【文章內(nèi)容簡介】 劑而獲得粉狀、顆粒狀、空心球或團(tuán)粒狀干燥產(chǎn)品的一種干燥方法[20]。該法能直接使溶液、乳濁液干燥成粉狀或顆粒狀制品，可省去蒸發(fā)、粉碎等工序。噴霧干燥傳熱快、水分蒸發(fā)迅速、干燥時(shí)間短的特點(diǎn)，且產(chǎn)品質(zhì)量好，質(zhì)地松脆，溶解性能也好，能改善某些制劑的溶出速率，適用于熱敏性藥物，此外，噴霧干燥還可用于制備微囊。缺點(diǎn)是能耗大，熱效率不高。 熱風(fēng)干燥熱風(fēng)干燥是以加熱后的空氣為媒介加熱物料，促進(jìn)水的蒸發(fā)，將物料表面水分去除的干燥方法，因其設(shè)備投資少，操作控制簡單，是目前應(yīng)用最廣泛的干燥技術(shù)。適合干燥玻璃器皿，固體，耐高溫的物品，不適合干燥粉末狀物品，腐蝕性物品。但熱風(fēng)干燥也存在弊端，其干燥耗時(shí)長，產(chǎn)品在干燥中處于高溫，被干燥物料表面可能會(huì)出現(xiàn)局部干裂現(xiàn)象，擴(kuò)大到整個(gè)外表面形成表面硬化。并且干燥過程中與氧氣長時(shí)間接觸，會(huì)使其中熱敏性營養(yǎng)元素和易氧化物質(zhì)被氧化，造成產(chǎn)品營養(yǎng)流失，從而影響產(chǎn)品的品質(zhì)和性質(zhì)。 真空冷凍干燥真空冷凍干燥，是將物質(zhì)凍結(jié)到共晶點(diǎn)溫度以下，使物質(zhì)中的水分變成固態(tài)冰，然后在較高的真空度下使冰直接升華成水蒸氣來除去物料中水分的干燥方法。由于真空干燥在低溫下進(jìn)行，適用熱敏性物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、微生物之類不會(huì)發(fā)生變性或失去生物活力；同時(shí)低溫會(huì)減小物料中的一些揮發(fā)性成分的損失，適合一些化學(xué)產(chǎn)品、藥品和食品干燥。此外。真空下進(jìn)行干燥，氧氣極少，因此一些易氧化、怕高溫環(huán)境的熱敏性物質(zhì)得到了保護(hù)。因?yàn)楦稍锖螽a(chǎn)品品質(zhì)有點(diǎn)顯著，目前真空干燥技術(shù)被國內(nèi)脫水蔬菜企業(yè)廣泛應(yīng)用。冷凍干燥在低溫下進(jìn)行，使蔬菜中的熱敏性物質(zhì)不易變性或失去活力，降低了營養(yǎng)成分和風(fēng)味物質(zhì)的損失，最大限度地保留了蔬菜原有的營養(yǎng)、味道、芳香和顏色。經(jīng)過凍干的蔬菜能保持原有體積，不易發(fā)生收縮現(xiàn)象， 內(nèi)部結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)疏松多孔海綿狀態(tài)，復(fù)水迅速，能保證脫水前后蔬菜品質(zhì)基本一致。 真空干燥真空干燥的過程就是將被待干燥物料置放在密閉的干燥室內(nèi)，用真空系統(tǒng)抽真空的同時(shí)對(duì)被干燥物料不斷加熱，使物料內(nèi)部的水分通過壓力差或濃度擴(kuò)散差到表面，水分子在物料表面獲得足夠的動(dòng)能，在克服分子間的相互吸引力后，逃逸到真空室的低壓空間，從而被真空泵抽走的過程。在真空干燥過程中，單位體積內(nèi)空氣的含量大于大氣中的含量，子啊這相對(duì)缺氧的環(huán)境下進(jìn)行食品干燥可以減輕食品中脂肪的氧化，色素褐變或其他氧化變質(zhì)等。另外，真空干燥的產(chǎn)品不易出現(xiàn)物料表面硬化，干裂，同時(shí)和真空冷凍干燥相比，具有干燥速率快、干燥時(shí)間短、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低[21]等優(yōu)點(diǎn)。 