CN106690154A - 一种红枣多酚微胶囊食品的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种红枣多酚微胶囊食品的加工方法，包括以下步骤：将红枣经过干燥粉碎后得到红枣粉，以体积分数40～90％的乙醇水溶液为提取溶剂，液料比为5～35:1(V/W)，提取温度为30～80℃，提取时间为0.5～5h，减压浓缩回收乙醇后即得红枣多酚粗提物；将壁材溶解于适量水中，将红枣多酚粗提物作为芯材溶于适量水中，再将两者混均后将所得溶液进行喷雾干燥，即可得红枣多酚微胶囊粉末状食品，其中，芯材与壁材质量比为1:2，壁材包括质量比为1:2的麦芽糊精和菊粉，制备的红枣多酚微胶囊颗粒呈均匀球形，粉末均匀，粘壁较少，而且能得到较高的包埋率，产品货架期长，在胃液中的缓释效果好。
Description
技术领域
本发明属于红枣食品加工技术领域，具体涉及一种红枣多酚微胶囊食品的加工方法。
背景技术
微胶囊技术是指利用天然或合成高分子材料，将分散的固体、液体，甚至是气体物质包裹起来，形成具有半透性或密封囊膜的微小粒子的技术。包裹的过程即为微胶囊化，形成的微小粒子称为微胶囊。微胶囊化后可以实现许多目的：改善被包裹物质的物理性质(颜色、外观、表观密度、溶解性)；使物质免受环境的影响，提高物质的稳定性；屏蔽味道和气味；降低物质毒性；将不相容的物质隔离；根据需要控制物质的释放等。
微胶囊化技术将被包埋物作为芯材，外面聚合物为壁壳的微容器或包装体。微胶囊的大小为5～200μm，囊壁的厚度一般在0.2μm至几微米内，在特定的条件下，囊壁所包埋的组分可以在控制的速率下释放。在食品工业中，为了获得特殊的胶囊化产品，关键就是要选择好具有该特性的壁材。目前在食品工业中最常用的壁材为植物胶、阿拉伯胶、海藻酸纳、卡拉胶、琼脂等，其次是淀粉及其衍生物，如各种类型的糊精、低聚糖。此外还有蛋白质类、油脂类等。在微胶囊化技术中，根据不同芯材的要求，选择适当的壁材，可达到改变物态、体积和质量，控制释放和降低物质挥发性，隔离活性成份以及保护敏感物质等功能。
目前，微胶囊化的方法主要有喷雾干燥法、喷雾冷却法、空气悬浮法、凝聚法、挤压法和包接络合法等，其中喷雾干燥法以其操作灵活，成本低廉，具有良好的产品质量而成为食品工业中应用最广泛的微胶囊化方法。喷雾干燥微胶囊化过程，首先是制备芯材和壁材的混合乳化液，然后将乳化液在干燥器内进行喷雾干燥而成。壁材在遇热时形成一种网状结构，起着筛分作用，水或其它溶剂等小分子物质因热蒸发而透过“网孔”顺利的移出，分子较大的芯材滞留在“网”内，使微胶囊颗粒成型。芯材通常是香料等风味物质、油类和一些敏感性成分，壁材常选用明胶、阿拉伯胶、变性淀粉、蛋白质、纤维酯等食品级胶体。
多酚是广泛存在于植物当中的天然抗氧化剂，是一种极具开发价值的天然活性功能成分，具有抗氧化、降血脂等多种生理功能，是一种功能食品的优质资源。
红枣是我国的传统药食两用优质食品资源，是我国传统的滋补食品，含有丰富的营养物质和活性功能成分，红枣多酚便是红枣当中的一种重要活性功能成分，因此非常有必要提供一种红枣多酚微胶囊食品的加工方法。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种红枣多酚微胶囊食品的加工方法，以红枣为原料，选取了乙醇浸提红枣多酚的最佳工艺条件，制备的红枣多酚微胶囊颗粒呈均匀球形，粉末均匀，粘壁较少，而且能得到较高的包埋率，产品货架期长，在胃液中的缓释效果好。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是，一种红枣多酚微胶囊食品的加工方法，包括以下步骤：
