CN107569470B - 一种萝卜硫素微胶囊的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种萝卜硫素微胶囊的制备方法，以仙草胶‑明胶作为壁材，以萝卜硫素为芯材，采用复合凝胶法制备得到萝卜硫素微胶囊。由于采用的特殊壁材仙草胶具有很好的避光、耐热性和耐酸、碱性，同时还具有很好的抗氧化效果，从而有效提高了萝卜硫素的生物利用率和稳定性，使萝卜硫素在自然环境下能够保存更长的时间，有利于胭脂萝卜硫素在食品中的应用。采用本发明方法制备得到的萝卜硫素微胶囊，大小均匀、形状规则，成囊效果好，包埋率达到71.68%，平均粒径为22.45μm，在不同储存条件下，萝卜硫素的保留率可达86%以上。

Description

一种萝卜硫素微胶囊的制备方法

技术领域

本发明属于食品副产物加工领域，具体涉及一种萝卜硫素微胶囊的制备方法。

背景技术

萝卜硫素是葡萄糖莱菔子苷的一种产物，能够通过酶解或者酸水解得到，是目前蔬菜中发现的抗癌活性最强的一种异硫代氰酸盐。萝卜硫素是目前被公认为在防癌抗癌效果上最好的天然产物之一，在肝癌、乳腺癌、肺癌、食道癌和前列腺癌以及胃癌中都具有非常显著的阻断作用，是自然界中存在的诱导II型解毒酶活力最强的诱导物。随着更加深入的研究，发现萝卜硫素不但能够抑制癌细胞，而且还能杀死癌细胞，同时还具有抗菌、抗氧化和改善机体免疫力等作用。所以，萝卜硫素在抗癌药物的研究中(如抗癌、抗菌等)具有非常重要的意义。但萝卜硫素不稳定，容易受环境影响，如氧气、光、酶、pH、温度等均会对萝卜硫素的稳定性产生严重影响，特别是见光容易分解，使其降低或者丧失生物活性。

公开号为CN102688219A的发明专利公开了一种萝卜硫素的微胶囊包埋方法，该专利微胶囊化的方法为：在复合壁材中，加单甘油酯和海藻酸钠，再加去离子水溶液，溶解后，边搅拌边加入萝卜硫素，均质2~3次，每次8~12min，喷雾干燥，收集产物，其中复合壁材选自明胶和β-环糊精、乳清蛋白和麦芽糊精或小牛血清和戊二醛。该发明将极不稳定的萝卜硫素通过微胶囊包埋的方法合成为一种粉末状固体颗粒，使之具有很好的稳定性，但是该发明使用的壁材均为常规壁材，没有很好的避光、耐酸性、耐碱性、热稳定性和抗氧化作用，由于萝卜硫素见光容易分解，因而采用这些壁材制备的微胶囊还不能很好的改善萝卜硫素的稳定性。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种萝卜硫素微胶囊的制备方法，解决萝卜硫素易受光、温度、氧气等外界环境的影响而降低或丧失生物活性的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种萝卜硫素微胶囊的制备方法，包括以下步骤：

（1）配制质量分数为1~5%的壁材溶液，向所述壁材溶液中加入萝卜硫素和乳化剂，乳化10~30min，其中，所述萝卜硫素的体积与所述壁材的质量比为1mL:1~8g，所述壁材为质量比为1:0.5~2的明胶和仙草胶，所述乳化剂用量为壁材溶液质量的0.2~1.0%；

（2）将乳化后的混合液置于35~55℃的恒温水浴锅中，在450~650r/min转速下搅拌25~35min，随后调节混合液pH至3.5~5.5，继续搅拌反应12~18min；

（3）将步骤（2）中反应后的混合液使用冰水浴降温至15℃以下，继续搅拌反应25~35min，随后加入甲醛进行固化处理；

（4）将固化处理后的混合液抽滤、洗涤，滤渣经冷冻干燥后，即得到所述的萝卜硫素微胶囊。

本发明以仙草胶-明胶作为壁材，以萝卜硫素为芯材，采用复合凝聚法制备得到萝卜硫素微胶囊，在上述步骤（2）中，温度如果低于35℃，部分明胶会发生凝胶反应，微胶囊复凝聚量降低，导致微胶囊表面成膜反应不够，成囊效果差，温度高于55℃，明胶和仙草胶（即壁材）会溶解在反应体系中，微胶囊凝聚量会变少，导致凝聚反应变差，使成囊效果差，本发明最佳反应温度为45℃。在上述步骤（3）中采用冰水浴降温至15℃以下，有利于明胶的固化。

