CN110720637A - 一种纳米级鱼油微胶囊及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种纳米级鱼油微胶囊及其制备方法和应用，属于食品加工技术领域。本发明提供的纳米级鱼油微胶囊的制备方法，采用微波催化均质法，将表面活性剂与鱼油混合，然后再与水混合均匀，获得混合物，将混合物进行微波催化和均质，冷冻干燥，获得所述纳米级鱼油微胶囊。本发明所述的制备方法采用微波催化均质法，大大增加了鱼油微胶囊外壁包埋材料和内部包埋的鱼油的比例，完全阻止了包埋后鱼油的氧化，保证了鱼油的营养价值，增加了其储存周期，克服了传统鱼油在感官方面的局限性；使传统均质法的时间大大缩短，使均质后的鱼油包埋颗粒从微米级减小到纳米级。

Description

一种纳米级鱼油微胶囊及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及一种纳米级鱼油微胶囊及其制备方法和应用，属于食品加工技术领域。

背景技术

鱼油是鱼体内的全部油类物质的统称，经蒸、压榨和分离而得到。海洋鱼类的鱼体中均未测出汞、砷、铅有毒物质，而钾、铜、铝、镉等均低于卫生允许值，农药残留量也几乎为零，因而用鱼及其废弃物加工所得鱼油用作油脂的质量是可靠的。鱼油富含ω-3不饱和脂肪酸，具有抗炎、调节血脂健康益处，对婴幼儿的智力发育也有重要影响。它是高血压、冠心病、脑中风、糖尿病、风湿性关节炎、癌症等疾病患者，首选的保健品。然而，鱼油中的ω-3不饱和脂肪酸有很强的腥味，而且很容易被氧化。

目前，可工业化大规模使用的鱼油包埋只有均质包埋法：微胶囊和纳米技术。此技术包埋后的微胶囊可以降低ω-3不饱和脂肪酸的氧化率，但不能完全阻止。其原因是：均质包埋法只能将包埋后的微胶囊颗粒大小降至微米级，在微米级时，其颗粒外壁包埋材料和内部包埋的鱼油的比例不足以完全阻止鱼油的氧化，而且均质包埋需的均质时间长，大约30分钟。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种纳米级鱼油微胶囊的制备方法。

本发明的另一目的是提供上述制备方法制备得到的纳米级鱼油微胶囊。

本发明的再一目的是提供上述制备方法制备得到的纳米级鱼油微胶囊的应用。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种纳米级鱼油微胶囊的制备方法，所述制备方法具体包括如下步骤:

(1)将表面活性剂与鱼油混合，然后再与水混合均匀，获得混合物；

(2)将步骤(1)所述的混合物放入微波催化设备中，再将均质机从微波催化设备上端放入步骤(1)所述的混合物中，然后同时进行微波催化和均质，获得混合液；

(3)将步骤(2)所述的混合液冷冻干燥，获得粉状物，所述粉状物即为所述纳米级鱼油微胶囊。

作为本发明制备方法的一种优选实施方式，步骤(1)中，所述表面活性剂为吐温20，所述表面活性剂与鱼油以1:1的质量比混合，所述表面活性剂与鱼油的总重量为2ml，所述水的体积为8ml，所述混合液中表面活性剂与鱼油的混合浓度为0.2g/ml。

本发明采用微波催化均质法，将均质法的高剪切力与微波使颗粒震动混合力相结合制备得到所述纳米级鱼油微胶囊，使传统均质法的时间大大缩短，均质后的颗粒大小从微米级降至纳米级。

作为本发明制备方法的一种优选实施方式，步骤(2)中，所述均质机的材料为塑料，所述微波催化设备的微波功率为100Hz，所述均质的速度为9000r/min，所述微波催化和均质的时间为5min。

本发明将微波催化和均质同时进行，利用高速旋转的试管，实现了鱼油微胶囊从微米级到纳米级的突破。

本发明所述的制备方法采用微波催化均质法，大大增加了鱼油微胶囊外壁包埋材料和内部包埋的鱼油的比例，完全阻止了包埋后鱼油的氧化，保证了鱼油的营养价值，增加了其储存周期，克服了传统鱼油在感官方面的局限性。