步骤一、红枣多酚的提取，将红枣经过干燥粉碎后得到红枣粉，以体积分数40～90％的乙醇水溶液为提取溶剂，液料比为5～35:1(V/W)，提取温度为30～80℃，提取时间为0.5～5h，减压浓缩回收乙醇后即得红枣多酚粗提物；
步骤二、红枣多酚微胶囊食品的制备，将壁材溶解于适量水中，将步骤一提取的红枣多酚粗提物作为芯材溶于适量水中，再将两者混均后将所得溶液进行喷雾干燥，即可得红枣多酚微胶囊粉末状食品，其中，芯材与壁材质量比为1:2，壁材包括质量比为1:2的麦芽糊精和菊粉。
所述步骤一中，乙醇水溶液的体积分数为40～70％，液料比为15:1～25:1(V/W)，提取温度为40～60℃，提取时间为1～3h。
所述步骤一中，乙醇水溶液的体积分数为65％，液料比为25.5:1(V/W)，提取温度为62.0℃，提取时间1h。
所述步骤一中，提取方式为水浴浸提，每一条件下重复提取两次，合并提取液。
所述步骤一中，红枣粉碎至20目。
所述步骤一中红枣多酚粗提物为经减压浓缩后的红枣多酚浓缩液。
所述步骤二中，用于溶解壁材和芯材的水采用蒸馏水，喷雾干燥的热风温度120℃，进样速度300mL/h。
所述步骤二中，芯材与壁材混合均匀后的总固形物含量为12％。
所述红枣为狗头枣，菊粉和麦芽糊精均为食品级。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果，本发明以红枣为原料，选取了乙醇浸提红枣多酚的最佳工艺条件，将红枣多酚提取液经过减压浓缩得到红枣多酚粗提液，然后以菊粉和麦芽糊精为复合壁材，将红枣多酚粗提物和复合壁材混合成乳化液，通过喷雾干燥法制备红枣多酚微胶囊功能食品，制备的红枣多酚微胶囊颗粒呈均匀球形，粉末均匀，粘壁较少，而且能得到较高的包埋率，产品货架期长，在胃液中的缓释效果好。
附图说明
图1为液料比对红枣多酚得率的影响。
图2为提取温度对红枣多酚得率的影响。
图3为乙醇浓度对红枣多酚得率的影响。
图4为提取时间对红枣多酚得率的影响。
图5为MJ为壁材的微胶囊(400×)。
图6为MA为壁材的微胶囊(400×)。
图7为产品微胶囊形貌。
图8为微胶囊在模拟胃液中的释放情况。
图9为微胶囊在模拟肠液中的释放情况。
图10为不同储存温度对红枣多酚微胶囊的多酚保留量影响。
图11为红枣多酚微胶囊储存稳定性。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步描述。
本实施例中红枣选用狗头枣，购于西安市朱雀农副产品批发市场，菊粉和麦芽糊精均为食品级，购于陕西慈缘生物技术有限公司，微胶囊化的方法选用喷雾干燥，喷雾干燥的原理是将微细化芯材稳定地分散在包裹材料中形成均一溶液或乳化分散液后，再利用压缩空气和物料传输速度的差异将液体物料雾化成微细液滴，加热装置对雾状物料进行瞬间高温干燥，溶解壁材的溶剂受热迅速蒸发，从而使包裹在微细芯材周围的壁材形成一种具有筛分作用的网状膜结构，得到干燥的微粒，最后由旋风分离器收集得到粉末状产品，即微胶囊。
本发明的红枣多酚微胶囊食品的加工方法，包括以下步骤：
步骤一、红枣多酚的提取，将红枣经过干燥粉碎至20目得到红枣粉，以体积分数40～90％的乙醇水溶液为提取溶剂，液料比为5～35:1(V/W)，提取温度为30～80℃，提取时间为0.5～5h，提取方式为水浴浸提，每一条件下重复提取两次，合并提取液，减压浓缩回收乙醇后即得红枣多酚粗提物；
