大蒜提取物微胶囊技术研究
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大蒜物理力学特性的试验研究刘建军,宋建农,陆建伟,彭樟林,彭何欢(浙江林学院 工程学院,浙江 临安 311300)摘 要:为了解决大蒜机械化收获中的设计参数和理化性能指标之间的关系,为今后研制大蒜机械化收获装备提供基础的理论参考依据,采用农业田间调查统计的方法对大蒜的物理性能指标进行了统计,包括质量、高度和直径等;然后以大蒜的理化性能指标为前提,研究分析了大蒜蒜株的起拔力和大蒜理化性能指标之间的相关关系,为合理的设计收获工艺方案提供了相关的理论参考。
关键词:农业工程;大蒜理化特性;试验研究;统计分析;回归拟合中图分类号:S225.7 文献标识码:A 文章编号:1003-188X(2008)02—0125—040 引言我国的大蒜种植面积已经达到6330khm2,占世界总量的55%。
但是,我国大蒜收获的机械化水平依然十分低下,从而严重影响了种植面积的进一步扩大和农民经济收入的增加。
虽然某些科研院所设计了几种试验样机,但是这些样机多数是用块根类作物(如马铃薯)的收获机直接改进的,存在着损伤率大与损失率高的缺点,应用于实际生产的效果并不好。
有些人申请了一些专利,但仅仅停留在图纸设计阶段,没有进行大面积的制造和推广。
为了从根本上解决这样的难题,必须对大蒜的理化机械性能指标进行田间试验统计。
以往的农业作物专家往往侧重于植物特性和营养成分的统计分析,这些数据对于机械化收获工序和设计参数缺乏必要的参考。
为此,以中国最大的大蒜种植基地—山东省金乡县为实地考察点,采用了随机性原则、分类原则和对角线原则,对大蒜的物理性能指标进行了田间试验统计分析。
同时,回归分析了大蒜蒜株的起拔力和某些特征理化指标的相关关系,为设计合理的收获工艺方案提供了可靠的参考,并且揭示了性能指标数据和设计参数之间的关系,为进一步设计大蒜收获机提供了可靠的基础理论依据。
1 试验设备、材料与方法1.1 试验设备1) 测力仪为弹簧秤,用于测量大蒜收获时蒜株的起拔力和蒜茎的拉断力。
微胶囊化技术一、基本概念微胶囊造粒技术:或称微胶囊是将固体、液体或气体物质包埋、封存在一种微型胶内成为一种固体微粒产品的技术,这样能够保护被包裹的物料,使之与外界不宜环境相隔绝,达到最大限度地保持原有的色香味、性能和生物活性,防止营养物质的破坏与损失。
二、微胶囊技术的优越性1、可以有效减少活性物质对外界环境因素(如光、氧、水)的反应2、减少心材向环境的扩散和蒸发3、控制心材的释放4、掩蔽心材的异味5、改变心材的物理性质(包括颜色、形状、密度、分散性能)、化学性质等对于食品工业,可以使纯天然的风味配料、生理活性物质融入食品体系,并能保持生理活性,它可以使许多传统的工艺过程得到简化,同时它也使许多用通常技术手段无法解决的工艺问题得到解决。
二、基本原理微胶囊技术实质上是一种包装技术 ,其效果的好坏与“包装材料”壁材的选择紧密相关,而壁材的组成又决定了微胶囊产品的一些性能如:溶解性、缓释性、流动性等,同时它还对微胶囊化工工艺方法有一定影响,因此壁材的选择是进行微胶囊化首先要解决的问题。
微胶囊造粒技术针对不同的心材和用途,选用一种或几种复合的壁材进行包覆。
一般来说,油溶性心材应采用水溶性壁材,而水溶性心材必须采用油溶性壁材。
心材:微胶囊内部装载的物料。
壁材:外部囊的壁膜。
一种理想的壁材必须具有如下特点:高浓度时有良好的流动性,保证在微胶囊化过程中有良好的可操作性能。
能够乳化心材并能形成稳定的乳化体系。
