CN109567169A - 微量营养素预混料的微囊化纳米制剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微量营养素预混料的微囊化纳米制剂及其制备方法。所述微囊化纳米制剂包括辅料和活性成分，所述辅料，包含：麦芽糊精、浓缩乳清蛋白、菜籽油、大豆卵磷脂、山梨糖醇；所述活性成分，包含：氨基葡萄糖、左旋肉碱、核苷酸、花色苷、原花青素、姜黄素、大豆异黄酮、番茄红素、叶黄素、植物甾醇。通过将以上辅料和活性成分分为三部分分别进行溶解，然后制备成脂质体，再进行微囊化处理，得到微囊化纳米制剂。本发明微囊化纳米制剂中的微量营养素混合更均匀，该微囊化纳米制剂可以提高光敏、热敏营养素的稳定性；且具有食用安全、可应用范围广的优点。
Description
技术领域
本发明涉及食品加工制备技术领域，特别是涉及一种微量营养素预混料的微囊化纳米制剂及其制备方法，尤其适用于老年配方食品中。
背景技术
中国人口老龄化发展十分迅速，60岁及以上老年人达2.41亿人，占人口比例为17.3％，而2011年仅为1.84亿，占13.7％，年均增加近1000万人。预测，到2035年，中国老年人将高达28.5％，超过3.4亿人，大约每4个人就有一个老年人；到2050年，将达35.1％，超过4.4亿，大约每3个人就有一个老年人。
人在步入老年期后，因活动量减少导致其机体新陈代谢功能降低，消化系统缺乏良好的调节适应能力，体内器官的生理功能开始减退，新陈代谢失去平衡，当分解代谢超过了体内的合成代谢，就会显现出衰老的现象。同时，这些生理性的变化，正是导致老年病发生的根源，例如高血压、糖尿病、冠心病、骨质疏松等。这些病症以及生理的变化也直观的说明了老年人身体的特殊性。因此，开发老年人配方食品、营养强化食品就变得的十分重要。
老年食品就是经改善食物物理性状和(或)调整膳食(营养)成分的种类及含量，以适应咀嚼和(或)吞咽功能下降、营养不良的老年人生理特点，满足其饮食需要或营养需求的一类特殊膳食用食品。主要包括易食食品、老年营养配方食品和老年营养补充食品。
纳米载体在营养素运送系统方面的应用范围广泛，也是纳米技术应用研究的全球热点之一，其制备过程中可形成稳定的内环境包埋亲水性物质，或者通过疏水作用包埋疏水性物质。
到目前为止，在纳米制剂的制备方面已研究出很多种方法，比较常用的有以下几种：类脂薄膜水化法、冻融法、冻干再水化法、钙诱导融合法、乙醇注入法、超声波法等。中国专利文献CN108576779A公开了一种魔芋葡甘聚糖-脂质体复合纳米食品递送系统及其制备方法和应用，并具体公开了膜材中采用了化学改性的魔芋葡甘聚糖；中国专利文献CN108697681A公开了一种水溶性亲脂性材料，并具体公开了以氯仿、甲醇和四氢呋喃为溶剂制备纳米制剂；中国专利文献CN108619097A公开了一种高效抗癌抗氧化复合脂质体，并具体公开了将薏仁油及β-胡罗卜素溶于二氯甲烷溶剂而制备纳米制剂。以上这些专利的共同特点：一是大量使用有机溶剂，存在溶剂残留的风险；二是都添加了胆固醇作为脂质体制剂的膜材，不适于应用有老年配方食品中。
老年营养配方食品类属于标准化配方食品，生产老年营养配方食品就需要使用营养素预混料。所谓营养素预混料就是按营养素标准化食品的需要，将各种功能因子、维生素、矿物质、氨基酸和其它必需的微量营养素，通过物理方法混合在一起，用以补充人体所需营养成分的一种产品，其是一种高浓度营养素，不是直接食用的食品。由于老年人体内器官生理功能的衰退，用于老年人配方食品的微量营养素预混料更需要考虑老年人的生理特征。
综上所述，提供一种可用于老年配方食品的微量营养素预混料及其制备方法是本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
基于上述问题，本发明的目的在于提供一种可用于老年配方食品中，可提高营养素稳定性的，混合均匀性的微量营养素预混料的微囊化纳米制剂，以解决老年配方食品中的营养素成分损失率高甚至失效的问题。
本发明的另一目的在于，提供上述微量营养素预混料的微囊化纳米制剂的制备方法。
