。在此最佳提取条件下进行验证试验,微胶囊的包埋率可达81.12%。

2.3微胶囊的微观效果

经扫描式电子显微镜观察发现,微胶囊粉末内部是由许多的微小圆粒组成,粒径大小为1~10μm,且形态不一,相互之间有一定黏结[10](图6(a))。如果将微胶囊粉末溶于水,又经番红染色后发现,微胶囊可被染色,形态较为圆整、均匀、分散(图6(b))。

3结论

试验确定以假单胞菌PT-8胞外多糖和明胶为壁材制备红花油微胶囊的最佳包埋率为81.2%,形成的粒子形态较好。明胶和假单胞菌PT-8胞外多糖在酸性条件下电负性不同,正负电荷相互作用,从溶液中解析出来,包覆在乳化的油滴表面,使用戊二醛进行一段时间的交联反应,形成微胶囊。戊二醛交联剂的文献有很多,就本研究而言,交联剂处于核心地位。由于戊二醛中的醛基与明胶酰胺中的氨基发生交联反应,交联反应的结果形成了多个蛋白分子交接的网状结构,随着戊二醛用量的增加,蛋白分子间的“搭桥”频繁,交联网点密度提高,增强微胶囊壁的强度和密封性。以假单胞菌胞外多糖和明胶为复合壁材,用复凝聚法制备红花油微胶囊是一种既简便又经济的方法。因此,假单胞菌PT-8胞外多糖可以作为制备红花油微胶囊的壁材。

作者:陈敦苗雨叶淑红王晗肖珊王际辉单位:大连工业大学辽宁省食品生物技术重点实验室

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