本发明属于天然色素应用技术领域，尤其是一种番茄红素微乳液的工业化生产方法。
背景技术：
番茄红素是类胡萝卜素中的一种。番茄红素分子中含有很多双键，具有较强的生理功能。例如：番茄红素具有很强的抗氧化活性，能够避免细胞的抗氧化损伤，预防癌症的发生，其次番茄红素还能够预防心脑血管病的发生，以及延缓衰老等功能。
番茄红素为脂溶性色素，易溶于脂类和非极性溶剂中，不溶于水，难溶于强极性溶剂如甲醇、乙醇等，可溶于脂肪烃、芳香烃和氯代烃如乙烷、苯、氯仿等有机溶剂。由于番茄红素的水不溶性，造成了番茄红素的应用受到极大的限制。目前为了改善番茄红素的疏水性，主要采用的方法有：1）微胶囊技术：但是由于其破碎粒度不够，壁材溶解后，番茄红素不能较好的悬浮于水溶液中，很快会发生沉降。2）微乳液技术：现有技术中，番茄红素微乳液的制备主要依靠将番茄红素晶体溶解于油脂或溶剂中的方式制备，工艺较为繁琐，在制备过程中多采用高温熔融的方式或溶剂溶解的方式，不仅会造成番茄红素的损失，而且还会有溶剂残留的危险。例如公开号为CN 101991175 A的专利提供了一种高顺式异构体含量的番茄红素微乳制剂产品及制备方法，其将番茄红素在高温（150℃左右）状态下溶解于植物油中，再在100℃条件下加入助乳化剂、乳化剂和水制成微乳液；该方法不仅工艺繁琐，而且其中多次用到高温，极易造成番茄红素的损失。公开号为CN200710024111.6的专利申请提供了一种水溶性番茄红素纳米分散体产品及制备方法，其将番茄红素溶解于有机溶剂中，然后加入助乳化剂和乳化剂的方式，通过高压均质的方式制备微乳液，然后采用旋转蒸发的方式脱除溶剂残留；该方法制备的微乳液不仅工艺复杂，而且得到的微乳液还有溶剂残留的危险。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种工艺简单、安全稳定的番茄红素微乳液的工业化生产方法。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：先将番茄红素晶体、助乳化剂、油溶乳化剂和抗氧化剂混匀，得到悬浮液；再将悬浮液进行纳米研磨，得到油相；将水与水溶性乳化剂混匀成水相；最后将水相和油相混匀，即可得到所述的番茄红素微乳液。
本发明所述番茄红素晶体、助乳化剂、油溶乳化剂和抗氧化剂的重量比为1:4～15:1～3:0.2～1。
本发明所述助乳化剂为丙三醇和/或山梨醇；油溶乳化剂为卵磷脂、辛癸酸甘油酯、司盘60中的一种或几种。
本发明所述抗氧化剂为水溶性抗氧化剂。所述抗氧化剂为L-抗坏血酸、茶多酚、白藜芦醇、橙皮苷中的一种或几种。
本发明所述纳米研磨的条件为：研磨速度1500～2500r/min，研磨时间为20～60min，研磨温度为15～30℃。
本发明所述水溶性乳化剂为吐温系列和/或蔗糖脂系列。所述水与水溶性乳化剂的重量比为1:0.2～1。
本发明所述水相和油相的重量比为1:1～4。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：（1）本发明直接将番茄红素晶体用于微乳液的制备，避免用有机溶剂溶解晶体或采用高温熔融晶体的方式制备微乳液，造成溶剂残留或高温晶体含量损失。（2）本发明时间流程较短，生产工艺温度较低，能够有效避免番茄红素含量的损失，能够制备含量在1～10wt%的高含量的番茄红素微乳液，满足市场多种规格产品的需求。（3）本发明中微乳液制备温度低，有效避免了番茄红素晶体含量损失，得到的产品中番茄红素的损失率＜1wt%。（4）本发明以水溶性抗氧化剂作为油相中抗氧化剂进行研磨，既能保护晶体，又能够避免添加油溶性氧化剂使乳化剂负担加重而造成的乳化剂用量增加。（5）本发明简单易操作，耗时较短，仅需要消耗2～3h即可制成成品，适合工业化生产。
