CN111150086B - 一种包埋壁材以及微胶囊苦荞黄酮的包埋工艺、应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种包埋壁材以及微胶囊苦荞黄酮的包埋工艺、应用，包埋壁材包括抗性糊精和糊精类壁材，所述糊精类壁材包括麦芽糊精和/或环糊精。微胶囊苦荞黄酮的包埋工艺，将苦荞麸皮粉碎后，乙醇分段超声浸提得到浸提液，浸提液经浓缩后得到包含有黄酮的浓缩液，此浓缩液为包埋芯材，将包埋芯材加入到包埋壁材液中，混合后喷雾干燥，得到微胶囊苦荞黄酮。微胶囊苦荞黄酮的应用，应用于饮品、保健品、婴幼儿食品或面制品。本发明的包埋壁材，包埋效果佳、包埋率高，载药量高，且可较好保持苦荞黄酮的生理活性，发挥生理功能，同时还可提高苦荞麸皮的综合加工程度。兼具了苦荞黄酮的生理活性与抗性糊精的优良加工特性，应用范围大，易于推广。

Description

一种包埋壁材以及微胶囊苦荞黄酮的包埋工艺、应用

技术领域

本发明属于苦荞综合加工技术领域，具体地说，涉及一种包埋壁材以及微胶囊苦荞黄酮的包埋工艺、应用。

背景技术

糊精类壁材常用作壁材使用，用于对活性物质、香气物质的包埋。糊精类壁材是一种淀粉水解产物，其水解程度一般用DE值表示，DE值（葡萄糖当量）指的是淀粉水解物中直接还原糖（以葡萄糖表示）占总固形物的百分比。不同DE值的糊精性质不同，是由于糊精中糖组分与其DE值是相应的。然而，目前糊精类壁材的产品质量并不稳定，难以精确控制产品的DE值和组分分布。普通低DE值麦芽糊精分子量大，直链糊精含量多，容易导致糊精分子间的缔合，在水中容易产生絮凝沉淀。普通高 DE 值麦芽糊精，还原糖含量增加，高温处理易与蛋白质发生美拉德褐变反应。因此，以环糊精或麦芽糊精作为壁材制备微胶囊产品时，由于DE值占比不同，而使得微胶囊产物的溶解性、吸湿性、稳定性等物化特性受到影响，进而增加环糊精或麦芽糊精的应用局限性。

抗性糊精是以食用淀粉为原料，在酸性条件下经糊精化反应制得的一种低热量葡聚糖，属于低分子水溶性膳食纤维。抗性糊精具有调节血糖、降低血脂、改善肠胃菌群组成、润肠通便、促进矿物质吸收等生理功能和良好的加工稳定性，是理想的功能性食品原料。

在功能性食品中，由于功能性组分的高活性、不稳定的特点，常使用微胶囊技术对功能性组分处理形成微胶囊产品，再经与其他原辅料复配得到功能性食品。由于糊精类壁材是多种不同分子量的糖类物质，在进行微胶囊化工艺时，高DE值的糖类物质由于其肽链短，易受高温、酸、碱等加工条件的影响，而使得麦芽糖精/环糊精对芯材的包埋率降低，稳定性较差。

苦荞是一种传统的农作物，含有多酚、蛋白质和多糖等多种生物活性物质，苦荞还有着抗氧化、抗癌、降血压、降血糖以及降胆固醇等多种生理功能。苦荞的特征性活性组分是黄酮类化合物，是一类重要的天然有机化合物，具有心脑血管活性、抗肿瘤活性、抗氧化自由基活性等生理功能。

目前市场上对苦荞黄酮的应用，主要是以苦荞为原料，进行黄酮类化合物的提取，通过直接或间接的方式将黄酮加入到产品中。黄酮的稳定性差，需通过微胶囊技术将苦荞黄酮进行包埋处理，从而应用目标产品中，发挥生理功能。

专利申请号CN201810430318.1，公开了一种以麦芽糊精和环糊精为壁材的三丁酸甘油酯微胶囊，其麦芽糊精DE值限定在5~25之间，DE值范围过于宽泛，导致麦芽糊精的分散度过大，包埋效果差。

专利申请号CN201010111965.X，公开了一种红景天多酚类微胶囊及制备方法，通过麦芽糊精、β-环状糊精、大豆分离蛋白、胶体组合形成壁材，此壁材包埋红景天多酚形成微胶囊，胶体使得壁材液黏度增加，易导致红景天多酚难以分散，包埋效果差，将此微胶囊应用于医药或者功能性产品时，易被体内的消化酶消化。

