番茄红素纳米分散体的制备及稳定性研究

论文摘要

番茄红素是一种重要的功能性脂质体,具有淬灭单线态氧和清除过氧化自由基、调控肿瘤细胞增殖等多种生物学作用,但由于具有较强的疏水性,限制了其使用范围。采用纳米技术制备番茄红素纳米分散体,增大了番茄红素与胃肠道细胞的有效接触面积,从而提高其吸收率和生物利用率,这对于改善番茄红素的水溶性具有重要的意义。本论文对番茄红素纳米分散体的制备工艺进行了研究,选用有机溶剂溶解/混合乳化/溶剂蒸发的方法制备得到了粒径分布范围在90-250 nm之间的番茄红素纳米分散体,并对番茄红素纳米分散体的稳定性进行了初步探讨。研究的主要内容包括:首先以产品色泽和粒径分布为指标探讨了番茄红素纳米分散体的配方工艺。在乳化剂Tween-20,乳化剂用量0.5%（W/W）,有机溶剂乙酸乙酯,有机相:水相比例2:8（V/V）,番茄红素含量0.7 %（W/W）的条件下,制备得到番茄红素纳米分散体的Z-均粒径为93.87 nm,分散性较好。产品在冰箱贮存120 d,其粒径大小与分布与初始样品相比各项统计指标均无显著性变化,相当稳定。比较了超声乳化法、高速剪切乳化法对番茄红素纳米分散体的影响,并选定了超声乳化作为产品的纳米化方法。然后以吸光度变化率、产品色泽和粒径分布为评价指标对超声各工艺参数进行了优化:当超声功率为468W（总功率650 W的72 %）,超声时间3 s,超声间隔时间2 s,超声总时间4.2 min时,超声2次,此时产品的粒径可达113.56nm,吸光度变化率为4.98 %。根据在不同超声功率下得到产品的粒径分布得出Z-均粒径和超声功率具有较好的相关性,随着超声功率的增大,产品的Z-均粒径随之减小。由于体系在不同的纳米级别可能具有不同的性质,因此可以通过控制生产的工艺参数来获得所期待粒径分布范围的纳米级别产品;Z-均粒径和吸光度变化率也有一定的相关性,因此采用吸光度变化率作为评价指标是有一定可行性的。采用HPLC测定番茄红素纳米分散体样品中的番茄红素浓度为48.70μg/mL,采用顶空进样法测定样品乙酸乙酯的残留量为6.853μg/mL,远远小于国家标准。对样品的稳定性进行研究,发现番茄红素纳米分散体对光敏感,在不同光照条件下,番茄红素纳米分散体的保留率均高于番茄红素普通制品;温度越高对番茄红素纳米分散体的稳定性影响越大;氧化剂H2O2对番茄红素纳米分散体稳定性的影响很大,氧化剂的浓度越高,对其影响越大;抗坏血酸并没有起到稳定番茄红素纳米分散体的作用,反而在一定条件下具有促氧化作用。除了Fe3+、Cu2+、Al3+外,Mg2+、Fe2+、Na+、K+等金属离子对番茄红素纳米分散体稳定性的影响不大。防腐剂山梨酸钾和苯甲酸钠、糖类和柠檬酸等常见食品添加剂对番茄红素纳米分散体的稳定性影响很小。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 番茄红素
• 1.1.1 番茄红素结构
• 1.1.2 番茄红素的物理化学性质
• 1.1.3 番茄红素的生理功能
• 1.1.4 番茄红素的作用机制
• 1.2 纳米技术
• 1.2.1 纳米粒子的基本特性
• 1.2.2 纳米食品的特征和应用
• 1.2.3 纳米食品的加工技术
• 1.2.4 纳米食品的研究现状
• 1.3 本课题的立题背景及意义
• 1.4 本课题研究的主要内容
• 第二章 番茄红素纳米分散体配方的优化
• 2.1 前言
• 2.2 实验材料与设备
• 2.2.1 实验材料
• 2.2.2 实验设备
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 番茄红素纳米分散体的制备方法
