CN104719894A - 一种β-胡萝卜素微胶囊及其制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种β-胡萝卜素微胶囊及其制备工艺，该工艺将含有β-胡萝卜素晶体、微孔辛烯基琥珀酸玉米淀粉为芯材；植物油、抗氧化剂等组成的油相；含有壁材、抗氧化剂、分散剂、水等组成的水相按比例混合，均质制成微乳液，再经喷雾干燥制成β-胡萝卜素微胶囊粉剂。制备过程中无须加入任何有机溶剂，所得产品保持了生物活性，对光热性质稳定、在冷水中也具有很好的溶解性，更利于加工、运输和储存，大大提高了产品的安全性、流动性、口感和水溶性，是优良的保健食品和食品色素原料。使用该工艺制备β-胡萝卜素微胶囊产率高，适于大量制备β-胡萝卜素微胶囊，实现连续化规模化生产。

Description

一种β-胡萝卜素微胶囊及其制备工艺

技术领域

本发明涉及β-胡萝卜素微胶囊的生产技术领域，具体涉及一种β-胡萝卜素微胶囊的制备工艺。

背景技术

β—胡萝卜素是类胡萝卜素之一，是一种食用油溶性色素，其本身的颜色因浓度的差异，可涵盖由红色至黄色的所有色系，是自然界中最普遍存在的色素。许多天然食物中例如：绿色蔬菜、甘薯、胡萝卜、菠菜、木瓜、芒果等，皆存有丰富的β—胡萝卜素。β—胡萝卜素是一种抗氧化剂，具有解毒作用，是维护人体健康不可缺少的营养素，在抗癌、预防心血管疾病、白内障及抗氧化上有显著的功能，并进而防止老化和衰老引起的多种退化性疾病。联合国粮农组织和世界卫生组织食品添加剂联合专家委员会认定的A类优秀有营养的食品添加剂，全世界已有52个国家、地区批准使用，国际上需求量在1000吨以上，年增长率达10～15％。

β-胡萝卜素纯品为晶体，分子中至少存在9个双键，非常不稳定。β-胡萝卜素晶体对空气、热、光敏感，在溶液中格外敏感。在空气中易氧化变为无色、无活性的氧化产物，因此不能直接被应用，必须将β-胡萝卜素制剂化。

β-胡萝卜素制成微胶囊粉剂后，使β-胡萝卜素隔绝了空气、光等，大大提高了产品的稳定性，可在水中均匀扩散。可用于食品中做黄色至橙色着色剂，可作为食品营养补充剂、保健品和药品制备。尤其适用于固体食品、糖衣、糖浆、小食品、糖果、口香糖、冰激凌、发酵乳品等。

β-胡萝卜素微胶囊粉剂，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。微胶囊壁材的选材上，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。

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β-胡萝卜素微胶囊的制备工艺，该工艺将β-胡萝卜素晶体、微孔辛烯基琥珀酸玉米淀粉为芯材；植物油、抗氧化剂等组成的油相；含有壁材、抗氧化剂、分散剂、水等组成的水相按比例混合，均质制成微乳液，再经喷雾干燥制成β-胡萝卜素微胶囊粉剂。制备过程中无须加入任何有机溶剂，所得产品保持了生物活性，对光热性质稳定、在冷水中也具有很好的溶解性，更利于加工、运输和储存，大大提高了产品的安全性、流动性、口感和水溶性，是优良的保健食品和食品色素原料。使用该工艺制备β-胡萝卜素微胶囊产率高，适于大量制备β-胡萝卜素微胶囊，实现连续化规模化生产。

一种β-胡萝卜素微胶囊，其特征在于：所述的β-胡萝卜素微胶囊由芯材、壁材、分散剂、水相抗氧化剂、油相抗氧化剂及植物油组成，所述的壁材为羟丙基醚化-辛烯基琥珀酸酯化淀粉；芯材为β-胡萝卜素和微孔辛烯基琥珀酸玉米淀粉；分散剂为海藻糖；水相抗氧化剂为茶多酚、抗坏血酸钠、EDTA-Na中的一种或任意两种或三种；油相抗氧化剂为天然维生素E、丁基羟基茴香醚（BHA）、二丁羟基甲苯（BHT）、没食子酸丙酯（PG）、叔丁基对苯二酚（TBHQ）中的一种或任意两种或三种；植物油为葵花籽油、玉米油、大豆油中的一种或任意两种或三种。

