CN107811237A - 一种刺梨vc微胶囊及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种刺梨VC微胶囊及其制备方法，包含刺梨果汁的制备、酵母细胞壁材的处理以及刺梨VC微胶囊的制备。微胶囊芯材为刺梨果汁，由刺梨经漂烫冻融、浸泡榨汁制得；微胶囊芯材为透性化酵母细胞，由发酵菌体经透性化处理，水洗、离心、60℃真空干燥制得；在一定条件下，将二者混合，抽真空包埋，水洗、离心收集微胶囊；利用热改性的乳清蛋白溶液对微胶囊进行外层包封，水洗、离心、冷冻干燥，制备一种富含V C和多酚等活性成分、性质稳定、缓释性能好的刺梨VC微胶囊。本发明刺梨VC微胶囊的制备工艺简单安全高效、生物利用率高、不仅能有效保护刺梨果汁中的敏感功效成分，消除口感不适性，还增强了缓释特性，提高了刺梨的保健功效。刺梨VC微胶囊可作为一种新型的营养原料和抗氧化剂应用于食品、饲料、日化用品等领域。
Description
技术领域
本发明属于食品加工技术领域，特别是涉及一种刺梨VC微胶囊及其制备方法。
背景技术
刺梨在我国西南地区有着广泛的野生和栽培资源，果实营养丰富，甘酸涩平，具有消食健脾、清热止血、收敛止泻之效。刺梨果中维生素C、超氧化物歧化酶和维生素P等含量明显高于比其他同类水果，是一种名副其实的水果之王。刺梨的采收期短、不耐贮藏，而且外表带刺、口感偏酸偏涩、鲜食风味不佳，为此找到合适的加工途径十分必要。目前对刺梨鲜果的利用主要是加工成干果、果汁、果酒、果脯等产品，然而刺梨果中高含量的营养成分活性极不稳定，在加工和贮藏过程中会大量流失，限制了刺梨的有效利用。如何保护刺梨中的活性成分是开发刺梨资源的重要技术需求。
刺梨鲜果最大的特色是其中含量高达1664-2601 mg/100g FW的维生素C，远超美味猕猴桃10倍以上。维生素C具有许多生物学、药学和皮肤学方面的功能，但因性质不稳定而使其应用受限。环境因素如温度、pH值、氧、金属离子、紫外线和X射线等都会影响维生素C的稳定性。因此对于刺梨鲜果维生素C活性进行保护和应用是刺梨开发的重要方向。采用微胶囊技术对维生素C 进行包埋是维持活性的有效方法，通过改变其溶解性、酸敏性、光敏性、热敏性剂和加工适应性，使维生素C保持原有的生物活性和化学特性，并在需要时释放。
微胶囊是指把固体、液体或气体包埋在一个微小的、密封的囊中，在特定条件下，以可控制速度释放其中的芯材的技术。由于微胶囊具有保护物质免受环境影响、掩盖不良味道或气味、改变物质的存在状态、质量或体积、降低毒性、控制释放等许多作用。酵母细胞作为一种高效廉价的食品级壁材具有一定的强度和通透性，包埋过程简单、无毒、无添加，且易生物降解，已成功用于精油、风味物质和水溶性活性成分的包埋，水溶性物质主要是多酚类如绿原酸、茶多酚、桑葚多酚、朝鲜蓟多酚也成功获得包埋。因此采用微胶囊技术是保护刺梨敏感活性成分、提高其抗氧化能力、扩展其适用范围的一种重要手段。
乳清蛋白是乳清的主要成分，包括β-乳球蛋白、ɑ-乳白蛋白、免疫球蛋白、乳铁蛋白和血清白蛋白，营养价值高，易消化吸收，是公认的人体优质蛋白补充剂之一。乳清蛋白具有一定的成胶性和成膜性，可作为微胶囊的壁材或可食性膜。研究表明乳清蛋白与多糖交联具有很好的乳化性、成膜性和包埋性，还能减少胃酸的对微胶囊芯材的破坏作用。酵母细胞壁富含甘露聚糖和葡聚糖，在一定条件下乳清蛋白能与酵母细胞壁多糖发生交联，从而调节酵母细胞的孔隙，控制酵母细胞微胶囊的释放性能，提高缓释效果。
发明内容
