CN116686993A - 一种高载油多不饱和脂肪酸油脂微胶囊的制备方法 - Google Patents
一种高载油多不饱和脂肪酸油脂微胶囊的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及微胶囊技术领域，具体提供一种高载油多不饱和脂肪酸油脂微胶囊的制备方法。在本发明所提供的制备方法中，将菊粉与蛋白乳化剂和水升温至50‑68℃并充分搅拌15‑40min；菊粉与蛋白乳化剂的重量比为(0.4‑1)：1。本发明所提供的制备方法，在喷雾干燥工艺不变的前提下，可以保证高载油的微胶囊产品不被过度干燥，提高产品感官的同时，保证其在货架期过程中的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及微胶囊技术领域，尤其涉及一种高载油多不饱和脂肪酸油脂微胶囊的制备方法。
背景技术
花生四烯酸油脂、二十二碳六烯酸油脂等由于自身结构易被氧化并产生令人不愉悦的气味，同时影响油脂的功能，通常采用微胶囊技术利用包裹材料对花生四烯酸油脂、二十二碳六烯酸油脂等多不饱和脂肪酸油脂进行保护，提高其稳定性和风味。
现有技术中已经出现了高含量的多不饱和脂肪酸油脂微胶囊的制备方法，例如CN103549442A通过壁材组份的优化制备33-50％载油率的DHA藻油粉；CN102228257A通过改善抗氧化剂来提高高含量微胶囊的稳定性；CN110613025A采用复配乳化剂降低高含量微胶囊的表面油；CN110613025A微胶囊粉包载45-80％的MCT、橄榄油等油脂；本申请人意外发现高载油率的多不饱和脂肪酸油脂微胶囊尤其是蛋白体系乳化剂的配方会在保质期内出现变色等现象。
发明内容
本发明为了解决高载油率的多不饱和脂肪酸油脂微胶囊在保质期内的稳定性问题，提供一种高载油多不饱和脂肪酸油脂微胶囊的制备方法。
第一方面，本发明提供的多不饱和脂肪酸油脂微胶囊的制备方法包括，制备水溶性壁材包埋多不饱和脂肪酸油脂；所述水溶性壁材的制备包括：将菊粉与蛋白乳化剂和水升温至50-68℃并充分搅拌15-40min；菊粉与蛋白乳化剂的重量比为(0.4-1)：1；
所述微胶囊原料中多不饱和脂肪酸油脂的质量占比不低于40％，多不饱和脂肪酸油脂中碳链长度在20以上、不饱和双键在4个以上的脂肪酸含量不低于40％。
所述微胶囊原料是指，除了水之外，其他原料的总量。
本发明所提供的制备方法中，菊粉占微胶囊原料重量的6.5-15％。
在本发明的方案中，多不饱和脂肪酸油脂包括但不限于，DHA、DPA、EPA、ARA等一种或多中。例如，本发明中所举的DHA油脂中除含有DHA外还含有DPA、EPA、ARA等，但主要成分是DHA。
申请人发现采用蛋白乳化剂作为壁材制备高载油多不饱和脂肪酸油脂微胶囊时，微胶囊成品的的稳定性差，会产生颜色变化，不利于高载油多不饱和脂肪酸油脂微胶囊的后续利用。通过研究发现产生稳定性问题的原因在于产品水分制备过程中，疏水油脂在体系中占比为50％或以上，乳液体系中的水相有向表面迁移的趋势，在干燥过程中容易快速失水，产品会过度干燥，不仅影响产品的感官，甚至对稳定性也造成影响。
本发明首次发现菊粉的添加并辅以制备工艺的优化，可以有效提升微胶囊产品保质期内的稳定性。更具体地，本发明通过升高温度到50-68℃，使得菊粉部分羟基与蛋白结合，保证高载油的多不饱和脂肪酸微胶囊产品不被过度干燥，同时避免菊粉易吸湿带来的弊端。
