Candelilla Wax as Natural Slow-Release Matrix for Fertilizers Encapsulated by Spray Chilling

Efforts to improve crop yields with efficient use of fertilizers are needed to guarantee global food security.Enhanced slow-release fertilizer systems(SRFs)encapsulated in biodegradable matrices are being developed to address this global concern.From a wide range of strategies for SRFs development,we explored a natureinspired solution based on the plant cuticle model and its function as a membrane for water and nutrient transport control.Here,Candelilla wax,extracted from Candelilla wild plants(Euphorbia antisyphilitica),is studied as a renewable slow-release matrix for fertilizers encapsulated by a modified spray chilling process.From this process,microencapsulates containing 40 wt%of phosphorus fertilizer are obtained with distinctive sizes and chemical characteristics,presenting a slow-release behavior.Considering the abovementioned features,novel insights into fertilizer release mechanisms based on plant cuticle models are discussed.

Development and characterization of whey protein films incorporated with tarbush polyphenols and candelilla wax

Edible films were prepared with whey protein incorporating candelilla wax,and glycerol in aqueous solution.Tarbush polyphenols were added as bioactive agent.An optimization based on the water vapor permeability(WVP)of the formulation was performed using a Box-Behnken design.The films were characterized by the determination of WVP,moisture,solubility,color,antioxidant and antifungal activity.Scanning electron microscopy(SEM)was also performed to observe the surface and cross-section micrographs.The lowest permeability values were found with concentrations of 1.27,0.3 and 0.5% of protein,wax and glycerol respectively.It was proved that the addition of polyphenols into films causes a significant effect only on solubility and transparency characteristics.Edible films have suitable properties as a barrier for the goods they could be applied on.It is proposed for use in foods such as fresh or minimally processed fruits and vegetables.

卵磷脂含量对负载姜黄素油凝胶凝胶结构及生物可及性的影响

为解决姜黄素因水溶性低、分散性差等问题引起的低生物可及性,该研究通过对姜黄素高温加热溶解,随后与小烛树蜡和不同质量分数(0%、1%、3%、5%、10%)的葵花卵磷脂协同构建姜黄素高负载及高生物可及性的油凝胶,并对其结构及消化特性进行表征与评估。结果表明,姜黄素高温加热后可实现去晶体化,负载量可达约2.7%;去晶体化姜黄素和葵花卵磷脂的加入对凝胶晶型(β′)无显著性影响,但协同提高姜黄素生物可及性;不同葵花卵磷脂的添加量可实现对凝胶结构的调控,添加量越高,凝胶结构越松散,凝胶强度越弱,质地越柔软,脂解程度及姜黄素生物可及性越高,添加量达到10%时,姜黄素生物可及性是未加葵花卵磷脂油凝胶的2.9倍。该研究旨在为姜黄素的高值生物利用与应用转化提供进一步的理论依据与参考。

小烛树蜡棕榈凝胶油的制备及其在面包中的应用

以棕榈油为主要基料油,添加一定数量的小烛树蜡,采用加热搅拌及冷却培养等方法来研究棕榈油基凝胶油。研究结果表明:凝胶油形成过程中小烛树蜡的添加量、溶解温度、溶解时间、培养期时间和搅拌速度等因素对凝胶油的硬度、持油率等性质有着重要影响。利用单因素试验和正交试验优化得到棕榈油基凝胶油最佳制备工艺条件为:小烛树蜡添加量为8.00%,溶解温度为105℃,溶解时间为15 min,搅拌速率为80 r/min,培养时间为36 h(25℃)。在最佳工艺条件下,制备的棕榈油基凝胶油硬度为4.864 N、黏附力为1.197 N、持油率为97.10%。经过核磁共振分析和气相色谱分析,测得不同温度下固体脂肪酸含量在凝胶前后有部分变化,但脂肪酸组成含量不存在显著变化。凝胶油用于面包加工中,可以延缓水分的流失和面包的老化,在保质期内可以提高面包的品质。

文物中蜡类材料的热裂解-气相色谱/质谱识别

为识别文物中蜡质原材料,以及文物保护修复工作中常用蜡类材料的类别,研究通过在线甲基化热裂解-气相色谱/质谱联用技术对蜂蜡、棕榈蜡、小烛树蜡、地蜡、石蜡等蜡类材料进行分析检测。研究发现:蜂蜡的主要裂解产物为直链烷烃、直链脂肪酸、直链醇、含羟基脂肪酸;棕榈蜡为直链醇、直链脂肪酸、脂肪酸衍生物;小烛树蜡为直链烷烃、直链脂肪酸、直链醇、羽扇豆醇及其衍生物、计曼尼醇及其衍生物、脂肪酸衍生物;地蜡、石蜡等矿物蜡的主要裂解产物为直链烷烃。不同蜡中裂解产物的种类及其相对含量分布规律均有所区别,因此通过在线甲基化热裂解-气相色谱/质谱联用技术可以实现不同种类蜡的区分。通过所建立的方法及总结的数据,研究推断故宫旧藏清代紫檀木边座嵌玉人鸂鶒木山水图插屏中镶嵌珐琅构件所用棕色蜡为蜂蜡,所用白色蜡为矿物蜡及少量蜂蜡。本研究所建立方法易于推广,适用于文物中蜡类材料的准确、快速识别。

