CN114794362A - 一种可食用的辣椒红色素纳米乳液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于食用色素及其制备方法领域，特别是涉及一种可食用的辣椒红色素纳米乳液及其制备方法，辣椒红色素纳米乳液按重量计由以下原料辣椒红色素10‑25份；辛烯基琥珀酸可得然胶酯5‑10份；表面活性剂0.2‑1份；抗氧化剂0.2‑0.5份；水63.5‑84.6份，经过搅拌、乳化、均质等步骤制得。本发明制得的辣椒红色素纳米乳液。生产过程中没有改变辣椒红色素有效成分的分子结构，保持了产品的天然属性。
Description
技术领域
本发明属于食用色素及其制备方法领域，特别是涉及一种可食用的辣椒红色素纳米乳液及其制备方法。
背景技术
辣椒红色素是从成熟的红辣椒中提取的一种天然红色素，为深红色粘性油状液体，其显色强度是其他色素的10倍。作为食品添加剂使用安全性高，已被联合国粮农组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)列为A类食用色素。除在食品行业应用外，在化妆品、饮料糖果、医药、饲料等行业都有着十分广泛的使用。天然辣椒红色素不仅使用安全，而且还具有一定的营养价值，因而深受消费者的欢迎。未经特殊处理的辣椒红色素为深红色油溶性液体，色泽鲜艳，着色力强，仅溶于油脂或乙醇等有机溶剂中，难溶解于水中，极大地限制了辣椒红色素的应用。因此，水溶性辣椒红色素成为目前辣椒红色素深加工的热门课题。
CN201310719914公开了一种水溶性辣椒红色素的制备方法，通过皂化反应和乳化步骤，并用醇作提取剂，但该方法存在收率较低，产品色价和吸光比较低的问题。
CN1772816A公布了水溶性辣椒红色素的制备方法，其用油溶性天然辣椒红色素树脂为原料，先以乙醇为溶剂，与氢氧化钾溶液在反应釜中进行水解反应，然后进行过滤分离，滤饼用食用级乙醇反复萃取多次，合并滤液，再进行减压蒸发浓缩并回收乙醇，制备出水溶性辣椒红色素液剂，最后将水溶性辣椒红色素液剂与赋型材料的溶液混合，均质，控温喷雾干燥，制得水溶性辣椒红色素粉剂。
这些技术都是对辣椒红色素有效成分的分子结构进行修饰，破坏了辣椒红色素的天然属性，存在潜在的食品安全风险。
CN200510045205.2公布了以水溶性高分子为壁材，以辣椒红色素为芯材制备微囊，粒径为70～150μm，然后喷雾干燥得到水分散型辣椒红色素微囊粉末状产品。该专利技术虽然未破坏辣椒红色素有效成分的分子结构，但是由于微囊的粒径太大(70～150μm)，实际使用过程中不稳定，在水溶液中必然会产生沉淀现象。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，使用可双亲性聚合物作为软质载体，以辣椒红色素为芯材，制备成为纳米粒子，粒径为200nm左右，生产过程中没有改变辣椒红色素有效成分的分子结构，保持了产品的天然属性；并且粒径达到纳米级，产品在水中具有良好的分散性和稳定性。
本发明使用过以下技术方案实现的：
一种辣椒红色素纳米乳液，包括以下重量分的原料，辣椒红色素10-25份；辛烯基琥珀酸可得然胶酯5-10份；表面活性剂0.2-1份；抗氧化剂0.2-0.5份；水63.5-84.6份。
所述表面活性剂为蔗糖脂肪酸酯。
所述抗氧化剂为维生素C、异维生素C钠中的一种或组合
所述辛烯基琥珀酸可得然胶酯通过以下方法制备：取可得然胶，放入双锥干燥混合机中，然后取占可得然胶干重7％的辛烯基琥珀酸酐用无水乙醇稀释后喷入可得然胶中，混合均匀，回收乙醇后，加入占可得然胶干重5％的无水碳酸钠，并调整可得然胶的含水量达到25％，加热至60℃至反应完成，反应产物用乙醇洗涤3次后50℃烘干，过80目筛。
一种辣椒红色素纳米乳液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤Ⅰ，在配料罐中加入水，开启搅拌，然后依次加入辣椒红色素、蔗糖脂肪酸酯、抗氧化剂、辛烯基琥珀酸可得然胶酯；
步骤Ⅱ，开启高剪切乳化机对物料进行剪切乳化；
步骤Ⅲ，将已经乳化的物料泵入超高压纳米均质机，进行循环均质；
步骤Ⅳ，将均质好的物料泵入成品暂存罐中，开启搅拌，灌装得到成品。
所述步骤Ⅱ中物料进行剪切分散乳化时，物料温度保持室温。
