專利名稱：一種月桂酸單甘油酯微膠囊及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及食品添加劑領(lǐng)域，尤其涉及一種月桂酸單甘油酯微膠囊及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
月桂酸單甘油酯(Glycerol Monolaurate,簡(jiǎn)稱GML),化學(xué)名為2, 3_ 二輕基丙醇十二酸酯，凝固點(diǎn)46 55°C。GML水溶性差，在冷水中幾乎不溶，能在熱水中分散溶解。GML分子結(jié)構(gòu)中含有親水性基團(tuán)和親油性基團(tuán)，是一種親酯性非離子型表面活性劑，HLB值在4 6之間，兼具優(yōu)良的乳化和抑菌功能，我國(guó)于2005年批準(zhǔn)其使用于各類食品。在嬰兒生長(zhǎng)初期，母乳不僅能為嬰兒的生長(zhǎng)和發(fā)育提供所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，而且還包含一些抗病菌、抗病毒的成分。研究顯示，這些成分包括母乳中的中短鏈脂肪酸及其單甘油酯，其中，碳鏈長(zhǎng)度十二的月桂酸酸單甘油酯的作用最強(qiáng)，它對(duì)多種致病的細(xì)菌及病毒都有較強(qiáng)的抑制或殺死作用。目前市售的嬰幼兒配方粉是以牛乳或大米為主要原料制成，其中并不含母乳中天然存在的抗菌抗病毒成分，如果在其中添加適量的月桂酸單甘油酯，對(duì)免疫系統(tǒng)尚未發(fā)育完全的嬰幼兒能起到一定保護(hù)作用。雖然月桂酸單甘油酯有著抗菌廣譜、價(jià)格低及使用量不受限制等特點(diǎn)，但其也存在流動(dòng)性差、溶解分散性和口感不佳的缺點(diǎn)，影響了它的應(yīng)用。目前，較多研究表明月桂酸單甘油酯與一些抑菌劑復(fù)合體系能夠增強(qiáng)抑菌防腐的效果，但是對(duì)于如何改善月桂酸單甘油酯不良特性的研究尚無(wú)報(bào)道。微膠囊技術(shù)是指利用成膜材料將固體、液體或氣體包埋形成微小粒子的過程，其中被包埋的物質(zhì)稱為芯材，外層形成囊壁的物質(zhì)稱為壁材。微膠囊的大小和形狀，由于制備工藝的不同而在很大范圍內(nèi)變動(dòng)。微膠囊的直徑一般為2 1000 iim，囊壁厚度為0. 2 10 ym，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，大小在I IOOOnm的納米膠囊已經(jīng)制備出來。微膠囊粒子多為球型，但也可以是不規(guī)則形狀，其囊壁可以是單層，也可以是雙層或多層結(jié)構(gòu)，囊芯可以是一種物質(zhì)也可以是多種物質(zhì)。微膠囊技術(shù)的作用主要體現(xiàn)在以下幾方面(I)改變物料的形態(tài)，提高芯材的溶解性，流動(dòng)性；(2)減少芯材的擴(kuò)散和揮發(fā)，提高其穩(wěn)定性；(3)降低環(huán)境因素對(duì)芯材的影響；(4)掩蓋不良的味道，改善口感；(5)控制芯材的釋放，提高其利用率。目前，微膠囊技術(shù)已十分普遍應(yīng)用于食品工業(yè)中，如酸味劑、甜味劑，黃酮、營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑、膨松劑、香精香料、抗氧化劑和粉末油脂，其中以香精香料和粉末油脂的研究最為廣泛。但微膠囊技術(shù)多用于包裹水溶性或油溶性芯材，而兩性物質(zhì)由于其兼具親水、親油性，相關(guān)微膠囊化技術(shù)的報(bào)道較少，微膠囊效率一般較低
