一种新型β-胡萝卜素微胶囊的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种新型β‑胡萝卜素微胶囊的制备方法，以还原糖和乳清蛋白的美拉德反应产物作为抗氧化型壁材，利用喷雾干燥法制备β‑胡萝卜素微胶囊，具体方法：首先将乳清蛋白和还原糖在一定条件下制成乳清蛋白美拉德反应产物溶液，作为壁材溶液；然后将β‑胡萝卜素配成一定浓度的油溶液作为芯材，按照芯材和壁材的比例，在壁材溶液中加入芯材及乳化剂，高速均质得到微胶囊乳化液；最后喷雾干燥，得到β‑胡萝卜素微胶囊产品。采用本发明专利技术可以直接制得具有良好性质的β‑胡萝卜素微胶囊，也可以将其作为营养强化剂直接加入到食品中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于微胶囊的制备
，具体涉及一种新型β-胡萝卜素微胶囊的制备方法。
技术介绍
微胶囊技术是指利用天然或合成高分子材料，将分散的固体、液体，甚至是气体物质包裹起来，形成具有半透性或密封囊膜的微小粒子的技术，形成的微小粒子称为微胶囊，直径大小一般在1～1 000μm。微胶囊技术推动了食品工业由低级的农产品初加工业向高级产业的转变。β-胡萝卜素是是类胡萝卜素的一种，且是自然界中含量最丰富的的天然色素。β-胡萝卜素作为维生素A前体可以有效补充维生素A的不足，且具有很强的维生素A活性，同时具备营养强化的功效。然而β-胡萝卜素稳定性较差，分子结构上的9个共轭双键使其很容易被异构化和氧化，同时其脂溶性也使得其适用范围受到制约，解决该问题的一个重要方法就是使用微胶囊技术将β-胡萝卜素制成干粉，一方面可以将β-胡萝卜素进行包埋避免与空气的接触，提高其稳定性，同时微胶囊干粉中芯材的无定形形态可以有效提升其在人体中的生物利用率。食品蛋白质的美拉德反应产物(MRPs)在加工及储藏过程中产生的物质，且研究表明具有较好安全性、抗氧化活性、乳化性及成膜性，尤其是其抗氧化性能可以和食品中常用的抗氧化剂相媲美，随着国内外新型抗氧化性壁材的不断出现和研究，美拉德反应产物是抗氧化型壁材的最佳选择。国内外对β-胡萝卜素微胶囊的研究中，所使用的壁材主要为麦芽糖糊精、壳聚糖和藻朊酸盐复合物、聚羟基丁酸戊酯、改性淀粉等，包埋方法主要为喷雾干燥法，冷冻干燥法及复凝聚法等。蛋白质美拉德反应产物是一种优良的抗氧化型壁材，而国内外对β-胡萝卜素微胶囊的研究中未用蛋白质美拉德反应产物对天然色素的包埋进行研究。本专利技术以具有抗氧化性的乳清蛋白美拉德反应产物为壁材，提供一种新型β-胡萝卜素微胶囊化方法，以减缓和抑制β-胡萝卜素氧化和分解，提高β-胡萝卜素微胶囊产品的贮存稳定性及生物利用率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术缺陷，提供一种以乳清蛋白美拉德反应产物为新型壁材制备具有完整表面结构、较小粒径、良好热稳定性和贮存稳定性以及生物利用率高的β-胡萝卜素微胶囊的方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：本专利技术的一种新型β-胡萝卜素微胶囊的制备方法，包含以下步骤：(1)壁材的制备：将乳清蛋白和还原糖分别按1:1(w/w)的比例溶于水中，制成固形
