微型胶囊的价讨论乳糖提高生物利用度

文摘

喷雾干燥技术的发展已被广泛用于干燥和保存食品。虽然婴儿奶粉铁强化是必要的对于婴儿和儿童,铁强化伴随着一些限制,减少其质量和价氧化成Fe3 +,引起感官问题甚至降低铁的吸收,不符合正常的婴儿和儿童的身体发展的需求。克服这种不利影响,提高铁的生物利用度,喷雾干燥的方法被用来模拟奶粉生产过程codrying抗坏血酸和硫酸亚铁,抗坏血酸是均匀涂布在硫酸亚铁的外层。表明抗坏血酸有很明显的抑制性影响氧化亚铁和可以维持稳定的固体和溶液中亚铁很长一段时间,从而提高铁的生物利用度。

1。介绍

铁是生物体的必需元素,三价之间的转换和二价铁的能力使得它对于许多生化功能,比如能源生产、DNA合成,和氧气运输,这是特别重要的能量代谢,大脑发育,体内免疫功能,温度调节。缺铁,特别是在快速增长和发展的阶段,会有非常严重的、有时可以不可逆对长期健康的影响。此时,缺铁会干扰神经的正常功能,造成婴儿和儿童的大脑发育迟缓,导致认知和精神运动发育障碍,可以终身尽管后续纠正缺铁(1- - - - - -3]。因此,它是至关重要的,护理婴儿有足够的铁来满足他们的发展需求。在很多研究中,科学家们引用了缺铁的不利影响对婴儿和儿童的成长和发展。在正常生理条件下,铁进入体内大量只有两个来源:跨胎盘在胎儿生命,通过小肠分娩后的墙。除了铁商店在出生时,婴儿也收到来自他们的饮食铁,这通常包括母乳或其他含铁的防御工事4]。然而,这铁利用迅速在生命的最初几个月,在初级阶段,下半年持续快速增长和扩张的血红蛋白质量和铁商店的损耗导致婴儿高铁需求(5- - - - - -7]。尽管母乳,生物利用度高铁的浓度0.20 - -0.35 mg / L的铁在母乳很低,此后,饮食铁成为人类的主要来源(8,9]。美国儿科学会(AAP)建议婴儿在6个月的婴儿年龄应该食用铁强化谷物和补充(10- - - - - -12]。补铁在婴儿期和儿童期可以以不同的方式实现,包括高铁、食物补充剂的直接管理,或铁强化某些乳制品。尽管这些方法很简单,但高成本和低生物利用度阻碍其应用的合理性。此外,铁在乳制品中的应用可以很容易地导致颜色,味道,气味,或纹理偏差由于自由铁状态的转换(价)三价铁状态(Fe3 +)。在孩子这可能会导致严重的副作用,包括牙齿变色,恶心、呕吐,黑色的粪便,腹泻。因此,防止氧化亚铁(价)铁强化食品中三价铁(Fe3 +)是一种重要的食品中增加铁的稳定和提高补铁的婴儿和成人的效率(13,14]。

维生素也有机化合物为营养,一类物质在人体自身无法合成,只能通过食物15]。水溶性抗坏血酸(AA)就是其中之一,和它的体内缺乏引发很多不良的疾病。最具标志性的疾病造成的AA缺乏是坏血病,这主要是由于异常发生在胶原蛋白合成异常造成的羟基化脯氨酸和赖氨酸。这种化合物与不同的自由基反应,广泛存在于细胞,被认为是一个完美的抗氧化剂几乎所有需氧生物细胞(16]。AA也被证明能增加体内铁的吸收(17,18]。使用AA减少甚至避免Fe3 +食品强化似乎是一个完美的选择。

在这个实验中,封装的Fe3 + AA是通过喷雾干燥技术。喷雾干燥是最受欢迎的之一,简单,经济,和常见的封装技术19]。饲料原料通过泵进入雾化器,液体饲料的分解成小液滴,介绍了干燥室,立即和雾化液滴干燥和热气体通过联系。同时,可以取代氮加热气体,以防止氧化的材料内部的液滴。干颗粒分离干燥空气和收集在容器的底部19,20.]。在这种方法中,产品的封装率大小和形状控制、操作简单和经济的硫酸亚铁的封装。