步骤二、红枣多酚微胶囊食品的制备，将壁材溶解于适量蒸馏水中，将步骤一提取的红枣多酚粗提物作为芯材溶于适量水中，再将两者混均后将所得溶液进行喷雾干燥，即可得红枣多酚微胶囊粉末状食品，其中，芯材与壁材质量比为1:2，壁材包括质量比为1:2的麦芽糊精和菊粉，芯材与壁材混合均匀后的总固形物含量12％，热风温度120℃，进样速度300mL/h。
实施例1：将红枣经过干燥粉碎至20目得到红枣粉，以体积分数40％的乙醇水溶液为提取溶剂，液料比为15:1(V/W)，提取温度为60℃，提取时间为1.5h，提取方式为水浴浸提，每一条件下重复提取两次，合并提取液，减压浓缩回收乙醇后即得红枣多酚粗提物；将壁材溶解于适量蒸馏水中，将红枣多酚粗提物作为芯材溶于适量水中，再将两者混均后将所得溶液进行喷雾干燥，即可得本发明的红枣多酚微胶囊粉末状食品，其中，芯材与壁材质量比为1:2，壁材包括质量比为1:2的麦芽糊精和菊粉，芯材与壁材混合均匀后的总固形物含量12％，热风温度120℃，进样速度300mL/h。
实施例2：将红枣经过干燥粉碎至20目得到红枣粉，以体积分数90％的乙醇水溶液为提取溶剂，液料比为25:1(V/W)，提取温度为70℃，提取时间为0.5h，提取方式为水浴浸提，每一条件下重复提取两次，合并提取液，减压浓缩回收乙醇后即得红枣多酚粗提物；将壁材溶解于适量蒸馏水中，将红枣多酚粗提物作为芯材溶于适量水中，再将两者混均后将所得溶液进行喷雾干燥，即可得本发明的红枣多酚微胶囊粉末状食品，其中，芯材与壁材质量比为1:2，壁材包括质量比为1:2的麦芽糊精和菊粉，芯材与壁材混合均匀后的总固形物含量12％，热风温度120℃，进样速度300mL/h。
实施例3：将红枣经过干燥粉碎至20目得到红枣粉，以体积分数70％的乙醇水溶液为提取溶剂，液料比为5:1(V/W)，提取温度为30℃，提取时间为3h，提取方式为水浴浸提，每一条件下重复提取两次，合并提取液，减压浓缩回收乙醇后即得红枣多酚粗提物；将壁材溶解于适量蒸馏水中，将红枣多酚粗提物作为芯材溶于适量水中，再将两者混均后将所得溶液进行喷雾干燥，即可得本发明的红枣多酚微胶囊粉末状食品，其中，芯材与壁材质量比为1:2，壁材包括质量比为1:2的麦芽糊精和菊粉，芯材与壁材混合均匀后的总固形物含量12％，热风温度120℃，进样速度300mL/h。
实施例4：将红枣经过干燥粉碎至20目得到红枣粉，以体积分数65％的乙醇水溶液为提取溶剂，液料比为25.5:1(V/W)，提取温度为62℃，提取时间为1h，提取方式为水浴浸提，每一条件下重复提取两次，合并提取液，减压浓缩回收乙醇后即得红枣多酚粗提物；将壁材溶解于适量蒸馏水中，将红枣多酚粗提物作为芯材溶于适量水中，再将两者混均后将所得溶液进行喷雾干燥，即可得本发明的红枣多酚微胶囊粉末状食品，其中，芯材与壁材质量比为1:2，壁材包括质量比为1:2的麦芽糊精和菊粉，芯材与壁材混合均匀后的总固形物含量12％，热风温度120℃，进样速度300mL/h。
实施例5：将红枣经过干燥粉碎至20目得到红枣粉，以体积分数60％的乙醇水溶液为提取溶剂，液料比为35:1(V/W)，提取温度为80℃，提取时间为5h，提取方式为水浴浸提，每一条件下重复提取两次，合并提取液，减压浓缩回收乙醇后即得红枣多酚粗提物；将壁材溶解于适量蒸馏水中，将红枣多酚粗提物作为芯材溶于适量水中，再将两者混均后将所得溶液进行喷雾干燥，即可得本发明的红枣多酚微胶囊粉末状食品，其中，芯材与壁材质量比为1:2，壁材包括质量比为1:2的麦芽糊精和菊粉，芯材与壁材混合均匀后的总固形物含量12％，热风温度120℃，进样速度300mL/h。