發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)月桂酸甘油酯流動(dòng)性差、溶解分散性差和口感不佳的缺陷，提供一種制備具有良好流動(dòng)性、溶解分散性及口感的月桂酸單甘油酯微膠囊的方法。
一種月桂酸單甘油酯微膠囊的制備方法，包括(I)將月桂酸單甘油酯和乳化劑溶于60-70°C的水中，得到溶液A ;將壁材溶于60-700C的水中，得到溶液B ;將溶液A和溶液B趁熱混合，攪拌，得到乳狀液；(2)將乳狀液進(jìn)行均質(zhì)、噴霧干燥，制得月桂酸單甘油酯微膠囊；其中，各組分用量占所有組分總量的重量百分比為月桂酸單甘油酯15-45%、乳化劑 0. 5-5%、壁材 50-80% ；所述的乳化劑為蔗糖酯、大豆磷脂和脂肪酸單甘油酯中的至少一種；所述的壁材為麥芽糊精和高分子化合物的混合物；高分子化合物為大豆分離蛋白、辛烯基琥珀酸淀粉酯、明膠和阿拉伯膠中的至少一種。本發(fā)明的技術(shù)方案是以月桂酸單甘油酯為芯材，以麥芽糊精和高分子化合物的混合物為壁材，結(jié)合乳化劑，再通乳化、高壓均質(zhì)將芯材均勻分散在壁材溶液中，然后利用高溫氣流將混合溶液霧化，使溶液中的水分迅速蒸發(fā)，最終使壁材固化并將芯材微膠囊化，以制備粉末狀的月桂酸單甘油酯微膠囊。各組分用量占所有組分總量的重量百分比優(yōu)選為月桂酸單甘油酯18-33%、乳化劑0.5-2 %、壁材65-80% ;更優(yōu)選為月桂酸單甘油酯22 %、乳化劑I %、壁材77%。該用量比例下，乳化劑用量合適，乳化穩(wěn)定性最好；且芯材/壁材比例合適，壁材對(duì)月桂酸單甘油酯的包埋效果最好。所述的月桂酸單甘油酯的單酯含量在40%以上，優(yōu)選為90%以上。月桂酸單甘油酯可由月桂酸與甘油在一定條件下酯化合成，其反應(yīng)過程中常有二酯和三酯生成，由于二酯和三酯沒有抑菌作用，因此單酯含量高能制得抑菌效果好的微膠囊產(chǎn)品。為了制備水包油型乳狀液，需要把油相高度分散于水相中，這樣就會(huì)大大增加體系的界面，加入乳化劑的目的就是降低體系的界面張力，而提高乳狀液的穩(wěn)定性。所述的乳化劑優(yōu)選為蔗糖酯或大豆磷脂；更優(yōu)選為蔗糖酯；最優(yōu)選為親水親油平衡值(HLB值)為14-16的蔗糖酯。由于月桂酸單甘油酯是水包油乳液體系的油相，其自身HLB值在4-6之間，因此選用HLB值較大的乳化劑有利于其乳化。所述的壁材中麥芽糊精和高分子化合物的重量比優(yōu)選為9 1-1 I。麥芽糊精本身不具有乳化能力，且成膜能力差，但其具有高濃度時(shí)低粘度的特點(diǎn)，與其他高分子化合物配合，可提高體系固形物濃度，有助于降低干燥能耗，而減少生產(chǎn)成本，它還可以用來做填充劑增加微膠囊的強(qiáng)度和致密性。麥芽糊精和高分子化合物的重量比會(huì)影響包埋效果，具體用量比可以根據(jù)所用的高分子化合物種類確定，比如，當(dāng)高分子化合物選用大豆分離蛋白時(shí)，麥芽糊精和大豆分離蛋白的重量比可以為4 1-9 I ;當(dāng)高分子化合物選用辛烯基琥珀酸淀粉酯時(shí)，麥芽糊精和辛烯基琥珀酸淀粉酯的重量比可以為I : 1-5 I;優(yōu)選為
