CN103636794A - 适合添加到乳制品的白藜芦醇微胶囊及其制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种适合添加到乳制品的白藜芦醇微胶囊及其制备方法。所述方法包括：将白藜芦醇与聚甘油蓖麻醇酯及中链甘油三酸酯混合，进行高剪切均质，得到初级乳化后的混合物料；初级乳化后的物料与浓缩乳清蛋白粉、聚氧乙烯山梨醇酐单月桂酸酯混合，并加入中链甘油三酸酯，进行高剪切均质，得到二级乳化后的乳化液；再经喷雾干燥制备得到白藜芦醇微胶囊；其中，控制各原料用量为：白藜芦醇15%～25%，聚甘油蓖麻醇酯1%～2%，聚氧乙烯山梨醇酐单月桂酸酯1%～2%，中链甘油三酸酯30%～50%，浓缩乳清蛋白粉30%～45%。本发明的白藜芦醇微胶囊添加到液态乳中具有良好的溶解性并具有良好的稳定性。

Description

适合添加到乳制品的白藜芦醇微胶囊及其制备方法与应用

技术领域

本发明是关于一种白藜芦醇微胶囊及其制备方法与应用，特别是一种适合添加到乳制品中的白藜芦醇微胶囊及其制备方法与其在制备乳制品中的应用。

背景技术

白藜芦醇（resveratrol）是一类主要存在于葡萄科葡萄属、豆科落花生属等植物中的含有芪类结构的非黄酮类多酚化合物，自然条件下其活性结构为反式结构，具有捕获自由基、抗氧化、吸收紫外线的特性，可促进胶原蛋白的分泌，促进超氧化物歧化酶的活性，具有抗氧化、护肝、保护心血管和抗肿瘤的功效。但白藜芦醇无论是纯体状态还是在提取液中，对热、光、酸、碱均表现出不稳定性，长期处于强光、高热、酸性或碱性环境下白藜芦醇含量降低，结构由反式转变为顺式，导致其活性下降，生物学意义降低。因此直接在食品加工过程中添加白藜芦醇，其的添加量不易控制，同时添加后白藜芦醇活性降低程度无法把握，影响添加后的食品功效。

为提高白藜芦醇的稳定性，保护其生物活性，相关人员采用微胶囊技术对白藜芦醇进行包埋处理进行了研究。例如，CN102908338A公开了一种白藜芦醇微胶囊的制备的方法，其中是采用壳聚糖作为壁材对白藜芦醇进行包埋制备白藜芦醇微胶囊，以提高溶解度和稳定性，主要过程包括：(1)将白藜芦醇溶于溶剂中，加入乳化剂，通过胶体磨，混匀制成芯材溶液；(2)向壳聚糖中加入水，搅拌，使壳聚糖溶胀、分散，制成壁材溶液；(3)将芯材溶液边搅拌边加入到壁材溶液中，得到混合液，胶体磨均质乳化成白色乳状液，加入固化剂，继续用胶体磨均质，喷雾干燥后得到分散性好的白藜芦醇微胶囊。相关的白藜芦醇微胶囊技术还诸如：CN201657749U公开了以β-环糊精和阿拉伯胶为壁材对白藜芦醇进行包埋的相关技术；CN101927148A公开了按摩尔数比1：1～2将白藜芦醇分子以羟丙基-β-环糊精在20～30℃包合然后经冷冻干燥制备白藜芦醇微胶囊的相关技术。

在上述的制备工艺中，由于白藜芦醇难溶于水，为了获得较高浓度的芯材溶液，是采用有机溶剂例如20%～90%的乙醇水溶液溶解白藜芦醇配制芯材溶液。所制备的白藜芦醇微胶囊多是用于制药或是保健食品例如果汁果酒等领域。目前尚未发现将白藜芦醇用于添加到乳制品特别是液态乳制品中的相关报道。本案发明人在研究中发现，按照现有技术的记载对白藜芦醇进行包埋后制得的微胶囊，其在液态乳制品（调味乳、乳饮料等）中的溶解度仍然较低，稳定性特别是在产品货架期内的氧化可接受度较差。

基于目前液态乳制品在我国的消费量日趋上扬，以乳制品为载体开发营养强化的功能乳制品已成为液态乳领域发展的一个重要研究方向。如果能将白藜芦醇有效地添加到液态乳制品中，对于满足消费者的美食及保健需求将具有一定的实际意义。在这样的前提下，研发一种适合添加到乳制品特别是液态乳制品中的白藜芦醇微胶囊很有必要。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种制备适合添加到乳制品的白藜芦醇微胶囊的方法。

