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【瑞士步琦】天然抗氧化剂的保护伞——使用步琦微胶囊造粒仪制备叶黄素微球和微胶囊
1
简介
叶黄素是植物中常见的天然类胡萝卜素。外表为红橙色，具有天然抗氧化性能，因此也具有氧敏感性；此外，叶黄素基本上也不溶于水。叶黄素和类胡萝卜玉米黄质素存在于人类眼部视网膜中，对视觉非常重要。本研究的目的是保护抗氧化剂免于氧化，并使其在水中分散。因此，利用微胶囊造粒仪 B-390/B-395 Pro 仪器搭配气流振动喷嘴和同心喷嘴分别制备叶黄素微球和微胶囊。制备的微球呈球形、大小均匀，微胶囊由内核和外壳两种不同成分组成。如 下图所示，微球和微胶囊均呈现均匀的球形形貌。
含叶黄素的微球模型
含叶黄素的微胶囊模型
2
实验设备和材料
实验设备：
步琦微胶囊造粒仪 B-390/B-395 Pro
实验材料：
1.5%（w/w）和1.8%（w/w）海藻酸钠溶液
0.1 M CaCl2
样品1：7.5g 叶黄素粉末分散于 142.5g 浓度为 1.5% 的海藻酸钠溶液中
样品2：5g 叶黄素粉末溶于 100mL 花生油中，磁力搅拌均匀
3
实验过程
实验1：
使用气流振动喷嘴制备包埋叶黄素的海藻酸钙基质的微球，仪器参数如下 表1所示。
表1：实验 1 的过程参数。
仪器 | 微胶囊造粒仪 B-390 |
气流振动喷嘴 | 750 μm（核）/1.5 mm（壳） |
频率 | 870 Hz |
进样（外置注射泵） | 样品1：5.45 mL/min |
压力 | 1013 mbar |
喷嘴气体流量 | 1 L/min |
分散电压 | 0 V |
振幅 | 9 |
固化液 | 0.1 M CaCl2 |
搅拌 | 温和搅拌（无旋涡） |
实验2：
使用同心喷嘴制备包埋叶黄素油的核壳结构海藻酸钙微胶囊，仪器参数如下 表2 所示。
表2：实验 2 的过程参数。
仪器 | 微胶囊造粒仪 B-395 Pro |
同心喷嘴 | 450 μm（核）/ 700 μm（壳） |
频率 | 300 Hz |
进样 | 核：样品2（注射泵进样） 壳：1.8 %海藻酸钠溶液（压力瓶进样） |
核进样速度 | 11.5 mL/min |
压力 | 300 mbar |
分散电压 | 0 V |
振幅 | 9 |
固化液 | 0.1 M CaCl2 |
搅拌 | 温和搅拌（无旋涡） |
4
实验结果
本实验成功使用气流振动喷嘴制得球型叶黄素微粒，如下图（a）所示。图中叶黄素粉末嵌入在海藻酸钙微球内部，微球直径尺寸在 300μm 到 600μm 之间。
与叶黄素微球相比，实验2 制备的核壳结构叶黄素微胶囊如下图（b）所示。通过使用同心喷嘴，海藻酸盐基质形成的外壳可以将叶黄素油完全包覆，形成保护层，微胶囊直径在 1200μm 到 1400μm 之间。
（a）使用气流振动喷嘴
制得的叶黄素微球
（b）使用同心喷嘴
制得的叶黄素微胶囊
5
结论
本研究提出两种使用微胶囊造粒仪包埋油溶性物质的可行方法，步琦微胶囊造粒仪 B-390 和 B-395 Pro 可用于制备含叶黄素的球型微粒和微胶囊。
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