2 I0為了獲得性能優(yōu)越的微膠囊產(chǎn)品，選擇適宜的壁材至關(guān)重要。對(duì)于食品工業(yè)中的微膠囊化壁材應(yīng)具有如下性質(zhì)與芯材之間不會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)、有適應(yīng)特定需要的物理-化學(xué)性質(zhì)(如溶解性、吸濕性、成膜性 和穩(wěn)定性等)、來源廣泛且價(jià)格合理。所述的高分子化合物優(yōu)選為大豆分離蛋白或辛烯基琥珀酸淀粉酯(純膠)；更優(yōu)選為辛烯基琥珀酸淀粉酯。辛烯基琥珀酸淀粉酯無(wú)毒無(wú)害，作為食品添加劑其用量沒有限制；其作為微膠囊壁材的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在其高濃度時(shí)粘度較低，同時(shí)降低界面張力和形成界面膜的能力較好。從結(jié)構(gòu)上分析，純膠是在其淀粉長(zhǎng)鏈上同時(shí)引入了相同數(shù)量的親水基和疏水基，由于長(zhǎng)鏈的作用，當(dāng)用于油/水乳狀液時(shí)，親水的羧酸基團(tuán)伸入水相，親油的烯基長(zhǎng)鏈伸入油相，使長(zhǎng)鏈在水中形成一層很厚的界面膜，相比而言，小分子的乳化劑只能形成單分子的界面膜，因此，純膠的乳化穩(wěn)定性要高于小分子乳化劑，可替代阿拉伯膠，對(duì)芯材月桂酸單甘油酯的包埋效果、貯存穩(wěn)定性最好。步驟(I)中，由于月桂酸單甘油酯熔點(diǎn)較高，常溫下為稠狀，溶解分散性不好，采用60-70°C的水，有利于其溶解；同樣地，壁材在冷水中易結(jié)塊，采用60-70°C的水，有利于其溶解。制備溶液A時(shí)，以每千克水計(jì)，所述的月桂酸單甘油酯和乳化劑的總用量?jī)?yōu)選為400-600g。采用該用量比例有利于月桂酸單甘油酯在水中的溶解。制備溶液A時(shí)，所述的月桂酸單甘油酯和乳化劑加入60_70°C的水后，于超聲下攪拌處理15-20min，這樣有助于月桂酸單甘油酯的溶解。所述的溶液A和溶液B制備好后，若放置過久溶液溫度低了會(huì)使粘度增大，將兩者趁熱混合，有利于溶液之間的混合。溶液A和溶液B混合后所述的攪拌速率為500-2000rpm，攪拌時(shí)間為15_30min，采用較高的攪拌速度有利于兩種溶液間的充分混合。所述的乳狀液中月桂酸單甘油酯、乳化劑和壁材總量的重量百分比濃度優(yōu)選為25-40%。該濃度下，三種原料的溶解效果較好。步驟(2)中，所述的均質(zhì)壓力可以為20_60MPa，循環(huán)次數(shù)為1_3次；優(yōu)選地，所述的均質(zhì)壓力為30-40MPa。均質(zhì)壓力過大，不僅可能導(dǎo)致壁材物性的改變，還有可能導(dǎo)致乳狀液中較小的液滴相互聚集，從而使得乳狀液不穩(wěn)定；同時(shí)，試驗(yàn)結(jié)果表明，均質(zhì)壓力大于40MPa時(shí)，對(duì)包埋率提升效果不顯著。噴霧干燥或冷凍干燥均可將乳狀液制成顆粒狀粉末，由于月桂酸單甘油酯不易揮發(fā)或分解，采用所述的噴霧干燥的方式，利用高溫氣流將混合溶液霧化，使溶液中溶解壁材的水溶劑迅速蒸發(fā)形成微膠囊，相比冷凍干燥成本更加低，且操作方便。噴霧干燥方式不同會(huì)影響產(chǎn)品粒徑，為了獲得較好的產(chǎn)品粒徑，所述的噴霧干燥采用壓力式或離心式噴霧干燥；優(yōu)選地，采用壓力式噴霧干燥。所述的噴霧干燥的進(jìn)料溫度優(yōu)選為60_80°C，出風(fēng)溫度優(yōu)選為100-120°C。對(duì)于進(jìn)料溫度，過低則乳狀液易凝固，流動(dòng)性差，該溫度下乳狀液流動(dòng)性好。