CN105295439A - 一种微胶囊化栀子黄色素的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微胶囊化栀子黄色素的制备方法，包括下述步骤：（1）水相制备：将乳化剂、麦芽糊精、色价为200的栀子黄色素混合，用水溶解混合物使其完全溶解作为水相；（2）油相制备：将大豆油或玉米胚芽油在50-60℃下搅拌均匀，完全溶解后作为油相；（3）乳化：将油相缓慢加入到水相中，用高速剪切机剪切，使得乳化剂包埋油相和色素分子，待色素包埋于壁材中稳定存在，将物料在均质机中高压均质3-4次；（4）喷雾干燥：得到乳化液喷雾干燥，即制得微胶囊化栀子黄色素，所得色素色价为18-20，色素包埋率为92%-96%；本发明制得的色素应用在米面或油炸食品中可缓慢释放色素，更耐高温，着色效果更好，扩大了栀子黄色素的应用范围。

Description

一种微胶囊化栀子黄色素的制备方法

技术领域

本发明涉及栀子黄色素制备技术领域，具体是一种微胶囊化栀子黄色素的制备方法。

背景技术

栀子黄色素是从栀子果中提取出的一种天然色素，由于其色泽鲜艳，安全性高、染色效果好而被广泛应用于食品领域，是饮料、糖果、米面制品等领域常用的食品添加剂。

栀子黄色素是一种水溶性色素，虽然可以很方便的应用到食品加工或饮料加工中，但是由于栀子黄色素对光、热、pH值、金属离子等比较敏感，容易褪色或变色，因此，采用水提取、树脂吸附或膜分离等方法提取和纯化后的栀子黄色素应用到饮料、米面、油炸制品中一般仅能溶于水，在溶液中快速释放，不能够长久稳定地着色，并且严重影响食品的观感。

一般的天然油溶性色素，由于难溶于水，在应用时极不方便使用，均是将其通过微胶囊化处理，使其变为水溶性色素，从而更方便的应用到食品或饮料中。水溶性色素由于使用方便，很少用微胶囊化技术来处理，但是鉴于栀子黄色素的不稳定性，也可以考虑将其通过微胶囊化处理，使其变为性质稳定的天然水溶性色素，扩大其使用范围。目前关于栀子黄色素的研究多集中在栀子黄色素的提取和纯化工艺上，很少涉及将栀子黄色素微胶囊化处理的方法，目前有文章用响应面法研究β-环状糊精包埋栀子黄色素的效果，在50℃下搅拌1小时得到色素包合率仅为68.4％，色素包埋效果不理想，包合率不高，难以实现工业大规模生产。因此，为了满足客户对栀子黄色素的使用需求，研究一种将栀子黄色素进行微胶囊化处理的方法，使栀子黄色素应用在米面制品、油炸食品中时，能够更耐高温、释放更加缓慢、着色效果更好。

发明内容

本发明的目的就是针对现有的栀子黄色素作为水溶性色素，应用在饮料或米面、油炸制品中，一般仅能溶于水中，在水溶液中快速释放，不能长久稳定着色的问题，提供一种微胶囊化栀子黄色素的制备方法。本发明色素应用到饮料中颜色鲜艳，性质稳定，可长久保证饮料不褪色，应用到米面或油炸制品中，在水煮面条或高温烹饪过程中可缓慢释放色素，不致使得色素立马全部从食品中溶解出来，影响食品外观和口感。

本发明的一种微胶囊化栀子黄色素的制备方法，包括下述步骤：

(1)水相制备：取重量份30-35份的辛烯基琥珀酸淀粉钠或阿拉伯胶，重量份45-50份的麦芽糊精，重量份10份的栀子黄色素混合均匀，用上述混合物同等重量的水溶解混合物，使其在50-60℃完全溶解作为水相；所述栀子黄色素的色价为200；

(2)油相制备：取重量份10份的大豆油或玉米胚芽油在50-60℃搅拌均匀，完全溶解后作为油相；

(3)乳化：将水相溶液在高速剪切机8000-8500rpm的剪切速度下剪切15min，将油相加入到水相中，边缓慢地加入边剪切，使得乳化剂包埋油相和色素分子，油相完全加入后继续剪切10min，使得物料表面不漂浮油层，色素包埋于壁材中稳定存在，立即将物料在均质机中60-65kpa高压下均质3-4次，使得棕红色溶液乳化为橙黄色；

(4)喷雾干燥：将步骤(3)得到乳化液立即喷雾干燥，控制进风温度为180℃，出风温度为95-100℃，蠕动泵流速为30-35rpm，即制得微胶囊化栀子黄色素，所得色素色价为18-20，色素包埋率为92％-96％。

