CN101297691B - 稳定的水溶性类胡萝卜素干粉的制备方法 - Google Patents

Abstract

稳定的水溶性类胡萝卜素干粉的制备方法，将溶解有类胡萝卜素成分的丙酮或异丙醇的有机溶液，在充分搅拌下加入到含有表面活性剂和稳定辅助剂成分的水相溶液中充分混合，然后除去此混合溶液中的有机溶剂，再向其中加入类胡萝卜素成分的质量1～12倍的辅助成型辅料并搅拌均匀并喷雾干燥得到所说的粉状产物。该制备方法简单易行，无需高压均质等复杂操作，且步骤少，可适用于包括β-胡萝卜素、虾青素、叶黄素、玉米黄色素、番茄红素等各种类胡萝卜素成分。产品性能优良，粉状产物的粒径可为90～170nm范围，在水中可均匀分散并形成稳定透明的类胡萝卜素水分散体溶液。

Description

稳定的水溶性类胡萝卜素干粉的制备方法

技术领域

本发明涉及一种高稳定性的纳米化水溶性类胡萝卜素干粉的制备方法。

背景技术

类胡萝卜素类物质都极难溶于水，因而大大限制了其在饮料、口服液、药用或饲料用、液态制剂等多种液体形态产品方面的应用。

为此，目前常用方式多是通过乳化或微胶囊化等手段增加其水溶性。如公开号为CN1757315A的中国专利文献公开了一种“水溶叶黄素”，公开号为CN101032683A的中国专利文献公开了一种“叶黄素微囊及其制备方法”，CN101015342公开了一种“番茄红素微胶囊的制备方法”，CN1081333公开了一种“天然β-胡萝卜素水溶液及其配制品”，CN1623983公开了一种“用脂溶性β-胡萝卜素制备水溶性β-胡萝卜素干粉的方法及应用”等。但这些文献中所说的相应类胡萝卜素物质的水溶性分散体颗粒都较大，或是未能提供其在水中稳定性未作说明，在着色应用方面用量大且效果不够理想，也限制了在对水溶液的稳定性有较高要求的领域中的应用。

此外，公开号CN101092521的中国专利文献中还提供了“一种水溶性番茄红素纳米分散体产品及制备方法”；公开号CN1843199的中国专利文献中提供了一种“纳米级β-胡萝卜素乳状液及其制备方法和用途”等。这些文献公布了可制备得到纳米级粒径的类胡萝卜素物质粒子的方法，但其制成品水溶液常呈乳液状，也不便于保存和运输。

由BASF公司申请的公开号为CN1348483A的“叶黄素的稳定水分散体和稳定的水可分散干燥粉末及其制备和应用”，形成的干粉可分散于水中形成平均粒径为129nm大小的透明分散体，但其制备过程中需要求有较高温度(＞170℃)，由于其采用的溶剂为异丙醇等体系，因而需采用耐高压要求的设备，生产难度较高，过程也较复杂。公开号CN101143132中提供了“一种高β-胡萝卜素含量的水溶性纳米粒子的制备方法”，采用的是由植物性油脂溶液及正己烷或环己烷溶液与乳化剂通过高压均质，进一步挥发溶剂冷冻干燥可获得β-胡萝卜素水溶性纳米粒子冻干粉，制备方法和过程也仍较复杂而不能令人满意。

发明内容

鉴于上述情况，本发明将提供一种能具有高稳定性的纳米化水溶性类胡萝卜素干粉的制备方法。

本发明的稳定的水溶性类胡萝卜素干粉的制备方法，是将溶解有类胡萝卜素成分的丙酮或异丙醇有机溶液，在充分搅拌下加入到含有表面活性剂和稳定辅助剂成分的水相溶液中充分混合，然后除去此混合溶液中的有机溶剂，再向其中加入类胡萝卜素成分质量1～12倍的辅助成型辅料并搅拌成均匀状态的混悬液并干燥，得到粉状产物。其中，类胡萝卜素成分在所说有机溶剂中的溶解比例并无过多要求，能完全溶解即可，例如，以类胡萝卜素重量50-300倍的所说有机溶剂均可以。对充分混合后所得到的混悬液，最后经干燥，例如可优选喷雾干燥等方式，及得到本发明所说的水溶性类胡萝卜素干粉产品。