2。材料

我们选择硫酸亚铁七水硫酸锌(> 99.0%)的提供者二价铁。从志远购买化学试剂有限公司,有限公司,天津。抗坏血酸(99.7%)购买从Xilong科学有限公司有限公司制药等级α一水乳糖(纯度≥99.9%)是由江苏曙光药业有限公司提供中国有限公司。在这个实验中使用的纯净水是在实验室做的。

3所示。实验设计

为了尽可能地把硫酸亚铁和抗坏血酸在分子水平上或硫酸亚铁包装尽可能多的抗坏血酸,我们codissolved纯水。由于硫酸亚铁和抗坏血酸都是高度溶于水,我们自己的纯水作为分散介质的物质在我们的实验。这样做是通过溶解规定数量的AA 200毫升的水,正如所料,然后溶解1.0 g的硫酸亚铁在上面的解决方案。排除操作过程的影响的结果,一个纯硫酸亚铁制备的解决方案。有趣的是,但即时硫酸亚铁溶解在水中,溶液的颜色不再是透明的,逐渐出现黄色,颜色加深,和一个棕褐色沉淀出现后站,而硫酸亚铁溶液添加了AA保持透明。

实验开始,获得的硫酸亚铁和AA的摩尔比率为1:1,2:1,5:1,和解决方案/混合没有添加AA,分别。解决方案/悬挂在同一饲料喂养率下搅拌。相同的喷雾干燥参数用于悬浮液,和喷雾干燥器(上海yc - 015)被调整到最佳参数如下:风机频率50.0赫兹,进气温度 ,出口空气温度 ,蠕动泵速度18.0 ml / min,喷雾压力0.25 MPa,喷嘴直径1.0毫米。每个样品溶液/悬挂是单独讨论,分别粉末样品一个,B,C,D被获得。

4所示。描述的样本

4.1。紫外可见分光光度计(常用的)

由此产生的样本根据铁粉是配置内容,每个样本被溶解在水中并分别冷却到室温。水解决方案单独配置,这样每个解决方案的含铁量是一致的。检测波长理论的基础上提出的亚铁离子化合物吸收最大值TomašFilipsky早在2013年,我们发现吸收波长200 - 500纳米的属性吸收光谱(21]。使用的仪器是uv - 2401电脑分光光度计,日本岛津公司,日本京都。

4.2。差示扫描量热法(DSC)

获得样品粉末是由DSC分析使用差示扫描量热计(Henven HSC-4 DSC,中国)。DSC确定样品准备使用一个密封的铝锅下面的标准程序。大约6.0毫克的每个标本用于分析。

4.3。傅里叶变换红外光谱(FTIR)

研究了原材料和样品使用傅里叶变换红外光谱(FTIR)。样本加上干溴化钾粉末压制成透明的床单,和那些时光6700扫描传输敏感的Nicolet FTIR光谱仪(热费希尔科学)。红外光谱谱的分辨率是1厘米⁻¹。

4.4。扫描电子显微镜(SEM)

样品被放在一个铝样品与碳带挂钩。地产的镀金样本检查- 7200 f扫描电子显微镜(SEM、JEOL有限公司)。

4.5。热重量分析仪(TGA)

样品进行了分析使用热重量分析仪(TGA Q5000 V3.17构建265)。样品测试在一个铝罐与N2气体平衡。温度设定在- - - - - -,加热速度 。

4.6。N₂吸收

单独的N2吸附实验进行粉末样品来评估不同样品的孔隙度的差异。

4.7。x射线衍射(XRD)