本发明方法中乳化剂的选择、油相的选择、乳化工艺条件的选择、喷雾干燥工艺条件的选择均是在大量实验的基础上获得的，具体实验过程如下：

一、水相和油相的制备实验

1.乳化剂种类的选择

分别将重量份为30份的五种不同的乳化剂、50份的麦芽糊精、10份的色价为200的栀子黄色素粉末加入水中，50℃溶解完全，缓慢加入重量份为10份的大豆油，6000rpm高速剪切10min，50KPa高压均质4次后喷雾干燥得到粉末。测定五个批次产品中栀子黄色素的色价，结果如下表1所示。

表1乳化剂种类对栀子黄色素色价的影响

结论：不同的乳化剂亲水亲油基团种类不同，亲水性和亲油性不一样。由表1可以看出，色素经过乳化后，理论上色价可以达到20，但五种乳化剂均不能完全包埋色素，差别较大。使用辛烯基琥珀酸淀粉钠作为乳化剂，色素亲和力好，结合牢固，栀子黄色素色价最高，达到19.2，阿拉伯胶次之。因此选用辛烯基琥珀酸淀粉钠或阿拉伯胶作为乳化剂效果较好。

2.最佳油相实验

将重量份为50份的麦芽糊精、10份的色价为200的栀子黄色素粉末和30份的辛烯基琥珀酸淀粉钠加入到水中，50℃溶解完全，缓慢加入重量份10份的四种不同的油相中，6000rpm高速剪切10min，50kpa高压均质4次后喷雾干燥得到色素粉末。检测4个批次产品中栀子黄色素的色价。结果如下表2所示。

表2不同油相对栀子黄色素色价的影响

油相种类	大豆油	葵花籽油	菜籽油	玉米胚芽油
					色价	19.5	14.3	16.8	19.4

结论：不同种类的食用油影响了色素乳化包埋效果，使用大豆油和玉米胚芽油可以较好地和乳化剂结合，包埋后色素色价高，分别为19.5和19.4，接近理论值20，而使用葵花籽油和菜籽油获得的色价低。因此可以选择大豆油或葵花籽油作为油相。考虑到葵花籽油成本较高，选用大豆油最为经济。

3.乳化条件最佳配比实验

加入10g色价为200的栀子黄粉末、不重量份的辛烯基琥珀酸淀粉钠、麦芽糊精和大豆油，用蒸馏水补足至总重为200g。混合液经过不同转速的剪切和50kpa高压均质4次后得到乳化液。取出乳化液100ml,加入高精面粉150g,在面条机中做成湿面条，晾干。3天后面条完全成型变硬，放入300g水，煮沸5分钟，溶液过滤后检测溶出的栀子黄色价，推算出色素在面条中的保留率。实验中对乳化剂含量、麦芽糊精含量、水相高速剪切转速和大豆油含量等A、B、C、D四个因素进行综合考量。各选取了3个水平进行了正交实验，检测乳化液应用于面条后栀子黄色素的保留率,从而得出各因素和水平对于色素的影响，结果如下表3、表4所示。

表3因素水平表

根据表3列出的因素进行正交实验，以栀子黄色素应用于面条后的损失率为指标，得出原料最佳配比和剪切最佳转速等工艺参数。

表4正交实验表L9(34)

结论：从表3及表4可以得出，以表3中所列的四个因素对色素应用于面条后保留率的影响顺序为RD＞RA＞RB＝RC,即大豆油含量＞乳化剂含量＞麦芽糊精含量＝剪切转速。最优方案为：A2B2C3D2,即：乳化剂含量为30g(即重量份为30份)，麦芽糊精含量为50g(重量份为50份)，大豆油含量为10g(重量份为10份)，高速剪切最佳转速为8000rpm时，得到栀子黄色素应用于面条后色素保留率最多。在最佳配比条件下，面条里面色素损失率仍然会高于10％，经分析发现原因在于实验用面条不够稳固，煮制过程中时间过长。

二、高压均质最佳条件优化

将在最优条件下乳化后得到的溶液迅速高压均质4次，发现不同压力对于喷雾干燥后色素粉末的色价有影响。见下表5所示。

表5不同均质压力对色素色价的影响

压力(kpa)	40	50	60	70
					色价	18	18.3	18.8	17.4

结论：得到高速剪切后的乳浊液在高压条件下，其中的色素分子可以被乳化剂很好的包埋。由表可知，高压均质机压力在40-60kpa时，随着压力增大，乳化剂包埋色素的能力增强。而压力高达70kpa时，产生脱乳现象，压力过大使得色素包埋效果不好。因此高压均质的压力为60kpa较合适。

三、喷雾干燥条件选择

将水相油相经过乳化后，混合液进行喷雾干燥时，进风温度180℃不变，不同出风温度和不同蠕动泵的转速可以影响产品的得率。而依据喷雾干燥塔不同出风温度，会设定对应的蠕动泵转速。出风温度和蠕动泵转速之间对应关系如下表6所示，出风温度和产品得率关系如下表7所示。

