CN104431690B - 一种番茄红素微囊颗粒及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种番茄红素微囊颗粒及其制备工艺，该工艺以番茄红素晶体粉末、葵花籽油或玉米油、多孔淀粉、氧化淀粉、木薯变性淀粉、玉米糖浆、海藻糖，天然VE油为主要原料，对工艺进行了合理的改进和优化，使生产时间大大缩短，生产过程全程受控，层层干燥，步步回收循环。所得产品呈球体，表面光滑平整，保持了产品的生物活性，在冷水中也具有很好的溶解性，更利于使用、运输和储存，且无有机溶剂、有害物质残留，大大提高了产品的安全性、流动性、口感和水溶性，减少了资源浪费。使用该工艺番茄红素微囊颗粒化产率高，适于大量制备番茄红素微囊颗粒，实现连续化规模化生产，降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及番茄红素微囊颗粒的生产技术领域，具体涉及一种番茄红素微囊颗粒及其制备工艺。
背景技术
番茄红素微囊颗粒的生产过程中，喷雾干燥和微胶囊包衣为两个最关键的技术步骤，直接影响产品的安全性、流动性、口感、水溶性。微胶囊壁材是指微胶囊化时用来包覆芯材的壳材料，也称为包囊材料、囊材、壳材。可用作微胶囊壁材的多是惰性多聚天然高分子、半合成高分子以及合成高分子材料。其中天然高分子材料具有无毒、成膜性好、稳定性好等优点，应用较多，但机械强度差、原料重量不稳定。小分子材料有时也可以单独或配合高分子材料作为微胶囊壁材。选择合适的的微胶囊壁材对微胶囊技术是最为关键的，它直接决定了微胶囊化包埋效果以及释放特性，同时也影响到需要采用何种微胶囊化方法，因此，在选择壁材时需要同时考虑芯材性质、工艺方法、微胶囊要达到的功能特性及其应用环境。微胶囊包衣的选材上，传统工艺大多应用革制明胶或动物明胶，虽然也可以在一定程度上完成包衣，并且成本相对较低，但革制明胶和动物明胶中的往往含有较多的镉、砷、黄曲霉素等有害物质，已无法达到现在的产品安全、卫生的标准。另外，明胶包衣的产品流动性不好、水溶性差，尤其不利于冷水扩散，释放性差，极大的影响了产品的使用效果。
另外，造粒喷雾是常用的技术手段，喷雾造粒中不可避免的涉及到产品包衣，包衣效果的好坏主要取决于包衣材料和干燥技术，如何将物料颗粒尽可能均质的分散，在瞬间完成传热和传质，避免物料粘结或粘壁，完成干燥是本领域内面临的一个技术难题，在传统工艺中的喷雾和干燥技术的结合较为简单，导致产品包衣后的稳定性较差，产品颗粒也不够均匀。目前大部分的番茄红素微囊颗粒的生产设备因为结构设计不合理，使番茄红素微囊颗粒在生产过程中存在无法得到充分干燥，造成物料颗粒不均匀、颗粒易粘等缺陷，影响产品的质量和连续生产的效率，对造粒、筛分、干燥等工序中散落的包衣成分，难以实现有效的回收利用，造成了较大的资源浪费。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，就是针对现有技术的不足，提供一种番茄红素微囊颗粒及其制备工艺，对工艺进行了合理的改进和优化，使生产时间大大缩短，生产过程全程受控，层层干燥，步步回收循环，所得产品呈球体，表面光滑平整，保持了产品的生物活性，在冷水中也具有很好的溶解性，更利于使用、运输和储存，且无有机溶剂、有害物质残留，大大提高了产品的安全性、流动性、口感和水溶性，减少了资源浪费，番茄红素微囊颗粒化产率高，适于大量制备番茄红素微囊颗粒，实现连续化规模化生产，降低了生产成本。
本发明的方案是通过如下技术措施来实现的：
