專利名稱：基于納米食品的營養(yǎng)素載運體系的構建方法
技術領域：
本發(fā)明屬食品加工領域。
背景技術：
納米載運體系的研究是納米科學的研究熱點之一，口服用納米載藥系統(tǒng)的研究， 給食品科學利用納米載體運輸水不溶性營養(yǎng)物質(zhì)，促進其口服吸收帶來極大啟發(fā)。納米載體可以載運水不溶性的營養(yǎng)物質(zhì)，提高其生物活性，促進這些營養(yǎng)物質(zhì)的吸收利用。例如利用具殼聚糖涂層的納米脂質(zhì)體載運維生素E、維生素C，利用酪蛋白膠束載運維生素D等。納米載運體系載運營養(yǎng)物質(zhì)，受到載體種類的制約。目前常用的納米載運體系很多，主要包括無機納米顆粒(如硅顆粒，納米碳管)，聚合物納米顆粒(如聚苯乙烯球)，納米微囊，脂質(zhì)體，脂膠束，樹狀聚合物(Jendrimer)等。受到給藥方式的限制，用于口服載運的納米載體系統(tǒng)則要少得多。除利用磷酸鈣納米顆粒外，也有利用海藻酸等制備微膠囊來載運口服藥物或營養(yǎng)。但口服載運體系主要還是來源于可食用脂質(zhì)(疏水或兩親)大分子如聚氰基丙烯酸烷酯，聚甲基丙烯酸等形成的脂質(zhì)體或膠束。這類納米載體的制備過程比較復雜，存儲條件也較為苛刻。雖然數(shù)量眾多的納米載體所采用的材料多是經(jīng)過美國食品與藥品管理局(FDA)認證的無害材料，但口服攝入時，載體用量將遠高于注射所需用量，且消化道內(nèi)的吸收轉(zhuǎn)運也更為復雜。即使其安全性有保障，食用者在心理上依然不容易接受大量人工合成的大分子物質(zhì)。尤其在用于營養(yǎng)物載運時，因其攝入量大，且攝入者為健康人群，這些載體更加難以被接受。用于口服載運的幾種載體制備比較復雜，在藥物或營養(yǎng)物的釋放和利用卻不甚理想。例如膠束，在其濃度發(fā)生較大變化(如稀釋10倍)時，其濃度下降到臨界濃度以下，則膠束發(fā)生解體，從而無法實現(xiàn)藥物或營養(yǎng)載運。膠束和脂質(zhì)體也無法固態(tài)存儲，在食品營養(yǎng)強化時，膠束載運的營養(yǎng)物不能像普通添加劑那樣被摻入。如果需要保證其濃度足夠大，添加的數(shù)量就會非常大，而大量制備膠束載運營養(yǎng)物質(zhì)還受到成本和技術的極大限制。開發(fā)新的載運體系，必須克服載體制備困難，加工困難，消費者接受困難等問題。 實現(xiàn)營養(yǎng)物的納米載運，則可為食品營養(yǎng)強化提供新的思路，促進納米技術在食品科學中的應用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于構建一種新的營養(yǎng)素納米載運體系，將營養(yǎng)素，尤其是水不溶性營養(yǎng)素和需要緩慢釋放(延長吸收時間)的營養(yǎng)素結合到納米載體上，使得營養(yǎng)素更加穩(wěn)定易于加工，且生物利用率得到提高。具體的說，選用現(xiàn)有納米食品，如納米米粉，納米面粉，納米骨粉，納米豆粕等作為原料，這些食品顆粒直徑應在納米尺度或至少亞微米尺度。 將納米食品顆粒與需載運的營養(yǎng)素混合，使得營養(yǎng)素吸附于食品顆粒表面。較充分的吸附有利于提高營養(yǎng)素的載運效率。通過控制納米食品顆粒各種內(nèi)外部條件，實現(xiàn)納米食品顆粒可控聚集，形成納米食品團簇，由此將營養(yǎng)素包裹載運其中。此后，即使納米團簇發(fā)生破裂，營養(yǎng)素仍然被載運于團簇碎片中。本發(fā)明構建基于納米食品的營養(yǎng)素載運體系，采用優(yōu)質(zhì)食品原料，主要成分為蛋白質(zhì)和多糖等，脂類含量12%以下。包括但不限于納米豆粕，納米米粉，納米面粉，納米骨粉等，粒徑分布峰值在400nm以下即可直接使用。