微膠囊技術(shù) 微膠囊簡介微膠囊技術(shù)是指通過特定的工藝手段將固體、氣體或液體包裹在一個(gè)微小密閉的膠囊之中的技術(shù)。包裹的過程即為微膠囊化，形成的微小粒子成為微膠囊，被包囊的物質(zhì)稱為芯材，包裹物質(zhì)稱之為壁材。微膠囊化后可以實(shí)現(xiàn)許多目的：改善被包裹物質(zhì)的物理性質(zhì)；使物質(zhì)免受環(huán)境的影響，提高物質(zhì)的穩(wěn)定性；屏蔽味道和氣味；降低物質(zhì)毒性；將不相容的物質(zhì)隔離；根據(jù)需要控制物質(zhì)的釋放等。微膠囊的直徑一般在2—200μm，％～30％ ，活性組分的包覆率在25％～95％。微膠囊可簡單地看作由芯材和壁材組成，食品工業(yè)中芯材的范圍很廣泛，可為油溶性、水溶性化合物或混合物，其狀態(tài)可為粉末、固體、液體或氣體?？砂竦奈锲酚泻芏喾N，如色素，維生素、甜味劑、風(fēng)味劑等。此外，食品中一些不易貯存的或?qū)ζ渌M分產(chǎn)生不良影響的物質(zhì)均可作為芯材。常用的壁材物質(zhì)有天然高分子、半合成高分子和合成高分子材料，視所包埋的芯材的性質(zhì)，油溶性芯材物質(zhì)需選水溶性壁材來包埋，水溶性芯材物質(zhì)則選油溶性壁材來包裹，即壁材不與芯材反應(yīng)，不與芯材混溶。食品工業(yè)中，壁材的選用還需根據(jù)產(chǎn)品的黏度、滲透性、吸濕性、溶解性及澄清度等因素來決定，并要求無毒、無嗅，對(duì)芯材無不良影響。目前應(yīng)用于食品工業(yè)中的微膠囊化方法有物理法，化學(xué)法和物理化學(xué)法。物理法包括噴霧干燥法，噴霧冷凝法，空氣懸浮法，多空離心法。化學(xué)法包括界面聚合法，分子包囊法，輻射包囊法。物理化學(xué)法包括水相分離法，油相分離法，擠壓法，銳孔法。而噴霧干燥法以其操作簡單、生產(chǎn)成本較低、生產(chǎn)全過程密閉、產(chǎn)品溶解性好、適用于工業(yè)化生產(chǎn)等顯著優(yōu)點(diǎn)，已成為目前國內(nèi)最普遍應(yīng)用的微膠囊化方法[22]。 微膠囊作用微膠囊技術(shù)應(yīng)用于食品工業(yè)，使許多傳統(tǒng)的工藝過程得到簡單化，同時(shí)也使許多用通常技術(shù)手段無法解決的工藝問題得到了解決，極大推動(dòng)了食品工由低級(jí)初加工向高級(jí)深加工產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)變。目前，利用微膠囊技術(shù)已成功開發(fā)出許多微膠囊化食品，如粉末酒，膠囊飲料，固體飲料等，微膠囊化食品添加劑也已大量應(yīng)用于生產(chǎn)中。概括起來，微膠囊技術(shù)在食品工業(yè)中的作用主要有一下幾點(diǎn)：①改變物料的狀態(tài)能將液態(tài)，氣態(tài)或半固態(tài)物料固態(tài)化，如粉末香精，粉末油脂，固體飲料等，以提高其溶解性，流動(dòng)性和貯藏性。這種固體產(chǎn)品可以很容易地與其他原料均勻混合，便于加工處理，也便于使用，運(yùn)輸和保存。②保護(hù)敏感成分可防止某些不穩(wěn)定的食品原輔料揮發(fā)，氧化，變質(zhì)，提高敏感性物質(zhì)對(duì)環(huán)境因素（光，熱，氧氣，溫度，濕度，PH值）的耐受力，確保營養(yǎng)成分不損失，特殊功能不喪失。③控制芯材釋放微膠囊產(chǎn)品可通過預(yù)先設(shè)計(jì)的溶解和釋放機(jī)理，在最適當(dāng)時(shí)間以最適速率釋放芯材物質(zhì)。