CN112998271A - 一种含姜黄油、姜黄素的水溶性微胶囊以及固体饮料及其制备方法 - Google Patents
一种含姜黄油、姜黄素的水溶性微胶囊以及固体饮料及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种含姜黄油、姜黄素的水溶性微胶囊,由姜黄油和姜黄素作为芯材通过微囊技术进行包埋得到。本发明提供的含姜黄油、姜黄素的水溶性微胶囊在水中溶解性好,可有效的保留姜黄油及姜黄素的活性成分,使得姜黄油及姜黄素得到最大限度的利用,同时利用姜黄油溶解姜黄素,改善脂溶性姜黄素的生物利用率。
Description
技术领域
本发明属于食品技术领域,具体涉及一种含姜黄油、姜黄素的水溶性微胶囊以及固体饮料及其制备方法。
背景技术
姜黄是姜科姜黄属植物姜黄的根茎,为药食同源植物,被称为“21世纪的健康明星”。植物姜黄可提取的有效成分为姜黄素和姜黄油,姜黄油为带有芳香性气味的油状物质,主要成分为姜黄烯、芳姜黄酮等萜类物质,具有抑菌、抗炎、抗氧化、抗肿瘤等功效。姜黄素是一种酚性色素,具有广泛的生物活性,如抗炎、抗氧化、抗诱变,降血脂及抗动脉粥样硬化,抗肿瘤等等。近年来,姜黄素抗肿瘤活性成为国内外研究的热点,其抑制癌细胞增殖、诱导癌细胞凋亡等直接抗癌活性日益受到重视。大量研究证实:姜黄素具有稳定性差,口服难吸收,易代谢,生物利用度低等特点,且姜黄本身有苦涩味,消费者不易接受。姜黄作为药食同源的传统中药材,研究开发口感好,稳定性佳,易吸收的姜黄固体饮料具有良好的市场前景。
中国发明专利(CN 106473129 A)用乙醇萃取姜黄后直接添加乳化剂作为芯材,经包埋后得到姜黄微囊,提高了姜黄的稳定性,延长了贮存期,但是由于采用乙醇提取姜黄后直接乳化包埋,因此芯材中含有大量的乙醇,限制了产品的应用,并且因为植物姜黄可提取的有效成分为姜黄素和姜黄油(前者占3%-5%,后者约占5%),其余10%为水分,80%为树脂、胶质、淀粉和纤维素等,所以该发明中芯材的姜黄油、姜黄素等有效成分含量较低。
发明内容
有鉴于此,本发明要解决的技术问题在于提供一种含姜黄油、姜黄素的水溶性微胶囊以及固体饮料及其制备方法,本发明提供的含姜黄油、姜黄素的水溶性微胶囊在水中溶解性好,可有效的保留姜黄油及姜黄素的活性成分,使得姜黄油及姜黄素得到最大限度的利用,同时利用姜黄油溶解姜黄素,改善脂溶性姜黄素的生物利用率。
本发明提供了一种含姜黄油、姜黄素的水溶性微胶囊,由姜黄油和姜黄素作为芯材通过微囊技术进行包埋得到。
优选的,所述芯材还包括沙棘果油。
优选的,所述微胶囊还包括壁材,所述壁材选自环糊精、麦芽糊精、壳聚糖、海藻酸钠的一种或多种。
优选的,所述姜黄油、姜黄素和沙棘果油的质量比为(10~14):1:(0~6)。
优选的,所述芯材与壁材的质量比为(20~30):(40~60)。
本发明还提供了一种上述水溶性微胶囊的制备方法,包括以下步骤:
A)将姜黄油、姜黄素以及沙棘果油混合,得到芯材;
B)将壁材与水混合,再加入乳化剂和酸味调节剂,得到壁材水溶液;
C)将所述壁材水溶液与所述芯材混合依次进行剪切乳化、高压均质以及超临界纳米干燥,得到含姜黄油、姜黄素的水溶性微胶囊。
优选的,步骤A)中,所述混合辅助超声波溶解,所述超声波的频率为20~30kHz,温度为70~80℃,保持20~30分钟;
步骤B)中,所述壁材与水混合的温度为70~80℃;
所述乳化剂选自酪蛋白酸钠、变性淀粉、单双硬脂酸甘油酯、乳清蛋白的一种或多种;
所述酸味调节剂选自柠檬酸、苹果酸、酒石酸的一种或多种;
所述乳化剂与壁材的质量比为(3~15):(40~60);
所述酸味调节剂与壁材的质量比为(0.05~0.1):(40~60);