納米載運體系構建具體包括如下步驟。1、營養(yǎng)素的混合與吸附。按營養(yǎng)素與納米食品質(zhì)量比為1:4-200的比例，將營養(yǎng)素與納米食品充分混勻， 使營養(yǎng)素吸附于納米食品表面。兩者可以以溶液狀態(tài)混合，即將納米食品顆粒溶液與營養(yǎng)素溶液直接混合。也可以將兩者以干粉狀態(tài)混合，即將納米食品顆粒直接與營養(yǎng)素干粉混合。也可以將兩者以固 /液狀態(tài)混合，即將營養(yǎng)素溶液均勻噴灑在納米食品顆粒上，或?qū)I養(yǎng)素干粉直接混入納米食品顆粒的溶液中。2、納米食品團簇的制備。營養(yǎng)素充分吸附在納米食品表面后，通過各種內(nèi)外部條件的調(diào)節(jié)，實現(xiàn)納米食品團簇的可控聚集，完成營養(yǎng)物的載運。在溶液體系中，以納米食品質(zhì)量計，調(diào)溶液濃度為0. 5%_55%，再調(diào)節(jié)溶液體系中 PH2. 2-13，離子強度折合鈉離子濃度為0. 001mol/L至5mol/L，采取0_65W/cm2的超聲振蕩， 溫度為0-85°C，經(jīng)1-48小時的集聚過程后，使吸附有營養(yǎng)素的納米食品顆粒形成納米食品團簇。在固體狀態(tài)下控制溫度在0_230°C，壓強在0. 05-4MPa,相對濕度在0_100%，經(jīng) 2-80小時的集聚后，形成吸附有營養(yǎng)素的納米食品團簇。3、基于納米食品的營養(yǎng)素載運體系的包裝與貯藏?；诩{米食品的營養(yǎng)素載運體系，即納米食品載運營養(yǎng)素形成的納米食品團簇， 可以以固體或液體的形式包裝與貯藏。干粉制備的載運體系可直接采用現(xiàn)有工藝進行造粒，而后真空包裝，常溫或低溫貯藏。溶液體系制備的納米食品團簇可直接罐裝，常溫下短期貯藏，也可噴霧干燥后造粒，而后真空包裝，常溫或低溫長期貯藏。本發(fā)明所述的營養(yǎng)素可以是一種，或者兩種以上。本發(fā)明構建了一種基于納米食品的營養(yǎng)素載運體系。直接將納米或亞微米尺度的食品顆粒用作納米載體，構建載運體系用于營養(yǎng)素的載運。具體地講，就是利用食品顆粒的吸附性質(zhì)和分散聚集性質(zhì)，將營養(yǎng)物質(zhì)包裹在納米食品團簇中，以此實現(xiàn)營養(yǎng)素的載運。載運后的營養(yǎng)素穩(wěn)定性提高，既可液態(tài)存儲亦可固態(tài)存儲，不僅可以有效減輕甚至避免營養(yǎng)素降解，對加工過程的要求也更加寬松。另一方面，納米載運后，營養(yǎng)素的吸收途經(jīng)增加，其生物利用率可得到較大提高。載運體系可只載運一種營養(yǎng)物，也可以同時載運2種或者更多的營養(yǎng)物。除用于食品營養(yǎng)強化外，本載運體系載運營養(yǎng)素后，也可制作各種小食品單獨
具體實施例方式
下面通過以下實施例進一步說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不受其限制。
實施例1 采用納米豆粕載運β -胡蘿卜素?；旌吓c吸附以粒徑峰值為90nm，且95%以上的納米豆粕顆粒直徑在140nm以下的納米豆粕為載體。將納米豆粕^g (溶于lOOmL，pHll的緩沖液體系中，陽離子強度 0. 7mol/L)與β -胡蘿卜素6g (溶于乙醇中，濃度0. 5g/mL)快速攪拌25分鐘混合均勻。納米食品團簇制備加熱溶液至50°C，保溫30分鐘，再緩慢攪拌溶液體系4小時。包裝與貯藏該溶液體系較穩(wěn)定，加蓋室溫靜置短期內(nèi)不發(fā)生明顯變化。該溶液體系經(jīng)噴霧干燥、造粒后真空包裝，室溫或低溫保存，保質(zhì)期在3個月以上。