一种番茄红素微囊颗粒及其制备工艺，其特点在于番茄红素微囊颗粒的原料包括番茄红素晶体粉末、葵花籽油或玉米油、多孔淀粉、氧化淀粉、木薯变性淀粉、玉米糖浆、海藻糖，天然VE油，其制备工艺如下：
（1）将多孔淀粉、天然VE油和番茄红素晶体粉末加入葵花籽油或玉米油中，在温度35～45℃下完全溶解，全溶后放油，放油管用120目不锈钢筛网过滤；
（2）将纯化水加入乳化釜，纯化水与番茄红素的重量份数比为1:4.5～5.5，夹套升温的同时加入配比投量的木薯变性淀粉、玉米糖浆、海藻糖，搅拌使完全溶解，温度控制在40～50℃；将步骤（1）中的番茄红素混合物加入乳化釜，乳化釜内温度55～65℃，测粘度，控制在30～60厘泊，测定时温度控制在55～58℃，乳化液循环110～130min，回流结束后复测粘度，控制在30～60厘泊；
（3）对乳化后物料进行过滤，过滤后物料进行均质，均质后的物料输送至造粒喷雾塔，造粒喷雾塔内通入氧化淀粉，造粒喷雾塔进风口温度控制在140～150℃，出风口温度控制在50～60℃，雾化器转速1000～1400r/min；
（4）将物料颗粒进行气旋筛分，散落淀粉回收至淀粉收集器，气旋筛分后颗粒输送至振动流化床干燥，将振动流化床内温度设定在100～110℃，散落淀粉回收至淀粉收集器，控制番茄红素微粒干燥失重≤4％；
（5）将经过振动流化床干燥的物料颗粒通过管道输送至锥形罐，再放入40目振动筛筛分，得到符合筛分目数要求的番茄红素微粒及不符合筛分目数要求的番茄红素微粒（粗粉），还有少量的淀粉（细粉），粗粉直接投入下批的乳化罐乳化，细粉回收至淀粉收集器，合格番茄红素微粒包装。
以上步骤（1）中加入的多孔淀粉、天然VE油、番茄红素晶体粉末、葵花籽油或玉米油的重量份数比多孔淀粉:天然VE油:番茄红素晶体粉末:葵花籽油或玉米油为0.5～2.5：0.001～0.01:0.5～6:1～6。
以上步骤（2）中加入的木薯变性淀粉、玉米糖浆、海藻糖与番茄红素晶体粉末的重量份数比为木薯变性淀粉:玉米糖浆:海藻糖:番茄红素晶体粉末为0.5～5.5:3.0 ～7.0:0.5～1.5:1。
本发明的有益技术效果为：
1、木薯变性淀粉、氧化淀粉和玉米糖浆搭配使用，构建一个微胶囊壁材系统，利用它们的乳化特性和良好的成膜特性，而获得很好的包埋效果。既可以有效规避以往来源于革制明胶和动物明胶中的镉、砷、黄曲霉素等有害物质超标问题，保证产品安全、卫生指标符合要求，又使包埋产品具有流动性好、口感佳、易水溶等特点，其冷水扩散性极佳，更利于使用、运输和储存。
2、本发明技术方案中采用多孔淀粉作为芯材及吸附剂，可以起到掩蔽的功能，防止番茄红素被氧化，使产品达到最高的生物活性，提高储藏期。
3、本工艺中海藻糖具有生物保护功能，可以吸收微囊颗粒的残余水分及环境湿气，保护微囊颗粒主体结构的稳定，避免吸潮粘连，维持自由流散的颗粒状态，并且能增加囊壁的塑性，可以避免微囊在收集塔遇冷皱缩以及出现裂纹，使所得产品表面光滑平整，保持了产品的生物活性，提高了水溶性和适口性。
4、本工艺在喷粉方法上，采用喷雾干燥技术，使物料以雾滴状态分散于恰当的热气流中，在瞬间完成传热和传质的过程，完成干燥，采用了内置流化床、振动流化床连用的配置。克服了传统工艺中只采用单一外置流化床的喷粉干燥手段，从投料到制成品时间大于12小时，造粒效果差、成粒速度慢的缺点。本工艺干燥、成粒速度有了大幅提高，投料即见成品，全程迅速、方便、受控，也避免了喷粉温度过高、干燥时间过长造成的产品质量问题。
5、本发明所述番茄红素微囊颗粒制备工艺使生产时间大大缩短，生产过程全程受控，层层干燥，步步回收循环，所得产品表面光滑平整，大大提高了产品的安全性、流动性、口感和水溶性，减少了资源浪费，实现连续化规模化生产，大大降低了生产成本，带来了较高的经济效益和社会效益，便于大规模推广应用。