负载虾青素的油凝胶纳米乳液的构建及体外消化研究

为提升虾青素的生物利用率,构建了油凝胶基纳米乳液,并以此为输送体系来递送虾青素。以小烛树蜡作为凝胶剂制备油凝胶,小烛树蜡的最低添加量为1.2%(质量分数,下同)。2.0%的小烛树蜡油凝胶比1.2%的具有更高的凝胶相变温度、硬度以及弹性。流变学研究表明,两者均表现出凝胶网络结构,而2.0%的小烛树蜡油凝胶网络更强。以2.0%小烛树蜡油凝胶为油相制备2种纳米乳液,同鸡蛋清白蛋白相比,以乳清分离蛋白作为乳化剂的纳米乳液具有更小的粒径和更大的ζ-电位,乳液稳定性更强。包埋虾青素的油凝胶和2种纳米乳液的体外模拟消化实验表明,纳米乳液的脂解程度和虾青素的生物利用率均显著高于油凝胶,且以乳清分离蛋白为乳化剂的纳米乳液的消化情况优于鸡蛋清白蛋白稳定的乳液。该研究将虾青素的生物利用率提高到了43.6%,为虾青素的高效利用提供了新的思路。

小烛树蜡和日本木蜡对高油酸葵花籽油凝胶油结晶行为的差异比较

将小烛树蜡和日本木蜡分别添加到高油酸葵花籽油中制备凝胶油,分析其在凝胶油形成过程中结晶行为的差异。结果表明:在添加量为5%时,两种蜡均表现出低频率依赖的“强凝胶”行为,小烛树蜡具有更强的热稳定性和表观黏度,日本木蜡则具有更高的触变回复性;热力学性质进一步证实凝胶油性能的差异与天然蜡的成分有关。在微观层面上,小烛树蜡凝胶油和日本木蜡凝胶油分别呈现簇状和针状的晶体形态;小烛树蜡晶型为β′型,而日本木蜡则在形成凝胶油的过程中发生晶体排列堆积方式的改变,晶型由β′型转为β型。日本木蜡具有与高熔点蜡不同的特殊结晶性质,在塑性脂肪开发中具有潜在应用价值。

替代柑橘聚乙烯薄膜单果套袋的涂膜剂研发及保鲜效果评价

【背景】聚乙烯薄膜单果套袋是目前我国最为常用的柑橘贮藏期保鲜方式,近50年来在全国大范围应用。近年来聚乙烯薄膜果袋因使用后回收难带来的环境污染问题引起全社会广泛关注,且由于柑橘单果套袋主要依赖手工完成,导致劳动力日益紧缺、生产成本逐年上升等问题日益凸显。因此,研发一种能替代聚乙烯薄膜的新型涂膜材料,实现柑橘保鲜生产向全程机械化转型是产业的重大需求。【目的】研发以小烛树蜡及蜂蜡为基础的“BC”(Beeswax-Candelilla Wax Coating)涂膜剂配方,并用于处理温州蜜柑果实,评价其保鲜效果以及替代聚乙烯薄膜单果套袋的可行性。【方法】选择最优比小烛树蜡、蜂蜡和甘油组合涂膜剂,以成熟‘尾张’温州蜜柑果实为试验材料,进行套袋或涂膜处理。对处理后的果实在不同时间节点检测以下指标:果实失重率、硬度、色差、果汁总可溶性固形物(TSS)/可滴定酸(TA)含量、果皮总酚总黄酮含量、呼吸强度、果实内部气体成分和异味物质含量,并用气相质谱仪检测不同处理果皮初生代谢物含量。扫描电镜观察处理后果面蜡质形态;同时对光泽度、异味、风味、出汁量、甜度、酸度和总体满意度等指标进行感官评价。【结果】BC涂膜剂处理温州蜜柑果实常温贮藏28 d后,果实失重率从22.62%显著降低到3.83%;同时延缓硬度与色差值的变化,延缓果实内部TSS和TA含量变化,提高果皮总酚、总黄酮及初生代谢物含量。果实内部CO_(2)浓度适度升高,呼吸强度从43.36 mL·kg^(-1)·h^(-1)显著降低到16.75 mL·kg^(-1)·h^(-1);较对照处理而言,BC处理还增强了果实感官品质,总体满意度从3.09提升至3.69。除异味物质、呼吸强度外,其他各项指标检测结果均表明BC与套袋处理无显著性差异,但BC处理的果实中乙醇含量(777.9 mg·L^(-1))显著低于人类感知阈值水平(1500 mg·L^(-1))及商业涂膜剂处理后的浓度(2021.2 mg·L^(-1))。【结论】BC涂膜剂保水性能良好,涂膜处理后与套袋果实相比,果实的内部品质、外观品质以及测定的各项生化指标均无显著性差异。而且涂膜处理与果实采后加工分选线兼容性好,可实现在线打蜡处理,生产效率高,生产用工少。综上表明BC涂膜具备替代套袋保鲜作用。

小烛树蜡油脂凝胶的性质及作用机理研究

以小烛树蜡为凝胶剂,制备低芥酸菜籽油油脂凝胶。研究小烛树蜡含量对油凝胶的相变、持油性、固体脂肪含量(solid fat content,SFC)、凝胶晶型及硬度的影响。实验结果表明,小烛树蜡质量分数≥4%时,掺入低芥酸菜籽油中可制得具有固体性质的油凝胶,质量分数为8%时,小烛树蜡使得持油能力(oil binding capacity,OBC)最强;SFC均在2%-6%之间,随着温度的升高,SFC减小;晶型分析表明小烛树蜡低芥酸菜籽油油凝胶主要晶型均在4.70×10^(-10)、3.80×10^(-10) m附近;油凝胶硬度随着小烛树蜡含量增大而逐渐增大,质量分数为10%时小烛树蜡油凝胶硬度适中。