CN101884415A - 一种dha微胶囊及其制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种DHA微胶囊，它以交联蛋白和碳水化合物为微胶囊壁材，其中，碳水化合物占壁材总重量的80～99％；以DHA油脂为微胶囊芯材，其中，DHA油脂占微胶囊总重量的10～40％。本发明公开了上述DHA微胶囊的制备工艺。本发明的DHA微胶囊以食用蛋白为主要壁材，运用酶法交联技术建立乳化液基质骨架结构，形成蛋白质包埋网络体系，最低限度的降低未被包埋进的油脂，也降低了在形成微胶囊过程中外界因素对油脂的影响。同时添加食用碳水化合物作为填充剂，形成微胶囊以后易于在囊间及囊壁表面以玻璃态状态存在，抑制了氧气进入，防止油脂腥异味的产生，形成的DHA微胶囊保质年限为24个月以上。

Description

一种DHA微胶囊及其制备工艺

技术领域

本发明涉及一种含DHA油脂脂的微胶囊及其制备方法，尤其涉及一种适用于奶粉添加剂的DHA微胶囊以及制备方法。

背景技术

DHA(二十二碳六烯酸)是人体必需的多不饱和脂肪酸，它是大脑、神经、视觉细胞中重要的脂肪酸成分，在婴幼儿大脑和视觉系统发育过程中发挥着十分重要的作用。微藻DHA作为美国FDA唯一批准的作为婴幼儿食品中DHA营养素补充剂，已引起广泛关注与青睐。较传统的DHA补充剂鱼油而言，微藻DHA突出的优越性在于它的高纯度(可做到不含EPA)、无污染，产品中不饱和脂肪酸的含量稳定等，所以DHA油脂代替鱼油的应用将是大势所趋。

目前DHA油脂已实现工业化发酵生产，但是由于其不饱和度高，极易因环境中氧、热、湿和光而变质，丧失生理功效，产生对人体有害的反式脂肪酸以及令人不愉快的腥异味，同时其形态为油脂，限制了在食品工业中的应用范围，改善以上缺点，实现高附加值的应用迫在眉睫。针对以上缺点将DHA油脂微胶囊化就是一个很好的解决方法，不仅延缓了功能性脂肪酸的氧化，掩盖了腥异味，还改变了其物理形态，扩大了在食品工业中的应用范围。近年应用微胶囊技术包埋功能性脂肪酸的有许多，目前乳化----喷干法是研究和生产采用最多的方法，也是目前商业生产和应用的主要方法，但都未能达到理想效果，其中壁材的筛选及囊壁骨架的构建对于DHA油脂微胶囊的稳定性极其关键。目前使用蛋白质类，植物胶类，碳水化合物类作为壁材较多。国外研究人员Young(1995)，T-Y.SHEU(1998)，Rosenbrrg(1998)，Sean.A.H(2003)等人研究应用蛋白质(包括乳清分离蛋白，酪蛋白酸钠等)与碳水化合物(糊精，葡萄糖等)按照一定比例配合包埋DHA油脂，取得95％以上的包埋率，并且通过比较包埋与未包埋的油脂的过氧化值，有效地延缓了油脂的氧化。S.Drusch(2008)等采用辛烯基琥珀酸淀粉酯为主要壁材进行包埋，包埋率达到98％以上，但是抗氧化性很差。国内专利号CN1387863利用环糊精，羟丙基纤维素，阿拉伯胶等进行DHA鱼油微胶囊的制作，DHA含量15％以上，在冷热水中可以很快溶解。专利CN135058以明胶，大豆分离蛋白，海藻酸钠等为壁材，添加Ve的鱼油为芯材，经喷雾干燥成型后再二次溶于水后乳化再经过喷雾干燥得到最终产品，囊膜较厚，减少外界对芯材的作用，利于保存。

