CN111357835A - 一种富含膳食纤维的沙棘籽油微胶囊及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种富含膳食纤维的沙棘籽油微胶囊制备方法，选择富含亚油酸和亚麻酸的沙棘籽油为微胶囊芯材，以变性淀粉、酪蛋白酸钠、麦芽糊精为普通壁材，添加具有稳定血糖作用的抗性淀粉、甘蔗提取物、异麦芽酮糖为功能性壁材，通过配料、剪切乳化、均质，制备沙棘籽油乳状液，研究功能性壁材对乳状液性状的影响；通过喷雾干燥等工艺，得到了一种高油脂包埋率、富含膳食纤维的沙棘籽油微胶囊产品。经体外消化特性研究，富含膳食纤维的沙棘籽油微胶囊消化率曲线低于白面包参比，eGI为60.17。该微胶囊改善了沙棘籽油的氧化稳定性，拓宽了其应用领域。
Description
技术领域
本申请涉及食物生产技术领域，具体而言，涉及一种富含膳食纤维的沙棘籽油微胶囊及其制备方法。
背景技术
沙棘，胡颓子科植物沙棘(Hippophae rhamnoides Linn.)的干燥成熟果实，广布欧亚地区，共9个亚种，其中我国有5个亚种。果肉是沙棘果实的可食用部分，沙棘籽不可食用，但营养价值高。沙棘籽中蛋白质含量高达25.4％，油脂含量约8～10％，其他活性成分如植物甾醇、黄酮类物质、植物磷脂、原花青素和维生素C等种类丰富。沙棘籽油被定为“宇航日餐必需品”。在国际上，沙棘籽油被称为“油料黄金”。中国是沙棘资源的主要生产国，占世界资源的94％。沙棘籽油的不饱和脂肪酸含量较高，氧化稳定性差，且油脂的溶解性限制了其中脂溶性活性成分的应用。
微胶囊技术是当今食品行业的研究热点。利用微胶囊技术将油脂用适当的壁材包埋后形成的颗粒均匀的粉末状产品。油脂经微胶囊化制成粉末油脂后，既保持了油脂的固有特性，又能弥补传统油脂的不足，加工性质得到明显改善，使用方便、便于运输、受外界环境影响小，应用范围极大拓展，可广泛用于方便食品、焙烤食品、保健食品等领域。
目前，国内外关于沙棘籽油微胶囊制备的研究较少，沙棘籽油中复杂的油溶性成分增加了包埋的难度。刘睿杰等以麦芽糊精和酪蛋白酸钠为壁材制备了沙棘籽油微胶囊；王兴国等以大豆分离蛋白为乳化剂，以黄原胶为粘结剂，以玉米糖浆为辅料喷雾干燥，再加以糖粉、磷脂和天然抗氧化剂造粒，制得沙棘籽油固体饮料。现有研究对沙棘籽油微胶囊的壁材选择主要采用麦芽糊精、玉米糖浆或变性淀粉等快消化碳水化合物为壁材，没有考虑壁材组成中碳水化合物质量对微胶囊品质的影响。
GI是血糖生成指数(glycemic index，GI)的英文缩写，即血糖生成指数，是评价碳水化合物的一个生理学参数，用于衡量食物引起餐后血糖反应的程度，可更为科学地反映饮食的健康效应。GI表示当食用含50g可消化的CHO的食物后，在一定时间内(一般为2h)体内血糖应答水平与食用相当量的葡萄糖或白面包引起的血糖应答水平的比值。餐后血糖应答一般用曲线下面积(area under the curve，AUC)表示，将50g葡萄糖或白面包在2h内的血糖应答曲线下面积(ACU)定义为100，其它食物的血糖指数则通过两者曲线下面积的比值乘以100计算。
用公式表示为：GI＝含有50g CHO的食物餐后血糖应答曲线下面积/50g葡萄糖(或白面包)的餐后血糖应答曲线下面积×100。
