一種多孔淀粉包埋番茄紅素制備微膠囊的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多孔淀粉包埋番茄紅素制備微膠囊的方法。該方法先將油狀番茄紅素溶于有機溶劑中，攪拌使番茄紅素分散均勻，再加入多孔淀粉，于密閉容器中充分混合，抽真空，真空干燥，得到所需番茄紅素微膠囊。多孔淀粉的制備是將玉米淀粉用pH為4.5～7的檸檬酸‐磷酸氫二鈉緩沖液調(diào)成淀粉干基質(zhì)量分數(shù)為25％～35％的淀粉漿液，加入復(fù)合酶，復(fù)合酶為α‐淀粉酶與葡萄糖糖化酶按體積比3:1～1:1混合所得；淀粉漿液于55℃～60℃恒溫水浴鍋中反應(yīng)3h～8h；終止反應(yīng)，干燥制得。經(jīng)過28天穩(wěn)定性試驗后，所得微膠囊中番茄紅素保留率仍可達35％以上，該方法對于番茄紅素的包埋簡單、有效、可大大降低生產(chǎn)成本。
【專利說明】一種多孔淀粉包埋番茄紅素制備微膠囊的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種番茄紅素的微膠囊制備的制備方法，特別是涉及一種多孔淀粉包埋番茄紅素制備微膠囊的方法，屬于食品工業(yè)領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]番茄紅素是一種黃/紅色胡蘿卜素，廣泛存在于自然界中，在番茄，番茄制品，西瓜，葡萄柚等水果中均有較高含量，是成熟番茄中的主要色素。番茄紅素作為一種類胡蘿卜素，因為具有淬滅活性氧，消除自由基，抗衰老，預(yù)防多種癌癥，保護心血管等多種生理功能而越來越受到重視，在日化、食品等多個領(lǐng)域均有應(yīng)用。
[0003]番茄紅素分子式為C4tlH56,為不飽和的碳氫化合物，是一種脂溶性物質(zhì)，難溶于甲醇，乙醇，可溶于乙酸乙酯，正己烷，乙醚，石油醚，丙酮等，易溶于氯仿，二硫化碳，苯等有機溶劑。番茄紅素分子中含有11個共軛雙鍵和2個非共軛雙鍵，存在多種順反異構(gòu)體，在自然界中絕大多數(shù)為反式結(jié)構(gòu)，在人體內(nèi)則多為反式結(jié)構(gòu)，因為含有多個不飽和鍵，番茄穩(wěn)定性很差，極易氧化降解，尤其對光和氧不穩(wěn)定，且易發(fā)生順反異構(gòu)。
[0004]多孔淀粉是一種由生淀粉顆粒在低于糊化溫度下，被具有生物活性的酶水解后得到的具有孔狀結(jié)構(gòu)的中空淀粉顆粒。因為具有較大的比表面積和比孔容，可作為天然吸附劑。
[0005]目前，番茄紅素的微膠囊制備主要為噴霧干燥法，采用明膠，蔗糖，麥芽糊精等作為壁材，或采用環(huán)糊精包埋技術(shù)以提高番茄紅素的穩(wěn)定性。噴霧干燥法所需設(shè)備復(fù)雜，操作繁瑣；環(huán)糊精及改性環(huán)糊精則價格及工藝成本均較高。也有采用多孔淀粉包埋的方法，如“一種粉末番茄紅素的制備方法，CN102106514 A”，將交聯(lián)和酶處理的淀粉用于番茄紅素包埋，將多孔淀粉與番茄紅素混合后真空抽濾，得到包埋的番茄紅素。將此方法得到的產(chǎn)品與本發(fā)明中所使用方法對比，經(jīng)過28天穩(wěn)定性試驗后，本發(fā)明技術(shù)所得產(chǎn)品的穩(wěn)定性遠優(yōu)于上述方法所得產(chǎn)品。