CN102008108B - 一种强化叶黄素的甜玉米饮料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

将一种叶黄素微胶囊添加到甜玉米汁中，制备强化叶黄素的甜玉米饮料。以反式叶黄素晶体为芯材，辛烯基琥珀酸酯化淀粉和蔗糖为壁材，通过乳化、均质、喷雾干燥等工艺，制备叶黄素微胶囊，所得产品微胶囊效率和产率分别可达到90％，且品质良好。将速冻甜玉米粒原料解冻，经打浆、调节pH、酶解、过滤后，加入复合稳定剂(黄原胶和海藻酸钠)、果糖、柠檬酸、抗坏血酸钠、叶黄素微胶囊进行调配，杀菌、罐装后即可制得强化叶黄素的甜玉米饮料。本发明甜玉米饮料风味独特、口感细腻、营养丰富，反式叶黄素含量达2.03mg/100g，高于普通甜玉米饮料，对老年黄斑变性病(AMD)引起的视力下降与失明有一定的防治作用，特别适合老年人饮用。

Description

一种强化叶黄素的甜玉米饮料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种强化叶黄素的甜玉米饮料及其制备方法，属于食品加工技术领域。

背景技术

叶黄素，是一种含氧类胡萝卜素，广泛存在于蔬菜、花卉、水果与某些藻类生物中，尤其在万寿菊花中含量最高。叶黄素全反式的化学构象最为稳定，在生物体内反式构象的活性也较顺式构象高很多。因为叶黄素能大量吸收近于紫外光的蓝光，因此可过滤损害光感受器和视网膜色素上皮的蓝光，及时补充叶黄素可以防治老年黄斑变性病(AMD)引起的视力下降与失明。另外叶黄素还具有抗氧化，抗癌、抗诱变、延缓动脉硬化等生理功能，是一种天然营养健康的功能性色素。俄罗斯国立医学大学的生物物理学家认为平均每天叶黄素的摄入量为6.0mg时，可以明显减少白内障的手术。美国食品药品管理局早在1995年就已批准叶黄素作为食品补充剂用于食品中。

然而叶黄素属脂溶性色素，溶于有机溶剂，并含多个共轭双键，具有高度不饱和性，对光和氧十分敏感，易氧化降解，这些特点限制了它在食品领域的应用。采用微胶囊技术对游离的叶黄素晶体进行包埋，可以大大改善其水溶性和稳定性，促进叶黄素在功能性产品中生理功能的发挥。明胶、阿拉伯胶、麦芽糊精等都是应用喷雾干燥法制备类胡萝卜素微胶囊的传统壁材。理想的壁材应具有良好的乳化稳定性、成膜性、低粘度、无味、价格便宜等特点，不断开发新型壁材已成为近年来研究的一个热点。

辛烯基琥珀酸酯化淀粉是由亲水性的淀粉分子与亲油性的长链辛烯基琥珀酸经酯化反应制备而成。由于在淀粉的多糖长链上同时引入亲水的羧酸基团和疏水的烯基长链，不仅能有效地降低油/水界面的界面张力，而且能在油/水界面上形成具有良好粘弹性的界面膜，因而具有良好的乳化稳定性，另外辛烯基琥珀酸酯化淀粉经WHO/FAO(INS：1450 1982年)评价，日许量无需作特殊的规定，可用于食品中。

甜玉米的营养价值很高，含有丰富的膳食纤维、钙、谷胱甘肽、维生素、镁、硒、脂肪酸等成分，尤其是对于当代经济发达社会的人群来说，还有一些特殊的保健作用，如普通玉米和甜玉米中所含的亚油酸可以降低胆固醇，阻止其沉淀在血管内壁上，对预防高血压和心血管疾病具有积极的作用。玉米饮料因其口感怡人、营养丰富、卫生安全、风味突出，而受到人们的欢迎。长期饮用玉米饮料，对于调节血脂、调理肠道功能，以及预防高血脂、动脉硬化、高血压、肥胖症等病有积极的保健作用，适合现在“三高”人群数量增多的情况，具有很大的市场前景。

甜玉米饮料中仅含微量叶黄素和玉米黄质，可适量添加水分散性的微胶囊化叶黄素，生产营养强化型饮料，从而起到防治疾病的作用，符合饮料“营养、保健”的新潮流。目前国内外多生产普通玉米饮料，尚未有强化叶黄素的甜玉米饮料的报道。