上述目的是通过以下技术方案实现的：
根据本发明的一个方面，本发明提供的微量营养素预混料的微囊化纳米制剂，以所述微量营养素预混料的微囊化纳米制剂的总重量为100％计，包括：辅料和活性成分，其中，
所述辅料，按重量百分比计，包含：
所述活性成分，按重量百分比计，包含：
其中，所述麦芽糊精含量优选为57.00％～75.00％；所述菜籽油含量优选为8.00％～15.00％。
在所述辅料中，所述麦芽糊精为微囊化用壁材，其DE值<11，含量95％。应符合GB/T20884-2007的要求。
所述浓缩乳清蛋白为微囊化用壁材，其蛋白质含量≥80％。应符合GB 11674-2010的要求。
所述菜籽油为油溶性微量营养素的载体，优选为低芥酸菜籽油，α-亚麻酸含量≥5％。应符合GB 1536-2004的要求。
在所述活性成分中，所述植物甾醇应符合卫生部2010年3号公告要求；所述叶黄素应符合卫生部2008年10号公告要求；所述氨基葡萄糖应符合中国药典的要求；所述左旋肉碱应符合GB1903.13-2016的要求；所述核苷酸应符合GB1886.171-2016的要求；所述花色苷应符合GB1886.244-2016的要求；所述原花青素应符合SW/T1-2015的要求；所述大豆异黄酮应符合NY/T1252-2006的要求；所述姜黄素应符合GB1886.76-2015的要求；所述番茄红素应符合GB1886.78-2016的要求。
根据本发明的另一方面，本发明提供的上述用于老年配方食品的微量营养素预混料的微囊化纳米制剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)、按上述重量百分比，将姜黄素和大豆异黄酮混合、加入等量的大豆卵磷脂(姜黄素和大豆异黄酮的之和与加入的大豆卵磷脂相同)，用食品级乙醇溶解后，继续搅拌5～15分钟，脱除乙醇后得到姜黄素、大豆异黄酮和大豆卵磷脂的复合物；
(2)、按上述重量百分比，将氨基葡萄糖、左旋肉碱、核苷酸、花色苷、原花青素溶于去离子水中，制成水溶液；
(3)、按上述重量百分比，将植物甾醇、叶黄素、番茄红素溶于菜籽油中；
(4)、将步骤(1)至(3)得到的混合物、配方中剩余的大豆卵磷脂、以及按上述重量百分比称取的山梨糖醇加入到高压均质机中，用去离子水补足至100wt％，通入氮气，进行均质，得到均质液；
(5)、将步骤(4)得到的均质液置于高压微射流设备中，通入氮气，进行纳米脂质体制备处理，处理后得到脂质体液体；
(6)、在步骤(5)得到的脂质体液体中，按上述重量百分比加入麦芽糊精和浓缩乳清蛋白，高压均质，之后采用真空喷雾干燥技术干燥，得到一种营养素稳定性高的粉状微囊化的微量营养素预混料的微囊化纳米制剂。
其中，所述大豆卵磷脂为纳米脂质体制剂的膜材，药用辅料级，其磷脂酰胆碱含量≥70％。符合中国药典中注射用大豆卵磷脂的要求。所述山梨糖醇为纳米脂质体制剂的膜材，食品级，其含量≥95％。
优选地，步骤(4)中，氮气的流速为1～10升/分钟，均质的温度为30～60℃，压力为5～25MPa，时间为20～25分钟。步骤(5)中，氮气的流速为1～5升/分钟，所述处理为在100～160MPa压力下处理7～10次。
优选地，步骤(5)中，经脂质体制备处理后，得到脂质体的粒径为100～500nm；活性成分包封率(以菜籽油计)65～75wt％。
优选地，用于制备老年配方食品时，所述微量营养素预混料微囊化纳米制剂可采用宏量营养素稀释3.99～4.38倍。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果：
本发明充分考虑老年人群的生理特点，采用适合老年人的抗衰老营养素，同时通过优化配比，得到本发明微囊化纳米制剂，将其用于老年配方食品的微量营养素预混料中，可提高光敏、热敏营养素的稳定性，提高营养素混合均匀性，从而避免了老年配方食品中的营养素成分损失率高甚至失效的问题。
