CN107712543A - 一种抗絮凝姜黄素微胶囊、制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应用于饮料中的抗絮凝姜黄素微胶囊，由姜黄素粉、壁材成分、无水乙醇和水加工制得。制备方法包括壁材混合、芯材溶解、高速匀质和喷雾干燥。本发明综合利用喷雾干燥微胶囊化工艺，使姜黄素被复合型壁材保护，提高了色素溶解度以及活性物质稳定性。利用菊粉做骨架材料的复合型壁材包埋姜黄素，可以使色素在饮料产品中十分稳定，避免沉淀现象的发生，不仅改善了产品的外观，还提高了饮料中膳食纤维的含量，增加了其营养价值。
Description
技术领域
本发明涉及食品天然色素，特别涉及一种抗絮凝姜黄素微胶囊、制备方法及其应用。
背景技术
微胶囊化是一种应用于食品加工行业的新工艺，该工艺将目标活性成分包埋在特定的壁材中，从而改善目标成分的性质，如溶解度和稳定性等。壁材有单一壁材和复合型壁材，复合型壁材是指含有两种或两种以上配料的壁材，很多研究结果证明复合型壁材比单一壁材拥有更强的包埋能力。复合型壁材一般由几种典型的成分构成：大分子化合物、小分子化合物和亲水胶体。大分子化合物如淀粉、蛋白等，有着较强的成膜性，通常作为骨架材料，形成网络结构将芯材“锁”在内部；小分子化合物如麦芽糊精，成膜性很弱，用来作为填充物与大分子物质形成的网络结构契合，从而使壁材更加完整；亲水胶体例如果胶，虽然在复合型壁材所占比例较少，但它可以在浓度很低的情况下使乳化液更加稳定。
姜黄素是一种从姜黄中提取出的天然色素。姜黄素粉末呈橘黄色，上色能力强，被食品及药品监督管理局列为允许使用的天然食品添加剂。除了出色的着色能力外，姜黄素的保健功效以及药理作用，包括抗氧化、降脂、抗癌、抗凝等诸多生理活性在很多中外文献中都被证实。此外，姜黄素较低的毒性同样也在一定程度上提升了其药用价值。然而，姜黄素对光、热、酸环境因素较为敏感，提高姜黄素的储存稳定性一直以来是食品行业关注的焦点。
由于姜黄素本身并不溶于水，其在食品中的应用，特别是用作饮料色素添加剂，在一定程度上受到了限制。而微胶囊工艺可以极大的提高姜黄素的水溶性和储藏稳定性，从而能够拓宽该天然色素在食品行业中的应用。然而，尽管经过包埋处理的姜黄素可以溶解于饮料中，但由于很多壁材自身容易发生絮凝，一些姜黄素微胶囊可能在储存的过程中就已经形成了沉淀，使消费者对饮料的质量产生怀疑。目前尚无一种合适的壁材，可以稳定地储存姜黄素。
发明内容
为解决以上问题，本发明的目的是提供一种抗絮凝姜黄素微胶囊。
本发明的另一目的是提供上述抗絮凝姜黄素微胶囊的制备方法。
本发明的又一目的是提供上述抗絮凝姜黄素微胶囊的应用。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种应用于饮料中的抗絮凝姜黄素微胶囊，包括以下按重量份计的组份：
其中，所述壁材由大分子骨架材料、小分子填充材料和亲水胶体制备得到。
优选地，所述姜黄素粉末由姜黄原料经粉碎、萃取、过滤、浓缩、结晶而制得。
优选地，所述大分子骨架材料、小分子填充材料和亲水胶体的重量比为12-17:12-17:4-8。
进一步优选地，所述大分子骨架材料是菊粉。
进一步优选地，所述小分子填充材料是β-环糊精。
进一步优选地，所述亲水胶体为果胶。
本发明还提供了上述抗絮凝姜黄素微胶囊的制备方法，包括以下步骤：
(1)壁材混合：将壁材的原料按重量配比溶解于水中，并隔夜静置使壁材溶液完全水合；
(2)芯材溶解：将姜黄素粉末溶解于乙醇中制得芯材溶液；
(3)高速匀质：将芯材溶液缓慢地加入搅拌中的壁材溶液并高速匀质；
(4)喷雾干燥：将(3)所得溶液进行喷雾干燥，即得最终产品。
优选地，所述喷雾干燥的条件是：进风温度160-180℃，出风温度90-105℃，热空气流速40-45m3/h，进料速率500-750ml/h。