优选地，如上所述的一种β-胡萝卜素微胶囊的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：

 （1）将10-70%的壁材加入到60～80℃、50-90%的水中，搅拌使之溶解。将0.1-5%分散剂、0.1-5%水相抗氧化剂，加入到溶解好的壁材中，边加入边搅拌，使之混合均匀，50～70℃保温静置备用，制得水相；

（2）将1-20%β胡萝卜素、1-5%微孔辛烯基琥珀酸玉米淀粉、0.1-1%油相抗氧化剂，加入到59-92%植物油中，在氮气环境下，120-180℃油浴3-10min，制得油相；

（3）将溶解好的水相和油相同时放料，分别控制流量，按水相：油相=25-5:1（质量比）用管线剪切机在线混合，转数10000～16000转/分5-10min、19000～28000转/分5-8min，然后再30～50Mpa下均质，制得微乳液；

（4）将微乳液进行喷雾干燥，喷雾塔进风口温度控制在150～190℃，出风口温度控制在60～90℃，雾化器转速1000～1400r/min；制得β-胡萝卜素微胶囊。

本发明的有益技术效果为：

1、以羟丙基醚化-辛烯基琥珀酸酯化淀粉（复合改性淀粉）为壁材。复合改性淀粉是指将淀粉采用两种或两种以上的改性方法而获得的淀粉衍生物。此类淀粉产物，具有多种单一改性淀粉的共同优点。目前普遍应用的微胶囊壁材为单一改性淀粉：比如辛烯基琥珀酸淀粉酯，其拥有独特的乳化性能，而其他单一改性淀粉如羟丙基淀粉，其糊液稳定性和成膜性较好。

羟丙基醚化-辛烯基琥珀酸酯化淀粉是将辛烯基琥珀酸淀粉酯进一步羟丙基醚化，接入羟丙基基团，将二者优良性能结合在一起的复合改性淀粉，其乳化稳定性更强，流动性、溶解性更好，且具有更好的包埋效果，使用其作为壁材效果优于单一的辛烯基琥珀酸酯化淀粉。

2、本发明技术方案中采用微孔辛烯基琥珀酸玉米淀粉作为芯材及吸附剂，可以起到掩蔽的功能，防止β-胡萝卜素被氧化，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、本发明所述β-胡萝卜素微胶囊制备工艺中无须加入任何有机溶剂，所得产品保持了生物活性，对光热性质稳定、在冷水中也具有很好的溶解性，更利于加工、运输和储存，大大提高了产品的安全性、流动性、口感和水溶性，是优良的保健食品和食品色素原料。使用该工艺制备β-胡萝卜素微胶囊产率高，适于大量制备β-胡萝卜素微胶囊，实现连续化规模化生产。

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200kg的羟丙基醚化-辛烯基琥珀酸酯化淀粉加入到60～80℃的500kg水中，搅拌使之溶解。将5kg海藻糖、5kg EDTA-Na，加入到溶解好的复合改性淀粉（羟丙基醚化-辛烯基琥珀酸酯化淀粉）中，边加入边搅拌，使之混合均匀，50～70℃保温静置备用，制得水相。

（2）将4.5kgβ-胡萝卜素（含量为96%）、0.1kg微孔辛烯基琥珀酸玉米淀粉、0.1kg天然维生素E、0.1kg没食子酸丙酯（PG）加入到50kg葵花籽油中，在氮气环境下，120～180℃油浴3～10min，制得油相。

（3）将溶解好的水相和油相同时放料，分别控制流量，按水相：油相=13:1（质量比）用管线剪切机在线混合，转数10000～16000转/分5～10min、19000～28000转/分5～8min，然后再30～50Mpa下均质，制得微乳液。

（4）将微乳液进行喷雾干燥，喷雾塔进风口温度控制在150～190℃，出风口温度控制在60～90℃，雾化器转速1000～1400r/min；制得1%β-胡萝卜素微胶囊粉剂。