本发明通过先纳米化得到脂质体，再微囊化，得到的微囊化纳米制剂，提高了营养素的稳定性；可获得脂质体粒径100～500nm，活性成分包封率，以菜籽油计，为65～75wt％。本发明的微囊化纳米制剂，在制备成老年配方食品时，可用宏量营养素稀释3.99～4.38倍，微量营养素含量仍满足要求，也就是说，本发明微囊化纳米制剂具有很高的稳定性。除此之外，本发明还具有食用安全的优点，制备过程中可避免大量有机溶剂残留的风险，减少大量胆固醇在老年配方食品微量营养素预混料中的使用。
下面对本发明的有益效果进行具体描述。
(1)本发明保护了配方的完整性以及微量营养素的混合均匀性。
本发明微量营养素预混料中的微量活性营养素(各组分)的选择以及添加量是经过大量的试验研究得出的结果，主要分为水溶性、醇溶性和脂溶性三部分。试验表明，如果只是简单地将其(各组分)混配在一起，加入到老年配方食品中，制成粉剂产品，冲调食用时，冲调液体会出现沉淀和分层现象。取沉淀物分析检测结果显示沉淀物以姜黄素和大豆异黄酮为主；取上层漂浮油滴分析检测结果显示主要为植物甾醇、叶黄素、番茄红素。本申请考虑到姜黄素和大豆异黄酮几乎不溶于水；植物甾醇、叶黄素、番茄红素属于脂溶性营养素，遇水就会形成油滴漂浮在液体上面，从而会产生这些活性成分不能完全摄入的问题(挂壁、或作为异物弃掉)，对制备方法进行了改进，将活性成分分为水溶性、醇溶性、脂溶性三部分，分别进行溶解，且采用食品级乙醇溶解后直接脱除乙醇，然后进行纳米脂质体制备处理和微囊化处理，且对纳米脂质体制备过程中的压力及处理次数进行了优化，得到混合均匀的微囊化纳米制剂，可有效解决上述问题。另外，经过混合均匀度的检验，结果表明，简单混合后，表征混合均匀度的变异系数(CV)都在10以上，而本发明制备的微量营养素预混料的微囊化纳米制剂的变异系数都小于5。
(2)提高了微量营养素的稳定性
本发明微量营养素预混料中的微囊化纳米制剂，对老年人来说大部分都是抗衰老(抗氧化)微量营养素。这些抗氧化剂遇光、氧(空气)很容易变质失效。本发明的微囊化纳米制剂，是将微量营养素制备成纳米脂质体制剂并将其转化为微囊化粉剂，一方面提高了这些光敏、易氧化营养素的稳定性；另一方面，本发明可作为微量营养素预混料提供给生产老年人配方食品的企业，更易于在食品加工行业得到广泛应用。
附图说明
图1为本发明实施例中微量营养素预混料的微囊化纳米制剂的制备方法工艺流程图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现结合以下具体实施例及说明书附图对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
实施例1
本实施例提供的用于老年配方食品的微量营养素预混料的微囊化纳米制剂，以微量营养素预混料的微囊化纳米制剂的总重量为100％计，其配料表为：
上述用于老年配方食品的微量营养素预混料的微囊化纳米制剂的制备步骤如下，步骤一至步骤三的顺序不限于此，制备方法工艺流程图如图1所示：
步骤一：将姜黄素和大豆异黄酮混合，加入0.11％的大豆卵磷脂，用食品级乙醇溶解后，继续搅拌5分钟，脱除乙醇后得到姜黄素、大豆异黄酮和大豆卵磷脂复合物；
步骤二：将氨基葡萄糖、左旋肉碱、核苷酸、花色苷、原花青素溶于去离子水中，制成水溶液；
步骤三：将植物甾醇、叶黄素、番茄红素溶于菜籽油中；
步骤四：将步骤一至三得到的混合物、4.89％的大豆卵磷脂、以及山梨糖醇加入到高压均质机中，用去离子水补足至100wt％，通入氮气，氮气的流速为1升/分钟，在5MPa压力下进行均质，均质的温度为30℃，时间为20分钟，得到均质液；
步骤五：将步骤四得到的均质液置于高压微射流设备中，通入氮气，氮气的流速为1升/分钟，在100MPa压力下纳米化处理7次后，得到脂质体液体；其中，所述脂质体的粒径为463nm；活性成分包封率(以菜籽油计)65wt％；
步骤六：向步骤五中得到的脂质体液体溶液中加入配料表中的麦芽糊精、浓缩乳清蛋白，高压均质后采用真空喷雾干燥技术干燥，粉碎得到一种粉状可用于老年配方食品的微量营养素预混料的微囊化纳米制剂，包装成成品。
