CN110742131B

CN110742131B - 以原花色素为壁材的鱼油微胶囊及制备方法

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Publication number: CN110742131B
Application number: CN201910970718.6A
Authority: CN
Inventors: 叶兴乾; 潘海波; 陈士国; 沈学敏; 陈健初; 刘东红
Original assignee: Zhejiang University ZJU
Current assignee: Zhejiang University ZJU
Priority date: 2019-10-13
Filing date: 2019-10-13
Publication date: 2021-04-06
Anticipated expiration: 2039-10-13
Also published as: WO2021073094A1; CN110742131A

Abstract

本发明公开了一种以原花色素为壁材的鱼油微胶囊，由以下重量含量的成分组成：5‑10％的壁材和90‑95％鱼油；所述壁材为杨梅叶原花色素，杨梅叶原花色素由杨梅叶制备而得。本发明还同时公开了上述鱼油微胶囊的制备方法。采用本发明方法制备的鱼油微胶囊质量稳定、存储性能好，能广泛地添加到各种食品中。

Description

以原花色素为壁材的鱼油微胶囊及制备方法

技术领域

本发明属于食品生物技术领域/功能性食品技术领域，具体涉及一种以原花色素为壁材的鱼油微胶囊及制备方法。

背景技术

鱼油富含ω-3系的多不饱和脂肪酸，主要为二十二碳六烯酸和二十碳五烯酸，还含有花生四烯酸、亚麻酸和亚油酸等人体必需脂肪酸。研究资料显示，鱼油具有促进大脑和视网膜发育，减轻或预防心脑血管疾病，降血脂等生理功效。因此，鱼油常被用作膳食补充剂。

鱼油高度不饱和的化学结构使其非常不稳定，对温度、空气、光、金属离子和微生物比较敏感，容易氧化变质，影响其生理功能和营养价值，成为其应用的一个重要问题。研究发现，市售的鱼油在一定程度上均发生氧化，氧化产物含量超过国际标准，严重影响消费者的健康。此外，强烈的腥味和液体状态也限制了鱼油在食品行业的应用。

微胶囊技术是以天然的或合成的高分子材料为壁材，将芯材(液体、固体或气体)完全包裹起来形成一种具有半透性或密封性的微型胶囊的技术。鱼油微胶囊化可以有效地减少外界环境对鱼油的影响，延缓氧化；掩饰鱼油的腥味，提高感官品质；改变鱼油的物理性质，扩大鱼油的应用范围。

常用的蛋白质、多糖等天然生物高分子微胶囊壁材能在一定程度上减缓鱼油氧化，但环境中的微生物对壁材会有很大影响，进而影响鱼油胶囊的稳定性。现有报道都是以简单多酚为稳定剂，辅助蛋白多糖类壁材包埋鱼油，提高抗氧化能力；由于蛋白多糖的存在，发霉变质的问题仍得以防腐剂解决。改性淀粉、阿拉伯胶、明胶、大豆蛋白等常用壁材易吸潮，发生霉变，缩短鱼油胶囊保质期。因此，在众多研究中叠氮化钠等杀菌剂常被添加到鱼油胶囊里，以排除微生物对壁材的影响；这使得鱼油在实际食品行业中的应用很少见。为了克服蛋白质和糖类等壁材抗氧化性和抗菌性不足的缺点，探索具有自主抗氧化性和抗菌性的壁材对于鱼油在食品行业中的应用很有意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种以原花色素为壁材的鱼油微胶囊以及制备方法。由该方法制备的鱼油微胶囊质量稳定、存储性能好，能广泛地添加到各种食品中。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种以原花色素为壁材的鱼油微胶囊，其由以下重量含量的成分组成：5-10％的壁材和90-95％鱼油；