本发明提供了一种刺梨VC微胶囊及其制备方法。以透性化酵母细胞为微胶囊壁材，以刺梨果汁为芯材，二者经高频接触完成包埋，再用乳清蛋白进行外层包封，制备出一种富含VC和多酚等活性成分、性质稳定、缓释性能好的刺梨VC微胶囊。本发明刺梨VC微胶囊的制备工艺简单安全高效、生物利用率高、不仅能有效保护刺梨果汁中的敏感功效成分，消除口感不适性，还增强了缓释特性，提高了刺梨的保健功效。刺梨VC微胶囊可作为一种新型的营养原料和抗氧化剂应用于食品、饲料、日化用品等领域。
本发明的目的之一在于提供一种富含VC的刺梨果汁的处理方法。
挑选新鲜刺梨好果自来水冲洗，去蒂去籽，淋干后经漂烫护色和冻融处理，加入柠檬酸浸泡榨汁过滤制得刺梨匀浆，冷冻离心，获刺梨果汁，密封低温避光保存。
所述漂烫护色温度为90~100℃，时间为1~5min。
所述柠檬酸加入重量为刺梨果重量的0.2~1.2%。
所述刺梨匀浆制备选自以下任一条件：
（1）在温度15~45℃下，刺梨解冻果和纯净水按料水比1:（0~1）共同浸泡处理30~120min，经榨汁机压榨后压滤制得；
（2）刺梨经榨汁机瞬时运行1~3 s粗榨，再按料水比1:（0~1）加入一定量的纯净水，在温度15~45℃下，共同浸泡处理30~60 min，经榨汁机榨汁压滤制得。
本发明的目的之二在于提供一种透性化酵母细胞壁材的制备方法。
（1）以酵母细胞为出发菌株，采用麦芽汁培养基活化酵母细胞和制备种子液，YPD培养基摇瓶发酵，发酵条件为：接种量3~8%、装液量20~40%、温度28~32℃、转速150~220rpm；
（2）酵母湿菌体水洗多次后，采用不同的渗透剂进行透性化处理。水洗、冷冻离心收集透性化细胞，于60℃真空干燥获酵母细胞壁材。
所述酵母细胞来自酵母属和克鲁维酵母属，优选酿酒酵母、啤酒酵母、面包酵母、乳酸克鲁维酵母、马克斯克鲁维酵母。
所述渗透剂为氯化钠和乙醇。
所述透性化处理选自以下任一条件：
（a）湿菌体与氯化钠溶液按质量比为1:（2~4）进行混合，调pH至5.5，35~65℃，150rpm水浴振荡处理24~48 h；
（b）湿菌体依次与乙醇梯度浓度溶液按质量比为1:（2~6）进行混合，5~30℃，150rpm振荡处理20~120 min；
（c）湿菌体与氯化钠溶液按质量比为1:（2~4）进行混合，调pH至5.5，35~65℃，150rpm水浴振荡处理24~48 h；水洗离心收集菌体，湿菌体依次与不同浓度的乙醇溶液按质量比为1:（2~6）进行混合，5~30℃，150rpm振荡处理20~120 min。
本发明的目的之三在于提供一种利用透性化细胞壁材包埋刺梨果汁的微胶囊制备方法。
（1）在温度为10~35℃、振荡转速100~200 rpm条件下，将10 mL刺梨果汁与0.1~1.0g透性化酵母细胞壁材进行混合30 min后，置于抽真空条件下处理3~7 h，水洗4次，冷冻离心，收集微胶囊；
（2）乳清蛋白水溶液经热改性处理，冷却后加入10~50%的刺梨VC微胶囊，在温度为10~35℃、振荡转速100~200 rpm条件下处理10~60 min，水洗，冷冻离心，收集乳清蛋白包埋的刺梨VC微胶囊，冷冻干燥。
所述氯化钠溶液和乙醇溶液分别为3~5%氯化钠溶液和40%、60%、80%、100%乙醇梯度浓度溶液。
所述乳清蛋白水溶液热改性条件为，在65~90℃下加热10~50 min。
所述乳清蛋白水溶液，pH 3.1~4.8，乳清蛋白浓度10~15%。
本发明的目的之四在于提供一种通过上述方法所制备的刺梨维C微胶囊产品，刺梨VC的包埋率为60~80%，多酚的包埋率为65~85%。
本发明的有益效果