• 2.3.2 番茄红素纳米分散体色泽的测定
• 2.3.3 离心实验
• 2.3.4 番茄红素纳米分散体粒径的测定
• 2.3.5 番茄红素纳米分散体配方工艺条件的优化
• 2.3.6 数据分析
• 2.4 结果与讨论
• 2.4.1 乳化剂的选择
• 2.4.2 乳化剂用量的确定
• 2.4.3 有机溶剂的选择
• 2.4.4 有机相和水相比例对番茄红素纳米分散体的影响
• 2.4.5 正交试验设计影响因素和水平的确定
• 2.4.6 番茄红素纳米分散体配方的优化
• 2.4.7 番茄红素纳米分散体的粒径分布
• 2.4.8 贮藏时间对番茄红素纳米分散体粒径的影响
• 2.5 本章小结
• 第三章 番茄红素纳米分散体制备工艺的研究
• 3.1 前言
• 3.2 实验材料与设备
• 3.2.1 实验材料
• 3.2.2 实验设备
• 3.3 实验方法
• 3.3.1 番茄红素纳米分散体两种纳米化方法
• 3.3.2 番茄红素纳米分散体吸光度变化率的测定
• 3.3.3 番茄红素纳米分散体色泽的测定
• 3.3.4 番茄红素纳米分散体粒径的测定
• 3.3.5 番茄红素纳米分散体制备工艺条件的优化
• 3.3.6 数据分析
• 3.4 结果与讨论
• 3.4.1 两种纳米化方法对番茄红素纳米分散体的影响
• 3.4.2 超声功率对番茄红素纳米分散体的影响
• 3.4.3 超声总时间对番茄红素纳米分散体的影响
• 3.4.4 超声时间对番茄红素纳米分散体的影响
• 3.4.5 超声间隔时间对番茄红素纳米分散体的影响
• 3.4.6 响应面优化超声工艺条件
• 3.4.7 超声次数对番茄红素纳米分散体的影响
• 3.4.8 番茄红素纳米分散体粒径与超声工艺参数及吸光度变化率的关系
• 3.5 本章小结
• 第四章 番茄红素纳米分散体稳定性的研究
• 4.1 前言
• 4.2 实验材料与设备
• 4.2.1 实验材料
• 4.2.2 实验设备
• 4.3 实验方法
• 4.3.1 番茄红素纳米分散体浓度的测定
• 4.3.2 番茄红素纳米分散体中乙酸乙酯残留量的测定
• 4.3.3 光对番茄红素纳米分散体稳定性的影响
• 4.3.4 温度对番茄红素纳米分散体稳定性的影响
• 4.3.5 pH 对番茄红素纳米分散体稳定性的影响
• 4.3.6 氧化剂对番茄红素纳米分散体稳定性的影响
• 4.3.7 还原剂对番茄红素纳米分散体稳定性的影响
• 4.3.8 金属离子对番茄红素纳米分散体稳定性的影响
• 4.3.9 常见防腐剂对番茄红素纳米分散体稳定性的影响
• 4.3.10 糖类对番茄红素纳米分散体稳定性的影响
• 4.3.11 柠檬酸对番茄红素纳米分散体稳定性的影响
• 4.3.12 番茄红素纳米分散体保留率的测定
• 4.4 结果与讨论
• 4.4.1 番茄红素纳米分散体浓度的测定
• 4.4.2 番茄红素纳米分散体样品中乙酸乙酯残留量的测定
• 4.4.3 番茄红素纳米分散体水溶性的改善
• 4.4.4 光对番茄红素纳米分散体稳定性的影响
• 4.4.5 温度对番茄红素纳米分散体稳定性的影响
• 4.4.6 pH 对番茄红素纳米分散体稳定性的影响
• 4.4.7 氧化剂对番茄红素纳米分散体稳定性的影响
• 4.4.8 还原剂对番茄红素纳米分散体稳定性的影响
• 4.4.9 金属离子对番茄红素纳米分散体稳定性的影响
• 4.4.10 常用食品添加剂对番茄红素纳米分散体稳定性的影响
• 4.5 本章小结
• 全文工作总结和展望
• 1 本文研究总结
• 2 工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文