在步骤（2）中，如果调节pH值在5.5以上时，两壁材之间静电作用力会降低，仙草胶不能完全与明胶反应，壁材复凝聚量会降低，调节pH值在3.5以下时，两壁材之间静电作用力会增加，壁材复凝聚量增大，但微胶囊大小和形态由规则变得不规则，会发生聚集，从而会导致包埋率下降，本发明中最佳pH值为4.5。

本发明中，壁材浓度与反应体系的粘度相关，随着壁材浓度的增加，反应体系的粘度也会增加，微胶囊的形态则由球形变得不规则，会发生粘连聚集现象，本发明最佳壁材浓度为2%。

本发明中，乳化剂的用量与乳液稳定性相关，用量增加，乳液稳定性也增大，但是粘度也会增大，导致微胶囊成囊效果变差，包埋率降低，乳化剂的最佳用量为0.6%；乳化时间太短，乳化不充分，微胶囊的大小会不均匀，微胶囊发生粘连现象比较严重，成囊效果不佳，乳化时间延长，乳化会越充分，成囊效果也越好，包埋率也会升高，但是粒径也会越来越小，不利于回收，会导致包埋率降低，最佳乳化时间为25min；搅拌速度太低，乳化会不充分，微胶囊的粒径会相对较大，有粘连现象，成囊效果不好，增加搅拌速度，有利于乳化充分，微胶囊大小均匀，如果搅拌速度太大，则会造成已经包埋好的微胶囊破裂，同时粒径会减小，不利于回收，会导致包埋率降低，最佳搅拌速度为550r/min。

作为优选，步骤（1）中所述乳化剂为吐温-20或吐温-80。

作为优选，步骤（2）中使用质量分数为10%的冰乙酸调节pH。

作为优选，步骤（4）中甲醛的加入量相对于壁材溶液为12~18mL/L。

相比现有技术，本发明具有如下有益效果：

1、本发明以仙草胶作为壁材之一，并搭配明胶，采用复合凝聚法，将萝卜硫素包埋，制备得到萝卜硫素微胶囊，由于采用的仙草胶具有很好的避光、耐热性、耐酸性、耐碱性，同时还具有很好的抗氧化效果，从而有效提高了萝卜硫素的稳定性，使萝卜硫素在自然环境下能够保存更长的时间。

2、本发明利用微胶囊技术包埋萝卜硫素，提高了萝卜硫素的稳定性，避免了萝卜硫素在保存和使用过程中不必要的流失，提高了萝卜硫素的生物利用度，同时也使萝卜硫素在医疗和保健品行业具有更广泛的应用前景。

3、采用本发明方法制备得到的萝卜硫素微胶囊，大小均匀、形状规则，成囊效果好，包埋率达到71.68%，平均粒径为22.45μm，耐酸碱性、抗高温能力及抗光照能力明显提高，保留率可达86%以上。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。

本发明实施例中使用的萝卜硫素均为从胭脂萝卜中提取的胭脂萝卜硫素。

本发明实施例中，包埋率的测定方法为：

（1）微胶囊表面萝卜硫素的测定：称取一定量的硫素微胶囊成品置于具有木塞的三角瓶中，再加入40 mL的无水乙醚，在恒温振荡器中振荡1 min后过滤，过滤后保存其滤液，最后把一定量的无水硫酸钠加入到滤液中，使其脱水并过滤，过滤后滤液经旋转蒸发，去除无水乙醚后测定萝卜硫素含量，可以得到硫素微胶囊表面萝卜硫素的质量；

（2）微胶囊中总萝卜硫素的测定：称取一定量的硫素微胶囊成品置于具有木塞的三角瓶中，再加入40 mL的无水乙醇，50℃条件下振荡30 min过滤，过滤后保存其滤液，最后把一定量的无水硫酸钠加入到滤液中，使其脱水并过滤，过滤后滤液经旋转蒸发，去除无水乙醇后测定萝卜硫素含量，可以得到硫素微胶囊中总萝卜硫素的质量。

包埋率的计算：

实施例1

本实施例中制备萝卜硫素微胶囊步骤如下：

（1）取2g明胶加入100mL、60℃的蒸馏水中，搅拌使其溶解成透明溶液；取2g仙草胶加入100mL、60℃的蒸馏水中，搅拌使其溶解；再取1.33mL萝卜硫素加入到制备的明胶溶液和仙草胶溶液的混合溶液中，最后加入0.7%的吐温-20，在1150r/min转速下常温乳化25min；

