CN108530939B - 一种泡沫喷雾干燥法制备雨生红球藻中虾青素微胶囊及其制备方法 - Google Patents

一种泡沫喷雾干燥法制备雨生红球藻中虾青素微胶囊及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种泡沫喷雾干燥法制备雨生红球藻中虾青素微胶囊化及其制备方法，属于天然色素稳定性技术领域。该微胶囊是通过以下重量份原料制备而成：阿拉伯胶4‑5g、可变性淀粉1‑2g、大豆蛋白3‑6g、乳糖醇1‑2g、虾青素8‑12g、乳化剂。虾青素微胶囊化后，避免了光、热、氧等环境因素对虾青素稳定性的影响，从而保持了虾青素的功能性，延长了贮藏期；本发明提供的制备方法，提高了传质速率，缩短喷雾干燥的时间；本发明制备的产品表面呈粗糙、多凹陷、多孔质结构，提高了虾青素在水中溶解性和分散性，分散稳定性好；本发明工艺简单，生产成本低，操作条件温和，适合工业化生产。

Description

一种泡沫喷雾干燥法制备雨生红球藻中虾青素微胶囊及其制 备方法
技术领域
本发明涉及一种泡沫喷雾干燥法制备雨生红球藻中虾青素微胶囊化及其制备方法，属于天然色素稳定性技术领域。
背景技术
虾青素（Astaxanthin) 从虾、蟹、鱼、某些藻类等中发现的一种红色类胡萝卜素，化学名称为3，3′-二羟基-4，4′-二酮基β-胡萝卜素，属于脂溶性红色素，不溶于水，易溶于氯仿、丙酮、苯和二硫化碳等有机溶剂，为萜烯类含有不饱和化合物等。天然虾青素是世界上最强的天然抗氧化剂，有效清除细胞内的氧自由基是维生素C的功效的6000倍；维生素E的1000倍；辅酶Q10的800倍；lycopene（番茄红素）功效的1800倍；carotol（叶黄素）功效的200倍；因而具有抗衰老、缓解运动疲劳、抑制肿瘤发生、预防心血管疾病、维护眼睛及中枢神经系统等多种生理功能。由于虾青素的功能特性与色素，食品添加剂、化妆品、保健品和医药工业方面有广阔的应用前景。
由于虾青素分子结构中的长共轭不饱和双键, 使得它的性质极不稳定，在光照、高温或氧气环境下极易氧化变色。可以通过选择适宜的包埋技术，即虾青素微胶囊化，保持虾青素的稳定性。由于微胶囊化后的微粒外部有保护层,避免光、热、氧等环境因素的影响,比较耐贮存、方便应用,最大限度保存其性能和生物活性作用,从而提高它在功能性产品中的可用性,促进生理功能的发挥。
所谓微胶囊化技术是指将固体、液体或气体包埋在微小而密封的胶囊中，使其只有在特定条件下才会以控制速率释放的技术，粒径的大小一般为5-200μm不等。被包埋的物质称为芯材，包括色素、香精香料、酸化剂、甜味剂、脂类、维生素、矿物质、酶、微生物、气体以及其它各种饲料添加剂；包埋芯材实现微囊胶化的物质称为壁材。壁材是指可用作微胶囊包囊材料的有天然高分子、半合成高分子和合成高分子材料，应具有很好的成膜性、质密性、乳化性。其直径在2～1000μm之间，壁材的厚度也在0.2～10μm不等，油溶性囊心物需选水溶性包囊材料，水溶性囊心物则选油溶性包囊材料，即包囊材料应不与囊心物反应，不与囊心物混溶。高分子包囊材料本身的性能也是选择包囊材料所要考虑的因素，如渗透性、稳定性、溶解性、可聚合性、粘度、电性能、吸湿性及成膜性等。现有的微胶囊产品，包埋率及稳定性差，结块率高，不易储藏。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种泡沫喷雾干燥法制备雨生红球藻中虾青素微胶囊。
本发明还提供了一种泡沫喷雾干燥法制备雨生红球藻中虾青素微胶囊的制备方法。
本发明是通过以下措施实现的：
本发明提供了一种泡沫喷雾干燥法制备雨生红球藻中虾青素微胶囊，包括以下重量份原料：阿拉伯胶4-5g、可变性淀粉1-2g、大豆蛋白3-6g、乳糖醇1-2g、虾青素8-12g、乳化剂。