实施例6：将红枣经过干燥粉碎至20目得到红枣粉，以体积分数85％的乙醇水溶液为提取溶剂，液料比为20:1(V/W)，提取温度为45℃，提取时间为1.5h，提取方式为水浴浸提，每一条件下重复提取两次，合并提取液，减压浓缩回收乙醇后即得红枣多酚粗提物；将壁材溶解于适量蒸馏水中，将红枣多酚粗提物作为芯材溶于适量水中，再将两者混均后将所得溶液进行喷雾干燥，即可得本发明的红枣多酚微胶囊粉末状食品，其中，芯材与壁材质量比为1:2，壁材包括质量比为1:2的麦芽糊精和菊粉，芯材与壁材混合均匀后的总固形物含量12％，热风温度120℃，进样速度300mL/h。
实施例7：将红枣经过干燥粉碎至20目得到红枣粉，以体积分数55％的乙醇水溶液为提取溶剂，液料比为30:1(V/W)，提取温度为50℃，提取时间为4h，提取方式为水浴浸提，每一条件下重复提取两次，合并提取液，减压浓缩回收乙醇后即得红枣多酚粗提物；将壁材溶解于适量蒸馏水中，将红枣多酚粗提物作为芯材溶于适量水中，再将两者混均后将所得溶液进行喷雾干燥，即可得本发明的红枣多酚微胶囊粉末状食品，其中，芯材与壁材质量比为1:2，壁材包括质量比为1:2的麦芽糊精和菊粉，芯材与壁材混合均匀后的总固形物含量12％，热风温度120℃，进样速度300mL/h。
本发明各个工艺条件对红枣多酚微胶囊食品制备过程中的影响：
1)液料比对红枣多酚得率的影响
图1所示为在固定提取温度60℃、乙醇浓度70％、提取时间2h条件下，不同液料比对红枣多酚得率的影响。由图1可知，在料液比为5:1至15:1范围内，多酚得率随液料比的增加而缓慢增加；在15:1到25:1范围内，多酚得率显著增加，这是液料比小于15:1时，单位体积的提取液溶出的多酚量达到饱和，传质过程中驱动力较小，所以在料液比为5:1至15:1范围内多酚得率增加不显著；液料比增加到25:1的过程中，达到饱和状态的提取液失去原先的饱和状态，传质过程中驱动力更大，因而多酚得率显著增加，但当液料比继续增大时(25:1-35:1)，多酚得率随液料比的增加而增加不显著。这是因为提取液体积增大后，所需浓缩时间增加而导致多酚氧化损失。
2)提取温度对红枣多酚得率的影响
图2所示为在固定液料比25:1、乙醇浓度70％、提取时间2h条件下，不同温度对红枣多酚得率的影响。从图2可知，在30-40℃范围内，多酚得率缓慢增加，但增加不显著；40-60℃范围内，多酚得率随提取温度的升高而显著增加。这是在30-40℃范围内，红枣细胞膜通透性较低，溶出的多酚少；在60-80℃范围内，细胞膜变性被破坏通透性增加，同时随着温度的升高，多酚扩散率和溶解度均增大，提取液黏度减小，所以多酚的得率在此温度范围内显著增大。在60-80℃范围内多酚得率略微下降，但变化不显著，这是随温度的升高，多酚有一定的氧化损失。
3)乙醇浓度对红枣多酚得率的影响
图3所示为在固定液料比25:1、提取温度60℃、提取时间2h条件下，不同乙醇浓度对红枣多酚得率的影响。如图3可知，乙醇浓度为40％-70％时，多酚得率随乙醇浓度的增大而增加，当浓度达到70％时，多酚得率最高；当乙醇浓度为70％-90％时，得率显著下降。不同多酚在不同极性的溶液中溶解度有差异。这是红枣多酚在70％的提取液中溶解度最大，当高于这个最适极性时，随着提取液极性的减小，多酚得率增加；当再继续降低提取液极性时得率则减小。