总结来说目前都是通过壁材简单复配形成乳化液，所形成的乳化液由于壁材之间相互作用效果较弱，一来与油脂之间的无法紧密贴合吸附，形成的囊壁易疏松多孔；二来无法承受喷雾干燥雾化的高能量，易造成“破乳”，脂肪暴露在高温中氧化；三来形成的微胶囊易受外界环境如湿度，温度的影响，从而造成囊壁结构坍塌，氧气进入，油脂氧化，腥味溢出。所以基于以上三点问题，现今制作的微胶囊根本无法达到应用于奶粉中的高要求-------在奶粉食用限内(一般24个月)，囊壁可以很好的保护DHA油脂不氧化降解，不产生腥异味。目前一种稳定性(包括抗氧化性，囊壁致密性，尽可能少的表面油)极高的，可以很好的应用于奶粉中的DHA微胶囊的制作工艺尚未见报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高稳定性的、适用于奶粉中的DHA微胶囊。

本发明还要解决的技术问题是提供上述DHA微胶囊的制备工艺。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种DHA微胶囊，它以交联蛋白和碳水化合物为微胶囊壁材，其中，碳水化合物占壁材总重量的80～99％，以DHA油脂为微胶囊芯材；其中，DHA油脂占微胶囊总重量的10～40％。

其中，所述的交联蛋白为发生交联反应后的植物蛋白、发生交联反应后的乳蛋白和发生交联反应后的动物蛋白中的任意一种或几种任意比例的混合物。优选发生交联反应后的大豆分离蛋白、大豆浓缩蛋白、小麦蛋白、乳清分离蛋白、乳清浓缩蛋白、酪蛋白酸钠和明胶蛋白中的任意一种或几种任意比例的混合物。上述交联反应为使用转谷氨酰胺酶进行交联反应。

其中，所述的碳水化合物为葡萄糖、蔗糖、乳糖、海藻糖、麦芽糊精、淀粉糖浆、β-环糊精和变性淀粉中的任意一种或几种的任意比例的混合物。

其中，所述的碳水化合物优选占壁材总重量的80～90％。

其中，所述的DHA油脂优选占微胶囊总重量的15～30％。

上述DHA微胶囊的制备工艺，该方法包括如下步骤：

(1)将蛋白溶于水中，加入4～20U/g的转谷氨酰胺(即对于每g蛋白，加入4～20U的转谷氨酰胺)，在45～55℃下发生交联反应30min～1h，迅速降温结束反应；

(2)向步骤(1)制得的产物中添加碳水化合物和DHA油脂，高速分散3～5min，通过均质机30～35Mpa下均质2～3次，形成粒径均一的乳化液；

(3)将步骤(2)制得的乳化液采用喷雾干燥或冷冻干燥制成粉末。

本发明一方面通过转谷氨酰胺酶对以蛋白质为主的基质进行交联形成的网状结构包埋DHA油脂，在酶法交联后，蛋白质的乳化性及乳化稳定性均得到很大的提高，增强的乳化性能更好的乳化包埋油脂，尽可能减少未被包埋的油脂，提高的乳化稳定性在随后的一系列包括均质，喷雾等机械处理中能降低对油脂的影响。另一方面添加食用碳水化合物做为填充剂，形成一种隔氧效果好，稳定性高的可以应用于奶粉中的DHA玻璃态微胶囊。

本发明的有益效果是：

1.以食用蛋白为主要壁材，应用酶法交联技术建立乳化液基质骨架结构，形成蛋白质包埋网络体系，极大限度的乳化包埋油脂，最低限度的降低未被包埋进的油脂；也降低了在形成微胶囊过程中，外界因素对油脂的影响。同时添加食用碳水化合物作为填充剂，形成微胶囊以后易于在囊间及囊壁表面以玻璃态状态存在，使得分子链段运动速度很低，抑制了氧气进入，同时也抑制了油脂腥异味的溢出，形成的DHA微胶囊稳定性很高，透氧率很低。

2.包埋率达99％以上，表面油率极低，流动性佳，产品在热水中不易破乳导致腥味的产生，并通过Schaal烘箱法加速氧化试验，论证了微胶囊的保质年限为24个月以上，可以有效地添加进奶粉中。

具体实施方式

根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料配比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。