本发明还提供了一种泡沫喷雾干燥法制备雨生红球藻中虾青素微胶囊的制备方法，包括以下步骤：
（1）将阿拉伯胶、可变性淀粉、大豆蛋白、乳糖醇，加入装有400 ml蒸馏水中，在温度为60-70 ℃下，搅拌至溶解，制成混合液；
（2）将黄秋葵提取液升温至40-50 ℃，然后加入虾青素，配制成芯材液；
（3）将混合液和芯材液混合后，加入占两者总重0.1%的乳化剂，混合均匀后进行均质处理，得溶液；
（4）利用高压泵将溶液打入料浆混合室，按比例混入氮气，使其形成泡沫浆液；
（5）将步骤（4）中泡沫浆液，进入喷雾装置进行喷雾干燥；
（6）经检验合格包装，得成品。
进一步的，所述黄秋葵提取液和虾青素的料液比为20mL:1g。
本发明所使用的黄秋葵提取液采用以下方法制备而成：将黄秋葵加入水，打浆，然后将黄秋葵浆中加入硬脂酰乳酸钙、黄酒，搅拌升温至80-90℃，保温搅拌10-15min，过滤后滤液中加入银耳粉，搅拌均匀即得。
进一步的，所述水的加入量占黄秋葵质量的2倍；所述柠檬酸钙的加入量占黄秋葵质量的0.2-0.3%；所述黄酒同水的体积比为0.1：1；所述银耳粉的加入量占滤液重量的4-5%。
进一步的，所述均质的压力为20-30Mpa，温度为40-55 ℃，处理时间为10-20min。
进一步的，步骤（4）中，所述泡沫浆液的密度为0.4-0.7 g/cm3。
本发明中喷雾干燥的参数为：进口风温为100-120 ℃，出风温度 50-60 ℃，进料流量为50-90 mL/min。
本发明制备的虾青素微胶囊的水分为2.5-4%，粒径为60-300μm。
本发明所使用的黄秋葵，学名为Abelmoschus esculentus (Linn.)Moench；本发明所使用的虾青素为含量为76.12%的虾青素。本发明所使用的黄酒为干黄酒，总糖含量低于15.0g/L。本发明所使用的银耳粉为市售银耳粉，过100目筛即可。
本发明的优点如下：
（1）虾青素微胶囊化后，避免了光、热、氧等环境因素对虾青素稳定性的影响，从而保持了虾青素的功能性，延长了贮藏期；
（2）本发明提供的制备方法，提高了传质速率，缩短喷雾干燥的时间；
（3）本发明制备的产品表面呈粗糙、多凹陷、多孔质结构，提高了虾青素在水中溶解性和分散性，分散稳定性好；
（4）喷雾干燥的温度较常规方法低，提高了热效率，缩短了液滴在干燥器内停留时间，产品的营养成分和芳香组分破坏性较低，提高了虾青素的营养价值；
（5）通过本发明提供的壁材、芯材及制备方法，提高了包埋率；
（6）本发明工艺简单，生产成本低，操作条件温和，适合工业化生产。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面结合具体实施例来进一步说明。
本发明下属实施例中所使用的黄秋葵提取液采用以下方法制备而成：将100g黄秋葵加入200mL水，打浆，然后加入0.2g的硬脂酰乳酸钙、20mL黄酒，搅拌升温至80-90℃，保温搅拌15min，过滤后滤液中加入占滤液重量的5%银耳粉，搅拌均匀即得。
实施例1
（1）将阿拉伯胶4g、可变性淀粉2g、大豆蛋白3g、乳糖醇1g，加入装有400 ml蒸馏水中，在温度为60℃下，搅拌至溶解，制成混合液；
（2）将黄秋葵提取液160mL升温至40℃，然后加入虾青素8g，配制成芯材液；
（3）将混合液和芯材液混合后，加入占两者总重0.1%的单甘酯，混合均匀后进行在压力20Mpa，温度为40℃下均质处理10min，得溶液；
（4）利用高压泵将溶液打入料浆混合室，按比例混入氮气至泡沫浆液的密度为0.4g/cm3，使其形成泡沫浆液；
