CN106360723A - 一种番茄红素微囊粉的工业化生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种番茄红素微囊粉的工业化生产方法，包括如下操作步骤，步骤一，番茄红素提取分离：将番茄酱加入有机溶剂中，在恒温条件下搅拌提取分离；步骤二，真空浓缩：将提取分离液在真空条件下进行浓缩，并进行溶剂回收得到番茄红素脂溶性浓缩物；步骤三，混合乳液调配：番茄红素脂溶性浓缩物中分别加入植物油、乳化剂、水、包裹壁材、填充剂，再经高速剪切机剪切，形成番茄红素初乳液；步骤四，高压均质：将混合乳化后的番茄红素初乳液，经过高压均质机进行二次高压均质，制备成水溶性番茄红素纳米乳；步骤五，低温喷雾真空干燥：将水溶性番茄红素纳米乳经低温喷雾真空干燥机干燥后得到番茄红素微囊粉。
Description
技术领域
本发明涉及一种番茄红素生产方法，尤其涉及一种番茄红素微囊粉的工业化生产方法。
背景技术
番茄红素是类胡萝卜素的一种，分子式: C40H56，分子量: 536.88，是自然界中最强的抗氧化剂之一，具有极强的清除自由基能力，对防治前列腺癌、肺癌、乳腺癌、子宫癌等有显著效果，还有预防心脑血管疾病、提高免疫力、延缓衰老等功效，有植物黄金之称。
现在市场上供应的天然番茄红素原料中间体产品基本是以番茄红素油树脂产品（脂溶性产品）为主，天然番茄红素水溶性产品微乎其微。由于番茄红素油树脂在加工终端产品时应用面有限，终端产品较为单一，目前只是加工番茄红素软胶囊或作为复配型软胶囊产品。
微囊粉是利用微囊技术，经高品质壁材将固体、液体或气体物质包裹形成的一种粉末状物质。从现有技术可知，现有的番茄红素微囊粉基本都是以番茄红素油树脂或番茄红素结晶物为原料进行微囊包埋处理后生产番茄红素微囊粉，并没有连续生产番茄红素微囊粉方法。加工工艺操作复杂，番茄红素的稳定性不能得到有效的保证。
有鉴于上述现有的番茄红素微囊粉生产存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型番茄红素微囊粉的工业化生产方法，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的主要目的在于，克服现有的番茄红素微囊粉生产存在的缺陷，而提供一种番茄红素微囊粉的工业化生产方法，保证番茄红素稳定性的同时简化加工步骤，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的番茄红素微囊粉的工业化生产方法，包括如下操作步骤，
步骤一，番茄红素提取分离：将番茄酱加入有机溶剂中，在恒温条件下搅拌提取分离，番茄红素提取率≧87%；
步骤二，真空浓缩：将提取分离液在真空条件下进行浓缩，并进行溶剂回收得到番茄红素脂溶性浓缩物，溶剂回收率≧85%；
步骤三，混合乳液调配：番茄红素脂溶性浓缩物中分别加入植物油、乳化剂、水、包裹壁材、填充剂，再经高速剪切机剪切，形成番茄红素初乳液；
步骤四，高压均质：将混合乳化后的番茄红素初乳液，经过高压均质机进行二次高压均质，制备成水溶性番茄红素纳米乳；高压均质的目的在于，通过均质可以将颗粒粒径减小并均匀分散，形成纳米乳，一次均质很难形成颗粒均匀度一致，因此通过两次或多次均质达到纳米颗粒均匀度一致的目的，形成稳定的纳米乳；
步骤五，低温喷雾真空干燥：将水溶性番茄红素纳米乳经低温喷雾真空干燥机干燥后得到番茄红素微囊粉，微囊粉水分含量 2～5% ，微囊粉粒径 40-200目，番茄红素含量1～5%。
制备的番茄红素微囊粉采用铝箔袋包装 ，可分为不同重量规格如1公斤、5公斤、10公斤等，番茄红素含量检测采用参考标准（GB28316-2012食品安全国家标准 食品添加剂番茄红）进行。