专利申请号CN201810598727.2，公开了一种苦荞麦澄清饮料及其制备方法，采用糊精将苦荞提取物、鹰嘴豆粉及南瓜粉包覆，但糊精种类、用量未进行具体说明。

专利申请号CN201110244865.9，公开了一种高钙苦荞黄酮速溶饮料生产技术，采用黄原胶、β-环状糊精和羧甲基纤维素钠包覆黄酮提取液，黄原胶具有低浓度高粘度的特性，易影响黄酮的分散性，羧甲基纤维素钠在中性、碱性条件下溶液呈高粘度状态，使得包埋的产品加工条件受限制。

因此，急需一种具有包埋效果好、保持芯材活性的包埋壁材以及采用此种包埋壁材包埋的苦荞黄酮，将苦荞黄酮应用于其他加工产品中时，能够有效保持黄酮类化合物的生物活性，避免受到破坏。

发明内容

经过大量的研究，我们发现，抗性糊精可用作壁材，进行芯材的微胶囊化。再通过与麦芽糊精和/或环糊精复配制成包埋壁材，既能保证包埋过程中芯材的均匀分散性，使得芯材包埋佳，又能避免微胶囊产品作为功能性食品进入人体时，不被体内的消化酶吸收，保证微胶囊产品的生理功能。包埋壁材用于包埋苦荞黄酮，扩宽苦荞了的应用领域。

因此，本发明的第一个目的是提供一种包埋壁材，将抗性糊精加入到糊精类壁材中，糊精类壁材包括麦芽糊精和/或环糊精，得到一种包埋壁材。

此种组合减少了糊精类壁材的用量，也即是减少了糊精类壁材中高DE值糊精和低DE值糊精。糊精类壁材中高DE值糊精，其还原糖含量较高，影响微胶囊产品的吸湿性，吸湿性会严重影响粉末产品的性能和货架期。糊精类壁材中低DE值糊精，其分子量高，存在线性长链大分子，在溶液中易于聚集和老化，当浓度高于临界值后，聚集形成胶体或糊状物，致使溶解度下降，影响芯材的均匀分散性。

抗性糊精属于低粘度水溶性膳食纤维，具备低粘度、高溶解度、良好的酸碱、高温冷冻稳定性和高消化耐受性等优良优势。除了淀粉本身的α-1,4 和α-1,6糖苷键外，抗性糊精中有α-1,2 和α-1,3键相连的葡萄糖苷结构，且在部分还原末端上有分子内脱水的缩葡聚糖。因此，抗性糊精与淀粉一样，可以作为包埋壁材使用。抗性糊精与糊精类壁材的复配，使得包埋壁材液的粘度低，芯材的分散性好，从而包埋效果佳、包埋率高，与芯材的结合度高。

本发明的包埋壁材包括抗性糊精和糊精类壁材，糊精类壁材包括麦芽糊精和/或环糊精。环糊精选用β-环糊精、α-环糊精或γ-环糊精。其中，β-环糊精的效果最佳。

本发明的第二个目的在于提供一种微胶囊苦荞黄酮的包埋工艺，将苦荞中的特征活性组分--苦荞黄酮进行微胶囊化处理，用以保持苦荞黄酮的活性，提高苦荞黄酮的稳定性，便于将苦荞黄酮应用于更多的食品制品中。苦荞麸皮富含苦荞黄酮和膳食纤维，选取苦荞麸皮进行处理，减少其他营养组分的干扰，同时提高苦荞麸皮的综合加工利用程度。

本发明的微胶囊苦荞黄酮的包埋工艺，具体为，将苦荞麸皮粉碎后，通过乙醇分段超声浸提得到浸提液，浸提液经浓缩后得到包含有黄酮的浓缩液，此浓缩液为包埋芯材，将包埋壁材溶于水形成包埋壁材液，将包埋芯材加入到包埋壁材液中，混合后喷雾干燥，得到微胶囊苦荞黄酮。

本发明通过超声辅助醇提黄酮，通过空穴效应促进细胞内营养组分的溶出，同时缩短浸提时间，加快效率。先将浸提液进行浓缩后，再加入包埋壁材，减少喷雾干燥进程，避免了苦荞黄酮的活性损失。

