微胶囊化油脂微观结构形成机理研究

Oil microcapsule technology has broad application prospects in various fields, but there are few in-depth researches about formation mechanism of the process to shape the oil microcapsule's wall. So far, an effective way to study on the microstructure of oil microcapsule has not been developed. Therefore,based on the research blank and the importance of wall structural integrity, three main content will be studied in this program. Firstly, fluorescence probe techniques and the laser scanning confocal microscopy (LSCM) will be used to determine the three-dimensional directional distribution of microcapsule's main component for clarifing the impact on structure of the oil microcapsule of different wall materials, finding the regular pattern about coalescence location of protein inside the microcapsule and deducing the formation mechanism of oil microcapsule. Secondly, infrared spectrometry, fluorescence spectrometry and circular dichroism spectrometer will be utilized to analyze the interaction between the protein and carbohydrate which are the main ingredients of the microcapsule' wall. Therefore, we can reveal the interaction between protein molecules and its surrounding medium. Finally, through tomography to observe the imaging records from different cross-sections, we can find the rules about the migration of core material and predict the shelf life of microcapsule. This program will develope a new way to explore the oil microcapsule formation mechanism and have the great significance on promoting the technology development of microcapsulary.

微胶囊化油脂的应用前景十分广阔，但对微胶囊化油脂壁结构形成过程中的机理研究不多也不深入，目前还没有一种有效的方法对微胶囊化油脂内部微观结构进行研究，而壁结构的完整性是影响微胶囊质量的关键因素。针对这种现状，本项目：①运用荧光探针技术，通过激光扫描共聚焦显微镜断层扫描荧光标记微胶囊化油脂微观结构，确定微胶囊化油脂内部主要成分的三维空间分布，阐明不同壁材对微胶囊化油脂产品结构的影响，判断蛋白质在微胶囊中的聚结位置，推演微胶囊化油脂的形成机理；②根据微胶囊化油脂壁结构形成过程中壁材主要成分蛋白质与碳水化合物相互作用的红外光谱、荧光光谱、园二色谱变化，揭示蛋白质分子与周围介质发生的作用规律；③通过断层扫描微胶囊化油脂内部结构，在不同截面观察成像记录，寻找芯材向外迁移扩散规律，预测微胶囊的储存期。本项目的开展将为微胶囊化油脂微观结构形成机制研究开辟一条新的途径，对推动微胶囊技术发展具有重要意义。

微胶囊化油脂应用前景十分广阔，但目前对微胶囊化油脂的研究主要集中在应用基础方面，对于微胶囊化油脂壁结构形成过程中的机理研究尚浅，使得这一方向的科学理论还不完善，而壁结构的完整性是影响微胶囊质量的关键因素，针对这种现状，本项目①采用荧光标记结合激光共聚焦显微镜(CLSM)研究了微胶囊主要组分在微胶囊囊壁结构内的分布及聚结位置，探明壁结构的形成与O/W体系油水界面膜的固化以及连续相介质失水作用对微胶囊微观结构的影响关系。②采用红外光谱法结合SDS-PAGE电泳技术对微胶囊壁结构形成过程中蛋白质与碳水化合物作用机理进行了探讨，通过对酰胺Ⅰ带进行二次求导、去卷积及高斯曲线拟合发现蛋白质的二级结构在微胶囊形成过程中发生了改变。酪蛋白与麦芽糊精的羟基发生了氢键缔合作用，增强了微胶囊壁的强度和致密性，使微胶囊壁具有一定的抗压能力，乳清蛋白与阿拉伯胶以共价交联的方式形成了分子量较大的共价产物，微胶囊成品成膜效果好，微孔少，壁结构致密，微胶囊具有良好的韧性。③运用荧光光谱法研究了微胶囊中壁材蛋白质和乳化剂两个组分在微胶囊形成过程中的作用机制，并通过分析不同脂质对蛋白稳定乳状液的粘度、粒度分布、ζ-电位、液相蛋白浓度、界面流变特性、稳定性等乳化特性的影响，阐明了脂质和蛋白质的作用力与喷雾干燥前乳化体系稳定性之间的关系。④以微胶囊在加速储藏过程中过氧化值、硫代巴比妥酸值、芯材保留率以及脂肪酸组分的变化为基础，研究了油脂微胶囊芯材释放行为，结合释放动力学方程对微胶囊化油脂储藏稳定性及货架期做出了全面的评价和准确的预测。⑤采用CLSM观察微胶囊在体外模拟消化过程的释放行为，微胶囊作为载体具有良好的缓释性和肠溶性。本项目的开展为微胶囊形成机制研究开辟了一条新的途径，对推动微胶囊技术发展具有重要意义。