转谷氨酰胺酶酶活定义：一个单位的酶活定义为每分钟催化1umol底物形成产物的酶量。

1U＝1u mol产物(或底物)/min

以下实施例中的DHA油脂由江苏天凯生物科技有限公司提供，其中，DHA含量为20～50％。

实施例1：

将酪蛋白酸钠溶于45℃的水中，加入4U/g转谷氨酰胺酶，在45℃条件下交联反应45min；反应结束后再添加海藻糖、淀粉糖浆、环糊精和DHA油脂，其中，酪蛋白酸钠、海藻糖、淀粉糖浆和环糊精的重量百分数分别为20％、30％、30％和20％，DHA油脂与壁材的重量比为1∶3，高速分散3min，经过均质机30～35Mpa下均质2次，形成均一稳定的乳化液；之后喷雾干燥，进风温度180℃，出风温度90℃，结束后迅速收粉密闭保藏。

实施例2：

将大豆分离蛋白溶于70℃水中预处理30min，加入4U/g转谷氨酰胺酶，在45℃条件下交联反应45min；反应结束后仔添加海藻糖、淀粉糖浆、环糊精和DHA油脂，其中，大豆分离蛋白、海藻糖、淀粉糖浆和环糊精的重量百分数分别为20％、30％、30％和20％，DHA油脂与壁材的重量比为1∶3，高速分散5min，经过均质机30～35Mpa下均质2次，形成均一稳定的乳化液；之后喷雾干燥，进风温度180℃，出风温度90℃，结束后迅速收粉密闭保藏。

实施例3：

将大豆分离蛋白溶于80℃水中预处理30min，加入酪蛋白酸钠溶解，再加入4U/g转谷氨酰胺酶，在45℃条件下交联反应45min；反应结束后再添加海藻糖、淀粉糖浆、环糊精和DHA油脂，其中，大豆分离蛋白、酪蛋白酸钠、海藻糖、淀粉糖浆和环糊精的重量百分数分别为10％、10％、30％、30％和20％，DHA油脂与壁材的重量比为1∶3，高速分散4min，经过均质机30～35Mpa均质2次，形成均一稳定的乳化液；之后冷冻干燥，结束后迅速收粉密闭保藏。

实施例4：

将乳清分离蛋白溶于48℃的水中，加入8U/g转谷氨酰胺酶，在48℃条件下交联反应30min；反应结束后再添加葡萄糖、蔗糖和DHA油脂，其中，乳清分离蛋白、葡萄糖、和蔗糖的重量百分数分别为10％、45％和45％，DHA油脂与壁材的重量比为1∶4，高速分散3min，经过均质机30～35Mpa下均质3次，形成均一稳定的乳化液；之后喷雾干燥，进风温度180℃，出风温度90℃，结束后迅速收粉密闭保藏。

实施例5：

将明胶蛋白溶于45℃的水中，加入10U/g转谷氨酰胺酶，在45℃条件下交联反应1h；反应结束后再添加乳糖和DHA油脂，其中，明胶蛋白、乳糖的重量百分数分别为12％、和88％，DHA油脂与壁材的重量比为3∶7，高速分散3min，经过均质机30～35Mpa下均质2次，形成均一稳定的乳化液；之后喷雾干燥，进风温度180℃，出风温度90℃，结束后迅速收粉密闭保藏。

实施例6：产品性能检测。

将实施例1制备得到的DHA微胶囊通过Schaal烘箱法进行粉末加速氧化试验，论证了微胶囊的保质年限。采用用锡纸包裹的500mL的磨口试剂瓶，每瓶装入150克DHA微胶囊，用锡纸密封，放入63(+-2)℃烘箱中，每隔三天取样进行提油以及过氧化值分析，加速氧化1天相当于15天。本发明产品的性能检测结果见表1。

表1

DHA(C22H32O2)，％   ≥	7％-10％
		性状：	产品呈白色或米黄色颗粒状，颗粒均匀，无外来杂质。流动性好，在水中易溶解，迅速分散，具有DHA特有滋味和气味，无异味。
过氧化值，meq/kg    ≤	5
		包埋率，％          ≥	99％
表面油，％          ≤	0.5
		水分，％            ≤	5.0
保质期(月)          ≥	24

