CN106035739A - 一种层层自组装固化亚麻籽油及其复配油脂的方法 - Google Patents

一种层层自组装固化亚麻籽油及其复配油脂的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种层层自组装固化亚麻籽油及其复配油脂的方法。该方法包括如下步骤：(1)将油脂分散于海藻酸钠水溶液中，经剪切或均质得到油脂海藻酸钠微胶囊；(2)将油脂海藻酸钠微胶囊加入至乳酸钙水溶液中，经搅拌得到固化的油脂海藻酸钠凝胶珠；(3)将固化的油脂海藻酸钠凝胶珠依次加入壳聚糖水溶液、海藻酸钠水溶液和乳酸钙水溶液中，并经依次搅拌，得到一层自组装固化的油脂海藻酸钠凝胶珠；(4)将一层自组装固化的油脂海藻酸钠凝胶珠重复步骤(3)，即实现对油脂的层层自组装固化。本发明凝胶珠的载油率高，按照芯材占壁材的质量比计算，本发明微胶囊的载油率高达1700～7000％。本发明方法在常温下即可进行，相比喷雾干燥的方式，温度更低，因此节省成本。

Description

一种层层自组装固化亚麻籽油及其复配油脂的方法
技术领域
本发明涉及一种层层自组装固化亚麻籽油及其复配油脂的方法，属于油脂加工领域。
背景技术
亚麻籽油中不饱和脂肪酸含量高达90％以上，其中以α-亚麻酸含量最高(有的品种超过54％)，α-亚麻酸为n-3系人体必需脂肪酸，在体内可转化为EPA和DHA，具有促进胎儿和婴儿大脑生长发育，增强记忆力，提高免疫力，改善和维持视力，预防脑血栓和心肌梗塞等生理功能。研究表明，饱和脂肪酸的摄入与心血管疾病的发生呈正相关，如果n-3系必需脂肪酸摄入量不足，则动物学习能力和视觉敏锐度均会下降。目前中国膳食中缺少n-3系脂肪酸，但是饱和脂肪酸及n-6系不饱和脂肪酸摄入较多。
亚麻籽油作为优良的n-3系不饱和脂肪酸原料，因其中的不饱和脂肪酸含量过高，导致亚麻籽油容易氧化，从而产生不良的风味甚至有害物质，影响亚麻籽油的货架期。通过微胶囊包埋技术可以很好地延缓及避免亚麻籽油在加工、运输、消费过程中的氧化。亚麻籽油的微胶囊化不但利于使用、运输、保存，还能促成许多方便食品的开发，如营养强化奶粉等；防止某些不稳定的食品原辅料氧化变质；降低或掩盖不良味道等。
目前常用的包埋方法有喷雾干燥、乳液扩散、界面聚合、复凝聚等，其中喷雾干燥因其工艺简单，因而应用较多。喷雾干燥多是采用玉米淀粉、变性淀粉、乳清粉、植物蛋白、明胶、阿拉伯胶等作为壁材或乳化材料包埋亚麻籽油，乳状液在热气流的作用下，水分蒸发，壁材包埋芯材，形成微胶囊产品。但是喷雾干燥存在高温、多辅料复配、粘壁、包埋率低的等问题。喷雾干燥喷嘴温度在150～190℃，高温对产品品质产生影响。同时很多喷雾设备收集瓶温度也在60℃以上，使得亚麻籽油微胶囊制备过程中依然长期高温接触。其他的一些包埋方法为了壁材和芯材的充分乳化，制备过程往往使用大量的合成乳化剂tween、span等，目前乳化剂的安全性问题也引起了一些学者的关注。因此需要提供一种新的油脂的包埋方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种层层自组装固化亚麻籽油及其复配油脂的方法，本发明首先制备油脂的微胶囊，然后利用乳酸钙进行固化，最后对固化的油脂凝胶珠进行层层自组装，即实现了对油脂的层层包埋；本发明方法制备的凝胶珠的载油率高，可以达到1700～7000％；本发明方法制备的凝胶珠的包埋率高，可以达到92～99％。
本发明提供的层层自组装固化油脂的方法，包括如下步骤：
(1)将油脂分散于海藻酸钠水溶液中，经高速剪切或均质得到油脂海藻酸钠微胶囊；
(2)将所述油脂海藻酸钠微胶囊加入至乳酸钙水溶液中，经搅拌，得到固化的油脂海藻酸钠凝胶珠；