所述步骤Ⅲ中物料进行循环均质时，物料温度保持室温。
所述循环均质时，均质压力为120MPa。
所述剪切乳化和循环均质的时长均为1h。
本发明具有以下技术效果:
本发明采用辛烯基琥珀酸可得然胶酯作为辣椒红色素纳米粒子载体，蔗糖脂肪酸酯作为表面活性剂，两者都可生物降解，安全可靠；生产过程中没有改变辣椒红色素有效成分的分子结构，保持了产品的天然属性。
本发明完全以水为介质，采用超高压均质的技术手段将辣椒红色素制备成为纳米乳液，粒径为200nm左右，产品在水中具有良好的分散性和稳定性。
具体实施方式
本发明辣椒红色素纳米乳液，包括以下组分，按重量计辣椒红色素10-25份；辛烯基琥珀酸可得然胶酯5-10份；表面活性剂0.2-1份；抗氧化剂0.2-0.5份；水63.5-84.6份。
利用以上原料制备辣椒红色素纳米乳液的方法包括以下步骤：
在室温下，首先10-25份辣椒红色素加入63.5-84.6份水中；然后加入0.2-1份表面活性剂、抗氧化剂0.2-0.5份、5-10份纳米粒子载体，用高剪切分散乳化机在转速2900rpm下混合均匀，最后在保持室温的状态下通过超高压纳米均质机进行均质，均质完成后得到稳定性良好的辣椒红色素纳米乳液。
本发明中采用的纳米粒子载体是辛烯基琥珀酸可得然胶酯，该载体是用辛烯基琥珀酸酐修饰可得然胶制得。可得然胶是以β-1，3糖苷键构成的水不溶性葡聚糖，其悬浊液加热后既能形成硬而有弹性的热不可逆性凝胶又能形成热可逆性凝胶。可得然胶具有极强的包油性，将3％可得然胶与各种浓度的玉米油混合液均质并在95℃，10min加热后，随含油量的增加，形成不可逆性凝胶的凝胶强度和脱水率均降低。当含油量达到24％时，凝胶在生成过程和生成后仍不发生油分离，将含油凝胶夹在两板间压榨，仅能除去部分水分，油仍然残留在干燥物中，含量可达85％。可得然胶加热形成的凝胶无法稀释，这极大地限制了其应用范围。本发明中采用辛烯基琥珀酸酐修饰可得然胶(取代度为0.015左右)后，形成的辛烯基琥珀酸可得然胶酯在高温下不会形成凝胶，并且仍具有很强的包油性。以辛烯基琥珀酸可得然胶酯为载体，以辣椒红色素为芯材，在一定条件下可以制备成辣椒红色素纳米乳液，粒径在200纳米左右，产品在水中具有良好的分散性和稳定性。
下面通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
以下实施例中超高压纳米均质机型号为JZH2000-180，上海锦竹机械设备有限公司；蔗糖脂肪酸酯的HLB值为15；激光粒度分析仪购自英国马尔文仪器有限公司。
以下实施例中使用的辛烯基琥珀酸可得然胶酯的制备方法为：取100kg可得然胶，放入双锥干燥混合机中，取占可得然胶干重7％的辛烯基琥珀酸酐用10千克无水乙醇进行稀释后喷入可得然胶中；混合均匀,回收无水乙醇，待无水乙醇含量低于0.2％后，加入占可得然胶干重5％的无水碳酸钠，喷入适量的水使可得然胶的含水量达到25％，加热至60℃反应8h。反应产物用乙醇洗涤3次后50℃烘干，过80目筛得到辛烯基琥珀酸可得然胶酯，取代度为0.015左右。
实施例一，含10wt％辣椒红色素纳米乳液的制备
步骤Ⅰ,在配料罐中加入84.6份的纯净水，称取10份的辣椒红色素投入配料罐中。
步骤Ⅱ，称取0.2份的蔗糖脂肪酸酯、0.2份的维生素C和5份的辛烯基琥珀酸可得然胶酯加入配料罐中，开启高剪切分散乳化机，转速为2900rpm；1h后停止高剪切分散乳化机，开启搅拌准备均质，期间控制物料温度为室温。
步骤Ⅲ,用变频螺杆泵将配料罐中已经乳化的物料泵入超高压纳米均质机，调节变频螺杆泵流量与均质机流量相匹配，均质压力控制在120MPa，均质后的物料回流至配料罐，并控制物料温度始终控制在室温，物料循环均质1h。
步骤Ⅳ,将均质好的物料泵入成品暂存罐中，开启搅拌，转速为120rpm，灌装得到成品。产品经激光粒度分析仪测定纳米粒子粒径为187nm。
实施例二，含15wt％辣椒红色素纳米乳液的制备
步骤Ⅰ，在配料罐中加入77份的纯净水，称取15份的辣椒红色素投入配料罐中。
步骤Ⅱ，称取0.7份蔗糖脂肪酸酯、0.3份的维生素C和7份辛烯基琥珀酸可得然胶酯加入配料罐中，开启高剪切分散乳化机，转速为2900rpm；1h后停止高剪切分散乳化机，开启搅拌准备均质，期间控制物料温度为室温。