更进一步，前述的番茄红素微囊粉的工业化生产方法，所述步骤一中，有机溶剂为乙酸乙酯或正己烷，番茄酱与有机溶剂的比例为1：2.5～5；提取温度为45～60℃ 、搅拌速度为60～300转/分。溶剂添加比为1：2.5-5 确保有效物质番茄红素提取率，太少不能保证提取率，太多增加生产成本，因此选用此溶剂添加比；提取温度控制在45-60℃，在此温度范围内有效物质番茄红素在溶剂中的溶解度随温度的增加而增加，但当温度超过一定范围时（大于60℃） 有效物质会分解，因此选用合适的提取温度确保有效物质番茄红素在最短的时间内溶出，达到快速提取分离的目的；搅拌速率控制在60～300转/分，是为了保证溶剂和原料充分搅拌混合均匀，达到溶剂能够快速渗透到原料里，以确保有效物质番茄红素提取率。
更进一步，前述的番茄红素微囊粉的工业化生产方法，所述步骤二中，真空度为-0.06MPa～-0.09MPa，浓缩温度为50～75℃。在真空条件下可以降低溶剂蒸发温度，确保有效物质不受损失，达到快速浓缩和溶剂回收的目的。
更进一步，前述的番茄红素微囊粉的工业化生产方法，所述步骤三中，剪切速率为500～8000转/分，剪切5-30分钟。物料剪切：物料是在液力剪切、液层摩擦、碰撞条件下进行分散破碎，转速太低不能形成均匀分散破碎效果，速率太高容易形成离心分层，因此需要控制在本申请的剪切速率下进行；剪切时间太长由于剪切速率快，物料之间进行摩擦，物料会快速升温，这样有可能使有效物质损失，因此剪切速率和时间需要综合考虑，以达到快速均匀分散破碎的效果。
更进一步，前述的番茄红素微囊粉的工业化生产方法，所述步骤四中，第一次高压均质压力为35-60MPa，第二次高压均质压力为15-20MPa。
更进一步，前述的番茄红素微囊粉的工业化生产方法，所述步骤五中，干燥温度为40-80℃，真空度为-0.08MPa～-0.095MPa。在真空条件下可以降低水分蒸发温度，确保有效物质不受损失，达到有效物质快速干燥的目的。
更进一步，前述的番茄红素微囊粉的工业化生产方法，所述步骤三中的混合乳液包括如下质量份的各组分，
番茄红素脂溶性浓缩物 1份
植物油 0.2-0.5份
乳化剂 0.02-0.08份
包裹壁材 0.5-5.0份
水 2.0-8.0份
填充物 余量。
番茄红素是脂溶性产品，由于番茄红素油树脂在加工终端产品时应用面有限，终端产品较为单一，目前只是加工番茄红素软胶囊或作为复配型软胶囊产品。因此只有通过乳化包埋技术形成水包油溶液（O/W）乳液，改变了番茄红素不溶于水的性质，并对番茄红素及不饱和脂肪酸进行包裹，使其番茄红素及不饱和脂肪酸不易氧化，提高番茄红素稳定性。水溶性番茄红素产品扩大应用范围，可以应用于饮料，强化食品、保健品压片、保健品基础原料等。
通过调配混合乳液组分，可将番茄红素脂溶性转变成水溶性番茄红素产品，增加番茄红素产品应用范围；通过添加组分的调整改变，能生产不同含量番茄红素水溶性产品原料，最大范围满足客户需求。由于番茄红素是水溶性产品原料，在应用时更为方便快捷，在设备容器使用上比脂溶性番茄红素产品，更容易清洗；番茄红素是水溶性产品原料，在保健品、饮料、强化食品应用方面更有利于人体吸收，提高生物利用度（水溶性番茄红素较脂溶性番茄红素在人体内更容易吸收）。
更进一步，前述的番茄红素微囊粉的工业化生产方法，所述乳化剂为改性大豆磷脂、蔗糖脂肪酸酯或者两者的混合物。大豆磷脂作为营养天然食品乳化剂，不仅具有较强的乳化性、还在促进体内脂肪代谢、肌肉生长、神经系统发育和体内抗氧化损伤等方面，发挥很重要的作用。是一种功能性保健食品；蔗糖脂肪酸酯是乳化剂，亦可作保鲜剂，提高成品活性。
更进一步，前述的番茄红素微囊粉的工业化生产方法，所述包裹壁材为改性淀粉(OSA 辛烯琥玻酸淀粉钠)或改性阿拉伯胶。辛烯基琥玻酸淀粉钠作为包裹壁材具有很好的成膜性和优良的乳化性，该产品为油脂包裹壁材，包裹率高；它与传统的微胶囊壁材阿拉伯胶、环状糊精等相比，包裹油脂能力更高，稳定性更佳，特别对高油脂产品的包裹；改性阿拉伯胶常用来制作粉末油脂，经常配以明胶一起使用，因为它很好的水溶性和乳化性，在包裹过程中可以使包裹物的微胶囊化效率增加。
更进一步，前述的番茄红素微囊粉的工业化生产方法，所述填充物为麦芽糖、葡萄糖或者低聚异麦芽糖其中的任意一种。通过适量添加麦芽糖、葡萄糖或者低聚异麦芽糖可以很好控制番茄红素微囊粉品型状态，产品番茄红素微囊粉不易结块、快速水溶。
