CN101112359A

CN101112359A - 一种透明水分散型β-胡萝卜素浓缩液的制备方法

Info

Publication number: CN101112359A
Application number: CNA2007101197892A
Authority: CN
Inventors: 赵广华; 戴玉子; 陈芳; 胡小松
Original assignee: China Agricultural University
Current assignee: China Agricultural University
Priority date: 2007-07-31
Filing date: 2007-07-31
Publication date: 2008-01-30
Anticipated expiration: 2027-07-31
Also published as: CN101112359B

Abstract

本发明公开了一种透明水分散型β－胡萝卜素浓缩液的制备方法，属于食品加工技术领域。技术方案包括：将β－胡萝卜素提取物溶解于食用油中得到油相；将水与丙二醇按比例5∶1～9∶1混合得到水相；将油相先与Tween 80或Tween 60或Tween 40乳化剂以6∶1～2∶1的比例混合，经过震荡器混合20～40分钟后，再与水相混合，在总体积中，水相占50％～70％，经过简单乳化的油相占总体积的50％～ 30％。乳化时间为0.5～2个小时，乳化温度为28～40℃。采用本方法可以使β－胡萝卜素由油溶性转变为水溶性，且具有良好的溶解性与水分散性，性质稳定，不易氧化，可满足不同的生产需要。

Description

一种透明水分散型β-胡萝卜素浓缩液的制备方法

技术领域

本发明涉及一种β-胡萝卜素增溶的方法，特别是一种透明水分散型β-胡萝卜素浓缩液的制备方法，属于食品加工技术领域。

背景技术

β-胡萝卜素是一种不含氧的类胡萝卜素，分子式为C₄₀H₅₆，相对分子质量为536.88，具有广泛的生理学活性，主要体现在以下几方面：①是维生素A的前体，维生素A是人体必需的微量营养成分；②具有抗氧化功能，能淬灭单线态氧和清除体内自由基的影响；③能促进细胞间的缝间联接交流；④增强免疫功能；⑤能预防癌症，延缓癌症的发展。目前，β-胡萝卜素已被作为食品添加剂和营养增补剂。其临床应用及预防功效已多次被FDA、欧盟、日本和WHO等专家认可，在全世界50多个国家和地区开始使用。

但由于β-胡萝卜素是只包括碳与氢两种元素，且共轭双键较长的烃类化合物，导致其只能溶于氯仿等有机溶剂，而不溶于水。另外，由于它的多双键结构，使得它的化学性质不稳定，易在光、热、氧及酸性条件下发生氧化分解。这些不利因素极大的限制了其在食品及饮料中的直接应用。

乳化技术是近年来发展起来的新型剂型技术，具有增加物质的溶解度，延长物质的储存时间，将物质控制释放等功能。目前，乳化技术在食品工业中主要应用于香精、香料、维生素、酶制剂等增溶或增加其稳定性。

由于受其水不溶性所限，现有的β-胡萝卜素产品主要是β-胡萝卜素胶囊或粉剂。如何将水溶性极差但生理活性又非常高的β-胡萝卜素改造成透明的水分散性良好的浓缩液，使其应用在饮料、化妆品和医药等领域，极大地拓宽其应用范围，是食品加工领域需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种透明水分散型β-胡萝卜素浓缩液的制备方法，具体是对β-胡萝卜素提取物进行增溶的方法，以改善β-胡萝卜素的水溶性。

为了达到本发明的目的所采取的技术方案包括：

1、油相的制备

在实际生产中，原料β-胡萝卜素往往以β-胡萝卜素提取物的形式存在，如β-胡萝卜素油树脂。β-胡萝卜素油树脂在储存过程中由于局部浓度过高会有β-胡萝卜素的结晶析出，所以我们首先选择合适溶剂将β-胡萝卜素提取物溶解。好的溶剂应该具有如下特点：(1)不与β-胡萝卜素反应；(2)高浓度时有良好的流动性；(3)价格低廉而且容易得到；(4)具有可食性。

我们发现食用油，特别是含不饱和脂肪酸含量高的食用油如茶树油或葵花籽油，可以将β-胡萝卜素油树脂溶解。而且每30mL可以溶解0.125～0.30g的胡萝卜素油树脂。

2、水相的制备

水相的制备在本研究中至关重要，如按照传统的工艺仅用纯水的话，很难制备出透明的β-胡萝卜素乳化液，我们通过大量研究发现，在水相中加入一定量的丙二醇，可以制备出透明的乳化液。加入的比例也是非常重要，如果丙二醇加得太多会影响产品的流动性，如果太少，制备出来的乳化产品不透明。最佳的水与丙二醇的比例为5∶1～9∶1。

3、乳化液的制备

为了便于油水两相的更好混合，选择Tween 80或Tween 60或Tween 40作为乳化剂。Tween 80有很强的亲水性，在水溶液中有形成胶束的倾向，即极性基团面向水相，烃链与油相相互作用，从而在油水界面形成稳定的超薄膜。

(1)油相与乳化剂比例的确定

在制备过程中首先将油相与乳化剂混合。乳化剂的用量不能太高，否则其特殊的气味会影响最后产品的质量，乳化剂的用量太少则会影响乳化效果。我们选择油相与乳化剂的比例为6∶1～2∶1。

(2)水相的混合比例

将油相先与乳化剂以6∶1～2∶1的比例混合，经过震荡器混合20～40分钟后，再与水相混合，在总体积中，水相占50％～70％，经过震荡器混合20～40分钟的油相占总体积的50％～30％。这个比例对于最后能否制备成真正的透明乳化液起着非常重要的作用。