步骤C)中,所述剪切乳化的时间为20~25分钟;
所述高压均质的压力为35~40MPa;
所述超临界纳米干燥的压力为7~21MPa,温度为30℃。
本发明还提供了一种固体饮料,包括以下质量份的原料:
64~106质量份的水溶性微胶囊,所述水溶性微胶囊选自上述含姜黄油、姜黄素的水溶性微胶囊或上述制备方法制备得到的含姜黄油、姜黄素的水溶性微胶囊;
3~12质量份的膳食纤维;
0.03~0.1质量份的甜味剂;
0.01~0.05质量份的抗结剂。
优选的,所述膳食纤维选自菊粉、魔芋粉、聚葡萄糖的一种或多种;
所述甜味剂选自低聚木糖、L-阿拉伯糖、木糖醇的一种或多种;
所述抗结剂选自二氧化硅、磷酸二氢钠、硅酸钙的一种或多种。
本发明还提供了一种上述固体饮料的制备方法,包括以下步骤:
将水溶性微胶囊、膳食纤维、甜味剂和抗结剂混合,得到固体饮料。
与现有技术相比,本发明提供了一种含姜黄油、姜黄素的水溶性微胶囊,由姜黄油和姜黄素作为芯材通过微囊技术进行包埋得到。本发明提供的含姜黄油、姜黄素的水溶性微胶囊在水中溶解性好,可有效的保留姜黄油及姜黄素的活性成分,使得姜黄油及姜黄素得到最大限度的利用,同时利用姜黄油溶解姜黄素,改善脂溶性姜黄素的生物利用率。
具体实施方式
本发明提供了一种含姜黄油、姜黄素的水溶性微胶囊,由姜黄油和姜黄素作为芯材通过微囊技术进行包埋得到。
在本发明的一些具体实施方式中,所述芯材中还包括沙棘果油。其中,沙棘果油含有多种维生素及营养物质,不仅可以提高营养,还可以辅助改善肠道功能、提高免疫力。
在本发明中,所述姜黄油、姜黄素和沙棘果油的质量比为(10~14):1:(0~6)。优选的,所述姜黄油、姜黄素和沙棘果油的质量比为10:1:4、12:1:5、14:1:6,或(10~14):1:(0~6)之间的任意值。
本发明提供的水溶性微胶囊还包括壁材,所述壁材选自环糊精、麦芽糊精、壳聚糖、海藻酸钠的一种或多种。在本发明中,壁材的选择很重要,一是关系到是否可以有效包埋芯材,形成稳定的结构;二是保证包埋后形成的微胶囊在水中的溶解性。
在本发明中,所述芯材与壁材的质量比为(20~30):(40~60),优选为(22~28):(44~56),进一步优选为(24~26):(48~52)。
为了改善姜黄素的苦涩和辛辣味,本发明在壁材中加入了酸味调节剂,所述酸味调节剂选自柠檬酸、苹果酸、酒石酸的一种或多种;所述酸味调节剂与壁材的质量比为(0.05~0.1):(40~60),优选为(0.06~0.09):(40~60),进一步优选为(0.07~0.08):(45~55)。
本发明还提供了一种上述水溶性微胶囊的制备方法,包括以下步骤:
A)将姜黄油、姜黄素以及沙棘果油混合,得到芯材;
B)将壁材与水混合,再加入乳化剂和酸味调节剂,得到壁材水溶液;
C)将所述壁材水溶液与所述芯材混合依次进行剪切乳化、高压均质以及超临界纳米干燥,得到含姜黄油、姜黄素的水溶性微胶囊。
本发明将姜黄油、姜黄素以及沙棘果油混合,得到芯材。在本发明中,所述混合优选辅助超声波溶解,所述超声波的频率为20~30kHz,优选为22~28kHz,进一步优选为24~28kHz,温度为70~80℃,优选为72~78℃,进一步优选为74~76℃,保持20~30分钟。
本发明将壁材与水混合,再加入乳化剂和酸味调节剂,得到壁材水溶液。其中,所述壁材与水混合的温度为70~80℃,具体的,将壁材溶入70~80℃的蒸馏水中溶解,优选为72~78℃,进一步优选为74~76℃。
所述乳化剂选自酪蛋白酸钠、变性淀粉、单双硬脂酸甘油酯、乳清蛋白的一种或多种。所述乳化剂与壁材的质量比为(3~15):(40~60);优选为(5~12):(40~60),进一步优选为(7~10):(45~55),
