CN102488158A

CN102488158A - 一种黑莓花色苷微胶囊及其制备方法

Info

Publication number: CN102488158A
Application number: CN2011104404693A
Authority: CN
Inventors: 张丽霞; 周剑忠; 顾振新; 黄开红; 李莹; 刘小莉; 马艳弘; 王英; 单成俊
Original assignee: Jiangsu Academy of Agricultural Sciences
Current assignee: Jiangsu Academy of Agricultural Sciences
Priority date: 2011-12-26
Filing date: 2011-12-26
Publication date: 2012-06-13
Anticipated expiration: 2031-12-26
Also published as: CN102488158B

Abstract

一种黑莓花色苷微胶囊及其制备方法，属于食品加工技术领域。工艺步骤：1）将黑莓花色苷提取物溶于pH3.0～3.4柠檬酸缓冲溶液，制备芯材溶液，2）加入到含阿拉伯胶和β-环糊精或阿拉伯胶麦芽糊精或阿拉伯胶多孔淀粉的壁材溶液中，3）35MPa均质得到稳定的乳状液，4）加入抗结剂微晶纤维素钠，搅拌1～2h，5)接着以入料浓度5～40％、入料流量5～50mL/min、入料温度30～50℃、进风温度100～200℃、出风温度50～85℃的条件进行喷雾干燥，得到黑莓花色苷微胶囊。该工艺制备过程简单，制备条件温和，易于推广，制得的微胶囊分散性好，稳定性高，适合用于食品、保健品、化妆品等行业。

Description

一种黑莓花色苷微胶囊及其制备方法

一、技术领域

本发明涉及一种黑莓花色苷微胶囊及其制备方法，属于食品加工技术领域。

二、背景技术

黑莓果实中含有大量的花色苷，其中矢车菊-3-O-葡萄糖苷占80%以上。黑莓花色苷已经被证明具有诸多的医疗和保健功能，如抗氧化作用(抑制质脂过氧化及清除自由基活性)、降低血清胆固醇及中性脂肪、抗变异及抗肿瘤作用、改善肝功能及提高视力等，在食品、药品、化妆品等领域有着广阔的应用前景。

随着人们生活水平的提高和健康意识的增强，对富含营养素和具有保健功能成分的食品需求日益增加。黑莓花色苷虽然具有多种促进人体健康和防治疾病功效，但如果黑莓花色苷没有其它介质的保护，在光照、高温和氧气的作用下很容易发生氧化降解。此外，黑莓花色苷是一种水溶性的黄酮类色素，在脂溶性物质中不能够溶解，难以均匀地添加在脂溶性产品中。花色苷的不稳定性和脂不溶性特点使它的应用和推广受到很大限制。因此，微胶囊化是提高黑莓花色苷稳定性、开发功能性黑莓花色苷食品、并扩大使用范围的一个有效途径。

天然花色苷色素用微胶囊包裹，不仅可以防止直接受光和热的影响，同时也能掩盖其气味，并兼作缓释剂，是解决花色苷色素不稳定的一项可行方法。申请号为CN200810015871.5 的中国专利公开了名为“一种叶黄素微胶囊及其制备方法”专利文献，其将叶黄素溶于有机溶剂，加入到含乳化剂和抗氧化剂的阿拉伯胶溶液中均质乳化，再加到壳聚糖或明胶溶液中凝聚成囊，热风干燥得微胶囊；申请号为CN200720154938.4的中国专利公开了名为“一种低聚原花青素微胶囊”，其微胶囊由一层麦芽糊精和阿拉伯胶为壁材的胶囊皮包裹胶囊内容物构成，所述内容物为低聚原花青素粉末状固体。两种方法均未使用抗结剂微晶纤维素钠，而且未使用喷雾干燥技术制备微胶囊。不同的微胶囊化方法和不同的应用对于微胶囊化壁材有不同的要求。以阿拉伯胶和β-环糊精、阿拉伯胶和麦芽糊精、阿拉伯胶和多孔淀粉为壁材，采用喷雾干燥技术应用在黑莓花色苷包埋方面的研究还未见到报道。

三、发明内容

技术问题 本发明一种黑莓花色苷微胶囊及其制备方法，针对黑莓花色苷在光照、高温和氧气的作用下很容易发生氧化降解及在脂溶性物质中不能够溶解，难以在目前食品中广泛使用，提出一种保持花色苷稳定性和扩大使用范围的微胶囊化技术，并增加其分散性和对热、光等的耐受性，其稳定性有显著提高。