上述制备方法中所说的类胡萝卜素成分包括叶黄素、玉米黄色素、虾青素、番茄红素和β-胡萝卜素中的至少一种。

所说的稳定辅助剂包括阿拉伯胶、桃胶、黄原胶、β-环糊精、PVP、麦芽糊精、酪蛋白酸钠、羧甲基纤维素钠中的至少一种。

所说的辅助成型的辅料包括：氧化淀粉、麦芽糊精、山梨醇、蔗糖、酪蛋白酸钠、普鲁兰多糖等中的至少一种。

在上述所说的稳定辅助剂中，由于不少成分同时也具有一定的表面活性作用，因此本发明上述方法中类胡萝卜素成分与稳定辅助剂的重量比例要求并不十分严格，一般控制在1∶(0.5～10)的较宽范围都是允许的。同样，在所说该水相溶液中表面活性剂与稳定辅助剂成分的重量比例要求也无需十分严格，例如将其控制在1∶(1～10)较宽范围内也都是允许的。

上述制备方法中，由于所说的溶解有类胡萝卜素成分的丙酮或异丙醇的有机溶液与含有表面活性剂和稳定辅助剂成分的水相溶液充分混合后，还需将有机溶液除去，且最后还有喷雾干燥过程，因此该有机溶液与水相溶液混合时的两者比例的大小并无实质性的影响，但试验显示，此时采用有机溶液与水相溶液体积比为1∶(0.5～10)，一般较为方便，并有利于后续步骤的操作。

由于本发明水溶性类胡萝卜素干粉的用途主要是作为饮料的功能成分和/或着色，以及化妆品的着色，因此上述制备过程使用的原料宜采用无毒或低毒性成分，如上述制备过程中所说的表面活性剂，以选择食品加工中可以接受的吐温，聚氧乙烯脂肪酸脂成分，聚醚成分，蔗糖酯成分中的至少一种为佳。

在上述制备方法中，为保证所说的有机溶液加入水相溶液后能迅速充分混合，建议采用将有机溶液加入处于转速高于3000转/分钟的搅拌状态下的水相溶液中的方式，特别是将所说的有机溶液加入处于转速＞10000转/分钟的水相溶液中，以达到使其能迅速、充分混合的目的。

试验显示，本发明上述制备过程中，类胡萝卜素成分的丙酮或异丙醇溶液一般在低于50℃的温和条件下，即能与含有表面活性剂和稳定辅助剂成分的水相溶液直接作用形成基本可为纳米级的微粒。除去有机溶剂后再加入适当水溶性辅料并经喷雾干燥，即得到本发明所说的固态粉状产品，制备步骤少，方法和过程简便易行，无需前述文献中所必需的高压均质等复杂操作，并且本发明方法可适用于对包括β-胡萝卜素、虾青素、叶黄素、玉米黄色素、番茄红素等各种类胡萝卜素成分的制备。所得到的纳米化水溶性类胡萝卜素干粉产品的粒径一般为90～170nm范围，在水中可均匀分散并形成稳定透明的类胡萝卜素水分散体溶液，水溶解性能及其稳定性优良。经试验，该均匀分散的溶液用3000转离心10分钟无变化，无沉淀；在室温放置90天后仍保持原状无变化，表明该分散体溶液具有十分理想的稳定性。作为饮料的功能成分和/或着色使用时，不仅可保证饮料制品的透明性，而且稳定性高；用于化妆品着色时，分散均匀、细腻。

以下结合实施例的具体实施方式再对本发明的上述内容作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包括在本发明的范围内。

具体实施方式

实施例1

将10克叶黄素在65℃下溶于1200ml异丙醇，制成有机溶液相；将0.5克黄原胶、20克吐温80、23克阿拉伯胶、12克β环糊精，0.1克CMC钠溶于1000ml水中制成水溶液相，在3000-5000转/分钟的高速搅拌下将有机相溶液加入水相中，继续搅拌2小时充分分散混合。减压蒸除有机溶剂后，加入25克水溶性淀粉，5克蔗糖，5克酪蛋白酸钠搅拌均匀，喷雾干燥，得到相应的水溶性叶黄素粉末产品。将该粉末产品溶于冷水中配成0.1％水溶液的透明黄色溶液，平均粒径162nm，经2000转/分钟离心20分钟试验，无沉淀或悬浮物出现；室温放置80天仍很均一，无沉淀和悬浮物产生，表明其具有满意的高稳定性能。