(3)将所述固化的油脂海藻酸钠凝胶珠依次加入至壳聚糖水溶液、所述海藻酸钠水溶液和所述乳酸钙水溶液中，并经依次搅拌，得到一层自组装固化的油脂海藻酸钠凝胶珠；
(4)将所述一层自组装固化的油脂海藻酸钠凝胶珠重复步骤(3)，即实现对油脂的层层自组装固化。
上述的方法中，所述油脂可为亚麻籽油、牡丹籽油、葡萄籽油、山茶油、花生油、胚芽油、核桃油、胡麻油、芝麻油、橄榄油、深海鱼油、大蒜精油和姜油树脂中至少一种，如单独对亚麻籽油进行包埋处理，或对亚麻籽油、牡丹籽油和葡萄籽油三者的复配物进行包埋处理，三者的质量份数比可为40～50份：10～20份：10～20份，具体如45份：15份：15份。
上述的方法中，所述海藻酸钠水溶液的质量浓度可为1.1～1.4％，具体可为1.1％或1.4％；
所述壳聚糖水溶液的质量浓度可为1～3％，具体可为1％、2％或3％；
所述乳酸钙水溶液的质量浓度可为1～3％，具体可为1％、2％或3％。
上述的方法中，步骤(1)中，所述油脂与所述海藻酸钠水溶液的体积比可为1：0.5～20，具体可为1：2.5；
所述剪切的时间可为1～4min，如2min。
所述海藻酸钠微胶囊的粒径大小可以通过高速剪切机或均质机进行调控。
上述的方法中，步骤(2)中，采用注射器将所述油脂海藻酸钠微胶囊加入至所述乳酸钙水溶液中；
所述固化的油脂海藻酸钠凝胶珠的粒径大小可调整所述注射器针头的大小进行制备；
所述搅拌的时间可为5～10min，具体可为5min。
上述的方法中，步骤(3)中，所述搅拌的时间可为5～10min，具体可为5min；
该步骤利用所述壳聚糖与所述海藻酸钠的静电吸附作用实现对微胶囊的层层组装，并在组装上每一层壁后采用所述乳酸钙进行固化。
上述的方法中，步骤(4)中，重复步骤(3)至少1～2次。
可将本发明制备的层层自组装固化的油脂海藻酸钠凝胶珠进行干燥或包装：低温鼓风干燥8～10小时；或者辐照灭菌后，将进行液态包装。
本发明方法制备得到的凝胶珠，其载油率高达1700～7000％，如2900～3100％，所述载油率指的是所述层层自组装固定油脂凝胶珠的芯材与壁材的质量百分比，所述芯材指的是所述油脂，所述壁材指的是包埋所述油脂的层层自组装层。
本发明方法制备得到的凝胶珠，其包埋率高达92～99％，所述包埋率指的是所述凝胶珠包埋的油脂与加入的总油脂的质量百分比。
本发明具有如下有益效果：
1、本发明方法采用的包埋材料包括海藻酸钠、壳聚糖和乳酸钙，而不含现有技术中常用的Tween、Span等乳化剂，它们均是安全性比较的添加剂，并且利用度高。
2、本发明制备的凝胶珠的载油率高，按照芯材占壁材的质量比计算，本发明微胶囊的载油率高达1700～7000％。
3、本发明制备的凝胶珠的包埋率高，按照包埋的油脂占加入的总油脂质量比计算，本发明微胶囊的包埋率高达92～99％。
4、本发明方法在常温下即可进行，相比喷雾干燥的方式，温度更低，因此节省成本。
5、本发明方法不但可以包埋亚麻籽油，还可以包埋其他油脂或者复配包埋。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的海藻酸钠-亚麻籽油微胶囊的电镜照片，其中，图1(a)-图1(f)分别为本实施例中1)-6)所制备的亚麻籽油-海藻酸钠微胶囊的电镜照片。
图2为本发明实施例2制备的亚麻籽油海藻酸钠凝胶珠的电镜照片，其中，图2(a)和图2(b)分别为干燥后和干燥前的电镜照片。
具体实施方式
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1、海藻酸钠浓度的考察
分别按照下述6种条件制备亚麻籽油-海藻酸钠微胶囊：
1)取20mL0.5wt％的海藻酸钠水溶液，加入8mL亚麻籽油，15000r/min剪切2min后，得到亚麻籽油海藻酸钠微胶囊。