（1）与已报道的酵母微胶囊仅对单一活性物质进行包埋不同，本发明采用负压包埋，使刺梨果汁中以VC为主的活性成分进入透性化酵母细胞壁材内，形成微胶囊，达到理想包埋效果。刺梨活性物质和酵母细胞生物相容性高，包埋率好，而且微囊化操作过程安全高效。
（2）本发明制备的刺梨VC微胶囊所包埋刺梨活性成分中，多酚类物质含量较多，其抗氧化性有助于提高包埋过程以及微胶囊产品中刺梨VC的稳定性。
（3）本发明对于酵母细胞的透性化处理采用了梯度浓度乙醇或（和）氯化钠溶液，相对于其它化学性渗透剂更安全，最终达到了较好的包埋效果。
（5）本发明制备的刺梨VC微胶囊外封一层乳清蛋白，解决了酵母微胶囊遇潮湿容易释放芯材的缺陷，增强酵母微胶囊的缓释效果，提高了刺梨VC微胶囊的保健功效
（4）本发明利用酵母细胞壁材实现对刺梨敏感性功效成分的有效保护，达到共同发挥芯材和壁材功能活性的有益效果。制备的刺梨VC微胶囊产品营养丰富，易储存和运输，扩充了刺梨产品的性能和适用范围，对于刺梨资源的开发和利用具有十分重要的意义。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明。
实施例1、刺梨果汁VC微胶囊的制备
（1）挑选新鲜刺梨好果，用自来水洗净，去蒂去籽，淋干后快速用90℃的纯净水对刺梨果进行3min漂烫护色，淋干放入-20℃冷冻。室温解冻，按刺梨果重量加入0.9%的柠檬酸，在30℃下按料水比1:0.3浸泡处理30 min，经榨汁机榨汁压滤获得刺梨匀浆。4℃10000rpm离心30 min，获刺梨果汁，密封低温避光保存。刺梨果汁出汁率为69%，VC含量为1687.3 mg/100 mL，多酚含量为2203.5 mgGA/100 mL。
（2）以酿酒酵母细胞为出发菌株，采用麦芽汁培养基活化酵母细胞和制备种子液，YPD培养基摇瓶发酵，发酵条件为：接种量5%、装液量20%、温度30℃、转速180 rpm。
（3）发酵结束后，离心洗涤，获取酵母湿菌体。采用乙醇对酵母细胞进行透性化处理，条件为：乙醇配成与40%、60%、80%、100%溶液，菌体依次与不同浓度的乙醇溶液按质量比为1:2进行混合，25℃，150rpm振荡处理30 min。经5次水洗，4℃10000rpm离心10 min收集透性化细胞，于60℃真空干燥获得透性化酵母细胞壁材。
（4）在温度为35℃、振荡转速150 rpm条件下，将10 mL刺梨果汁与0.3 g透性化酵母细胞壁材进行混合，30 min后，置于抽真空条件下处理3 h，水洗4次，4℃10000rpm离心10min，收集刺梨VC微胶囊。
（5）乳清蛋白（蛋白含量大于80%）配成10%水溶液（pH 4.0）在80℃下加热15 min，冷却后加入10%的刺梨VC微胶囊，在温度为35℃、振荡转速150 rpm条件下处理30 min，水洗4次，4℃10000rpm离心10 min，收集乳清蛋白包埋的刺梨VC微胶囊，冷冻干燥。
（6）微胶囊产品芯材用乙醇溶液释放，依据GB/T 5009.86-2016《食品安全国家标准 食品中抗坏血酸的测定》和GB/T 31740.2-2015《茶制品 茶多酚》测定释放液中VC和多酚含量，计算包埋度和包埋率。包埋度（EY, %）=微胶囊中活性物质的质量×100%/微胶囊质量；包埋率（EE, %）=微胶囊中活性物质的质量×100%/活性物质加入质量。
C：包埋度=20.6% ，包埋率=64.6%；多酚：包埋度=29.8%，包埋率=70.3%。
实施例2、刺梨果汁VC微胶囊的制备