本实施例得到的微囊化纳米制剂中的营养成分如表1所示。
表1
由表1可见，本实施例得到的可用于老年配方食品的微量营养素预混料的微囊化纳米制剂每100可提供451Kcal的热量，按每日摄入热量1800Kcal计，该微量营养素预混料的微囊化纳米制剂用宏量营养素稀释3.99倍后，制备成老年配方食品后，微量营养素含量仍满足要求。
实施例2
本实施例提供的用于老年配方食品的微量营养素预混料的微囊化纳米制剂，以该微量营养素预混料的微囊化纳米制剂的总重量为100％计，其配料表为：
该用于老年配方食品的微量营养素预混料的微囊化纳米制剂的制备步骤如下，该制备方法的工艺流程图如图1所示：
步骤一：将姜黄素和大豆异黄酮混合，加入0.53％的大豆卵磷脂，用食品级乙醇溶解后，继续搅拌10分钟，脱除乙醇后得到姜黄素、大豆异黄酮和大豆卵磷脂复合物；
步骤二：将氨基葡萄糖、左旋肉碱、核苷酸、花色苷、原花青素溶于去离子水中，制成水溶液；
步骤三：将植物甾醇、叶黄素、番茄红素溶于菜籽油中；
步骤四：将步骤一至三得到的混合物、9.47％的大豆卵磷脂、以及山梨糖醇加入到高压均质机中，用去离子水补足至100wt％，通入氮气，氮气的流速为5升/分钟，在15MPa压力下进行均质，均质的温度为45℃，时间为20分钟，得到均质液；
步骤五：将步骤四所得均质液置于高压微射流设备中，通入氮气，氮气的流速为3升/分钟，在130MPa压力下纳米化处理8次后，得到脂质体液体，其中，所述脂质体的粒径为433nm；活性成分包封率(以菜籽油计)70wt％；
步骤六：向步骤五中得到的脂质体液体溶液中加入配料表中的麦芽糊精、浓缩乳清蛋白，高压均质后采用真空喷雾干燥技术干燥，得到一种粉状用于老年配方食品的微量营养素预混料微囊化纳米制剂。
本实施例得到的微囊化纳米制剂中的营养成分如表2所示。
表2
由表2可见，本实施例得到的可用于老年配方食品的微量营养素预混料的微囊化纳米制剂每100可提供477Kcal的热量，按每日摄入热量1800Kcal计，该微量营养素预混料的微囊化纳米制剂用宏量营养素稀释3.77倍后，制备成老年配方食品后，微量营养素含量仍满足要求。
实施例3
本实施例提供的用于老年配方食品的微量营养素预混料的微囊化纳米制剂，以该微量营养素预混料的微囊化纳米制剂的总重量为100％计，其配料表为：
上述用于老年配方食品的微量营养素预混料的微囊化纳米制剂的制备步骤如下，该制备方法的工艺流程图如图1所示：
步骤一：将姜黄素和大豆异黄酮混合，加入0.94％的大豆卵磷脂，用食品级乙醇溶解后，继续搅拌15分钟，脱除乙醇后得到姜黄素、大豆异黄酮和大豆卵磷脂复合物；
步骤二：将氨基葡萄糖、左旋肉碱、核苷酸、花色苷、原花青素溶于去离子水中，制成水溶液；
步骤三：将植物甾醇、叶黄素、番茄红素溶于菜籽油中；
步骤四：将步骤一至三得到的混合物、4.06％的大豆卵磷脂、以及山梨糖醇加入到高压均质机中，用去离子水补足至100wt％，通入氮气，氮气的流速为10升/分钟，在25MPa压力下进行均质，均质的温度为60℃，时间为25分钟，得到均质液；
步骤五：将步骤四得到的均质液置于高压微射流设备中，通入氮气，氮气的流速为5升/分钟，在160MPa压力下纳米化处理10次后，得到脂质体液体；其中，所述脂质体的粒径为343nm；活性成分包封率(以菜籽油计)71wt％；
步骤六：向步骤五中得到的脂质体液体溶液中加入配料表中的麦芽糊精、浓缩乳清蛋白，高压均质后采用真空喷雾干燥技术干燥，得到一种粉状用于老年配方食品的微量营养素预混料微囊化纳米制剂。
本实施例得到的微囊化纳米制剂中的营养成分如表3所示。
表3
由表3可见，本实施例得到的用于老年配方食品的微量营养素预混料的微囊化纳米制剂每100克提供411Kcal的热量，按每日摄入热量1800Kcal计，该微量营养素预混料微囊化纳米制剂用宏量营养素稀释4.38倍后，制备成老年配方食品后，微量营养素含量仍满足要求。
对比例
一般预混料的制备：按实施例3的配料表，先将辅料麦芽糊精、浓缩乳清蛋白、菜籽油、大豆卵磷脂、山梨糖醇这些辅料采用通用技术加水均质、喷雾干燥后制成粉末，再将实施例3的配料表中的活性成分与该粉末在三维混合机中混合均匀，得到混合均匀度的变异系数CV为13.5％的一般预混料。