所述壁材为杨梅叶原花色素。

作为本发明的以原花色素为壁材的鱼油微胶囊的改进：所述鱼油为深海鱼油。

本发明还同时提供了上述的以原花色素为壁材的鱼油微胶囊的制备方法，包括以下步骤：

1)、杨梅叶原花色素壁材的制备：

①、将杨梅叶研磨，得杨梅叶粉末；

②、按照1g/7～9ml的料液比，在杨梅叶粉末中加入体积浓度为(70±5)％的丙酮溶液；于室温下浸提(8±1)小时；

③、所得浸提液抽滤，所得滤液旋转蒸发回收丙酮后获得粗提液；

④、将粗提液采用大孔树脂层析分离，分别以水和乙醇为洗脱液，对粗提液进行分离纯化，旋转蒸发获得杨梅叶原花色素粗提物；

⑤、将上述杨梅叶原花色素粗提物经制备液相分离纯化，以乙腈和97％甲醇水溶液为洗脱液，旋转蒸发后冷冻干燥，获得纯度>95％(质量％)的杨梅叶原花色素；

2)、将杨梅叶原花色素溶于水中，得质量浓度为0.5-1.0％的杨梅叶原花色素水溶液，作为壁材水溶液；

3)、在杨梅叶原花色素水溶液中加入鱼油后超声乳化，得乳液；

所述鱼油和杨梅叶原花色素水溶液中的杨梅叶原花色素的重量比为9.5:0.5～9.0:1.0；

4)、乳液喷雾干燥，得到鱼油微胶囊。

作为本发明的以原花色素为壁材的鱼油微胶囊的制备方法的改进，所述步骤4)的喷雾干燥时，进风温度为180～200℃，出风温度为70～80℃，乳液的进料温度为50～60℃。

作为本发明的以原花色素为壁材的鱼油微胶囊的制备方法的进一步改进，所述步骤3)中：鱼油和杨梅叶原花色素水溶液中的杨梅叶原花色素的重量比为9.5:0.5。

作为本发明的以原花色素为壁材的鱼油微胶囊的制备方法的进一步改进，所述步骤4)中：进风温度为180℃，出风温度为80℃，乳液的进料温度为50℃。

本发明针对鱼油易氧化、腥味强烈以及天然生物高分子微胶囊壁材易吸潮霉变的缺点，提供一种具有抗氧化和抗菌性的鱼油微胶囊制备方法，本发明制备所得的鱼油微胶囊在冷冻电镜下观察有明显的外壳，如图1D所示。

本发明直接利用杨梅叶原花色素(聚合型多酚)为壁材，本发明制备的鱼油微胶囊，具有很高的包埋效率，将油脂包埋在壁材中，壁材的屏障保护功能、抗氧化性和抗菌性，能够有效防止由氧气、光和微生物引起的鱼油氧化。本发明制备的鱼油微胶囊抗氧化和抗菌性均很强，不需额外添加抗氧化剂和防腐剂；即，本发明制备的鱼油微胶囊的贮藏稳定性远优于市售鱼油胶囊，使其可以很好地添加到各种食品中，极大地扩大鱼油的适用范围。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

图1是鱼油微胶囊产品的相应观察图；

A为鱼油微胶囊产品复溶后外观图，B为普通光学显微镜观察图，C为荧光显微镜观察图(绿色荧光)，D为冷冻电镜观察图；

图2为鱼油微胶囊(本发明)和鱼油胶囊(对照)的过氧化值和丙二醛含量的对比图；

鱼油微胶囊(本发明)和鱼油胶囊(对照)在无菌环境中存储15天过氧化值(A)和丙二醛含量(B)的变化情况；在开放环境中存储15天过氧化值(C)和丙二醛含量(D)的变化情况。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案更加清楚，下面对本发明的具体实施方式做进一步详细说明。

实施例1、一种以原花色素为壁材的鱼油微胶囊的制备方法，依次进行以下步骤：

1)、杨梅叶原花色素壁材的制备

①、将含水率≤10％(质量％)的杨梅叶研磨至过40目的筛，得杨梅叶粉末；

②、按照1g/8ml的料液比，在杨梅叶粉末中加入体积浓度为70％的丙酮溶液；于室温下浸提8小时；

③、所得浸提液抽滤，所得滤液旋转蒸发(-0.09MPa的压力、40℃的温度)回收丙酮后，获得粗提液；

④、将粗提液采用大孔树脂层析分离，以水和乙醇为洗脱液，对粗提液进行分离纯化，旋转蒸发获得杨梅叶原花色素粗提物；

具体为：采用内装HPD-500大孔树脂(约200g)的层析柱，粗提液的加液量为200mL，加液速度为10ml/min；先以蒸馏水为洗脱液，流速为20mL/min，洗脱1h；再以纯乙醇为洗脱液，流速为20mL/min，洗脱1h，全程收集乙醇洗脱液，将洗脱液于50℃旋转蒸发至恒重，得杨梅叶原花色素粗提物。该粗提物中，杨梅叶原花色素的纯度约为50％(质量％)。