发明内容

技术问题

本发明的目的在于提供一种有视力保健功能、具有抗氧化效果，同时风味良好的甜玉米饮料。

技术方案

本发明以反式叶黄素晶体为芯材，辛烯基琥珀酸酯化淀粉和蔗糖为壁材，通过乳化、均质、喷雾干燥等工艺，制备叶黄素微胶囊；将甜玉米粒经打浆、预煮、酶解、调配、均质后获得甜玉米汁，然后加入一定量的叶黄素微胶囊，杀菌、罐装后制成叶黄素强化型甜玉米饮料。

上述玉米饮料的制备方法如下：

(1)叶黄素微胶囊的制备

将叶黄素晶体溶于食用酒精(纯度95％)中，酒精加入量4mL/g；并加入0.5％乳化剂蔗糖酯13，制成芯材溶液；向壁材中加入水，在50～60℃下搅拌溶解，使其溶胀、分散，制成浓度14～15％的壁材溶液；按照芯壁比1∶15，将芯材溶液加入到壁材溶液中，搅拌混匀，得到的混合液经胶体磨均质乳化2次后，在一定的条件下进行喷雾干燥，制成叶黄素微胶囊。

(2)甜玉米汁的制备

将速冻甜玉米原料解冻后，料水比1∶4进行打浆，用70℃热水糊化20min；调节pH6.5，加入0.3％α-淀粉酶在65～75℃液化60分钟；将所得玉米浆煮沸10min灭酶，经80目尼龙布过滤后备用。

(3)调配

将所得的甜玉米汁中加入复合稳定剂0.4％、果糖5％、柠檬酸0.4％、抗坏血酸钠0.02％、叶黄素微胶囊加入量0.04～0.05％。复合稳定剂为黄原胶和海藻酸钠质量比1∶1。

(4)杀菌、罐装

将调配好的玉米汁饮料经脱气、138℃杀菌5s、罐装后即可制得风味独特的强化叶黄素的甜玉米汁饮料。

本发明中步骤(1)所述使用的芯材是反式叶黄素含量为90％叶黄素晶体，以辛烯基琥珀酸酯化淀粉和蔗糖为壁材，且蔗糖比例为10～12％；喷雾干燥工艺中，进料速度为400mL/h，进出风温度160/80℃。

本发明中步骤(1)所述用来评价叶黄素微胶囊化效果是微胶囊化效率和微胶囊化产率，具体公式如下：

有益效果

1.本发明从明胶、阿拉伯胶、麦芽糊精、β-环糊精、辛烯基琥珀酸酯化淀粉等壁材中，选出包埋效果最好的一组壁材，结果如表1所示。明胶与糊精的协同性不好，微胶囊化过程的效率与产率均不理想。以阿拉伯胶、麦芽糊精，辛烯基琥珀酸酯化淀粉、蔗糖为复合壁材的包埋效果最好。然而阿拉伯胶价格较为昂贵，在辛烯基琥珀酸酯化淀粉中加入一定量的蔗糖可使微胶囊更易成型，微胶囊化效果增加，同时，该复合壁材食用安全，不含对人体有害成分。

表1不同壁材对叶黄素微胶囊化效果的影响

2.本发明采用的工艺路线简单，易于实现，微胶囊化叶黄素提高了叶黄素的稳定性，便于储存、运输，并具有良好的水分散性，在食品、医药等领域应用广泛。为了提高叶黄素的微胶囊化效果，本发明以辛烯基琥珀酸酯化淀粉、蔗糖作为叶黄素微胶囊复合壁材，且蔗糖含量占总壁材10％，乳化剂添加量0.6％，球磨机乳化均质两次条件下，采用正交实验对叶黄素微胶囊化工艺进行优化，试验结果如表2所示，并用极差分析法对试验结果做直观分析。当以微胶囊效率为指标时，由表3极差大小可看出，影响因素的主次顺序为D＞B＞A＞C，最优组合为A₂B₃C₂D₂；当以微胶囊产率为指标时，据表4得到影响因素的主次顺序为D＞A＞C＞B，最优组合为A₂B₂C₂D₂。进出风温度对微胶囊效率和产率的影响最大，由于芯壁比对微胶囊效率的影响高于对产率的影响，综上得出最佳因素水平为A₂B₃C₂D₂，即最佳工艺条件为壁材溶液浓度15％、芯壁比1∶15、进料速度400mL/h、进出风温度160/80℃。在此条件下进行重复试验3次，所得叶黄素微胶囊效率和产率平均值分别为92.35％和90.27％。叶黄素微胶囊产品为橘黄色粉末，颗粒细小均匀，无异味；在光学显微镜400倍下观察，近似球形，见说明书附图1；反式叶黄素含量为5.5％，溶解度94.8％，含水量3.6％。