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明目的在于提供一種成本低廉，操作簡便，且對番茄紅素穩(wěn)定性有明顯提高的孔淀粉包埋番茄紅素制備微膠囊的方法，以質(zhì)量百分比計，3周保存后，多孔淀粉番茄紅素微膠囊番中茄紅素保留率大于50%。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案是先將葡萄糖糖化酶和α -淀粉酶按一定比例混合，通過復(fù)合酶解技術(shù)在低于淀粉糊化溫度下水解玉米淀粉顆粒，得到多孔淀粉，再將干燥后的多孔淀粉分散在乙酸乙酯溶解的番茄紅素溶液中，經(jīng)一定時間攪拌后，真空干燥，使番茄紅素緊密吸附在多孔結(jié)構(gòu)中，得到番茄紅素微膠囊。本發(fā)明以多孔淀粉為包埋壁材包埋番茄紅素，具有工藝簡單，成本較低的特點，且對番茄紅素的穩(wěn)定性有顯著提高。
[0008]本發(fā)明目的通過如下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0009]一種多孔淀粉包埋番茄紅素制備微膠囊的方法，包括如下步驟和工藝條件:
[0010](I)番茄紅素溶解:以質(zhì)量分數(shù)計，將I份質(zhì)量濃度為10%?50%的油狀番茄紅素溶于40?50份有機溶劑中，控制溫度為45?55°C，攪拌使之分散均勻；所述有機溶劑為乙酸乙酯、正己烷或石油醚；
[0011](2)混合，吸附:以質(zhì)量分數(shù)計，將8?15份多孔淀粉加入到步驟(I)所得溶液中，在密閉容器中攪拌混合，并抽真空，使番茄紅素在多孔淀粉的孔狀結(jié)構(gòu)中被均勻吸附。
[0012](3)干燥:將步驟(2)中混合物轉(zhuǎn)移至真空干燥箱中干燥，所得干燥粉末即番茄紅素微膠囊；
[0013]所述多孔淀粉通過如下方法制備:
[0014]a)調(diào)漿:將玉米淀粉用pH為4.5?7的檸檬酸-磷酸氫二鈉緩沖液調(diào)成淀粉干基質(zhì)量分數(shù)為25%?35%的淀粉漿液，加入復(fù)合酶，每克干基淀粉加入復(fù)合酶I X 10 - 2?3X10_2mL;所述復(fù)合酶為α -淀粉酶與葡萄糖糖化酶按體積比3:1?1:1混合所得；所述α -淀粉酶為中溫α -淀粉酶，酶活力為700?900U/mL;葡萄糖糖化酶的酶活力為80000U/mL ?120000U/mL ；
[0015]b)反應(yīng):將步驟a)中淀粉漿液于55°C?60°C恒溫水浴鍋中反應(yīng)3h?8h ;
[0016]c)終止反應(yīng),干燥:用HCl溶液調(diào)節(jié)pH至2?3.5,保持1min?15min終止反應(yīng)，再用NaOH溶液調(diào)節(jié)pH至6?8，抽濾，用蒸餾水洗滌，鼓風(fēng)干燥箱中干燥，粉碎過篩，得到所需多孔淀粉。
[0017]為更好地實現(xiàn)本發(fā)明目的，優(yōu)選地，所得多孔淀粉為酶解淀粉顆粒，比表面積為(0.4?l)m2/g，比孔容為(0.0025?0.0040) cm3/g。作為對照的原淀粉比表面積為(0.02?