表6喷雾干燥塔不同出风温度和蠕动泵对应转速关系

出风温度(℃)	95	100	105	110	115
						蠕动泵转速(rpm)	35	30	25	20	15

分析：喷雾干燥塔进风温度一定，出风温度越高，雾化器转速越小，相应蠕动泵转速应该越小。

表7喷雾干燥塔不同出风温度和产品得率关系

出风温度(℃)	95	100	105	110	115
						产品得率(％)	80	84	78	70	63

结论：由表6、表7可知，出风温度太低，蠕动泵转速也大，可能导致色素喷雾不完全，容易粘结。出风温度太高，喷雾效率降低。当出风温度为100℃，相应蠕动泵转速为30rpm时，产品得率最高，达到84％。因此，选择出风温度100℃，蠕动泵转速30rpm时，喷雾效果最好。

本发明关键技术在于通过微胶囊化技术，通过高速剪切和高压均质技术乳化包埋栀子黄色素，使得栀子黄色素分子在饮料或米面、油炸制品中稳定存在，缓慢释放，提高色素品质和着色能力，提高其利用价值。

具体实施方式

实施例1

一种微胶囊化栀子黄色素的制备方法，包括下述步骤：

(1)水相制备：取重量份30份的辛烯基琥珀酸淀粉钠，50份的麦芽糊精，10份的色价为200的栀子黄色素混合，用上述混合物同等重量的水溶解混合物，使其在50℃完全溶解作为水相；

(2)油相制备：取重量份10份的大豆油在50℃搅拌均匀，完全溶解后作为油相；

(3)乳化：将水相溶液在高速剪切机8000rpm的剪切速度下剪切15min，将油相加入到水相中，边缓慢地加入边剪切，使得乳化剂包埋油相和色素分子，油相完全加入后继续剪切10min，使得物料表面不漂浮油层，色素包埋于壁材中稳定存在，立即将物料在均质机中60kpa高压下均质4次，使得棕红色溶液乳化为橙黄色；

(4)喷雾干燥：将步骤(3)得到乳化液立即喷雾干燥，控制进风温度为180℃，出风温度为100℃，蠕动泵流速为30rpm，即制得微胶囊化栀子黄色素，所得色素色价为19.4，喷雾干燥后色素包埋率92.8％。

经实验验证，本实施例制得的微胶囊化栀子黄色素应用于面条中，干燥后的面条在沸水中高温煮沸5-6min后，色素保留率相对于其他工艺参数下得到面条的色素保留率最高，可达到87％。说明使用本工艺条件下制备的栀子黄色素应用于面条中效果最佳。

实施例2

一种微胶囊化栀子黄色素的制备方法，包括下述步骤：

(1)水相制备：取重量份35份的阿拉伯胶，45份的麦芽糊精，10份的色价为200的栀子黄色素混合，用上述混合物同等重量的水溶解混合物，使其在60℃完全溶解作为水相；

(2)油相制备：取重量份10份的大豆油在60℃搅拌均匀，完全溶解后作为油相；

(3)乳化：将水相溶液在高速剪切机8500rpm的剪切速度下剪切15min，将油相加入到水相中，边缓慢地加入边剪切，使得乳化剂包埋油相和色素分子，油相完全加入后继续剪切10min，使得物料表面不漂浮油层，色素包埋于壁材中稳定存在，立即将物料在均质机中65kpa高压下均质3次，使得棕红色溶液乳化为橙黄色；

(4)喷雾干燥：将步骤(3)得到乳化液立即喷雾干燥，控制进风温度为180℃，出风温度为95℃，蠕动泵流速为35rpm，即制得微胶囊化栀子黄色素，所得色素色价为19.2，色素包埋率95.4％。

Claims (1)

1.一种微胶囊化栀子黄色素的制备方法，其特征在于包括下述步骤：

（1）水相制备：取重量份30-35份的辛烯基琥珀酸淀粉钠或阿拉伯胶，重量份45-50份的麦芽糊精，重量份10份的栀子黄色素混合均匀，用上述混合物同等重量的水溶解混合物，使其在50-60℃完全溶解作为水相；所述栀子黄色素的色价为200；

（2）油相制备：取重量份10份的大豆油或玉米胚芽油在50-60℃搅拌均匀，完全溶解后作为油相；

（3）乳化：将水相溶液在高速剪切机8000-8500rpm的剪切速度下剪切15min，将油相加入到水相中，边缓慢地加入边剪切，使得乳化剂包埋油相和色素分子，油相完全加入后继续剪切10min，使得物料表面不漂浮油层，色素包埋于壁材中稳定存在，立即将物料在均质机中60-65kpa高压下均质3-4次，使得棕红色溶液乳化为橙黄色；

（4）喷雾干燥：将步骤（3）得到乳化液立即喷雾干燥，控制进风温度为180℃，出风温度为95-100℃，蠕动泵流速为30-35rpm，即制得微胶囊化栀子黄色素，所得色素色价为18-20，色素包埋率为92%-96%。