（1）挑选新鲜刺梨好果，用自来水洗净，去蒂去籽，淋干后快速用90℃的纯净水对刺梨果进行1min漂烫护色，淋干放入-20℃冷冻。室温解冻，按刺梨果重量加入1.1%的柠檬酸，刺梨经榨汁机瞬时运行1 s粗榨，再按料水比1:0.2加入纯净水，在温度20℃下，共同浸泡处理45 min，经榨汁机榨汁压滤制得刺梨匀浆。4℃10000rpm离心30 min，获刺梨果汁，密封低温避光保存。刺梨果汁出汁率为73%，VC含量为1812.4 mg/100 mL，多酚含量为2377.5 mgGA/100 mL。
（2）以酿酒酵母细胞为出发菌株，采用麦芽汁培养基活化酵母细胞和制备种子液，YPD培养基摇瓶发酵，发酵条件为：接种量5%、装液量20%、温度30℃、转速180 rpm。
（3）发酵结束后，离心洗涤，获取酵母湿菌体。采用氯化钠对对酵母细胞进行透性化处理，条件为：配成5%氯化钠溶液，菌悬液与氯化钠溶液按质量比为1:4进行混合，调pH至5.5，60℃，150rpm水浴振荡处理24 h。水洗4次，离心收集细胞，采用乙醇对酵母细胞进行透性化处理，条件为：乙醇配成与40%、60%、80%、100%溶液，菌体依次与不同浓度的乙醇溶液按质量比为1:2进行混合，30℃，150rpm振荡处理20 min。经5次水洗，4℃10000rpm离心10 min收集透性化细胞，于60℃真空干燥获得透性化酵母细胞壁材。
（4）在温度为30℃、振荡转速150 rpm条件下，将10 mL刺梨果汁与0.5 g透性化酵母细胞壁材进行混合30 min后，置于抽真空条件下处理4 h，水洗4次，冷冻离心，收集刺梨VC微胶囊。
（5）乳清蛋白（蛋白含量大于80%）配成15%水溶液（pH4.5）在85℃下加热10 min，冷却后加入10%的刺梨VC微胶囊，在温度为30℃、振荡转速150 rpm条件下处理40 min，水洗4次，冷冻离心，收集乳清蛋白包埋的刺梨VC微胶囊，冷冻干燥。
（6）VC：包埋度=18.5% ，包埋率=72.5%；多酚：包埋度=26.4%，包埋率=78.9%。
实施例3、经乳清蛋白包埋的刺梨VC微胶囊的性能
微胶囊经乳清蛋白包埋与未经包埋的相比，VC包埋率比提高了2.3~4.4倍，多酚包埋率提高了3.2~6.9倍。微胶囊经乳清蛋白包埋后缓释性能提高，最初2 h在模拟胃液中的累积释放率由包埋前的89.2%下降至66.3%。在25℃、相对湿度75%以及25℃、相对湿度90%条件下保存10天，乳清蛋白包埋的刺梨VC微胶囊中VC和多酚的均在98%以上，且两种条件下的差异不显著；在60℃、相对湿度75%，避光保存10天，VC存率为87.2%，多酚存率为90.8%。结果表明，经乳清蛋白包埋的刺梨VC微胶囊包埋率和稳定性均十分理想，而且缓释能力增强，有效提高了刺梨资源的利用率，可作为一种新型的营养原料和抗氧化剂应用于食品、饲料、日化用品等领域。
Claims (11)
1.本发明涉及一种刺梨VC微胶囊及其制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）挑选新鲜刺梨好果自来水冲洗，去蒂去籽，淋干后经漂烫护色和冻融处理，加入柠檬酸浸泡榨汁过滤制得刺梨匀浆，冷冻离心，获刺梨果汁，密封低温避光保存；
（2）以酵母细胞为出发菌株，采用麦芽汁培养基活化酵母细胞和制备种子液，YPD培养基摇瓶发酵，发酵条件为：接种量3~8%、装液量20~40%、温度28~32℃、转速150~220 rpm；
（3）酵母湿菌体水洗多次后，采用不同的渗透剂进行透性化处理，水洗、冷冻离心收集透性化细胞，于60℃真空干燥获酵母细胞壁材；
