三丁酸甘油酯是一种具有多种生理功效的短链脂肪酸酯,能够通过释放丁酸起到修复肠道绒毛、维护菌群平衡、防止肠炎等肠道健康作用,在食品、医药、饲料等领域应用广泛。然而三丁酸甘油酯因有异味、水溶性差和易在消化道前段被降解等问题,使其在实际应用中受到限制,往往需要通过包合改善使用性能。环糊精是常用的包合壁材之一,在其酶法生产过程中,通常需要添加复合剂与其形成包合物以使反应向正向进行,进而提高环糊精的产率。基于此,本论文在环糊精的酶法生产过程中添加三丁酸甘油酯作为复合剂,促进环糊精生产的同时又能将三丁酸甘油酯进行包合,形成以三丁酸甘油酯为芯材、环糊精产物为壁材的包合物。通过对制备体系及包合物性能的系统研究,以期获得生产成本低廉且应用性能优异的三丁酸甘油酯包合物,同时为包合物的制备提供新的思路和方法。论文的主要研究内容如下:首先,建立了Bacillus circulans来源的β-环糊精葡萄糖基转移酶酶法生产环糊精同时包合三丁酸甘油酯的体系。产物分析结果显示在未添加三丁酸甘油酯时,环糊精总得率为25.90%,添加10%(w/w)三丁酸甘油酯后环糊精总得率为44.10%,增加了70.27%。不同类型环糊精含量均有不同程度的增长,证实了两者的包合相互作用,其中β-环糊精含量增长最为显著,增幅达88.26%。采用剪切、均质、喷雾干燥的手段对体系产物进行处理,获得了三丁酸甘油酯包合物粉末,确认了包合方法的可行性。其次,优化了三丁酸甘油酯的包合工艺。依次测定了酶法包合、乳化工艺、喷雾干燥条件对包合过程和包合效果的影响。以体系粘度和环糊精得率为指标,获得酶法包合体系的最适条件为:液化加酶量2 U/g、液化时间30 min、环化加酶量2 U/g、环化时间10 h、环化反应温度50°C、三丁酸甘油酯的添加时间为环化反应开始时(0 h);以乳液稳定性为指标,获得的乳化工艺最适条件为:乳化剂添加量2%、均质压力35～40 MPa、均质循环3次;以包合效率和包合产率为指标,获得的喷雾干燥工艺最适条件为:芯壁比1:1(w/w)、进风温度180°C、出风温度80°C、进料温度50°C。在最优条件下获得的包合物中环糊精总得率为48.08%,芯材载量为42.88%,包合效率为76.70%,包合产率为90.05%,显著优于未经优化前的包合效果。然后,对最佳工艺条件下制备的包合物进行了表征。通过微观形态观察、粒径分布测定、顶空气相分析、复原乳液稳定性测定和体外模拟释放表征了包合物的结构、分散性能、气味表现、复水性质和释放特性。结果表明,包合物呈中空圆球状,存在一定皱缩,粒径分布在1～10μm之间,分散性能良好。采用酶法生产环糊精体系制备的包合物能够显著降低三丁酸甘油酯的异味,复原乳液稳定性为93.21%,肠溶率达65.50%,与其他淀粉基壁材制备的包合物以及市售二氧化硅负载型产品相比具有优势。其中环糊精能够在体系中起到降低异味、增加复水稳定性的关键作用。最后,对体系的包合机理进行了分析。分别采用包合稳定常数测定、分子模拟对接、热力学分析、核磁共振等手段研究了包合相互作用、包合构象和包合过程。结果表明,三丁酸甘油酯与α-、β-、γ-环糊精的包合稳定常数分别为251.13、585.59、69.30L/mol。包合稳定常数的大小决定了主客体之间包合相互作用的强弱,与环糊精得率的增长程度呈正相关。分子模拟对接研究表明,三丁酸甘油酯以不同的构象与3种环糊精结合,其中与β-环糊精的构象最为紧密。热力学分析显示,包合现象属自发过程并由焓变驱动。~1H核磁共振结果证实了三丁酸甘油酯与环糊精之间包合构象的差异。结合对包合机理和包合过程的分析,构建了包合模型,推测采用酶法生产环糊精体系包合三丁酸甘油酯具有环糊精疏水空腔和喷雾干燥微胶囊壁层形成的双重包合作用,因此能够在复水性能和释放特性上获得更好的改善效果。