劉 歡 夏光輝 何文兵 張 雯 王冰玉
羧甲基殼聚糖/海藻酸鈉包埋檸檬醛精油微球制備工藝優(yōu)化及其性能分析
劉 歡 夏光輝 何文兵 張 雯 王冰玉
(通化師范學院長白山食品工程研究中心;通化師范學院制藥與食品科學學院,通化 134000)
以羧甲基殼聚糖和海藻酸鈉為壁材制備檸檬醛微球,考察了羧甲基殼聚糖、氯化鈣和海藻酸鈉濃度對檸檬醛微球包埋率的影響。采用響應面法優(yōu)化檸檬醛微球包埋工藝,并進一步對其性能進行分析。研究結(jié)果表明,適量的羧甲基殼聚糖、氯化鈣和海藻酸鈉能較好形成檸檬醛微球;微球的優(yōu)化工藝參數(shù)分別為羧甲基殼聚糖質(zhì)量濃度3.5 g/L、氯化鈣質(zhì)量濃度4.5 g/L和海藻酸鈉質(zhì)量濃度8.5 g/L,此時包埋率值為81.79%。檸檬醛微球性能研究表明,其具有控釋和抗油脂氧化性能;外觀呈圓型,乳白色半透明狀,表面平滑有光澤;紅外光譜證實檸檬醛精油被完好包裹在微球內(nèi)部。由此可見,微球化有效提高檸檬醛精油的穩(wěn)定性和利用率。
羧甲基殼聚糖 海藻酸鈉 檸檬醛精油 微球 性能
檸檬醛精油是一種具有強烈檸檬香氣和風味的天然香料物質(zhì),被廣泛用于食品添加劑、保鮮劑、飲料和化妝品中[1,2]。但檸檬醛精油化學性質(zhì)極其不穩(wěn)定,容易揮發(fā)和被氧化,導致失去其原有的功能活性[3]。目前,研究人員利用微膠囊化技術,使封裝在天然材料中檸檬醛精油具有較好的緩釋性和穩(wěn)定性,從而擴大檸檬醛的應用范圍[4]。
復凝聚法是制備微囊或微球的常用方法,一般使用海藻酸鈉、殼聚糖等天然高分子材料作為壁材,它們通過靜電作用形成復雜空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),將生物活性物質(zhì)封裝在其內(nèi)部[5]。海藻酸鈉是天然的陰離子多糖化合物,與多價陽離子(如Ca2+)交聯(lián)形成網(wǎng)絡結(jié)構(gòu),產(chǎn)生具有良好相容性和電離子敏感性的水凝膠微球[6]。但海藻酸鹽微球凝膠強度低,尺寸和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較差,嚴重影響了對活性物質(zhì)的緩釋效果。目前,利用海藻酸鹽與殼聚糖及其衍生物正、負電荷吸引形成聚電解質(zhì)膜,可以改善海藻酸鹽微球的結(jié)構(gòu),提高其對活性物質(zhì)的控釋作用和穩(wěn)定性[7]。
羧甲基殼聚糖是含有豐富羧基和氨基的一類殼聚糖衍生物,比殼聚糖具有更好的生物相溶性,與Ca2+也能交聯(lián)形成水凝膠微球,對活性物質(zhì)具有很好的吸附性和控釋作用[8]。韓曉娜等[9]制備不同取代度的O-羧甲基殼聚糖,與海藻酸鈉混合后滴入CaCl2溶液中制備微球,與海藻酸鈉微球相比,羧甲基殼聚糖/海藻酸鈉微球的強度和穩(wěn)定性有所增加,pH值敏感性有所加強。聞燕等[10]以CaCl2為交聯(lián)劑制備了一系列羧甲基殼聚糖/海藻酸鈉水凝膠,紅外光譜研究發(fā)現(xiàn)羧甲基殼聚糖/海藻酸鈉中氨基和羧基基團結(jié)構(gòu)受pH值變化所影響。因此,在海藻酸鹽中加入羧甲基殼聚糖,即有效加強海藻酸鹽水凝膠微球的機械強度,又可提高其穩(wěn)定性和控釋性,在活性物質(zhì)的微膠囊化上具有良好的發(fā)展前景[11]。本試驗以羧甲基殼聚糖和海藻酸鈉為壁材、CaCl2為交聯(lián)劑,采用復凝聚法制備檸檬醛水凝膠微球(以下簡稱檸檬醛微球),進一步對檸檬醛微球性能進行初探,為檸檬醛微球的研制提供參考。
檸檬醛精油(純度≥95%):國藥集團化學試劑有限公司;羧甲基殼聚糖(羧化度≥80.0%):浙江澳興生物科技有限公司;海藻酸鈉:北京康普匯維科技有限公司;氯化鈣:天津市科歐化學試劑有限公司;無水乙醇:天津市致遠化學試劑有限公司。
UV-2600型紫外可見分光光度計:日本島津公司;SPX-250型恒溫恒濕培養(yǎng)箱常州諾基儀器有限公司;SMZ1500(CCD)型體視顯微鏡:日本尼康儀器有限公司;Nicolet iS50(Smart iTR diamond ATR)型傅里葉紅外光譜儀:美國賽默飛世爾科技公司。