现有技术中，菊粉在微胶囊中的应用往往是作为小分子益生元或者膳食纤维同填充剂一起应用，提高功效的前提下起到一定的填充作用。菊粉的吸湿性是自身的3倍，添加菊粉后在干燥工艺中会造成一定的黏壁同时后续会产生吸潮现象，因此，菊粉作为填充剂添加时，用量很少。
在本发明所提供的制备方法中，若菊粉与蛋白乳化剂的反应条件过于剧烈，如更高的温度、更长的反应时间都将会促使美拉德反应的发生，导致体系发生变化，而本发明为了保持原料本身性质不变，需要防止美拉德反应的发生。
具体地，本发明所提供的多不饱和脂肪酸油脂微胶囊的制备方法，包括：
(1)将菊粉、蛋白乳化剂和水升温至60-68℃，搅拌15-40min，充分搅拌；
(2)加入填充剂、抗氧化剂充分搅拌溶解，获得水相；
(3)将多不饱和脂肪酸油脂添加到步骤(2)得到的水相中，进行剪切，获得乳液；
(4)对步骤(3)得到的乳液进行高压均质后干燥；
(5)添加抗结剂进行干混。
优选地，步骤(2)中，还包括pH调节剂和/或螯合剂。
本发明所提供的多不饱和脂肪酸油脂微胶囊的制备方法中，步骤(4)所述干燥为喷雾干燥，条件为进风160-180℃，出风温度为60-80℃。
本发明所提供的多不饱和脂肪酸油脂微胶囊的制备方法中，所述蛋白乳化剂为酪蛋白酸钠、乳清蛋白、大豆蛋白、豌豆蛋白中的一种或几种；优选地，所述蛋白乳化剂为酪蛋白酸钠和/或乳清蛋白。
所述抗氧化剂包括但不限于：抗坏血酸钠、抗坏血酸、抗坏血酸棕榈酸酯、维生素E、磷脂中的一种或多种；本发明所列举出的优选为更适宜于婴幼儿配方的组分，但实际应用中可根据组分要求进行选择。
所述抗结剂包括但不限于：磷酸三钙、二氧化硅、微晶纤维素、硬脂酸镁中的一种或多种；本发明所列举出的优选为更适宜于婴幼儿配方的组分，但实际应用中可根据组分要求进行选择。
所述填充剂包括但不限于：固体玉米糖浆、麦芽糊精中的一种或两种。本发明所列举出的优选为更适宜于婴幼儿配方的组分，但实际应用中可根据组分要求进行选择。
其中，在步骤(2)中pH调节剂和/或螯合剂根据原料的情况有选择性的加入。在本发明的一个具体的实施方式中，pH可保持自然，螯合剂可选择不加。
制备过程中，工艺参数以及剪切速度、均质压力、固形物含量等条件，均以本领域技术人员熟知的处理方案进行，以料液能完全乳化且能顺利喷出即可。
作为本发明的一个具体实施例方式，本发明所提供的多不饱和脂肪酸油脂微胶囊的制备方法包括：
(1)菊粉、酪蛋白酸钠、乳清蛋白与水，60-68℃充分搅拌15-40min，加入填充剂固体玉米糖浆以及抗氧化剂VC钠，充分搅拌溶解，获得水相；
(2)将多不饱和脂肪酸油脂添加到上述水相中，在10000-20000r/min的条件下剪切5-10min，固形物含量为45％；
(3)以上乳液经高压均质机800-1000bar均质2-3遍；
(4)喷雾干燥条件为进风160-180℃，出风温度为60-80℃，保持一定进风量和进料速度；
(5)添加磷酸三钙进行干混，获得高载油多不饱和脂肪酸油脂微胶囊。
本发明还提供，上述的制备方法在提升高载油多不饱和脂肪酸油脂微胶囊稳定性中的应用。
第二方面，本发明提供由上述制备方法制备得到的多不饱和脂肪酸油脂微胶囊。
以质量计，本发明所提供的微胶囊原料中，蛋白乳化剂的占比为10-25％；菊粉的占比为6.5-15％。