⑤、将上述杨梅叶原花色素粗提物经制备液相分离纯化，以乙腈和97％甲醇水溶液为洗脱液，旋转蒸发后冷冻干燥，获得纯度>95％(质量％)的杨梅叶原花色素。

具体为：采用内装Polar-Diol的HILIC色谱柱，粗提物的上样量为30mg；以乙腈(A)和97％甲醇水溶液(B)为洗脱液，流速为5mL/min，检测波长为280nm，洗脱1h，洗脱梯度为0min,0％B；5min 30％B；10min,30％B；30min,50％B；50min,100％B；60min,100％B。收集30～60min的洗脱液，将洗脱液于50℃旋转蒸发后冷冻干燥，得纯度>95％(质量％)的杨梅叶原花色素。

50g杨梅叶能获得5.24g的杨梅叶原花色素，即，收率为10.48％。

2)、称取5g杨梅叶原花色素置于2000mL的容器中，加入1000mL的纯净水，搅拌均匀，升温至40℃，继续搅拌至溶解，制成水相溶液作为壁材水溶液。

3)、称取95g鱼油，将鱼油缓慢导入水相溶液中得到混合液，于300rpm搅拌混合液的同时进行超声波处理，脉冲宽度2-6s、脉冲间隔2-6s、超声功率1000w、超声频率20kHz、超声时长2min，获得均一乳液。

4)、通过离心式喷雾干燥机进行喷雾干燥，乳液进料温度为50℃，喷雾干燥进风180℃，出风温度80℃，得鱼油微胶囊。

实施例2、将实施例1中的“5g杨梅叶原花色素、95g鱼油”改成“8g杨梅叶原花色素、92g鱼油”，其余等同于实施例1。

实施例3、将实施例1中的“5g杨梅叶原花色素、95g鱼油”改成“10g杨梅叶原花色素、90g鱼油”，其余等同于实施例1。

实施例4、将实施例1中的“5g杨梅叶原花色素、95g鱼油”改成“6g杨梅叶原花色素、94g鱼油”，其余等同于实施例1。

实施例5、将实施例1中的“5g杨梅叶原花色素、95g鱼油”改成“7g杨梅叶原花色素、93g鱼油”，其余等同于实施例1。

实验一、测定产品包埋率方法：

1、表面含油率的测定

准确称取微胶囊样品0.5g，将50mL石油醚分三次加入，每次震荡2min，过滤，合并滤液。将滤液用65℃水浴加热蒸发去除石油醚，再于110℃烘箱中烘干至恒重，称重，获得表面油重。

表面含油率＝表面油重/样品重×100％。

2、产品含油率测定

准确称取微胶囊产品0.5g，加入10mL蒸馏水，使样品充分溶解，再加入100mL石油醚，超声破碎(超声破碎的工艺参数为20kHz,功率300W)微胶囊10min后静置分层，将上层液转入已称重烧杯；

重复上述萃取三次(即，以静置分层所得的沉淀物替代微胶囊产品，重复上述加蒸馏水、加石油醚、超声破碎、静置分层；重复次数为2次)，合并萃取液。将萃取液用65℃水浴加热蒸发去除石油醚，再于110℃烘箱中烘干至恒重，称重，获得产品油重。

产品含油率＝产品油重/样品重×100％。

3、产品包埋率测定

产品包埋率＝(表面含油率/产品含油率)×100％。

实施例1制备所得的鱼油微胶囊的产品包埋率为93.79％。微胶囊复溶形成均一的乳液，如图1-A；且水中分散均匀，如图1-B、C。

实施例2制备所得的鱼油微胶囊的产品包埋率为92.43％。

实施例3制备所得的鱼油微胶囊的产品包埋率为94.85％。

实施例4制备所得的鱼油微胶囊的产品包埋率为96.81％。

实施例5制备所得的鱼油微胶囊的产品包埋率为95.76％。

另，在发明过程中发现，当鱼油微胶囊中杨梅叶原花色素的含量低于4％时，包埋率约为86％。

实验二、微胶囊复溶性测定

1、以香豆素6为荧光指示剂，制备鱼油微胶囊Ⅰ。

鱼油微胶囊Ⅰ的制备方法为，相对于实施例1的步骤3)作了如下的更改：称取95g鱼油和10mg香豆素6，将香豆素6溶于鱼油，将溶有香豆素6的鱼油缓慢导入水相溶液中得到混合液。其余等同于实施例1。