实施例2

（1）将200kg的羟丙基醚化-辛烯基琥珀酸酯化淀粉加入到60～80℃的800kg水中，搅拌使之溶解。将5kg海藻糖、5kg抗坏血酸钠，加入到溶解好的复合改性淀粉（羟丙基醚化-辛烯基琥珀酸酯化淀粉）中，边加入边搅拌，使之混合均匀，50～70℃保温静置备用，制得水相。

（2）将3.7kgβ-胡萝卜素（含量96%）、0.1kg微孔辛烯基琥珀酸玉米淀粉、0.1kg天然维生素E、0.1kg叔丁基对苯二酚（TBHQ）加入到50kg玉米油中，在氮气环境下，120～180℃油浴3-10min，制得油相。

（3）将溶解好的水相和油相同时放料，分别控制流量，按水相：油相=20:1（质量比）用管线剪切机在线混合，转数10000～16000转/分5～10min、19000～28000转/分5～8min，然后再30～50Mpa下均质，制得微乳液。

（4）将微乳液进行喷雾干燥，喷雾塔进风口温度控制在150～190℃，出风口温度控制在60～90℃，雾化器转速1000～1400r/min；制得1%β-胡萝卜素微胶囊。

实施例3

（1）将100kg的羟丙基醚化-辛烯基琥珀酸酯化淀粉加入到60～80℃的400kg水中，搅拌使之溶解。将5kg海藻糖、5kg茶多酚，加入到溶解好的复合改性淀粉（羟丙基醚化-辛烯基琥珀酸酯化淀粉）中，边加入边搅拌，使之混合均匀，50～70℃保温静置备用，制得水相。

（2）将2.1kgβ-胡萝卜素（含量96%）、0.1kg微孔辛烯基琥珀酸玉米淀粉、0.1kg天然维生素E、0.1kg二丁羟基甲苯（BHT）加入到50kg葵花籽油中，在氮气环境下，120～180℃油浴3～10min，制得油相。

（3）将溶解好的水相和油相同时放料，分别控制流量，按水相：油相=10:1（质量比）用管线剪切机在线混合，转数10000～16000转/分5～10min、19000～28000转/分5～8min，然后再30～50Mpa下均质，制得微乳液。

（4）将微乳液进行喷雾干燥，喷雾塔进风口温度控制在150～190℃，出风口温度控制在60～90℃，雾化器转速1000～1400r/min；制得1%β-胡萝卜素微胶囊。

Claims (2)

1.一种β-胡萝卜素微胶囊，其特征在于：所述的β-胡萝卜素微胶囊由芯材、壁材、分散剂、水相抗氧化剂、油相抗氧化剂及植物油组成，所述的壁材为羟丙基醚化-辛烯基琥珀酸酯化淀粉；

所述的芯材为β-胡萝卜素和微孔辛烯基琥珀酸玉米淀粉；

所述的分散剂为海藻糖；

所述的水相抗氧化剂为茶多酚、抗坏血酸钠、EDTA-Na中的一种或任意两种或三种；

所述的油相抗氧化剂为天然维生素E、丁基羟基茴香醚（BHA）、二丁羟基甲苯（BHT）、没食子酸丙酯（PG）、叔丁基对苯二酚（TBHQ）中的一种或任意两种或三种；

所述的植物油为葵花籽油、玉米油、大豆油中的一种或任意两种或三种。

2.根据权利要求1所述的一种β-胡萝卜素微胶囊及其制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：

 （1）将10-70%的壁材加入到60～80℃、50-90%的水中，搅拌使之溶解，将0.1-5%分散剂、0.1-5%水相抗氧化剂，加入到溶解好的壁材中，边加入边搅拌，使之混合均匀，50～70℃保温静置备用，制得水相；

（2）将1-20%β胡萝卜素、1-5%微孔辛烯基琥珀酸玉米淀粉、0.1～1%油相抗氧化剂，加入到59～92%植物油中，在氮气环境下，120～180℃油浴3～10min，制得油相；

（3）将溶解好的水相和油相同时放料，分别控制流量，按水相：油相=25-5:1（质量比）用管线剪切机在线混合，转数10000～16000转/分5～10min、19000～28000转/分5～8min，然后再30～50Mpa下均质，制得微乳液；

（4）将微乳液进行喷雾干燥，喷雾塔进风口温度控制在150～190℃，出风口温度控制在60～90℃，雾化器转速1000～1400r/min；制得β-胡萝卜素微胶囊。