CN105124604A - 一种高分散性植物甾醇酯微胶囊及其制备方法与应用 - Google Patents

一种高分散性植物甾醇酯微胶囊及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明属于食品加工技术领域，公开了一种高分散性植物甾醇酯微胶囊及其制备方法与应用。所述制备方法为：首先将乳糖和大豆分离蛋白分散于水中，充分水化，得到壁材溶液；其次将植物甾醇酯溶于油相，形成芯材溶液；接着，将芯材与壁材混合；最后，将混合液均质再微射流，形成具有细小颗粒的微乳，然后进行喷雾干燥，即可实现将油相及植物甾醇酯包裹于大豆分离蛋白和乳糖的复合壁材中，得到高分散性植物甾醇酯微胶囊。本发明的制备方法简单，可用于连续化生产；所得产物水溶性好，可作为配料应用于食品、保健品及药品的加工制备。

Description

一种高分散性植物甾醇酯微胶囊及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于食品加工技术领域，具体涉及一种高分散性植物甾醇酯微胶囊及其制备方法与应用。
背景技术
植物甾醇是固醇的类似物，被列为功能性油脂，常温下微白色粉末，无臭无味，熔点可达130～140℃，自然界中存在的植物甾醇有游离性和酯化性。研究表明植物甾醇在抑制肿瘤、防治心脏病、抗癌、防治前列腺疾病和调节免疫功能等方面都有重要作用，最引人瞩目的是降胆固醇功效。2000年9月，美国FDA已经批准添加植物甾醇的食品和植物甾醇酯的食品可以使用“有益健康”的标签，植物甾醇在食品中是可以安全使用的。植物甾醇酯主要存在于谷类食物中，常见的有β-谷甾醇阿魏酸酯，豆甾醇阿魏酸酯等。由于植物甾醇无法在体内合成，因此只能从膳食或药物中摄取。另由于植物甾醇酯仅具有较好的脂溶性，难以与水溶性物质混溶，暴露在空气中过氧化值易于升高，出现氧化酸败，这样大大限制其在功能性食品、乳制品、饮料等中的应用。因此如何提高植物甾醇的水溶解性是膳食补充植物甾醇的一个关键的技术。
目前用于提高植物甾醇水溶性的方法主要有乳液、纳米颗粒、固体分散脂质体包埋、环糊精包埋等，但是这些方法制备的植物甾醇仍然难以达到较高的水溶性，并且在外形口感等方面有所限制，且某些原料并非天然物质存在安全隐患等因素，因此在实际生产应用中存在一定的问题，研究一种简单、安全的提高其水溶性的方法亟需提出。
发明内容
为了解决以上现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种高分散性植物甾醇酯微胶囊的制备方法。
本发明的另一目的在于提供一种通过上述方法制备得到的高分散性植物甾醇酯微胶囊。
本发明的再一目的在于提供上述高分散性植物甾醇酯微胶囊在食品、保健品及药品添加剂中的应用。
本发明目的通过以下技术方案实现：
一种高分散性植物甾醇酯微胶囊的制备方法，包括以下制备步骤：
(1)按照固液比(千克:千克:升)为(0.2～1.0):(0.5～1.0):10的比例将乳糖和大豆分离蛋白分散在水中至完全溶解，然后在0～10℃的条件下水化6～12h，得到壁材溶液；
(2)将植物甾醇酯按照固液比(千克:千克)为(0～1.0):1.0比例分散于橄榄油中并充分溶解，作为芯材(植物甾醇酯-橄榄油)；
(3)在温度为50～60℃和搅拌条件下，按芯材与壁材质量比为(5～15):100的比例将步骤(2)制得的芯材逐滴加入到步骤(1)制得的壁材溶液中，搅拌混合均匀，得到混合液；
(4)将步骤(3)制得的混合液依次经均质和高压微射流处理，形成微乳，再将得到的微乳进行喷雾干燥，得到一种高分散性植物甾醇酯微胶囊。
步骤(1)中所述的固液比优选为(0.2～0.8):(0.5～1.0):10；所述的分散是指通过搅拌分散1～5h；所述水化的温度优选为0～4℃。
步骤(2)中所述的固液比优选为(0.5～1.0):1.0；所述的充分溶解是指在温度50～60℃和搅拌条件下进行充分溶解。