所述的出風(fēng)溫度由進(jìn)料溫度和進(jìn)風(fēng)溫度控制，對(duì)于出風(fēng)溫度，過低則粘壁現(xiàn)象嚴(yán)重，浪費(fèi)較多，產(chǎn)物得率不高；過高則會(huì)使壁材變形或出現(xiàn)坑洼，影響微膠囊粉末的表面形態(tài)和致密性，甚至?xí)贡诓钠屏延绊懓裥ЧＴ搰婌F干燥條件下，產(chǎn)品得率較高，且表面形態(tài)較好。本發(fā)明還提供了一種采用上述制備方法制得的月桂酸單甘油酯微膠囊，該月桂酸單甘油酯微膠囊為粉末狀，粒徑在I. 8-19 y m之間，流動(dòng)性和溶解分散性較好，可添加于嬰幼兒配方粉中，能起到增強(qiáng)免疫和抗感染的作用。本發(fā)明還提供了一種含有上述月桂酸單甘油酯微膠囊的嬰幼兒配方粉，該嬰幼兒配方粉口感好，月桂酸單甘油酯閾值較高，辨出濃度大。 所述的嬰幼兒配方粉可以為嬰幼兒配方奶粉或米粉。嬰幼兒配方粉中，所述的月桂酸單甘油酯微膠囊的重量百分比含量?jī)?yōu)選為0. 01-0. 4%，更優(yōu)選為0. 05-0. 2%。該添加量下，既能保證一定的抑菌效果，又能使嬰幼兒配方粉具備較好的口感。本發(fā)明以月桂酸單甘油酯為芯材，結(jié)合合適的壁材和乳化劑，通過合適的工藝制備獲得了穩(wěn)定的乳狀液；乳狀液經(jīng)高壓均質(zhì)、噴霧干燥技術(shù)制得了月桂酸單甘油酯微膠囊，顯著改善了其不良特性，可應(yīng)用于嬰幼兒配方粉。采用本發(fā)明方法，具有如下有益效果(I)原料來源廣泛，價(jià)格低廉；制備工藝簡(jiǎn)單實(shí)用，可控制性強(qiáng)，對(duì)月桂酸單甘油酯的微膠囊化效率(包埋率)較高，可以達(dá)到70%以上，包埋效果較好；同時(shí)，制備過程中，月桂酸單甘油酯損失較少，產(chǎn)品得率較高。(2)所制得的微膠囊顆粒近似球形，粒徑大小合適，顆粒均勻，顯著改善了流動(dòng)性和溶解分散性，且其抑菌效果沒有顯著降低，較好地保持了月桂酸單甘油酯原有的性質(zhì)。(3)將月桂酸單甘油酯微膠囊添加于嬰幼兒配方粉中，口感較好，閾值高；且嬰幼兒配方粉加水沖泡過程中，月桂酸單甘油酯微膠囊能溶解在水中，使芯材月桂酸單甘油酯充分釋放出來。


圖I為GML和微膠囊產(chǎn)品在冷水中的溶解分散性，其中，左圖為GML，右圖為微膠囊
女口
廣叩； 圖2為GML和微膠囊產(chǎn)品在溫水中的溶解分散性，其中，左圖為GML，右圖為微膠囊
女口
廣叩o
具體實(shí)施例方式月桂酸單甘油酯的微膠囊化效率測(cè)定采用氯仿和正己烷混合液萃取月桂酸單甘油酯微膠囊表面的GML，再用氣相色譜法測(cè)定GML的含量，記為表面油含量(T)；將月桂酸單甘油酯微膠囊用溫水溶解后，采用氯仿萃取總GML，再用氣相色譜法測(cè)定GML的含量，記為總油含量(F)。月桂酸單甘油酯的微膠囊化效率定義為產(chǎn)品中包埋的GML與總GML的比值，計(jì)算公式為微膠囊化效率) = (F-T)/FX 100%。實(shí)施例1-2乳化劑對(duì)微膠囊化效率的影響稱取月桂酸單甘油酯49g，乳化劑5g，加入120g水，在60°C下攪拌至完全溶解得到溶液A ;接著稱取大豆分離蛋白39. 2g，麥芽糊精156. 8g，加入630g水，在60°C下攪拌至完全溶解得到溶液B ;再將溶液A加到溶液B中，在1500rpm的轉(zhuǎn)速下機(jī)械攪拌15min，得到乳狀液；經(jīng)30MPa壓力均質(zhì)(循環(huán)I次)，通過噴霧干燥(進(jìn)料溫度為60°C，進(jìn)風(fēng)溫度為150°C )，制得月桂酸單甘油酯微膠囊產(chǎn)品。其中，乳化劑分別為大豆磷脂和蔗糖酯(HLB值為15);微膠囊化效率結(jié)果見表I。表I