样品粉末x射线衍射分析研究了由西门子D5000衍射仪。

5。结果与讨论

通过直接的观察(图的颜色解决方案1),我们可以看到解决方案没有添加抗坏血酸是一种非常独特的棕褐色的颜色,颜色是深色后喷涂高温和高湿度环境。的两个样品添加AA,低比例略黄色和溶剂的比例高是完全透明的。与抗坏血酸亚铁离子形成螯合物,在266纳米(图发现最大吸收2喷雾干燥后)。没有发现吸收峰在266 nm的物理混合物没有AA之外,讨论样品没有AA。喷雾的整体吸收样品一个是相对较弱的解散和高温处理后,显示的催化能力高温和潮湿的环境对二价铁氧化。样本B(价:AA = 5: 1 (m / m))显示弱吸收在这个位置,这表明AA对亚铁离子有保护作用在高温和潮湿环境。强烈吸收观察样本C(2):1 (m / m))和样品D(1:1 (m / m)),用一个更高比例的AA对亚铁离子有较强的保护作用。样品的吸收D和样本C本质上是一样的,这可能是由于两个原因;一个是,因为所有的亚铁离子在样品D与AA螯合价的形式和多余的AA纯物质不吸收强度增加;第二个可能是因为几乎没有区别的保护作用两个铁比率的AA +。

峰强度的变化或波数变化研究了红外光谱(图3)。对硫酸亚铁七水硫酸锌,只有吸收峰的水晶水出现在测试时间间隔。吸收峰观察每个原材料的物理混合物。然而,对于讨论样本,每一个尖锐的吸收峰消失,一个温和的冲吸收峰出现,表明非晶产品的外观。这表明氢键的密度和强度下降,降低结晶状态。喷雾产品的吸收峰和趋势基本相同,但是AA的特征峰出现在示例C在1754厘米⁻¹,这表明一些AA可能不会与亚铁离子螯合。

我们执行每个原材料和讨论样品的热分析。通过分析DSC曲线的样品(图4),乳糖的吸热峰出现和水和乳糖结晶晶体,分别AA的吸热峰出现蒂姆•;水晶水的吸热峰的硫酸亚铁七水硫酸锌出现在物理混合物在加热过程中,水晶水峰搬到高温地区 ,和AA的吸热峰和乳糖晶体扩大和组合在一起。然而,讨论的示例中,多个自由水和结晶水吸热峰出现,说明一个复杂的螯合结构。根据TGA(图5)曲线,多个样本的减肥趋势基本相似的在相同的温度范围。不同之处在于,示例B是陡峭的减肥趋势在每个温度,和示例可能更少的副产品。

通过比较样品XRD模式(图6)和x射线衍射模式,在现有文献中的任何相变原料已被排除。新的反射观察cocrystal模式可以归因于cocrystals的形成由抗坏血酸和乳糖和硫酸亚铁。目前的资料还不足以表明cocrystals形成的晶系。位置和曲线峰值的大小在所有三个样本本质上是相同的,表明相同cocrystals的形成。样本B是那么激烈,平峰形状相比,样品吗一个和B,可能是因为更多的非晶态固体产品的形成。

我们还观察到的扫描电子显微镜(图7),和5000 x 2000 x领域的三种典型样本被放置在图。我们可以看到样品表面和光滑表面的多孔结构镶嵌着水晶材料。三个样品的SEM字段在同一放大差别很小。我们已经观察到的存在在每个样品在扫描电镜孔隙结构。通过结合分析的赌注,BJH(图8)数据,我们发现每个样本的内部孔隙结构基本上是相同的。通过联合分析,平均孔隙大小的样品在7.6和8.4 nm之间,拥有大量内部孔隙体积(BJH解吸累积之间的孔隙体积1.7000和300.0000 nm;宽度:0.088348厘米³/ g)和孔隙的表面积(打赌表面面积:38.9802米²/ g)。硫酸亚铁样品的孔隙结构提供了其良好的稳定性和溶解率,这是非常有利于强化食品的应用。

6。结论

补充的二价铁强化食品,尤其是黑色组件的配方,是特别必要的。在目前的实验中,硫酸亚铁是封装与抗坏血酸和乳糖结晶用抗坏血酸和硫酸亚铁cospray。结果表明,抗坏血酸的适当比例对硫酸亚铁有良好的抗氧化作用,防止亚铁离子氧化在高温和高湿度的环境中,和蜜饯食品中二价铁的最佳补充的摄入量。这有很好的应用程序通过食物补铁和增加铁的吸收。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的结果包括在本文中。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

这项研究得到了国家自然科学基金(81903565)、天津市自然科学基金(18 jcqnjc13500),和天津卫生科技项目(KJ20079和KJ20082)。

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