0.03)m2/g，比孔容則無法測出。
[0018]所述攪拌混合的時間為25min?45min。
[0019]所述真空干燥箱中干燥的溫度為40°C?55°C ;干燥的時間為5h?8h。
[0020]所述HCl溶液的質(zhì)量濃度為0.8%?1.2%。
[0021]所述NaOH溶液的質(zhì)量濃度為0.8%?1.2%。
[0022]所述蒸餾水洗滌的次數(shù)為3次?5次。
[0023]所述鼓風(fēng)干燥箱中干燥的溫度為35°C?50°C，干燥的時間為40h?50h
[0024]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點在于:
[0025]I)本方法將番茄紅素先溶于有機溶劑中，使其均勻的分散于多孔淀粉中，取得更好的包埋效果?；诜鸭t素的油溶性特點，先將番茄紅素溶于有機溶劑中，與多孔淀粉攪拌混合后，分散均勻的番茄紅素更易進入多孔淀粉顆?？谞罱Y(jié)構(gòu)內(nèi)部，而停留在淀粉顆粒表面及淀粉顆粒之間間隙的番茄紅素減少，從而使的番茄紅素與光和氧的接觸減少。
[0026]2)本方法對番茄紅素有明顯穩(wěn)定保護作用。以質(zhì)量百分比計，經(jīng)過3周保存后，本發(fā)明中多孔淀粉番茄紅素微膠囊番中茄紅素保留率仍3 50%，未包埋的原番茄紅素保留率< 5%，原淀粉番茄紅素微膠囊中番茄紅素保留率< 15%，而用傳統(tǒng)的方法，將多孔淀粉和番茄紅素混合后經(jīng)過真空抽濾得到番茄紅素微膠囊(簡稱為抽濾法)，經(jīng)過3周后，其番茄紅素的保留率<5%;經(jīng)過4周后，本專利中番茄紅素微膠囊中，番茄紅素保留率仍>32%，而其余方法則為O %。
[0027]3)與現(xiàn)有其余番茄紅素包埋方法相比，本發(fā)明方法具有壁材便宜易得，來源廣泛，所需設(shè)備簡易，制備工藝簡單等特點。
[0028]4)本發(fā)明采用真空干燥的方法，這能使番茄紅素能緊密的吸附至多孔淀粉的多孔結(jié)構(gòu)中，更易滲入到淀粉顆粒內(nèi)部，得到所需產(chǎn)品。

【具體實施方式】
:
[0029]為了更好的理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步說明，但本發(fā)明要求保護的范圍并不僅僅局限于實例表述的范圍。
[0030]實施例中，番茄紅素微膠囊中番茄紅素含量的測定方法:取5g制得的多孔淀粉番茄紅素微膠囊置于250mL的廣口透明玻璃瓶中，蓋上蓋子，置于室內(nèi)散射光下保存，室溫約為33°C。每隔7天，采用正己烷萃取法，稱取0.2g微膠囊，將其中番茄紅素提取出來后定容，然后用分光光度計法，于472nm處對其中番茄紅素定量測定。
[0031]多孔淀粉比表面積和孔隙率的測定方法:比表面積及比孔容測定儀器為Tristar
II3020型全自動比表面積空隙分析儀，比表面積計算為BET法，比孔容根據(jù)BJH法的吸附及解析N2量得出。
[0032]對比實施例1
[0033]現(xiàn)有技術(shù)制備多孔淀粉抽濾法包埋:將5g的多孔淀粉與相同質(zhì)量的番茄紅素油溶液混合，在30°C下攪拌45min，然后將其轉(zhuǎn)移至真空抽濾機中抽濾直至無番茄紅素油滴滴下為止，將濾餅取下，在暗處散開室溫干燥2h，得到番茄紅素微膠囊。
[0034]經(jīng)測試，經(jīng)過28天后，殘留番茄紅素幾乎全部消失，含量為1.68%。
[0035]實施例1
[0036]多孔淀粉的制備