1、技术方案

一种黑莓花色苷微胶囊，其特征在于，是以黑莓花色苷为芯材，以阿拉伯胶与β-环糊精混合物、阿拉伯胶与麦芽糊精混合物，或阿拉伯胶与多孔淀粉精混合物为壁材，经过配料混合、高压均质、喷雾干燥，制得的黑莓花色苷微胶囊。

所述黑莓花色苷微胶囊的制备工艺，其特征在于：

（1）将黑莓果挑选、清洗后，打浆，超声波破碎30min，制得黑莓浆；

（2）将果胶酶和果浆复合酶按体积1:1比例混合，加入步骤1）所述黑莓浆，果胶酶和果浆复合酶的总质量占黑莓浆质量的0.1%，在45℃下酶解1～3h，90℃灭酶5min，4000r/min离心15min，得到上清液；

（3）步骤2）所得上清液经过大孔树脂AB-8柱吸附，用体积比为75%的乙醇解吸，收集洗脱液，旋转蒸发浓缩，真空冷冻干燥得到黑莓花色苷提取物；

（4）将步骤3）获得黑莓花色苷提取物溶于pH值3.0～3.4柠檬酸缓冲溶液中，形成黑莓花色苷提取物质量浓度为0.01%～0.05%的芯材溶液；

（5）将阿拉伯胶溶于水中，再将β-环糊精、麦芽糊精或多孔淀粉溶于水中，使阿拉伯胶质量浓度为10～40%，β-环糊精、麦芽糊精或多孔淀粉的质量浓度为10～40%，形成壁材溶液；

（6）按芯材溶液与壁材溶液质量比例为1:10～1:100将芯壁材溶液混合均匀，采用高压均质机在40℃，35MPa条件下均质1～3h；

（7）加入抗结剂微晶纤维素钠，占芯材壁材溶液总质量的0～0.01%，在60℃搅拌1～2h；

（8）所得液体以入料浓度5～40％、入料流量5～50mL/min、入料温度30～50℃、进风温度100～200℃、出风温度50～85℃的条件进行喷雾干燥，制得。

有益效果

采用微胶囊化技术将黑莓花色苷提取物喷雾干燥制成微胶囊，不仅有效地保留其中的功能性成分，而且保持黑莓固有的风味和营养，可作为进一步深加工的原料，开发各种食品产品，如功能性食品等。并且能降低微生物的生存机会，在室温条件下长期运输、保藏，从而延长产品的供应季节，平衡产销高峰，具有很大的市场潜力。本发明的黑莓花色苷色素微胶囊制备方法具有以下优点：

（1）采用阿拉伯胶分别与麦芽糊精、β-环糊精、多孔淀粉配伍为壁材，满足不同种类的产品需求。

（2）采用喷雾干燥技术，最大程度保持黑莓花色苷的生物活性。

（3）黑莓中含糖量较高，在进行喷雾干燥时易粘结，通过喷雾干燥条件的优化，如温度、料液浓度的改变及添加抗结剂等，减少或避免粘结现象。

四、附图说明

图1 黑莓花色苷微胶囊对羟自由基的清除率（贮存3个月）

图2 黑莓花色苷微胶囊对DPPH自由基的清除率（贮存3个月）

五、具体实施方式

实施例1：

取4kg黑莓果为主要原料，清洗后，打浆，超声波破碎30min（scientz-ⅡD超声波细胞粉碎机，宁波新芝生物科技股份有限公司）制得黑莓浆。将果胶酶（Pectinex BE XXX，诺维信（中国）投资有限公司）和果浆复合酶（Pectinex AFP L-4 ，诺维信（中国）投资有限公司）按体积1:1比例混合，加入所述黑莓浆，果胶酶和果浆复合酶的总质量占黑莓浆质量的1%，在45℃下酶解1～3h，90℃灭酶5min，4000r/min离心5min，得到上清液；再经过大孔树脂AB-8（南开大学化工厂）吸附，75%乙醇洗脱，收集洗脱液，真空旋转蒸发浓缩，冷冻干燥24h，得到黑莓花色苷提取物。

