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大豆分离蛋白(soybean protein isolate,SPI)是以低温豆粕为原料分离提取的一种来源丰富且价格低廉的两性电解质;壳聚糖(Chitosan,Ch)是几丁质脱乙酰后的产物,是自然界唯一一种带正电的天然大分子,二者已被广泛应用于各类食品当中。复凝聚反应发生在带相反电荷聚电解质之间,在活性物质及不稳定成分的微胶囊化中有广泛应用。
本文以SPI和Ch分别为聚阴离子和聚阳离子,以浊度和复凝聚相产率为监测指标,研究pH、温度、时间、离子强度以及总固形物浓度与配比对SPI/Ch复凝聚反应的影响。结果表明,在SPI与Ch的配比为4、总固形物浓度为1.5%(TB1.5R4)、不添加任何离子的条件下,调节pH到6.5,25℃水浴反应10min,此时复凝聚反应程度最强,复凝聚产率可达97.13%左右。FTIR光谱分析发现复凝聚相是通过SPI的-COO-与Ch的-NH3+之间的静电作用结合形成,DSC分析表明复凝聚相的热稳定性高,SEM分析复凝聚相为含有大小不一液泡的多孔网状结构。
以辣椒红色素为芯材,采用复凝聚法制备辣椒红色素微胶囊,最佳工艺为:SPI与Ch配比4、总固形物浓度1.5%,乳化转速10000r/min、温度45℃、芯壁比1∶2、pH6.5、搅拌速度200r/min及搅拌时间10min。在此条件下,辣椒红色素微胶囊的包埋效率和产率分别达到94.00%和89.43%。采用谷氨酰胺转氨酶固化微胶囊,结果表明酶用量为18.75U/gSPI,在pH6.0和45℃下固化1h,此时微胶囊可以被充分的固化,其耐热性明显增强且在80℃热水中的形态完整,可以达到戊二醛相近的固化效果。
以大蒜油为芯材,通过复凝聚法制备大蒜油微胶囊,最佳工艺为:SPI与Ch配比4、总固形物浓度1.5%、乳化转速6000r/min、温度45℃、芯壁比1∶2、pH6.5、搅拌速度100r/min及搅拌时间10min。在此条件下,大蒜油微胶囊的包埋效率和产率分别为69.20%和64.77%。
物化性质分析表明辣椒红色素微胶囊和大蒜油微胶囊的水分含量和溶解度低,易于贮存;休止角较小,流动性较好;堆密度都比较低,表明粒度较小。FTIR分析表明SPI和Ch是通过-COO-与-NH3+之间的静电作用包埋辣椒红色素和大蒜油;DSC分析表明微胶囊热稳定性高,常温下易于贮藏,壁材能对芯材起到保护作用;SEM分析发现辣椒红色素微胶囊呈现大小不规则的椭圆形,而大蒜油微胶囊呈现出一种大小不规则的多孔结构,且有典型褶皱,粘附在絮状基质上。
稳定性分析表明辣椒红色素微胶囊可在低湿、避光和60℃以下贮藏。GC/MS分析表明微胶囊化的大蒜油仍然保留了包埋前大蒜油的有效成分;将大蒜油微胶囊作为营养配料应用到腊肠中,可产生比大蒜泥和大蒜油更好的感官效果。