本发明提供的多不饱和脂肪酸油脂微胶囊中水分含量为2-4％。
第三方面，本发明提供一种高载油多不饱和脂肪酸油脂微胶囊，以质量计，所述微胶囊中，水分含量为2-4％；除了水外，以质量计，所述微胶囊原料中多不饱和脂肪酸油脂占比为40-55％、酪蛋白酸钠占比为6-15％、乳清蛋白占比为4-10％、菊粉占比为6.5-15％、抗氧化剂占比为3-6％、抗结剂占比为0.2-1％，余下为填充剂、pH调节剂和/或螯合剂。
本发明的有益效果在于：
本发明通过添加菊粉并调整水相的制备方法，在喷雾干燥工艺不变的前提下，可以保证高载油的微胶囊产品不被过度干燥，提高产品感官的同时，保证其在货架期过程中的稳定性。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。具体实施方式中多不饱和脂肪酸油脂为DHA油脂，源自藻类，其中DHA的含量为45％，不饱和双键在4个以上的脂肪酸包括DHA/EPA/DPA/ARA的含量之和为60％。
实施例1
本实施例中，除了水之外，高载油DHA油脂微胶囊原料中DHA油脂：50％，酪蛋白酸钠：10％，乳清蛋白：10％，VC钠：5％，固体玉米糖浆：14.4％，菊粉：10％，磷酸三钙：0.6％。
本实施例中高载油DHA油脂微胶囊的制备方法，如下：
(1)水溶性壁材菊粉、酪蛋白酸钠、乳清蛋白与水按照质量比1:1:1:7称取，升温至60℃并充分搅拌15min，加入填充剂固体玉米糖浆以及抗氧化剂VC钠，充分搅拌溶解，获得水相；
(2)将DHA油脂添加到上述水相中，固形物含量为45％，在10000r/min的条件下剪切10min；
(3)以上乳液经高压均质机800bar均质2遍；
(4)喷雾干燥条件为进风180℃，出风温度为80℃，保持一定进风量和进料速度；
(5)添加磷酸三钙进行干混，获得高载油DHA油脂微胶囊。
实施例2
本实施例中，除了水之外，高载油DHA油脂微胶囊原料中，DHA油脂：50％，酪蛋白酸钠：7.5％，乳清蛋白：7.5％，VC钠：5％，固体玉米糖浆：14.4％，菊粉：15％，磷酸三钙：0.6％。
本实施例中高载油DHA油脂微胶囊的制备方法，如下：
(1)水溶性壁材菊粉、酪蛋白酸钠、乳清蛋白与水按照质量比2:1:1:6称取，升温至60℃并充分搅拌20min，加入填充剂固体玉米糖浆以及抗氧化剂VC钠，充分搅拌溶解，获得水相；
(2)将DHA油脂添加到上述水相中，在10000r/min的条件下剪切10min，固形物含量为45％；
(3)以上乳液经高压均质机800bar均质2遍；
(4)喷雾干燥条件为进风180℃，出风温度为80℃，保持一定进风量和进料速度；
(5)添加磷酸三钙进行干混，获得高载油DHA油脂微胶囊。
实施例3
本实施例中，除了水之外，高载油DHA油脂微胶囊原料中，DHA油脂：50％，酪蛋白酸钠：10.7％，乳清蛋白：10.7％，VC钠：5％，固体玉米糖浆：14.4％，菊粉：8.6％，磷酸三钙：0.6％。
本实施例中高载油DHA油脂微胶囊的制备方法，如下：
(1)水溶性壁材菊粉、酪蛋白酸钠、乳清蛋白与水按照质量比0.8:1:1:7称取，升温至60℃并充分搅拌15min，加入填充剂固体玉米糖浆以及抗氧化剂VC钠，充分搅拌溶解，获得水相；
(2)将DHA油脂添加到上述水相中，在10000r/min的条件下剪切10min，固形物含量为45％；