物浓度为4％-12％(w/w)的溶液，调节起始反应pH值为9，在反应温度为95℃的条件下，反应3小时后，制得乳清蛋白美拉德反应液，迅速冷却、冷冻干燥后，制得乳清蛋白美拉德反应产物，即为壁材；(2)壁材溶液的制备：将步骤(1)所得的乳清蛋白美拉德反应产物，加水后制成浓度为4-10％(w/w)乳清蛋白美拉德反应产物溶液，即为壁材溶液；(3)芯材的制备：将β-胡萝卜素制成0.3％(w/w)β-胡萝卜素的油溶液，即为芯材；(4)微胶囊乳化液的制备：按芯材与壁材比例(芯壁比)为0.05-0.30(w/w)，将步骤(2)所得的壁材溶液与步骤(3)所得的芯材混合；当壁材溶液与芯材混合后，加入1％-5％(w/w)的乳化剂；在分散速度为6000-21000r/min条件下，对含有壁材、芯材和乳化剂的混合液进行高速均质处理6-16min后，制得微胶囊乳化液；(5)喷雾干燥：将步骤(4)中制得的微胶囊乳化液，在干燥入口温度为170-195℃条件下进行喷雾干燥，得到β-胡萝卜素微胶囊产品。在本专利技术中，优选的，所述步骤(1)中还原糖为半乳糖。在本专利技术中，优选的，所述步骤(1)中乳清蛋白和还原糖制成固形物浓度为6％(w/w)。在本专利技术中，优选的，所述步骤(2)中壁材溶液浓度为6％(w/w)。在本专利技术中，优选的，所述步骤(4)中使用芯壁比为0.15(w/w)。在本专利技术中，优选的，所述步骤(4)中所使用乳化剂为单甘酯与吐温-80，且单甘酯与吐温-80的比例为2:8或4:6。在本专利技术中，优选的，所述步骤(4)中乳化剂的添加量为3％(w/w)。在本专利技术中，优选的，所述步骤(4)中高速分散速度为15000r/min。在本专利技术中，优选的，所述步骤(4)中高速分散时间为12min。在本专利技术中，优选的，所述步骤(5)喷雾干燥入口温度为185℃。本专利技术与现有技术不同之处在于本专利技术取得了如下技术效果：(1)半乳糖和乳清蛋白的美拉德反应产物为壁材所制得β-胡萝卜素微胶囊的囊化效率，显著高于以半乳糖和乳清蛋白的混合物为壁材制得β-胡萝卜素微胶囊的囊化效率。(2)对微胶囊进行了电镜观测，粒度分析及热重分析，与以半乳糖和乳清蛋白的混合物为壁材的微胶囊相比可得知，以半乳糖和乳清蛋白的美拉德反应产物为壁材的微胶囊在表面结构、粒径、热稳定性各方面更为优良。(3)以乳清蛋白和半乳糖的美拉德反应产物为壁材，有助于提高β-胡萝卜素微胶囊在热、氧、光和紫外线等环境条件下的稳定性。以半乳糖和乳清蛋白的美拉德反应产物为壁材的β-胡萝卜素微胶囊的贮存稳定性显著高于半乳糖和乳清蛋白的混合物
为壁材的β-胡萝卜素微胶囊。(4)β-胡萝卜素微胶囊依次在模拟胃肠液中释放，并进行生物利用率的测定。以半乳糖和乳清蛋白的美拉德反应产物为壁材的和以半乳糖和乳清蛋白的混合物为壁材的β-胡萝卜素微胶囊的生物利用率分别为94.86％和86.36％，由此证明半乳糖和乳清蛋白的美拉德反应产物有助于微胶囊中β-胡萝卜素在人体中的吸收。通过上述制备方法可以直接获得具有优良性质的β-胡萝卜素微胶囊，也可以将其作为营养强化剂直接加入到食品中。下面结合附图对本专利技术作进一步说明。附图说明图1β-胡萝卜素微胶囊的表面结构注：a以半乳糖和乳清蛋白的美拉德反应产物为壁材b以半乳糖和乳清蛋白的混合物为壁材图2β-胡萝卜素微胶囊粒径范围注：a以半乳糖和乳清蛋白的美拉德反应产物为壁材b以半乳糖和乳清蛋白的混合物为壁材图3以半乳糖和乳清蛋白的美拉德反应产物为壁材的β-胡萝卜素微胶囊热重分析图4以半乳糖和乳清蛋白的混合物为壁材的β-胡萝卜素微胶囊热重分析图5β-胡萝卜素微胶囊在模拟胃肠液中释放后的生物利用率图6不同糖种类乳清蛋白美拉德反应产物对微胶囊囊化效率的影响注：标注无相同字母者差异显著(P<0.05)；图7芯壁比对β-胡萝卜素微胶囊囊化效率的影响注：标注无相同字母者差异显著(P<0.05)；图8高速分散速度对β-胡萝卜素微胶囊囊化效率的影响注：标注无相同字母者差异显著(P<0.05)；图9高速分散时间对β-胡萝卜素微胶囊囊化效率的影响注：标注无相同字母者差异显著(P<0.05)；图10进风温度对β-胡萝卜素微胶囊囊化效率的影响注：标注无相同字母者差异显著(P<0.05)。