改性短直链淀粉对不同构型风味物质包合表征及稳定性研究

发布时间：2020-07-03 18:52

【摘要】：香料香精的利用逐年增长,其中风味物质对决定香料香精质量起到举足轻重的作用。但风味物质本身易挥发,溶解度低,水溶性偏少等因素严重影响香精的使用和储藏,且会对环境造成很大的影响。另外风味物质容易受到环境条件影响导致香气散失。目前常采用包埋的方法来延缓风味物质的释放,降低挥发性。其中淀粉与风味化合物之间的包合作用影响着食品体系风味物质的稳定性,是食品科学研究的热点。为了解不同构型风味物质与改性直链淀粉所形成包合物的理化性质,由于其风味类型常被用于改善卷烟香气质量上,因此,本课题重点对其包合物的结构及稳定性进行研究,并将其在卷烟纸中进行应用,以验证其合理性。首先采用普鲁兰酶水解蜡质玉米淀粉的方法制备了具有螺旋结构的短直链淀粉,通过发生酯化反应得到双亲性辛烯基琥珀酸短直链淀粉(OSA-SGC),后称改性短直链淀粉。将其作为壁材用于线性(正己醛、正庚醛、正辛醛)、环状(γ-己内酯、γ-庚内酯、γ-辛内酯)、立体状(2,5-甲基-吡嗪、2,3,5-三甲基-吡嗪、2,3,5,6-四甲基-吡嗪)三种不同构型风味物质的包埋,并对其理化性质和包埋情况进行表征。之后探究离子强度和溶剂效应对不同构型风味物质微胶囊的稳定性影响等。主要结论如下:1.以下表征手段证明风味物质包合物的形成:从FTIR图谱发现,风味物质混合物中,红外吸收光谱表现出风味物质和壁材特征吸收峰存的叠加。风味物质包埋物中,三种线性风味物质的特征峰消失,表示三种线性风味物质都被包埋进改性短直链淀粉螺旋结构中去,说明微胶囊的形成。TGA中包埋物和混合物的重量损失对应的温度差异可以得出风味包埋物稳定性得到了提高,线性到立体状分子平均降解速率对应的温度为:298℃、307℃、315℃,可以得出稳定性关系:线性环状立体状。XRD结果显示风味物质、风味物质混合物和风味物质包埋物三者之间晶型结构存在明显差异,主要表现在图谱中峰的数目、峰形差异和位置,这些结果表明风味物质包合物已形成新的物象。SEM显示形成的风味物质微胶囊是球状,不同构型的风味物质微胶囊粒径在90~180 nm,同一构型中,其包埋率表现出随碳原子数的增加而逐渐增加的趋势,最大包埋率和载药量分别达到了77.83%,30.91%。2.GC分析包埋物在干性和湿性条件下微胶囊的稳定性,得出微胶囊置于水溶液的条件下,风味物质的散失明显高于在干性条件下的释放量,由此可以得出,水分对微胶囊的稳定性一定的影响。利用LUMsizer测试离子强度和溶剂效应对风味物质微胶囊稳定性影响,发现盐浓度对不同构型风味物质的稳定性影响不大,且低浓度和高浓度的NaCl对不同构型风味物质的稳定性没有明显区别,整体透光率不变,没有明显颗粒迁移现象。在不同浓度的DMSO溶剂中时,发现较低浓度的DMSO微胶囊溶液更加稳定,高浓度的DMSO溶剂中,整体透光率明显下降,说明体系不稳定,有明显的颗粒迁移现象,是因为DMSO对氢键有一定的破坏能力,造成微胶囊解离,微胶囊体系分散。3.通过溶剂混溶法制备风味物质微胶囊,并采用表面施胶的方式添加到卷烟纸中。专业感官评析发现,通过包埋风味物质再将其运用到卷烟纸中,相比空白卷烟和未包埋的风味物质直接涂敷的方法,包埋的风味物质微胶囊提高了卷烟纸的抽吸舒适感,增加了香气强度和柔和度,减少了卷烟的刺激性和杂气。
【学位授予单位】：上海应用技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TS264.3
【图文】：

第 4 页上海应用技术大学 硕士学位论文淀粉的亲水的官能团如羟基基团，可以与水分子一起构成亲水性外壳，包覆在内核外面，形成核-壳构型的胶束。辛烯基琥珀酸酐改性的淀粉生成示意图如图 1.1 所示，羧基因为亲水导致其在均质的时候会一齐聚集在水中，而辛烯基则偏向油的一边，这样有序的排列即可形成致密的薄膜继而增加了体系的稳定性。再利用改性短直链淀粉胶束内部疏水外部亲水的特性包埋难溶于水的不同构型的风味物质。改性短直链淀粉包埋风味物质的方式可根据螺旋的大小(与每个螺旋转动的葡萄糖单体数目相对应)或 Vh-直链淀粉在晶体结构中的堆积程度来分类。例如线性风味化合物，如癸醛和己醛，每个螺旋可与 6 个葡萄糖单位形成直链淀粉复合物，并产生 Vh 直链淀粉或 V6I 晶型。根据配体的大小，风味化合物可能被包埋在直链淀粉螺旋(Vh 直链淀粉或 V6I)内，也可能被包埋在结晶直链淀粉螺旋(V6II，V6III)之外(图 1.2)。此外，由于螺旋表面比内部更亲水，疏水风味化合物倾向于留在螺旋内，而亲水风味化合物则倾向于被包埋在螺旋之间[33]。

每个螺旋可与 6 个葡萄糖单位形成直链淀粉复合物，并V6I 晶型。根据配体的大小，风味化合物可能被包埋在直链淀粉螺I)内，也可能被包埋在结晶直链淀粉螺旋(V6II，V6III)之外(图 1.2比内部更亲水，疏水风味化合物倾向于留在螺旋内，而亲水风味在螺旋之间[33]。图 1.1 辛烯基琥珀酸酐和改性短直链淀粉酯化反应示意图.1 Diagram of esterification of octenyl succinic anhydride and modified short am

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本文编号：2740040