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
一种包埋壁材以及微胶囊苦荞黄酮的包埋工艺、应用 Download PDFInfo
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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
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。
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Denomination of invention: Embedding technology and application of wall material and microencapsulated tartary buckwheat flavonoids Effective date of registration: 20221017 Granted publication date: 20220218 Pledgee: Bank of China Limited Liangshan Branch Pledgor: XICHANG ZHENGZHONG FOOD Co.,Ltd. Registration number: Y2022980018553 |
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