(3)以上乳液经高压均质机800bar均质2-3遍；
(4)喷雾干燥条件为进风160-180℃，出风温度为60-80℃，保持一定进风量和进料速度；
(5)添加磷酸三钙进行干混，获得高载油DHA油脂微胶囊。
实施例4
本实施例中，除了水之外，高载油DHA油脂微胶囊原料中，DHA油脂：50％，酪蛋白酸钠：9.1％，乳清蛋白：9.1％，VC钠：5％，固体玉米糖浆：14.4％，菊粉：11.8％，磷酸三钙：0.6％。
本实施例中高载油DHA油脂微胶囊的制备方法，如下：
(1)水溶性壁材菊粉、酪蛋白酸钠、乳清蛋白与水按照质量比1.3:1:1:7称取，升温至50℃并充分搅拌30min，加入填充剂固体玉米糖浆以及抗氧化剂VC钠，充分搅拌溶解，获得水相；
(2)将DHA油脂添加到上述水相中，在10000r/min的条件下剪切5-10min，固形物含量为45％；
(3)以上乳液经高压均质机800bar均质2-3遍；
(4)喷雾干燥条件为进风160-180℃，出风温度为60-80℃，保持一定进风量和进料速度；
(5)添加磷酸三钙进行干混，获得高载油DHA油脂微胶囊。
对比例1不使用菊粉
本对比例中，除了水之外，高载油DHA油脂微胶囊原料中，DHA油脂：50％，酪蛋白酸钠：15％，乳清蛋白：15％，VC钠：5％，固体玉米糖浆：14.4％，磷酸三钙：0.6％。本对比例中，制备水相时，酪蛋白酸钠与乳清蛋白与水的质量比为1:1:8。
本对比例与实施例1的制备方法相同。
对比例2省略升温搅拌
本对比例与实施例1相同，区别在于，本对比例在制备水相时，在常温下将菊粉、酪蛋白酸钠、乳清蛋白与水按照质量比1:1:1:7称取，加入填充剂固体玉米糖浆以及抗氧化剂VC钠，搅拌。
对比例3菊粉不同添加量
本对比例中，除了水之外，高载油DHA油脂微胶囊原料中，DHA油脂：50％，酪蛋白酸钠：10％，乳清蛋白：10％，VC钠：5％，固体玉米糖浆：14.4％，菊粉：5％，磷酸三钙：0.6％，其制备方法与实施例1相同。
对比例4 40℃搅拌15min
本对比例与实施例2相同，区别在于，本对比例在制备水相时，在40℃下将菊粉、酪蛋白酸钠、乳清蛋白与水按照相应含量称取，加入填充剂固体玉米糖浆以及抗氧化剂VC钠，搅拌。
对比例5
本对比例与实施例2制备方法相同，区别在于，高载油DHA油脂微胶囊原料中，DHA油脂：50％，酪蛋白酸钠：10％，乳清蛋白：10％，VC钠：5％，菊粉：20％，磷酸三钙：0.6％，余下为固体玉米糖浆。
实验例
本实验例检测实施例及对比例所得高载油DHA油脂微胶囊乳液的表面张力、微胶囊粉体的水分含量，及保存3个月后的稳定性，结果如表1所示。
其中，乳液表面张力的采用自动张力测定仪；微胶囊粉体性质(水分)采用卡尔费休水分测定仪进行测量。
表1微胶囊产品稳定性检测结果
由对比例1可知，在无菊粉存在的情况下，仅采用蛋白乳化剂，高载油DHA油脂微胶囊的稳定性差，在保质期内，产品颜色由白色变为粉色。
由对比例2可知，若添加菊粉之后，不对水相制备方法进行改进，所得的的微胶囊产品的稳定性仍达不到要求，在3个月内，仍然由白色变为粉色。
由对比例3可知，若菊粉添加量过小，不能提高微胶囊产品的稳定性。并且，若添加菊粉后，搅拌的温度过低或过高，均不能提高产品的稳定性，其中，若温度过高，菊粉与蛋白乳化剂会产生美拉德反应，导致产品颜色的变化；若温度过低，如对比例4所示，得到的微胶囊产品的外观色泽在3个月的保质期内，稳定性差，会产生颜色变化。
