用于生产保存新鲜或微加工食品用包封天然抗氧化剂的纳米乳剂的方法以及由此生产的乳剂技术

本发明专利技术涉及一种由纳米尺度包封的天然抗氧化剂组成的纳米乳液的制备方法；公开了所述产品的配方及其在保存不同产品或天然食品衍生物，例如新鲜的或微加工的水果、蔬菜和谷物以及果汁中的配方包括四个主要阶段：(a)从水果、蔬菜和谷物废料中获得天然抗氧化剂；(b)包封天然抗氧化剂；(c)与天然抗氧化剂形成纳米乳液；以及(d)将形成的纳米乳液冷冻干燥。从那种意义上说，本发明专利技术的目的是发展一种从水果和/或蔬菜和/或谷物废料生产具有高抗氧化能力的纳米乳液的方法，该方法有效地被包封并且在最终产品中无需有机化学添加剂就可以容易地加工，这有助于保存和/或/或改善食品或营养级的人类和动物用新鲜或者微加工产品的营养和感官特性。本发明专利技术的核心方面包括食品上的纳米薄层，其防止气体和流体与环境的交换，并由精选的抗氧化剂增强，其功能类似于延缓或抑制食品分解和氧化的生化反应的酶。这样可以使本应当冷冻以提高其感官质量的新鲜和微加工食品在解冻时具有更长的货架期。

A method for the production of nanoemulsions encapsulated with natural antioxidants for preservation of fresh or micro processed foods and the emulsions thus produced