本发明的另一目的在于提供一种适合添加到乳制品的白藜芦醇微胶囊。

本发明的另一目的在于提供一种含有所述白藜芦醇微胶囊的乳制品特别是液态乳制品。

本案发明人对白藜芦醇微胶囊技术进行了大量的研究及摸索实验，对包埋原料进行了筛选并对相关工艺进行了改进，最终提供了一种制备适合添加到乳制品的白藜芦醇微胶囊的方法及所得白藜芦醇微胶囊。

一方面，本发明提供了一种适合添加到乳制品的白藜芦醇微胶囊的制备方法，该方法主要包括：

初级乳化：将白藜芦醇与聚甘油蓖麻醇酯及中链甘油三酸酯混合，进行初级高剪切均质，得到初级乳化后的混合物料；该步骤中，控制白藜芦醇与中链甘油三酸酯的质量比为1：1～2.5，控制初级高剪切均质条件为：转速8000～10000rpm，时间1～3分钟，进料温度35℃～50℃，压力75～80bar；

二级乳化：向上述初级乳化后的物料中加入浓缩乳清蛋白粉、聚氧乙烯山梨醇酐单月桂酸酯及中链甘油三酸酯，混合，进行二级高剪切均质，得到二级乳化后的乳化液；该步骤中，控制加入的浓缩乳清蛋白粉、中链甘油三酸酯与初级乳化物料中的白藜芦醇的质量比为1.5～2.5：0.4～1：1，控制二级高剪切均质条件为：转速1500～3000rpm，时间8～15分钟，进料温度35℃～50℃，压力75～80bar；

上述二级乳化后的乳化液经喷雾干燥制备得到白藜芦醇微胶囊；

其中，控制各原料用量为：白藜芦醇15%～25%，聚甘油蓖麻醇酯1%～2%，聚氧乙烯山梨醇酐单月桂酸酯1%～2%，中链甘油三酸酯20%～50%，浓缩乳清蛋白粉30%～45%。各原料用量之和为100%。

本发明中，所用各原料均可商购获得，各原料符合相应的行业标准要求即可用于本发明。

本发明中除特别注明外，所述比例与含量均以重量计。

根据本发明的具体实施方案，本发明的制备方法中，控制喷雾干燥条件为：流动率控制在600～900ml/h，进口温度控制在160～180℃，出口温度控制在60～80℃。

根据本发明的具体实施方案，本发明的制备方法中，初级乳化的转速为9000rpm，时间2分钟；二级乳化的转速2000rpm，时间10分钟。

根据本发明的具体实施方案，本发明的白藜芦醇微胶囊的制备方法，初级乳化步骤中，是利用白藜芦醇原料粉或白藜芦醇提取液调配成白藜芦醇含量0.5～2mg/ml的水溶液，再与聚甘油蓖麻醇酯及中链甘油三酸酯混合进行初级高剪切均质。

根据本发明的优选实施方案，本发明中所用白藜芦醇提取液为从葡萄、花生和/或虎杖中提取白藜芦醇得到的水提取液。关于从葡萄、花生和/或虎杖等植物中提取白藜芦醇的工艺已是现有的成熟技术，相关提取液或是白藜芦醇粉末制品已商品化。本发明中可直接商购白藜芦醇原料粉或是提取液，也可按照现有技术的记载自行制备白藜芦醇提取液。例如，在本发明的一具体实施方案中，可以按照以下操作制备白藜芦醇提取液：

采用葡萄（包括皮、籽）、花生（包括根、茎）、虎杖的蒸馏液，加入水（5倍料液左右），由水萃取料液中有效成分，再用滤纸（沃特曼滤纸）提取白藜芦醇萃取液，使萃取液浓度在真空浓缩器中在95℃下持续48小时～60小时达到60白利糖度，即可得到白藜芦醇提取液，通常情况下，所得白藜芦醇提取液中白藜芦醇的平均浓度为154μg/ml左右，可根据需要进行适当浓缩，调整提取液中白藜芦醇的最终浓度。

本发明中，当采用白藜芦醇水溶液与聚甘油蓖麻醇酯及中链甘油三酸酯混合进行初级高剪切均质时，所述各原料用量中“白藜芦醇15%～25%”是以白藜芦醇水溶液中的总干物质含量计（现有技术的白藜芦醇水提取液中白藜芦醇一般占总干物质含量的20%～99%，可以理解，应尽可能采用白藜芦醇纯度较高的提取液）。