④降低或掩蓋不良味道某些營養(yǎng)物質(zhì)具有令人不愉快的氣味或滋味,如臭味，辛辣味兒，苦味，異味等。這些味道可以用微膠囊技術(shù)加以掩蔽或降低。這種微膠囊產(chǎn)品在口腔里不溶化，而在消化道中才溶解，釋放出內(nèi)容物，發(fā)揮營養(yǎng)作用。⑤隔離組分運(yùn)用微膠囊技術(shù)，將可能相互反應(yīng)的組分分別制成微膠囊產(chǎn)品，使它們穩(wěn)定在一個(gè)物系中，各種有效成份有序地釋放，分別在相應(yīng)時(shí)刻發(fā)生作用，以提高和增進(jìn)食品產(chǎn)品的風(fēng)味和營養(yǎng)成分。 食品色素微膠囊 與合成色素相比，天然色素在諸多方面尚不能盡如人意，特別是對(duì)光、熱及pH的敏感性較高，對(duì)氧化、還原及微生物作用的敏感性較大，如何克服因此帶來的褪色、變色等穩(wěn)定性問題，是天然色素科研的重要課題[23]。由于食用色素在耐酸堿性、耐光性，穩(wěn)定性，耐氧化性等方面有諸多局限性，使其在許多食品、藥品及化妝品中，無法達(dá)到滿意的使用效果，傳統(tǒng)的加工技術(shù)已不能滿足這些要求，而微膠囊技術(shù)的獨(dú)特功能可以使許多傳統(tǒng)工藝無法解決的難題得以解決。微膠囊化是提高色素穩(wěn)定性的重要途徑之一，該方法將色素封閉在囊膜內(nèi)與外界環(huán)境隔離，可以改善其對(duì)光和氧等的穩(wěn)定性。如金鋒等[24]利用噴霧干燥技術(shù)對(duì)玉米色素進(jìn)行微膠囊化, 得到了粉末狀的天然色素, 有效地解決了其營養(yǎng)成分、天然風(fēng)味的加工、保存及再現(xiàn)等問題。鐘耀廣等[25]采用噴霧干燥法對(duì)NFH色素進(jìn)行微膠囊化工藝研究,結(jié)果表明: 壁材為麥芽糊精(55％)、β CD (25％) 和阿拉伯膠(20％)；噴霧干燥的進(jìn)料流量為50mL/min；進(jìn)風(fēng)溫度為200℃, 出風(fēng)溫度80℃為最佳工藝條件，此條件下NFH色素保存期限延長，敏感性降低。 本論文創(chuàng)新之處柑桔是世界第一大水果，也是中國農(nóng)業(yè)主要經(jīng)濟(jì)作物之一，柑橘果皮在整個(gè)水果中占一定比重，且所含營養(yǎng)成分、功能性成分都比較豐富。目前，我國水果加工企業(yè)對(duì)果皮的回收利用還不夠重視，傳統(tǒng)加工業(yè)大多是將這些皮渣進(jìn)行填埋處理，只有一少部分進(jìn)行再加工，實(shí)現(xiàn)其應(yīng)有的價(jià)值，這不僅造成資源浪費(fèi)，而且對(duì)環(huán)境還有一定的污染。本課題原料取自本科教學(xué)中食品工藝實(shí)驗(yàn)的廢棄物桔皮，廢棄物再利用是現(xiàn)在比較流行的研究方向。天然色素越來越受到人們重視，對(duì)其穩(wěn)定性和保護(hù)方式的研究符合現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)主流進(jìn)程。微膠囊技術(shù)與天然色素結(jié)合到一起，使得色素更具有穩(wěn)定性，耐儲(chǔ)存，耐光，其應(yīng)用范圍及前景更加廣闊。第二章 實(shí)驗(yàn)材料與方法柑橘皮：來自于本科工藝試驗(yàn)后，產(chǎn)生的桔皮廢棄物，用清水洗凈，晾干后，用粉碎機(jī)將其粉碎備用。 