类胡萝卜素微胶囊化过程中的稳定性研究

论文摘要

本文以β-胡萝卜素为例,首先建立了对β-胡萝卜素行之有效的HPLC分析方法;然后深入研究了其在微胶囊制备过程中固体状态、溶剂溶解状态和高温油溶状态的稳定性;最后本文利用量子化学方法对β-胡萝卜素可能的反应机理进行了理论探索,建立了反应网络。通过本文的研究工作,类胡萝卜素微胶囊化过程中不同阶段的样品都能得到准确的检测;利用C30-HPLC方法,实现对β-胡萝卜素八种异构体的定性分析。关于β-胡萝卜素在微胶囊制备过程中的稳定性研究表明:β-胡萝卜素在固体状态时,保持环境无氧比降低储存温度更有效,严格充氮保护下的结晶样品即使在高温下也是非常稳定的;在正常加热温度下,β-胡萝卜素在溶解度好的溶剂（二氯甲烷和四氢呋喃）中更稳定,溶剂充氮会抑制异构化反应并有助于提高β-胡萝卜素的稳定性,添加单一抗氧化剂能显著影响除异构化反应外的其它副反应的进程;在140℃～180℃的高温油脂中,β-胡萝卜素的异构化反应主要发生在反应的前2～4小时,其后虽然保留率的自然对数与时间呈线性相关,却无法用一个简单的一级反应动力学模型来描述β-胡萝卜素的变化规律,β-胡萝卜素的稳定性随温度的升高而降低,同时减少高温油脂中的氧分压不一定能有助于提高β-胡萝卜素的稳定性,β-胡萝卜素在油脂中的稳定性随着油脂不饱和度的增加而得到提高,抗氧化剂只在较低的温度下才起积极作用。最后本文又研究了β-胡萝卜素熔融过程异构化反应的反应机理,认为当不存在其它外界因素时,三重态是主要的异构化反应的中间态;然后就以全反式β-胡萝卜素作为主要的反应起始物,建立了反应网络,从中发现:1)β-胡萝卜素分子在有氧环境中更容易被引发为三重态;2)三重态发生异构化、聚合和氧化等副反应都是很容易的;3)由对氧化过程的分析得到的副产物的结构很好地吻合了第四章的实验结果;4)不同溶剂对链引发和副反应的作用是不同的,第五章的部分实验现象在此反应网络中都得到了解释。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 类胡萝卜素
• 1.1.1 概述
• 1.1.2 类胡萝卜素的性质
• 1.1.3 类胡萝卜素的应用
• 1.1.4 类胡萝卜素的生物利用率及影响因素
• 1.2 类胡萝卜素的微胶囊化
• 1.2.1 微胶囊技术简介
• 1.2.2 微胶囊的制备方法
• 1.2.3 微胶囊尺寸和质量的影响因素
• 1.2.4 类胡萝卜素的微胶囊化方法
• 1.3 微胶囊化过程中存在的问题
• 1.4 课题的提出及研究任务
• 第二章 β-胡萝卜素的HPLC分析方法
• 2.1 前言
• 2.2 实验材料和设备
• 2.2.1 实验原料
• 2.2.2 试剂和药品
• 2.2.3 仪器和设备
• 2.3 分析检测方法
• 2.3.1 β-胡萝卜素结晶的紫外-可见分光光度法（UV）
• 2.3.2 β-胡萝卜素的高效液相色谱法（HPLC）
• 2.4 结果与讨论
• 2.4.1 β-胡萝卜素样品的HPLC分离
• 2.4.2 β-胡萝卜素熔融样品的HPLC-APCI-MS检测
• 2.4.3 顺式异构体的鉴定
• 2.5 本章小结
• 第三章 固体β-胡萝卜素的稳定性研究
• 3.1 前言
• 3.2 实验材料和设备
• 3.2.1 实验原料
• 3.2.2 试剂和药品
• 3.2.3 仪器和设备
• 3.3 实验方法
• 3.3.1 β-胡萝卜素熔融物的制备
• 3.3.2 热处理实验
• 3.3.3 HPLC分析
• 3.3.4 UV分析
• 3.3.5 元素分析
• 3.3.6 GPC分析
• 3.3.7 FT-IR分析
• 3.4 结果与讨论
• 3.4.1 β-胡萝卜素样品的异构化反应
• 3.4.2 β-胡萝卜素样品的保留率
• 3.4.3 β-胡萝卜素样品的元素分析
• 3.4.4 β-胡萝卜素样品的GPC分析
• 3.4.5 β-胡萝卜素样品的FT-IR分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 β-胡萝卜素在有机溶剂中的稳定性研究
• 4.1 前言
• 4.2 实验材料和设备
• 4.2.1 实验原料
• 4.2.2 试剂和药品
• 4.2.3 仪器和设备
• 4.3 实验方法
• 4.3.1 β-胡萝卜素溶液的热处理实验
• 4.3.2 HPLC分析
• 4.3.3 UV分析
• 4.4 结果与讨论
• 4.4.1 溶剂种类对β-胡萝卜素的影响
• 4.4.2 温度对β-胡萝卜素的影响
• 4.4.3 氧分压对β-胡萝卜素的影响
• 4.4.4 抗氧化剂对β-胡萝卜素的影响
• 4.5 本章小结
• 第五章 β-胡萝卜素在高温油脂中的稳定性研究
• 5.1 前言
• 5.2 实验材料和设备
• 5.2.1 实验原料
• 5.2.2 试剂和药品
• 5.2.3 仪器和设备
• 5.3 实验方法
• 5.3.1 β-胡萝卜素油溶液的热处理实验
• 5.3.2 HPLC分析
• 5.3.3 UV分析
• 5.4 结果与讨论
• 5.4.1 高温油脂中β-胡萝卜素的异构化反应
• 5.4.2 高温油脂中β-胡萝卜素的保留率变化
• 5.4.3 温度和氧分压对β-胡萝卜素稳定性的影响
• 5.4.4 油脂种类对β-胡萝卜素的影响
• 5.4.5 抗氧化剂对β-胡萝卜素的影响
• 5.5 本章小结
• 第六章 β-胡萝卜素反应机理的量子化学研究
• 6.1 前言
• 6.2 β-胡萝卜素异构化反应机理的研究
• 6.2.1 实验方法
• 6.2.2 结果与讨论
• 6.3 β-胡萝卜素的反应网络
• 6.3.1 反应网络的建立
• 6.3.2 气相反应网络的计算
• 6.3.3 溶剂对反应网络的影响
• 6.4 本章小结
• 第七章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 论文发表情况
• 致谢