在加工过程以及储存过程中能够将心材完整的包埋在其结构中。
易干燥以及易脱溶。
良好的溶解性。
可食性与经济性。
三、功能1、液态转变成固态液态物质经微胶囊化后,可转变为细粉关产物,称之为拟固体。
在使用上它具有固体特征,但其内相仍是液体。
2、改变重量或体积物质经微胶囊后其重量增加,也可由于制成含有空气或空心胶囊而使胶囊而使物质的体积增加。
这样可使高密度固体物质经微胶囊化转变成能漂浮在水面上的产品。
3、降低挥发性易挥发物质经微胶囊化后,能够抑制挥发,因而能减少食品中的香气成分的损失,并延长贮存的时间。
近年来有关精油的缓释技术研究概述-应用化学论文-化学论文——文章均为WORD文档,下载后可直接编辑使用亦可打印——植物精油也称挥发油,是天然香精、香料的重要组成部分,在医药、化妆品、香料产业应用广泛[ 1 ],但由于自身的物理、化学性质影响,导致其稳定性较差而使应用受限。
目前,缓释技术的研究和运用已广泛分布于医药、农业、石油化工、日用化工等各个领域[ 2 ],能有效克服精油易挥发、不稳定的缺点,延长其有效使用时间。
现对近年来有关精油的缓释技术研究作一概述。
1 微囊技术微囊技术是将某一目的物(芯或内相)用各种天然或合成的高分子化合物连续薄膜(壁或外相)完全包覆起来。
在不影响目的物原有化学性质的条件下,逐渐通过某些外部刺激或缓释作用使目的物的生理活性呈现出来,或依靠囊壁的屏蔽作用保护芯材。
应用于食品和医药行业的微囊壁材多来自于天然高分子化合物,如壳聚糖、阿拉伯胶、琼脂、海藻酸钠、纤维素等;在工业上常应用性能更加优良的合成高分子材料,如尼龙、环氧树脂、聚氨基甲酚树脂等;在生物领域,以酵母细胞壁为壁材也是一种新的尝试[ 3 ].不同微囊的制备方法也有所差异。
付臣臣[ 4 ]以明胶-阿拉伯树胶为壁材,通过正交试验确定了荆芥油微囊的制备工艺,得到成囊良好、包埋率达78. 36% 、平均粒径为3. 21 m、6 h 后释放率为65% 的微囊。
储鸿等[ 5 ]以脲醛树脂为囊材、OP - 10 为乳化剂、1 ∶ 50 盐酸作催化剂,用原位聚合法制备得到包覆良好、球体形态且粒径分布均匀的流动性固体香精微囊,包合率为32% ,热稳定好,制得的含香塑料具有不变色、香气稳定、强度大等优点。
韩光涛[ 6 ]以壳聚糖和阿拉伯胶作为复合囊材包合广藿香油,结果微囊的载药量约26% ,包封率为62% ,广藿香油稳定性提高。
微囊化的精油可根据囊材和芯材的不同,应用于不同的领域。
于丹凤[ 7 ]以明胶和阿拉伯胶为囊材、橄榄油和茉莉香精为芯材分别合成了具有润肤保健和香味功能的微囊,并通过浸轧方式将制备的微囊整理到织物上,制备了相应的功能织物,得到的织物手感较好,不影响织物的白度,具有较好的缓释性能,并有一定的耐洗性,能够满足一般服用要求。
探讨环保乙蒜素缓释剂的开发郭兵西南大学植物保护学院,重庆400715摘要:介绍了乙蒜素防治病害的良好效果及其杀菌机制,论述了符合乙蒜素开发利用的农药缓释剂型,同时分析了农药缓释剂发展存在的问题及乙蒜素的发展前景。
关键词:乙蒜素;缓释剂;微胶囊烟草根茎病害是威胁烟草生产的毁灭性病害。
在我国南方烟区普遍发生,其中以福建、湖南、四川及广西危害严重。
然而对根茎病害的防治长期依赖化学防治,导致用药量不断增加即病原抗药性不断增强的恶性循环。
它们严重影响着烟叶的产质量,是烟叶生产可持续发展中亟待解决的关键问题之一[1-3]。
而植物源农药因具有无残留、低毒、不易产生抗药性,且易与其他药剂混配等优点,已成为近年来国内外研究的热点之一。