将黑莓花色苷提取物溶解在pH3.0柠檬酸缓冲液，黑莓花色苷提取物质量浓度为

0.04%，为芯材溶液。将阿拉伯胶和麦芽糊精于50℃下，在转速为1000r/min条件下加

入到蒸馏水中，使阿拉伯胶浓度为40%，麦芽糊精浓度为20%，充分溶解形成壁材溶液。

将芯材溶液与壁材溶液以质量比为1:10混合，在40℃，35MPa条件下均质二次，每次2h。均质后加入占芯材和壁材总质量的0～0.01%的抗结剂微晶纤维素钠（上海国药集团有限公司），搅拌1～2h，所得芯壁材溶液分别以入料浓度25～45%，入料流量20～60mL/min，入料温度20～60℃，进风温度170～210℃进行喷雾干燥，经试验结果分析后（表1-4），确定最佳喷雾干燥条件为以入料浓度40％、入料流量50mL/min、入料温度50℃进风温度150℃、出风温度65℃进行喷雾干燥，制得黑莓花色苷微胶囊。产品得率为14.0%，包埋率92.7%，理化指标：水分含量4.5%，流动性9.4cm，润湿性160s；感官指标：色泽深红色，具有黑莓特有的香味，在50℃、80% 相对湿度下不吸潮；冲饮口感细腻、无糊状感、无结块现象，分散时间＜30s。微胶囊化后,对热、光等有一定的耐受性,其稳定性有显著提高。将黑莓花色苷微胶囊与黑莓花色苷提取物同时在常温下贮存3个月，测定其抗氧化活性，以VC为对照，试验结果表明，黑莓花色苷微胶囊抑制羟自由基活性和清除DPPH自由基活性低于VC，但均高于没有包埋的黑莓花色苷提取物（图1-2）。

实施例2：

黑莓花色苷提取物制备方法同实施例1。将黑莓花色苷提取物溶解在pH3.0柠檬酸缓冲液，质量浓度为0.05%，为芯材溶液。将阿拉伯胶和麦芽糊精于50℃下，在转速为800r/min条件下加入到蒸馏水中，使阿拉伯胶浓度为30%，麦芽糊精浓度为30%，充分溶解形成壁材溶液。

以芯材溶液与壁材溶液质量比为1:50混合，在40℃，35MPa条件下均质二次，每次2h。均质后加入占芯材和壁材总质量0.005%的抗结剂微晶纤维素钠，搅拌1～2h。以入料浓度40％、入料流量40mL/min、入料温度50℃进风温度150℃、出风温度65℃进行喷雾干燥，制得黑莓花色苷微胶囊。产品得率为14.0%，包埋率89%，理化指标：水分含量4.5%，流动性9.0cm，润湿性120s；感官指标：色泽深红色，具有黑莓特有的香味，在50℃、80% 相对湿度下不吸潮；冲饮口感细腻、无糊状感、无结块现象，分散时间＜30s。微胶囊化后,对热、光等有一定的耐受性，其稳定性有显著提高。喷雾干燥条件试验结果见表1-4，稳定性与抗氧化性试验结果见图1-2。

实施例3：

黑莓花色苷提取物制备方法同实施例1。将黑莓花色苷提取物溶解在pH3.4柠檬酸缓冲液，质量浓度为0.02%，为芯材溶液。将阿拉伯胶和麦芽糊精于50℃下，在转速为800r/min条件下加入到蒸馏水中，使阿拉伯胶浓度为45%，多孔淀粉浓度为15%，充分溶解形成壁材溶液。

以芯材溶液与壁材溶液质量比为1:40混合，在40℃，35MPa条件下均质二次，每次2h。均质后加入占芯壁材总质量0.05%的抗结剂微晶纤维素钠（同实施例1），搅拌1～2h。以入料浓度50％、入料流量40mL/min、入料温度50℃、进风温度200℃、出风温度85℃进行喷雾干燥，制得黑莓花色苷微胶囊。产品得率为16.0%，包埋率85%，理化指标：水分含量2.5%，流动性8.9cm，润湿性170s；感官指标：色泽红色，具有黑莓特有的香味，在50℃、80% 相对湿度下不吸潮；冲饮口感细腻、无糊状感、无结块现象，分散时间＜30s；微胶囊化后，对热、光等有一定的耐受性，其稳定性有显著提高。喷雾干燥条件试验结果见表1-4，稳定性与抗氧化性试验结果见图1-2。