2)取20mL0.8wt％的海藻酸钠水溶液，加入8mL亚麻籽油，15000r/min剪切2min后，得到亚麻籽油海藻酸钠微胶囊。
3)取20mL1.1wt％的海藻酸钠水溶液，加入8mL亚麻籽油，15000r/min剪切2min后，得到亚麻籽油海藻酸钠微胶囊。
4)取20mL1.4wt％的海藻酸钠水溶液，加入8mL亚麻籽油，15000r/min剪切2min后，得到亚麻籽油海藻酸钠微胶囊。
5)取20mL1.6wt％的海藻酸钠水溶液，加入8mL亚麻籽油，15000r/min剪切2min后，得到亚麻籽油海藻酸钠微胶囊。
6)取20mL2.0wt％的海藻酸钠水溶液，加入8mL亚麻籽油，15000r/min剪切2min后，得到亚麻籽油海藻酸钠微胶囊。
本实施例制备的亚麻籽油-海藻酸钠微胶囊的粒径大小以及电位如表1中所示。
表1亚麻籽油-海藻酸钠微胶囊的粒径和电位
表1中，ALG表示海藻酸钠，Flaxseed Oil表示亚麻籽油。
由表1中的粒径的数值(Z-Ave d.nm)变化可以看出，随着海藻酸钠的浓度提高，亚麻籽油-海藻酸钠微胶囊的粒径越来越大。但是因为2wt％的海藻酸钠水溶液的粘度太高，无法将亚麻籽油包埋，分层严重。而因为0.5wt％的海藻酸钠浓度过低，油的含量过高，包埋的微胶囊从水相分离，尽管可以将油包埋，但是低浓度的海藻酸钠无法与乳酸钙形成凝胶珠。因此可以看出，低浓度与高浓度的海藻酸钠均不适宜。
表1中的PDI表示多分散指数，反映了系统的稳定性，PDI的值应低于1，且越小越好。从表1中PDI的数值可以看出，高浓度的海藻酸钠的标准差及PDI值均较高，说明高浓度的海藻酸钠反而使得体系不稳定。
表1中的ZP表示电位，由于海藻酸钠呈现负电性，因此电位的绝对值越大，体系越稳定。
本实施例制备的亚麻籽油-海藻酸钠微胶囊的电镜照片如图1所示，其中，图1(a)-图1(f)分别为本实施例中1)-6)所制备的亚麻籽油-海藻酸钠微胶囊的电镜照片。
图1中，发亮的白球为未包埋的油滴，可见亚麻籽油几乎被海藻酸钠包埋。从图1中可以看出，亚麻籽油-海藻酸钠微胶囊的粒径大小以及变化趋势与表1中一致。亚麻籽油-海藻酸钠微胶囊呈现不规则的长条或球形，其外形与高速匀浆机的高速剪切有关。
综合上述结论，确定海藻酸钠的浓度最优为1.1～1.4％。
实施例2、对亚麻籽油的层层自组装固化
对实施例1中3)制备的亚麻籽油-海藻酸钠微胶囊进行层层自组装固化。
(1)微胶囊的固化
用注射器吸取亚麻籽油-海藻酸钠微胶囊加入到2wt％的乳酸钙水溶液中，磁力搅拌5min，得到固化的亚麻籽油海藻酸钠凝胶珠。
(3)层层自组装
a)将步骤(1)制备的固化的亚麻籽油小球置于2wt％的壳聚糖水溶液中，磁力搅拌5min。取出后置于1.1wt％的海藻酸钠溶液中，磁力搅拌5min。最后将小球置于2wt％的乳酸钙水溶液中，磁力搅拌5min，得到一层自组装固化的亚麻籽油海藻酸钠凝胶珠。
b)将一层自组装固化的亚麻籽油海藻酸钠凝胶珠重复步骤a)2次，即实现对亚麻籽油的层层自组装固化，得到亚麻籽油海藻酸钠凝胶珠。
本实施例制备的亚麻籽油海藻酸钠凝胶珠的电镜照片如图2所示，其中，图2(a)和图2(b)分别为干燥后和干燥前的电镜照片，由该图可以看出，干燥前后，其表面均无浮油或油脂渗出。干燥后的凝胶珠粒径大小为0.8～1.5mm，未干燥的凝胶珠大小为1.5～2.5mm。
本实施例制备的亚麻籽油海藻酸钠凝胶珠的载油率为3010％，包埋率为92％。
实施例3、对亚麻籽油的层层自组装固化
对实施例1中3)制备的亚麻籽油-海藻酸钠微胶囊进行层层自组装固化。
(1)微胶囊的固化
用注射器吸取亚麻籽油-海藻酸钠微胶囊加入到1wt％的乳酸钙水溶液中，磁力搅拌5min，得到固化的亚麻籽油海藻酸钠凝胶珠。
(3)层层自组装
