CN105211883A - 一种食品级辅酶q10微胶囊及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于生物活性物质或功能因子微胶囊制品以及功能性食品生产工艺技术领域，具体涉及一种食品级辅酶Q10微胶囊及其制备方法和应用。所述的食品级辅酶Q10微胶囊的制备方法包含如下步骤：(1)将蛋白质或改性多糖分散于水中，充分水化，得到壁材溶液；(2)将辅酶Q10溶于油相，形成芯材溶液；(3)将芯材与壁材混合；(4)将混合液均质，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CoQ10包裹于不同蛋白质或多糖的复合壁材中，得到食品级辅酶Q10微胶囊。本发明不仅工艺简单、成本低，而且制得的制品可以有效地保护CoQ10的生物活性，具有应用面广、安全无毒的优点，可广泛应用于功能保健食品的开发。
Description
技术领域
本发明属于生物活性物质或功能因子微胶囊制品以及功能性食品生产工艺技术领域，具体涉及一种食品级辅酶Q10微胶囊及其制备方法和应用。
背景技术
辅酶Q10(CoQ10)，又名泛醌，是一种脂溶性醌类化合物，因其结构类似于维生素，因此又叫维生素Q或维生素辅酶Q10，是人体中唯一的辅酶类物质。临床实验研究表明，CoQ10具有抗氧化和清除自由基，抗肿瘤和提高人体免疫力，缓解疲劳和提高运动能力，抗衰老以及保护心血管等多种保健功效。正常情况下，人体内可自身合成辅酶Q10，但这种合成能力会随着年龄增长不断下降，因此将CoQ10作为一种功能活性因子添加应用于食品中具有很好的实际应用价值。CoQ10是一种水不溶性大分子物质，且对光和热都敏感，难以直接应用；而且其在人体内生物活性低，小肠内吸收缓慢而又不完全，这些因素都限制了CoQ10在营养补充剂等方面的应用。因此如何提高CoQ10在食品加工应用中的稳定性以及在人体中的生物利用率是一个很关键的问题。
目前针对于提高CoQ10稳定性和生物利用率的研究主要集中于采用不同制剂形式将CoQ10包裹或添加到不同物质中，如制成含CoQ10的乳液、脂质体、环糊精包合物等。但上述这些研究最后所呈现的产品形式不便于加工、运输和储藏，也难以保证其长期有效的稳定性，所以对于实际的食品工业生产中有一定的局限性。
研究表明，利用动植物蛋白质或改性多糖的乳化性、多糖的持水性以及它们之间的相互作用，可以对一些不稳定的活性物质进行包埋保护，再通过喷雾干燥等单元操作制备成固体微胶囊形式，既可以有效地提高生物活性物质的稳定性，又利于规模化生产以及工业化加工和储藏，例如大豆分离蛋白/阿拉伯胶/辣椒素微胶囊、酪蛋白/麦芽糊精/β-胡萝卜素微胶囊、变性淀粉/番茄红素微胶囊、豌豆分离蛋白/羧甲基纤维素(CMC)/共轭亚油酸(CLA)微胶囊等。
发明内容
为了克服现有技术中辅酶Q10在食品领域中水溶性差、光热稳定性差和生物利用率低等缺点和不足，本发明的首要目的在于提供一种食品级辅酶Q10微胶囊的制备方法。
本发明的另一目的在于提供上述制备方法制备得到的食品级辅酶Q10微胶囊，该食品级辅酶Q10微胶囊稳定性高、易储存。
本发明的再一目的在于提供上述食品级辅酶Q10微胶囊的应用。
一种食品级辅酶Q10微胶囊的制备方法，包含如下步骤：
(1)按照固液比(千克:千克:升)为(0.5～1.0):(0.5～1.0):10的比例将麦芽糊精和天然生物大分子分散于水中至完全溶解，然后在0～15℃的条件下水化6～12h，作为壁材溶液；
(2)将辅酶Q10(CoQ10)按照固液比(千克:千克)为(0.5～1.5):10的比例分散于橄榄油中并充分溶解，作为芯材(CoQ10-橄榄油)；
(3)在温度为30～40℃、搅拌的条件下，按芯材与壁材溶液质量比为(1～10):100的比例将步骤(2)制得的芯材逐滴加入步骤(1)制得的壁材溶液中，之后继续搅拌使芯材与壁材溶液充分混合，得到混合液；
(4)将步骤(3)制得的混合液进行均质处理，然后进行高压微射流处理，形成具有细小颗粒的微乳，将所得微乳再进行喷雾干燥，即可得到食品级辅酶Q10微胶囊；
步骤(1)中所述的天然生物大分子为蛋白质和改性多糖中的至少一种；
步骤(1)中所述的天然生物大分子优选为豌豆分离蛋白、脱脂乳粉、变性淀粉和大豆分离蛋白中的至少一种；
步骤(1)中所述的固液比优选为(0.75～1.0):(0.75～1.0):10；