根据GI值不同，可以分为低GI食物(GI≤55)、高GI食物(GI>70)和中GI食物(55<GI≤70)。高GI食物进入人体胃肠道后消化快，吸收率高，葡萄糖释放快，进入血液后的峰值高，从而导致血糖快速升高，食用这类食物对血糖影响较大，其与II型糖尿病、妊娠糖尿病和心血管疾病发生独立相关；而低GI食物，在胃肠中停留时间长，吸收率低，葡萄糖释放缓慢，葡萄糖进入血液后的峰值低，下降速度也缓慢，对于调节和控制人体血糖大有裨益，可以降低心血管疾病的患病风险。
人体试验是计算GI的最主要方法，也是目前国内外测定食品GI的金标准方法。但是，体内实验成本高、过程繁琐，对食物GI的评估增添诸多不便。体外消化模型是在生物体外以合适的时间条件模拟人体胃肠道的消化环境，用来间接近似的预测食品营养吸收、生物成分有效利用、食品摄入安全评价等。碳水化合物在体外消化过程中，120分钟内可被水解的部分称为可利用碳水化合物，即快消化碳水化合物和慢消化碳水化合物的总和；120分钟还未被水解的称为抗消化部分，如抗性淀粉、膳食纤维等。通过比较样品与白面包在体外消化速率的快慢，可以预测样品的血糖生成指数(expected glycemic index，eGI)，具有简捷易行的优势。
如今，随着人们对多不饱和脂肪酸的营养价值认识的不断深化，富含PUFAs的产品备受消费者的青睐。沙棘籽油微胶囊可以作为PUFAs的传递系统，应用于营养强化食品、特殊膳食食品的开发，这对满足人们的营养健康需求，推动我国功能食品产业的迅速发展具有重要意义。然而，目前对沙棘籽油微胶囊进行有效分析测定、如何有效降低淀粉消化速率，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
为了解决上述问题，本申请的主要目的在于提供一种富含膳食纤维的沙棘籽油微胶囊及其制备方法。
为了实现上述目的，本申请提供了以下技术方案；
一种富含膳食纤维的沙棘籽油微胶囊，所述沙棘籽油微胶囊包括芯材和壁材，所述芯材与壁材的质量比为1：1-3；所述沙棘籽油微胶囊芯材为沙棘籽油，壁材由变性淀粉、酪蛋白酸钠、麦芽糊精、抗性淀粉、甘蔗提取物、异麦芽酮糖组成，其中抗性淀粉、甘蔗提取物、异麦芽酮糖为功能性壁材，功能性壁材占壁材的重量比为4：5-7。
进一步地，所述变性淀粉、酪蛋白酸钠、麦芽糊精、抗性淀粉、甘蔗提取物、异麦芽酮糖等壁材和水的质量比为6:(0-3):(1-3):(13-18):(1-3):2:70。
优化地，所述芯材与壁材的重量比为1：2。
优化地，所述功能性壁材占壁材的重量比为2：3。
一种富含膳食纤维的沙棘籽油微胶囊的制备方法，包含以下步骤：
(1)、水相制备：选择变性淀粉、酪蛋白酸钠、麦芽糊精、抗性淀粉、甘蔗提取物、异麦芽酮糖等壁材和水的质量比6:(0-3):(1-3):(13-18):(1-3)：2：70，依次加入50-60℃水中，以10000r/min的速率，剪切至完全溶解形成水相乳状液；
(2)、配料：在步骤(1)所得乳状液中缓慢加入沙棘籽油搅拌均匀，乳状液和沙棘籽油的质量比为87:(10-13)，制得乳浊液；
(3)、剪切乳化：高速剪切机以10000r/min-15000r/min的速率将步骤(2)制得的乳浊液进行剪切乳化，切时间为10-20min；
(4)、均质：将步骤(3)中剪切后的溶液用高压均质机进行均质，均质压力30-45MPa，均质2-3次；
(5)、喷雾干燥：将均质后的溶液进行喷雾干燥，进风温度为160-200℃，出口温度为80-95℃，得到富含膳食纤维和低血糖生成的沙棘籽油微胶囊。
优化地，沙棘籽油微胶囊中的沙棘籽油载量为25-30％，表面油含量为4.75-16.73％。