1.3.1 微球制備方法
稱取一定質(zhì)量的羧甲基殼聚糖和一定質(zhì)量的氯化鈣,將羧甲基殼聚糖溶解于20 mL 60℃蒸餾水中,使其完全溶解,溶解后的狀態(tài)為透明液體,然后加入氯化鈣于溶液中,均質(zhì)5 min,形成壁材溶液。
稱取一定質(zhì)量的海藻酸鈉充分溶解于20 mL蒸餾水中,將0.6 mL的檸檬醛加入到海藻酸鈉溶液中(現(xiàn)用現(xiàn)配),均質(zhì)10 min,形成檸檬醛和海藻酸鈉混合溶液。
用注射器將混合溶液以每秒鐘1滴的速率滴入到壁材溶液中,半封閉靜置12 h。用95%乙醇溶液清洗已固化后的檸檬醛微球,去除雜質(zhì)。放入干燥器中,干燥至微球表面沒有殘余的溶液為止,得到檸檬醛水凝膠微球成品,置于稱量瓶中保藏。
1.3.2 檸檬醛含量測定
1.3.2.1 最大吸吸光譜
取0.5 mL的檸檬醛精油溶于5 mL 95%乙醇溶液中,充分混合均勻,再移入25 mL容量瓶中,用95%乙醇溶液定容。利用紫外-可見光進行光譜掃描,確定檸檬醛乙醇溶液的最大吸收光譜值。當檸檬醛乙醇溶液的最大吸光度值為0.116時,檸檬醛乙醇溶液吸收光譜λ值為242 nm。
1.3.2.2 標準曲線測定
分別取不同體積的檸檬醛精油溶于5 mL 95%乙醇溶液中,充分混合均勻,再移入25 mL容量瓶中,用95%乙醇溶液定容,形成0、4、8、12、16,20、24、28、32μL/mL檸檬醛乙醇溶液,用95%乙醇溶液為空白,測定吸光度值(A),繪制出檸檬醛乙醇溶液的標準曲線。用吸光度值(y)對檸檬醛乙醇溶液濃度(x,μL/mL)進行線性回歸分析,得回歸方程y=0.003x-0.001,R2=0.999。
1.3.3 微球包埋率測定
稱取0.1 g檸檬醛微球于研缽中,加入10 mL 95%乙醇溶液,研磨至檸檬醛微球全部破碎,將混合液全部放入離心機中,2 000 r/min離心10 min,取上清液倒入25 mL容量瓶,定容至25 mL,以乙醇溶液為空白,測定吸光度的值,根據(jù)回歸方程計算檸檬醛濃度。計算檸檬醛的包埋率見公式。
式中:Y1為包埋率/%;p0為加入檸檬醛體積濃度/μL/mL;p1為微球內(nèi)部的檸檬醛體積濃度/μL/mL。
1.3.4 試驗設計
1.3.4.1 單因素試驗設計
分別以不同的羧甲基殼聚糖質(zhì)量濃度(2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5 g/L)、氯化鈣質(zhì)量濃度(2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0 g/L)、海藻酸鈉質(zhì)量濃度(3.75、5.00、6.25、7.50、8.75、10.00 g/L)為單因素進行試驗,考察一種單因素對微球包埋率影響時,其他各因素分別為羧甲基殼聚糖質(zhì)量濃度3.0 g/L、氯化鈣質(zhì)量濃度3.0 g/L、海藻酸鈉質(zhì)量濃度7.5 g/L。
1.3.4.2 優(yōu)化工藝設計
以單因素試驗為基礎,采用Design-Expert 8.0.6軟件數(shù)據(jù)分析,建立Box-Betoken數(shù)學模型,試驗因素為羧甲基殼聚糖質(zhì)量濃度(X1)、氯化鈣質(zhì)量濃度(X2)和海藻酸鈉質(zhì)量濃度(X3),微球包埋率(Y)作為指標進行分析,試驗因素水平、變化值及編碼見表1。
表1 試驗因素水平編碼表
1.3.5 微球緩釋性能的測定
1.3.5.1 微球保留率的測定
準確稱取1 g檸檬醛精油和檸檬醛含量相同的微球放于稱量瓶中,貯存在相對濕度為90%和溫度為20℃恒溫恒濕箱中,每隔15 d稱量樣品質(zhì)量。計算檸檬醛微球和檸檬醛保留率見公式。
式中:Y2為檸檬醛保留率/%;m貯為貯存一定時間樣品質(zhì)量/g;m初為貯存前樣品質(zhì)量/g。
1.3.5.2 檸檬醛微球釋放的分析方法
利用Avrami′s方程對檸檬醛微球釋放過程進行分析[12],計算見公式。
1.3.6 微球抗油脂氧化性能的測定