a)将步骤(1)制备的固化的亚麻籽油小球置于1wt％的壳聚糖水溶液中，磁力搅拌5min。取出后置于1.1wt％的海藻酸钠溶液中，磁力搅拌5min。最后将小球置于1wt％的乳酸钙水溶液中，磁力搅拌5min，得到一层自组装固化的亚麻籽油海藻酸钠凝胶珠。
b)将一层自组装固化的亚麻籽油海藻酸钠凝胶珠重复步骤a)1次，即实现对亚麻籽油的层层自组装固化，得到亚麻籽油海藻酸钠凝胶珠。
本实施例制备的亚麻籽油海藻酸钠凝胶珠的载油率为3100％，包埋率为97％。
实施例4、对亚麻籽油的层层自组装固化
对实施例1中3)制备的亚麻籽油-海藻酸钠微胶囊进行层层自组装。
(1)微胶囊的固化
用注射器吸取亚麻籽油-海藻酸钠微胶囊加入到3wt％的乳酸钙水溶液中，磁力搅拌5min，得到固化的亚麻籽油海藻酸钠凝胶珠。
(3)层层自组装
a)将步骤(1)制备的固化的亚麻籽油小球置于3wt％的壳聚糖水溶液中，磁力搅拌5min。取出后置于1.1wt％的海藻酸钠溶液中，磁力搅拌5min。最后将小球置于3wt％的乳酸钙水溶液中，磁力搅拌5min，得到一层自组装固化的亚麻籽油海藻酸钠凝胶珠。
b)将一层自组装固化的亚麻籽油海藻酸钠凝胶珠重复步骤a)2次，即实现对亚麻籽油的层层自组装固化，得到亚麻籽油海藻酸钠凝胶珠。
本实施例制备的亚麻籽油海藻酸钠凝胶珠的载油率为3000％，包埋率为95％。
实施例5、对亚麻籽油的层层自组装固化
对实施例1中4)制备的亚麻籽油-海藻酸钠微胶囊进行层层自组装。
(1)微胶囊的固化
用注射器吸取亚麻籽油-海藻酸钠微胶囊加入到2wt％的乳酸钙水溶液中，磁力搅拌5min，得到固化的亚麻籽油海藻酸钠凝胶珠。
(3)层层自组装
将步骤(1)制备的固化的亚麻籽油小球置于2wt％的壳聚糖水溶液中，磁力搅拌5min。取出后置于1.4wt％的海藻酸钠溶液中，磁力搅拌10min。最后将小球置于2wt％的乳酸钙水溶液中，磁力搅拌5min，得到一层自组装固化的亚麻籽油海藻酸钠凝胶珠。
b)将一层自组装固化的亚麻籽油海藻酸钠凝胶珠重复步骤a)1次，即实现对亚麻籽油的层层自组装固化，得到亚麻籽油海藻酸钠凝胶珠。
本实施例制备的亚麻籽油海藻酸钠凝胶珠的载油率为2910％。
实施例6、对亚麻籽油的层层自组装固化
对实施例1中4)制备的亚麻籽油-海藻酸钠微胶囊进行层层自组装。
(1)微胶囊的固化
用注射器吸取亚麻籽油-海藻酸钠微胶囊加入到1wt％的乳酸钙水溶液中，磁力搅拌5min，得到固化的亚麻籽油海藻酸钠凝胶珠。
(3)层层自组装
将步骤(1)制备的固化的亚麻籽油小球置于1wt％的壳聚糖水溶液中，磁力搅拌5min。取出后置于1.4wt％的海藻酸钠溶液中，磁力搅拌10min。最后将小球置于1wt％的乳酸钙水溶液中，磁力搅拌5min，得到一层自组装固化的亚麻籽油海藻酸钠凝胶珠。
b)将一层自组装固化的亚麻籽油海藻酸钠凝胶珠重复步骤a)2次，即实现对亚麻籽油的层层自组装固化，得到亚麻籽油海藻酸钠凝胶珠。
本实施例制备的亚麻籽油海藻酸钠凝胶珠的载油率为2890％，包埋率为94％。
实施例7、对亚麻籽油的层层自组装固化
对实施例1中4)制备的亚麻籽油-海藻酸钠微胶囊进行层层自组装。
(1)微胶囊的固化
用注射器吸取亚麻籽油-海藻酸钠微胶囊加入到3wt％的乳酸钙水溶液中，磁力搅拌5min，得到固化的亚麻籽油海藻酸钠凝胶珠。
(3)层层自组装
将步骤(1)制备的固化的亚麻籽油小球置于3wt％的壳聚糖水溶液中，磁力搅拌5min。取出后置于1.4wt％的海藻酸钠溶液中，磁力搅拌10min。最后将小球置于3wt％的乳酸钙水溶液中，磁力搅拌5min，得到一层自组装固化的亚麻籽油海藻酸钠凝胶珠。
b)将一层自组装固化的亚麻籽油海藻酸钠凝胶珠重复步骤a)2次，即实现对亚麻籽油的层层自组装固化，得到亚麻籽油海藻酸钠凝胶珠。