步骤(3)中所述的温度优选为60℃；所述芯材与壁材质量比优选为(10～15):100。
步骤(4)中所述的均质优选在5000rpm～10000rpm条件下均质2～3min；更优选在8000rpm条件下均质2min；所述的高压微射流处理优选在60～80MPa的压力下循环处理1～3次；更优选在80MPa的压力下循环处理2次。
所述喷雾干燥的条件为：进风温度150～180℃，出风温度75～85℃；风速2.70～2.85m/s。
一种高分散性植物甾醇酯微胶囊，通过以上方法制备得到。
上述高分散性植物甾醇酯微胶囊在食品、保健品及药品添加剂中的应用。
本发明的原理为：本发明的关键在于将溶有较高含量植物甾醇酯的油相(橄榄油)高效分散于大豆分离蛋白与乳糖复合的溶液中，利用蛋白质乳化性和成膜性以及多糖的持水性，将油滴包裹起来，进而形成微小的复合物粒子。
本发明的制备方法及所得到的产物具有如下优点及有益效果：
(1)本发明采用大豆分离蛋白质和乳糖复合包埋植物甾醇酯喷雾干燥制备微胶囊，所采用的大豆分离蛋白和乳糖是食品体系中广泛应用的蛋白质和多糖，天然安全且均具有营养价值高、功能性质好、安全无毒的优点，因此制备的植物甾醇酯微胶囊可认为是安全可食用的；
(2)本发明利用蛋白质的乳化性质和多糖的持水性以及它们之间相互作用所形成的良好的包埋性，包埋植物甾醇酯-橄榄油制备植物甾醇酯微胶囊，可以极大的提高植物甾醇酯的水溶性和荷载率；
(3)本发明全程不涉及任何非食品级化学添加剂，全部使用天然或合成的食品材料，具有安全可靠的优点；制备得到的高荷载植物甾醇酯微胶囊制品，不仅可以作为食品添加剂添加到乳制品、饮料中，还可以作为功能因子应用于保健食品或药品的研发，大大提高了植物甾醇的可利用性；
(4)本发明通过微胶囊包埋的植物甾醇酯可制备优异的水溶性粉末，改善其溶解性，并简少氧化，优化其在食品中的生产应用和储藏；而且得产品粒径较小，包埋率高，在水中复溶性较好；
(5)本发明涉及的生产工艺简单、安全、要求低，是一种绿色的生产技术，适用于大规模工业生产。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
(1)按照固液比(千克:千克:升)为0.7:0.5:10的比例将乳糖和大豆分离蛋白分散在水中，搅拌3h至完全溶解，然后置于冰箱中4℃水化8h，然后离心去除不溶物，作为壁材使用；
(2)将植物甾醇酯按照固液比(千克:千克)为0.5:1.0比例分散于橄榄油中，在磁力搅拌下溶解，溶解温度为50℃，作为芯材(植物甾醇酯-橄榄油)；
(3)在温度为50℃、搅拌的条件下，按芯材与壁材质量比为12:100的比例将步骤(2)制得的芯材逐滴加入到(1)制得的壁材溶液中，之后继续搅拌5min使芯材和壁材溶液充分混合，得到混合液；
(4)将步骤(3)制得的混合液用高速分散机在8000rpm下均质2min，得到粗乳液，然后将粗乳液在60MPa的压力下高压微射流处理1次，形成具有细小颗粒的微乳，将所得微乳再进行喷雾干燥(干燥参数为：进风温度165℃，出风温度70℃，风速2.75m/s)，即可得到高分散性植物甾醇酯微胶囊(大豆分离蛋白/乳糖/植物甾醇酯微胶囊)。
本实施例制得的高分散性植物甾醇酯微胶囊为浅黄色粉末，其对植物甾醇酯的包埋效率为97.006％，在75％高湿环境的储藏后测得的湿粉包埋效率为73.755％。用激光粒度仪对其粒度进行测定，结果发现原始乳液和复溶后的乳液颗粒的平均粒径分别为0.199μm和0.262μm，其复溶样颗粒粒径与鲜样中颗粒粒径差异较小，且单分散性也好，说明大豆分离蛋白/乳糖/植物甾醇酯的复溶性较好。在75％高湿环境下储藏前后水分含量分别为5.934％和4.038％，符合微胶囊水分含量的要求。由此可见与大豆分离蛋白和乳糖形成的微胶囊显著提高了植物甾醇酯的水溶性。