微囊化预混料的制备：按实施例3的配料表，通过采用通用技术加水均质、并采用喷雾干燥微囊化技术进行微囊化，制备得到微囊化预混料。
然后，分别取这两种预混料各100克、以及本发明实施例3制得的产品100克，置于A4纸大小的陶瓷盘中，用刮板刮匀后，在室温(25℃)阳光直射的条件下，分别放置0、0.5、1.0、1.5、2.0小时，在各个时间点取样，取样后的剩余样品用刮板搅拌均匀并重新刮平，用《GB5009.248-2016食品安全国家标准食品中叶黄素的测定》检测叶黄素的含量，结果如表4所示。
表4不同营养素预混料中叶黄素稳定性的测定
由表4可见，在室温(25℃)阳光直射的条件下，照射2小时后，本申请制备的微量营养素预混料的微囊化纳米制剂中叶黄素的含量基本上没有变化，而微囊化预混料中叶黄素的含量衰减为初始含量的2.9％，一般预混料中未能再检出叶黄素。
Claims (10)
1.一种微量营养素预混料的微囊化纳米制剂，其特征在于，以所述微量营养素预混料的微囊化纳米制剂的总重量为100％计，包括：辅料和活性成分，其中，
所述辅料，按重量百分比计，包含：
所述活性成分，按重量百分比计，包含：
2.如权利要求1所述的微囊化纳米制剂，其特征在于，按重量百分比计，所述麦芽糊精含量为57.00％～75.00％；所述菜籽油含量为8.00％～15.00％。
3.如权利要求1所述的微囊化纳米制剂，其特征在于，在所述辅料中，所述麦芽糊精为微囊化用壁材，其DE值<11，含量95％。
4.如权利要求1所述的微囊化纳米制剂，其特征在于，所述浓缩乳清蛋白为微囊化用壁材，其蛋白质含量≥80％。
5.如权利要求1所述的微囊化纳米制剂，其特征在于，所述菜籽油为油溶性微量营养素的载体；所述菜籽油为低芥酸菜籽油，α-亚麻酸含量≥5％。
6.一种如权利要求1-5任一项所述的微囊化纳米制剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)、按所述重量百分比，将姜黄素、大豆异黄酮、以及与所述姜黄素和所述大豆异黄酮的总量等量的大豆卵磷脂，用食品级乙醇溶解后，继续搅拌5～15分钟，脱除乙醇后得到姜黄素、大豆异黄酮和大豆卵磷脂的复合物；
(2)、按所述重量百分比，将氨基葡萄糖、左旋肉碱、核苷酸、花色苷、原花青素溶于去离子水中，制成水溶液；
(3)、按所述重量百分比，将植物甾醇、叶黄素、番茄红素溶于菜籽油中；
(4)、将步骤(1)至(3)得到的混合物、剩余的大豆卵磷脂、以及按上述重量百分比称取的山梨糖醇加入到高压均质机中，用去离子水补足至100wt％，通入氮气，进行均质，得到均质液；
(5)、将步骤(4)得到的均质液置于高压微射流设备中，通入氮气，进行纳米脂质体制备处理，处理后得到纳米脂质体液体；
(6)、在步骤(5)得到的脂质体液体中，按所述重量百分比加入麦芽糊精和浓缩乳清蛋白，高压均质，之后采用真空喷雾干燥技术干燥，得到所述微囊化纳米制剂。
7.如权利要求6所述的微囊化纳米制剂的制备方法，其特征在于，所述大豆卵磷脂为纳米脂质体的膜材，药用辅料级，其磷脂酰胆碱含量≥70％。
8.如权利要求6所述的微囊化纳米制剂的制备方法，其特征在于，所述山梨糖醇为纳米脂质体的膜材，食品级，其含量≥95％。
9.如权利要求6所述的微囊化纳米制剂的制备方法，其特征在于，
在步骤(4)中，氮气的流速为1～10升/分钟，均质的温度为30～60℃，压力为5～25MPa，时间为20～25分钟；
在步骤(5)中，氮气的流速为1～5升/分钟，所述处理为在100～160MPa压力下处理7～10次。
10.如权利要求9所述的微囊化纳米制剂的制备方法，其特征在于，
在步骤(5)中，经脂质体制备处理后，得到的脂质体的粒径为100～500nm；活性成分包封率，以菜籽油计，为65～75wt％。
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