步骤(1)中所述的分散方式优选为搅拌；所述的搅拌的时间为1～5h；优选为优选为2～3h；
步骤(1)中所述的水化的温度优选为0～4℃；
步骤(2)中所述的固液比优选为(1～1.5)：10；
步骤(2)中所述的充分溶解优选在温度30～40℃、搅拌的条件下进行充分溶解；所述的的温度优选为40℃；
步骤(3)中所述的芯材与壁材溶液的质量比优选为(5～7.5):100；
步骤(3)中所述的继续搅拌的时间优选为5～15min；
步骤(4)中所述的均质处理的条件为在5000rpm～10000rpm条件下均质2～3min；
步骤(4)中所述的均质处理的条件优选为在7000rpm条件下均质2min；
步骤(4)中所述的高压微射流处理的条件为30～40MPa的压力下高压微射流循环处理1～3次；
步骤(4)中所述的高压微射流处理的条件优选为40MPa的压力下高压微射流循环处理2次；
步骤(4)中所述的喷雾干燥的条件为进风温度150～180℃，出风温度60～80℃；
一种食品级辅酶Q10微胶囊，通过上述制备方法制备得到；
所述的食品级辅酶Q10微胶囊在制备保健产品中的应用；
所述的食品级辅酶Q10微胶囊在食品加工领域中的应用；
本发明的原理：本发明将溶有较高含量CoQ10的油相(橄榄油)高效分散于豌豆分离蛋白、脱脂乳粉、变性淀粉、大豆分离蛋白等天然生物大分子与麦芽糊精复合的溶液中，利用蛋白质或改性多糖的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CoQ10的微胶囊制品，不仅可以作为功能因子应用于保健食品或药品的研发，还可以作为基料应用于例如酸奶、蛋白饮料等食品加工中。
与现有技术相比，本发明具有以下的优点和有益效果：
(1)本发明采用不同蛋白质或多糖复合包埋CoQ10喷雾干燥制备微胶囊，所采用的豌豆分离蛋白、脱脂乳粉、变性淀粉、大豆分离蛋白及麦芽糊精等都是食品体系中广泛应用的蛋白质和多糖，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CoQ10微胶囊可认为是安全可食用的。
(2)本发明利用蛋白质或改性多糖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CoQ10-橄榄油制备CoQ10微胶囊，可以极大的提高CoQ10的稳定性和生物可利用性。
(3)本发明涉及的生产工艺简单、安全，是一种绿色的生产技术。
(4)本发明生产的CoQ10微胶囊可作用功能因子用于功能食品或药品的生产中。
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)在搅拌条件下，按照固液比(千克:千克:升)为0.5:0.75:10的比例将麦芽糊精与豌豆分离蛋白分散于水中，搅拌5h至完全溶解后，放置于0℃冰箱中充分水化12h，然后离心去除不溶物，作为壁材溶液；
(2)将CoQ10按照固液比(千克:千克)为1.0:10的比例分散于橄榄油中，在温度为30℃、磁力搅拌的条件下充分溶解，作为芯材；
(3)在温度为30℃、磁力搅拌的条件下，按芯材与壁材溶液质量比为5:100的比例将步骤(2)制得的芯材逐滴加入步骤(1)制得的壁材溶液中，之后继续搅拌15min使芯材与壁材溶液充分混合，得到混合液；
(4)将步骤(3)制得的混合液用高速分散机在6000rpm下均质2min，得到粗乳液，然后将粗乳液在40MPa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150～180℃，出风温度60～80℃)，即可得到食品级辅酶Q10微胶囊(豌豆分离蛋白/麦芽糊精/CoQ10微胶囊)。
本实施案例制得的食品级辅酶Q10微胶囊为微黄色粉末，其对辅酶Q10的包埋率为83.33％，荷载量为每克固形物荷载CoQ1025毫克。粒径测定结果发现，干燥前乳液及复溶后乳液的颗粒平均粒径分别为0.884m和0.865m，豌豆分离蛋白/麦芽糊精/CoQ10微胶囊具有良好的复溶性。热稳定性和光照稳定性实验表明，相同条件下，CoQ10-橄榄油的热稳定性和光稳定性分别为57.2％和54.3％，而CoQ10在微胶囊的热稳定性和光稳定性则分别为80.2％和78.1％，分别提高了40.0％和43.6％。模拟体外消化实验表明，游离CoQ10生物转化率为5.1％，而豌豆分离蛋白/麦芽糊精/CoQ10微胶囊中CoQ10生物转化率为36.0％，提高了6倍。以上数据表明，本发明可有效地提高CoQ10的光和热稳定性以及生物利用率。