具体实施方式下面结合具体实施例来进一步描述本专利技术，本专利技术的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但实施例仅是范例性的，并不对本专利技术的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本专利技术的精神和范围下可以对本专利技术技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本专利技术的保护范围内。实施例1一种新型β-胡萝卜素微胶囊的制备方法，包含以下步骤：(1)壁材的制备：将乳清蛋白和半乳糖分别按1:1(w/w)的比例溶于水中，制成固形物浓度为6％(w/w)的溶液，调本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型β‑胡萝卜素微胶囊的制备方法，其特征在于包含以下步骤：(1)壁材的制备：将乳清蛋白和还原糖分别按1:1(w/w)的比例溶于水中，制成固形物浓度为4％‑12％(w/w)的溶液，调节起始反应pH值为9，在反应温度为95℃的条件下，反应3小时后，制得乳清蛋白美拉德反应液，迅速冷却、冷冻干燥后，制得乳清蛋白美拉德反应产物，即为壁材；(2)壁材溶液的制备：将步骤(1)所得的乳清蛋白美拉德反应产物，加水后制成浓度为4‑10％(w/w)乳清蛋白美拉德反应产物溶液，即为壁材溶液；(3)芯材的制备：将β‑胡萝卜素制成0.3％(w/w)β‑胡萝卜素的油溶液，即为芯材；(4)微胶囊乳化液的制备：按芯材与壁材比例(芯壁比)为0.05‑0.30(w/w)，将步骤(2)所得的壁材溶液与步骤(3)所得的芯材混合；当壁材溶液与芯材混合后，加入1％‑5％(w/w)的乳化剂；在分散速度为6000‑21000r/min条件下，对含有壁材、芯材和乳化剂的混合液进行高速均质处理6‑16min后，制得微胶囊乳化液；(5)喷雾干燥：将步骤(4)中制得的微胶囊乳化液，在干燥入口温度为170‑195℃条件下进行喷雾干燥，得到β‑胡萝卜素微胶囊产品。...

【技术特征摘要】
1.一种新型β-胡萝卜素微胶囊的制备方法，其特征在于包含以下步骤：(1)壁材的制备：将乳清蛋白和还原糖分别按1:1(w/w)的比例溶于水中，制成固形物浓度为4％-12％(w/w)的溶液，调节起始反应pH值为9，在反应温度为95℃的条件下，反应3小时后，制得乳清蛋白美拉德反应液，迅速冷却、冷冻干燥后，制得乳清蛋白美拉德反应产物，即为壁材；(2)壁材溶液的制备：将步骤(1)所得的乳清蛋白美拉德反应产物，加水后制成浓度为4-10％(w/w)乳清蛋白美拉德反应产物溶液，即为壁材溶液；(3)芯材的制备：将β-胡萝卜素制成0.3％(w/w)β-胡萝卜素的油溶液，即为芯材；(4)微胶囊乳化液的制备：按芯材与壁材比例(芯壁比)为0.05-0.30(w/w)，将步骤(2)所得的壁材溶液与步骤(3)所得的芯材混合；当壁材溶液与芯材混合后，加入1％-5％(w/w)的乳化剂；在分散速度为6000-21000r/min条件下，对含有壁材、芯材和乳化剂的混合液进行高速均质处理6-16min后，制得微胶囊乳化液；(5)喷雾干燥：将步骤(4)中制得的微胶囊乳化液，在干燥入口温度为170-195℃条件下进行喷雾干燥，得到β-胡萝卜素微胶囊产品。2.根据权利要求1所述的新型β-胡萝卜素...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜瞻梅，赵雪，白丽娜，张心柳，李雪雁，姚坤，
申请(专利权)人：东北农业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23