實(shí)驗(yàn)試劑表試劑名稱純度生產(chǎn)廠家乙醇優(yōu)級(jí)純大連順興化工原料有限公司微孔淀粉分析純浙江永嘉化工試劑廠明膠分析純天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司阿拉伯膠分析純新鄉(xiāng)市前進(jìn)商貿(mào)科技有限公司麥芽糊精分析純沈陽市興發(fā)萬盛商貿(mào)有限公司β環(huán)糊精分析純沈陽錦和化工有限公司 實(shí)驗(yàn)儀器 實(shí)驗(yàn)儀器表儀器設(shè)備名稱型號(hào)生產(chǎn)廠家試驗(yàn)用超聲微波反應(yīng)器NJL075中國南京杰全微波設(shè)備有限公司電熱恒溫水浴鍋DKS24上海森信實(shí)驗(yàn)儀器有限公司電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱DGG9070A上海森信實(shí)驗(yàn)儀器有限公司真空干燥箱DZF6050上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司真空冷凍干燥箱ZG1杭州創(chuàng)意真空冷凍干燥設(shè)備廠200克手提式高速中藥粉碎機(jī)DFT200溫嶺市林大機(jī)械有限公司旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器RE52AA上海亞榮生化儀器廠高壓均質(zhì)機(jī)SRH6070上海申鹿均質(zhì)機(jī)有限公司實(shí)驗(yàn)型噴霧干燥機(jī)SD1500上海沃迪科技有限公司紫外/可見光分光光度計(jì)UV755B上海精密科學(xué)儀器有限公司低速離心機(jī)SC3610科大創(chuàng)新股份有限公司中佳分公司精密電子天平JJ200Y美國雙杰兄弟（集團(tuán)）有限公司 色素微膠囊制備方法將曬干的橘皮用粉碎機(jī)打成粉末狀，真空包裝機(jī)封口，防潮，備用。橘皮和95%乙醇按1：9的料液比混合，設(shè)定超聲時(shí)間30min,超聲功率300w進(jìn)行超聲波輔助浸提，設(shè)定微波時(shí)間5min,微波功率250W進(jìn)行微波輔助浸提。之后4000r/min轉(zhuǎn)速下離心12min,離心之后取上清液，40℃條件下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，得膏狀色素。 色素的干燥將膏狀的色素均勻攤開在平皿中。分別放入鼓風(fēng)干燥箱，真空干燥箱，真空冷凍干燥箱進(jìn)行干燥至恒重。分別用色差計(jì)對(duì)干燥前后產(chǎn)品測(cè)定色差，綜合比較，選出最佳干燥方式。 微膠囊的制備 微膠囊制備流程稱取一定量橘皮色素粉末用少量95%乙醇溶解作為芯材，稱取一定量壁材和去離子水以適當(dāng)比例融合，兩者混合在40℃恒溫水浴一定時(shí)間。高壓均質(zhì)20min，調(diào)整好進(jìn)風(fēng)溫度和出風(fēng)溫度進(jìn)行噴霧干燥，得到橘皮色素微膠囊粉末。包埋率測(cè)定：，在40℃水浴條件下溶解到50%乙醇中，445nm波長下測(cè)吸光度，結(jié)果帶入換算公式，得產(chǎn)品中色素含量。%乙醇混合，抽濾2遍，濾液在445nm波長條件下測(cè)吸光度，結(jié)果帶入換算公式，得產(chǎn)品表面色素含量。包埋率=（1產(chǎn)品表面色素含量/產(chǎn)品中色素含量）100%； 標(biāo)準(zhǔn)曲線的測(cè)定[26]，用95%乙醇溶劑，洗滌，轉(zhuǎn)入100ml容量瓶，定容。濃度為100ug/ml。,，,，加95%乙醇至刻度，搖勻，即得β胡蘿卜素標(biāo)磚系列，分別