橄榄油微胶囊的包埋及其在饼干中的应用

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本文通过研究并优化乳液聚合-冷冻干燥法制备微胶囊壁材和包埋橄榄油的工艺技术条件,将制备的橄榄油微胶囊粉末加入饼干中,探索橄榄油微胶囊在饼干生产中的应用。采用乳液聚合-真空冷冻干燥的方式制备微胶囊,芯材是橄榄油,壁材是改性魔芋胶和GA(阿拉伯胶)复配,用蔗糖酯充当乳化剂,以乳液聚合法对橄榄油进行包埋,以真空冷冻干燥来获取橄榄油微胶囊产品。该方法可以在较为温和的条件下经过简单的步骤实现对橄榄油的包埋,对于保持芯材活性物质及挥发物质具有重要意义。(1)微胶囊包埋工艺条件优化。包埋橄榄油时,首先将壁材溶于水中,再加入芯材搅拌均匀,再用均质仪器剪切乳化制成乳状液系统,最后用真空冷冻干燥机对冷冻好的样品进行干燥,制得微胶囊产品。在单因素试验之后,选取合适的因素设计L9(34)的正交表进行试验,来优化橄榄油的包埋条件。对响应面结果进行分析优化后,得出各个因素最佳值,试验结果如下:固形物浓度10%、乳化剂含量1%、改性魔芋胶含量74%、阿拉伯胶含量26%、乳化温度40℃、壁芯比5.7:1。最佳条件制备的橄榄油微胶囊包埋率为64.8%,载量为13.3%,产率为94%。(2)橄榄油微胶囊理化性质和稳定性。试验结果如下:橄榄油微胶囊的总含油量为16.7%,达到了包埋橄榄油的目标;表面含油率为3.4%,表明包埋效果良好;水分含量占了3.11%,达到一般产品的干燥要求;容重为0.37,表示产品的重力性能良好;休止角38.16°(介于3045°),具有不错的流动性;颗粒均匀分布;溶解度为25.4%,溶解性好;产品经过TG(热重分析)和DSC(差示扫描量热法)分析可知,微胶囊从220℃时开始热分解,证实微胶囊拥有不错的热稳定性;经电子显微镜观察,表明形成了包埋结构,颗粒呈均匀球状,表明包埋效果较好。(3)微胶囊释放条件。微胶囊在不同温度、湿度的储藏条件下芯材的释放速率用阿弗拉米公式拟合,除湿度34%外拟合优度都大于0.9。微胶囊芯材释放的速度最慢是在RH=34%、5℃的时候,表明这是最适合橄榄油微胶囊的贮存条件;将微胶囊粉末置于人工胃液SGF、人工肠液SIF中测定释放量随时间的变化,根据一级动力学方程进行拟合之后,其拟合优度都超过了0.94,且BSGF=1.69×10-2稍微超过BSIF=6.64×10-3。体外模拟试验结果表明,在胃液中橄榄油微胶囊显示出了一定的缓释性。(4)饼干中添加微胶囊的应用研究。试验利用模糊数学感官评价法,以外形、色泽、口感滋味以及组织结构为评价指标,建立感官综合评分体系,根据单因素选择合适的因素做正试验得出蛋圆饼干的最佳工艺及配方参数,通过极差法计算得:白砂糖最佳添加量为15 g、鸡蛋液最佳添加量为25 g、泡打粉最佳添加量为4%;因素主次顺序由高到低为:泡打粉>蛋液>白砂糖>面粉。最后分析得出了最优的蛋圆饼干配方为:蛋液25 g、面粉20 g、白砂糖15 g、泡打粉4%,微胶囊粉添加量为3%。在最优配方条件下生产出的蛋圆饼干品质较高。质构分析结果表明,当微胶囊添加量为3%时,感官评价得分最高,相比未添加微胶囊的饼干,添加微胶囊以后饼干的硬度变低,脆度变高,符合大众口味。微胶囊粉改善了饼干的物性,提升了饼干的口感。自制微胶囊蛋圆饼干在外观、味道以及理化指标上与市售商品无太大差别,且微胶囊饼干中含有不饱和脂肪酸等营养物质,有益人体健康,为一种新型功能性食品。
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