[0037]a)調(diào)漿:將玉米淀粉檸檬酸-磷酸氫二鈉緩沖液調(diào)成25% (淀粉干基質(zhì)量分數(shù))，pH為5.0的淀粉漿液，按2 X 10 "We (淀粉干基)加入復(fù)合酶(α -淀粉酶與葡萄糖糖化酶的體積比為1:1)。所用中溫α -淀粉酶的酶活力為700U/mL，葡萄糖糖化酶的酶活力為12000U/mL。
[0038]b)反應(yīng):將步驟a)中淀粉漿液于55°C恒溫水浴鍋中反應(yīng)8h，控制反應(yīng)溫度為55。。。
[0039]C)終止反應(yīng)，干燥:用1% (質(zhì)量分數(shù))的HCl調(diào)節(jié)步驟b)所得溶液的pH值至
2.5，保持1min終止反應(yīng)，再用0.8% (質(zhì)量分數(shù))的NaOH溶液調(diào)節(jié)pH至中性，抽濾，用蒸餾水洗5遍后，于40°C鼓風(fēng)干燥箱中干燥40h，粉碎過篩，得到所需多孔淀粉，所得多孔淀粉水解率為39.56%，比表面積為0.398m2/g，比孔容為0.0027m3/g。
[0040]一種多孔淀粉包埋番茄紅素制備微膠囊的方法，包括如下步驟:
[0041](I)番茄紅素溶解:以質(zhì)量份數(shù)計，將I份番茄紅素油溶液(其中番茄紅素質(zhì)量分數(shù)為10% )溶于溫度為45°C的45份乙酸乙酯溶液中，攪拌使分散均勻。
[0042](2)混合，吸附:以質(zhì)量份數(shù)計，將8份上述制得的多孔淀粉加入到⑴溶液中，在密閉容器中混合25min，保持真空狀態(tài)。
[0043](3)干燥:將(2)中混合物放入真空干燥箱中，于40°C干燥5h后，粉碎，即得所需女口廣叩ο
[0044]經(jīng)測試，經(jīng)過三周后，以質(zhì)量百分比計，番茄紅素的保留率仍達60%，28天后，其中番茄紅素的保留率仍達36.09%。
[0045]淀粉顆粒因酶解而在表面產(chǎn)生小孔，并生成中空結(jié)構(gòu)，因而比表面積增大，孔徑及中空結(jié)構(gòu)的形成能提供一個有效避光和氧的環(huán)境。多孔淀粉表面孔徑為Iym左右，中空結(jié)構(gòu)遠大于β -環(huán)糊精所形成的疏水性內(nèi)腔，無法像環(huán)糊精一樣形成分子尺寸的封閉內(nèi)腔，在現(xiàn)有多孔淀粉的應(yīng)用方法中，如對比實施例1中所用方法，很難使被包埋物進入淀粉顆?？涨徊⒕o密吸附于淀粉顆粒上從而對敏感性物質(zhì)進行有效的保護作用。
[0046]與對比實施例1相比，本方法所得的產(chǎn)品中番茄紅素的穩(wěn)定性更高。主要有以下兩方面原因:一、本發(fā)明所采用合適的復(fù)合酶配比和工藝，能在淀粉顆粒中形成尺寸和分布更為均勻的微孔，所得微孔淀粉的比表面積和比孔容等技術(shù)參數(shù)優(yōu)于傳統(tǒng)方法制備的微孔淀粉，能均勻吸附番茄紅素在淀粉顆粒內(nèi)部并有效進行保護。二、本發(fā)明先將番茄紅素溶解于有機溶劑中，使油性番茄紅素流動性增加，更易進入淀粉顆粒的微孔結(jié)構(gòu)中，通過真空抽濾與真空干燥，使得番茄紅素分子能緊緊吸附于淀粉顆粒微孔內(nèi)部，從而減少了光、氧等對番茄紅素的降解；而對比實例I中，因為番茄紅素油溶液黏度較大，流動困難，番茄紅素多分布在淀粉顆粒表面，未進入淀粉的微孔內(nèi)部，且淀粉顆粒間的間隙進一步增大了番茄紅素與光、氧的接觸面積，因而穩(wěn)定性明顯不足。
[0047]實施例2
[0048]多孔淀粉的制備，包括如下步驟:
