Stabilisierung von natürlichen Farbstoffen durch Mikroverkapselung am Beispiel der Pigmente von Monascus purpureus und Curcumin:
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| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
2000
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| Schriftenreihe: | Verein Deutscher Ingenieure: [Fortschritt-Berichte VDI / 14]
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| adam_text | Titel: Stabilisierung von natürlichen Farbstoffen durch Mikroverkapselung am Beispiel der Pigmente von Mon
Autor: Dussa, Jörg
Jahr: 2000
Inhaltsverzeichnis
Seite
1 Einleitung 1
2 Theoretische Grundlagen 4
2.1 Mikroverkapselung allgemein 4
2.1.1 Definition Mikroverkapselung 5
2.1.2 Chemisch-physikalische Grundlagen 7
2.1.3 Verfahren zur Herstellung von Mikrokapseln 8
2.1.3.1 Mikroverkapselung durch zentrifugale Extrusion 9
2.1.3.2 Mikroverkapselung durch Coazervation 11
2.1.3.3 Mikroverkapselung durch liposomalen EinschluB 13
2.1.3.4 Mikroverkapselung durch Spruhtrocknung 18
2.1.3.5 Mikroverkapselung durch molekularen EinschluG mit Cyclodextrinen 21
2.1.3.6 Mikroverkapselung durch Wirbelschichttrocknung 23
2.1.4 Mikroverkapselungsmaterialien 26
2.1.4.1 Grundlagen der Kapselwandmatenalien 26
2.1.4.2 Kohlenhydrate 26
2.1.4.2.1 Starke 27
2.1.4.2.2 Hydrolisierte Starken 30
2.1.4.3 Hydrokolloide 30
2.1.4.3.1 Gummi arabicum 30
2.1.4.3.2 Agar Agar 31
2.1.4.3.3 Natrium-Alginat (E 401) 32
2.1.4.4 Proteine 32
2.1.4.4.1 Gelatine 32
2.1.4.5 Cellulosederivate 34
2.1.4.5.1 Tylose(E461) 34
2.1.4.6 Wachse 35
2.1.4.7 Lecitin 35
2.1.5 Grundlagen der Freisetzung 36
2.1.5.1 Freisetzung durch Diffusion 36
2.1.5.2 Osmotischkontrollierte Freisetzung 39
2.1.5.3 Losungsmittelaktivierte Freisetzung 40
2.1.5.4 Temperaturabhangige Freisetzung 31
2.1.5.5 Freisetzung durch Druckaktivierung 31
2.1.5.6 pH-Wert-kontrollierte Freisetzung 42
2.2 Farbstoffe *»
2.2.1 Bedeutung der Farbstoffe fiir die Lebensmittelindustrie 43
2.2.2 Chemie der Farbstoffe 46
2.2.3 Stabilitat der natiirlichen Farbstoffe 50
3 Ziel der Arbeit 51
4 Material und Nlethoden 53
4.1 Material 53
4.1.1 Monascus purpureus 53
4.1.1.1 Fermentationssubstrat fur Monascus purpureus 59
4.1.2 Curcumin 60
4.1.3 Gerate 61
4.1.4 Chemikalien 62
4.2 Methoden 64
4.2.1 Stammhaltung 64
4.2.2 Fermentation von Monascus purpureus im LabormaBstab 64
4.2.3 Fermentation von Monascus purpureus im scale-up-MaBstab 65
4.2.4 Fermentationsprinzipien 67
4.2.5 Fermentationsaufarbeitung 68
4.2.5.1 Extraktion und Konzentration 68
4.2.5.2 Mikroverkapselung
4.2.5.2.1 Molekularer EinschluS
4.2.5.2.2 Spruhtrocknung
4.2.5.3 Auswahl der Verkapselungsmethode
4.2.5.4 Biomasseverlaufe
4.2.5.5 Gewichtskontrolle
4.2.5.6 Spektralphotometer (UVA/IS-Spektroskopie)
4.2.5.7 Rasterelektronenmikroskopische Untersuchungen
4.2.5.8 Herstellung und Bestrahlung der Probenlosungen
5 Ergebnisse
5.1 Biomasseverlaufe
5.1.1 Biomasseverlaufe im Labor- und im scale-up-Ma stab
5.2 Substratverbrauch wahrend der Fermentation
5.2.1 Substratverbrauch im Labor- und im scale-up-MaSstab
5.3 Farbstoffproduktion
5.3.1 Farbstoffproduktion im Labor- und im scale-up-MaRstab
5.4 Loslichkeitseigenschaften der Kapseln
5.4.1 Losungsmittel Wasser
5.4.2 Losungsmittel 50%ige waBrige Ethanollosung
5.5 Mikroverkapselung der Pigmente von Monascus
purpureus
5.5.1 Absorptionsmessung mit dem UV/VIS-Spektrometer
5.5.2 Langzeit-Test Nummer 1
5.5.3 Langzeit-Test Nummer 2
5.5.4 Langzeit-Test Nummer 3
5.5.5 Kurzzeit-Test
5.6 Mikroverkapselung der Pigmente von Curcumin
5.6.1 Absorptionsmessung mit dem UV/VIS-Spektrometer
5.6.2 EinfluB von Lecithin (unverkapseltes Curcumin)
69
69
69
70
71
74
74
76
76
78
78
78
80
80
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85
85
86
86
86
89
92
95
97
97
97
5.6.3 EinfluB von Lecithin (molekular eingeschlossenes Curcumin) 100
5.6.4 Molekularer EinschluB und Spriihtrocknung 103
5.6.5 Gelatine, Natrium-Alginat und Tylose 106
5.6.6 Kurzzeit-Test 108
5.7 Rasterelektronenmikroskopische Untersuchungen 109
6 Diskussion 113
6.1 Biomasseverlaufe 113
6.2 Substratverbrauch 113
6.3 Bildungsgeschwindigkeit der Farbstoffe 114
6.4 Zusammenhang zwischen dem Wachstum und dem
Sekundarmetabolismus
6.5 Loslichkeitseigenschaften der Kapseln 116
6.5.1 Loslichkeitseigenschaften der verkapselten Pigmente von
Monascus purpureus 116
6.5.2 Loslichkeitseigenschaften von verkapseltem Curcumin 118
6.5.3 Vergleich der Losungsversuche 119
6.6 Stabilitat der verkapselten Pigmente von
119
Monascus purpureus
6.6.1 Ergebnisse der Langzeitversuche 119
6.6.2 Ergebnisse der Kurzzeitversuche 122
6.7 Stabilitat des verkapselten Curcumins 122
6.7.1 Ergebnisse der Langzeitversuche 1^2
6.7.2 Ergebnisse der Kurzzeitversuche ^
6.8 Vergleich der Ergebnisse aus Langzeit- und
126
Kurzzeitversuchen
6.9 Rasterelektronenmikroskopische Untersuchungen 1W
7 Zusammenfassung 131
8 Anhang 132
9 Literaturverzeichnis 141
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