CN105802725B - 一种新型功能性植物粉末油脂的制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型功能性粉末油脂制备方法和应用，属于油脂加工技术领域。以富含不饱和脂肪酸的油脂植物种子的油体作为载体包埋植物精油，油体包埋物经超滤纯化和浓缩后，通过喷雾干燥技术制得一系列新型功能性植物粉末油脂。本发明利用种子油体包埋植物功能性成分，包埋率高，稳定性强，获得的粉末油脂具有杀菌、抑螨、锁水、抗氧化、降胆固醇、增强记忆力等多重功效，可作为一种功能性乳化添加剂应用于食品、饲料、日化、包装等领域。

Description

一种新型功能性植物粉末油脂的制备方法和应用

技术领域

本发明涉及一种新型功能性植物粉末油脂的制备方法和应用，属于油脂加工技术领域。

背景技术

精油是植物体内可以随水蒸气蒸馏出来的具有特征香气的油状物质。它们由许多小分子化合物组成，如醛类、醇类、酚类、酯类、萜烯类、芳香烃类等，具有抗氧化、抑菌、消炎、抗癌等生物活性。但精油易挥发、易氧化、难溶于水等性质以及气味因素限制了其在食品、日化等领域的有效应用。

植物种子油脂是补充人体所必需的不饱和脂肪酸的重要来源，如棉籽、燕麦、芝麻、大豆、红花籽、葵花籽、亚麻籽、紫苏籽、杜仲籽、油茶籽等。不饱和脂肪酸对于肥胖、心脑血管、免疫等相关疾病的改善和婴幼儿视觉神经系统的正常发育有重要作用。此外，不饱和脂肪酸还具油提高肌肤锁水能力、防止细胞角质衰老等功能。可开发应用于医疗保健、食品、饲料、日化等产品。富含不饱和脂肪酸种子油极易氧化酸败，因此需要避光低温保藏或加入抗氧化剂来延长保质期。

针对上述精油和不饱和脂肪酸油脂在开发应用中存在的易氧化、性质不稳定等问题，目前主要是采用微胶囊技术进行解决。但是，微胶囊制备过程中不仅需要针对芯材的特性对壁材材料进行筛选，还需添加增溶剂、交联剂等，操作工艺比较繁琐，而且存在包埋率不高、化学试剂残留以及未包埋组分残留等不足。

植物种子中的油体是由半单位膜包裹疏水的液态中性脂（三脂酰甘油）而成的球体，直径约1~3 μm。其外层结构是由磷脂单分子层及其镶嵌的两亲性油体蛋白所组成，通过空间位阻和静电排斥作用赋予油体显著的物化稳定性，阻止油体之间的相互融合。将种子置于缓冲液中研磨离心即可获得油体，整个过程操作简单、价廉高效。已有研究证实，向日葵等富含不饱和脂肪酸的植物种子中所提取的油体，脂肪酸氧化腐败速度明显放缓。表明油体所特有的单层膜结构和表面亲水、内部疏水特性，既可作为一种乳化剂，又可保护内在的亲脂性物质，是一种良好的天然脂质载体。目前已有关于天然植物油体包埋柠檬烯、虾青素等活性物质的报道，包埋率高，稳定性好。然而以精油等亲脂活性复合物作为油体的包埋芯材，未见相关文献或专利的报道。因此，利用富含不饱和脂肪酸的植物油体载体系统包埋精油制备粉末油脂产品将进一步拓展其在食品、制药、饲料、日化、包装材料等领域广泛应用。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种利用富含不饱和脂肪酸的天然植物种子油体包埋植物精油的粉末油脂产品的制备方法。

本发明的目的之二在于提供一种新型功能性植物粉末油脂以乳化添加剂的形式应用于食品、饲料、日化产品、包装材料等领域。

本发明提供一种新型功能性植物粉末油脂的制备方法，包括以下步骤：

（1）从植物种子中提取和纯化油体；

（2）利用步骤（1）中所述油体包埋植物精油，获得的油体包埋物采用超滤技术进行纯化和浓缩；

（3）对于步骤（2）中超滤纯化和浓缩的油体包埋物进行喷雾干燥制备粉末油脂。

步骤（1）中所述植物种子油体来自一种或多种以下植物的种子或种仁：油菜籽、棉籽、红花籽、葵花籽、亚麻籽、紫苏籽、杜仲籽、油茶籽、葡萄籽、燕麦、芝麻、核桃、大豆、玉米。