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于生产保存新鲜或微加工食品用包封天然抗氧化剂的纳米乳剂的方法以及由此生产的乳剂
本专利技术涉及用于在纳米乳化基质内优化提取和包封的方法，特别适用于保存供给人类或动物的新鲜水果、蔬菜、谷物、果汁和微加工的食物；它还包括优化的配方和包封。本专利技术包括纳米技术和食品工业、生物工业、生物技术和农业综合企业衍生品的
现有技术可食用薄膜是由不混溶物质均质化制成的分散乳剂，可将其分为三种不同类型，a)油：水(O/W)，b)水：油(W/O)，c)多重乳液(W/O/W或O/W/O)，其每个都取决于要分散在主要基质上的要素。这些通常用于通过具有抗微生物能力的多糖，例如壳聚糖，来保持食品的货架期，而多糖通过增加收获后的水果和蔬菜或例如鸡蛋、豆类甚至谷物的其他食品的抗微生物能力来保持这些新鲜产品的货架期。当前，由于影响世界所有国家的气候变化以及总体上由于暴露于环境条件的食品迫近的变质，在例如水果和蔬菜的食品的保存领域中可食用薄膜的研究、开发和创新正在日益发展。另外，与当前的技术，例如在受控气氛下冷冻和保存相比，物流和农工公司希望使用能耗越来越少的方法来保存，激励了此类产品。幸运的是，技术不断发展，与普通液滴大小的乳液相比，可食用薄膜在微观尺度上发展有更小的粒径，可以更好地应用于食品表面，并在一定时间内具有较大的热力学稳定性。然而，使用化学表面活性剂来实现这些微乳的自形成成为问题，因为产品变得有毒。由于这个原因，乳液的纳米技术得到了有效的开发，得益于高速和高压下的均质化工艺，从而使它们具有动力学稳定性，从而将表面活性剂的使用降至最低。因此，纳米乳液是稳定的组合物，分子上主要由水-油混合物组成，因此内部颗粒的纳米范围在20-500nm之间。这些纳米混合物被认为是促进如抗氧化剂、抗菌剂甚至是营养品的功能性活性剂的运输、释放和吸收的最佳手段，并以此为特点(Cardoso&Jimenez，2015)；它们还表现出低的感官知觉，因此在诸如药物、化妆品、药品甚至食品的领域具有多种用途。但是，全球趋势是使用不含对健康有害的投入的天然或有机产品，或者是与超级食品相关的方法，这影响了使用从天然化合物中提取的活性剂的产品的开发，因此该趋势丰富了市场所需的用于用芳香植物精油，例如牛至、迷迭香、肉桂和其他抗氧化剂制成的食品的可食用薄膜，其中所含赋予这些有助于赋予具有其他营养特性的食品的保存的特性的酚类化合物。在工业过程中提取的功能性活性剂可以是多酚、萜烯、糖苷或生物碱，具体取决于所使用的原料。例如，水果中富含以酚类化合物的形式多酚，而萜烯则存在于芳香草药的精油中。类黄酮是酚类化合物，其特征在于它们代表抗氧化剂的主要来源，可帮助减轻由于周围环境中的氧气而引起的脂质、蛋白质和核酸的氧化应激(Cerón，Higuita和Cardona，2010年)。但是，食品生物技术的科学进步促进了各种活性剂，例如存在于各种水果的果皮和种子中的，在废料中存在的具有高抗氧化潜力的类黄酮的再利用。因此，具有丰富生物多样性的国家，例如秘鲁，必须利用农业工业废料进行转化，并生产基于抗氧化剂的添加剂，这些添加剂可以使各种食品发挥功能，即营养和预防疾病，从而使其在商业上可行并在环境上可持续的。此外，天然酚类化合物越来越被工业和世界机构所接受，例如FAO(联合国粮食及农业组织)，该组织需要安全的食品，且不受食品中常用产业中常用的合成添加剂引起的细菌污染和毒性的影响(Conte等，2007)；然而，酚类化合物由于其化学组成而具有挥发性和敏感性的技术问题，这代表了有效保存它们的问题，此外在提取和浓缩阶段使用无机化学投入物会损害产品的食用条件。以这种方式，开发了例如化合物纳米过滤和包封的技术，以在例如抗氧化剂的挥发性化合物，或者例如奥米伽脂肪酸、维生素、蛋白质等其他产品的不同粒径下保存活性化合物，有助于维持和/或随着时间的推移，改善了微加工食品的营养和性状特性。在现有技术中，存在与生产用于食品保存的纳米乳剂有关的专利技术专利，其通常在高速和高压下使用广泛且不准确的均质化过程，或者通过使用化学表面活性剂进行机械破碎，以其获得获得低于100纳米(nm)的细粒度的水-油乳液；还有专利申请如EP728460或EP1016453使用化学表面活性剂或多元醇来稳定乳液并获得所需的粒度。专利US20140205722A1提到了复合固体脂质纳米颗粒的组成，该复合颗粒基于由蜡和例如蛋白质、抗氧化剂和成膜材料的其他投入物组成的脂质基质，可长时间保存水果、蔬、种子和/或谷物。还存在例如KR20140115427和KR20160005182A的专利，这些专利提出了纳米乳剂，但并未提及其活性化合物的有效提取方法，并且由于其抗微生物功能原理而提出了姜黄素和肉桂油抗氧化剂溶液的不准确方法；它们是通过乳化剂和水之间的混合物，然后是油和抗菌剂的混合物，最终在高压下将两种产品混合而获得的。最后，专利CN104997129提出了使用植物化合物的食品添加剂的广泛工艺，为此，将含活性化合物(落叶松树)的投入物粉碎，并使用乙醇作为化学溶剂在60-70℃下超声提取30-50分钟，然后将其与例如硫酸的化学添加剂浓缩，最后离心并结晶。关于抗氧化剂化合物的提取，使用有机溶剂的方法或循环水热处理。专利W02004009206A1是一种提取酚类化合物的方法，该方法使用的反应器在180°-240℃之间的温度下反应最多30分钟，然后使其冷却数小时并除去过滤后的液体部分，其在给定温度时无法保存抗氧化剂特性并且效率不高。专利ES2198286T3是一种用于生产天然抗氧化剂的新工艺，该工艺包括在高达100℃的温度下用有机溶剂提取并快速冷却、蒸发有机溶剂、蒸馏溶液并在流化床中干燥；这意味着太多的繁琐过程和使用化学药品来获得最终产品。专利US2016262438提到了一种提取酚的方法，该方法基于高达25°的白利糖度的抗氧化剂汁的浓度，然后以树脂和乙醇为溶剂进行吸附过程，最后将其浓缩在旋转蒸发仪中以用喷雾干燥器方法喷涂；对于冗长的过程，这需要广泛、复杂和高成本的过程。最后，专利CN104305468是一种使用化学品制备芝麻抗氧化剂的广泛方法，该方法包括干燥种子，用正己烷进行“脱脂”过程并用高浓度乙醇提取1天，最终集中在旋转蒸发仪上。纳米过滤技术用于抗氧化剂溶液的浓缩和纯化尚未在现有技术中登记。专利ES2294696T3显示了一种方法，该方法包括多个白蛋白溶液的纳米过滤阶段，直至达到所需的纯度和浓度。关于活性化合物的包封技术，它们被用于从制药到农用化学品的非常广泛的领域。所采用的技术包括使用聚合物材料包裹所涉及的活性剂，然后采用喷雾干燥或超临界流体工艺，或者在特殊情况下采用溶剂进行低温干燥的工艺来生产粒径越来越小的包囊。专利ES2213572T3是一种复杂但在工业上可行的微囊化水溶性物质的方法，该方法涉及将物质与可生物降解的聚合物和化学溶剂的混合物在理想条件下匀化样品以形成微粒，然后通过去除微粒来固化这种溶剂。专利ES2268073T3是一种微囊化农业活性剂的方法，其中将高熔点的化学材料和另一种具有正常熔点的化学材料混合，将其加热直至本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于生产具有包封天然抗氧化剂的纳米乳剂制剂的方法，所述纳米乳剂制剂用于保存新鲜水果、蔬菜和谷物、果汁和微加工食品，所述方法包括以下阶段：/na.从水果、蔬菜或谷物废料中提取天然抗氧化剂；/nb.包封所述天然抗氧化剂；/nc.使用所述天然抗氧化剂形成纳米乳液；/nd.对所形成的纳米乳液进行低温干燥。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于生产具有包封天然抗氧化剂的纳米乳剂制剂的方法，所述纳米乳剂制剂用于保存新鲜水果、蔬菜和谷物、果汁和微加工食品，所述方法包括以下阶段：
a.从水果、蔬菜或谷物废料中提取天然抗氧化剂；
b.包封所述天然抗氧化剂；
c.使用所述天然抗氧化剂形成纳米乳液；
d.对所形成的纳米乳液进行低温干燥。


