假单胞菌为制备红花油微胶囊的壁材范文

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《大连工业大学学报》2014年第四期

1方法

1．1发酵方法假单胞菌PT－8以5％接种量于5L发酵罐中30℃恒温培养48h。1．2．2多糖的提取发酵液经离心去除菌体，再使用Sevag试剂除去蛋白，醇沉得多糖，然后冷冻干燥18h，获得淡黄色多糖粉末［7］。

1．3微胶囊的制备将红花油边搅拌边加到明胶溶液中，30000r／min均质1min，形成稳定的乳液，然后将多糖溶液在400r／min、50℃逐滴添加到乳液中，用10％的冰乙酸溶液调整其pH为3．6，反应1h，400r／min下使微胶囊乳液降温至5℃以下，按比例加入交联剂戊二醛，经过一段时间的交联反应，冷冻干燥得到胞外多糖红花油微胶囊产品［8］。

1．4单因素试验分别以壁材质量浓度、交联剂质量分数、交联时间、壁材质量比、pH为单因素，考察各因素对制备微胶囊的影响。各因素水平梯度分别为：壁材质量浓度（A）为10、30、50、70、90g／L；交联剂质量分数（B）为0、1％、3％、5％、7％；交联时间（C）为0、30、60、90、120、150、180min；壁材质量比为5∶1、5∶2、5∶3、5∶4、5∶5、5∶6、5∶7pH为2．0、2．4、2．8、3．2、3．6、4．0、4．4。

1．5正交试验在单因素试验的基础上，进行三因素三水平，每个试验作3个平行，采用L9（33）试验。其因素和水平见表1。

1．6微胶囊包埋率的测定微胶囊表面油含量的测定：称取冻干后微胶囊样品（1．0±0．05）g于250mL锥形瓶中，加入20mL正己烷，剧烈震摇2～3min，有机滤膜过滤，重复3次，收集滤液，蒸去正己烷，烘干至恒重，瓶体增加的质量即为表面油的量。微胶囊总油含量的测定：使用索氏抽提法提取总油［9］。微胶囊包埋率＝（m1－m2）／m1×100％式中：m1为总油质量，mg；m2为表面油质量，mg。

1．7微胶囊形态光学显微镜观察：取少许微胶囊粉末溶于水中，吸取若干滴，置于载玻片上，滴1～2滴番红指示剂，盖上盖玻片，采用光学显微镜观测，放大倍数600倍，用相机拍照。扫描电子显微镜（SEM）观察：采用扫描电子显微镜，将微胶囊粉末喷金后观察其形态［10］。

2结果与讨论

2．1单因素试验

2．1．1pH对复凝聚反应的影响在酸性条件下，明胶与多糖带相反电荷，因而会发生凝聚现象［11］，当反应较为充分时，会出现明显的沉淀物，静置后，反应体系的透光率会增高。从图1可以看到随着冰乙酸溶液的添加，反应体系的透光率在2．4～4．0较高。从pH4．0开始，明胶与多糖发生剧烈的复凝聚反应，反应体系的透光率开始上升，至pH3．6时透光率达到最高，之后透光率开始降低，复凝聚现象逐渐减弱，当pH小于2．4时透光率骤然降低，说明此条件下复凝聚现象已经不太明显，由此可定最佳pH为3．6。

2．1．2壁材质量比对复凝聚反应的影响从图2可以看出，对于同等质量浓度的明胶和多糖，溶液体积比为5∶4时，混合溶液的透光率最高。由此确定当质量比为5∶4时，明胶和多糖能够充分发生复凝聚反应。

2．1．3壁材质量浓度对制备红花油微胶囊的影响从图3可以看出，微胶囊的包埋率先随着壁材质量浓度的增高而增高，当壁材质量浓度为50g／L时，微胶囊产品的包埋率达到最高，之后包埋率开始略微下降。随着壁材质量浓度增加，高黏度的凝聚相有利于产生更稳定的微胶囊，但是如果黏度过高，微胶囊壁会相互黏结，不利于圆整、分散、颗粒均匀的微胶囊产品的形成，因此包埋效果反而会削弱。

2．1．4交联剂质量分数对制备红花油微胶囊的影响从图4可以看出，戊二醛用量太少，微胶囊交联作用较弱，明胶和多糖分子可以重新进入水相，影响微胶囊包封率［8］。随着交联剂质量分数的增高，至3％时包埋率最高，之后随着交联剂质量分数的增高，微胶囊的包埋率随之下降，这可能因为用量过大，交联过度，影响微胶囊形状和包埋率。2．1．5交联时间对制备红花油微胶囊的影响从图5可以看出，加入戊二醛进行交联反应需要时间［11］。时间太短，交联反应来不及发生，形成的微胶囊壁不够坚韧，影响微胶囊的包埋率，随着交联时间的延长，交联反应逐渐发生，至120min时，交联反应已经基本完成，持续增加时间，交联效果不会有显著变化。

2．2正交试验正交试验结果如表2所示。由表2可以看出，3个因素对试验结果影响的主次顺序为：B＞A＞C，即交联剂质量分数＞壁材质量浓度＞交联时间，这说明交联剂质量分数对提高微胶囊包埋率的作用更显著，最佳提取组合为A2B2C3，即壁材质量浓度为50g／L，交联剂质量分数为3％，交联时间为140min。在此最佳提取条件下进行验证试验，微胶囊的包埋率可达81．12％。

2．3微胶囊的微观效果

经扫描式电子显微镜观察发现，微胶囊粉末内部是由许多的微小圆粒组成，粒径大小为1～10μm，且形态不一，相互之间有一定黏结［10］（图6（a））。如果将微胶囊粉末溶于水，又经番红染色后发现，微胶囊可被染色，形态较为圆整、均匀、分散（图6（b））。

3结论

试验确定以假单胞菌PT－8胞外多糖和明胶为壁材制备红花油微胶囊的最佳包埋率为81．2％，形成的粒子形态较好。明胶和假单胞菌PT－8胞外多糖在酸性条件下电负性不同，正负电荷相互作用，从溶液中解析出来，包覆在乳化的油滴表面，使用戊二醛进行一段时间的交联反应，形成微胶囊。戊二醛交联剂的文献有很多，就本研究而言，交联剂处于核心地位。由于戊二醛中的醛基与明胶酰胺中的氨基发生交联反应，交联反应的结果形成了多个蛋白分子交接的网状结构，随着戊二醛用量的增加，蛋白分子间的“搭桥”频繁，交联网点密度提高，增强微胶囊壁的强度和密封性。以假单胞菌胞外多糖和明胶为复合壁材，用复凝聚法制备红花油微胶囊是一种既简便又经济的方法。因此，假单胞菌PT－8胞外多糖可以作为制备红花油微胶囊的壁材。

作者：陈敦苗雨叶淑红王晗肖珊王际辉单位：大连工业大学辽宁省食品生物技术重点实验室