对比例1：

将酪蛋白酸钠溶于45℃的水中，再添加海藻糖、淀粉糖浆、环糊精和DHA油脂，其中，酪蛋白酸钠、海藻糖、淀粉糖浆和环糊精的重量百分数分别为20％、30％、30％和20％，DHA油脂与壁材的重量比为1∶3，高速分散3min，经过均质机30～35Mpa下均质2次，形成均一稳定的乳化液；之后喷雾干燥，进风温度180℃，出风温度90℃，结束后迅速收粉密闭保藏。

将对比例1得到的产品与实施例1得到的产品在63±2℃烘箱中置放，定期检测，检测结果见表2。

表2

放置天数(d)	感官(实施例1)	感官(对比例1)	过氧化值(meq/kg)(实施例1)	过氧化值(meq/kg)(对比例1)
					0	无变化	无变化	0.00	0.00
3	无变化	无变化	0.03	0.98
					9	无变化	无变化	0.15	2.57
15	无变化	少许味道	0.80	4.72
					21	无变化	腥味较重	1.47	8.32
27	无变化	腥味较重	2.12	12.56
					33	无变化	腥味重	2.86	20.67
39	少许味道	腥味很重	3.24	27.29
					45	少许味道	腥味很重	3.99	36.73
50	少许味道	腥味很重	4.24	42.89

通过分析上表可以看出，实施例1在35天时，味道没有发生明显的变化，到39天时有少许味道，且过氧化值在50天时没有超过5meq/kg，可以推算出样品在正常存储条件下，至少有24个月的保质期。而对比例1在第15天时就开始出现少许味道，之后腥味持续加重，且过氧化值在第15天时就接近正常质量要求的5meq/kg，在之后期间的检测试验中更呈现产品过氧化加剧的状态。

Claims (8)

1.一种DHA微胶囊，其特征在于它以交联蛋白和碳水化合物为微胶囊壁材，其中，碳水化合物占壁材总重量的80～99％；以DHA油脂为微胶囊芯材，其中，DHA油脂占微胶囊总重量的10～40％。

2.根据权利要求1所述的DHA微胶囊，其特征在于所述的交联蛋白为发生交联反应后的植物蛋白、发生交联反应后的乳蛋白和发生交联反应后的动植物蛋白中的任意一种或几种任意比例的混合物。

3.根据权利要求2所述的DHA微胶囊，其特征在于所述的交联蛋白为发生交联反应后的大豆分离蛋白、大豆浓缩蛋白、小麦蛋白、乳清分离蛋白、乳清浓缩蛋白、酪蛋白酸钠和明胶蛋白中的任意一种或几种任意比例的混合物。

4.根据权利要求2或3所述的DHA微胶囊，其特征在于所述的交联反应为使用转谷氨酰胺酶进行交联反应。

5.根据权利要求1所述的DHA微胶囊，其特征在于所述的碳水化合物为葡萄糖、蔗糖、乳糖、海藻糖、麦芽糊精、淀粉糖浆、β-环糊精和变性淀粉中的任意一种或几种的任意比例的混合物。

6.根据权利要求1所述的DHA微胶囊，其特征在于所述的碳水化合物占壁材总重量的80～90％。

7.根据权利要求1所述的DHA微胶囊，其特征在于所述的DHA油脂占微胶囊总重量的15～30％。

8.权利要求1所述的DHA微胶囊的制备工艺，其特征在于该方法包括如下步骤：

(1)将蛋白溶于水中，加入4～20U/g的转谷氨酰胺酶，在45～55℃下发生交联反应30min～1h，迅速降温结束反应；

(2)向步骤(1)制得的产物中添加碳水化合物和DHA油脂，高速分散3～5min，通过均质机30～35Mpa下均质2～3次，形成乳化液；

(3)将步骤(2)制得的乳化液采用喷雾干燥或冷冻干燥制成粉末。