另一方面，本发明提供所述制备方法制备得到的纳米级鱼油微胶囊。

另一方面，本发明提供所述的纳米级鱼油微胶囊中ω-3不饱和脂肪酸含量的检测方法，包括如下步骤：

(1)提取纳米级鱼油微胶囊中的脂肪，将脂肪转化为脂肪酸甲酯，然后分离脂肪酸甲酯；

(2)在气相色普设备中检测步骤(1)所述的脂肪酸甲酯的含量，所述脂肪酸甲酯的含量即为所述ω-3不饱和脂肪酸的含量。

作为本发明所述的检测方法的一种优选实施方式，所述脂肪酸甲酯的含量在气相色普设备中检测的条件为：毛细管柱表面涂有厚度为0.25mm、质量浓度为70％的氰丙基聚硅苯基硅氧烷，所述毛细管柱长为50cm、内径为0.32mm；载气为氦气，流量为60ml/min，分流比为20:1，注入器温度为250℃，检测器温度为300℃；初始烤箱温度为140℃，以5℃/min升至220℃后保持3分钟。

在本发明所述的纳米级鱼油微胶囊样品放置14天后，其中的ω-3不饱和脂肪酸含量减少的量，表示本发明所述的纳米级鱼油微胶囊中ω-3不饱和脂肪酸的抗氧化能力。所述的纳米级鱼油微胶囊样品ω-3不饱和脂肪酸含量减少的量越少，则表明本发明所述的纳米级鱼油微胶囊中的ω-3不饱和脂肪酸的抗氧化能力越高。

再一方面，本发明提供所述的纳米级鱼油微胶囊在制备食品中的应用。

再一方面，本发明提供一种含有本发明所述的纳米级鱼油微胶囊的食品，所述食品为含有纳米鱼油微胶囊的果汁和含有油溶性生物活性化合物的纳米鱼油微胶囊。

作为本发明所述食品的一种优选实施方式，所述含有纳米鱼油微胶囊的果汁为含有纳米鱼油微胶囊的苹果汁，所述含有油溶性生物活性化合物的纳米鱼油微胶囊为含有姜黄素的纳米鱼油微胶囊和含有檞皮素的纳米鱼油微胶囊。

作为本发明所述食品的一种优选实施方式，所述含有纳米鱼油微胶囊的苹果汁为250ml苹果汁中含有0.4g冷冻干燥后的纳米鱼油微胶囊；所述含有姜黄素的纳米鱼油微胶囊中的姜黄素和所述含有檞皮素的纳米鱼油微胶囊中的懈皮素能在水溶液中均匀分布。

本发明提供的含有纳米鱼油微胶囊的苹果汁，富含量ω-3多不饱和脂肪酸，且在感官上更容易被大众接受，在气味上，其不仅克服了纳米鱼油微胶囊中鱼油的腥味，而且赋予苹果汁独特的风味。

一些生物活性化合物只有少量的可溶性，它们不能形成许多水溶性食品配方的均匀溶液，这限制了他们的应用。本发明提供的含有油溶性生物活性化合物的纳米鱼油微胶囊，将多酚类化合物溶于鱼油，对其制备成纳米鱼油微胶囊，由于微胶囊溶于水，因此实现了油溶性生物活性化合物在水溶液中均匀分布的目的，突破了脂溶性活性化合物不溶于水的应用障碍。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明所述的制备方法采用微波催化均质法，将均质法的高剪切力与微波使颗粒震动混合力相结合制备得到所述纳米级鱼油微胶囊，使传统均质法的时间大大缩短，使均质后的鱼油包埋颗粒从微米级减小到纳米级；

(2)本发明所述的制备方法采用微波催化均质法，大大增加了鱼油微胶囊外壁包埋材料和内部包埋的鱼油的比例，完全阻止了包埋后鱼油的氧化，保证了鱼油的营养价值，增加了其储存周期，克服了传统鱼油在感官方面的局限性；