另一方面，本发明还提供了一种适合添加到乳制品的白藜芦醇微胶囊，其是按照本发明所述的方法制备得到的。

本发明的白藜芦醇微胶囊，白藜芦醇的包埋率可达到96%以上，白藜芦醇微胶囊在电镜下平均微粒直径为3～10μm。

另一方面，本发明还提供了一种乳制品，其中含有本发明所述的白藜芦醇微胶囊。

本发明的乳制品优选为液态乳制品，例如调味乳或乳饮料等。

根据本发明的具体实施方案，本发明的乳制品中，所述白藜芦醇微胶囊在乳制品中的添加量为1%～3%。

在制备本发明的乳制品时，直接将白藜芦醇微胶囊添加到乳制品的其他原料混合均匀即可。例如，在本发明的一具体实施方案中，是制备一种添加了白藜芦醇微胶囊的液态调味乳，其中，是将白藜芦醇胶囊按照1%～3%的浓度添加到普通的液态牛乳中，混合5分钟（通常可将混合料液经过脱气机脱气，温度设定为65℃，压力为210Pa，脱气后的料液进入均质机进行均质，压力为18MPa，温度为35～50℃），得到含有白藜芦醇微胶囊的功能性液态乳制品。

本发明中，先采用中链甘油三酸酯辅以特定的乳化剂对白藜芦醇进行初级乳化，再利用牛奶中的天然物质及中链甘油三酸酯作为白藜芦醇的主要包埋原料并辅以特定的乳化剂进行二级乳化，所制备得到的白芦藜醇微胶囊大大提高了白藜芦醇在乳及乳制品中溶解度。本发明的实际实验表明，相比于现有技术的白藜芦醇微胶囊，按照本发明的方法制备得到的微胶囊化后的白藜芦醇具有显著的高溶解度以及良好的稳定性。且本发明的白芦藜醇微胶囊在制备过程中没有过多的非乳制品原料的引入，有效减少了用其他原料为包材制备的加工过程中带入风险物质的风险，食品安全性有保证。

具体实施方式

以下通过具体实施例详细说明本发明技术方案的实施和所具有的有益效果，但不能认定为对本发明的可实施范围的任何限定。

实施例1

制备本实施例的白藜芦醇微胶囊所需原料如下（以100重量份的白藜芦醇微胶囊计）：

白藜芦醇水溶液（其中白藜芦醇浓度为1mg/ml）15000重量份；

聚甘油蓖麻醇酯（PGPR）1重量份；

聚氧乙烯山梨醇酐单月桂酸酯（PSML）1重量份；

中链甘油三酸酯（MCT）50重量份；

浓缩乳清蛋白粉（WPC80）33重量份。

本实施例中的白藜芦醇微胶囊工艺主要包括以下步骤：

1、初级乳化——取白藜芦醇水溶液（1mg/ml）15000重量份，加入准备好的PGPR1重量份和MCT35重量份中，利用高剪切均质机进行初级乳化，高剪切均质机转速为9000rpm，时间2分钟，进料温度40℃，压力75bar；得到初级乳化后的混合物料。

2、二级乳化——向初级乳化后的混合物料中加入WPC8033重量份及PSML1重量份，放入高剪切均质机中，并在调整剪切均质过程中缓缓加入MCT15重量份，进行二级均质乳化，其中，进料温度40℃，高剪切均质机转速为2000rpm，时间10分钟，均质压力75bar；得到二级乳化后的乳化液。

3、将制备好的二级乳化液注入预热好的喷雾干燥器，预热温度为50℃。料液加入后的流动率控制在800ml/h，进口温度及出口温度分别控制在170℃和70℃。经过喷雾干燥制备本实施例的白藜芦醇微胶囊，其为乳白色粉末，经检测，白藜芦醇包埋率≥96.2%，微胶囊在电镜下平均微粒直径约为3～10μm。

实施例2

制备本实施例的白藜芦醇微胶囊所需原料如下（以100重量份的白藜芦醇微胶囊计）：

白藜芦醇水溶液（其中白藜芦醇浓度为1mg/ml）25000重量份；

聚甘油蓖麻醇酯（PGPR）2重量份；

聚氧乙烯山梨醇酐单月桂酸酯（PSML）1重量份；

中链甘油三酸酯（MCT）42重量份；

浓缩乳清蛋白粉（WPC80）30重量份。

本实施例中的白藜芦醇微胶囊工艺主要包括以下步骤：

1、初级乳化——取白藜芦醇水溶液（1mg/ml）25000重量份，加入准备好的PGPR2重量份和MCT25重量份中，利用高剪切均质机进行初级乳化，高剪切均质机转速为9000rpm，时间2分钟，进料温度40℃，压力80bar；得到初级乳化后的混合物料。