步骤Ⅲ，用变频螺杆泵将配料罐中已经乳化的物料泵入超高压纳米均质机，调节变频螺杆泵流量与均质机流量相匹配，均质压力控制在120MPa，均质后的物料回流至配料罐，并使物料温度始终控制在室温，物料循环均质1h。
步骤Ⅳ，将均质好的物料泵入成品暂存罐中，开启搅拌，转速为120rpm，灌装得到成品。产品经激光粒度分析仪测定纳米粒子粒径为201nm。
实施例三，含25wt％辣椒红色素纳米乳液的制备
步骤Ⅰ，在配料罐中加入63.5份的纯净水，称取25份的辣椒红色素投入配料罐中。
步骤Ⅱ，称1份的取蔗糖脂肪酸酯、0.5份的维生素C和10份辛烯基琥珀酸可得然胶酯加入配料罐中，开启高剪切乳化机，转速为2900rpm；1h后停止高剪切乳化机，开启搅拌准备均质，期间控制物料温度为室温。
步骤Ⅲ，用变频螺杆泵将配料罐中已经乳化的物料泵入超高压纳米均质机，调节变频螺杆泵流量与均质机流量相匹配，均质压力控制在120MPa，均质后的物料回流至配料罐，并使物料温度始终控制在室温，物料循环均质1h。
步骤Ⅳ，将均质好的物料泵入成品暂存罐中，开启搅拌，转速为120rpm，灌装得到成品。产品经激光粒度分析仪测定纳米粒子粒径为215nm。
稳定性试验:
将含25wt％辣椒红色素纳米乳液产品在40℃下放置30天，分别测定第0、1、4、7、15、30天产品的粒径，数据如表1
表1放置不同时间后产品的粒径
| 放置时间/天 | 0 | 1 | 4 | 7 | 15 | 30 |
| 产品粒径/nm | 215 | 217 | 221 | 219 | 227 | 223 |
从表中数据可以看出：产品的粒径未发生大的变化，具有较强的稳定性。
Claims (9)
1.一种辣椒红色素纳米乳液，其特征在于，包括以下重量分的原料：辣椒红色素10-25份；辛烯基琥珀酸可得然胶酯5-10份；表面活性剂0.2-1份；抗氧化剂0.2-0.5份；水63.5-84.6份。
2.根据权利要求1所述的辣椒红色素纳米乳液，其特征在于：所述表面活性剂为蔗糖脂肪酸酯。
3.根据权利要求1所述的辣椒红色素纳米乳液，其特征在于：所述抗氧化剂为维生素C、异维生素C钠中的一种或组合。
4.根据权利要求1所述的辣椒红色素纳米乳液，其特征在于：所述辛烯基琥珀酸可得然胶酯通过以下方法制备：取可得然胶，放入双锥干燥混合机中，然后取占可得然胶干重7%的辛烯基琥珀酸酐用无水乙醇稀释后喷入可得然胶中，混合均匀，回收乙醇后，加入占可得然胶干重5%的无水碳酸钠，并调整可得然胶的含水量达到25%，加热至60℃至反应完成，反应产物用乙醇洗涤3次后50℃烘干，过80目筛。
5.一种权利要求1至1任意一项所述的辣椒红色素纳米乳液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤Ⅰ，在配料罐中加入水，开启搅拌，然后依次加入辣椒红色素、蔗糖脂肪酸酯、抗氧化剂、辛烯基琥珀酸可得然胶酯；
步骤Ⅱ，开启高剪切乳化机对物料进行剪切乳化；
步骤Ⅲ，将已经乳化的物料泵入超高压纳米均质机，进行循环均质；
步骤Ⅳ，将均质好的物料泵入成品暂存罐中，开启搅拌，灌装得到成品。
6.根据权利要求5所述的辣椒红色素纳米乳液的制备方法，其特征在于：所述步骤Ⅱ中物料进行剪切分散乳化时，物料温度保持室温。
7.根据权利要求5所述的辣椒红色素纳米乳液的制备方法，其特征在于：所述步骤Ⅲ中物料进行循环均质时，物料温度保持室温。
8.根据权利要求5所述的辣椒红色素纳米乳液的制备方法，其特征在于：所述循环均质时，均质压力为120MPa。
9.根据权利要求5所述的辣椒红色素纳米乳液的制备方法，其特征在于：所述剪切乳化和循环均质的时长均为1h。
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| CN101921496A (zh) * | 2009-06-12 | 2010-12-22 | 中国中化股份有限公司 | 一种制备辣椒红色素微胶囊的方法 |
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2022
- 2022-03-09 CN CN202210231525.0A patent/CN114794362A/zh active Pending
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