乳清蛋白肽螯合钙的制备及其微胶囊化的研究--《华南理工大学》2014年硕士论文
乳清蛋白肽螯合钙的制备及其微胶囊化的研究
【摘要】：本文以乳清蛋白、氯化钙、卵磷脂为原材料，制备乳清蛋白肽螯合钙及其微胶囊。研究了碱性蛋白酶酶解乳清蛋白、乳清蛋白肽与钙离子螯合及肽钙微胶囊化的最优工艺条件。探究了乳清蛋白肽与钙离子螯合的机理与规律，测定了肽钙微胶囊的性质与结构。采用体外模拟消化技术，比较自制样品与市售补钙剂的消化性能。主要结论如下，
1.研究了各因素对碱性蛋白酶酶解乳清蛋白效率的影响，结果表明：随着酶解时间延长、E/S的增大，乳清蛋白水解度逐渐增大后趋于定值；随着酶解温度的升高、溶液初始pH的增大，水解度先增大后减小；随着底物浓度的增加，水解度逐渐减小。最佳酶解工艺：酶解温度为60℃、溶液初始pH为10.5、E/S为0.06、酶解时间为5h。该条件下的乳清蛋白水解度为32.60%，HPSEC分析得到乳清蛋白肽的分子量大多在300-6000Da。
2.研究了各因素对生产乳清蛋白肽螯合钙的影响，结果表明：随着肽钙质量比增加、反应液初始pH值增大、反应温度升高，钙离子螯合率先增大后减小；随着钙盐质量增加，产物钙含量逐渐增大后趋于定值；随着反应时间延长，钙离子螯合率逐渐增大后趋于定值。最佳反应工艺：乳清蛋白肽与钙盐质量比为1:5，多肽溶液初始pH为10.5，反应温度为65℃，反应时间为50min，所得产物易溶于水，钙含量为10.5%±0.5%，钙螯合率为7.45%。
乳清蛋白肽与钙反应后，官能团NH2-、COO-的红外吸收峰会发生偏移，NH2-、COO-的出峰波长与乳清蛋白肽螯合钙的钙含量呈线性关系；紫外扫描光谱在200nm左右的波峰发生紫移；原乳清蛋白肽中与钙结合的主要基团是NH2-，加入钙盐螯合反应时，钙离子主要与COO-螯合。XRD图谱在衍射角32°、45°出现新峰。
3．研究了各因素对生产肽钙微胶囊芯材包埋率的影响，结果表明：随着壁材质量分数增大、溶液浓度增大、进风温度升高、进料泵速加快、超声处理时间延长，芯材包埋率先增大后减小。最佳生产工艺为：壁材质量分数40%，超声波时间20min，喷雾干燥进风温度为145℃，进料泵速为7r/min。此时，芯材包埋率为68.88%。肽钙微胶囊粒径主要分布在2-10um，易分散在酸性溶液。
4.研究卵磷脂添加量对肽钙消化性的影响，结果表明：模拟胃部消化，肽钙释放率与卵磷脂添加量不成正比，与包埋率成反比；模拟肠道消化，肽钙吸收率在100min前与包埋率成正比，3h后与卵磷脂添加量成正比。
各补钙剂的体外模拟消化性能对比结果：模拟胃部消化1h后，钙离子释放率为：钙尔奇乐力钙≈实验室肽钙新西兰微囊乳钙实验室微囊乳钙。模拟肠道消化3h后，钙离子吸收率为：实验室微囊乳钙实验室肽钙≈乐力钙新西兰微囊乳钙≈钙尔奇钙。
【关键词】：
【学位授予单位】：华南理工大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2014【分类号】：TS218【目录】：
摘要5-7Abstract7-12第一章 绪论12-25 1.1 补钙剂的研究与发展12-14
1.1.1 钙的生理功能及营养状况12-14
1.1.2 补钙剂的发展历程14 1.2 乳清蛋白的开发利用14-17
1.2.1 乳清蛋白的来源与成分14-15
1.2.2 乳清蛋白的营养价值15-16
1.2.3 乳清蛋白肽的功能与制备方法16-17 1.3 蛋白肽螯合钙的研究进展17-19
1.3.1 蛋白肽螯合钙的发展历程17-18
1.3.2 蛋白肽螯合钙的功能18-19
1.3.3 蛋白肽螯合钙的制备方法19 1.4 微胶囊技术19-23
1.4.1 微胶囊技术概况19-20
1.4.2 制备微胶囊的方法20-22
1.4.3 蛋白肽与矿物质微胶囊化的研究现状22-23 1.5 立题依据和主要研究内容23-25
1.5.1 立题依据及意义23-24