（4）在温度为10~35℃、振荡转速100~200 rpm条件下，将10 mL刺梨果汁与0.1~1.0 g透性化酵母细胞壁材进行混合30 min后，置于抽真空条件下处理3~7 h，水洗，冷冻离心，收集刺梨VC微胶囊；
（5）乳清蛋白水溶液经热改性处理，冷却后加入10~50%的刺梨VC微胶囊，在温度为10~35℃、振荡转速100~200 rpm条件下处理10~60 min，水洗，冷冻离心，收集乳清蛋白包埋的刺梨VC微胶囊，冷冻干燥。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤（1）所述漂烫护色温度为90~100℃，时间为1~5min。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤（1）所述柠檬酸加入重量为刺梨果重量的0.2~1.2%。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤（1）所述刺梨匀浆制备选自以下任一条件：
（1）在温度15~45℃下，刺梨解冻果和纯净水按料水比1:（0~1）共同浸泡处理30~120min，经榨汁机压榨后压滤制得；
（2）刺梨经榨汁机瞬时运行1~3 s粗榨，再按料水比1:（0~1）加入一定量的纯净水，在温度15~45℃下，共同浸泡处理30~60 min，经榨汁机榨汁压滤制得。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤（2）~（5）中所述酵母细胞来自酵母属和克鲁维酵母属，优选酿酒酵母、啤酒酵母、面包酵母、乳酸克鲁维酵母、马克斯克鲁维酵母。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤（3）所述渗透剂为氯化钠和乙醇。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤（3）所述透性化处理选自以下任一条件：
（1）湿菌体与氯化钠溶液按质量比为1:（2~4）进行混合，调pH至5.5，35~65℃，150rpm水浴振荡处理24~48 h；
（2）湿菌体依次与乙醇梯度浓度溶液按质量比为1:（2~6）进行混合，5~30℃，150rpm振荡处理20~120 min；
（3）湿菌体与氯化钠溶液按质量比为1:（2~4）进行混合，调pH至5.5，35~65℃，150rpm水浴振荡处理24~48 h；水洗离心收集菌体，湿菌体依次与不同浓度的乙醇溶液按质量比为1:（2~6）进行混合，5~30℃，150rpm振荡处理20~120 min。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于所述氯化钠溶液和乙醇溶液分别为3~5%氯化钠溶液和40%、60%、80%、100%乙醇梯度浓度溶液。
9. 如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤（5）所述乳清蛋白水溶液热改性条件为：在65~90℃下加热10~50 min。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于所述乳清蛋白水溶液，pH 3.1~4.8，乳清蛋白浓度10~15%。
11.根据权利要求1-10中任一项方法所制备的刺梨维C微胶囊产品，对刺梨果汁维C的包埋率为60~80%，多酚的包埋率为65~85%。
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