实施例2
(1)按照固液比(千克:千克:升)为0.7:0.5:10的比例将乳糖和大豆分离蛋白分散在水中，搅拌2h至完全溶解，然后置于冰箱中2℃水化7h，然后离心去除不溶物，作为壁材使用；
(2)将植物甾醇酯按照固液比(千克:千克)为1.0:1.0比例分散于橄榄油中，在磁力搅拌下溶解，溶解温度为55℃，作为芯材(植物甾醇酯-橄榄油)；
(3)在温度为55℃、搅拌的条件下，按芯材与壁材质量比为10:100的比例将步骤(2)制得的芯材逐滴加入到(1)制得的壁材溶液中，之后继续搅拌8min使芯材和壁材溶液充分混合，得到混合液；
(4)将步骤(3)制得的混合液用高速分散机在5000rpm下均质3min，得到粗乳液，然后将粗乳液在70MPa的压力下高压微射流处理2次，形成具有细小颗粒的微乳，将所得微乳再进行喷雾干燥(干燥参数为：进风温度160℃，出风温度80℃，风速2.70m/s)，即可得到高分散性植物甾醇酯微胶囊(大豆分离蛋白/乳糖/植物甾醇酯微胶囊)。
本实施例制得的高分散性植物甾醇酯微胶囊为浅黄色粉末，其对植物甾醇酯的包埋效率为94.477％，在75％高湿环境的储藏下测得的湿粉包埋效率为70.066％。用激光粒度仪对其粒度进行测定，结果发现原始乳液和复溶后的乳液颗粒的平均粒径分别为0.467μm和0.492μm，其复溶样颗粒粒径与鲜样中颗粒粒径差异较小，且单分散性也好，说明大豆分离蛋白/乳糖/植物甾醇酯的复溶性较好。在75％高湿环境下储藏前后水分含量分别为4.795％和4.668％，符合微胶囊水分含量的要求。由此可见与大豆分离蛋白和乳糖形成的微胶囊显著提高了植物甾醇酯的水溶性。
实施例3
(1)按照固液比(千克:千克:升)为0.25:0.5:10的比例将乳糖和大豆分离蛋白分散在水中，搅拌3h至完全溶解，然后置于冰箱中0℃水化10h，然后离心去除不溶物，作为壁材使用；
(2)将植物甾醇酯按照固液比(千克:千克)为0.5:1.0比例分散于橄榄油中，在磁力搅拌下溶解，溶解温度为60℃，作为芯材(植物甾醇酯-橄榄油)；
(3)在温度为60℃、搅拌的条件下，按芯材与壁材质量比为15:100的比例将步骤(2)制得的芯材逐滴加入到(1)制得的壁材溶液中，之后继续搅拌10min使芯材和壁材溶液充分混合，得到混合液；
(4)将步骤(3)制得的混合液用高速分散机在8000rpm下均质2min，得到粗乳液，然后将粗乳液在80MPa的压力下高压微射流处理2次，形成具有细小颗粒的微乳，将所得微乳再进行喷雾干燥(干燥参数为：进风温度170℃，出风温度80℃，风速2.80m/s)，即可得到高分散性植物甾醇酯微胶囊(大豆分离蛋白/乳糖/植物甾醇酯微胶囊)。
本实施例制得的高分散性植物甾醇酯微胶囊为浅黄色粉末，其对植物甾醇酯的包埋效率为97.866％，在75％高湿环境的储藏下测得的湿粉包埋效率为90.621％，与实施例1和实施例2相比包埋率有所增加。用激光粒度仪对其粒度进行测定，结果发现原始乳液和复溶后的乳液颗粒的平均粒径分别为0.204μm和0.227μm，其复溶样颗粒粒径与鲜样中颗粒粒径差异较小，且单分散性也好，说明大豆分离蛋白/乳糖/植物甾醇酯在喷雾过程中发生聚集等情况较少，复溶性较好。在75％高湿环境下储藏前后水分含量分别为4.493％和6.522％，符合微胶囊水分含量的要求。由此可见与大豆分离蛋白和乳糖形成的微胶囊显著提高了植物甾醇酯的水溶性。
实施例4
(1)按照固液比(千克:千克:升)为0.3:0.5:10的比例将乳糖和大豆分离蛋白分散在水中，搅拌2.5h至完全溶解，然后置于冰箱中2℃水化6h，然后离心去除不溶物，作为壁材使用；
(2)将植物甾醇酯按照固液比(千克:千克)为0.5:1.0比例分散于橄榄油中，在磁力搅拌下溶解，溶解温度为60℃，作为芯材(植物甾醇酯-橄榄油)；