本发明以番茄红素晶体为原料，添加助乳化剂、油溶乳化剂经过纳米研磨得到纳米级的油悬液，然后与水和水溶性乳化剂混合得到番茄红素微乳液，无需使用植物油或有机溶剂溶解番茄红素，而且只对油相进行研磨的方式，增加了物料处理量，提高了工业化生产效率；尤其是油相研磨时添加水溶性的抗氧化剂，优选的降低了乳化剂负担、减少乳化剂用量。本发明工艺简单，产品安全性高，可以制备高含量的番茄红素微乳液，适合工业化连续生产，经济效益显著。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本番茄红素微乳液的工业化生产方法采用下述工艺步骤：
（1）将番茄红素晶体均匀悬浮于助乳化剂、油溶乳化剂和抗氧化剂中，得到悬浮液；所述番茄红素晶体:助乳化剂:油溶乳化剂:抗氧化剂=1:4～15:1～3:0.2～1（重量）；所述助乳化剂为丙三醇和/或山梨醇；油溶乳化剂为卵磷脂、辛癸酸甘油酯、司盘60（山梨醇酐单硬脂酸酯）中的一种或几种；所述抗氧化剂采用水溶性抗氧化剂，选自L-抗坏血酸、茶多酚、白藜芦醇、橙皮苷中的一种或几种。
（2）将悬浮液加入纳米研磨机进行研磨，得到油相；纳米研磨的条件为：研磨速度1500～2500r/min，研磨时间为20～60min，研磨温度为15～30℃。
（3）将水与水溶性乳化剂进行混合，得到水相；水性乳化剂为吐温系列（吐温20、吐温80），蔗糖脂系列（蔗糖月桂酸脂、蔗糖硬脂酸脂）中的一种或几种；水:水溶性乳化剂=1:0.2～1（重量）；混合方式：在温度40～80℃、搅拌速度为50～100r/min的条件下搅拌10～20min。
（4）将水相和油相混合均匀，水相:油相=1:1～4（重量），即可得到所述的番茄红素微乳液；混合时，在温度为30～50℃、搅拌速度为100～200r/min条件下，将油相缓慢添加至水相中，油相添加完毕后将搅拌速度调至500～800r/min高速搅拌，搅拌15～30min即可。
实施例1：本番茄红素微乳液的工业化生产方法的具体工艺如下所述。
以番茄红素含量为90wt%的番茄红素晶体为原料；将30g番茄红素晶体、450g丙三醇、50g卵磷脂和9g茶多酚混合均匀后，在纳米研磨机中研磨；研磨转速1700r/min，研磨温度为20℃，纳米研磨60min；得到均一、细腻的油相。将234g水、117g吐温20在温度为40℃的条件下，以80r/min的转速搅拌15min，混合均匀得到水相。上述的水相:油相=1:1.54；将油相在40℃、转速为100r/min的条件下，缓慢加入到水相中，然后将转速调整至600r/min，搅拌20min，即可得到所述的番茄红素微乳液，所得番茄红素微乳液中番茄红素的含量为3.01wt%；其中番茄红素的损失率为0.99%。
实施例2：本番茄红素微乳液的工业化生产方法的具体工艺如下所述。
以番茄红素含量为85wt%的番茄红素晶体为原料；将50g番茄红素晶体、500g山梨醇、150g司盘60和10g橙皮苷混合均匀后，在纳米研磨机中研磨；研磨转速2000r/min，研磨温度为30℃，纳米研磨30min；得到均一、细腻的油相。将150g水、75g蔗糖硬脂酸脂在温度为50℃的条件下，以100r/min的转速搅拌12min，混合均匀得到水相。上述的水相:油相=1:3.16；将油相在30℃、转速为150r/min的条件下，缓慢加入水相中，然后将转速调整至700r/min，搅拌30min，即可得到所述的番茄红素微乳液，所得番茄红素微乳液中番茄红素的含量为4.53wt%；其中番茄红素的损失率为0.33%。