（5）将步骤（4）中泡沫浆液，进入喷雾装置进行喷雾干燥，喷雾干燥的参数为：进口风温为100℃，出风温度 50℃，进料流量为50mL/min；
（6）经检验合格包装，得成品。
实施例2
（1）将阿拉伯胶5g、可变性淀粉1g、大豆蛋白3g、乳糖醇1g，加入装有400 ml蒸馏水中，在温度为70 ℃下，搅拌至溶解，制成混合液；
（2）将黄秋葵提取液200mL升温至50℃，然后加入虾青素10g，配制成芯材液；
（3）将混合液和芯材液混合后，加入占两者总重0.1%的蔗糖酯，混合均匀后进行在压力25Mpa，温度为50℃下均质处理12min，得溶液；
（4）利用高压泵将溶液打入料浆混合室，按比例混入氮气至泡沫浆液的密度为0.7g/cm3，使其形成泡沫浆液；
（5）将步骤（4）中泡沫浆液，进入喷雾装置进行喷雾干燥，喷雾干燥的参数为：进口风温为120℃，出风温度60℃，进料流量为90mL/min；
（6）经检验合格包装，得成品。
实施例3
（1）将阿拉伯胶4g、可变性淀粉2g、大豆蛋白6g、乳糖醇2g，加入装有400 ml蒸馏水中，在温度为60-70 ℃下，搅拌至溶解，制成混合液；
（2）将黄秋葵提取液240mL升温至40℃，然后加入虾青素12g，配制成芯材液；
（3）将混合液和芯材液混合后，加入占两者总重0.1%的吐温80，混合均匀后进行在压力30Mpa，温度为55℃下均质处理20min，得溶液；
（4）利用高压泵将溶液打入料浆混合室，按比例混入氮气至泡沫浆液的密度为0.5g/cm3，使其形成泡沫浆液；
（5）将步骤（4）中泡沫浆液，进入喷雾装置进行喷雾干燥，喷雾干燥的参数为：进口风温为110℃，出风温度55℃，进料流量为70mL/min；
（6）经检验合格包装，得成品。
实施例4
制备方法步骤及原料组成同实施例1。
黄秋葵提取液的制备方法：将100g黄秋葵加入200mL水，打浆，搅拌升温至80-90℃，保温搅拌15min，过滤后滤液即得。
实施例5
实施例1、2和3中，制作泡沫的工艺还可采用二氧化碳气和压缩空气吹入法制造泡沫喷雾干燥的制品。
对比例1（黄秋葵提取液改变加入的顺序）
（1）将阿拉伯胶4g、可变性淀粉2g、大豆蛋白3g、乳糖醇1g，加入装有400 ml蒸馏水及160mL黄秋葵提取液中，在温度为60℃下，搅拌至溶解，制成混合液；
（2）将混合液降温至40℃，然后加入虾青素8g；
（3）然后加入占两者总重0.1%的单甘酯，混合均匀后进行在压力20Mpa，温度为40℃下均质处理10min，得溶液；
（4）利用高压泵将溶液打入料浆混合室，按比例混入氮气至泡沫浆液的密度为0.4g/cm3，使其形成泡沫浆液；
（5）将步骤（4）中泡沫浆液，进入喷雾装置进行喷雾干燥，喷雾干燥的参数为：进口风温为100℃，出风温度 50℃，进料流量为50mL/min；
（6）经检验合格包装，得成品。
该对比例制备的微胶囊表面较光滑，多孔质结构不明显。
对比例2（不加入乳糖醇）
（1）将阿拉伯胶4g、可变性淀粉2g、大豆蛋白3g，加入装有400 ml蒸馏水中，在温度为60℃下，搅拌至溶解，制成混合液；
（2）将黄秋葵提取液160mL升温至40℃，然后加入虾青素8g，配制成芯材液；
（3）将混合液和芯材液混合后，加入占两者总重0.1%的单甘酯，混合均匀后进行在压力20Mpa，温度为40℃下均质处理10min，得溶液；
（4）利用高压泵将溶液打入料浆混合室，按比例混入氮气至泡沫浆液的密度为0.4g/cm3，使其形成泡沫浆液；
（5）将步骤（4）中泡沫浆液，进入喷雾装置进行喷雾干燥，喷雾干燥的参数为：进口风温为100℃，出风温度 50℃，进料流量为50mL/min；
（6）经检验合格包装，得成品。
对比例3（不加入黄秋葵提取液，用等量的水取代）