所述酸味调节剂选自柠檬酸、苹果酸、酒石酸的一种或多种。所述酸味调节剂与壁材的质量比为(0.05~0.1):(40~60),优选为(0.06~0.09):(40~60),进一步优选为(0.07~0.08):(45~55)。
接着,将所述壁材水溶液与所述芯材混合依次进行剪切乳化、高压均质以及超临界纳米干燥,得到含姜黄油、姜黄素的水溶性微胶囊。
其中,本发明将所述壁材水溶液与所述芯材混合置于剪切罐中,进行剪切乳化的时间为20~25分钟。
然后,将剪切后的物料打入均质前储罐进行搅拌,搅拌均匀后开动均质机对物料进行高压均质,使物料形成微小颗粒,高压均质压力35~40Mpa。
最后,将高压均质后的物料打入超临界干燥器中,压力7-21Mpa,温度为30℃。
本发明还提供了一种固体饮料,包括以下质量份的原料:
64~106质量份的水溶性微胶囊,所述水溶性微胶囊选自上述含姜黄油、姜黄素的水溶性微胶囊或上述制备方法制备得到的含姜黄油、姜黄素的水溶性微胶囊;
3~12质量份的膳食纤维;
0.03~0.1质量份的甜味剂;
0.01~0.05质量份的抗结剂。
本发明提供的固体饮料包括64~106质量份的水溶性微胶囊,优选为64、70、80、90、100、106,或64~106质量份之间的任意值。
本发明提供的固体饮料还包括3~12质量份的膳食纤维,优选为3、5、7、9、12,或3~12质量份之间的任意值。所述膳食纤维选自菊粉、魔芋粉、聚葡萄糖的一种或多种;
本发明提供的固体饮料还包括0.03~0.1质量份的甜味剂,优选为0.03、0.05、0.07、0.1,或0.03~0.1质量份之间的任意值;所述甜味剂选自低聚木糖、L-阿拉伯糖、木糖醇的一种或多种。
本发明提供的固体饮料还包括0.01~0.05质量份的抗结剂,优选为0.01、0.02、0.03、0.04、0.05,或0.01~0.05质量份之间的任意值。所述抗结剂选自二氧化硅、磷酸二氢钠、硅酸钙的一种或多种。
本发明还提供了一种固体饮料的制备方法,包括以下步骤:
将水溶性微胶囊、膳食纤维、甜味剂和抗结剂混合,得到固体饮料。
其中,本发明对所述混合的方式并没有特殊限制,本领域技术人员公知的方法即可。在本发明中,优选将原料在三维混料机中混合均匀。
本发明使得所述微囊粉固体饮料具备良好的溶解性,增加姜黄油和姜黄素的应用性,可应用于相关领域中。
本发明将姜黄油、姜黄素通过微囊技术进行包埋,这样有效的促进姜黄油及姜黄素的吸收,保护了姜黄油和姜黄素两种物质的特有功效,另外本发明使用了姜黄油超声波法溶解姜黄素,该方法在起到很好的溶解姜黄素的同时,又利用姜黄油、姜黄素的协同效应增加其生物利用度,同时添加水溶性膳食纤维,具有提高免疫力、改善肠道功能的效果。本发明产品的稳定性好、不易降解,生命期延长,溶于水后具备较佳的分散性,同时能够提高姜黄油、姜黄素油的生物利用度,进而提高其药用活性,能够显著增强免疫力。
为了进一步理解本发明,下面结合实施例对本发明提供的含姜黄油、姜黄素的水溶性微胶囊以及固体饮料及其制备方法进行说明,本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
实施例1
一种含姜黄油、姜黄素固体饮料及其制备方法,包括下列步骤:
(1)制备芯材:将25份混合油芯材加入搅拌锅中,混合油芯材比例为姜黄油:姜黄素:沙棘果油=10:1:4,超声波条件下溶解姜黄素,频率30kHz,温度为70℃,保持30分钟;
(2)制备壁材:将20份麦芽糊精、15份壳聚糖壁材溶入75℃的蒸馏水中溶解,制成饱和水溶液,加入2份单双硬脂酸甘油酯、2份酪蛋白酸钠、0.07份苹果酸,搅拌均匀,保持25分钟;