优选的，步骤（1）所述植物种子来自富含多不饱和脂肪酸甘油三酯的植物种子：葵花籽、花生、亚麻籽、紫苏籽、大豆、玉米。

步骤（1）中所述油体的提取采用研磨水提法和离心法：种子在水提溶液中研磨获得的匀浆液经3层纱布挤压过滤，滤液离心收集上层乳状层，分散在洗涤溶液中洗涤、离心、回收1~3次，上层乳状层即为纯化油体。

优选地，研磨水提法提取油体时采用水提溶液为缓冲溶液（pH为6~9），离子浓度为10~200 mM，含有蔗糖0.4 ~0.6 mol/L，料液比为1:3~1:8（g/mL）。

优选地，离心法提取油体时采用的转速为9000 g~12000 g，时间为10~30 min。

优选地，洗涤溶液为缓冲溶液中加入去污剂、NaCl、尿素等一种或多种。

步骤（2）中植物精油为本领域中任何一种精油。

优选地，精油是肉桂精油、花椒精油、黑胡椒精油、山苍子精油、杏仁精油、丁香精油、大蒜精油、生姜精油、牛至精油、薰衣草精油、百里香精油、茶树精油、罗勒精油中的一种。

步骤（2）中油体包埋植物精油的条件为：精油占油体重量比率10%~50%、搅拌速度150 ~400 rpm、包埋时间2~6 h。

步骤（2）中所述超滤纯化和浓缩油体包埋物，首先将油体包埋物用缓冲溶液进行稀释，利用超滤膜分离未包埋的精油成分或油体破裂释放的脂肪酸甘油酯成分。油体包埋物含量为20%~80%，用均质机均质乳化，均质压力为15~20 MPa。

步骤（2）中所述超滤纯化和浓缩油体包埋物的条件为：超滤膜截留分子量为3000~10000 Da，进料压力为0.1~0.3 MPa，流速为1~3 mL/min。

步骤（2）中所述超滤法所采用的膜材料为有机膜、无机膜或是有机-无机复合膜；膜组件为中空纤维式、片式或管式。

优选地，超滤法所采用的膜材料为再生纤维素膜。

步骤（3）中所述喷雾干燥是通过干燥手段提高油体包埋物的贮藏稳定性、方便运输和使用。喷雾干燥的载体是酪蛋白酸钠、乳清蛋白、麦芽糊精、变性淀粉、阿拉伯胶中的一种。

步骤（3）中所述喷雾干燥进风温度为120~190℃，出风温度为80~110℃，进料流量为10~30 mL/min。

所述的载体与油体包埋物的重量比为（1~5）：1。

一种新型功能性植物粉末油脂在食品、饲料、日化产品、食品包装材料中的应用。

所述食品包括乳制品、肉制品、冷冻制品、饮料、烘焙制品、调味品、糖果、巧克力制品。

优选地，所述食品包括人造奶油、蛋黄酱、色拉酱、糖果、奶粉、香肠、冰淇淋、饼干、面包、蛋糕、果汁、果酱、酸奶、奶酪、调味汁、酱油、巧克力。

所述饲料包括宠物食品、鱼类饲料、畜类饲料、禽类饲料、饲料添加剂。

所述日化产品包括化妆品、个人卫生清洁用品。

优选地，所述日化产品包括洗面奶、面膜、爽身粉、香水、保湿霜、保湿水、精华素、美白霜、防晒霜、护手霜、唇膏、胭脂、睫毛膏、指甲油、牙膏、漱口水、沐浴露、洗发水、护发素。

所述食品包装材料包括保鲜抗菌薄膜、保鲜抗菌纸、抗菌纳米复合材料。

本发明有益效果：

1. 本发明利用富含不饱和脂肪酸的天然植物种子的油体作为载体，对植物精油复合物体系进行包埋，包埋率高，其中精油主要成分的包埋率达到98%以上。整个制备过程工艺简单、节能高效，且无需添加增溶剂和交联剂。

2. 本发明利用超滤技术对包埋后的新型油体进行纯化和富集，去除了未包埋的精油成分和油体破裂所释放的不饱和脂肪酸成分，避免了这些成分的气味以及氧化酸败对最终产品品质和稳定性的影响。