準確稱取1 g檸檬醛精油和檸檬醛含量相同的微球放入1 kg大豆油中,充分攪拌均勻,貯存在相對濕度為90%和溫度為60℃恒溫恒濕箱中,每隔1 d取樣,大豆油為空白對照。根據(jù)GB/T 5538—2005《動植物油脂過氧化值測定》測定大豆油的過氧化值(POV)。
1.3.7 微球結(jié)構(gòu)的測定
采用帶Smart iTR diamond ATR附件的傅里葉紅外光譜儀對檸檬醛精油、羧甲基殼聚糖、海藻酸鈉、羧甲基殼聚糖/海藻酸鈉微球、羧甲基殼聚糖/海藻酸鈉檸檬醛微球的結(jié)構(gòu)進行表征。取少量的以上樣品于金剛石ATR模塊表面上,保證樣品完全覆蓋光路表面,在600~4 000 cm-1掃描。紅外光譜圖使用OMNIC9和OMNIC Specta進行分析。
1.3.8 數(shù)據(jù)統(tǒng)計
每組試驗重復3次,其結(jié)果表示為平均值±標準偏差,采用SPSS19.0軟件進行試驗數(shù)據(jù)分析(ANOVA),用Duncan′s新復極差法進行顯著性分析,檢驗其差異顯著性;工藝優(yōu)化采用響應面法,用Design-Expert 8.0.6 軟件數(shù)據(jù)分析;采用Origin 8.0 作圖。
2.1.1 羧甲基殼聚糖濃度對檸檬醛微球包埋率的影響
試驗結(jié)果如圖1所示。從圖1可知,羧甲基殼聚糖濃度對包埋率的影響存在顯著性差異(P<0.05)。隨著羧甲基殼聚糖濃度的增加,包埋率先增加后減小;當羧甲基殼聚糖質(zhì)量濃度為4.0 g/L時,包埋率最大值為66.69%;隨后包埋率緩慢變小。因為在靜電作用下,羧基與鈣離子配位形成微球框架,氨基再與海藻酸鈉形成聚電解質(zhì)膜,羧甲基殼聚糖濃度越高,形成微球框架越結(jié)實,壁膜結(jié)構(gòu)越致密,芯材被包裹也越嚴實,但當羧基過多時,游離的陰離子破壞原有致密結(jié)構(gòu),芯材從內(nèi)部擴散出來[13]。
圖1 不同羧甲基殼聚糖濃度對檸檬醛包埋率的影響
2.1.2 氯化鈣濃度對檸檬醛微球包埋率的影響
試驗結(jié)果如圖2所示。從圖2可知,氯化鈣濃度對包埋率的影響存在顯著性差異(P<0.05)。隨著氯化鈣的增加,包埋率先增加后減?。划斅然}質(zhì)量濃度為4.5 g/L時,包埋率達到最大為64.20%;隨后包埋率變小。因為鈣離子濃度越高提供陽離子越多,微球離子間交聯(lián)越密集,但鈣離子過多破壞了微球框架結(jié)構(gòu),形成非球型,也影響羧甲基殼聚糖和海藻酸鈉聚電解質(zhì)膜的形成速度,芯材透過微球擴散出來[14]。
圖2 不同氯化鈣濃度對檸檬醛包埋率的影響
2.1.3 海藻酸鈉濃度對檸檬醛微球包埋率的影響
試驗結(jié)果如圖3所示。從圖3可知,海藻酸鈉濃度對包埋率的影響存在顯著性差異(P<0.05)。隨著海藻酸鈉的增加,包埋率增加;當海藻酸鈉質(zhì)量濃度為10 g/L時,包埋率達到最大為83.61%。因為當海藻酸鈉濃度低時,羧甲基殼聚糖與海藻酸鈉形成的聚電解質(zhì)膜過薄,機械強度較低,對芯材阻止能力較差[15]。
圖3 不同海藻酸鈉濃度對檸檬醛包埋率的影響
2.2.1 試驗設計和試驗結(jié)果
試驗以檸檬醛微球包埋率(Y,%)作為指標,以羧甲基殼聚糖質(zhì)量濃度(X1,g/L)、氯化鈣質(zhì)量濃度(X2,g/L)和海藻酸鈉質(zhì)量濃度(X3,g/L)為試驗因素,建立檸檬醛微球包埋工藝的Box-Behnken數(shù)學模型,試驗設計及試驗結(jié)果見表2。
表2 工藝優(yōu)化試驗設計及試驗結(jié)果
2.2.2 方差分析及回歸方程的建立
檸檬醛微球包埋率的二次回歸模型方差分析結(jié)果見表3。由表3可知,回歸模型,P=0.000 1<0.01,說明二次回歸模型極顯著;F失=2.21,P =0.229 3>0.05,失擬項不顯著;模型的相關系數(shù)R2為0.990 5,預測值與實測值之間具有高度的相關性。由此可知,二次回歸模型在顯著水平時不失擬,回歸模型與實際情況擬合性好,可以用此模型來分析和預測檸檬醛微球包埋率試驗中。
表3 二次回歸模型方差分析