(3)剪切乳化:将壁材与芯材物料打入剪切罐中,进行混合剪切25分钟;
(4)高压均质:将剪切乳化后的物料打入均质前储罐进行搅拌,搅拌均匀后开动均质机对物料进行高压均质,使物料形成微小颗粒,均质压力40Mpa;
(5)超临界纳米干燥:高压均质后的物料打入超临界干燥器中,压力10Mpa,温度为30℃;
(6)将超临界干燥后的得到微囊粉与5份魔芋粉、0.07份低聚木糖、0.02份二氧化硅在三维混料机中混合均匀,得到最终产品。
实施例2
一种含姜黄油、姜黄素固体饮料及其制备方法,包括下列步骤:
(1)制备芯材:将30份混合油芯材加入搅拌锅中,混合油芯材比例为姜黄油:姜黄素:沙棘果油=12:1:5,超声波条件下溶解姜黄素,频率25kHz,温度为75℃,保持25分钟;
(2)制备壁材:将20份环糊精、30份麦芽糊精壁材溶入70℃的蒸馏水中溶解,制成饱和水溶液,加入2份酪蛋白酸钠、4份变性淀粉、0.05份柠檬酸,搅拌均匀,保持20分钟;
(3)剪切乳化:将壁材与芯材物料打入剪切罐中,进行混合剪切20分钟;
(4)高压均质:将剪切乳化后的物料打入均质前储罐进行搅拌,搅拌均匀后开动均质机对物料进行高压均质,使物料形成微小颗粒,均质压力35Mpa;
(5)超临界纳米干燥:高压均质后的物料打入超临界干燥器中,压力15Mpa,温度为30℃;
(6)将超临界干燥后的得到微囊粉与10份菊粉、0.03份L-阿拉伯糖、0.03份磷酸二氢钠在三维混料机中混合均匀,得到最终产品。
实施例3
一种含姜黄油、姜黄素固体饮料及其制备方法,包括下列步骤:
(1)制备芯材:将20份混合油芯材加入搅拌锅中,混合油芯材比例为姜黄油:姜黄素:沙棘果油=14:1:6,超声波条件下溶解姜黄素,频率20kHz,温度为75℃,保持20分钟;
(2)制备壁材:将10份海藻酸钠、30份麦芽糊精壁材溶入70℃的蒸馏水中溶解,制成饱和水溶液,加入2份酪蛋白酸钠、3份乳清蛋白、0.05份酒石酸,搅拌均匀,保持30分钟;
(3)剪切乳化:将壁材与芯材物料打入剪切罐中,进行混合剪切20分钟;
(4)高压均质:将剪切乳化后的物料打入均质前储罐进行搅拌,搅拌均匀后开动均质机对物料进行高压均质,使物料形成微小颗粒,均质压力40Mpa;
(5)超临界纳米干燥:高压均质后的物料打入超临界干燥器中,压力20Mpa,温度为30℃;
(6)将超临界干燥后的得到微囊粉与12份聚葡萄糖、0.05份木糖醇、0.02份硅酸钙在三维混料机中混合均匀,得到最终产品。
对比例
(1)制备芯材:将20份混合油芯材加入搅拌锅中,混合油芯材比例为沙棘果油:姜黄素=20:1,超声波条件下溶解姜黄素,频率20kHz,温度为75℃,保持20分钟;
(2)制备壁材:将10份海藻酸钠、30份麦芽糊精壁材溶入70℃的蒸馏水中溶解,制成饱和水溶液,加入2份酪蛋白酸钠、3份乳清蛋白、0.05份酒石酸,搅拌均匀,保持30分钟;
(3)剪切乳化:将壁材与芯材物料打入剪切罐中,进行混合剪切20分钟;
(4)高压均质:将剪切乳化后的物料打入均质前储罐进行搅拌,搅拌均匀后开动均质机对物料进行高压均质,使物料形成微小颗粒,均质压力40Mpa;
(5)超临界纳米干燥:高压均质后的物料打入超临界干燥器中,压力20Mpa,温度为30℃;
(6)将超临界干燥后的得到微囊粉与12份聚葡萄糖、0.05份木糖醇、0.02份硅酸钙在三维混料机中混合均匀,得到最终产品。
结果表明:芯材采用单一的沙棘果油,即使在超声波条件下也无法将姜黄素充分溶解,形成了悬浮姜黄素的混合油溶液及姜黄素沉淀;由于姜黄素没有得到良好的溶解,导致包埋效果不好,形成的微囊粉中有裸露的姜黄素,姜黄素对热、光均敏感,使得微囊产品稳定性差、生命周期短、并且裸露的姜黄素不溶于水、用户体验感差。