准确称取微胶囊Ⅰ1.0g，加入10mL蒸馏水，使样品充分溶解，利用普通光学显微镜和荧光显微镜观察微胶囊的溶解状态。

2、测定微胶囊产品溶解破解率。

在上述步骤1所得的溶解液中，将50mL石油醚分三次加入，每次震荡2min后静置分层，将上层液转入已称重烧杯，重复萃取三次，合并萃取液。将萃取液用65℃水浴加热蒸发去除石油醚，在于110℃烘箱中烘干至恒重，称重获得溶解表面含油率。

产品溶解破解率＝(溶解表面含油率-表面含油率)/产品包埋率×100％。

实施例1所得的鱼油微胶囊产品溶解破解率为5.62％。

实施例2制备所得的鱼油微胶囊产品溶解破解率为5.17％。

实施例3制备所得的鱼油微胶囊产品溶解破解率为5.88％。

实施例4制备所得的鱼油微胶囊产品溶解破解率为5.28％。

实施例5制备所得的鱼油微胶囊产品溶解破解率为5.49％。

实验三、本发明抗氧化性和抗菌性对微胶囊产品稳定性的作用。

以鱼油胶囊(1号明胶空心胶囊壳注入0.5mL鱼油制得)为对照，研究本发明抗氧化性和抗菌性对微胶囊产品稳定性的作用。

(1)抗氧化性对微胶囊产品稳定性的作用：将微胶囊产品(实施例1制备而得，作为实验组)和鱼油胶囊(作为对照组)放置于无菌培养皿中，将含有样品的培养皿放置于密闭培养箱中15天，贮藏条件为温度37℃；每3天取样，测定过氧化值和丙二醛含量。

过氧化值测定：

称取微胶囊产品或鱼油胶囊5.0g，加入100mL石油醚，超声破碎(20kHz,功率300W)微胶囊10min后静置分层，将上层液转入试管，氮吹去除石油醚；准确称取从微胶囊产品或鱼油胶囊提取的鱼油2.0g，加入50mL三氯甲烷/冰醋酸混合液(4:6,v/v)，冰浴超声处理10min使样品完全溶解。加入1mL饱和碘化钾溶液，混合均匀后于暗室反应3min。反应后加入100mL蒸馏水混合均匀后用硫代硫酸钠标准液(0.002M)滴定至淡黄色后，加入1mL淀粉指示剂，继续滴定至蓝色消失为终点。同时以水为对照进行空白试验。

用1kg样品中活性氧的毫摩尔数表示过氧化值：

X：过氧化值，单位为毫摩尔每千克(mmol/kg)；

V：试样消耗的硫代硫酸钠标准溶液的体积，单位为毫升(mL)；

V₀：空白试验消耗的硫代硫酸钠标准溶液的体积，单位为毫升(mL)；

c：硫代硫酸钠标准溶液的浓度，单位为摩尔每升(mol/L)；

m：试样质量，单位为克(g)；

1000：换算系数。

(2)抗菌性对微胶囊产品稳定性的作用：将微胶囊产品和鱼油胶囊放置于无盖培养皿中，将含有样品的培养皿放置于开放培养箱中15天，贮藏条件为温度37℃；每3天后取样，测定过氧化值和丙二醛含量。