（1）将阿拉伯胶4g、可变性淀粉2g、大豆蛋白3g、乳糖醇1g，加入装有400 ml蒸馏水中，在温度为60℃下，搅拌至溶解，制成混合液；
（2）将蒸馏水160mL升温至40℃，然后加入硬脂酰乳酸钙0.2g,虾青素8g，配制成芯材液；
（3）将混合液和芯材液混合后，加入占两者总重0.1%的单甘酯，混合均匀后进行在压力20Mpa，温度为40℃下均质处理10min，得溶液；
（4）利用高压泵将溶液打入料浆混合室，按比例混入氮气至泡沫浆液的密度为0.4g/cm3，使其形成泡沫浆液；
（5）将步骤（4）中泡沫浆液，进入喷雾装置进行喷雾干燥，喷雾干燥的参数为：进口风温为100℃，出风温度 50℃，进料流量为50mL/min；
（6）经检验合格包装，得成品。
（一）将实施例1-4及对比例1-3制备的虾青素微胶囊进行粒径、包埋率、水分含量进行检测，具体结果见表1。
表1
Figure DEST_PATH_IMAGE001
（二）将实施例1-4及对比例1-3制备的虾青素微胶囊对其分散时间、分散稳定性、结块率进行检测，具体结果见表2。
表2
Figure 706677DEST_PATH_IMAGE002

Claims (8)

1.一种泡沫喷雾干燥法制备雨生红球藻中虾青素微胶囊的制备方法，其特征在于，该微胶囊包括以下重量份原料：阿拉伯胶4-5g、可变性淀粉1-2g、大豆蛋白3-6g、乳糖醇1-2g、虾青素8-12g、乳化剂；
具体制备方法如下：
（1）将阿拉伯胶、可变性淀粉、大豆蛋白、乳糖醇，加入装有400 ml蒸馏水中，在温度为60-70 ℃下，搅拌至溶解，制成混合液；
（2）将黄秋葵提取液升温至40-50 ℃，然后加入虾青素，配制成芯材液；
（3）将混合液和芯材液混合后，加入占两者总重0.1%的乳化剂，混合均匀后进行均质处理，得溶液；
（4）利用高压泵将溶液打入料浆混合室，按比例混入氮气，使其形成泡沫浆液；
（5）将步骤（4）中泡沫浆液，进入喷雾装置进行喷雾干燥；
（6）经检验合格包装，得成品。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述黄秋葵提取液和虾青素的料液比为20mL:1g。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述黄秋葵提取液采用以下方法制备而成：将黄秋葵加入水，打浆，然后将黄秋葵浆中加入硬脂酰乳酸钙、黄酒，搅拌升温至80-90℃，保温搅拌10-15min，过滤后滤液中加入银耳粉，搅拌均匀即得。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述水的加入量占黄秋葵质量的2倍；所述硬脂酰乳酸钙的加入量占黄秋葵质量的0.2-0.3%；所述黄酒同水的体积比为0.1：1；所述银耳粉的加入量占滤液重量的4-5%。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述均质的压力为20-30Mpa，温度为40-55 ℃，处理时间为10-20min。
6. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，所述泡沫浆液的密度为0.4-0.7 g/cm3。
7.根据权利要求1或6所述的制备方法，其特征在于，所述喷雾干燥的参数为：进口风温为100-120 ℃，出风温度 50-60 ℃，进料流量为50-90 mL/min。
8.根据权利要求1、2、4、5或6所述的制备方法，其特征在于，所述虾青素微胶囊的水分为2.5-4%，粒径为60-300μm。
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