植物油是通用使用的植物油，包括葵花油、大豆油、花生油、红花油、杏仁油或优选葵花油杏仁油等；水选用蒸馏水或者去离子水。由于番茄红素特性决定番茄红素脂溶性物质，在番茄红素中添加植物油能够让番茄红素溶解在油脂中，并能对番茄红素起到很好的保护作用，避免番茄红素有效成分损失，同时植物油中含有大量人体需要的不饱和脂肪酸因此对人体健康是有益的。
借由上述技术方案，本发明的番茄红素微囊粉的工业化生产方法至少具有下列优点：
本发明番茄红素微囊粉工业化生产方法是通过如下步骤实现的：提取分离----真空浓缩-----乳化调配 -----高压均质-----低温真空干燥 ----成品番茄红素微囊粉，不需要经过番茄红素油树脂的加工过程，而是经过乳化包裹处理、经过高压均质后直接进行低温真空干燥，得到水溶性番茄红素微囊粉，做到工业化连续生产，操作简单、一次性形成番茄红素微胶囊产品，从而大大降低生产成本；同时本发明的制备方法可以提高番茄红素稳定性和有效活性成分生物利用度；因水溶性番茄红素在食品、保健品等应用范围更广，在应用时更为方便快捷。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,对依据本发明提出的番茄红素微囊粉的工业化生产方法其具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。
实施例1
本发明的番茄红素微囊粉工业化生产方法，以番茄酱为原料采用溶媒提取法，生产工艺大致流程如下：番茄酱（原料）→番茄红素提取→真空浓缩→番茄红素浓缩物→混合乳液调配→高压均质→低温喷雾真空干燥→ 番茄红素微囊粉→包装成品。
具体操作步骤如下：
步骤一，称取番茄酱原料300公斤泵入提取罐内，而后加入有机溶剂乙酸乙酯900升，分二次加入，每次加入450L，使番茄酱和乙酸乙酯充分搅拌，搅拌速率80转/分，提取温度50℃， 提取1.5小时，得到番茄红素提取液。
步骤二，番茄红素提取液真空吸入浓缩罐进行真空浓缩，浓缩温度65℃、真空度-0.085Mpa、浓缩1.2小时，得到番茄红素脂溶性浓缩物。检测番茄红素含量5%。而后泵入配料罐内。
步骤三，取番茄红素脂溶性浓缩物1份 、葵花油0.5份、改性大豆磷脂0.02份、改性淀粉（OSA辛烯基琥玻酸钠）0.8份、葡萄糖0.18份、蒸馏水2份、进行混合搅拌均匀，搅拌速度500转/分，搅拌30分钟。配制番茄红素乳液再进行高速剪切20分钟 ，剪切速度5000转/分，制备得到番茄红素初乳液。
步骤四，将番茄红素初乳液进行高压均质机均质二次，第一次均质压力控制在35Mpa，第二次均质压力控制在15Mpa，得到番茄红素水溶性纳米乳。
步骤五，而后将番茄红素纳米乳经低温喷雾真空干燥机干燥，干燥温度 65℃，真空度-0.095Mpa，微囊粉粒径150目，番茄红素微囊粉含量2%水溶性微囊粉。
实施例2：
番茄红素微囊粉工业化生产方法，具体操作步骤如下：
步骤一，称取番茄酱原料500公斤泵入提取罐内，加入有机溶剂乙酸乙酯2500升，分三次加入，每次加入500L，使番茄酱和乙酸乙酯充分搅拌，搅拌速率100转/分，提取温度55℃，提取2.0小时，得到番茄红素提取液。
步骤二，番茄红素提取液吸入真空浓缩罐进行真空浓缩，浓缩温度68℃、真空度-0.085Mpa、浓缩2小时，得到番茄红素脂溶性浓缩物。检测番茄红素含量6%。而后泵入配料罐内。
步骤三，称取番茄红素脂溶性浓缩物1份 、葵花油0.3份、改性大豆磷脂0.04份、改性淀粉（OSA辛烯基琥玻酸钠）0.5份、葡萄糖0.16份、蒸馏水1.5份、进行混合搅拌均匀搅拌，搅拌速度600转/分，搅拌45分钟。配制番茄红素乳液再进行高速剪切30分钟 ，剪切速度8000转/分，制备完成番茄红素初乳液。
步骤四，将番茄红素初乳液进行高压均质机均质二次，第一次均质压力控制在40Mpa，第二次均质压力控制在20Mpa，得到番茄红素水溶性纳米乳。