具体实施方式
为能清楚说明本发明方案的技术特点，下面结合具体实施例，对本发明进行阐述。但是本发明的保护范围并不限于这些实施例。凡是不背离本发明构思的改变或等同替代均包括在本发明的保护范围之内。
实施例1
（1）将多孔淀粉、天然VE油和番茄红素晶体粉末加入葵花籽油中，在温度35℃下完全溶解后放油，放油管用120目不锈钢筛网过滤，多孔淀粉、天然VE油、番茄红素固体粉末、葵花籽油的重量份数比多孔淀粉:天然VE油:番茄红素晶体粉末:葵花籽油为0.5：0.001:0.5:1。
（2）将纯化水加入乳化釜，纯化水与番茄红素晶体粉末的重量份数比为1:4.5，夹套升温的同时按木薯变性淀粉:玉米糖浆:海藻糖:番茄红素晶体粉末为0.5:3.0:0.5:1的重量份数比，投料木薯变性淀粉、玉米糖浆、海藻糖，搅拌使完全溶解，温度控制在40℃；将番茄红素混合物加入乳化釜，乳化釜内温度55℃，测粘度，控制在30～60厘泊，测定时温度控制在55℃，乳化液循环110min，回流结束后复测粘度，控制在30～60厘泊；
（3）对乳化后物料进行过滤，过滤后物料进行均质，均质后的物料输送至造粒喷雾塔，造粒喷雾塔内通入氧化淀粉，造粒喷雾塔进风口温度控制在140～150℃，出风口温度控制在50～60℃，雾化器转速1000～1400r/min；
（4）将物料颗粒进行气旋筛分，散落淀粉回收至淀粉收集器，气旋筛分后颗粒输送至振动流化床干燥，将振动流化床内温度设定在100℃，散落淀粉回收至淀粉收集器，控制番茄红素微粒干燥失重≤4％；
（5）将经过振动流化床干燥的物料颗粒通过管道输送至锥形罐，再放入40目振动筛筛分，得到符合筛分目数要求的番茄红素微粒及不符合筛分目数要求的番茄红素微粒（粗粉），还有少量的淀粉（细粉），粗粉直接投入下批的乳化罐乳化，细粉回收至淀粉收集器，合格番茄红素微粒包装。
实施例2
（1）将多孔淀粉、天然VE油和番茄红素晶体粉末加入玉米油中，在温度40℃下完全溶解后放油，放油管用120目不锈钢筛网过滤，多孔淀粉、天然VE油和番茄红素晶体粉末、玉米油的重量份数比多孔淀粉:天然VE油:番茄红素晶体粉末:玉米油为1:0.01:3:4。
（2）将纯化水加入乳化釜，纯化水与番茄红素晶体粉末的重量份数比为1:5.0，夹套升温的同时按重量份数比为木薯变性淀粉:玉米糖浆:海藻糖:番茄红素晶体粉末为1:5.0:1.5:1，投料木薯变性淀粉、玉米糖浆、海藻糖，搅拌使完全溶解，温度控制在50℃，将番茄红素混合物加入乳化釜，乳化釜内温度55℃，测粘度，控制在30～60厘泊，测定时温度控制在58℃，乳化液循环130min，回流结束后复测粘度，控制在30～60厘泊；
（3）对乳化后物料进行过滤，过滤后物料进行均质，均质后的物料输送至造粒喷雾塔，造粒喷雾塔内通入氧化淀粉，造粒喷雾塔进风口温度控制在140～150℃，出风口温度控制在50～60℃，，雾化器转速1000～1400r/min；
（4）将物料颗粒进行气旋筛分，散落淀粉回收至淀粉收集器，气旋筛分后颗粒输送至振动流化床干燥，将振动流化床内温度设定在110℃，散落淀粉回收至淀粉收集器，控制番茄红素微粒干燥失重≤4％；
（5）将经过振动流化床干燥的物料颗粒通过管道输送至锥形罐，再放入40目振动筛筛分。得到符合筛分目数要求的番茄红素微粒及不符合筛分目数要求的番茄红素微粒（粗粉），还有少量的淀粉（细粉），粗粉直接投入下批的乳化罐乳化，细粉回收至淀粉收集器，合格番茄红素微粒包装。
实施例3