4)提取时间比对红枣多酚得率的影响
图4所示为在固定液料比25:1、提取温度60℃、乙醇浓度70％条件下，不同提取时间对红枣多酚得率的影响。由该图4可知，多酚得率在0.5-1h间增加了2.1％；在1-3h间得率略微地增加；在3-5h范围内，多酚得率下降了4.6％。这是提取时间在1-3h范围内，不同程度的聚合多酚、不同溶解度多酚和红枣中其它一些成分的反应导致多酚得率在该时间段内达到了一个动态平衡，所以多酚得率增加不显著。因此，当时间进一步增加时(在3-5h范围内)，该多酚平衡浓度失去，再加上提取液的蒸发损失和部分多酚氧化损失的缘故，所以多酚得率减少。
本发明以麦芽糊精作为制备微胶囊的基础壁材，菊粉(MJ)作为复配壁材，结果见表5，以菊粉(MJ)为复配壁材制备红枣多酚微胶囊时，粉末均匀，粘壁较少，并且包埋率能达到(81.01±0.70)％，同时从显微镜图5可知，而以MJ为壁材的红枣多酚微胶囊颗粒呈均匀球形，粘壁较少，而且能得到较高的包埋率，因此选择MJ，即麦芽糊精和菊粉为喷雾干燥法制备红枣多酚微胶囊的壁材；同时本发明给出了以麦芽糊精作为制备微胶囊的基础壁材，以阿拉伯胶(MA)作为复配壁材的对比实施例的结果，如显微镜图6所示，以MA为壁材的红枣多酚微胶囊形貌不规范，微胶囊颗粒间严重粘连。
表5两种不同复配壁材的微胶囊外观形态及其相关指标
本发明通过对微胶囊包埋率、粒径、水分含量、微观结构、产品色泽等指标的测定来表征所加工制备微胶囊产品的质量，试验结果如表7所示。
表7微胶囊产品各项指标
本发明所得红枣多酚微胶囊形貌结果如图7所示，微胶囊颗粒间无明显粘连，呈均匀球形。
对于本发明中喷雾干燥制备的红枣多酚微胶囊产品，很有必要考虑红枣多酚微胶囊在胃和肠道中的稳定情况，同时考虑到对红枣多酚微胶囊中营养物质的吸收效果，需要考虑以下一些因素：首先微胶囊需要含有较多的有效成分；其次红枣多酚在肠道内从微胶囊内释放出来后破坏之前的吸收效果：
1)在模拟胃液中的释放情况
红枣多酚微胶囊在模拟胃液中释放情况的试验结果如图8所示，通过FC法测定反应体系的吸光度值确定多酚的释放量。从图8可知，第10min时，释放了8.26％，在40min时，释放了51.59％，在第80min时，累计释放量达61.72％。由此表明红枣多酚微胶囊在模拟胃液中具有缓释作用。同时可以看出，在前40min内，红枣多酚释放较快，在后40min内释放较缓慢。这是在微胶囊表面的红枣多酚未被包埋，而很快就溶于模拟胃液中的缘故。在模拟胃液中红枣多酚释放量是由微胶囊内多酚溶出量和被人工胃液破坏量两者大小共同决定的，所以在40-80min时微胶囊内的红枣多酚才缓慢释放出来。
2)在模拟肠液中的释放情况
红枣多酚微胶囊在模拟肠液中释放情况的试验结果如图9所示，从图9可知，红枣多酚在30min时累计释放量为65.37％，在60min内累计释放量达到85.21％。这表明用MJ制备的红枣多酚微胶囊在肠液中比在胃液中有较好的释放效果，在80min时累计释放量已达到91.69％，这都充分说明本发明制备的红枣多酚微胶囊在肠液中有更好的吸收效果，可以更好的保证红枣多酚可以在肠道中被人体较好的吸收。
本发明加工制备的微胶囊产品储存特性研究：
1)不同温度对红枣多酚微胶囊贮存稳定性的影响