以檸檬醛微球包埋率為(Y)值,以羧甲基殼聚糖質(zhì)量濃度(X1,g/L)、氯化鈣質(zhì)量濃度(X2,g/L)和海藻酸鈉質(zhì)量濃度(X3,g/L)為試驗因素,通過二次回歸分析對試驗數(shù)據(jù)進行回歸擬合,確立檸檬醛包埋率的最優(yōu)擬合二次多項式方程:Y=-460.243+229.09X1+39.515X2+7.046X3-26.115X12-3.85X1X2-2.332X1X3-5.295X22+2.724X2X3-0.62X23
2.2.3 工藝優(yōu)化及驗證
對二次回歸模型方程進行優(yōu)化驗證,檸檬醛微球包埋率的優(yōu)化實驗驗證結(jié)果:檸檬醛微球包埋率(Y)的最大預測值為82.26%,此時3個因素水平分別為羧甲基殼聚糖質(zhì)量濃度(X1)3.67 g/L、氯化鈣質(zhì)量濃度(X2)4.44 g/L 和海藻酸鈉質(zhì)量濃度(X3)8.57 g/L。將優(yōu)化試驗驗證結(jié)果修正為羧甲基殼聚糖質(zhì)量濃度(X1)3.5 g/L、氯化鈣質(zhì)量濃度(X2)4.5 g/L 和海藻酸鈉質(zhì)量濃度(X3)8.5 g/L。在此條件下進行驗證試驗,檸檬醛微球包埋率(Y)值為81.79% 。
2.3.1 緩釋性能
圖4 微球化對檸檬醛精油保留率的影響
圖5 檸檬醛微球的Avrami′s回歸分析
檸檬醛微球緩釋性能試驗結(jié)果見圖4和圖5。由圖4可知,隨著貯藏時間延長,檸檬醛精油和檸檬醛微膠囊的保留率逐漸減小,檸檬醛精油揮發(fā)速率顯著大于檸檬醛微球(P<0.05)。當貯藏到60 d時,檸檬醛精油保留率為46%,檸檬醛微球保留率為80.3%,是檸檬醛精油保留率的1.74倍;當貯藏到135 d時,檸檬醛精油保留率為0,說明檸檬醛精油已經(jīng)全部揮發(fā),而檸檬醛微球保留率為59.5%。說明微球化明顯降低檸檬醛的揮發(fā)速率,有效保持檸檬醛精油的穩(wěn)定性[16]。
采用控制釋放公式Avrami′s進行分析,當n=0.54時代表的是擴散限制動力學反應,當n=1代表是一級動力學反應。由圖5所示以及檸檬醛和檸檬醛微球的Avrami′s回歸分析可知,檸檬醛精油的釋放機理參數(shù)(n)為1.295,擬合方程的R2為0.935,釋放速率常數(shù)(k)為0.04;檸檬醛微球的釋放機理參數(shù)(n)為0.984,擬合方程的R2為0.998,釋放速率常數(shù)(k)為0.014。由此可知,檸檬醛精油的n遠遠大于1,檸檬醛微球的n介于0.54與1之間,檸檬醛精油釋放速率遠遠高于檸檬醛微球,檸檬醛微球釋放反應介于擴散限制動力學和一級反應動力學之間,微球化對檸檬醛揮發(fā)有明顯限制作用。
2.3.2 抗油脂氧化性能
過氧化值(POV)評價油脂過氧化程度的一項重要指標,其值越小,油脂發(fā)生過氧化的程度越弱,油脂的穩(wěn)定性越高。試驗結(jié)果如圖6所示。由圖6可知,隨著貯藏時間延長,大豆油的POV逐漸增加;對照大豆油的POV極顯著高于檸檬醛精油和檸檬醛微球(P<0.01);從貯藏時間8 d以后,檸檬醛精油與檸檬醛微球之間的大豆油POV差異顯著(P<0.05)。說明檸檬醛精油具有較好的抗氧化活性,但其自身性能極其不穩(wěn)定,所以在貯藏后期POV值迅速增加;而檸檬醛微球化后,緩釋效應發(fā)揮作用,檸檬醛能持續(xù)抵抗油脂氧化,穩(wěn)定性和利用率得到了提高。由此可見,天然活性成分經(jīng)微膠囊化后,具有較強的抗油脂氧化的能力[17]。
圖6 檸檬醛精油和檸檬醛微球?qū)褂椭趸挠绊?/p>
在貯藏過程中檸檬醛微球外觀變化見圖7。從圖7a可以看出,在貯藏前,檸檬醛微球呈圓型,顏色為乳白色半透明狀,表面平滑有光澤,微球平均粒徑在0.7~1.0 mm。隨著貯藏時間的延長,檸檬醛微球發(fā)生了緩慢的變化,從圖7b可以看出,在貯藏第180天時,檸檬醛微球一部分仍呈圓型,但體積減小,另一部分發(fā)生了變形,顏色變?yōu)榫€黃色,透明度降低,表面有油性物質(zhì)析出,微球平均粒徑在0.3~0.6 mm。說明在長期貯藏過程中檸檬醛發(fā)生緩慢釋放,從微球內(nèi)向外擴散,再由微球表面揮發(fā)到環(huán)境中,使微球外觀發(fā)生變化。