实施例2
(1)在搅拌条件下，按照固液比(千克:千克:升)为1:0.5:10的比例将麦芽糊精与脱脂乳粉分散于水中，搅拌3h至完全溶解后，放置于2℃冰箱中充分水化10h，然后离心去除不溶物，作为壁材溶液；
(2)将CoQ10按照固液比(千克:千克)为1.5:10的比例分散于橄榄油中，在温度为40℃、磁力搅拌的条件下充分溶解，作为芯材；
(3)在温度为40℃、机械搅拌的条件下，按芯材与壁材溶液质量比为10:100的比例将步骤(2)制得的芯材逐滴加入步骤(1)制得的壁材溶液中，之后继续搅拌5min使芯材与壁材溶液充分混合，得到混合液；
(4)将步骤(3)制得的混合液用高速分散机在10000rpm下均质3min，得到粗乳液，将粗乳液在35MPa的压力下高压微射流循环处理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150～180℃，出风温度60～80℃)，即可得到食品级辅酶Q10微胶囊(脱脂乳粉/麦芽糊精/CoQ10微胶囊)。
本实施案例制得的食品级辅酶Q10微胶囊为微黄色粉末，其对辅酶Q10的包埋率为77.39％，荷载量为每克固形物荷载CoQ1025毫克。粒径测定结果发现，干燥前乳液及复溶后乳液的颗粒平均粒径分别为0.413m和0.390m，脱脂乳粉/麦芽糊精/CoQ10微胶囊具有良好的复溶性。热稳定性和光照稳定性实验表明，相同条件下，CoQ10-橄榄油的热稳定性和光稳定性分别为57.2％和54.3％，而CoQ10在微胶囊的热稳定性和光稳定性则分别为76.7％和75.2％，分别提高了34.1％和38.5％。模拟体外消化实验表明，游离CoQ10生物转化率为5.1％，而脱脂乳粉/麦芽糊精/CoQ10微胶囊中CoQ10生物转化率为34.0％，提高了5.6倍。以上数据表明，本发明可有效地提高CoQ10的光和热稳定性以及生物利用率。
实施例3
(1)在搅拌条件下，按照固液比(千克:千克:升)为0.75:1:10的比例将麦芽糊精与变性淀粉分散于水中，搅拌3h至完全溶解后，放置于4℃冰箱中充分水化8h，然后离心去除不溶物，作为壁材溶液；
(2)将CoQ10按照固液比(千克:千克)为0.5:10的比例分散于橄榄油中，在温度为40℃、磁力搅拌的条件下充分溶解，作为芯材；
(3)在温度为40℃、磁力搅拌的条件下，按芯材与壁材溶液质量比为5:100的比例将步骤(2)制得的芯材逐滴加入步骤(1)制得的壁材溶液中，之后继续搅拌5min使芯材与壁材溶液充分混合，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2min，得到粗乳液，将粗乳液在40MPa的压力下高压微射流循环处理3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150～180℃，出风温度60～80℃)，即可得到食品级辅酶Q10微胶囊(变性淀粉/麦芽糊精/CoQ10微胶囊)。
本实施案例制得的食品级辅酶Q10微胶囊为微黄色粉末，其对辅酶Q10的包埋率为88.61％，荷载量为每克固形物荷载CoQ1025毫克。粒径测定结果发现，干燥前乳液及复溶后乳液的颗粒平均粒径分别为0.162m和0.223m，变性淀粉/麦芽糊精/CoQ10微胶囊具有良好的复溶性。热稳定性和光照稳定性实验表明，相同条件下，CoQ10-橄榄油的热稳定性和光稳定性分别为57.2％和54.3％，而CoQ10在微胶囊的热稳定性和光稳定性则分别为82.7％和77.6％，热稳定性和光稳定性分别提高了44.5％和42.9％。模拟体外消化实验表明，游离CoQ10生物转化率为5.1％，而变性淀粉/麦芽糊精/CoQ10微胶囊中CoQ10生物转化率为44.3％，提高了7.7倍。以上数据表明，本发明可有效地提高CoQ10的光和热稳定性以及生物利用率。
实施例4
(1)在搅拌条件下，按照固液比(千克:千克:升)为1.0:0.75:10的比例将麦芽糊精与大豆分离蛋白分散于去水中，搅拌2.5h至完全溶解后，放置于15℃冰箱中充分水化6h，然后离心去除不溶物，作为壁材溶液；
(2)将CoQ10按照固液比(千克:千克)为1.5:10的比例分散于橄榄油中，在温度为35℃、磁力搅拌的条件下充分溶解，作为芯材；