实施例2

在50℃下将10克番茄红素溶于600ml丙酮后，将其加入含有吐温15克、阿拉伯胶30克、桃胶5克、PVP 5克的1000ml水相溶液中，在11000转/分钟下高速搅拌2小时充分分散混合。蒸除有机溶剂后的余液中加入β环糊精3克、蔗糖10克和素芽糊精30克搅拌均匀，喷雾干燥得深红色粉末产品。将该产品粉末溶于水中配制成0.1％的红色透明溶液，平均粒径95nm。经3000转/分钟离心10分钟试验，无沉淀和悬浮物产生，室温放置60天仍无变化。

实施例3

在50℃下将10克虾青素溶于1000ml丙酮中，此溶液加入含有蔗糖酯10克、10克S-40、15克阿拉伯胶和10克β-环糊精的1000ml水相溶液中，于8000-10000转/分钟高速搅拌2小时充分混合。蒸除丙酮溶剂后的剩余物中加入氧化淀粉40克、1％黄原胶水溶液100ml和普鲁兰多糖10克，搅拌均匀，喷雾干燥得红色粉末产品。该粉末产品溶于水中形成红色透明溶液，测定平均粒径为131nm，溶液经3000转/分钟离心10分钟无变化；室温放置90天仍无变化。

Claims (7)

1.稳定的水溶性类胡萝卜素干粉的制备方法，其特征是将溶解有类胡萝卜素成分的丙酮或异丙醇的有机溶液，在充分搅拌下加入到含有表面活性剂和稳定辅助剂成分的水相溶液中充分混合，然后除去此混合溶液中的有机溶剂，再向其中加入类胡萝卜素成分质量1～12倍的辅助成型辅料并搅拌均匀，干燥后得到粉状产物，其中所说的类胡萝卜素成分为叶黄素、玉米黄色素、虾青素、番茄红素和β-胡萝卜素中的至少一种；

所说的稳定辅助剂为阿拉伯胶、桃胶、黄原胶、β-环糊精、PVP、麦芽糊精、酪蛋白酸钠、羧甲基纤维素钠中的至少一种；

所说的辅助成型的辅料为：氧化淀粉、麦芽糊精、山梨醇、蔗糖、酪蛋白酸钠、普鲁兰多糖中的至少一种。

2.如权利要求1所述的稳定的水溶性类胡萝卜素干粉的制备方法，其特征是所说水相溶液中的表面活性剂和稳定辅助剂成分的重量比为1∶(1～10)。

3.如权利要求1所述的稳定的水溶性类胡萝卜素干粉的制备方法，其特征是所说的溶解有类胡萝卜素成分的丙酮或异丙醇的有机溶液与含有表面活性剂和稳定辅助剂成分的水相溶液混合时，有机溶液与水相溶液体积比为1∶(0.5～10)。

4.如权利要求1所述的稳定的水溶性类胡萝卜素干粉的制备方法，其特征是所说的表面活性剂为食品加工中可以接受的吐温，聚氧乙烯脂肪酸脂成分，聚醚成分，蔗糖酯成分中的至少一种。

5.如权利要求1至3之一所述的稳定的水溶性类胡萝卜素干粉的制备方法，其特征是所说的有机溶液与水相溶液的混合，是将有机溶液加入处于转速高于3000转/分的搅拌状态下的水相溶液中而与之充分混合。

6.如权利要求4所述的稳定的水溶性类胡萝卜素干粉的制备方法，其特征是所说的有机溶液加入时的水相溶液是处于转速为＞10000转/分钟的高速搅拌状态下。

7.如权利要求1至3之一所述的稳定的水溶性类胡萝卜素干粉的制备方法，其特征是所说的干燥为喷雾干燥。