權(quán)利要求
1.一種月桂酸單甘油酯微膠囊的制備方法，包括 (1)將月桂酸單甘油酯和乳化劑溶于60-70°C的水中，得到溶液A;將壁材溶于60-70°C的水中，得到溶液B ;將溶液A和溶液B趁熱混合，攪拌，得到乳狀液； (2)將乳狀液進(jìn)行均質(zhì)、噴霧干燥，制得月桂酸單甘油酯微膠囊； 其中，各組分用量占所有組分總量的重量百分比為月桂酸單甘油酯15-45%、乳化劑0. 5-5%、壁材 50-80% ； 所述的乳化劑為蔗糖酯、大豆磷脂和脂肪酸單甘油酯中的至少一種； 所述的壁材為麥芽糊精和高分子化合物的混合物；高分子化合物為大豆分離蛋白、辛烯基琥珀酸淀粉酯、明膠和阿拉伯膠中的至少一種。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，各組分用量占所有組分總量的重量百分比為月桂酸單甘油酯18-33%、乳化劑0. 5-2%、壁材65-80%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述的乳化劑為蔗糖酯或大豆磷脂。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述的壁材中麥芽糊精和高分子化合物的重量比為9 : 1-1 : I。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述的高分子化合物為大豆分離蛋白或辛烯基琥拍酸淀粉酯。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述的均質(zhì)壓力為20-60MPa，循環(huán)次數(shù)為1-3次。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述的噴霧干燥的進(jìn)料溫度為60-80°C，出風(fēng)溫度為100-120°C。
8.一種采用如權(quán)利要求1-7任一所述的制備方法制得的月桂酸單甘油酯微膠囊。
9.一種含有如權(quán)利要求8所述的月桂酸單甘油酯微膠囊的嬰幼兒配方粉。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的嬰幼兒配方粉，其特征在于，所述的月桂酸單甘油酯微膠囊的重量百分比含量為0. 01-0. 4%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種月桂酸單甘油酯微膠囊及其制備方法和應(yīng)用，該制備方法包括將月桂酸單甘油酯和乳化劑溶于60-70℃的水中，得到溶液A；將壁材溶于60-70℃的水中，得到溶液B；將溶液A和溶液B趁熱混合，攪拌，得到乳狀液；將乳狀液進(jìn)行均質(zhì)、噴霧干燥，制得月桂酸單甘油酯微膠囊；其中，所述的乳化劑為蔗糖酯、大豆磷脂和脂肪酸單甘油酯中的至少一種；所述的壁材為麥芽糊精和高分子化合物的混合物。本發(fā)明方法簡(jiǎn)單實(shí)用，可控制性強(qiáng)，對(duì)芯材微膠囊化效率較高；所制得的月桂酸單甘油酯微膠囊具有良好的流動(dòng)性、溶解分散性及口感，且抑菌效果沒有顯著降低，可應(yīng)用于嬰幼兒配方粉，起增強(qiáng)免疫、抗感染的作用。
文檔編號(hào)A23L1/03GK102613298SQ20121011303
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月17日
發(fā)明者馮鳳琴, 宋飛, 張輝, 李想, 杜鵑 申請(qǐng)人:杭州康源食品科技有限公司, 浙江大學(xué)