2、二级乳化——向初级乳化后的混合物料中加入WPC8030重量份及PSML1重量份，放入高剪切均质机中，并在调整剪切均质过程中缓缓加入MCT17重量份，进行二级均质乳化，其中，物料初始温度40℃，高剪切均质机转速为2500rpm，时间8分钟，均质压力80bar；得到二级乳化后的乳化液。

3、将制备好的二级乳化液注入预热好的喷雾干燥器，预热温度为55℃。料液加入后的流动率控制在800ml/h，进口温度及出口温度分别控制在170℃和70℃。经过喷雾干燥制备本实施例的白藜芦醇微胶囊，其为乳白色粉末，经检测，白藜芦醇包埋率≥96.0%，微胶囊在电镜下平均微粒直径约为3～10μm。

实施例3

制备本实施例的白藜芦醇微胶囊所需原料如下（以100重量份的白藜芦醇微胶囊计）：

白藜芦醇水溶液（其中白藜芦醇浓度为1.5mg/ml）15000重量份；

聚甘油蓖麻醇酯（PGPR）2重量份；

聚氧乙烯山梨醇酐单月桂酸酯（PSML）2重量份；

中链甘油三酸酯（MCT）31重量份；

浓缩乳清蛋白粉（WPC80）42.5重量份。

本实施例中的白藜芦醇微胶囊工艺主要包括以下步骤：

1、初级乳化——取白藜芦醇水溶液（1.5mg/ml）15000重量份，加入准备好的PGPR2重量份和MCT18重量份中，利用高剪切均质机进行初级乳化，高剪切均质机转速为8000rpm，时间3分钟，进料温度50℃，压力75bar；得到初级乳化后的混合物料。

2、二级乳化——向初级乳化后的混合物料中加入WPC8042.5重量份及PSML2重量份，放入高剪切均质机中，并在调整剪切均质过程中缓缓加入MCT13重量份，进行二级均质乳化，其中，进料温度45℃，高剪切均质机转速为2500rpm，时间12分钟，均质压力75bar；得到二级乳化后的乳化液。

3、将制备好的二级乳化液注入预热好的喷雾干燥器，预热温度为55℃。料液加入后的流动率控制在900ml/h，进口温度及出口温度分别控制在180℃和70℃。经过喷雾干燥制备本实施例的白藜芦醇微胶囊，其为乳白色粉末，经检测，白藜芦醇包埋率≥96.0%，微胶囊在电镜下平均微粒直径约为3～10μm。

对比例1

参照实施例1的白藜芦醇微胶囊的制备原料及工艺，以β-环状糊精等量替代其中的浓缩乳清蛋白粉，制备本对比例的白藜芦醇微胶囊。其他原料及工艺同实施例1。

对比例2

参照实施例1的白藜芦醇微胶囊的制备原料及工艺，以大豆磷脂等量替代其中的聚甘油蓖麻醇酯（PGPR）和聚氧乙烯山梨醇酐单月桂酸酯，制备本对比例的白藜芦醇微胶囊。其他原料及工艺同实施例1。

对比例3

制备白藜芦醇微胶囊的各原料及用量同实施例1，工艺如下：

1、乳化——取白藜芦醇（1mg/ml）15000重量份，加入准备好的PGPR、PSML、MCT、WPC80，混合后放入高剪切均质机中，进料温度40℃，高剪切均质机转速为9000rpm，时间2分钟，均质压力75bar；之后降低转速，在2000rpm条件下均质10分钟，得乳化液。

2、将制备好的乳化液注入预热好的喷雾干燥器，预热温度为50℃。料液加入后的流动率控制在800ml/h，进口温度及出口温度分别控制在170℃和70℃。得本对比例的白藜芦醇微胶囊。

各实施例与对比例的白藜芦醇微胶囊的溶解度及白藜芦醇结构稳定性测试实验

本实验中，考察了各实施例及对比例的白藜芦醇微胶囊在牛奶中的溶解度，并以白藜芦醇在水中的溶解度作为空白对照组。具体测试数据参见下表。

本实验中，还考察了各实施例及对比例的白藜芦醇微胶囊溶液牛奶的饱和溶液在紫外照射后期中白藜芦醇的稳定性。其中是将各样品置玻璃瓶中，在紫外分析仪(136μw/cm²)（ZF-1型三用紫外分析仪）下照射。分别在1、2、4和8h取样测定，由标准曲线方程计算反式-白藜芦醇的含量，结果见下表。