圖7 檸檬醛微球外觀(×75倍)
紅外光譜圖見圖8。從海藻酸鈉的譜圖分析可知,1 579.88 cm-1和1 021.51 cm-1附近特征吸峰分別是海藻酸鈉COOH和OH的伸縮振動峰;從羧甲基殼聚糖的譜圖分析可知,在1 588.82 cm-1附近特征吸峰和1 047.20~989.70 cm-1分別是羧甲基殼聚糖NH2和OH的伸縮振動峰;從羧甲基殼聚糖/海藻酸鈉微球的譜圖分析可知,海藻酸鈉COOH和羧甲基殼聚糖NH2特征峰消失,海藻酸鈉和羧甲基殼聚糖OH特征峰的峰強度大幅度減??;從檸檬醛的譜圖分析可知,1 672.28 cm-1附近特征吸峰和2 849.65~2 971.85 cm-1分別是檸檬醛=O和CH3的伸縮振動峰。從檸檬醛微球的譜圖分析可知,海藻酸鈉COOH和羧甲基殼聚糖NH2特征峰消失,海藻酸鈉和羧甲基殼聚糖OH特征峰消失,檸檬醛特征峰消失。由此可知,羧甲基殼聚糖NH3+和海藻酸鈉COO-之間、Ca2+與O-、COO-之間發(fā)生了靜電作用形成微球,使NH2、COOH基團特征峰消失、OH基團特征峰減弱;同時,檸檬醛提供陽離子基團與O-之間也發(fā)生靜電作用,使OH基團特征峰完全消失。靜電作用力形成的微球完好將檸檬醛精油封裝在內(nèi)部,使檸檬醛=O和CH3基團特征峰消失。
圖8 傅里葉紅外光譜圖
3.1 羧甲基殼聚糖、氯化鈣和海藻酸鈉濃度對檸檬醛微球包埋率影響顯著;隨著羧甲基殼聚糖和氯化鈣濃度增加,包埋率先增加后減??;隨著海藻酸鈉濃度增加,包埋率逐漸增加。表明了在靜電作用下,當羧基與鈣離子等量匹配時,形成結(jié)實的微球框架,而海藻酸鈉與羧甲基殼聚糖再形成致密的聚電解質(zhì)膜,使微球很好包裹住檸檬醛精油,有效阻止檸檬醛從內(nèi)部向外擴散。
3.2 檸檬醛微球包埋率的優(yōu)化試驗驗證結(jié)果:檸檬醛微球包埋率的最大預測值為82.26%,此時3個因素水平分別為羧甲基殼聚糖質(zhì)量濃度3.67 g/L、氯化鈣質(zhì)量濃度4.44 g/L和海藻酸鈉質(zhì)量濃度8.57 g/L。將優(yōu)化試驗驗證結(jié)果修正為羧甲基殼聚糖質(zhì)量濃度3.5 g/L、氯化鈣質(zhì)量濃度4.5 g/L 和海藻酸鈉質(zhì)量濃度8.5 g/L。在此條件下進行驗證試驗,檸檬醛微球包埋率值為81.79%。
3.3 穩(wěn)定性測定結(jié)果表明,在貯藏到135 d時,檸檬醛精油保留率為0,檸檬醛微球保留率為59.5%,說明羧甲基殼聚糖/海藻酸鈉包埋作用明顯降低檸檬醛的揮發(fā)速率;對檸檬醛微球控釋作用分析發(fā)出,檸檬醛微球釋放機理參數(shù)(n)為0.984,釋放反應介于擴散限制動力學和一級反應動力學之間,說明檸檬醛微球具有緩釋作用;對照大豆油的POV極顯著高于檸檬醛微球,說明檸檬醛能持續(xù)抵抗油脂氧化。由此可見,檸檬醛微球化有效保持檸檬醛精油的穩(wěn)定性和利用率。外觀性能觀測表明,檸檬醛微球呈圓型,顏色為乳白色半透明狀,表面平滑有光澤;在長期貯藏過程中,檸檬醛發(fā)生緩慢釋放,經(jīng)過一段時間后,檸檬醛微球外觀才發(fā)生明顯改變。紅外光譜分析結(jié)果證實,檸檬醛微球形成過程以及檸檬醛精油完全被封裝在微球內(nèi)部。羧甲基殼聚糖和海藻酸鈉能很好形成水凝膠微球,并能將檸檬醛精油完好包裹,確保了檸檬醛的緩釋性和穩(wěn)定性,提高了檸檬醛的利用率。
[1]Choi SJ,Decker E A,Henson L,et al.Inhibition of citral degradation in model beverage emulsions using micelles and reverse micelles [J].Food Chemistry,2010,122(1):111-116
[2]Muriel-galet V,Cerisuelo J P,López-Carballoa G,et al.Evaluation of EVOH-coated PP films with oregano essential oil and citral to improve the shelf-life of packaged salad[J].Food Cotrol,2013,30(1):137-143