本发明的第三个目的在于提供一种微胶囊苦荞黄酮的应用，应用于饮品、保健品、婴幼儿食品、面制品或肉制品中。抗性糊精具有低血糖指数、低胰岛素指数、防止龋齿、口味中性、低黏度、低热量、低甜度、高溶解度、良好的酸碱、高温冷冻稳定性和高消化耐受性等优势。以抗性糊精作为包埋壁材之一而形成的微胶囊化苦荞黄酮，同时兼具了苦荞黄酮的生理活性与抗性糊精的优良加工特性，应用范围广，易于推广使用。

本发明的有益效果表现在：

（1）本发明的包埋壁材，包括抗性糊精和糊精类壁材，通过此种组合，使得包埋壁材形成的水溶液的粘度低，芯材的分散性好，从而包埋效果佳、包埋率高，与芯材的结合度高；

（2）本发明的微胶囊苦荞黄酮的包埋工艺，将苦荞中的特征性营养组分苦荞黄酮进行微胶囊化处理，用以保持苦荞黄酮的活性，提高苦荞黄酮的稳定性，选取苦荞麸皮进行处理，提高苦荞麸皮的综合加工利用；

（3）本发明的微胶囊苦荞黄酮的应用，以抗性糊精作为包埋壁材之一而形成的微胶囊化苦荞黄酮，同时兼具了苦荞黄酮的生理活性与抗性糊精的优良加工特性，应用范围大，易于推广。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

实施例1

一种包埋壁材，各组分按重量比计，抗性糊精：麦芽糊精为1：1。

实施例2

一种包埋壁材，各组分按重量比计，抗性糊精：β-环糊精为1：2。

实施例3

一种包埋壁材，各组分按重量比计，抗性糊精：麦芽糊精：β-环糊精为1：1：1。

实施例4

一种包埋壁材，各组分按重量比计，抗性糊精：麦芽糊精：大豆分离蛋白为1：1：0.5。

实施例5

一种包埋壁材，各组分按重量比计，抗性糊精：β-环糊精：乳清蛋白为1：2：1。

实施例6

一种包埋壁材，各组分按重量比计，抗性糊精：麦芽糊精：β-环糊精：蛋清蛋白为1：1：1：1。

实施例7

一种包埋壁材，各组分按重量比计，抗性糊精：麦芽糊精：乳清蛋白为1：2：1。

实施例8

一种包埋壁材，各组分按重量比计，抗性糊精：β-环糊精：蛋清蛋白为1：2：1。

实施例9

一种包埋壁材，各组分按重量比计，抗性糊精：麦芽糊精：β-环糊精：大豆分离蛋白为1：1：1：1。

实施例10

一种包埋壁材，各组分按重量比计，抗性糊精：麦芽糊精：大豆分离蛋白：乳清蛋白为1：3：0.5：0.5。

实施例11

一种包埋壁材，各组分按重量比计，抗性糊精：β-环糊精：乳清蛋白：蛋清蛋白为1：2：0.6：0.4。

实施例12

一种包埋壁材，各组分按重量比计，抗性糊精：麦芽糊精：β-环糊精：大豆分离蛋白：蛋清蛋白为2：1：3：1：1。

实施例13

一种包埋壁材，各组分按重量比计，抗性糊精：麦芽糊精：β-环糊精：大豆分离蛋白：蛋清蛋白为2：1：2：2：1。

实施例14

一种微胶囊苦荞黄酮的包埋工艺，将苦荞麸皮粉碎后，加入乙醇浸提，料液比1：3，浸泡60min，浸提2次，超声时间5min，得到浸提液，浸提液采用真空减压锅浓缩，温度为75℃，浓缩体积比为1:15，得到浓缩液，将浓缩液加入包埋壁材液中，包埋壁材包括抗性糊精和麦芽糊精。芯材与壁材的质量比为1：10，均匀混合后，形成固形物含量为15%的包埋液，喷雾干燥得到微胶囊化苦荞黄酮，进风温度120℃，进料速度8L/h。

实施例15

一种微胶囊苦荞黄酮的包埋工艺，将苦荞麸皮粉碎后，加入乙醇浸提，料液比1：2，浸泡30min，浸提3次，超声时间5min，得到浸提液，浸提液采用真空减压锅浓缩，温度为85℃，浓缩体积比为1:20，得到浓缩液。将浓缩液加入包埋壁材液中，包埋壁材选用实施例2的包埋壁材。芯材与壁材的质量比为1：8，均匀混合后，形成固形物含量为30%的包埋液，喷雾干燥得到微胶囊化苦荞黄酮，进风温度150℃，进料速度6L/h。