1.5.2 主要研究内容24-25第二章 乳清蛋白肽的制备工艺研究25-37 2.1 引言25 2.2 实验材料、试剂及仪器25-26
2.2.1 实验材料25
2.2.2 主要试剂25
2.2.3 主要仪器25-26 2.3 实验方法26-30
2.3.1 乳清蛋白酶解工艺流程26
2.3.2 酶解单因素试验设计26-28
2.3.3 酶解正交试验设计28
2.3.4 指标与测定方法28-30
2.3.5 酶解液分子量分布的测定30 2.4 结果与讨论30-36
2.4.1 乳清蛋白原料的蛋白含量30
2.4.2 高温预处理对乳清蛋白酶解效率的影响30-31
2.4.3 酶解单因素实验结果31-34
2.4.4 酶解正交实验结果34-35
2.4.5 酶解液的分子量分布结果35-36 2.5 本章小结36-37第三章 乳清蛋白肽螯合钙的制备工艺与性质结构研究37-57 3.1 引言37 3.2 实验材料、试剂及仪器37-38
3.2.1 实验材料37
3.2.2 主要试剂37
3.2.3 主要仪器设备37-38 3.3 实验方法38-43
3.3.1 钙盐的分析与选择38
3.3.2 乳清蛋白肽与钙螯合的工艺流程38-39
3.3.3 螯合反应单因素实验设计39-40
3.3.4 螯合反应正交试验设计40
3.3.5 乳清蛋白肽螯合钙的分离与纯化40-41
3.3.6 游离钙离子与多肽的检测41
3.3.7 测定钙离子含量41-42
3.3.8 螯合率的测定与计算42
3.3.9 乳清蛋白肽螯合钙的性质与结构分析42-43
3.3.10 不同质量钙盐制得肽螯合钙的性质与结构差异43 3.4 结果与讨论43-55
3.4.1 沉淀分离螯合钙的乙醇最少体积43-44
3.4.2 螯合反应单因素试验结果44-48
3.4.3 螯合反应正交试验结果48-49
3.4.4 乳清蛋白肽螯合钙的性质与结构分析结果49-52
3.4.5 不同质量钙盐制得肽螯合钙的性质与结构差异52-55 3.5 本章小结55-57第四章 乳清蛋白肽螯合钙微胶囊化的工艺研究57-70 4.1 引言57 4.2 实验材料、试剂及仪器57-58
4.2.1 实验材料57
4.2.2 主要试剂57
4.2.3 主要仪器设备57-58 4.3 实验方法58-61
4.3.1 微囊化方法与壁材的分析与选择58
4.3.2 肽钙微胶囊化的工艺流程58
4.3.3 肽钙微胶囊化的单因素实验设计58-60
4.3.4 肽钙微胶囊化的正交实验设计60
4.3.5 包埋率的测定与计算60-61
4.3.6 肽钙微胶囊的性质与结构测定61 4.4 结果与讨论61-68
4.4.1 肽钙微胶囊化的单因素实验结果61-65
4.4.2 肽钙微胶囊化的正交实验结果65-66
4.4.3 肽钙微胶囊的性质与结构测定结果66-68 4.5 本章小结68-70第五章 不同产品体外模拟消化吸收的效果研究70-78 5.1 引言70 5.2 实验材料、仪器及试剂70-71
5.2.1 实验材料70
5.2.2 主要试剂70-71
5.2.3 主要仪器设备71 5.3 实验方法71-72
5.3.1 卵磷脂添加量对钙离子吸收率的影响71
5.3.2 不同产品钙离子吸收率的对比71
5.3.3 体外模拟人体胃部环境消化工艺71
5.3.4 体外模拟人体肠道环境消化工艺71-72
5.3.5 钙离子吸收率的测定与计算72 5.4 结果与讨论72-77
5.4.1 卵磷脂添加量对钙离子吸收率的影响结果72-74
5.4.2 不同产品钙离子吸收率的对比结果74-77 5.5 本章小结77-78结论与展望78-81 一. 结论78-79 二. 本论文的创新之处79-80 三. 展望80-81参考文献81-86攻读硕士学位期间取得的研究成果86-87致谢87-88附件88
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