步骤五，而后将番茄红素纳米乳经低温喷雾真空干燥机干燥，干燥温度 60℃，真空度-0.095Mpa，微囊粉粒径120目，番茄红素微囊粉含量3%水溶性微囊粉。
实施例3：
番茄红素微囊粉工业化生产方法，具体操作步骤如下：
步骤一，称取番茄酱原料800公斤泵入提取罐，加入有机溶剂乙酸乙酯4000升，分四次加入，每次加入1000L，使番茄酱和乙酸乙酯充分搅拌，搅拌速率150转/分，提取温度58℃、提取2.5小时，得到番茄红素提取液。
步骤二，番茄红素提取液吸入真空浓缩罐进行真空浓缩，浓缩温度70℃，真空度-0.085Mpa，浓缩2.5小时，得到番茄红素脂溶性浓缩物。检测番茄红素含量8%。而后泵入配料罐内。
步骤三，称取番茄红素浓缩物1份 、葵花油0.2份、改性大豆磷脂0.05份、改性淀粉（OSA辛烯基琥玻酸钠）0.2份、葡萄糖0.15份、蒸馏水1.2份、进行混合搅拌均匀搅拌，搅拌速度600转/分，搅拌45分钟。配制番茄红素乳液再进行高速剪切30分钟 ，剪切速度8000转/分，制备完成番茄红素初乳液。
步骤四，将番茄红素初乳液进行高压均质机均质二次，第一次均质压力控制在60Mpa，第二次均质压力控制在15Mpa，得到番茄红素水溶性纳米乳。
步骤五，而后将番茄红素纳米乳经低温喷雾真空干燥机干燥，干燥温度 55℃，真空度-0.095Mpa，微囊粉粒径100目，番茄红素微囊粉含量5%水溶性微囊粉。
制备的番茄红素微囊粉成品经过100天的稳定性试验，番茄红素含量没有下降和损失，保持了良好的稳定性。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种番茄红素微囊粉的工业化生产方法，其特征在于：包括如下操作步骤，
步骤一，番茄红素提取分离：将番茄酱加入有机溶剂中，在恒温条件下搅拌提取分离；
步骤二，真空浓缩：将提取分离液在真空条件下进行浓缩，并进行溶剂回收得到番茄红素脂溶性浓缩物；
步骤三，混合乳液调配：番茄红素脂溶性浓缩物中分别加入植物油、乳化剂、水、包裹壁材、填充剂，再经高速剪切机剪切，形成番茄红素初乳液；
步骤四，高压均质：将混合乳化后的番茄红素初乳液，经过高压均质机进行二次高压均质，制备成水溶性番茄红素纳米乳；
步骤五，低温喷雾真空干燥：将水溶性番茄红素纳米乳经低温喷雾真空干燥机干燥后得到番茄红素微囊粉。
2.根据权利要求1所述的番茄红素微囊粉的工业化生产方法，其特征在于：所述步骤一中，有机溶剂为乙酸乙酯或正己烷，番茄酱与有机溶剂的比例为1：2.5～5；提取温度为45～60℃、搅拌速度为60～300转/分。
3.根据权利要求1所述的番茄红素微囊粉的工业化生产方法，其特征在于：所述步骤二中，真空度为-0.06MPa～-0.09MPa，浓缩温度为50～75℃。
4.根据权利要求1所述的番茄红素微囊粉的工业化生产方法，其特征在于：所述步骤三中，剪切速率为500～8000转/分，剪切5-30分钟。
5.根据权利要求1所述的番茄红素微囊粉的工业化生产方法，其特征在于：所述步骤四中，第一次高压均质压力为35-60MPa，第二次高压均质压力为15-20MPa。
6.根据权利要求1所述的番茄红素微囊粉的工业化生产方法，其特征在于：所述步骤五中，干燥温度为40-80℃，真空度为-0.08MPa～-0.095MPa。
7.根据权利要求1～6任一项所述的番茄红素微囊粉的工业化生产方法，其特征在于：所述步骤三中的混合乳液包括如下质量份的各组分，
8.根据权利要求7所述的番茄红素微囊粉的工业化生产方法，其特征在于：所述乳化剂为改性大豆磷脂、蔗糖脂肪酸酯或者两者的混合物。
9.根据权利要求7所述的番茄红素微囊粉的工业化生产方法，其特征在于：所述包裹壁材为改性淀粉或改性阿拉伯胶。
10.根据权利要求7所述的番茄红素微囊粉的工业化生产方法，其特征在于：所述填充物为麦芽糖、葡萄糖或者低聚异麦芽糖其中的任意一种。
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