（2）将乳化后的混合液转移至45℃的恒温水浴锅中，调整搅拌速度为500r/min，继续搅拌30min，随后使用质量分数为10%的冰乙酸溶液调节混合液pH至4.3，使其发生凝聚反应，在该条件下继续反应15min；

（3）使用冰水浴代替45℃的恒温水浴，使反应体系温度降至5~10℃，继续搅拌反应30min，使乳状液能够充分凝聚，随后加入质量分数为37%的甲醛溶液，继续搅拌30min以进行固化处理，其中甲醛的用量相对于壁材溶液为15mL/L；

（4）将固化处理后的混合液抽滤、洗涤，洗涤后的滤渣经冷冻干燥后，得到的干燥粉末即为萝卜硫素微胶囊。

本实施例制备得到萝卜硫素微胶囊，经测试包埋率为71.68%，通过光学显微镜确定其基本形态，测得其平均粒径为22.45μm。

实施例2~4与实施例1的区别主要在于相关比例参数的不同，具体见表1，其他操作均相同。

表1 实施例1~4主要区别及测试结果

实施例	壁材浓度	芯壁比	乳化剂用量	搅拌速度	pH值	包埋率	粒径
								1	2%	1:3	0.7%	500r/min	4.3	71.68%	22.45μm
2	2%	1:4	0.6%	525r/min	4.0	69.30%	23.56μm
								3	1.5%	1:4	0.7%	575r/min	4.8	60.35%	21.32μm
4	3%	3:4	0.7%	525r/min	4.5	60.94%	30.12μm

稳定性测试：

将未经处理的萝卜硫素与实施例1制备的萝卜硫素微胶囊置于一定条件下储藏24h时间后，分别测定保留率，结果见表2。

表2 不同贮藏条件下胭脂萝卜硫素微胶囊与胭脂萝卜硫素的稳定性比较

保留率（%）	20℃	40℃	60℃	80℃	避光	光照	pH3	pH5	pH9
										萝卜硫素	86.5%	76.76%	38.5%	16.7%	91.6%	60.5%	59.4%	68.7%	71.5%
实施例1	99.1%	98.6%	91.3%	86.2%	98.2%	97.1%	93.5%	97.7%	95.4%

通过表2可看出，本发明制备的萝卜硫素微胶囊在20~90℃储藏24h时间后，保留率为86.2~99.1%，光照24h后保留率为97.1%，在pH为3~9时，储藏一定时间后保留率为93.5~97.7%，均明显高于未经处理的萝卜硫素，可见本发明制备的萝卜硫素微胶囊具有良好的避光、耐热性、耐酸性、耐碱性，在自然环境下能够保存更长的时间。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种萝卜硫素微胶囊的制备方法，其特征在于，采用复合凝聚法制备萝卜硫素微胶囊，使其具有耐酸碱性、抗高温能力及抗光照能力，所述包括以下步骤：

（1）配制质量分数为1~5%的壁材溶液，向所述壁材溶液中加入萝卜硫素和乳化剂，乳化10~30min，其中，所述萝卜硫素的体积与所述壁材的质量比为1mL:1~8g，所述壁材为质量比为1:0.5~2的明胶和仙草胶，所述乳化剂用量为壁材溶液质量的0.2~1.0%；

（2）将乳化后的混合液置于35~55℃的恒温水浴锅中，在450~650r/min转速下搅拌25~35min，随后调节混合液pH至3.5~5.5，继续搅拌反应12~18min；

（3）将步骤（2）中反应后的混合液使用冰水浴降温至15℃以下，继续搅拌反应25~35min，随后加入甲醛进行固化处理；

（4）将固化处理后的混合液抽滤、洗涤，滤渣经冷冻干燥后，即得到所述的萝卜硫素微胶囊。

2.根据权利要求1所述的萝卜硫素微胶囊的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述乳化剂为吐温-20或吐温-80。

3.根据权利要求1所述的萝卜硫素微胶囊的制备方法，其特征在于，步骤（2）中使用质量分数为10%的冰乙酸调节pH。

4.根据权利要求1所述的萝卜硫素微胶囊的制备方法，其特征在于，步骤（4）中甲醛的加入量相对于壁材溶液为12~18mL/L。