实施例3：本番茄红素微乳液的工业化生产方法的具体工艺如下所述。
以番茄红素含量为92wt%的番茄红素晶体为原料；将90g番茄红素晶体、500g丙三醇、90g卵磷脂和20g白藜芦醇混合均匀后，在纳米研磨机中研磨；研磨转速2500r/min，研磨温度为25℃，纳米研磨20min；得到均一、细腻的油相。将300g水、180g吐温80在温度为45℃的条件下，以70r/min的转速搅拌20min，混合均匀得到水相。上述的水相:油相=1:1.46；将油相在50℃、转速为120r/min的条件下，缓慢加入水相中，然后将转速调整至800r/min，搅拌25min，即可得到所述的番茄红素微乳液，所得番茄红素微乳液中番茄红素的含量为7.00wt%；其中番茄红素的损失率为0.28%。
实施例4：本番茄红素微乳液的工业化生产方法的具体工艺如下所述。
以番茄红素含量为89wt%的番茄红素晶体为原料；将100g番茄红素晶体、400g丙三醇、100g辛癸酸甘油酯、100g司盘60和60g的L-抗坏血酸混合均匀后，在纳米研磨机中研磨；研磨转速1500r/min，研磨温度为25℃，纳米研磨50min；得到均一、细腻的油相。将110g水、80g蔗糖月桂酸脂在温度为80℃的条件下，以90r/min的转速搅拌10min，混合均匀得到水相。上述的水相:油相=1:4；将油相在35℃、转速为200r/min的条件下，缓慢加入水相中，然后将转速调整至650r/min，搅拌15min，即可得到所述的番茄红素微乳液，所得番茄红素微乳液中番茄红素的含量为9.35wt%；其中番茄红素的损失率为0.21%。
实施例5：本番茄红素微乳液的工业化生产方法的具体工艺如下所述。
以番茄红素含量为90.6wt%的番茄红素晶体为原料；将40g番茄红素晶体、200g丙三醇、160g山梨醇、100g辛癸酸甘油酯、20g的L-抗坏血酸和20g白藜芦醇混合均匀后，在纳米研磨机中研磨；研磨转速2200r/min，研磨温度为15℃，纳米研磨40min；得到均一、细腻的油相。将100g水、50g吐温20和50g蔗糖月桂酸脂在温度为65℃的条件下，以50r/min的转速搅拌18min，混合均匀得到水相。上述的水相:油相=1:2.7；将油相在45℃、转速为170r/min的条件下，缓慢加入水相中，然后将转速调整至500r/min，搅拌20min，即可得到所述的番茄红素微乳液，所得番茄红素微乳液中番茄红素的含量为4.85wt%；其中番茄红素的损失率为0.96%。
实施例6：本番茄红素微乳液的工业化生产方法的具体工艺如下所述。
以番茄红素含量为91.3wt%的番茄红素晶体为原料；将30g番茄红素晶体、330g山梨醇、60g辛癸酸甘油酯和24g橙皮苷混合均匀后，在纳米研磨机中研磨；研磨转速1900r/min，研磨温度为27℃，纳米研磨35min；得到均一、细腻的油相。将370g水、74g蔗糖月桂酸脂在温度为60℃的条件下，以60r/min的转速搅拌15min，混合均匀得到水相。上述的水相:油相=1:1；将油相在40℃、转速为150r/min的条件下，缓慢加入到水相中，然后将转速调整至750r/min，搅拌25min，即可得到所述的番茄红素微乳液，所得番茄红素微乳液中番茄红素的含量为3.05wt%；其中番茄红素的损失率为0.97%。