在4、25℃避光闭气条件下考查本试验中所得微胶囊产品在不同储存时间后多酚保留量的变化，试验结果如图10所示。从图10可知，4℃储存条件下的多酚保留量明显高于25℃条件下的。储存30d后，4℃条件下的红枣多酚微胶囊保留量为91.56％，而25℃条件下的多酚保留量为78.32％。这说明红枣多酚微胶囊在4℃、25℃均可达到较好的储存效果。
2)产品微胶囊货架期预测
在本试验中采用烘箱加速试验法来确定红枣多酚微胶囊的货架期。试验结果如图11所示。从图11可知，在所试验的时间段内，与多酚提取物相比，红枣多酚微胶囊的多酚保留量有轻微的减少，在60℃烘箱内3天后，红枣多酚微胶囊的多酚保留量为90.67％，而在相同条件下红枣多酚提取物的保留量为65.17％。这充分说明试验中所选的MJ壁材是制备红枣多酚微胶囊的较好壁材，可以有效地减少氧气、光照等敏感因素对红枣多酚的破坏作用。(货架期采用烘箱加速试验法来确定，根据Arrhenius公式，样品在60℃烘箱中一天相当于实际中一个月，以此来预测红枣多酚微胶囊的货架期。)
产品的货架期预测结果如表8所示。从表8可以看出，提取的红枣多酚的储存期接近1个月，而经过包埋处理的红枣多酚微胶囊可以达到3个月储存期。从这可知本试验制备的红枣多酚微胶囊可以较好的保存红枣并达到较长的保存期。
表8产品货架期预测
Claims (9)
1.一种红枣多酚微胶囊食品的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、红枣多酚的提取，将红枣经过干燥粉碎后得到红枣粉，以体积分数40～90％的乙醇水溶液为提取溶剂，液料比为5～35:1(V/W)，提取温度为30～80℃，提取时间为0.5～5h，减压浓缩回收乙醇后即得红枣多酚粗提物；
步骤二、红枣多酚微胶囊食品的制备，将壁材溶解于适量水中，将步骤一提取的红枣多酚粗提物作为芯材溶于适量水中，再将两者混均后将所得溶液进行喷雾干燥，即可得红枣多酚微胶囊粉末状食品，其中，芯材与壁材质量比为1:2，壁材包括质量比为1:2的麦芽糊精和菊粉。
2.根据权利要求1所述的一种红枣多酚微胶囊食品的加工方法，其特征在于，所述步骤一中，乙醇水溶液的体积分数为40～70％，液料比为15:1～25:1(V/W)，提取温度为40～60℃，提取时间为1～3h。
3.根据权利要求1所述的一种红枣多酚微胶囊食品的加工方法，其特征在于，所述步骤一中，乙醇水溶液的体积分数为65％，液料比为25.5:1(V/W)，提取温度为62.0℃，提取时间1h。
4.根据权利要求1所述的一种红枣多酚微胶囊食品的加工方法，其特征在于，所述步骤一中，提取方式为水浴浸提，每一条件下重复提取两次，合并提取液。
5.根据权利要求1所述的一种红枣多酚微胶囊食品的加工方法，其特征在于，所述步骤一中，红枣粉碎至20目。
6.根据权利要求1所述的一种红枣多酚微胶囊食品的加工方法，其特征在于，所述步骤一中红枣多酚粗提物为经减压浓缩后的红枣多酚浓缩液。
7.根据权利要求1所述的一种红枣多酚微胶囊食品的加工方法，其特征在于，所述步骤二中，用于溶解壁材和芯材的水采用蒸馏水，喷雾干燥的热风温度120℃，进样速度300mL/h。
8.根据权利要求1所述的一种红枣多酚微胶囊食品的加工方法，其特征在于，所述步骤二中，芯材与壁材混合均匀后的总固形物含量为12％。
9.根据权利要求1所述的一种红枣多酚微胶囊食品的加工方法，其特征在于，所述红枣为狗头枣，菊粉和麦芽糊精均为食品级。
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