微纖化纖維素對β-胡蘿蔔素之包覆作用

Encapsulation of β-Carotene by microfabrillated Cellulose

莊鍇恩(Kai-En Chuang)

指導教授 ： 葉安義

國立臺灣大學/生物資源暨農學院/食品科技研究所/碩士(2017年)

https://doi.org/10.6342/NTU201702756

摘要

包覆技術（encapsulation）目前在食品工業中被廣為應用，利用壁材（wall material）包裹於心材（core）之外，隔絕外界環境如：光照、氧氣、溫度對目標物質之影響，提供保護以提升其化學安定性。前人研究指出濕式介質研磨（Media milling）纖維素有做為包覆壁材之潛力，且文獻亦指出微纖化纖維素具有很好的阻隔性質（barrier property）。因此本實驗透過介質研磨，並加上數次循環之高壓均質作為將纖維素微纖化的方法，以其作為壁材，使用噴霧乾燥（spray drying）包覆β-胡蘿蔔素，探討其對於包覆效果的影響；並藉由儲存安定性試驗，來評估研磨纖維素給予β-胡蘿蔔素的保護效果。
在本實驗中，以經過45分鐘介質研磨的5.5 %（w/w）的纖維素，以高剪切均質（Ploytron）5分鐘或1-5次循環之20000 psi高壓均質（HPH1-5）的方式與
β-胡蘿蔔素混合，接著以進料溫度130 oC進行噴霧乾燥包覆。隨著高壓均質循環次數的增加，研磨纖維素與微纖化程度提高，電子顯微鏡之觀察影像可以看到其形貌從成團的組織，變成細長的微纖維，並且在機械力的作用下有纏繞的現象。且懸浮液黏度隨著均質程度上升而提高。經光學顯微鏡可以看到高壓均質處理後的β-胡蘿蔔素能被均勻的分散成碎片散佈於研磨纖維素中。包覆效果部分以HPH1最佳，裝載率、包覆率與β-胡蘿蔔素回收率分別達54.24 %、37.70 %及69.50 %。儲存安定性實驗的結果顯示，在冷藏及室溫的避光條件下，研磨纖維素的包覆能提升β-胡蘿蔔素的安定性，以HPH1效果最佳，分別達86.84 %及25.75 %。而光照儲存下保護效果則有限。研磨纖維素為具有潛力的β-胡蘿蔔素包覆材料，且綜合包覆效果及儲存安定性的實驗結果，顯示高壓均質一次能得到較佳產物。

關鍵字

纖維素 ； β-胡蘿蔔素 ； 包覆技術 ； 高壓均質 ； 噴霧乾燥 ； 儲存安定性

並列摘要

Encapsulation is an expanding technique used in food industry. By coating sensitive target ingredient with wall material, many benefits will be provided. And one of the most important advantages is to improve the chemical stability. Light, heat and oxygen can be resisted by wall material, and extend shelf life of core. In this study, milled cellulose, a potential wall material, is used to encapsulate β-carotene by spray-drying. The influence of different homogenization methods of spray-dried infeed solution on encapsulation efficiency is investigated. And the effect of protection to β-carotene will be evaluated through storage stability analysis.
5.5 %(w/w) cellulose was media milled for 45 minutes, and then 3 % (cellulose base) β-carotene was added. The mixtures were processed by rotor-stator mixing (polytron) or 1-5 passes high pressure homogenization (HPH 1-5) to be infeed solution, and spray dried at 130 oC. It showed that the viscosity of infeed solution increased when HPH times increased, and particle size of cellulose became larger. HPH disperse β-carotene more evenly. HPH1 show highest effect of Encapsulation of β-carotene. During 28 days storage at dark conditions, β-carotene retention were increased after encapsulated. And half-life value was prolonged. It indicates that encapsulation can protect β-carotene from degradation when storage, and HPH1 is the best method to preparation the mixture.

並列關鍵字

cellulose ； beta-carotene ； encapsulation ； spray drying ； high-pressure homogenization ； storage stability

參考文獻

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