[0049]a)調(diào)漿:將玉米淀粉檸檬酸-磷酸氫二鈉緩沖液調(diào)成30% (淀粉干基質(zhì)量分數(shù))，pH為5.0的淀粉漿液，按I X 10 "We (淀粉干基)加入復(fù)合酶(α -淀粉酶與葡萄糖糖化酶的體積比為2:1)。所用中溫α -淀粉酶的酶活力為828U/mL，葡萄糖糖化酶的酶活力為100000U/mL。
[0050]b)反應(yīng):將步驟a)中淀粉漿液于58°C恒溫水浴鍋中反應(yīng)6h，控制反應(yīng)溫度為58。。。
[0051]c)洗漆,干燥。用1% (質(zhì)量分數(shù))的HCl調(diào)節(jié)pH至3,保持15min終止反應(yīng),再用1% (質(zhì)量分數(shù))的NaOH溶液調(diào)節(jié)pH至中性，抽濾，用蒸餾水洗4遍后，于40°C鼓風(fēng)干燥箱中干燥48h，粉碎過篩，得到所需多孔淀粉。經(jīng)檢測，所得多孔淀粉水解率為38.3%，t匕表面積為0.741m2/g，比孔容為0.0034m3/g。
[0052]一種多孔淀粉包埋番茄紅素制備微膠囊的方法，包括如下步驟:
[0053](I)番茄紅素溶解:以質(zhì)量份數(shù)計，將I份番茄紅素油溶液(其中番茄紅素質(zhì)量分數(shù)為30% )的番茄紅素油溶液溶于溫度為50°C的45份乙酸乙酯溶液中，攪拌使分散均勻。
[0054](2)混合，吸附:以質(zhì)量份數(shù)計，將12份上述制備的多孔淀粉加入到⑴溶液中，于密閉容器中混合30min，并保持真空狀態(tài)。
[0055](3)干燥:將步驟(2)中混合物放入真空干燥箱中，于40°C干燥7h后，粉碎，即得所需產(chǎn)品。
[0056]經(jīng)測試，以質(zhì)量百分比計，經(jīng)過28天后，其中番茄紅素的保留率仍達42.08%。
[0057]實施例3:
[0058]多孔淀粉的制備
[0059]a.調(diào)漿:將玉米淀粉用檸檬酸-磷酸氫二鈉緩沖液調(diào)成35% (淀粉干基質(zhì)量分數(shù))，PH為5.0的淀粉漿液，按3X10 _2mL/g (淀粉干基)加入復(fù)合酶，所用中溫α -淀粉酶的酶活力為900U/mL，葡萄糖糖化酶的酶活力為80000U/mL(a -淀粉酶與葡萄糖糖化酶的體積比為3:1〉。
[0060]匕反應(yīng):將3中淀粉漿液于601恒溫水浴鍋中反應(yīng)311，控制反應(yīng)溫度為601。
[0061]0.洗漆，干燥:^1^(質(zhì)量分數(shù))的此1調(diào)節(jié)邱至3，保持100111終止反應(yīng)，再用1% (質(zhì)量分數(shù))的似0?溶液調(diào)節(jié)邱至中性，抽濾，用蒸餾水洗3遍后，于401的鼓風(fēng)干燥箱中干燥48匕粉碎過篩，得到多孔淀粉。所得多孔淀粉水解率為45.37%，比表面積為
0.9615々8，比孔容為 0.0038111780
[0062]多孔淀粉番茄紅素微膠囊的制備工藝:
[0063](1)番茄紅素溶解:將1份30%的番茄紅素油溶液溶于501 55份乙酸乙酯溶液中，攪拌使分散均勻。
[0064](2)混合，吸附:以質(zhì)量分數(shù)計，將15份上述制得的多孔淀粉加入到⑴溶液中，于密閉容器中混合30-1并保持真空狀態(tài)。
[0065](3)干燥:將⑵中混合物放入真空干燥箱中，于55【干燥81！后，粉碎，即得所需女口廣叩0
[0066]經(jīng)過28天后，以質(zhì)量百分比計，其中番茄紅素的保留率仍達45.69%。
【權(quán)利要求】