(3)本发明所述的纳米级鱼油微胶囊中的ω-3不饱和脂肪酸的抗氧化能力得到提高；

(4)本发明提供的含有纳米鱼油微胶囊的苹果汁，富含含量ω-3多不饱和脂肪酸，且在感官上更容易被大众接受，在气味上，其不仅克服了纳米鱼油微胶囊中鱼油的腥味，而且赋予苹果汁独特的风味；

(5)本发明提供的含有油溶性生物活性化合物的纳米鱼油微胶囊，将多酚类化合物溶于鱼油，对其制备成纳米鱼油微胶囊，由于微胶囊溶于水，因此实现了油溶性生物活性化合物在水溶液中均匀分布的目的，突破了脂溶性活性化合物不溶于水的应用障碍。

附图说明

图1为采用本发明实施例1和对比例1制备方法获得的鱼油微胶囊进行比较的结果图；其中，图1(A)中的H对比例1所述制备方法制备获得的鱼油微胶囊的外观，图1(A)中的M为实施例1所述制备方法制备获得的纳米级鱼油微胶囊的外观；图1(B)中的H对比例1所述制备方法制备获得的鱼油微胶囊放置48h后的外观，图1(B)中的M为实施例1所述制备方法制备获得的纳米级鱼油微胶囊放置48h后的外观；图1(C)中的H为对比例1所述制备方法制备获得的鱼油微胶囊颗粒的大小；图1(D)中W为实施例1所述制备方法制备获得的纳米级鱼油微胶囊颗粒的大小；图1(E)为鱼油微胶囊显示包埋稳定性的定量测试结果图，图1(E)中的M为实施例1所述制备方法制备获得的纳米级鱼油微胶囊，图1(E)中的H为对比例1所述制备方法制备获得的鱼油微胶囊；图1(F)鱼油微胶囊包埋颗粒大小的定量测试结果图。

图2为3份相同的250ml的商用苹果汁中，第一份不添加任何物质，第二份添加0.2g鱼油，第三分添加0.4g本发明所述的纳米级鱼油微胶囊，对该三份苹果汁的感官评价结果图。

图3为荧光电子扫描显微镜扫描含有姜黄素的纳米鱼油微胶囊和含有檞皮素的纳米鱼油微胶囊在水溶液中均匀分布的结果图。

具体实施方式

为更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

本实施例为本发明所述的一种纳米级鱼油微胶囊的制备方法，采用微波催化均质法，将均质法的高剪切力与微波使颗粒震动混合力相结合制备得到所述纳米级鱼油微胶囊；所述制备方法具体包括如下步骤:

(1)将lg表面活性剂吐温20(Tween20)与鱼油以1:1的质量比混合，然后再与8ml水混合均匀，获得浓度为0.2g/ml的混合物；

(2)将步骤(1)所述的混合物放入微波催化设备中，再将塑料制的均质机从微波催化设备上端放入步骤(1)所述的混合物中，然后进行微波催化和均质，微波催化设备的微波功率为100Hz，均质的速度为9000r/min，微波催化和均质的时间为5min，获得混合液；