2.根据权利要求1所述的用于生产具有包封天然抗氧化剂的纳米乳剂制剂的方法，所述纳米乳剂制剂用于保存新鲜水果、蔬菜和谷物、果汁和微加工食品，其中所述提取天然抗氧化剂包括以下阶段：
a.对选定的水果、蔬菜或谷物废料的皮和/或种子进行分类、洗涤和消毒；
b.将前一阶段中获得的产物在温度为30-60℃的常规烤箱中使用回流热空气脱水2-6小时，或者通过在-30到-50℃的温度以及0.04mbar的绝对真空压力下冷冻干燥10-15小时；湿度直到2-40％；
c.从前一阶段中获得的产物用极性溶剂，在功率为100-400W的微波辅助下提取5-40分钟，或在30-60℃的温度下在具有20-60kHz的振动功率的超声辅助的下提取10-40分钟；
d.用简单的蒸馏方法在旋转蒸发仪中于20-60℃在0.5-15inHg之间的真空中部分浓缩抗氧化剂提取物10-95分钟，直至达到10-50％的浓度；
e.在具有10-100nm纳米孔，最小表面积为0.01m2的两个连续的过滤器中，在30-60℃的温度下，对来自前一阶段的具有pH值6-10.5的溶液进行切向纳米过滤；将所述溶液以0.5-1bar的压力泵出。


3.根据权利要求2所述的用于生产具有包封天然抗氧化剂的纳米乳剂制剂的方法，所述纳米乳剂制剂用于保存新鲜水果、蔬菜和谷物、果汁和微加工食品，其中所述步骤“c”中的所述极性溶剂是超纯水。


4.根据权利要求1所述的用于生产具有包封天然抗氧化剂的纳米乳剂制剂的方法，所述纳米乳剂制剂用于保存新鲜水果、蔬菜和谷物、果汁和微加工食品，其中所述包封天然抗氧化剂包括以下阶段：
a.提取所述天然抗氧化剂的产物与例如麦芽糖糊精和阿拉伯树胶的多糖按1：1的比例混合，或按比例与玉米淀粉或木薯淀粉混合，所述玉米淀粉或木薯淀粉的量是以取代通过折光法技术测得的所选的抗氧化剂溶液中的可溶性固体的百分比；混合物以500-2000RPM的速度在20-60℃之间的温度下进行1-3小时；
b.在8000-1500RPM下进行均质化1-15分钟，以生产所述包封，将其暂时保存在5-15℃的温度下。


5.根据权利要求1所述的用于生产具有包封天然抗氧化剂的纳米乳剂制剂的方法，所述纳米乳剂制剂用于保存新鲜水果、蔬菜和谷物、果汁和微加工食品，其中所述与天然抗氧化剂形成纳米乳液包括以下阶段：
a.在饮用水中以50-70℃的温度以500-1500RPM的恒定运动稀释藻酸1-3小时；
b.溶液中的海藻酸与油性基质、聚山梨酸酯、甘油和所述抗氧化剂微乳液以8000-15000RPM的速度进行均质化约1-15分钟；
c.在100-200MPa的高压下进行微流化3-5个循环。


6.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：米格尔·恩里克·耶稣·马尔纳蒂·拉莫斯，梅丽莎·希梅娜·阿德里亚佐拉·杜邦，丹尼尔·阿里·奥维耶多·莫拉莱斯，
申请(专利权)人：米格尔·恩里克·耶稣·马尔纳蒂·拉莫斯，
类型：发明
国别省市：秘鲁;PE