各实施例与对比例的白藜芦醇微胶囊在牛奶中的释放率考察实验

本实验中，考察了各实施例及对比例的白藜芦醇微胶囊在牛奶中的释放率。测定方法为Singleton et al.(1999)改良方法。其中将添加2%白藜芦醇微胶囊的牛奶样品（0.2ml）混合200μl新鲜预准备好的Folin-Ciocalteu试剂，用旋涡混合器混合。3分钟后，添加2ml碳酸钠(15%,w/v)并在室温下竖直混合30分钟。吸收率在750nm下使用分光光度计测定。用同样方法准备空白样，其中的Folin-Ciocalteu试剂用去离子水代替。测定结果参见下表。

各实施例与对比例的白藜芦醇微胶囊在牛奶中的氧化性能考察实验

本实验中，考察了各实施例及对比例的白藜芦醇微胶囊在牛奶中储藏不同时间段内的氧化性。具体是通过硫代巴比妥酸反应物方法检测Stapelfeldt et al.(1997)。TBA溶液制备：溶解2-硫代巴比土酸(1.4g)在95%的乙醇溶液中至100ml。添加2%白藜芦醇微胶囊的牛奶（17.6ml）放入加玻璃塞的烧瓶中，加热至30℃，加入1ml三氯乙酸（TCA）溶液（1g/ml），接着加入95%乙醇（2ml），摇动10s，并静止。5分钟后，用Whatman No.42过滤。1毫升TBA溶液添加到4ml透明滤液中。混合后放置在水浴中60℃水浴1小时，随后在冰水中放置10分钟。吸收率在450nmUV-VIS-NIR扫描分光光度仪(Beckman coulter,inc.)。

测定结果参见下表。

从以上考察结果可以看出，本发明的白藜芦醇微胶囊溶于牛奶后在一定储藏期内具有良好的稳定性。

Claims (10)

1.一种适合添加到乳制品的白藜芦醇微胶囊的制备方法，该方法包括步骤：

初级乳化：将白藜芦醇与聚甘油蓖麻醇酯及中链甘油三酸酯混合，进行初级高剪切均质，得到初级乳化后的混合物料；该步骤中，控制白藜芦醇与中链甘油三酸酯的质量比为1：1～2.5，控制初级高剪切均质条件为：转速8000～10000rpm，时间1～3分钟，进料温度35℃～50℃，压力75～80bar；

二级乳化：向上述初级乳化后的物料中加入浓缩乳清蛋白粉、聚氧乙烯山梨醇酐单月桂酸酯及中链甘油三酸酯，混合，进行二级高剪切均质，得到二级乳化后的乳化液；该步骤中，控制加入的浓缩乳清蛋白粉、中链甘油三酸酯与初级乳化物料中的白藜芦醇的质量比为1.5～2.5：0.4～1：1，控制二级高剪切均质条件为：转速1500～3000rpm，时间8～15分钟，进料温度35℃～50℃，压力75～80bar；

上述二级乳化后的乳化液经喷雾干燥制备得到白藜芦醇微胶囊；

其中，控制各原料用量为：白藜芦醇15%～25%，聚甘油蓖麻醇酯1%～2%，聚氧乙烯山梨醇酐单月桂酸酯1%～2%，中链甘油三酸酯20%～50%，浓缩乳清蛋白粉30%～45%。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，控制喷雾干燥条件为：流动率控制在600～900ml/h，进口温度控制在160～180℃，出口温度控制在60～80℃。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其中，初级乳化的转速为9000rpm，时间2分钟；二级乳化的转速2000rpm，时间10分钟。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其中，初级乳化步骤中，是利用白藜芦醇原料粉或白藜芦醇提取液调配成白藜芦醇含量0.5～2mg/ml的水溶液，再与聚甘油蓖麻醇酯及中链甘油三酸酯混合进行初级高剪切均质。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其中，所述白藜芦醇提取液为从葡萄、花生和/或虎杖中提取白藜芦醇得到的水提取液。

6.一种适合添加到乳制品的白藜芦醇微胶囊，其是按照权利要求1～5任一项所述的方法制备得到的。

7.根据权利要求6所述的白藜芦醇微胶囊，其中，白藜芦醇的包埋率达到96%以上，白藜芦醇微胶囊在电镜下平均微粒直径为3～10μm。

8.一种乳制品，其中含有权利要求6或7所述的白藜芦醇微胶囊。

9.根据权利要求8所述的乳制品，其为液态乳制品，如调味乳或乳饮料。

10.根据权利要求9所述的乳制品，其中，所述白藜芦醇微胶囊在乳制品中的添加量为1%～3%。