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1、青岛农业大学本科生毕业论文（设计） 题 目： 壳聚糖-阿拉伯胶复凝聚法制备BSA微胶囊姓 名： 学 院： 食品科学与工程学院 专 业： 食品科学与工程 班 级： 201001 学 号： 20105272 指导教师： 黄国清 2014 年 5 月 30 日目 录中文摘要Abstract1引言11.1复凝聚方法概述11.1.1 复凝聚法制备微胶囊原理11.1.2 复凝聚法制备微胶囊步骤11.1.3 复凝聚法的优势11.1.4 复凝聚法常用壁材及研究进展11.2 壳聚糖21.3 阿拉伯胶21.4 壳聚糖-阿拉伯胶复凝聚法在微胶囊上的应用21.5 本论文的研究目的32 实验材料与方法42.1 实验试剂
2、42.2 实验仪器42.3 试验方法42.3.1 BSA微胶囊的制备工艺42.3.2 乳状液稳定性测定方法52.3.3 W/O型BSA乳状液制备52.3.4 W/O/W型乳状液制备62.3.5 BSA微胶囊的制备72.3.6 BSA测定方法72.3.7包埋率计算方法72.4数据处理83.结果与分析93.1 W/O型BSA乳状液稳定性研究93.1.1 BSA与大豆油比例对W/O型BSA乳状液稳定性影响93.1.2 乳化转速对W/O型BSA乳状液稳定性影响93.1.3 乳化时间对W/O型BSA乳状液稳定性影响103.1.4 乳化温度对W/O型BSA乳状液稳定性影响103.2 W/O/W型BSA乳状
3、液稳定性研究113.2.1 乳化温度对W/O/W型BSA型BSA乳状液稳定性的影响113.2.2 乳化转速对W/O/W型BSA乳状液稳定性的影响113.2.3 乳化时间对W/O/W型BSA乳状液稳定性的影响123.2.4 W/O型乳状液与GA比例对W/O/W型BSA乳状液稳定性的影响133.3 GA-Ch复凝聚制备微胶囊工艺研究133.3.1 pH对BSA包埋效果的影响133.3.2 温度对BSA包埋效果的影响143.3.3 转速对BSA包埋效果的影响143.3.4 搅拌时间对BSA包埋效果的影响154结论16致谢17参考文献18壳聚糖-阿拉伯胶复凝聚法制备BSA微胶囊食品科学与工程 钱云指导
4、教师 黄国清摘要：微胶囊技术是提高敏感成分稳定性的一种重要方法，其中复凝聚法由于包埋效率高，条件温和，具有独特优势，被广泛应用于功能性油脂和色素等成分的包埋。本文以壳聚糖和阿拉伯胶为壁材，以牛血清白蛋白（BSA）为模式芯材，采用复凝聚法制备BSA微胶囊。首先以乳化稳定性检测BSA乳状液的乳化效果，研究温度、时间、乳化转速、BSA与大豆油体积比等对乳状液乳化效果的影响；以包埋率检测BSA微胶囊的包埋效果，研究温度、时间、搅拌转速、pH对BSA包埋效果的影响。结果表明，将1%BSA与大豆油以1:3体积比混合，45C、10000r/min高速分散乳化40min，得到W/O型0.25% BSA乳状液；
5、将此乳状液按与5%阿拉伯胶1:4比例混合，35C、9000r/min高速分散乳化30min，得到W/O/W型0.05% BSA乳状液。最后，上述乳状液再与1%壳聚糖1:1混合，pH4.5、25C、10000r/min高速分散乳化30min。此时包埋效果最好为69.11%。关键词：壳聚糖；阿拉伯胶；牛血清白蛋白；复凝聚；微胶囊 Preparation of bovine serum albumin microcapsules by Chitosan Arabic gum coacervationStudent majoring in Food Science and Engineering Qi
6、an YunTutor Huang Guo-QingAbstract: Microencapsulation is recognized as an important way for improving the stability of sensitive compounds, among various microencapsulation techniques, complex coacervation has gained wide applications in the microencapsulation of functional lipids, and pigments due
7、 to its high efficiency and mild conditions. In this paper, the author attempted to microencapsulate bovine serum albumin (BSA) by the coacervation between gum Arabic (GA) and chitosan (Ch). Through the measurement of emulsion stability, the effects of agitation speed, agitation duration, temperatur