(3)将步骤(2)所述的混合液冷冻干燥，获得粉状物，所述粉状物即为所述纳米级鱼油微胶囊。

对比例1

本对比例为传统的一种鱼油微胶囊的制备方法，包括如下步骤：

(1)将lg表面活性剂吐温20(Tween20)与鱼油以1:1的质量比混合，，然后再与8ml水混合均匀，获得浓度为0.2g/ml的混合物；

(2)将塑料制的均质机从微波催化设备上端放入步骤(1)所述的混合物中，然后开始均质，均质机均质的速度为9000r/min，均质时间30min，获得混合液；

(3)将步骤(2)所述的混合液冷冻干燥，获得粉状物，所述粉状物即为所述鱼油微胶囊。

实验例1

将采用本发明实施例1和对比例1制备方法获得的鱼油微胶囊进行比较，对比结果如图1所示。

(1)、对采用本发明实施例1和对比例1制备方法获得的鱼油微胶囊进行观察，刚制备得到立即观察的结果如图1(A)所示，制备后放置48h后观察的结果如图1(B)所示。

观察结果：图1(A)中的H对比例1所述制备方法制备获得的鱼油微胶囊的外观，图1(A)中的M为实施例1所述制备方法制备获得的纳米级鱼油微胶囊的外观；图1(B)中的H对比例1所述制备方法制备获得的鱼油微胶囊放置48h后的外观，图1(B)中的M为实施例1所述制备方法制备获得的纳米级鱼油微胶囊放置48h后的外观；将图1(A)与图1(B)各自的H、M对应比较可知，对比例1制备获得鱼油微胶囊放置48h后，均质化处理的样品分层明显，包埋稳定性不好，而实施例1制备获得纳米级鱼油微胶囊样品无分层，包埋稳定性好，由此说明了，本发明所述的制备方法制备获得的纳米级鱼油微胶囊，包埋稳定性好。

(2)、用epi-荧光显微镜检测本发明实施例1和对比例1制备方法获得的鱼油微胶囊：使用带有尼康DS-Qi1Mc单色相机的epi-荧光显微镜、冷却的LED pE300和适当的滤块记录封装粒子的epi-荧光显微镜图像，使用20倍长工作物镜，曝光时间100ms，帧速率大约10帧；用ImageJ程序对显微镜拍摄的图像进行分析，结果如图1(C)和图1(D)所示。

实验结果：图1(C)中的H为对比例1所述制备方法制备获得的鱼油微胶囊颗粒的大小；图1(D)中W为实施例1所述制备方法制备获得的纳米级鱼油微胶囊颗粒的大小；由图1(C)与图1(D)比较可知，图1(D)中W为实施例1所述制备方法制备获得的纳米级鱼油微胶囊颗粒明显小于图1(C)中颗粒的大小，由此说明了本发明所述的制备方法制备获得的纳米级鱼油微胶囊的颗粒大小明显小于传统制备方法制备获得鱼油微胶囊的颗粒。

(3)、检测本发明实施例1和对比例1制备方法获得的鱼油微胶囊包埋稳定性方法：测量传统均质法和微波催化均质法生产出的鱼油微胶囊溶液的吸光值(A₀)；吸光值的测量方法为：将10微升容液加入0.1％十二烷基磺酸钠(SDS)溶液中，以0.1％SDS溶液为空白，记录500nm处的吸光值；测量传统均质法和微波催化均质法生产出的鱼油微胶囊溶液放置48小时后的吸光值(A_t)；测量方法为：将10微升容液加入0.1％十二烷基磺酸钠(SDS)溶液中，以0.1％SDS溶液为空白，记录500nm处的吸光值；用以下公式计算鱼油微胶囊包埋稳定性：ES(％)＝[A₀/(A₀-A_t)]×10。

实验结果：图1(E)为鱼油微胶囊显示包埋稳定性的定量测试结果图，图1(E)中的M为实施例1所述制备方法制备获得的纳米级鱼油微胶囊，图1(E)中的H为对比例1所述制备方法制备获得的鱼油微胶囊；通过M、H对比可知，实施例1所述制备方法制备获得的纳米级鱼油微胶囊的包埋稳定性为97％，对比例1所述制备方法制备获得的鱼油微胶囊包埋稳定性为70％，显然，本发明所述的制备方法制备获得的纳米级鱼油微胶囊的包埋稳定性显著高于传统制备方法获得的鱼油微胶囊的包埋稳定性。

(4)、用DLS仪器检测本发明实施例1和对比例1制备方法获得的鱼油微胶囊粒径大小的方法：将DLS仪器检测温度设定为25℃，He-Ne检测波长设置为633nm，开始检测，检测结果如图1(F)所示。

实验结果：图1(F)位鱼油微胶囊包埋颗粒大小的定量测试结果，从图可知，实施例1所述制备方法制备获得的纳米级鱼油微胶囊颗粒大小500nm，对比例1所述制备方法制备获得的鱼油微胶囊的颗粒大小为1.5μm，由此可知本发明所述的制备方法制备获得的纳米级鱼油微胶囊的颗粒大小远小于对比例1传统制备方法获得的鱼油微胶囊的颗粒大小。