丙二醛含量测定

采用硫代巴比妥酸反应物(TBARS)法测定丙二醛含量。称取微胶囊产品或鱼油胶囊5.0g，加入100mL石油醚，超声破碎(20kHz,功率300W)微胶囊10min后静置分层，将上层液转入试管，氮吹去除石油醚；准确称取从微胶囊产品或鱼油胶囊提取的鱼油2.0g，加入30mL10％三氯乙酸，在70℃水浴上震荡摇晃1小时，10000pm离心分层，将下层液转入烧杯，重复萃取三次，合并萃取液。准确量取5.00mL萃取液，加入5.00mL硫代巴比妥酸溶液(0.02M)，混合均匀后置于90℃水浴内反应40分钟，取出后室温下冷却1h，于532nm波长比色，同时做空白试验。以1,1,3,3-四乙氧基丙烷制备标准溶液，制定标准曲线，计算萃取液中丙二醛浓度。

用1kg样品中丙二醛的毫克数表示丙二醛含量：

X：丙二醛含量，单位为毫克每千克(mg/kg)；

c：参照标准曲线计算的试样萃取液中丙二醛浓度，单位为微克每毫升(μg/mL)；

c₀：参照标准曲线计算的空白试验丙二醛浓度，单位为微克每毫升(μg/mL)；

m：试样质量，单位为克(g)；

90：萃取液体积，单位为毫升(mL)。

实验结果如下：

图2结果显示，在无菌环境中存储15天后，鱼油微胶囊的过氧化值和丙二醛含量远远低于鱼油胶囊；在开放环境中存储15天后，鱼油微胶囊的过氧化值和丙二醛含量远远低于鱼油胶囊。对比在无菌和开放环境中存储15天后的过氧化值和丙二醛含量发现，鱼油胶囊在开放环境中的过氧化值和丙二醛含量远高于无菌环境；鱼油微胶囊在无菌和开放环境中的过氧化值和丙二醛含量无明显差异。

由图2结果的可见，本发明的抗氧化性和抗菌性能够明显提高鱼油的存储稳定性。

说明：将本发明所使用的壁材由杨梅叶原花色素改成常规的蛋白质、多糖；其余等同于

实施例1。乳液喷雾干燥所得的鱼油产物按照上述实验三进行检测，所得抗菌性能基本同作为对照的鱼油胶囊。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims

1.以原花色素为壁材的鱼油微胶囊，其特征在于由以下重量含量的成分组成： 5-10%的壁材和90-95%鱼油；

所述壁材为杨梅叶原花色素；

以原花色素为壁材的鱼油微胶囊的制备方法包括以下步骤：

1）、杨梅叶原花色素壁材的制备：

①、将杨梅叶研磨，得杨梅叶粉末；

②、按照1g/7~9ml的料液比，在杨梅叶粉末中加入体积浓度为70±5%的丙酮溶液；于室温下浸提8±1小时；

④、将粗提液采用大孔树脂层析分离，分别以水和乙醇为洗脱液，对粗提液进行分离纯化，全程收集乙醇洗脱液，将乙醇洗脱液旋转蒸发，获得杨梅叶原花色素粗提物；

⑤、将所述杨梅叶原花色素粗提物经制备液相分离纯化，以乙腈和97%甲醇水溶液为洗脱液，旋转蒸发后冷冻干燥，获得杨梅叶原花色素；

2）、将杨梅叶原花色素溶于水中，得质量浓度为0.5-1.0%的杨梅叶原花色素水溶液，作为壁材水溶液；

3）、在杨梅叶原花色素水溶液中加入鱼油后超声乳化，得乳液；

所述鱼油和杨梅叶原花色素水溶液中的杨梅叶原花色素的重量比为9.5:0.5~9.0:1.0；

4）、乳液喷雾干燥，得到鱼油微胶囊。

2.根据权利要求1所述的以原花色素为壁材的鱼油微胶囊，其特征在于：所述鱼油为深海鱼油。

3.根据权利要求1或2所述的以原花色素为壁材的鱼油微胶囊，其特征在于所述步骤4）的喷雾干燥时，进风温度为180~200℃，出风温度为70~80℃，乳液的进料温度为50~60℃。

4.根据权利要求3所述的以原花色素为壁材的鱼油微胶囊，其特征在于所述步骤3）中：鱼油和杨梅叶原花色素水溶液中的杨梅叶原花色素的重量比为9.5:0.5。

5.根据权利要求4所述的以原花色素为壁材的鱼油微胶囊，其特征在于所述步骤4）中：进风温度为180℃，出风温度为80℃，乳液的进料温度为50℃。