[3]Djordievic D,Cercaci L,Alamed J.Chemical and physical stability of citral and limonene in sodium dodecyl sulfate-chitosan and gum arabic-stabilized oil-in-water emulsions[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry,2007,55(9):3585-3591
[4]Maswal M,Dar A A.Formulation challenges in encapsulation and delivery of citral for improved food quality[J].Food Hydrocolloids,2014,37(6):182-195
[5]Lucinda-Silva R M,Salgado H R N,Evangelista R C.Alginate-chitosan systems:in vitro controlled release of triamcinolone and in vivo gastrointestinal transit[J].Carbohydrate Polymers,2010,81(2):260-268
[6]Mession J L,Blanchard C,Mint-dah F V,et al.The effects of sodium alginate and calcium levels on pea proteins cold-set gelation [J].Food Hydrocolloids,2013,31(2):446-457
[7]Ceki c′N D,Mili c′J R,Savi c′S D,et al.Influence of the preparation procedure and chitosan type on physicochemical properties and release behavior of alginate-chitosan microparticles [J].Drug Development and Industrial Pharmacy,2009,35(9):1092-102
[8]Teng Z,Luo Y C,Wang Q.Carboxymethyl chitosan-soy protein complex nanoparticles for the encapsulation and controlled release of vitamin D3[J].Food Chemistry,2013,141(1):524-532
[9]韓曉娜,黃國清,肖軍霞.O-羧甲基殼聚糖/海藻酸鈉微球的制備及取代度對微球溶脹性的影響[J].中國食品學報,2014,14(10):67-74
Han Xiaona,Huang Guoqing,Xiao Junxia.Preparation of o-carboxymethyl chitosan/sodium alginate hydrogel beads and the effect of degree of substitution of o-carboxymethyl on the swelling properties of the beads[J].Journal of Chinese Institute of Food Science and Technology,2014,14(10):67-74
[10]聞燕,楊志會.羧甲基殼聚糖/海藻酸鈉水凝膠pH值對溶脹行為的影響[J].天津商學院學報,2007,27(6):12-16