(3)在温度为60℃、搅拌的条件下，按芯材与壁材质量比为14:100的比例将步骤(2)制得的芯材逐滴加入到(1)制得的壁材溶液中，之后继续搅拌10min使芯材和壁材溶液充分混合，得到混合液；
(4)将步骤(3)制得的混合液用高速分散机在7000rpm下均质3min，得到粗乳液，然后将粗乳液在70MPa的压力下高压微射流处理2次，形成具有细小颗粒的微乳，将所得微乳再进行喷雾干燥(干燥参数为：进风温度170℃，出风温度85℃，风速2.85m/s)，即可得到高分散性植物甾醇酯微胶囊(大豆分离蛋白/乳糖/植物甾醇酯微胶囊)。
本实施例制得的高分散性植物甾醇酯微胶囊为浅黄色粉末，其对植物甾醇酯的包埋效率为97.343％，在75％高湿环境的储藏下测得湿粉包埋效率为86.767％。用激光粒度仪对其力度进行测定，结果发现原始乳液和复溶后的乳液颗粒的平均粒径分别为0.201μm和0.247μm，其复溶样颗粒粒径与鲜样中颗粒粒径差异较小，且单分散性也好，说明大豆分离蛋白/乳糖/植物甾醇酯的复溶性较好。在75％高湿环境下储藏前后水分含量分别为4.857％和5.342％，符合微胶囊水分含量的要求。由此可见与大豆分离蛋白和乳糖形成的微胶囊显著提高了植物甾醇酯的水溶性。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高分散性植物甾醇酯微胶囊的制备方法，其特征在于包括以下制备步骤：
(1)按照固液比为(0.2～1.0):(0.5～1.0):10的比例将乳糖和大豆分离蛋白分散在水中至完全溶解，然后在0～10℃的条件下水化6～12h，得到壁材溶液；
(2)将植物甾醇酯按照固液比为(0～1.0):1.0比例分散于橄榄油中并充分溶解，作为芯材；
(3)在温度为50～60℃和搅拌条件下，按芯材与壁材质量比为(5～15):100的比例将步骤(2)制得的芯材逐滴加入到步骤(1)制得的壁材溶液中，搅拌混合均匀，得到混合液；
(4)将步骤(3)制得的混合液依次经均质和高压微射流处理，形成微乳，再将得到的微乳进行喷雾干燥，得到一种高分散性植物甾醇酯微胶囊。
2.根据权利要求1所述的一种高分散性植物甾醇酯微胶囊的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的固液比为(0.2～0.8):(0.5～1.0):10；所述的分散是指通过搅拌分散1～5h；所述水化的温度为0～4℃。
3.根据权利要求1所述的一种高分散性植物甾醇酯微胶囊的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述的固液比为(0.5～1.0):1.0；所述的充分溶解是指在温度50～60℃和搅拌条件下进行充分溶解。
4.根据权利要求1所述的一种高分散性植物甾醇酯微胶囊的制备方法，其特征在于：步骤(3)中所述的温度为60℃；所述芯材与壁材质量比为(10～15):100。
5.根据权利要求1所述的一种高分散性植物甾醇酯微胶囊的制备方法，其特征在于：步骤(4)中所述的均质是指在5000rpm～10000rpm条件下均质2～3min；所述的高压微射流处理是指在60～80MPa的压力下循环处理1～3次。
6.根据权利要求5所述的一种高分散性植物甾醇酯微胶囊的制备方法，其特征在于：所述的均质是指在8000rpm条件下均质2min；所述的高压微射流处理是指在80MPa的压力下循环处理2次。
7.根据权利要求1所述的一种高分散性植物甾醇酯微胶囊的制备方法，其特征在于：步骤(4)中所述喷雾干燥的条件为：进风温度150～180℃，出风温度75～85℃；风速2.70～2.85m/s。
8.一种高分散性植物甾醇酯微胶囊，其特征在于：通过权利要求1～7任一项所述的方法制备得到。
9.权利要求8所述的高分散性植物甾醇酯微胶囊在食品、保健品及药品添加剂中的应用。
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