同时，若菊粉添加量过多，与酪蛋白酸钠的比例超过1：1，菊粉不能与酪蛋白酸钠完全反应，未参与反应的菊粉容易在后续稳定性实验中吸潮，从而使得粉剂发黄。若添加菊粉后，在50-68℃下搅拌时间过长超过40min，菊粉与蛋白乳化剂过度反应也会导致微胶囊成品颜色泛红。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种多不饱和脂肪酸油脂微胶囊的制备方法，其特征在于，制备水溶性壁材包埋多不饱和脂肪酸油脂；所述水溶性壁材的制备包括：将菊粉与蛋白乳化剂和水升温至50-68℃并充分搅拌15-40min；菊粉与蛋白乳化剂的重量比为(0.4-1)：1；
微胶囊原料中多不饱和脂肪酸油脂的质量占比不低于40％，多不饱和脂肪酸油脂中碳链长度在20以上、不饱和双键在4个以上的脂肪酸含量不低于40％。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，菊粉占微胶囊原料重量的6.5-15％。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，包括：
(1)将菊粉、蛋白乳化剂和水升温至60-68℃，搅拌15-40min，充分搅拌；
(2)加入填充剂、抗氧化剂充分搅拌溶解，获得水相；
(3)将多不饱和脂肪酸油脂添加到步骤(2)得到的水相中，进行剪切，获得乳液；
(4)对步骤(3)得到的乳液进行高压均质后干燥；
(5)添加抗结剂进行干混；
优选地，步骤(2)中，还包括pH调节剂和/或螯合剂。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述干燥为喷雾干燥，条件为进风160-180℃，出风温度为60-80℃。
5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，
所述蛋白乳化剂为酪蛋白酸钠、乳清蛋白、大豆蛋白、豌豆蛋白中的一种或几种；
所述抗氧化剂包括但不限于抗坏血酸钠、抗坏血酸、抗坏血酸棕榈酸酯、维生素E、磷脂中的一种或多种；
所述抗结剂包括但不限于磷酸三钙、二氧化硅、微晶纤维素、硬脂酸镁中的一种或多种；
所述填充剂包括但不限于固体玉米糖浆、麦芽糊精中的一种或两种。
6.权利要求1-5任一项所述的制备方法在提升高载油多不饱和脂肪酸油脂微胶囊稳定性中的应用。
7.一种多不饱和脂肪酸油脂微胶囊，其特征在于，使用权利要求1-5任一项所述制备方法得到。
8.根据权利要求7所述的多不饱和脂肪酸油脂微胶囊，其特征在于，以重量计，所述微胶囊原料中，蛋白乳化剂的占比为10-25％；菊粉的占比为6.5-15％。
9.根据权利要求8所述的多不饱和脂肪酸油脂微胶囊，其特征在于，所述微胶囊的水分含量为2-4％。
10.一种高载油多不饱和脂肪酸油脂微胶囊，其特征在于，所述微胶囊中水分含量为2-4％；除了水外，以质量计，所述微胶囊原料中多不饱和脂肪酸油脂占比为40-55％、酪蛋白酸钠占比为6-15％、乳清蛋白占比为4-10％、菊粉占比为6.5-15％、抗氧化剂占比为3-6％、抗结剂占比为0.2-1％，余下为填充剂、pH调节剂和/或螯合剂。
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