Wen Yan,Yang Zhihui.Effect of pH value on swelling behavior of carboxymethyl chitosan and sodium alginate hydrogels[J].Journal of Tianjin University of Commerce,2007,27(6):12-16
[11]Li X Y,Chen X G,Sun Z W,et al.Preparation of alginate/chitosan/carboxymethyl chitosan complex microcapsules and application in Lactobacillus casei ATCC 393 [J].Carbohydrate Polymers,2011,83(4):1479-1485
[12]Ho B T,Joyce D C,Bhandari B R,et al.Release kinetics of ethylene gas from ethylene-cyclodextrin inclusion complexes[J].Food Chemistry,2011,129 (2):259-266
[13]Zhu A M,Chen J H,Liu Q L,et al.Controlled release of berberine hydrochloride from alginate microspheres embedded within carboxymethyl chitosan hydrogels [J].Journal of Applied Polymer Science,2011,120(4):2374-2380
[14]趙武奇,殷涌光,梁歧,等.殼聚糖/海藻酸鈉微球?qū)t景天苷控制釋放的研究[J].吉林農(nóng)業(yè)大學學報,2006,28(6):687-693
Zhao Wuqi,Yin Yongguang,Liang Qi,et al.Controlled release of salidroside from chitosan/alginate microsphere[J].Journal of Jilin Agricultural University,2006,28(6):687-693
[15]李強,吳彩娥.殼聚糖/海藻酸鈉制備八角茴香油微膠囊的研究[J].農(nóng)業(yè)機械學報,2007,38(1):96-99
Li Qiang,Wu Caie.Study on the productive technology of star aniseed oil microcapsulation with chitosan and alginate[J].Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery,2007,38(1):96-99
[16]徐晶,劉歡,夏光輝,等.β-環(huán)糊精包埋檸檬醛微膠囊工藝優(yōu)化及其緩釋性能[J].食品科學,2014,35(14):82-86
Xu Jing,Liu Huan,Xia Guanghui,et al.Process Optimization of Microencapsulation and Controlled-Release Properties on the Citra Oil by β -cyclodextrin [J].Food Science,2014,35(14):82-86
[17]高麗,傅虹飛,崔芳,等.β-谷甾醇微膠囊工藝優(yōu)化及抗油脂氧化研究[J].食品科學,2010,31(12):28-32
Gao Li,F(xiàn)u Hongfei,Cui Fang,et al.Production optimization ofβ-sitosterol microcapsules and their protective effect against lipid oxidation [J].Food Science,2010,31(12):28-32