表2叶黄素微胶囊包埋工艺正交试验结果表

表3以微胶囊效率为指标的极差分析

表4以微胶囊产率为指标的极差分析

3.本发明将叶黄素微胶囊添加到甜玉米汁中，制成一种新型功能饮料，饮料中的叶黄素含量随微胶囊的添加量增加而增加，微胶囊化叶黄素虽然能完全分散于饮料体系，但是随着添加量的增大，便成为了饮料的不稳定因素之一，添加量不宜过高。当添加量为0.05％时甜玉米汁反式叶黄素含量为2.03mg/100g，高于普通甜玉米饮料反式叶黄素含量(0.047mg/100g)。该产品不但风味独特、色泽诱人，并且营养丰富，尤其是具有一定的明目保健功效，作为强化植物营养饮料在国内具有独创性，且能填补健视饮料产品的市场空缺，很有开发前途。

附图说明

图1叶黄素微胶囊400倍显微镜下照片

图2强化叶黄素甜玉米饮料中反式叶黄素的HPLC色谱图

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步阐述，但不因此而限制本发明。

实施例1

称取叶黄素晶体(购于陕西森弗生物技术有限公司)30g溶于120mL食用酒精中，并加入0.5％蔗糖酯13，制成芯材溶液；向450g辛烯基琥珀酸酯化淀粉和蔗糖(蔗糖比例为10％)，中加入3.2L的水，在55℃下搅拌溶解，使其溶胀、分散，制成壁材溶液；将芯材溶液加入到壁材溶液中，搅拌、混匀，得到的混合液经胶体磨2次均质乳化后，在进料速度为400mL/h，进出风温度160/80℃条件下进行喷雾干燥，制成反式叶黄素含量为4.8％的橘黄色的叶黄素微胶囊粉，微胶囊效率和产率分别为91.12％和90.30％。得到的产品颗粒细小均匀，无异味，溶解度93％，含水量4.2％。

将50kg速冻甜玉米粒原料解冻后，加入200L水打浆，用70℃热水糊化20min；调节pH 6.5，加入0.3％的α-淀粉酶在70℃下液化60分钟；将所得玉米浆煮沸10分钟灭酶，经80目尼龙布过滤后备用。加入复合稳定剂(黄原胶和海藻酸钠，质量比1∶1)0.4％、果糖5％、柠檬酸0.4％、抗坏血酸钠0.02％、叶黄素微胶囊粉加入量0.04％。复合稳定剂为黄原胶和海藻酸钠质量比1∶1。将调配好的玉米汁饮料经脱气、138℃杀菌5s、罐装后即可制得强化叶黄素型甜玉米汁饮料，经分析测得反式叶黄素含量为1.82mg/100g。

玉米汁中的反式叶黄素HPLC分析检测方法：仪器设备：美国安捷伦高效液相色谱仪HPLC1200，在线真空脱气机，四元梯度洗脱泵，柱温箱，DAD检测器；色谱柱：C₃₀柱，YMC Carotenoid S-5(4.6×250mm)；流动相：A为甲醇/MTBE(甲基叔丁基醚)/水(92/4/4)，B为MTBE/甲醇/水(90/6/4)；洗脱条件：在80分钟内由100％A到6％B。流速1.0mL/min，柱温25℃，进样量20μl，检测波长450nm。按反式叶黄素的HPLC测定方法，以积分峰面积为纵坐标(y)，标准使用液浓度(μg/mL)为横坐标(x)，绘制标准曲线，其方程为y＝200.52x-25.70，R²＝0.9992。

实施例2

称取叶黄素晶体40g溶于160mL食用酒精中，并加入0.5％蔗糖酯13，制成芯材溶液；向600g辛烯基琥珀酸酯化淀粉和蔗糖(蔗糖比例为11％)，中加入4L的水，在58℃下搅拌溶解，使其溶胀、分散，制成壁材溶液；将芯材溶液加入到壁材溶液中，搅拌、混匀，得到的混合液经胶体磨2次均质乳化后，在进料速度为400mL/h，进出风温度160/80℃条件下进行喷雾干燥，制成反式叶黄素含量为5.1％的橘黄色的叶黄素微胶囊粉，微胶囊效率和产率分别为91.69％和90.53％。得到的产品颗粒细小均匀，无异味，溶解度92％，含水量4.4％。