优化地，上述富含膳食纤维的沙棘籽油微胶囊的制备方法还包括以下步骤：微胶囊产品表面油测定和体外消化特性分析。
进一步地，微胶囊产品表面油测定步骤为：准确称取质量为5g的沙棘籽油微胶囊于锥形瓶中，加入15mL石油醚，充分振荡2min后过滤，滤液转入恒重的脂肪瓶，再用5mL石油醚洗涤两次锥形瓶，滤液合并，蒸馏并回收石油醚后，将脂肪瓶放置于70℃烘箱中烘至恒重，计算烘干前后两次的脂肪瓶质量差百分比即可。
进一步地，所述体外消化特性分析为：按照Englyst法改进后进行体外模拟消化及预测血糖生成指数eGI。
进一步地，体外消化特性分析步骤为：按照Englyst法适当调整，估算沙棘籽油微胶囊的eGI值：eGI＝0.862HI+8.1981。
与现有技术相比较，本发明的有益效果为：本发明在壁材组成中选择添加抗性淀粉和异麦芽酮糖，增加了慢消化和不消化碳水化合物含量；同时，添加甘蔗提取物，提取物中多酚类物质可以抑制α-葡萄糖苷酶活性，降低淀粉消化速率。两种因素组合作用，降低微胶囊的eGI。
本发明涉及的富含膳食纤维沙棘籽油微胶囊，采用喷雾干燥法制备，通过分析表面油含量及表面结构形态来评价产品质量，并通过体外消化性分析，预测eGI。
本发明涉及富含膳食纤维的沙棘籽油微胶囊，在可利用碳水化合物含量相同的前提下，体外消化速率低于白面包，eGI为60.17。可作为营养补充和体重控制原料来源添加到固体饮料、代餐包等食品中。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1是实施例中本发明产品不同配方沙棘籽油微胶囊表面油含量柱状图；
图2是实施例中本发明产品不同配方沙棘籽油微胶囊微观形态图；
图3是实施例中本发明产品与白面包的体外消化淀粉水解率曲线图；
其中：图2中的A、B、C和D分别对应代表图1中的1#、2#、3#和4#微胶囊粉。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。
另外，术语“多个”的含义应为两个以及两个以上。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
实施例1
1)、称取10g酪蛋白酸钠加入600g预热至50～60℃的水中，高速剪切使充分溶解，形成水相；
2)、称取60g变性淀粉，加入至水相中，高速剪切至充分溶解；然后依次加入140g抗性淀粉、10g麦芽糊精、20g异麦芽酮糖、40g甘蔗浓缩汁，重复以上步骤；
3)、称取120g沙棘籽油，即油相；
4)、用高速剪切机对步骤2)所得水相在10000rpm下进行高速剪切，并缓慢加入步骤3)油相，在油相完全加入后，保持剪切15min，得到乳状液；
5)、应用高压均质机对步骤4)所得乳状液均质2次，均质压力为45Mpa；
6)、将步骤5)均质后的乳状液进行喷雾干燥，进风温度为160℃，出风温度为85℃，得到沙棘籽油微胶囊颗粒，沙棘籽油载量为31％，表面油含量为16.73％。
微胶囊产品表面油测定方法：准确称取质量(m)约5g的沙棘籽油微胶囊于锥形瓶中，加入15mL石油醚(沸程30～60℃)，充分振荡2min后过滤，滤液转入恒重(m1)的脂肪瓶，再用5mL石油醚洗涤两次锥形瓶，滤液合并，蒸馏并回收石油醚后，将脂肪瓶放置于70℃烘箱中烘至恒重(m2)。计算公式如下：
实施例2
1)、称取60g变性淀粉加入500g预热至50～60℃的水中，高速剪切使充分溶解，形成水相；然后依次加入130g抗性淀粉、20g麦芽糊精、20g异麦芽酮糖、30g甘蔗浓缩汁，重复以上步骤；