许多研究发现,大蒜(Allium sativum L.)对多种病原微生物具有较好的抑制或毒杀作用[4-8]。
虽然,邓正平等[9]。
利用捣碎的大蒜浸液对烟草青枯病进行了防效试验,发现10%大蒜浸液具有明显的防治效果。
但经过大田实践发现大蒜素的乙基同系物——乙蒜素的药效并不能有效地控制后期根茎病害的发生,因此本文针对乙蒜素缓释剂的开发与应用展开初步探讨。
1. 乙蒜素产品简介乙蒜素,是我国五十年代自主开发的老产品,当时主要用于种子处理,由于其PH值偏低,对植物种子、枝叶及人体皮肤刺激强,易出现烧种烧苗和烧伤皮肤,导致乙蒜素面临绝迹,而经过我们历时十几年的潜心研究,1994年以来成功将乙蒜素用于多种作物叶面喷施的多种配方取得了突破性成果,并申请获得了多项发明专利,在我们这些成果的带动下,由原来国内生产乙蒜素的一家发展到今天的数十家,使这个沉睡三十多年面临绝迹的乙蒜素老产品成为目前国内杀菌剂市场的主导产品。
商品名有抗菌剂402、菌无菌、正萎舒、康稼、断菌、群科、木春三号等,主要剂型有40.2%、70%、80%乳油,20%高渗乳油,90%乙蒜素原油,30%乙蒜素可湿性粉剂,乙蒜素辣椒专用型等。
乙蒜素是大蒜素的乙基同系物,属于植物源仿生型杀菌剂。
----------------------- Page 1-----------------------第"’ 卷第 > 期葛毅强等:生姜、大蒜、洋葱 # 种传统香辛调味料地研究开发生姜、大蒜、洋葱 ! 种传统香辛调味料地研究开发!葛毅强! 倪元颖" 张振华# 乔旭光$ 黄雪峰$ 解放"<中国农村技术开发中心,北京, ) <中国农业大学食品学院,北京, )! !%%%$& " !%%%’$<中国农业科学研究院科技管理局,北京) <山东农业大学食品学院,泰安, )# !%%%(! $ ">!%!( 摘要生姜、大蒜、洋葱是我国 # 种历史悠久地药食兼用地香辛调味料,文中主要综述了生姜、大蒜、洋葱地功能作用、功效成分和提取方法以及产品开发应用方面地研究进展,并提出了生姜、大蒜、洋葱研究开发地新思路.关键词生姜,大蒜,洋葱,调味料,开发生姜、大蒜、洋葱是我国特色地农产品资蒜、洋葱产业地资源优势及外贸比较优势,提源和传统调味料,栽培历史悠久,栽培面积升生姜、大蒜、洋葱深加工水平及加快生姜、大,产量高."%%! 年我国大蒜、生姜、洋葱大蒜、洋葱产业化进程,均具有重要意义.<含青葱)栽培面积分别为、、$(- ’" !- #" !- *"! 生姜万 " ,产量分别为、、万 .生01 **% !* -% #> - ’ 2姜、大蒜、洋葱也是亚洲传统地药食两用植生姜< )属姜科姜!"#$"%&’ (>> "*"#+,& 6,78 - 物,含有多种生理活性成分,在保健和预防、属多年生草本宿根植物,是国际贸易中最重治疗慢性疾病等方面具有多种功效.近年要地根茎类香料,也是亚洲传统地药食两用来,随着人们对自身保健意识地增强,日益强植物.我国是生姜地发源地及主要出产国之调食品原料及添加剂地天然性、功能性与健一,大部分地区均有种植.作为一种历史悠康性,使得人们更加关注这些药食兼用地传久地香辛调味料,生姜广泛用于亚洲食物地统香辛调味料.而且,我国正式加入 345 已烹调中,同时也是常用地传统中医药材.[,]! 年多,因为我国包括劳动力在内地生产要 "-" 生姜地功能作用 " ! 素低廉,使我国地大蒜、生姜、洋葱原料在国生姜在我国作为药用已有悠久历史,传[]际贸易中具有明显地外贸比较优势 ! . 统医学认为味辛、性热,有温中散寒,回阳通现代医学研究证实,生姜、大蒜、洋葱广脉、燥湿消痰地功效.