本实施例制备的亚麻籽油海藻酸钠凝胶珠的载油率为2900％，包埋率为95％。
实施例8、对亚麻籽油复配油脂的层层自组装固化
(1)微胶囊的制备
取20mL1.1wt％的海藻酸钠水溶液，加入8mL亚麻籽油复配油脂中，15000r/min剪切2min后，得到亚麻籽油复配油脂海藻酸钠微胶囊。
亚麻籽油复配油脂的组成为：亚麻籽油、牡丹籽油和葡萄籽油，三者的质量份数比为45份：15份：15份。
(2)微胶囊的固化
用注射器吸取亚麻籽油复配油脂海藻酸钠微胶囊加入到3wt％的乳酸钙水溶液中，磁力搅拌5min，得到固化的亚麻籽油复配油脂海藻酸钠凝胶珠。
(3)层层自组装
a)将步骤(1)制备的固化的亚麻籽油复配油脂小球置于3wt％的壳聚糖水溶液中，磁力搅拌5min。取出后置于1.1wt％的海藻酸钠溶液中，磁力搅拌5min。最后将小球置于3wt％的乳酸钙水溶液中，磁力搅拌5min，得到一层自组装固化的亚麻籽油复配油脂海藻酸钠凝胶珠。
b)将一层自组装固化的亚麻籽油复配油脂海藻酸钠凝胶珠重复步骤a)2次，即实现对亚麻籽油的层层自组装固化，得到亚麻籽油复配油脂海藻酸钠凝胶珠。
本实施例制备的亚麻籽油复配油脂海藻酸钠凝胶珠的载油率为3100％，包埋率为99％。

Claims (10)

1.一种层层自组装固化亚麻籽油及其复配油脂的方法，包括如下步骤：
(1)将油脂分散于海藻酸钠水溶液中，经剪切或均质得到油脂海藻酸钠微胶囊；
(2)将所述油脂海藻酸钠微胶囊加入至乳酸钙水溶液中，经搅拌，得到固化的油脂海藻酸钠凝胶珠；
(3)将所述固化的油脂海藻酸钠凝胶珠依次加入至壳聚糖水溶液、所述海藻酸钠水溶液和所述乳酸钙水溶液中，并经依次搅拌，得到一层自组装固化的油脂海藻酸钠凝胶珠；
(4)将所述一层自组装固化的油脂海藻酸钠凝胶珠重复步骤(3)，即实现对油脂的层层自组装固化。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述油脂为亚麻籽油、牡丹籽油、葡萄籽油、山茶油、花生油、胚芽油、核桃油、胡麻油、芝麻油、橄榄油、深海鱼油、大蒜精油和姜油树脂中至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述海藻酸钠水溶液的质量浓度为1.1～1.4％；
所述壳聚糖水溶液的质量浓度为1～3％；
所述乳酸钙水溶液的质量浓度为1～3％。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于：步骤(1)中，所述油脂与所述海藻酸钠水溶液的体积比为1：0.5～20；
所述剪切的时间为1～4min。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于：步骤(2)中，采用注射器将所述油脂海藻酸钠微胶囊加入至所述乳酸钙水溶液中；
所述搅拌的时间为5～10min。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于：步骤(3)中，所述搅拌的时间为5～10min。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于：步骤(4)中，重复步骤(3)至少1～2次。
8.权利要求1-7中任一项所述方法制备的凝胶珠。
9.根据权利要求8所述的凝胶珠，其特征在于：所述凝胶珠的载油率为1700～7000％，所述载油率指的是所述凝胶珠的芯材与壁材的质量百分比。
10.根据权利要求8所述的凝胶珠，其特征在于：所述凝胶珠的包埋率为92～99％，所述包埋率指的是被所述凝胶珠包埋的油脂与加入的总油脂的质量百分比。
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