实施例4
1、微囊溶解性实验
取25g实施例1~3制备的超临界干燥后的得到微囊粉于500mL烧杯中,用200mL70℃以上热水冲调,用玻棒搅拌1min后观察其溶解情况。
经观察,烧杯中水呈现橙黄色,无颗粒物悬浮,微囊粉溶解性良好。
2、最终产品(固体饮料)溶解性实验
取25g最终产品于500mL烧杯中,用200mL70℃以上热水冲调,用玻棒搅拌1min后观察其溶解情况。
经观察,烧杯中水略显粘稠,呈现橙黄色,无颗粒物悬浮,微囊粉溶解性良好,口感酸甜无异味。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种含姜黄油、姜黄素的水溶性微胶囊,其特征在于,由姜黄油和姜黄素作为芯材通过微囊技术进行包埋得到。
2.根据权利要求1所述的微胶囊,其特征在于,所述芯材还包括沙棘果油。
3.根据权利要求1所述的微胶囊,其特征在于,所述微胶囊还包括壁材,所述壁材选自环糊精、麦芽糊精、壳聚糖、海藻酸钠的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的微胶囊,其特征在于,所述姜黄油、姜黄素和沙棘果油的质量比为(10~14):1:(0~6)。
5.根据权利要求1所述的微胶囊,其特征在于,所述芯材与壁材的质量比为(20~30):(40~60)。
6.一种如权利要求1~5任意一项所述的水溶性微胶囊的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
A)将姜黄油、姜黄素以及沙棘果油混合,得到芯材;
B)将壁材与水混合,再加入乳化剂和酸味调节剂,得到壁材水溶液;
C)将所述壁材水溶液与所述芯材混合依次进行剪切乳化、高压均质以及超临界纳米干燥,得到含姜黄油、姜黄素的水溶性微胶囊。
7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,步骤A)中,所述混合辅助超声波溶解,所述超声波的频率为20~30kHz,温度为70~80℃,保持20~30分钟;
步骤B)中,所述壁材与水混合的温度为70~80℃;
所述乳化剂选自酪蛋白酸钠、变性淀粉、单双硬脂酸甘油酯、乳清蛋白的一种或多种;
所述酸味调节剂选自柠檬酸、苹果酸、酒石酸的一种或多种;
所述乳化剂与壁材的质量比为(3~15):(40~60);
所述酸味调节剂与壁材的质量比为(0.05~0.1):(40~60);
步骤C)中,所述剪切乳化的时间为20~25分钟;
所述高压均质的压力为35~40MPa;
所述超临界纳米干燥的压力为7~21MPa,温度为30℃。
8.一种固体饮料,其特征在于,包括以下质量份的原料:
64~106质量份的水溶性微胶囊,所述水溶性微胶囊选自权利要求1~5任意一项所述的含姜黄油、姜黄素的水溶性微胶囊或权利要求6~7任意一项所述的制备方法制备得到的含姜黄油、姜黄素的水溶性微胶囊;
3~12质量份的膳食纤维;
0.03~0.1质量份的甜味剂;
0.01~0.05质量份的抗结剂。
9.根据权利要求1所述的固体饮料,其特征在于,所述膳食纤维选自菊粉、魔芋粉、聚葡萄糖的一种或多种;
所述甜味剂选自低聚木糖、L-阿拉伯糖、木糖醇的一种或多种;
所述抗结剂选自二氧化硅、磷酸二氢钠、硅酸钙的一种或多种。
10.一种如权利要求8或9的固体饮料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
将水溶性微胶囊、膳食纤维、甜味剂和抗结剂混合,得到固体饮料。
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