在汉方中生姜以干姜泛药理作用地基础是它们所含地风味物主治发热恶寒、头痛、身痛、镇吐、解毒等用于[]质 " .因此,必须采取高效地风味物质提取种种方剂,自古以来广为应用.现代医学研手段,最大限度地提取、富集大蒜、生姜、洋葱究证实,生姜具有保肝利胆、健胃止吐、促进风味物质,提高生姜、大蒜、洋葱加工品地技血液循环、调节中枢神经、消炎、抗菌、杀虫等术含量.并通过相关医学实验地证实,开发作用,最近地医学研究又发现,生姜具有抗凝生理功能明确,量效关系、构效关系明确地第血、升压、降血脂、抗衰老、抗肿瘤等作用.[]# 代功能性调味料.而超临界流体萃取技 "-# 生姜地功能成分及提取方法 $ % &术、分子蒸馏技术等是国际新型食品制造技已有地研究和实践均表明,生姜主含地术,以此为依托研究开发第 # 代功能调味料挥发油———姜精油和辛辣成分———姜油树脂及高附加值天然香精,对于保持我国生姜、大是生姜起疗效地组分.迄今,已发现姜精油第一作者:博士,副教授 .国家资助项目< )! (*# +, -"%%!.."$(%"!收稿时间: ,改回时间:"%%# / %& / %" "%%# / %& / #%&’----------------------- Page 2-----------------------食品与发酵工业 0112 342 4 :42。
文档从互联网中收集,已重新修正排版,word格式支持编辑,如有帮助欢迎下载支持。 1word格式支持编辑,如有帮助欢迎下载支持。 大蒜提取物微胶囊技术研究 微胶囊技术(Microencapsulation),定义:是微量物质包裹在聚合物薄膜中的技术,是一种储存固体、液体、气体的微型包装技术。具体来说是指将某一目的物(芯或内相)用各种天然的或合成的高分子化合物连续薄膜(壁或外相)完全包覆起来,而对目的物的原有化学性质丝毫无损,然后逐渐地通过某些外部刺激或缓释作用使目的物的功能再次在外部呈现出来,或者依靠囊壁的屏蔽作用起到保护芯材的作用,微胶囊的直径一般为 1~500μm,壁的厚度为 0.5~150μm,目前已开发了粒径在 1μm 以下的超微胶囊。微胶囊粒子在某些实例中扩大到 0.25~1000μm。当微胶囊粒径小于 5μm 时,因布朗运动加剧而不容易收集;当粒径大于 300μm 时,其表面摩擦系数会突然下降而失去微胶囊作用。一般胶囊膜壁厚度为1-30μm。化妆品中用的多为32μm 和180μm 。超薄壁微胶囊膜壁厚度为0.01μm。国外微胶囊已用于遮盖霜、保湿剂、口红、眼影、香水、浴皂、香粉等中。微胶囊能够提高产品的稳定性,防止各种组分之间的相互干扰。 大蒜(Allium satIVUM I..)是百合科多年生宿根草本植物,世界各地均有栽培。大蒜及其特种风味物质具有诸多的保健功能和良好的经济开发前景。利用超临界C():萃取等技术提取大蒜的有效成分时,由于萃取物的主要成分是二烯丙基二硫化物、二烯丙基三硫化物、二烯丙基四硫化物、二甲基二硫醚、二丙烯基硫醚等几十种含硫风味物质,这些物质大都易挥发,在空气中易受光和热的影响而变质,加之将大蒜提取物直接应用于食品加工还会引起食品风味的变化。因此,利用现代食品工业技术——微胶囊技术将大蒜的超临界CO2萃取物制成微胶囊化产品,可避免大蒜提取物的挥发损失和外界因素引起的氧化变质,提高储存、运输和应用的方便性。鉴于此,本研究探讨了大蒜超临界提取物制备微胶囊的方法。 