实验例2

本实验例为鱼油微胶囊/纳米级鱼油微胶囊中的ω-3不饱和脂肪酸含量的检测，检测方法包括如下步骤：

(1)提取鱼油微胶囊/纳米级鱼油微胶囊中的脂肪，按照常规方法将脂肪转化为脂肪酸甲酯，然后分离脂肪酸甲酯；

(2)在气相色普设备中检测步骤(1)所述的脂肪酸甲酯的含量，所述脂肪酸甲酯的含量即为所述ω-3不饱和脂肪酸的含量；所述脂肪酸甲酯的含量在气相色普设备中检测的条件为：毛细管柱表面涂有厚度为0.25mm、质量浓度为70％的氰丙基聚硅苯基硅氧烷，所述毛细管柱长为50cm、内径为0.32mm；载气为氦气，流量为60ml/min，分流比为20:1，注入器温度为250℃，检测器温度为300℃；初始烤箱温度为140℃，以5℃/min升至220℃后保持3分钟。

检测结果如表1所示，H-0表示传统均质法，本发明对比例1制备获得的鱼油微胶囊，制备获得后立即测试的样品；H-14表示传统均质法，本发明对比例1制备获得的鱼油微胶囊，制备获得后放置14天后测试的样品；M-0表示微波催化均质法，本发明实施例1制备获得纳米级鱼油微胶囊，制备获得后立即测试的样品；M-14表示微波催化均质法，本发明实施例1制备获得纳米级鱼油微胶囊，制备获得后放置14天后测试的样品。

表1检测鱼油微胶囊/纳米级鱼油微胶囊中的ω-3不饱和脂肪酸含量

由上表1可知，传统均质法，本发明对比例1制备获得的鱼油微胶囊，在制备后立即检测其中的ω-3脂肪酸的含量为69.3％，在室温环境下，储存14天后，检测其中的ω-3脂肪酸的含量降低到31.0％。但本发明所示的微波催化均质法，实施例1制备获得纳米级鱼油微胶囊，不论是制备后立即检测还是在室温下储存14天后检测，其中的ω-3脂肪酸的含量变化不大，分别为62.6％和61.9％。由此可见，本发明所示的微波催化均质法制备获得纳米级鱼油微胶囊的抗氧化能力大大提高。

实验例3

人体建议每天摄入0.2克ω-3脂肪酸，在此基础上，本实验例取3份相同的250ml的商用苹果汁，第一份不添加任何物质，第二份添加0.2g鱼油，第三分添加0.4g本发明所述的纳米级鱼油微胶囊(含鱼油0.2g)，采用感官试验对3份苹果汁进行了品质评价，图2给出了代表感官评定的标准偏差的误差条平均得分。

由图2可知，苹果汁和含有纳米鱼油微胶囊颗粒的苹果汁在口味、颜色、香气和整体接受度上无明显差异。含有未处理鱼油的苹果汁各项评价最低。因此，未经处理的鱼油明显在感官上难以让人接受。颜色上也是无鱼油的苹果汁评价更高，但含有纳米鱼油微胶囊颗粒的苹果汁与未处理的苹果汁有明显提高。在气味上，含有纳米鱼油微胶囊颗粒的苹果汁最受大家喜爱，这说明纳米级鱼油微胶囊颗粒不仅克服了鱼油的腥味，还赋予苹果汁特殊的让人接受的风味。从总体接受度而言，含有鱼油微胶囊颗粒的苹果汁的评价和无鱼油的苹果汁没有太大差异。因此，鱼油微胶囊颗粒的苹果汁可以被大众接受。

实验例4

本实验例为本发明含有姜黄素的纳米鱼油微胶囊和含有檞皮素的纳米鱼油微胶囊食品溶解后，检测其中姜黄素、檞皮素的鱼油微胶囊颗粒在水基体系中分布结果。

取30mg姜黄素或檞皮素、10ml Tween 20、10mg鱼油、8ml水混合均匀；按照本发明实施例1的制备方法进行微波催化均质，微波功率为100Hz，均质的速度为9000r/min，微波催化和均质的时间为5min，获得混合液。波催化均质后，油溶性姜黄素或檞皮素在水溶液中均匀分布。