取上述溶液lmL，用截流分子量IOOODa的半透膜透析30分鐘，經(jīng)高效液相色譜檢測，僅17%的β-胡蘿卜素出現(xiàn)在透析袋外，即83%的β-胡蘿卜素是結合在納米食品團簇上的。由此可計算得到納米豆粕的載運容量為19%。實施例2 采用納米面粉顆粒載運維生素Ε。混合與吸附取徑峰值300nm的納米面粉粒5g (溶于0. 05mol/L的醋酸溶液30ml 中)，攪拌均勻，逐滴加入溶于3mL精煉大豆油的0. 2g維生素E (含微量蔗糖酯)，強烈攪拌混勻。納米食品團簇制備加入0. 05mol/L的醋酸溶液約20ml至溶液體系較為均勻透明，調(diào)節(jié)溶液體系PH值至5，靜置M小時后，納米食品團簇粒形成，徑峰值在1340nm附近。包裝與貯藏溶液短期靜置不出現(xiàn)明顯沉淀。溶液體系可經(jīng)噴霧干燥、造粒后真空包裝。室溫或低溫保存，保質(zhì)期在3個月以上。實施例3 采用納米骨粉載運維生素D?；旌吓c吸附取徑峰值400nm的納米骨粉Ig (濃度至0. 5%，pH9)，直接加入維生素 D粉末0. 25g混合均勻。納米食品團簇制備加熱至85°C，5分鐘后降溫至40°C，溶液體系靜置1小時后， 到達平衡狀態(tài)。包裝與貯藏冷卻至室溫短期靜置溶液不出現(xiàn)明顯沉淀。溶液體系可經(jīng)噴霧干燥、 造粒后真空包裝。室溫或低溫保存，保質(zhì)期在3個月以上。實施例4 采用納米骨顆粒干法載運維生素D?；旌吓c吸附取徑峰值400nm的納米骨粉干粉IOOg與維生素D粉末5g混合，震蕩后混勻。納米食品團簇制備體系置于密閉壓力容器，常壓下加熱至230°C，而后迅速密閉容器減壓至0. 05Mp (即0. fetm)，此時體系中的相對濕度為0%，保持2小時后即可。包裝與貯藏干粉保持干燥，真空包裝，4°C低溫保存，保質(zhì)期在3個月以上。實施例5 采用納米面粉顆粒載運核黃素?；旌吓c吸附取徑峰值300nm的納米面粉粒55g (加水45g，攪拌均勻)，逐滴加入核黃素3g (溶于0.0 5mol/L醋酸中，質(zhì)量比濃度10%)，強烈攪拌成糊狀
納米食品團簇制備加入0. 5mol/L的醋酸溶液調(diào)節(jié)pH2. 2，65W/m2超聲震蕩2小時后， 靜置M小時到達平衡狀態(tài)。包裝與貯藏經(jīng)減壓干燥、重新破碎后真空包裝。室溫或低溫保存，保質(zhì)期在3個月以上。實施例6 采用納米豆粕載運三氯化鐵，煙酸，葉酸。
混合與吸附取徑峰值150nm左右的納米豆粕干粉50g，平鋪在敞口器皿中，厚度約1mm，均勻再其上方噴灑三氯化鐵，煙酸，葉酸混合溶液，其中含將8g的三氯化鐵，Ig煙酸，0. 5g葉酸。納米食品團簇制備將混合體系轉(zhuǎn)移到密閉容器中，室溫加壓至4MPa，震蕩 30min。減壓至常壓，降溫至0°C，此時體系相對濕度為100%，保持80hr后減壓干燥即可
包裝與貯藏造粒后真空包裝。室溫或低溫保存，保質(zhì)期在3個月以上。實施例7 采用納米豆粕顆粒載運葡萄糖酸鋅。混合與吸附取徑峰值150nm左右的納米豆粕干粉50g，平鋪在敞口器皿中，厚度約1mm，均勻再其上方噴灑濃度為20%的葡萄糖酸鋅乙醇溶液，將0. 25g葡萄糖酸鋅與納米豆粕均勻混合。納米食品團簇制備減壓至0. 05MPa，使乙醇揮發(fā)后，保持低壓靜置Mhr。包裝與貯藏所得納米豆粕載運的葡萄糖酸鋅造粒后真空包裝。室溫或低溫保存， 保質(zhì)期在3個月以上。實施例8 采用納米豆粕載運碘化鉀?；旌吓c吸附取徑峰值90nm的納米豆粕50g，加入純水100ml，一邊攪拌，一邊逐滴加入碘化鉀3g (溶于15mL水中)。納米食品團簇制備再繼續(xù)加入NaCl固體至終濃度5mol/L，室溫下緩慢攪拌過夜，再靜置24小時。包裝與貯藏溶液體系可經(jīng)噴霧干燥、造粒后真空包裝。