实施例16

一种微胶囊苦荞黄酮的包埋工艺，将苦荞麸皮粉碎后，加入乙醇浸提，料液比1：3，浸泡30min，浸提2次，超声时间10min，得到浸提液，浸提液采用真空减压锅浓缩，温度为90℃，浓缩体积比为1:15，得到浓缩液，将浓缩液加入包埋壁材液中，包埋壁材选用实施例3的包埋壁材。芯材与壁材的质量比为1：5，均匀混合后，形成固形物含量为20%的包埋液，喷雾干燥得到微胶囊化苦荞黄酮，进风温度180℃，进料速度7L/h。

实施例17

一种微胶囊苦荞黄酮的包埋工艺，将苦荞麸皮粉碎后，加入乙醇浸提，料液比1：3，浸泡60min，浸提2次，超声时间5min，得到浸提液，浸提液采用真空减压锅浓缩，温度为75℃，浓缩体积比为1:15，得到浓缩液，将浓缩液加入包埋壁材液中。包埋壁材选用实施例4的包埋壁材。包埋壁材液的制备方法为，将麦芽糊精和大豆分离蛋白混合后，在温度80℃，相对湿度70%时，加热时间2h，得到糊精-蛋白复合物，将糊精-蛋白复合物与抗性糊精混合后，芯材与壁材的质量比为1：12，形成固形物含量为15%的包埋液，喷雾干燥得到微胶囊化苦荞黄酮，进风温度120℃，进料速度8L/h。

实施例18

一种微胶囊苦荞黄酮的包埋工艺，将苦荞麸皮粉碎后，加入乙醇浸提，料液比1：2，浸泡30min，浸提3次，超声时间5min，得到浸提液，浸提液采用真空减压锅浓缩，温度为85℃，浓缩体积比为1:20，得到浓缩液，将浓缩液加入包埋壁材液中。包埋壁材选用实施例11的包埋壁材。包埋壁材液的制备方法为，将β-环糊精、乳清蛋白和蛋清蛋白混合后，在温度100℃，相对湿度85%时，加热时间3h，得到糊精-蛋白复合物，将糊精-蛋白复合物与抗性糊精混合后，芯材与壁材的质量比为1：10，形成固形物含量为30%的包埋液，喷雾干燥得到微胶囊化苦荞黄酮，进风温度180℃，进料速度7L/h。

实施例19

一种微胶囊苦荞黄酮的包埋工艺，将苦荞麸皮粉碎后，加入乙醇浸提，料液比1：4，浸泡60min，浸提2次，超声时间8min，得到浸提液，浸提液采用真空减压锅浓缩，温度为85℃，浓缩体积比为1:18，得到浓缩液，将浓缩液加入包埋壁材液中，包埋壁材选用实施例13的包埋壁材，包埋壁材液的制备方法为，将麦芽糊精、β-环糊精、大豆分离蛋白、蛋清蛋白混合后，在温度100℃，相对湿度85%时，加热时间3h，得到糊精-蛋白复合物，将糊精-蛋白复合物与抗性糊精混合后，芯材与壁材的质量比为1：2，均匀混合后，形成固形物含量为25%的包埋液，喷雾干燥得到微胶囊化苦荞黄酮，进风温度200℃，进料速度8L/h。

实验---不同包埋壁材对苦荞黄酮的包埋效果影响

实验组1-4，对比组1-3为包埋壁材的各组分及质量比。具体如下：

实验组1 抗性糊精和麦芽糊精（1:1）

实验组2 抗性糊精、麦芽糊精和β-环糊精（1:0.5:0.5）

实验组3 抗性糊精、麦芽糊精和乳清蛋白（1:0.7:0.3），麦芽糊精和乳清蛋白湿热接枝

实验组4 抗性糊精、麦芽糊精和乳清蛋白（1:0.7:0.3），麦芽糊精和乳清蛋白干热接枝

对比组1 麦芽糊精

对比组2 麦芽糊精和β-环糊精（1:1）

对比组3 麦芽糊精和乳清蛋白（1.5:0.5），麦芽糊精和乳清蛋白湿热接枝

以上样品，包埋工艺按常规的喷雾干燥进行微胶囊化，包埋芯材为苦荞黄酮，包埋壁材与包埋芯材的质量比为5:1，包埋液的固形物含量按25%计。

实验例1 包埋率测定

（1）微胶囊表面黄酮类化合物的测定

称取干燥后的微胶囊苦荞黄酮0.2g，以1:30的比例加入无水乙醇，充分震荡后离心（5000r/min，10min），取1mL上清液，定容至10mL，用AlCl₃法测其吸光度，得到微胶囊表面黄酮类化合物含量。