1材料与方法 1.1材料与设备 蔡家坡大蒜(Allium sativum l.,栽培种)、海藻酸钠(Sodium alginate,化学纯)、氯化钙(Calcium chloride,分析纯)、高浓度Co2气体、单甘酯(Glyc— erin Monostearate,食用级)、吐温一80(Tween一80,化学纯)。 121—50—1型超临界Co2萃取设备、气流式锐孔一凝固浴制囊装置、FJ一200文档从互联网中收集,已重新修正排版,word格式支持编辑,如有帮助欢迎下载支持。 2word格式支持编辑,如有帮助欢迎下载支持。 高速分散均质机、101—1干燥箱、XSP一209双目生物显微镜。 1.2试验方法 1.2.1 大蒜提取物的超临界Co2提取将新鲜大蒜去皮,用粉碎机粉碎,然后置于超临界co2萃取釜中,萃取4 h即得到乳白色粘稠的大蒜提取物。 1.2.2 海藻酸钠溶液的配制 在烧杯中倒入适量的水,加人海藻酸纳,待其基本溶解后,用高速分散均质机均质2 min,直至全部溶解。 1.2.3心材的混合与乳化首先,将乳化剂加人海藻酸钠水溶液中,并混匀,然后将大蒜提取物倒入,用高速分散均质机均质,使其形成均匀的乳化液,不能出现油滴聚集上浮的现象。 1.2.4 气流式锐孔一凝固浴制囊装置 为了自动、连续、快速地大量生产微胶囊,对气流式锐孔一凝固浴制囊装置作了许多改进,研制了如图1所示的实验装置。气流式锐孔一凝固浴制囊装置主要由氮气瓶、注射器、喷头、接收器等组成。装置运转时,氮气瓶中的高压氮气通过减压阀输入喷头;在注射器内装有海藻酸钠与心材的乳化液,以一定速度挤压注射器内的乳化液,乳化液经注射器针头流出,与此同时,被输入喷头的高速氮气流雾化成小液滴,落入盛有CaCl:溶液的接收器内,固化成海藻酸钙微胶珠。微胶珠经蒸馏水洗涤,干燥成为微胶囊。通过调整减压阀压力和注射器推进速度,可以改变微胶囊大小。 1.3微胶囊化效果评定 1.3.1 干燥率的计算 参照GB5497—85,将干燥的微胶囊产品置于烘箱内,105 C下烘干2~3 h,至恒重时称重。干燥率/%=(湿微胶囊量一干燥的微胶囊产品量)/湿微胶囊的总含水量×100%。 1.3.2 大蒜提取物有效成分的测定 采用“加成法”测定。 1.3.3 大蒜提取物微胶囊化效果的评定微胶囊化效果可用微胶囊化效率或包埋率来衡量。微胶囊包埋率/9/5一微胶囊包埋油量/微胶囊总含油量×100%=(1-微胶囊表面油量/微胶囊总油含量)×100%。 1.3.4 大蒜提取物微胶囊收得率的计算 微胶囊收得率/%=(微胶囊总重量/固形物投料总重量)×100%。 1.4喷雾造粒中最佳工艺条件的正交试验 采用正交试验优化喷雾造粒工艺条件。用肉眼观察所得微胶囊外形及微胶囊颗粒文档从互联网中收集,已重新修正排版,word格式支持编辑,如有帮助欢迎下载支持。 3word格式支持编辑,如有帮助欢迎下载支持。 均匀度,以1~10为评分指标对产品进行综合评分,微胶囊产品评分指数越高,产品状态质量越好,将最好的产品评为10分,最差的产品评为1分,并对试验因素作回归分析,建立回归方程。 1.5微胶囊包埋率的影响因素研究 微胶囊被包物质称为心材,包埋物质称为壁材。在均质时间、CaCl:浓度、液面距、不同粘度的物料流速、气压等参数最优的条件下,对壁材浓度、壁材和心材质量比、乳化剂种类和用量做L16(4 3)正交试验,以微胶囊包埋率为指标,确定最佳工艺参数。 2结果与分析 2.1 喷雾造粒中最佳工艺条件的正交试验结果 由表1可以看出,影响微胶囊状态质量的3个因素中,物料粘度对微胶囊产品形态影响最大;喷雾造粒中最佳工艺条件为物料粘度2 590 mPa·s,物料流速0.4 mL/s,喷雾气体压力0.15 MPa。 