优选地，所述高速匀质是采用超高速匀质机进行，转速为2000-2500rpm，1h。
优选地，所述抗絮凝姜黄素微胶囊用于饮料中。
本发明的有益效果
1、本发明的抗絮凝姜黄素微胶囊以大分子骨架材料、小分子填充材料以及亲水胶体的组合作为壁材，确定了选用菊粉-β-环糊精-果胶复合型壁材，使得到的抗絮凝姜黄素微胶囊可以在饮料中稳定的储存；
2、本发明使用的菊粉-β-环糊精-果胶复合型壁材不仅提高了姜黄素在饮料中的溶解能力，还使色素在饮料中更加稳定，不易聚沉，提高了消费者对饮料产品外观的满意度；另外，菊粉作为膳食纤维，可以在消费者享受饮品的同时提供保健作用；
3、本发明综合利用喷雾干燥微胶囊化技术，使姜黄素可以被包埋在菊粉-β-环糊精-果胶复合型壁材中，并提高了色素溶解能力以及活性物质的光、热、酸稳定性，得到的抗絮凝姜黄素微胶囊中水分残留在4.55％以下，姜黄素含量可达17.43mg/g以上；本发明的姜黄素微胶囊呈亮黄色(L*值90.09-92.48，a*值4.13-4.34，b*值71.29-72.23)，且溶解速度较快，其0.2g粉末可以在100-125秒完全溶解。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明：
以下实施例中份数均指重量份。
实施例1
一种应用于饮料中的抗絮凝姜黄素微胶囊，制备方法如下：
(1)壁材混合：向100份水中加入13份菊粉、17份β-环糊精和7份果胶并搅拌使其溶解，然后隔夜静置使壁材溶液完全水合；
(2)芯材溶解：向30份无水乙醇中加入1份姜黄素粉末并搅拌使其溶解；
(3)高速匀质：将芯材溶液缓地慢加入正在被搅拌的壁材溶液中并进行高速匀质，匀质条件为2500rpm，1小时；
(4)喷雾干燥：将匀质后的乳化液进行喷雾干燥后可得最终产品，喷雾干燥条件为：进风温度165℃，出风温度95℃，热空气流速42m3/h，进料速率600ml/h。
经检测，本实施例的姜黄素微胶囊总姜黄素含量为17.43mg/g。其颗粒大小为1-100nm，颜色呈亮黄色(L值92.48，a值4.13，b值73.23)，残留水分含量2.61％。其0.2g粉末可在100s内完全溶解在100ml水中。将其溶解在无色碳酸饮料(浓度0.06％)，48h内无沉淀产生。
实施例2
一种应用于饮料中的抗絮凝姜黄素微胶囊，制备方法如下：
(1)壁材混合：向100份水中加入15份菊粉、15份β-环糊精和5份果胶并搅拌使其溶解，然后隔夜静置使壁材溶液完全水合；
(2)芯材溶解：向30份无水乙醇中加入1份姜黄素粉末并搅拌使其溶解；
(3)高速匀质：将芯材溶液缓地慢加入正在被搅拌的壁材溶液中并进行高速匀质，匀质条件为2000rpm，1小时；
(4)喷雾干燥：将匀质后的乳化液进行喷雾干燥后可得最终产品，喷雾干燥条件为：进风温度170℃，出风温度105℃，热空气流速45m3/h，进料速率700ml/h。
经检测，本实施例的姜黄素微胶囊总姜黄素含量为22.01mg/g。其颗粒大小为1-100nm，颜色呈亮黄色(L*值90.09，a*值4.34，b*值71.29)，残留水分含量2.37％。其0.2g粉末可在112s内完全溶解在100ml水中。将其溶解在无色碳酸饮料(浓度0.06％)，48h内无沉淀产生。
实施例3
一种应用于饮料中的抗絮凝姜黄素微胶囊，制备方法如下：
(1)壁材混合：向100份水中加入17份菊粉、13份β-环糊精和4份果胶并搅拌使其溶解，然后隔夜静置使壁材溶液完全水合；
(2)芯材溶解：向30份无水乙醇中加入1份姜黄素粉末并搅拌使其溶解；
(3)高速匀质：将芯材溶液缓地慢加入正在被搅拌的壁材溶液中并进行高速匀质，匀质条件为：2200rpm，1小时；