8、e, and soybean oil to BSA ratio on the emulsification of BSA were studied. The effects of reaction temperature, reaction duration, agitation, speed, and coacervation pH on the microencapsulation of BSA were investigated as well by using the microencapsulation efficiency as the index. It was found th
9、at the 0.25% BSA W/O emulsification was achieved at BSA/soybean oil ratio 1:3, emulsification temperature 45 C, agitation speed 10000rpm and agitation time 40 min; the emulsification of 0.05% W/O/W BSA was achieved at W/O emulsion/GA ratio 1:4, emulsification temperature 35 C, agitation speed 9000rp
10、m and agitation time 30min. Finally, it was found that the optimum conditions for BSA microencapsulation were W/O/W emulsion/Ch ratio 1:1, pH 4.5 and reaction at 25 C and 1000rpm agitation for 30min. Under these conditions, the microencapsulation efficiency reached up to 69.11%. Key words: chitosan;
11、 Arabic gum; BSA; Coacervation; Microencapsulation1引言1.1复凝聚方法概述1.1.1 复凝聚法制备微胶囊原理在相反电荷的电解质之间存在静电相互作用，当这两种聚电解质所带的电荷数相等时，静电作用最好，从而产生沉淀。复凝聚法制备微胶囊的原理主要就是这种静电作用。在等电点的时候，包埋芯材效果最好 1。1.1.2 复凝聚法制备微胶囊步骤通过复凝聚法制得微胶囊主要有以下三个步骤：首先，芯材在一种电荷的聚解质溶液中进行分散，然后，加入另一种带相反电荷的聚电解质溶液，最后，凝聚层的胶凝与固化。复凝聚法的所需条件有：两种带有相反电荷的聚电解质溶液，使得正负电
12、荷相等的最适混合比。此外，温度必须达到最适，以促使复凝聚产物的形成2。1.1.3 复凝聚法的优势制备微胶囊的方法很多，但是复凝聚法拥有其他技术瞠乎其后的优势。其中最主要的是，它的操作简单，适用范围广泛，能够适用于固体以及液体芯材的微胶囊包埋，而且其包埋的产率都相当高，有报道的最大包埋率可达96%；此外，通过复凝聚方法制得的微胶囊结构良好，并且能够通过改变不同条件来控制其一部分性能3。这些优势使得复凝聚法在制备微胶囊方面获得了广泛的应用。现在，复凝聚法已被用于多种成分的包埋，如，维生素、蛋白质、胰岛素等4。1.1.4 复凝聚法常用壁材及研究进展壁材是指用于包覆、制备微胶囊的高分子材料，是微胶囊性
13、能好坏的关键性因素。一般对壁材的要求有：不会对芯材的作用产生不利影响、能够对芯材有适当的释放效率、没有毒性、粘度和溶解性要好、性质要稳定等。多数使用的壁材为水溶性的电解质，其溶解后带有电荷，根据其所带的电荷的不同可以分为三类：阴性材料、阳性材料、两性材料5。1.2 壳聚糖壳聚糖（Chitosan，Ch）的相对分子质量是1105-3105，是白色的或淡黄色的固体，呈透明状。它的分子结构类似于纤维素，是直链状，壳聚糖的极性很强，容易结晶，它不容易得到非晶态的原因是，熔点相当高，高于其自身分解温度6。Ch不溶于水和碱性溶液，但是溶解于酸性溶液，而且，在酸性溶液中，Ch的分子中的氨基会与酸溶液的质子结
14、合，从而使其本身带正电荷 7。Ch在复凝聚制备微胶囊方面有很大的应用前景，主要原因是，它是唯一的天然的带正电的大分子材料，而且它无毒害，来源充分，能与多种材料相容，所以它在其他方面也获得了极大的关注8。1.3 阿拉伯胶阿拉伯胶（Arabic gum，GA）原产于非洲，是一种分泌物，主要是由于豆科类植物在逆境生存或者受到创伤导致的9。在结构上，GA由于带有酸性的基团，所以它的溶液也明显呈酸性，一般在pH2-3左右，酸稳定性程度较高；此外，在外表结构上GA还带有糖类物质，以及蛋白类物质。这是GA有相当好的亲水亲油性的重要原因。对于复凝聚反应来说，GA是非常好的天然的水包油型乳化稳定剂 10。1.4
15、 壳聚糖-阿拉伯胶复凝聚法在微胶囊上的应用目前关于GA-Ch复凝聚法的研究主要集中在制备微胶囊和研究不同因素对微胶囊的影响。Espinosa-Andrews H等以Ch和GA为壁材，通过复凝聚的方法制备微胶囊。研究不同的pH（3.0、4.5、6.0）对于微胶囊的性质和结构的影响。当pH4.5时，储存量值的最大和最小值和粒子的最小值都达到。凝聚物的结构是类似海绵状的，而且pH对这一结构有很大的影响，在pH4.5时该凝聚物结构最致密，液泡的组成最小11。MsChakis T等研究在pH是3时，GA与Ch的体积比例对乳剂性质的影响。一般来说，这一影响是很大的。此外，GA与Ch的比例不仅对对乳剂性质，对乳剂的性能、微