[18]Ribeiro A J,Silva C,F(xiàn)erreira D,et al.Chitosan-reinforced alginate microspheres obtained through the emulsification/internal gelation technique[J].European Journal of Pharmaceutical Sciences,2005,25 (1):31-40.
Process Optimization of Preparation and Properties Analysis of Citral Oil Microsphere Embedded by
Carboxymethyl Chitosan/Sodium Alginate
Liu Huan Xia Guanghui He Wenbing Zhang Wen Wang Bingyu
(Research Center of Changbai Mountain Food Engineering,Department of Pharmaceutics and Food Science,Tonghua Normal University,Tonghua 134002)
In this paper the microspheres of citral oil were prepared of the carboxymethyl chitosan and sodium
alginate as wall materials was studied.The effects of the carboxymethyl chitosan,calcium chloride and sodium alginate on the embedding rate of citral oil were investigated.Quadratic rotary combinational design was applied to optimize the embedding process on the microspheres of citral oil.Their properties were analyzed.The results showed that,moderate carboxymethyl chitosan,calcium chloride and sodium alginate could form the microspheres of citral oil.The optimized conditions were the carboxymethyl chitosan concentration of 3.5 g/L,the calcium chloride concentration of 4.5 g/L,the sodium alginate concentration of 8.5 g/L and the encapsulation yield was81.79%.Meanwhile,the microspheres of citral oil had the properties of controlled release and anti-lipid oxidation.They were around,milky white and translucent.Their appearance was smooth and gloss.It was confirmed that citral oil was well embedded in the microsphere by FTIR.Thus the microsphere method was effective to improve the stability and utilization of citral oil.
carboxymethyl chitosan,sodium alginate,citral oil,microsphere,property
TS221
A
1003-0174(2016)11-0055-08
吉林省科技發(fā)展計劃(20130522093JH)
2015-03-27
劉歡,女,1981年出生,副教授,食品貯藏與加工