Microencapsulation of Fish Oil Using Spray Granulation, Spray Drying and Freeze Drying
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Sprache:Englisch
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Beschreibung
Produktdetails
Einband
Paperback
Erscheinungsdatum
12.04.2011
Verlag
Cuvillier, ESeitenzahl
210
Maße (L/B/H)
21/14.8/1.2 cm
Gewicht
279 g
Auflage
1
Sprache
Englisch
ISBN
978-3-86955-717-5
Die Stabilität von mikroverkapseltem Fischöl, hergestellt durch verschiedene
Trocknungsverfahren, wird untersucht. In Voruntersuchungen werden beispielhaft die
Prozesse Sprühtrocknung (SG) und Sprühtrocknung mit einer anschliessenden
Filmbeschichtung (SG-FC) untersucht und miteinander verglichen. Zunächst werden
Fischöle mit unterschiedlichen Verhältnissen con Eicosapentaensäure (EPA) und
Docosahexaensäure (DHA) (10/50, 33/22 und 18/12) im SG-Prozess verwendet. Alle
Fischöle werden mit löslichen Sojabohnenpolysacchariden (SSPS) und Maltodextrin
emulgiert, um 25%ige Ölpulver zu produzieren. Anschliessend wird eine
Filmbeschichtung dieser Ölpulver mit 15% Hydroxypropyl-Betacyclodextrin (HPBCD)
durchgeführt. Die Stabilität der Pulver gegen Oxidation wird mithilfe der Peroxid-Zahl
(PV) und des Propanal-Gehaltes (Headspace-GC) nach 6-wöchiger Lagerung bei ± 21 ºC
und bei 3 - 4 ºC untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass die beschichteten Pulver eine
geringere Stabilität als die unbeschichteten aufweisen, was auf einen ineffizienten Schutz
des Fischöls durch die Filmbeschichtung mit HPBCD und möglicherweise auf eine durch
den Beschichtungsprozess induzierte zusätzliche Oxidation hindeutet.
In den Hauptuntersuchungen werden Fischöl-Emulsionen (Typ 33/22) mit vier
Matrix-Kombinationen hergestellt und Mikrokapseln durch SG, Sprühtrocknung (SD)
und Gefriertrocknung (FD) produziert. Das Ziel ist, die für die Pulverstabilität
entscheidenden Einflussfaktoren zu identifizieren und die Vor- und Nachteile des SGProzesses
gegenüber anderen Trocknungsprozessen zu ermitteln. Die Parameter und die
analytischern Methoden werden wie in den Voruntersuchungen verwendet, allerdings
wird die Lagerzeit auf 8 Wochen erweitert.
Die beste Verkapselungsmatrix ist eine Kombination aus 10% (w/w) SSPS und
65% (w/w) OSA-Stärke. Durch die Mikroverkapselung und anschliessende SG von 620
mg/g Fischöl mit diesen Kapselmaterialien wird Fischölpulver mit einem sehr geringen
Propanal-Gehalt und einer Lagerstabilität von 5 Wochen bei ± 21 ºC erzeugt. Die
Fähigkeit von SSPS, Filme an der Öl/Wasser-Grenzfläche zu bilden und die
emulsionsstabilisierende Wirkung beider Matrices sind entscheidend, um die frühe
Bildung von Peroxiden zu verhindern. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit deuten
darauf hin, dass die Mikrokapselbildung im SG-Prozess zunächst durch eine
Agglomeration der Keimpartikeln (Nuclei) erfolgt. Anschliessend wachsen die
Agglomerate durch Tröpfchenablagerung und die Kapseloberfläche wird durch feine
Partikeln umschlossen. Diese Annahme wird durch Rasterelektronenmikroskop-
Aufnahmen (SEM) unterstützt, die die himbeerartige Struktur der Endpartikeln
bestätigen. Daher kann angenommen werden, dass die SG „mehrfach verkapselte“
Partikeln erzeugt und so einen maximalen Schutz der Öltröpfchen bewirkt.
Der Vergleich von SG, SG-FC, SD und FD bestätigt, dass die Kombination der
Kapselmatrices, die Trocknungstemperatur, die Kapselmorphologie und die
Verarbeitungszeit die kritischen Einflussfaktoren auf die Pulverstabilität sind. Es zeigt
sich, dass eine hohe Prozesstemperatur ein limitierender Faktor bei der Trocknung von
instabilen Emulsionen ist.