以上详细说明了本发明的实施方式，但这只是为了便于理解而举的实例，不应被视为是对本发明范围的限制。同样，任何所属技术领域的技术人员均可根据本发明的技术方案及其较佳实施例的描述，做出各种可能的等同改变或替换，但所有这些改变或替换都应属于本发明的权利要求的保护范围。

表1 入料浓度对喷雾干燥出粉率、水分含量和包埋率的影响

入料浓度（％）	出粉率（％）	水分含量（％）	包埋率（％）
				25	4.3	4.61	78.6
30	6.8	4.18	82.5
				35	9.4	3.43	81.2
40	14.5	3.33	85.9
				45	10.2	3.95	89.0

表2 入料流量对出粉率、水分含量和包埋率的影响

入料流量（mL/min）	出粉率（％）	水分含量（％）	包埋率（％）
				20	6.3	3.36	60.2
30	10.6	3.45	78.9
				40	12.2	3.62	80.4
50	14.5	3.33	90.5
				60	11.8	3.23	91.6

表3 入料温度对出粉率和水分含量和包埋率的影响

入料温度（℃）	出粉率（％）	水分含量（％）	包埋率（％）
				20	6.3	3.36	59.5
30	10.6	3.45	60.5
				40	12.2	3.62	78.2
50	14.5	3.33	89.6
				60	11.8	3.23	92.0

表4 进风温度对出粉率、水分含量和包埋率的影响

进风温度（℃）	出粉率（％）	水分含量（％）	包埋率（％）
				170	5.6	4.14	75.9
180	12.3	3.99	88.4
				190	14.5	3.33	90.6
200	9.4	3.19	92.5
				210	4.1	3.06	85.3

Claims

1.一种从单粒稻米胚乳中提取高质量基因组DNA的方法，其特征在于包括以下步骤：

1）去除稻壳、种皮、果皮、胚的单粒稻米，经牛皮纸包裹后，用研磨棒砸碎装入1.5 mL离心管；

2）加入800 μL洗涤液于摇床上120 rpm振荡5 min去除多糖，4,000 rpm离心2 min，丢弃上清液后收集沉淀；

3）在沉淀中加入600 μL DNA提取缓冲液，漩涡振荡使沉淀悬浮并上下颠倒混匀，而后置于65°C水浴45 min以裂解细胞；

4）待上述混合物冷至室温后加入600 μL苯酚：氯仿：异戊醇体积比为25：24：1的苯酚-氯仿-异戊醇混合液，于摇床上120 rpm振荡5-10 min至乳白色，12,000 rpm离心5 min，定量吸取500 μL上清液至另一新离心管，再加入500 μL氯仿：异戊醇体积比为24：1的氯仿-异戊醇混合液，于摇床上120 rpm振荡5-10 min至乳白色，12,000 rpm离心5 min后，定量吸取400 μL上清液至另一新离心管，加入40 μL pH=5.2的5 M醋酸钾溶液和293 μL异丙醇混匀，于4°C放置2 h，12,000 rpm离心10 min，丢弃上清液，收集DNA沉淀，加入1 mL 体积比为70%的乙醇后轻弹管底使沉淀悬浮，于摇床上120 rpm振荡2 min，7,000 rpm离心3 min，丢弃上清液，室温下干燥沉淀，加入100 μL去离子水溶解沉淀，获得DNA粗提液；

5）向DNA粗提液中加入核糖核酸酶A至终浓度0.1 mg/mL，37°C温浴30 min去除RNA，再加入氯仿：异戊醇体积比为24：1的氯仿-异戊醇混合液抽提并重复上述的沉淀、润洗、干燥、溶解步骤后，将沉淀用100 μL去离子水溶解，即获得DNA溶液。

2.根据权利要求1所述的一种从单粒稻米胚乳中提取高质量基因组DNA的方法，其特征在于：所述的洗涤液其成分包括：100mM pH=8.0的Tris-HCl，50mM EDTA，0.35M山梨醇Sorbitol，质量比为1%的聚乙烯吡咯烷酮PVP-40。

3.根据权利要求1或2所述的一种从单粒稻米胚乳中提取高质量基因组DNA的方法，其特征在于：所述的DNA提取缓冲液其成分包括：质量比2%CTAB，100mM Tris-HCl，25mM EDTA，15M NaCl，质量比1%PVP-40，0.1mg/mL 蛋白酶K，质量比0.5%NP-40，质量比0.5% Tween-20。