喷雾干燥法制备乳脂微胶囊及其特性的研究.doc

喷雾干燥法制备乳脂微胶囊及其特性的研究 陈欣1,2,3，王志耕1,2,3，梅林1,2,3，薛秀恒1,2,3 （安徽农业大学茶与食品科技学院1，合肥 230036） （安徽省农产品加工工程实验室2，合肥 230036） （安徽省乳制品工程技术中心3，合肥 230036） 摘 要 运用响应面分析法，优化乳脂微胶囊喷雾干燥法制备工艺参数，并对其基本理化指标、形态特征及其抗潮性、热稳定性、氧化稳定性和贮藏稳定性进行测定分析。结果表明：喷雾干燥法制备微胶囊的最佳工艺参数为：进风温度178 ℃、出风温度80 ℃、均质压力43 MPa，其微胶囊乳脂包埋率为93.14%、水分含量3.12%、灰分2.07%、蛋白质18.56%、溶解度67.01 g/100g、密度0.45 g/cm3，粒径分布在4～90 μm。产品具有抗氧化稳定性好，易吸水、不耐高温的贮藏特性。加工应用适宜温度在220 ℃以下。 关键字 乳脂 微胶囊 喷雾干燥 特性 中图分类号：TS252.9 文献标识码：A 文章编号 ） 乳脂是乳中最重要的营养成分之一，质地柔软，香味浓郁，含有人体必需的多种脂肪酸、脂溶性维生素及磷脂类等[1]，具有良好的消化性[2]，是一种高质量的天然脂肪，但因其饱和脂肪酸和胆固醇含量相对较高，越来越多的人选择脱脂牛奶，造成乳脂的大量剩余，这为乳脂的开发利用提供了良好的基础。同时，乳脂易受外界因素影响，在光、氧气、温度、金属离子的作用下都会氧化产生刺激性气味[3]，限制了其在食品加工中的应用。微胶囊化处理是延缓脂肪氧化、延长保质期、拓展脂肪在食品加工中应用的有效技术手段。目前，喷雾干燥法已成功实现汉麻籽油、鱼油的微胶囊化应用[4]，本研究以乳清蛋白和麦芽糊精为壁材，通过响应面分析，优化乳脂微胶囊化喷雾干燥工艺参数，并对微胶囊乳脂的特性进行分析，为乳脂微胶囊的开发运用提供技术支持。 1 材料与方法 1.1材料与试剂 乳脂：新西兰安佳公司；浓缩乳清蛋白WPC80、麦芽糊精DE值15-20:国药集团化学试剂有限公司；蒸馏单硬脂酸甘油酯:广州嘉德乐生化科技有限公司。 1.2 主要仪器与设备 FLUKO高速分散器:上海弗鲁克流体机械制造有限公司；超高压纳米均质机:德国APV 2000；沃迪SD-1500 喷雾干燥机:上海沃迪自动化装备股份有限公司；Hitachi S-4800场发射扫描电镜:日本日立公司；Malvern激光粒度仪:英国MASTERSIZER 2000；OXITEST油脂氧化分析仪:意大利VELP公司；同步热分析仪STA449F3:德国耐驰公司。 1.3试验方法 1.3.1乳脂微胶囊的制备 乳清蛋白+麦芽糊精+去离子水→加热溶解→加入单甘酯和无水乳脂两相混合→高速分散→均质→乳化液→喷雾干燥→乳脂微胶囊粉末 通过单因素试验及响应面试验得知乳脂微胶囊的最佳配方，当壁材配比（乳清蛋白与麦芽糊精的质量比）为1:2.6、芯壁比为1:3，乳化剂添加量为3%，固形物浓度为23.5%，微胶囊化乳脂的包埋率可达93%。本试验在前期试验的基础上，优化了喷雾干燥法制备乳脂微胶囊的工艺参数。 固形物浓度为23.5%的微胶囊乳化液的配制：按1:2.6称取乳清蛋白和麦芽糊精溶于500 mL去离子水中制成复合壁材溶液，60 ℃水浴搅拌使其充分溶解，再按芯壁比为1:3加入无水乳脂和3%单甘酯，用高速分散器将溶液混合均匀，再用超高压纳米均质机在35～50 MPa压力、183 mL/min的流速条件下均质两次，得到稳定的乳脂微胶囊乳化液，然后将其进行喷雾干燥，得到乳脂微胶囊粉末。 1.3.2喷雾干燥法工艺参数的优化 在单因素试验的基础上，采用Box-Behnken设计，选取进风温度、出风温度及均质压力为因素，以乳脂包埋率为响应值，利用响应面分析法优化干燥工艺参数。因素水平编码见表1。 表1 响应面试验因素水平编码表 因素 编码水平 -1 0 1 A进风温度/℃ 160 170 180 B出风温度/℃ 70 80 90 C均质压力/MPa 35 42.5 50 1.3.3乳脂微胶囊包埋率的测定 包埋率%=( 1－微胶囊表面油含量/微胶囊总油含量) ×100% 微胶囊表面油的测定：准确称取2 g微胶囊粉末于干燥恒重的锥形瓶M1中，用30 mL石油醚为溶剂提取5 min，用已知重量的滤纸M2过滤，并用石油醚洗涤两次。再将滤纸与锥形瓶于烘箱中烘至恒重M3[5]。 表面油含量%=（2＋M1＋M2－M3）/2×100% 微胶囊总油的测定：准确称取2 g微胶囊粉末于干燥恒重的锥形瓶中，少量热水溶解后，加入无水乙醇、无水乙醚及石油醚（2:1:1）混合溶剂充分提取10 min，将萃取液移至旋转蒸发瓶M1中，萃