假單胞菌為制備紅花油微膠囊的壁材范文

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《大連工業大學學報》2014年第四期

1方法

1．1發酵方法假單胞菌PT－8以5％接種量于5L發酵罐中30℃恒溫培養48h。1．2．2多糖的提取發酵液經離心去除菌體，再使用Sevag試劑除去蛋白，醇沉得多糖，然后冷凍干燥18h，獲得淡黃色多糖粉末［7］。

1．3微膠囊的制備將紅花油邊攪拌邊加到明膠溶液中，30000r／min均質1min，形成穩定的乳液，然后將多糖溶液在400r／min、50℃逐滴添加到乳液中，用10％的冰乙酸溶液調整其pH為3．6，反應1h，400r／min下使微膠囊乳液降溫至5℃以下，按比例加入交聯劑戊二醛，經過一段時間的交聯反應，冷凍干燥得到胞外多糖紅花油微膠囊產品［8］。

1．4單因素試驗分別以壁材質量濃度、交聯劑質量分數、交聯時間、壁材質量比、pH為單因素，考察各因素對制備微膠囊的影響。各因素水平梯度分別為：壁材質量濃度（A）為10、30、50、70、90g／L；交聯劑質量分數（B）為0、1％、3％、5％、7％；交聯時間（C）為0、30、60、90、120、150、180min；壁材質量比為5∶1、5∶2、5∶3、5∶4、5∶5、5∶6、5∶7pH為2．0、2．4、2．8、3．2、3．6、4．0、4．4。

1．5正交試驗在單因素試驗的基礎上，進行三因素三水平，每個試驗作3個平行，采用L9（33）試驗。其因素和水平見表1。

1．6微膠囊包埋率的測定微膠囊表面油含量的測定：稱取凍干后微膠囊樣品（1．0±0．05）g于250mL錐形瓶中，加入20mL正己烷，劇烈震搖2～3min，有機濾膜過濾，重復3次，收集濾液，蒸去正己烷，烘干至恒重，瓶體增加的質量即為表面油的量。微膠囊總油含量的測定：使用索氏抽提法提取總油［9］。微膠囊包埋率＝（m1－m2）／m1×100％式中：m1為總油質量，mg；m2為表面油質量，mg。

1．7微膠囊形態光學顯微鏡觀察：取少許微膠囊粉末溶于水中，吸取若干滴，置于載玻片上，滴1～2滴番紅指示劑，蓋上蓋玻片，采用光學顯微鏡觀測，放大倍數600倍，用相機拍照。掃描電子顯微鏡（SEM）觀察：采用掃描電子顯微鏡，將微膠囊粉末噴金后觀察其形態［10］。

2結果與討論

2．1單因素試驗

2．1．1pH對復凝聚反應的影響在酸性條件下，明膠與多糖帶相反電荷，因而會發生凝聚現象［11］，當反應較為充分時，會出現明顯的沉淀物，靜置后，反應體系的透光率會增高。從圖1可以看到隨著冰乙酸溶液的添加，反應體系的透光率在2．4～4．0較高。從pH4．0開始，明膠與多糖發生劇烈的復凝聚反應，反應體系的透光率開始上升，至pH3．6時透光率達到最高，之后透光率開始降低，復凝聚現象逐漸減弱，當pH小于2．4時透光率驟然降低，說明此條件下復凝聚現象已經不太明顯，由此可定最佳pH為3．6。

2．1．2壁材質量比對復凝聚反應的影響從圖2可以看出，對于同等質量濃度的明膠和多糖，溶液體積比為5∶4時，混合溶液的透光率最高。由此確定當質量比為5∶4時，明膠和多糖能夠充分發生復凝聚反應。

2．1．3壁材質量濃度對制備紅花油微膠囊的影響從圖3可以看出，微膠囊的包埋率先隨著壁材質量濃度的增高而增高，當壁材質量濃度為50g／L時，微膠囊產品的包埋率達到最高，之后包埋率開始略微下降。隨著壁材質量濃度增加，高黏度的凝聚相有利于產生更穩定的微膠囊，但是如果黏度過高，微膠囊壁會相互黏結，不利于圓整、分散、顆粒均勻的微膠囊產品的形成，因此包埋效果反而會削弱。

2．1．4交聯劑質量分數對制備紅花油微膠囊的影響從圖4可以看出，戊二醛用量太少，微膠囊交聯作用較弱，明膠和多糖分子可以重新進入水相，影響微膠囊包封率［8］。隨著交聯劑質量分數的增高，至3％時包埋率最高，之后隨著交聯劑質量分數的增高，微膠囊的包埋率隨之下降，這可能因為用量過大，交聯過度，影響微膠囊形狀和包埋率。2．1．5交聯時間對制備紅花油微膠囊的影響從圖5可以看出，加入戊二醛進行交聯反應需要時間［11］。時間太短，交聯反應來不及發生，形成的微膠囊壁不夠堅韌，影響微膠囊的包埋率，隨著交聯時間的延長，交聯反應逐漸發生，至120min時，交聯反應已經基本完成，持續增加時間，交聯效果不會有顯著變化。

2．2正交試驗正交試驗結果如表2所示。由表2可以看出，3個因素對試驗結果影響的主次順序為：B＞A＞C，即交聯劑質量分數＞壁材質量濃度＞交聯時間，這說明交聯劑質量分數對提高微膠囊包埋率的作用更顯著，最佳提取組合為A2B2C3，即壁材質量濃度為50g／L，交聯劑質量分數為3％，交聯時間為140min。在此最佳提取條件下進行驗證試驗，微膠囊的包埋率可達81．12％。

2．3微膠囊的微觀效果

經掃描式電子顯微鏡觀察發現，微膠囊粉末內部是由許多的微小圓粒組成，粒徑大小為1～10μm，且形態不一，相互之間有一定黏結［10］（圖6（a））。如果將微膠囊粉末溶于水，又經番紅染色后發現，微膠囊可被染色，形態較為圓整、均勻、分散（圖6（b））。

3結論

試驗確定以假單胞菌PT－8胞外多糖和明膠為壁材制備紅花油微膠囊的最佳包埋率為81．2％，形成的粒子形態較好。明膠和假單胞菌PT－8胞外多糖在酸性條件下電負性不同，正負電荷相互作用，從溶液中解析出來，包覆在乳化的油滴表面，使用戊二醛進行一段時間的交聯反應，形成微膠囊。戊二醛交聯劑的文獻有很多，就本研究而言，交聯劑處于核心地位。由于戊二醛中的醛基與明膠酰胺中的氨基發生交聯反應，交聯反應的結果形成了多個蛋白分子交接的網狀結構，隨著戊二醛用量的增加，蛋白分子間的“搭橋”頻繁，交聯網點密度提高，增強微膠囊壁的強度和密封性。以假單胞菌胞外多糖和明膠為復合壁材，用復凝聚法制備紅花油微膠囊是一種既簡便又經濟的方法。因此，假單胞菌PT－8胞外多糖可以作為制備紅花油微膠囊的壁材。

作者：陳敦苗雨葉淑紅王晗肖珊王際輝單位：大連工業大學遼寧省食品生物技術重點實驗室