1.一種多孔淀粉包埋番茄紅素制備微膠囊的方法，其特征在于包括如下步驟和工藝條件: (1)番茄紅素攪拌混合溶解:以質(zhì)量分數(shù)計，將I份質(zhì)量濃度為10%?50%的油狀番茄紅素溶于40?50份有機溶劑中，控制溫度為45?55 °C，攪拌使之分散均勻；所述有機溶劑為乙酸乙酯、正己烷或石油醚； (2)混合，吸附:以質(zhì)量分數(shù)計，將8?15份多孔淀粉加入到步驟(I)所得溶液中，在密閉容器中攪拌混合，并抽真空，使番茄紅素在多孔淀粉的孔狀結(jié)構(gòu)中被均勻吸附。 (3)干燥:將步驟(2)中混合物轉(zhuǎn)移至真空干燥箱中干燥，所得干燥粉末即番茄紅素微膠囊； 所述多孔淀粉通過如下方法制備: a)調(diào)漿:將玉米淀粉用pH為4.5?7的檸檬酸-磷酸氫二鈉緩沖液調(diào)成淀粉干基質(zhì)量分數(shù)為25%?35%的淀粉漿液，加入復(fù)合酶，每克干基淀粉加入復(fù)合酶I X 10 _2?3X10_2mL;所述復(fù)合酶為α -淀粉酶與葡萄糖糖化酶按體積比3:1?1:1混合所得；所述α -淀粉酶為中溫α -淀粉酶，中溫α -淀粉酶的酶活力為700?900U/mL，葡萄糖糖化酶的酶活力為 80000U/mL ?120000U/mL ； b)反應(yīng):將步驟a)中淀粉漿液于55°C?60°C恒溫水浴鍋中反應(yīng)3h?8h; c)終止反應(yīng)，干燥:用HCl溶液調(diào)節(jié)pH至2?3.5，保持1min?15min終止反應(yīng)，再用NaOH溶液調(diào)節(jié)pH至6?8，抽濾，用蒸餾水洗滌，鼓風(fēng)干燥箱中干燥，粉碎過篩，得到所需多孔淀粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔淀粉包埋番茄紅素制備微膠囊的方法，其特征在于:所得多孔淀粉為酶解淀粉顆粒，比表面積為(0.4?l)m2/g，比孔容為(0.0025?0.0040) cm3/g°
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔淀粉包埋番茄紅素制備微膠囊的方法，其特征在于，步驟(I)和(2)所述攪拌混合的時間為25min?45min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔淀粉包埋番茄紅素制備微膠囊的方法，其特征在于，所述真空干燥箱中干燥的溫度為40°C?55°C ;干燥的時間為5h?8h。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔淀粉包埋番茄紅素制備微膠囊的方法，其特征在于，所述HCl溶液的質(zhì)量濃度為0.8%?1.2%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔淀粉包埋番茄紅素制備微膠囊的方法，其特征在于，所述NaOH溶液的質(zhì)量濃度為0.8%?1.2%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔淀粉包埋番茄紅素制備微膠囊的方法，其特征在于，所述蒸餾水洗滌的次數(shù)為3次?5次。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔淀粉包埋番茄紅素制備微膠囊的方法，其特征在于，所述鼓風(fēng)干燥箱中干燥的溫度為35°C?50°C，干燥的時間為40h?50h。
【文檔編號】A23L1/29GK104382024SQ201410640846
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月13日
【發(fā)明者】黃強, 扶雄, 羅發(fā)興, 伍秀英 申請人:華南理工大學(xué)