（1）将多孔淀粉、天然VE油和番茄红素晶体粉末加入葵花籽油中，在温度45℃下完全溶解后放油，放油管用120目不锈钢筛网过滤，多孔淀粉、天然VE油、番茄红素固体粉末、葵花籽油的重量份数比多孔淀粉：天然VE油：番茄红素晶体粉末：葵花籽油为2：0.001:4:5；
（2）将纯化水加入乳化釜，纯化水与番茄红素的重量份数比为1:5，夹套升温的同时按重量份数比为木薯变性淀粉:玉米糖浆:海藻糖:番茄红素晶体粉末为1.5:5.0:1:1，投料木薯变性淀粉、玉米糖浆、海藻糖，搅拌使完全溶解，温度控制在50℃，将番茄红素混合物加入乳化釜，乳化釜内温度58℃，测粘度，控制在30～60厘泊，测定时温度控制在58℃，乳化液循环120min，回流结束后复测粘度，控制在30～60厘泊；
（3）对乳化后物料进行过滤，过滤后物料进行均质，均质后的物料输送至造粒喷雾塔，造粒喷雾塔内通入氧化淀粉，造粒喷雾塔进风口温度控制在140～150℃，出风口温度控制在50～60℃，雾化器转速1000～1400r/min；
（4）将物料颗粒进行气旋筛分，散落淀粉回收至淀粉收集器，气旋筛分后颗粒输送至振动流化床干燥，将振动流化床内温度设定在105℃，散落淀粉回收至淀粉收集器，控制番茄红素微粒干燥失重≤4％；
（5）将经过振动流化床干燥的物料颗粒通过管道输送至锥形罐，再放入40目振动筛筛分。得到符合筛分目数要求的番茄红素微粒及不符合筛分目数要求的番茄红素微粒（粗粉），还有少量的淀粉（细粉），粗粉直接投入下批的乳化罐乳化，细粉回收至淀粉收集器，合格番茄红素微粒包装。
Claims (1)
1.一种番茄红素微囊颗粒的制备方法，其特征在于：番茄红素微囊颗粒的原料包括番茄红素晶体粉末、葵花籽油或玉米油、多孔淀粉、氧化淀粉、木薯变性淀粉、玉米糖浆、海藻糖，天然VE油，其制备工艺如下：
（1）将多孔淀粉、天然VE油和番茄红素晶体粉末加入葵花籽油或玉米油中，在温度35～45℃下完全溶解，全溶后放油，放油管用120目不锈钢筛网过滤；
其中，所述的多孔淀粉、天然VE油、番茄红素晶体粉末、葵花籽油或玉米油的重量份数比为0.5～2.5:0.001～0.01:0.5～6:1～6；
（2）将纯化水加入乳化釜，纯化水与番茄红素的重量份数比为1:4.5～5.5，夹套升温的同时加入配比投量的木薯变性淀粉、玉米糖浆、海藻糖，搅拌使完全溶解，温度控制在40～50℃；将步骤（1）中的番茄红素混合物加入乳化釜，乳化釜内温度55～65℃，测粘度，控制在30～60厘泊，测定时温度控制在55～58℃，乳化液循环110～130min，回流结束后复测粘度，控制在30～60厘泊；
其中，所述的木薯变性淀粉、玉米糖浆、海藻糖与番茄红素晶体粉末的重量份数比为木薯变性淀粉:玉米糖浆:海藻糖:番茄红素晶体粉末为0.5～5.5:3.0 ～7.0:0.5～1.5:1；
（3）对乳化后物料进行过滤，过滤后物料进行均质，均质后的物料输送至造粒喷雾塔，造粒喷雾塔内通入氧化淀粉，造粒喷雾塔进风口温度控制在140～150℃，出风口温度控制在50～60℃，雾化器转速1000～1400r/min；
（4）将物料颗粒进行气旋筛分，散落淀粉回收至淀粉收集器，气旋筛分后颗粒输送至振动流化床干燥，将振动流化床内温度设定在100～110℃，散落淀粉回收至淀粉收集器，控制番茄红素微粒干燥失重≤4％；
（5）将经过振动流化床干燥的物料颗粒通过管道输送至锥形罐，再放入40目振动筛筛分，得到符合筛分目数要求的番茄红素微粒及不符合筛分目数要求的番茄红素微粒及少量的淀粉，合格番茄红素微粒包装，所述不符合筛分目数要求的番茄红素微粒直接投入下批的乳化罐乳化，所述淀粉回收至淀粉收集器。
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