(3)乳化时间以及温度的选择

随着乳化时间的延长，乳化越充分，乳化液稳定性越好，选择的乳化时间为0.5～2个小时(不包括前述的震荡器混合时间)。乳化温度对乳化液稳定性的影响非常显著。经过测定，Tween 80与β-胡萝卜素提取物或提取物形成的复合物的熔点为27～30℃，因此，在乳化温度低于28℃时，将油相加入水相中后，立即出现凝固的小颗粒，而且在整个乳化进程中，都可看见。因此，获得的乳化液很不稳定。当乳化温度升高至28℃时，可以形成均一的乳化液。如果乳化温度过高，则会导致β-胡萝卜素的氧化分解，所以选择28～40℃作为乳化温度。在均质过程中使用的压力为35MPa以上。

综上所述，确定最佳的乳化液制备条件为：油相/乳化剂的配比为6∶1～2∶1，水相由5～9份水与1份丙二醇组成，水相/(油相+乳化剂)的比例为1∶1～7∶3，乳化时间0.5～2h，乳化温度28℃～40℃，均质压力为35MPa以上。采用如上工艺可以得到均一透明的分散良好的β-胡萝卜素浓缩液。

现有的乳化技术一般都不添加辅料，在本发明中，我们通过使用合适的辅料以及比例，将脂溶性非常好但水溶性最差的类胡萝卜素-β-胡萝卜素制备成透明的水分散良好的浓缩液。

采用本方法可以使β-胡萝卜素由油溶性转变为水溶性，且具有良好的溶解性与水分散性，提高其生物利用度，更有效地发挥其多种生理活性功能；而且，通过本方法使胡萝卜素被包裹在乳化剂内部，隔绝了与外界环境的接触，因而性质稳定，不容易被空气氧化；此外，由于丙二醇的加入，本发明所制备出的水溶性胡萝卜素提取物呈透明状态，可在水溶液中以任意比例分散，因此，扩大了其应用范围，可满足不同的生产需要。

具体实施方式

实施例1：

原料为胡萝卜素油树脂，其中β-胡萝卜素的含量为4％(即100g提取物中含4g β-胡萝卜素)。

在加热装置中(40℃)，将0.25g含β-胡萝卜素4％的油树脂溶解于30mL葵花籽油中，然后将其与15mL Tween 80在振动下混匀。同时将17.5mL丙二醇溶解于87.5mL水中制备成水相。接着将前面产生的油相与乳化剂的混合液(45mL)加到105mL水相后，以6000rpm的速度搅拌乳化2h，形成原乳。均质压力为35MPa，均质时间为30min。选择进料温度为室温(25℃)。最终产品中β-胡萝卜素的含量为6.7mg/100mL。

实施例2：

原料为胡萝卜素油树脂，其中β-胡萝卜素的含量为2％(即100g油树脂中含2gβ-胡萝卜素)。

在加热装置中(40℃)，将0.3g含β-胡萝卜素2％的油树脂溶解于24mL葵花籽油中，然后将其与6mL Tween 60在振动下混匀。同时将6mL丙二醇溶解于42mL水中制备成水相。接着将前面产生的30mL油相与乳化剂的混合液与48mL的水相混合后，以6000rpm的速度搅拌乳化1h，形成原乳。均质压力为45MPa，均质时间为30min。选择进料温度为室温(25℃)。最终产品中β-胡萝卜素的含量为7.7mg/100mL。

实施例3：

原料为胡萝卜素油树脂，其中β-胡萝卜素的含量为6％(即100克提取物中包含6克β-胡萝卜素)。

称取0.125g含β-胡萝卜素6％的油树脂溶解于30mL茶树油中，加入5mL Tween 40，搅拌均匀，作为油相。将10mL丙二醇溶解于90mL水中，作为水相。在加热装置中(40℃)，边搅拌边将油相逐渐加入到水相中，以6000rpm的速度搅拌乳化0.5h，形成原乳。均质压力为35MPa，均质时间为30min。选择进料温度为室温(25℃)。最终产品中β-胡萝卜素的含量为5.2mg/100mL。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种透明水分散型β-胡萝卜素浓缩液的制备方法，其特征在于，

其生产步骤包括：

1)、油相的制备：将β-胡萝卜素溶解于食用油中；

2)、水相的制备：将水与丙二醇按比例5∶1～9∶1混合；

3)、乳化液的制备：选择Tween 80作为乳化剂；

(1)油相与乳化剂比例的确定

首先将油相与乳化剂混合，油相与乳化剂的比例为6∶1～2∶1；

(2)水相的混合比例

将油相先与乳化剂以6∶1～2∶1的比例混合，经过震荡器混合20～40分钟后，再与水相混合，在总体积中，水相占50％～70％，经过简单乳化的油相占总体积的50％～30％；

(3)乳化时间以及温度的选择

乳化时间为0.5～2个小时，乳化温度为28～40℃。

2.根据权利要求1所述的透明水分散型β-胡萝卜素浓缩液的制备方法，其特征在于，在乳化过程后还有均质过程，在均质过程中使用的压力为35MPa以上。

3.根据权利要求1所述的透明水分散型β-胡萝卜素浓缩液的制备方法，其特征在于，所述的β-胡萝卜素为β-胡萝卜素油树脂。

4.根据权利要求1或2或3所述的透明水分散型β-胡萝卜素浓缩液的制备方法，其特征在于，所述的食用油是不饱和脂肪酸含量高的茶树油或葵花籽油。

5.根据权利要求1或2或3所述的透明水分散型β-胡萝卜素浓缩液的制备方法，其特征在于，所述的乳化剂还可以是Tween 60或Tween40。

6.根据权利要求1或2或3所述的透明水分散型β-胡萝卜素浓缩液的制备方法，其特征在于，在油相的制备步骤中，每30mL植物油可溶解0.125～0.30gβ-胡萝卜素油树脂。