2)、称取120g沙棘籽油，即油相；
3)、用高速剪切机对步骤1)所得水相在10000rpm下进行高速剪切，并缓慢加入步骤2)油相，在油相完全加入后，保持剪切10min，得到乳状液；
4)、称取20g酪蛋白酸钠，加入至100g 55℃热水中，高速剪切至充分溶解；用高速剪切机对步骤3)所得乳状液在10000rpm下进行高速剪切，并缓慢加入步骤4)酪蛋白酸钠水溶液，完全加入后，保持剪切15min，得到乳状液，加入3g三聚磷酸钠搅拌混合均匀；
5)、应用高压均质机对步骤4)所得乳状液均质3次，均质压力为45Mpa；
6)、将步骤5)均质后的乳状液进行喷雾干燥，进风温度为160℃，出风温度为85℃，得到沙棘籽油微胶囊颗粒，沙棘籽油载量为32％，表面油含量为5.93％。
实施例3
1)、称取30g酪蛋白酸钠加入600g预热至50～60℃的水中，高速剪切使充分溶解，形成水相；
2)、称取60g变性淀粉，加入至水相中，高速剪切至充分溶解；然后依次加入140g抗性淀粉、30g麦芽糊精、20g异麦芽酮糖、20g甘蔗浓缩汁，重复以上步骤；
3)、称取100g沙棘籽油，即油相；
4)、用高速剪切机对步骤2)所得水相在10000rpm下进行高速剪切，并缓慢加入步骤3)油相，在油相完全加入后，保持剪切15min，得到乳状液，加入3g三聚磷酸钠搅拌混合均匀；
5)、应用高压均质机对步骤4)所得乳状液均质2次，均质压力为45Mpa；
6)、将步骤5)均质后的乳状液进行喷雾干燥，进风温度为160℃，出风温度为85℃，得到沙棘籽油微胶囊颗粒，沙棘籽油载量为25％，表面油含量为7.81％。
实施例4
1)、称取20g酪蛋白酸钠加入600g预热至50～60℃的水中，高速剪切使充分溶解，形成水相；
2)、称取60g变性淀粉，加入至水相中，高速剪切至充分溶解；然后依次加入120g抗性淀粉、20g麦芽糊精、20g异麦芽酮糖、40g甘蔗浓缩汁，重复以上步骤；
3)、称取120g沙棘籽油，即油相；
4)、用高速剪切机对步骤2)所得水相在10000rpm下进行高速剪切，并缓慢加入步骤3)油相，在油相完全加入后，保持剪切15min，得到乳状液，加入3g三聚磷酸钠搅拌混合均匀；
5)、应用高压均质机对步骤4)所得乳状液均质2次，均质压力为45Mpa；
6)、将步骤5)均质后的乳状液进行喷雾干燥，进风温度为160℃，出风温度为90℃，得到沙棘籽油微胶囊颗粒，沙棘籽油载量为31％，表面油含量为4.75％。
7)、体外消化特性分析：
按照Englyst法适当调整，估算沙棘籽油微胶囊的eGI值。
淀粉水解率(％)＝取样时间点反应液中的葡萄糖释放量×0.9/总干物质量×100
绘制水解率和时间关系图，模拟方程，并以白面包为参照标准，定义水解率为100，计算沙棘籽油微胶囊的水解指数(hydrogenated index，HI)。
如附图3所示，沙棘籽油微胶囊不同时间节点淀粉水解率低于白面包。由此可知，随着酶解时间延长，白面包比沙棘籽油微胶囊消化的快。体外消化实验能快速测定淀粉体外消化情况，通常用此方法进行食品的前期研发。
根据HI与eGI存在的相关性关系计算eGI值：eGI＝0.862HI+8.1981。
面包的HI和eGI值参见下表所示，可以得出沙棘籽油微胶囊的eGI值为60.17。
低GI沙棘籽油微胶囊的HI和eGI对比表