3.本发明将植物种子油中的不饱和脂肪酸和植物精油有效结合并微囊化于油体内，不仅提高了不饱和脂肪酸和精油的抗氧化能力，避免了不饱和脂肪酸脂氧化腐败气味的产生以及精油的易挥发性成分散失，还延长了精油挥发性成分缓慢释放时间。

4. 本发明通过喷雾干燥技术获得一种新型的粉末油脂，含水率低、稳定性好、易于保存、使用方便，可作为一种乳化型添加剂应用于食品、饲料、日化产品、包装材料等领域，极大地提升了产品的功能性和营养价值。

具体实施方式

具体实施例1

一种紫苏籽油体包埋青花椒精油的粉末油脂的制备

取100 g紫苏籽，在水提溶液中研磨获得的匀浆液经3层纱布挤压过滤，滤液离心收集上层乳状层，分散在洗涤溶液中洗涤、离心、回收3次，上层乳状层即为纯化紫苏油体。

取紫苏油体20 g，加入青花椒精油3.2 g，在25℃下用磁力搅拌器进行搅拌乳化包埋，搅拌速度200 rpm，包埋时间4 h。取0.2 g包埋物用200 μL正己烷萃取油体外未包埋的青花椒精油组分，离心取上层有机相，重复萃取一次，合并有机相，37℃氮吹干后用正己烷50 uL正己烷溶解。取0.2 g包埋物用200 μL异丙醇漩涡震荡混匀，再加入正己烷：异丙醇（3:2）复合物400 μL，漩涡震荡混匀破裂油体，离心取上层有机相，加入正己烷：异丙醇（7:2）复合物500 μL，离心取上层有机相，合并有机相，37℃氮吹干后用正己烷100 μL正己烷溶解。采用GC-MS检测分析未包埋组分和包埋物中青花椒精油主要成分爱草脑的含量，计算油体对青花椒精油的包埋率为98.2%。

青花椒精油油体包埋物用匀浆液5倍稀释后，高压均质机15 MPa下均质乳化。利用片式再生纤维素超滤膜（截留分子量5000 Da）对乳化液超滤浓缩，进口压力为0.2 MPa，出口压力为0.18 MPa，流速1.8 mL/min。显微镜下观察超青花椒精油油体包埋物，油体结构完整，无聚合现象，直径3.4±0.4 μm。用20%麦芽糊精与超滤浓缩纯化的青花椒精油油体包埋物（湿重10%）均质乳化，进行喷雾干燥，进口温度180℃，出口温度85℃，进料流量为20 mL/min。干燥后的油脂粉末含水率为3%，25℃保存10天仍维持很高的氧化稳定性。

具体实施例2

一种油茶籽油体包埋百里香精油的粉末油脂的制备

取200 g油茶籽仁，在水提溶液中研磨获得的匀浆液经3层纱布挤压过滤，滤液离心收集上层乳状层，分散在洗涤溶液中洗涤、离心、回收3次，上层乳状层即为纯化油茶籽油体。

取油茶籽油体40 g，加入百里香精油9.0 g，在25℃下用磁力搅拌器进行搅拌乳化包埋，搅拌速度250 rpm，包埋时间6 h。取0.2 g包埋物用200 μL正己烷萃取油体外未包埋的百里香精油组分，离心取上层有机相，重复萃取一次，合并有机相，37℃氮吹干后用正己烷50 μL正己烷溶解。取0.2 g包埋物用200 μL异丙醇漩涡震荡混匀，再加入正己烷：异丙醇（3:2）复合物400 μL，漩涡震荡混匀破裂油体，离心取上层有机相，加入正己烷：异丙醇（7:2）复合物500 μL，离心取上层有机相，合并有机相，37℃氮吹干后用正己烷100 μL正己烷溶解。采用GC-MS检测分析未包埋组分和包埋物中百里香精油主要成分百里香酚的含量，计算油体对百里香精油的包埋率为98.9%。

百里香精油油体包埋物用匀浆液5倍稀释后，高压均质机15 MPa下均质乳化。利用中空纤维超滤膜（截留分子量5000 Da）对乳化液超滤浓缩，进口压力为0.15 MPa，流速1.4mL/min。显微镜下观察超青花椒精油油体包埋物，油体结构完整，无聚合现象，直径4.5±0.3μm。用20%麦芽糊精与超滤浓缩纯化的百里香精油油体（湿重12%）包埋物均质乳化，进行喷雾干燥，进口温度185℃，出口温度80℃，进料流量为30 mL/min。干燥后的油脂粉末含水率为3%，25℃保存10天仍维持很高的氧化稳定性。