将50kg速冻甜玉米原料解冻后，加入200L水打浆，用70℃热水糊化20min；调节pH 6.5，加入0.3％的α-淀粉酶在75℃下液化60分钟；将所得玉米浆煮沸10分钟灭酶，经80目尼龙布过滤后备用。加入复合稳定剂(黄原胶和海藻酸钠)0.4％、果糖5％、柠檬酸0.4％、抗坏血酸钠0.02％、叶黄素微胶囊粉加入量0.05％。将调配好的玉米汁饮料经脱气、138℃杀菌5s、罐装后即可制得强化叶黄素甜玉米汁饮料，经分析测得反式叶黄素含量为2.01mg/100g。

实施例3

称取叶黄素晶体50g溶于200mL食用酒精中，并加入0.5％蔗糖酯13，制成芯材溶液；向500g辛烯基琥珀酸酯化淀粉和蔗糖(蔗糖比例为12％)，中加入3.6L的水，在60℃下搅拌溶解，使其溶胀、分散，制成壁材溶液；将芯材溶液加入到壁材溶液中，搅拌、混匀，得到的混合液经胶体磨2次均质乳化后，在进料速度为400mL/h，进出风温度160/80℃条件下进行喷雾干燥，制成反式叶黄素含量为4.5％的橘黄色的叶黄素微胶囊粉末，微胶囊效率和产率分别为90.43％和89.81％。得到的产品颗粒细小均匀，无异味，溶解度93％，含水量4.3％。

将60kg速冻甜玉米原料解冻后，加入240L水打浆，用70℃热水糊化20min；调节pH 6.5，加入0.3％的α-淀粉酶在70℃下液化60分钟；将所得玉米浆煮沸10分钟灭酶，经80目尼龙布过滤后备用。加入复合稳定剂(黄原胶和海藻酸钠)0.4％、果糖5％、柠檬酸0.4％、抗坏血酸钠0.02％、叶黄素微胶囊粉加入量0.05％。将调配好的玉米汁饮料经脱气、138℃杀菌5s、罐装后即可制得强化叶黄素甜玉米汁饮料，经分析测得反式叶黄素含量为1.97mg/100g。

Claims (4)

1.一种强化叶黄素的甜玉米饮料的制备方法，包括：

(1)叶黄素微胶囊的制备

芯材溶液：将反式叶黄素晶体溶于食用酒精中，酒精加入量4mL/g；并按叶黄素晶体质量的0.5％加入乳化剂蔗糖酯13；

壁材溶液：壁材的选择为辛烯基琥珀酸酯化淀粉和蔗糖，且蔗糖质量百分比为10～12％，向壁材中加入水，壁材的质量百分比浓度14～15％；在50～60℃下搅拌溶解，使其溶胀、分散，制成壁材溶液；

喷雾干燥工艺中，进料速度为400mL/h，进出风温度160/80℃；

按照芯壁质量比1∶15将芯材溶液加入到壁材溶液中，搅拌、混匀，得到的混合液经胶体磨均质乳化后，进行喷雾干燥，制成叶黄素微胶囊粉；

(2)强化叶黄素甜玉米饮料的制备

选用速冻甜玉米粒为原料，经解冻、按料水比1∶4打浆、糊化、调节pH6.5、α-淀粉酶酶解、80目尼龙布过滤后，按质量百分比加入复合稳定剂0.4％、果糖5％、柠檬酸0.4％、抗坏血酸钠0.02％、叶黄素微胶囊粉0.04～0.05％，进行调配，杀菌、罐装后即可制得强化叶黄素的甜玉米饮料。

2.根据权利要求1所述甜玉米饮料的制备方法，其特征在于步骤(1)使用的芯材叶黄素晶体中反式叶黄素含量为90％；喷雾干燥工艺中，进料速度为400mL/h，进出风温度160/80℃。

3.根据权利要求1或2所述甜玉米饮料的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述复合稳定剂为黄原胶和海藻酸钠质量比1∶1。

4.根据权利要求3所述甜玉米饮料的制备方法，其特征在于：所述甜玉米为晶甜5号或晶甜3号。

Images