沙棘籽油微胶囊可以作为PUFAs的传递系统，应用于营养强化食品、特殊膳食食品的开发，这对满足人们的营养健康需求，推动我国功能食品产业的迅速发展具有重要意义。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种富含膳食纤维的沙棘籽油微胶囊，其特征在于，所述沙棘籽油微胶囊包括芯材和壁材，所述芯材与壁材的质量比为1：1-3；所述沙棘籽油微胶囊芯材为沙棘籽油，壁材由变性淀粉、酪蛋白酸钠、麦芽糊精、抗性淀粉、甘蔗提取物、异麦芽酮糖组成，其中抗性淀粉、甘蔗提取物、异麦芽酮糖为功能性壁材，功能性壁材占壁材的重量比为4：5-7。
2.如权利要求1所述的一种富含膳食纤维的沙棘籽油微胶囊，其特征在于，所述变性淀粉、酪蛋白酸钠、麦芽糊精、抗性淀粉、甘蔗提取物、异麦芽酮糖等壁材和水的质量比为6:(0-3):(1-3):(13-18):(1-3):2:70。
3.如权利要求1所述的一种富含膳食纤维的沙棘籽油微胶囊，其特征在于，所述芯材与壁材的重量比为1：2。
4.如权利要求2所述的一种富含膳食纤维的沙棘籽油微胶囊，其特征在于，所述功能性壁材占壁材的重量比为2：3。
5.如权利要求1-4任一项所述的一种富含膳食纤维的沙棘籽油微胶囊的制备方法，其特征在于，其包含以下步骤：
(1)、水相制备：选择变性淀粉、酪蛋白酸钠、麦芽糊精、抗性淀粉、甘蔗提取物、异麦芽酮糖等壁材和水的质量比6:(0-3):(1-3):(13-18):(1-3)：2：70，依次加入50-60℃水中，以10000r/min的速率，剪切至完全溶解形成水相乳状液；
(2)、配料：在步骤(1)所得乳状液中缓慢加入沙棘籽油搅拌均匀，乳状液和沙棘籽油的质量比为87:(10-13)，制得乳浊液；
(3)、剪切乳化：高速剪切机以10000r/min-15000r/min的速率将步骤(2)制得的乳浊液进行剪切乳化，切时间为10-20min；
(4)、均质：将步骤(3)中剪切后的溶液用高压均质机进行均质，均质压力30-45MPa，均质2-3次；
(5)、喷雾干燥：将均质后的溶液进行喷雾干燥，进风温度为160-200℃，出口温度为80-95℃，得到富含膳食纤维和低血糖生成的沙棘籽油微胶囊。
6.如权利要求5所述的一种富含膳食纤维的沙棘籽油微胶囊的制备方法，其特征在于，沙棘籽油微胶囊中的沙棘籽油载量为25-30％，表面油含量为4.75-16.73％。
7.如权利要求5所述的一种富含膳食纤维的沙棘籽油微胶囊的制备方法，其特征在于，还包括以下步骤：微胶囊产品表面油测定和体外消化特性分析。
8.如权利要求7所述的一种富含膳食纤维的沙棘籽油微胶囊的制备方法，其特征在于，微胶囊产品表面油测定步骤为：准确称取质量为5g的沙棘籽油微胶囊于锥形瓶中，加入15mL石油醚，充分振荡2min后过滤，滤液转入恒重的脂肪瓶，再用5mL石油醚洗涤两次锥形瓶，滤液合并，蒸馏并回收石油醚后，将脂肪瓶放置于70℃烘箱中烘至恒重，计算烘干前后两次的脂肪瓶质量差百分比即可。
9.如权利要求7所述的一种富含膳食纤维的沙棘籽油微胶囊的制备方法，其特征在于，所述体外消化特性分析为：按照Englyst法改进后进行体外模拟消化及预测血糖生成指数eGI。
10.如权利要求9所述的一种富含膳食纤维的沙棘籽油微胶囊的制备方法，其特征在于，体外消化特性分析步骤为：按照Englyst法适当调整，估算沙棘籽油微胶囊的eGI值：eGI＝0.862HI+8.1981。
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