（2）微胶囊总黄酮类化合物含量的测定

称取干燥后的微胶囊苦荞黄酮0.2g，以1:30的比例加入70%乙醇，40℃下，30min超声处理后，离心（5000r/min，10min），取1mL上清液，定容至10mL，用AlCl₃法测其吸光度，得到微胶囊总黄酮类化合物含量。

（3）包埋率的测定

将（1）中得到的微胶囊表面黄酮类化合物含量与（2）中得到的微胶囊总黄酮类化合物含量，计算包埋率。公式如下所示：

其中，A表示微胶囊表面黄酮类化合物含量，B表示微胶囊总黄酮类化合物含量。

实验结果如表1所示。

表1 不同包埋壁材对微胶囊苦荞黄酮的包埋率影响

由表1可知，实验组的包埋率均高于对比组的包埋率，实验组2的包埋率最高，达到92.1%，抗性糊精对麦芽糊精/β-环糊精的协同包埋效果佳、包埋率高。

实验例2 微胶囊苦荞黄酮载药量的测定

微胶囊的载药量是指单位重量或单位体积微胶囊所负载的药量，计算公式如下：

其中，A1表示产品表面黄酮质量，单位g；B1表示产品总黄酮质量，单位g；C1表示产品总质量，单位g。

实验结果如表2所示。

表2 不同包埋壁材对微胶囊载药量的影响

由表2可知，实验组的载药量高于对比组的载药量，表明由于抗性糊精的存在，使得黄酮类化合物在壁材液中分散性佳，包含抗性糊精的壁材可将黄酮类化合物很好的包覆其中。

综上所述，本发明的包埋壁材，使得芯材的分散性好，从而包埋效果佳、包埋率高。以此包埋壁材包埋的苦荞黄酮化合物，载药量高，且可较好保持苦荞黄酮的生理活性，发挥生理功能，同时还可提高苦荞麸皮的综合加工程度。兼具了苦荞黄酮的生理活性与抗性糊精的优良加工特性，应用范围大，易于推广。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种微胶囊苦荞黄酮的包埋工艺，其特征在于，将苦荞麸皮粉碎后，通过乙醇分段超声浸提得到浸提液，浸提液经浓缩后得到包含有黄酮的浓缩液，此浓缩液为包埋芯材，将包埋壁材溶于水形成包埋壁材液，将包埋芯材加入到包埋壁材液中，混合后喷雾干燥，得到微胶囊苦荞黄酮；

所述包埋壁材包括抗性糊精、糊精类壁材和助剂蛋白，将糊精类壁材和助剂蛋白进行干法接枝，得到糊精-蛋白复合物，糊精-蛋白复合物和抗性糊精溶于水形成包埋壁材液；所述糊精类壁材包括麦芽糊精和/或环糊精。

2.根据权利要求1所述的微胶囊苦荞黄酮的包埋工艺，其特征在于，抗性糊精与糊精类壁材的质量比为1:1~3。

3.根据权利要求1或2所述的微胶囊苦荞黄酮的包埋工艺，其特征在于，所述抗性糊精选自苦荞抗性糊精、玉米抗性糊精、小麦抗性糊精、山药抗性糊精、大米抗性糊精、糯米抗性糊精或马铃薯抗性糊精中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的微胶囊苦荞黄酮的包埋工艺，其特征在于，所述助剂蛋白包括大豆分离蛋白、乳清蛋白或蛋清蛋白的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的微胶囊苦荞黄酮的包埋工艺，其特征在于，浸提液采用减压浓缩方式，操作参数为：温度为75℃~90℃，浓缩体积比为1:10~20。

6.根据权利要求1所述的微胶囊苦荞黄酮的包埋工艺，其特征在于，干法接枝的具体参数为，温度80℃~140℃，相对湿度70%~90%，加热时间1h~4h。

7.一种由权利要求1所述的包埋工艺得到的微胶囊苦荞黄酮的应用，其特征在于，应用于饮品、保健品、婴幼儿食品、面制品或肉制品。