对物料流速(X1)、喷雾气体压力(X2)、物料粘度(X3)与微胶囊产品感官综合评分结果(y)作回归分析,其回归方程为: y=-17.295 515+30.195 708xl+48.469 169x2+0.010 297x3—28.125 000x;一5.296 034x~x2—150.000 000x2/2;-0.000 386X3 Xl一O.000 433 T322—0.000 001 535 T;,式中,l≤y≤10,因素X1,X3,X2/1,X2/3在水平α=O.05下均显著。 2.2 影响微胶囊包埋率的因素 包埋率是微胶囊产品质量的一个重要指标,包埋率越高,说明在生产过程中心材物质在微胶囊表面粘附量越小,心材的损失越少。由表2可以看出,影响微胶囊包埋率的3个因素中,壁材与心材质量比对微胶囊的包埋率影响最大,当壁材:心材为1:0.5时,大蒜提取物的心材包埋率最高,但是此条件下微胶囊产品的壁材浪费较大,心材包埋量较低。当壁材:心材为1:1时,虽然产品的包埋率略有降低,但壁材浪费较小,因此,壁材和心材质量比以1:1为宜。对大蒜提取物微胶囊产品包埋率产生次要影响的是乳化剂配比,以配方4(0.2%吐温一80+0.1%单甘酯)为最佳乳化剂配比;壁材浓度以27.5 mg/g为最佳。 2.3大蒜提取物微胶囊产品的物理性质 经优化配方和工艺制成的大蒜提取物微胶囊,产品收得率为71.22%,包埋率文档从互联网中收集,已重新修正排版,word格式支持编辑,如有帮助欢迎下载支持。 4word格式支持编辑,如有帮助欢迎下载支持。 为86.88%。产品气味纯正,无异味;颜色乳白;颗粒细腻、均匀,大多呈球状,粒度大致分布在20~70 pm,平均粒度为52.3μm;干燥,不结块,水分含量为5.03%;流动性好,自流角约为35。。 3 讨论 3.1微胶囊化的方法 锐孔法微胶囊技术与喷雾干燥法相比较,技术装置较简单,投资少。但喷雾干燥法生产能力高,且有现成设备,操作灵活,成本也低,只是设备庞大,一次性投资较多。喷雾干燥法微胶囊技术虽然已经比较成熟,但仍有其难以克服的缺点,如对于易挥发的成分或高热敏性的成分包埋不成功。由于锐孔法是在低温条件下对物料微胶囊化,因此对在高温条件下易挥发、分解、变性的物料,锐孔法不失为一种比较理想的微胶囊化技术。锐孔法在食品工业中的应用虽然目前尚不十分广泛,但经研究者努力,其应用范围可能越来越大。 3.2微胶囊产品的收得率 本试验微胶囊产品收得率比较低,原因主要有2个方面:一是部分液料在收集器皿壁上粘结;二是试验中投入液料少,微胶囊洗涤过滤后,有大量的 CaCl2流失。因此,在选择大的收集容器和提高液料投入量后会有效提高产品的收得率。 微胶囊的功能 1 粉末化 将不易加工贮存的气体、液体原料固体化,从而提高其溶解性、流动性和贮藏稳定性,如粉末香精、粉末食用油脂、粉末乙醇等。例如:将液体油脂作为心材,选择适当的壁材,运用微胶囊技术就可产生出固体粉末油脂,非常方便地添加于各种食品原料中。有报导说,在国外,目前约有数十种微胶囊产品的粉末油脂作为食品工业原料,应用于各类营养保健食品或功能型食品。 2 降低挥发性 防止风味成分的挥发,减少风味损失。 3 降低毒性 减少食品添加剂的毒理作用等,如硫酸亚铁阿司匹林等药物包裹后,可通过控制释放速度来减轻对肠胃副作用。对于制药工业来说,可采用微胶囊技术制造靶制剂,达到定向释放效果。 4 提高物质的稳定性(易氧化,易见光分解,易受温度或水分影响的物质) 许多食品添加剂制成微胶囊产品后,由于有壁材的保护,能够防止其氧化,