(3)在温度为35℃、磁力搅拌的条件下，按芯材与壁材溶液质量比为1:100的比例将步骤(2)制得的芯材逐滴加入步骤(1)制得的壁材溶液中，之后继续搅拌8min使芯材与壁材溶液充分混合，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3min，得到粗乳液，将粗乳液在30MPa的压力下高压微射流循环处理3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150～180℃，出风温度60～80℃)，即可得到食品级辅酶Q10微胶囊(大豆分离蛋白/麦芽糊精/CoQ10微胶囊)。
本实施案例制得的食品级辅酶Q10微胶囊为微黄色粉末，其对辅酶Q10的包埋率为86.55％，荷载量为每克固形物荷载CoQ1025毫克。粒径测定结果发现，干燥前乳液及复溶后乳液的颗粒平均粒径分别为0.208m和0.250m，大豆分离蛋白/麦芽糊精/CoQ10微胶囊具有良好的复溶性。热稳定性和光照稳定性实验表明，相同条件下，CoQ10-橄榄油的热稳定性和光稳定性分别为57.2％和54.3％，而CoQ10在微胶囊的热稳定性和光稳定性则分别为79.7％和79.6％，分别提高了39.3％和46.6％。模拟体外消化实验表明，游离CoQ10生物转化率为5.12％，而大豆分离蛋白/麦芽糊精/CoQ10微胶囊中CoQ10生物转化率为60.1％，提高了11倍。以上数据表明，本发明可有效地提高CoQ10的光和热稳定性以及生物利用率。
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案例的限制，其他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 (10)
1.一种食品级辅酶Q10微胶囊的制备方法，其特征在于包含如下步骤：
(1)按照固液比为(0.5～1.0):(0.5～1.0):10的比例将麦芽糊精和天然生物大分子分散于水中至完全溶解，然后在0～15℃的条件下水化6～12h，作为壁材溶液；
(2)将辅酶Q10按照固液比为(0.5～1.5):10的比例分散于橄榄油中并充分溶解，作为芯材；
(3)在温度为30～40℃、搅拌的条件下，按芯材与壁材溶液质量比为(1～10):100的比例将步骤(2)制得的芯材逐滴加入步骤(1)制得的壁材溶液中，之后继续搅拌使芯材与壁材溶液充分混合，得到混合液；
(4)将步骤(3)制得的混合液进行均质处理，然后进行高压微射流处理，再进行喷雾干燥，即可得到食品级辅酶Q10微胶囊。
2.根据权利要求1所述的食品级辅酶Q10微胶囊的制备方法，其特征在于：
步骤(1)中所述的天然生物大分子为蛋白质和改性多糖中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的食品级辅酶Q10微胶囊的制备方法，其特征在于：
步骤(1)中所述的天然生物大分子为豌豆分离蛋白、脱脂乳粉、变性淀粉和大豆分离蛋白中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的食品级辅酶Q10微胶囊的制备方法，其特征在于：
步骤(1)中所述的固液比为(0.75～1.0):(0.75～1.0):10。
5.根据权利要求1所述的食品级辅酶Q10微胶囊的制备方法，其特征在于：
步骤(2)中所述的固液比为(1～1.5)：10。
6.根据权利要求1所述的食品级辅酶Q10微胶囊的制备方法，其特征在于：
步骤(3)中所述的芯材与壁材溶液的质量比为(5～7.5):100。
7.根据权利要求1所述的食品级辅酶Q10微胶囊的制备方法，其特征在于：
步骤(4)中所述的均质处理的条件为在5000rpm～10000rpm条件下均质2～3min。
8.根据权利要求1所述的食品级辅酶Q10微胶囊的制备方法，其特征在于：
步骤(4)中所述的高压微射流处理的条件为在30～40MPa的压力下高压微射流循环处理1～3次。
9.一种食品级辅酶Q10微胶囊，其特征在于：通过权利要求1～8任一项所述的制备方法制备得到。
10.权利要求9所述的食品级辅酶Q10微胶囊在保健产品或食品加工领域中的应用。
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