具体实施例3

一种具有抗菌抑螨作用的保湿乳液

在实施例1一种紫苏油体包埋青花椒精油的粉末油脂中，青花椒精油具有抗菌抑螨的作用，紫苏油中的α-亚麻酸具有抗氧化、保湿锁水之效。以该粉末油脂作为主要成分制成一种具有抗菌抑螨作用的保湿乳液，配方如下表所示：

A相剪切搅拌（300 rpm）混合5 min；B相加热至50℃搅拌混合5 min，缓慢加入A相搅拌10 min；最后加入C相；以300 rmp剪切搅拌至混合物变稠，加大搅拌器速度至350 rpm，5 min。冷却出料，检验合格并灌装。

Claims (13)

1.一种功能性植物粉末油脂的制备方法，其特征在于，采用以下步骤制备：

（1）从植物种子中提取和纯化油体；

（2）利用步骤（1）中所述油体包埋植物精油，获得的油体包埋物采用超滤技术进行纯化和浓缩；

（3）对于步骤（2）中超滤纯化和浓缩的油体包埋物进行喷雾干燥制备粉末油脂。

2.根据权利要求1所述一种功能性植物粉末油脂的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述植物种子油体来自一种或多种以下植物的种子或种仁：油菜籽、棉籽、红花籽、葵花籽、亚麻籽、紫苏籽、杜仲籽、油茶籽、葡萄籽、燕麦、芝麻、核桃、大豆、玉米。

3.根据权利要求1所述一种功能性植物粉末油脂的制备方法，其特征在于，所述植物精油为肉桂精油、花椒精油、黑胡椒精油、山苍子精油、杏仁精油、丁香精油、大蒜精油、生姜精油、牛至精油、薰衣草精油、百里香精油、茶树精油、罗勒精油中的一种。

4.根据权利要求1所述一种功能性植物粉末油脂的制备方法，其特征在于，步骤（2）中油体包埋植物精油的条件为：精油占油体重量比率10% ~ 50%、搅拌速度150 ~400 rpm、包埋时间2~6 h。

5.根据权利要求1所述一种功能性植物粉末油脂的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述超滤纯化和浓缩油体包埋物的条件为：超滤膜截留分子量为3000~10000 Da，进料压力为0.1~0.3 MPa，流速为1~3 mL/min。

6.根据权利要求1所述一种功能性植物粉末油脂的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述超滤法所采用的膜材料为有机膜、无机膜或是有机-无机复合膜；膜组件为中空纤维式、片式或管式。

7.根据权利要求1所述一种功能性植物粉末油脂的制备方法，其特征在于，该功能性植物粉末油脂应用于食品、饲料、日化产品、食品包装材料中。

8.根据权利要求7所述一种功能性植物粉末油脂的制备方法，其特征在于，所述食品包括乳制品、肉制品、冷冻制品、饮料、烘焙制品、调味品、糖果、巧克力制品。

9.根据权利要求8所述一种功能性植物粉末油脂的制备方法，其特征在于，所述食品为人造奶油、蛋黄酱、色拉酱、糖果、奶粉、香肠、冰淇淋、饼干、面包、蛋糕、果汁、果酱、酸奶、奶酪、调味汁、酱油、巧克力。

10.根据权利要求7所述一种功能性植物粉末油脂的制备方法，其特征在于，所述饲料包括宠物食品、鱼类饲料、畜类饲料、禽类饲料、饲料添加剂。

11.根据根据权利要求7所述一种功能性植物粉末油脂的制备方法，其特征在于，所述日化产品包括化妆品、个人卫生清洁用品。

12.根据权利要求11所述一种功能性植物粉末油脂的制备方法，其特征在于，所述日化产品为洗面奶、面膜、爽身粉、香水、保湿霜、保湿水、精华素、美白霜、防晒霜、护手霜、唇膏、胭脂、睫毛膏、指甲油、牙膏、漱口水、沐浴露、洗发水、护发素。

13.根据根据权利要求7所述一种功能性植物粉末油脂的制备方法，其特征在于，所述食品包装材料包括保鲜抗菌薄膜、保鲜抗菌纸、抗菌纳米复合材料。