室溫或低溫保存，保質(zhì)期在3個月以上。實施例9 采用納米面粉顆粒載運亞硒酸鈉，維生素E?；旌吓c吸附取徑峰值160nm的納米面粉粒5g (溶于30ml純水中)，一邊攪拌，一邊逐滴加入溶于5mL亞硒酸鈉溶液(含亞硒酸鈉0. 3g)，加入維生素E (1滴，約15mg)，強烈攪拌，混合均勻。納米食品團簇制備加熱溶液至60°C，保溫M小時，冷卻至0°C，靜置M小時。包裝與貯藏溶液體系可經(jīng)噴霧干燥、造粒后真空包裝。室溫或低溫保存，保質(zhì)期在3個月以上。實施例10 采用納米面粉顆粒載運維生素C?；旌吓c吸附取徑峰值250nm的納米面粉粒30g (溶于純水70ml)，逐滴加入維生素C 3g (溶于25mL水中)。納米食品團簇制備將體系置于0°C的冰水混合物中，緩慢攪拌48hr。包裝與貯藏溶液體系可經(jīng)噴霧干燥、造粒后真空包裝。室溫或低溫保存，保質(zhì)期在3個月以上。
權利要求
1.基于納米食品的營養(yǎng)素載運體系的構建方法，其特征是(1)按營養(yǎng)素與納米食品質(zhì)量比為1:4-200的比例，將營養(yǎng)素與脂類含量12%以下、粒徑分布峰值在400nm以下的納米食品充分混勻；(2)在溶液體系中，以納米食品質(zhì)量計，調(diào)溶液濃度為0.5%-55%，再調(diào)節(jié)溶液體系中 PH2. 2-13，離子強度折合鈉離子濃度為0. 001mol/L至5mol/L，采取0_65W/cm2的超聲振蕩， 溫度為0-85°C，經(jīng)1-48小時的集聚過程后，形成納米食品團簇；或者，在固體狀態(tài)下控制溫度在0-230°C，壓強在0. 05-4MPa，相對濕度在0_100%，經(jīng) 2-80小時的集聚后，形成納米食品團簇；(3)真空包裝，常溫或低溫貯藏。
2.根據(jù)權利要求1所述的構建方法，其特征是步驟(1)中所述的營養(yǎng)素，可以是一種或者兩種以上。
3.根據(jù)權利要求1所述的構建方法，其特征是步驟(1)中，將營養(yǎng)素與納米食品兩者以溶液狀態(tài)混合。
4.根據(jù)權利要求1所述的構建方法，其特征是步驟(1)中，將營養(yǎng)素與納米食品兩者以干粉狀態(tài)混合。
5.根據(jù)權利要求1所述的構建方法，其特征是步驟(1)中，將營養(yǎng)素與納米食品兩者以固/液狀態(tài)混合。
全文摘要
基于納米食品的營養(yǎng)素載運體系的構建方法，其特征是(1)按營養(yǎng)素與納米食品質(zhì)量比為1:4-200，將營養(yǎng)素與脂類含量12%以下、粒徑分布峰值在400nm以下的納米食品混勻；(2)在溶液體系中，以納米食品質(zhì)量計，調(diào)溶液濃度為0.5%-55%，再調(diào)節(jié)pH2.2-13，離子強度折合鈉離子濃度為0.001mol/L至5mol/L，采取0-65W/cm2的超聲振蕩，溫度為0-85℃，經(jīng)1-48小時的集聚過程后，形成納米食品團簇；或者，在固體狀態(tài)下控制溫度在0-230℃，壓強在0.05-4MPa，相對濕度在0-100%，經(jīng)2-80小時的集聚；(3)真空包裝，常溫或低溫貯藏。本發(fā)明將營養(yǎng)素包裹在納米食品團簇中，實現(xiàn)營養(yǎng)素的載運,穩(wěn)定性提高了，可液態(tài)或固態(tài)存儲，可減輕甚至避免營養(yǎng)素降解，后加工條件寬松；營養(yǎng)素納米載運后，其生物利用率得到較大提高。
文檔編號A23L1/29GK102228239SQ201110142628
公開日2011年11月2日 申請日期2011年5月31日 優(yōu)先權日2011年5月31日
發(fā)明者余勃, 吳志華, 李欣, 楊安樹, 陳紅兵 申請人:南昌大學