取30mg姜黄素或檞皮素、10ml Tween 20、10mg鱼油、8ml水混合均匀；按照本发明对比例1的制备方法进行均质，均质的速度为9000r/min，均质时间30min，获得混合液。均质后，油溶性姜黄素或檞皮素在水溶液中以沉淀存在。

图3中，姜黄素、檞皮素的放射波长分别为450-600nm、500-600nm。图D和图E中的绿色分别代表姜黄素和檞皮素，其显示虽然姜黄素和檞皮素不溶于水，不能均匀分布在水中，但含有姜黄素的纳米鱼油微胶囊和含有檞皮素的纳米鱼油微胶囊能在水溶液中均匀分布，所以纳米鱼油微胶囊使溶于其中的姜黄素和檞皮素均匀分布在水中，这证明溶解姜黄素、檞皮素的鱼油微胶囊颗粒在水基体系中均匀分布。此结果用荧光电子扫描显微镜得到，扫描频率为1800nm/min.激发波长为425nm。

最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，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实质和范围。

Claims (10)

1.一种纳米级鱼油微胶囊的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体包括如下步骤:

(1)将表面活性剂与鱼油混合，然后再与水混合均匀，获得混合物；

(2)将步骤(1)所述的混合物放入微波催化设备中，再将均质机从微波催化设备上端放入步骤(1)所述的混合物中，然后同时进行微波催化和均质，获得混合液；

(3)将步骤(2)所述的混合液冷冻干燥，获得粉状物，所述粉状物即为所述纳米级鱼油微胶囊。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述表面活性剂为吐温20，所述表面活性剂与鱼油以1:1的质量比混合，所述水的体积为8ml，所述混合液中表面活性剂与鱼油的混合浓度为0.2g/ml。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述均质机的材料为塑料，所述微波催化设备的微波功率为100Hz，所述均质的速度为9000r/min，所述微波催化和均质的时间为5min。

4.一种采用如权利要求1-3任一所述的制备方法制备得到的纳米级鱼油微胶囊。

5.如权利要求4所述的纳米级鱼油微胶囊中ω-3不饱和脂肪酸含量的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)提取纳米级鱼油微胶囊中的脂肪，将脂肪转化为脂肪酸甲酯，然后分离脂肪酸甲酯；

(2)在气相色普设备中检测步骤(1)所述的脂肪酸甲酯的含量，所述脂肪酸甲酯的含量即为所述ω-3不饱和脂肪酸的含量。

6.如权利要求5所述的检测方法，其特征在于，所述脂肪酸甲酯的含量在气相色普设备中检测的条件为：毛细管柱表面涂有厚度为0.25mm、质量浓度为70％的氰丙基聚硅苯基硅氧烷，所述毛细管柱长为50cm、内径为0.32mm；载气为氦气，流量为60ml/min，分流比为20:1，注入器温度为250℃，检测器温度为300℃；初始烤箱温度为140℃，以5℃/min升至220℃后保持3分钟。

7.如权利要求4所述的纳米级鱼油微胶囊在制备食品中的应用。

8.一种含有如权利要求4所述的纳米级鱼油微胶囊的食品，其特征在于，所述食品为含有纳米鱼油微胶囊的果汁和含有油溶性生物活性化合物的纳米鱼油微胶囊。

9.如权利要求8所述的食品，其特征在于，所述含有纳米鱼油微胶囊的果汁为含有纳米鱼油微胶囊的苹果汁，所述含有油溶性生物活性化合物的纳米鱼油微胶囊为含有姜黄素的纳米鱼油微胶囊和含有檞皮素的纳米鱼油微胶囊。

10.如权利要求9所述的食品，其特征在于，所述含有纳米鱼油微胶囊的苹果汁为250ml苹果汁中含有0.4g冷冻干燥后的纳米鱼油微胶囊；所述含有姜黄素的纳米鱼油微胶囊中的姜黄素和所述含有檞皮素的纳米鱼油微胶囊中的懈皮素能在水溶液中均匀分布。

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