Diese Arbeit liefert eine ausführliche Bewertung der genannten
Trocknungsprozesse und umfassende Informationen darüber, wie die
Trocknungsmechanismen die Kapselstabilität beeinflussen. Die Menge an mehrfach
ungesättigten Fettsäuren (PUFAs), Fischölqualität, Matrixart und ihre physikochemischen
Eigenschaften werden ebenfalls in dieser Arbeit diskutiert.
Trocknungsverfahren, wird untersucht. In Voruntersuchungen werden beispielhaft die
Prozesse Sprühtrocknung (SG) und Sprühtrocknung mit einer anschliessenden
Filmbeschichtung (SG-FC) untersucht und miteinander verglichen. Zunächst werden
Fischöle mit unterschiedlichen Verhältnissen con Eicosapentaensäure (EPA) und
Docosahexaensäure (DHA) (10/50, 33/22 und 18/12) im SG-Prozess verwendet. Alle
Fischöle werden mit löslichen Sojabohnenpolysacchariden (SSPS) und Maltodextrin
emulgiert, um 25%ige Ölpulver zu produzieren. Anschliessend wird eine
Filmbeschichtung dieser Ölpulver mit 15% Hydroxypropyl-Betacyclodextrin (HPBCD)
durchgeführt. Die Stabilität der Pulver gegen Oxidation wird mithilfe der Peroxid-Zahl
(PV) und des Propanal-Gehaltes (Headspace-GC) nach 6-wöchiger Lagerung bei ± 21 ºC
und bei 3 - 4 ºC untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass die beschichteten Pulver eine
geringere Stabilität als die unbeschichteten aufweisen, was auf einen ineffizienten Schutz
des Fischöls durch die Filmbeschichtung mit HPBCD und möglicherweise auf eine durch
den Beschichtungsprozess induzierte zusätzliche Oxidation hindeutet.
In den Hauptuntersuchungen werden Fischöl-Emulsionen (Typ 33/22) mit vier
Matrix-Kombinationen hergestellt und Mikrokapseln durch SG, Sprühtrocknung (SD)
und Gefriertrocknung (FD) produziert. Das Ziel ist, die für die Pulverstabilität
entscheidenden Einflussfaktoren zu identifizieren und die Vor- und Nachteile des SGProzesses
gegenüber anderen Trocknungsprozessen zu ermitteln. Die Parameter und die
analytischern Methoden werden wie in den Voruntersuchungen verwendet, allerdings
wird die Lagerzeit auf 8 Wochen erweitert.
Die beste Verkapselungsmatrix ist eine Kombination aus 10% (w/w) SSPS und
65% (w/w) OSA-Stärke. Durch die Mikroverkapselung und anschliessende SG von 620
mg/g Fischöl mit diesen Kapselmaterialien wird Fischölpulver mit einem sehr geringen
Propanal-Gehalt und einer Lagerstabilität von 5 Wochen bei ± 21 ºC erzeugt. Die
Fähigkeit von SSPS, Filme an der Öl/Wasser-Grenzfläche zu bilden und die
emulsionsstabilisierende Wirkung beider Matrices sind entscheidend, um die frühe
Bildung von Peroxiden zu verhindern. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit deuten
darauf hin, dass die Mikrokapselbildung im SG-Prozess zunächst durch eine
Agglomeration der Keimpartikeln (Nuclei) erfolgt. Anschliessend wachsen die
Agglomerate durch Tröpfchenablagerung und die Kapseloberfläche wird durch feine
Partikeln umschlossen. Diese Annahme wird durch Rasterelektronenmikroskop-
Aufnahmen (SEM) unterstützt, die die himbeerartige Struktur der Endpartikeln
bestätigen. Daher kann angenommen werden, dass die SG „mehrfach verkapselte“
Partikeln erzeugt und so einen maximalen Schutz der Öltröpfchen bewirkt.
Der Vergleich von SG, SG-FC, SD und FD bestätigt, dass die Kombination der
Kapselmatrices, die Trocknungstemperatur, die Kapselmorphologie und die
Verarbeitungszeit die kritischen Einflussfaktoren auf die Pulverstabilität sind. Es zeigt
sich, dass eine hohe Prozesstemperatur ein limitierender Faktor bei der Trocknung von
instabilen Emulsionen ist.
Diese Arbeit liefert eine ausführliche Bewertung der genannten
Trocknungsprozesse und umfassende Informationen darüber, wie die
Trocknungsmechanismen die Kapselstabilität beeinflussen. Die Menge an mehrfach
ungesättigten Fettsäuren (PUFAs), Fischölqualität, Matrixart und ihre physikochemischen
Eigenschaften werden ebenfalls in dieser Arbeit diskutiert.
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