硫酸亚铁微胶囊的制备及其应用研究

论文摘要

铁是人体不可缺少的营养素,缺铁会引起各种疾病,如贫血及缺铁综合症。据统计,我国有近30%的人群存在铁营养缺乏或缺铁性贫血的问题。目前,预防缺铁性贫血最有效的方法之一就是使用铁强化食品。硫酸亚铁是一种生物利用率高且价格低廉的铁营养强化剂,但这种铁盐性质活泼,容易氧化变色,产生金属异味,将其直接加入食品中会影响食品的感官性质及货架寿命,且对胃肠有刺激作用。微胶囊技术是利用天然的或者合成的高分子包囊材料,将固体、液体或气体物质包埋在微小、半透性或密封的胶囊内,使内容物在特定条件下以可控的速率进行释放的技术。通过微胶囊技术可以达到隔离活性成分、保护芯材免受环境影响、掩盖不良味道或气味、控制释放等目的。微胶囊技术已广泛地应用于食品、医药、化工、农业等许多领域。为了强化铁以防止铁缺乏问题,以硫酸亚铁为芯材,分别以多糖类物质（黄原胶、卡拉胶、阿拉伯胶、麦芽糊精）和蛋白类物质（明胶）为壁材,采用冷冻干燥和喷雾干燥两种工艺,制备了硫酸亚铁微胶囊,并研究了微胶囊产品对乳粉脂肪氧化的调控作用以及在复合营养强化铁片剂中的应用。分别以黄原胶、阿拉伯胶、卡拉胶三种多糖为壁材,以硫酸亚铁为芯材,采用冷冻干燥工艺,制备了包埋率相对较高的硫酸亚铁微胶囊;并确定了清洗微胶囊表面铁采用50%乙醇水溶液作为溶剂,处理时间为5分钟;此外,壁材浓度对三种微胶囊的包埋率几乎无明显影响,综合实际因素,本试验中三种多糖壁材浓度都选择5%;随着壁材/芯材比例的增加,包埋率明显增加。其中,5%黄原胶作壁材,壁材/芯材为30:1时,包埋率相对较高,可达97%。分别以明胶、阿拉伯胶、阿拉伯胶与明胶复合、阿拉伯胶与麦芽糊精复合四种多糖为壁材,以硫酸亚铁为芯材,采用喷雾干燥工艺,可以制备包埋率较高的硫酸亚铁微胶囊;四种壁材的壁材浓度、复合壁材比例以及壁材/芯材比例,对硫酸亚铁微胶囊包埋效果有显著的影响,壁材/芯材比例较大时,硫酸亚铁微胶囊包埋率较高。结果表明:四种喷雾壁材中以明胶为壁材,壁材/芯材=10:1,壁材浓度为4%时,包埋效果最好,包埋率为89%,但其他三种壁材的包埋率相对较低（53%71%）,这也与试验测定中的人为误差相关;此外,确定了较适宜的工艺参数:进风温度为170℃,进料流量为4ml·min-1。分别制备含硫酸亚铁微胶囊的强化乳粉和直接含硫酸亚铁固体的铁强化乳粉,采用三种不同的贮藏条件（室温条件下自然氧化,35℃、50℃,RH=85%高温高湿加速氧化）,进行贮藏稳定性试验和脂肪氧化分析。结果表明:硫酸亚铁微胶囊强化的乳粉中脂肪酸败速度较低,乳粉氧化稳定性提高。将上述制备好的硫酸亚铁微胶囊产品,以维生素C、预胶化淀粉、微晶纤维素、微粉硅胶、硬脂酸镁、滑石粉、蔗糖、香精等辅料混合,采用全粉末直接压片工艺,制成了两种剂型的复合营养强化铁片剂;并以片重、硬度及感官评价作为片剂的质量评价指标。结果表明:制备的硫酸亚铁微胶囊复合营养强化铁片剂可以达到片剂的质量要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
• 1.1 微胶囊技术概述
• 1.1.1 基本概念
• 1.1.2 发展历史
• 1.1.3 主要功能
• 1.1.4 制备方法
• 1.1.5 在食品中的应用
• 1.2 铁在人体中营养学性质概述
• 1.2.1 生理功能
• 1.2.2 参考摄入量与食物来源
• 1.2.3 铁缺乏及缺铁性贫血对人体的影响
• 1.2.4 乳制品强化铁时使用的铁化合物
• 1.3 脂类氧化对食品品质的影响
• 1.3.1 自动氧化机理
• 1.3.2 影响脂肪自动氧化速率的因素
• 1.4 片剂工艺学概述
• 1.4.1 全粉末直接压片
• 1.4.2 片剂的辅料
• 1.5 研究的目的和意义
• 1.6 研究的主要内容
• 1.7 课题的创新点
• 2 材料与方法
• 2.1 试验材料
• 2.1.1 主要原料与试剂
• 2.1.2 主要仪器设备
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 冷冻干燥法硫酸亚铁微胶囊的制备
• 2.2.2 喷雾干燥法硫酸亚铁微胶囊的制备
• 2.2.3 硫酸亚铁微胶囊的质量评价
• 2.2.4 硫酸亚铁微胶囊对乳粉氧化的调控作用
• 2.2.5 硫酸亚铁微胶囊在复合营养强化铁片剂中的应用
• 3 结果与分析
• 3.1 铁含量的分析
• 3.1.1 铁标准曲线的测定
• 3.1.2 乙醇浓度的选择
• 3.1.3 处理时间的选择
• 3.2 冷冻干燥法硫酸亚铁微胶囊的制备
• 3.2.1 壁材/芯材比例对微胶囊包埋率的影响
• 3.2.2 壁材浓度对微胶囊包埋率的影响
• 3.3 喷雾干燥法硫酸亚铁微胶囊的制备
• 3.3.1 壁材/芯材对微胶囊包埋率的影响
• 3.3.2 复合壁材比例对微胶囊包埋率的影响
• 3.3.3 壁材浓度对微胶囊包埋率的影响
• 3.3.4 工艺参数对微胶囊包埋率的影响
• 3.4 硫酸亚铁微胶囊对乳粉氧化的调控作用研究
• 3.4.1 贮藏试验
• 3.4.2 乳脂肪氧化分析
• 3.5 硫酸亚铁微胶囊在复合营养强化铁片剂中的应用研究
• 3.5.1 确定最佳片剂配方
• 3.5.2 复合营养强化片剂的制备
• 3.5.3 复合营养片剂的质量测定和感官评价
• 4 讨论
• 4.1 关于硫酸亚铁微胶囊制备条件的比较
• 4.1.1 芯材的选择
• 4.1.2 壁材的选择
• 4.2 关于硫酸亚铁微胶囊制备工艺的比较
• 4.3 关于硫酸亚铁微胶囊质量评价的比较
• 4.4 关于硫酸亚铁微胶囊对乳粉氧化的调控作用比较
• 5 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的学术论文