(4)喷雾干燥：将匀质后的乳化液进行喷雾干燥后可得最终产品，喷雾干燥条件为：进风温度160℃，出风温度100℃，热空气流速43m3/h，进料速率550ml/h。
经检测，本实施例的姜黄素微胶囊总姜黄素含量为19.48mg/g。其颗粒大小为1-100nm，颜色呈亮黄色(L*值90.50，a*值4.19，b*值72.59)，残留水分含量4.55％。其0.2g粉末可在125s内完全溶解在100ml水中。将其溶解在无色碳酸饮料(浓度0.06％)，48h内无沉淀产生。
对比例1
一种应用于饮料中的抗絮凝姜黄素微胶囊，制备方法如下：
(1)壁材混合：向100份水中加入15份乳清蛋白分离、15份β-环糊精和5份果胶并搅拌使其溶解，然后隔夜静置使壁材溶液完全水合；
(2)芯材溶解：向30份无水乙醇中加入1份姜黄素粉末并搅拌使其溶解；
(3)高速匀质：将芯材溶液缓地慢加入正在被搅拌的壁材溶液中并进行高速匀质，匀质条件为：2000rpm，1小时；
(4)喷雾干燥：将匀质后的乳化液进行喷雾干燥后可得最终产品，喷雾干燥条件为：进风温度165℃，出风温度95℃，热空气流速42m3/h，进料速率600ml/h。
经检测，本对比例的姜黄素微胶囊总姜黄素含量为19.65mg/g。其颗粒大小为1-100nm，颜色呈黄色(L*值87.22，a*值1.48，b*值67.03)，并有轻微褐变，残留水分含量2.46％。其0.2g粉末可在57s内完全溶解在100ml水中。将其溶解在无色碳酸饮料(浓度0.06％)，48h后饮料中产生大量沉淀，液体几乎完全褪色。
经过比较可知，利用菊粉包埋的姜黄素相比乳清蛋白分离包埋的姜黄素色泽更加明亮。相比于乳清蛋白分离，经过菊粉包埋的姜黄素在饮料中十分稳定。另外，菊粉作为膳食纤维极大的提高了饮料的营养价值。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种抗絮凝姜黄素微胶囊，其特征在于，包括以下按重量份计的组份：
其中，所述壁材由大分子骨架材料、小分子填充材料和亲水胶体制备得到。
2.根据权利要求1所述的一种抗絮凝姜黄素微胶囊，其特征在于，所述姜黄素粉末由姜黄原料经粉碎、萃取、过滤、浓缩、结晶而制得。
3.根据权利要求1所述的一种抗絮凝姜黄素微胶囊，其特征在于，所述大分子骨架材料、小分子填充材料和亲水胶体的重量比为12-17:12-17:4-8。
4.根据权利要求1所述的一种抗絮凝姜黄素微胶囊，其特征在于，所述大分子骨架材料是菊粉。
5.根据权利要求1所述的一种抗絮凝姜黄素微胶囊，其特征在于，所述小分子填充材料是β-环糊精。
6.根据权利要求1所述的一种抗絮凝姜黄素微胶囊，其特征在于，所述亲水胶体为果胶。
7.根据权利要求1-6所述的抗絮凝姜黄素微胶囊的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)壁材混合：将壁材的原料按重量配比溶解于水中，并隔夜静置使壁材溶液完全水合；
(2)芯材溶解：将姜黄素粉末溶解于乙醇中制得芯材溶液；
(3)高速匀质：将芯材溶液缓慢地加入搅拌中的壁材溶液并高速匀质；
(4)喷雾干燥：将(3)所得溶液进行喷雾干燥，即得最终产品。
8.根据权利要求7所述的抗絮凝姜黄素微胶囊的制备方法，其特征在于，所述喷雾干燥的条件是：进风温度160-180℃，出风温度90-105℃，热空气流速40-45m3/h，进料速率500-750ml/h。
9.根据权利要求7所述的抗絮凝姜黄素微胶囊的制备方法，其特征在于，步骤(3)中高速匀质是采用超高速匀质机进行，转速为2000-2500rpm，时间1h。
10.根据权利要求1-6所述的抗絮凝姜黄素微胶囊的应用，其特征在于，将所述抗絮凝姜黄素微胶囊用于饮料中。
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