专利名称：一种利用高压均质改性大米淀粉制备的油脂微胶囊及其方法
技术领域：
本发明涉及一种油脂微胶囊及其制备方法，具体地说，涉及一种 利用高压均质改性大米淀粉进行包埋的油脂微胶囊，以及其制备方 法。属于食品加工技术领域。
背景技术：
微胶囊技术是利用天然或合成高分子材料(壁材)，将固体、液 体或气体(芯材)经包囊形成一种具有半透性或密封囊膜的微型胶囊， 并在一定条件下能控制芯材释放的技术。微胶囊技术具有保护活性物 质，减少外界因素比如光、氧和水分等影响，减少芯材向环境扩散或 蒸发，控制芯材释放以及掩蔽芯材不良风味，便于加工和处理等优点。
食品中的油脂是组成人类膳食结构的必需成分，而且具有提高风 味、保水性、防止老化等功能，是食品工业中应用最广泛的原材料之 一。但传统的油脂容易因环境中热、湿、光和氧而变质，而微胶囊技 术能使油脂与环境中这些因素隔离开从而控制其挥发，以保证较长的 货架期。将油脂微胶囊化，可以使油脂在食品中充分发挥其功能特性， 减少外界环境对油脂的影响，且具有更好的操作性、储存稳定性和水 溶分散性，从而拓展其在食品中的应用范围。
但由于生产成本或技术上的原因，用于食品生产中的微胶囊化方 法并不多，其中，喷雾干燥法在油脂微胶囊生产中应用最为广泛。比
如，CN1350796A公开了 一种微胶囊化大豆粉末油脂及大豆磷脂冲剂 的生产方法，它包括以下几个步骤a.壁材液的配制；b.芯材液的配 制；c.乳化液的配制;d.微化处理;e.杀菌脱臭;f.冷却;g.均质;h.
喷雾干燥。
CN2574431Y公开了一种具有核-壳结构的食品粉末油脂微胶囊，
它包括油脂油溶性内层和碳水化合物外层有规律混合组成的核、以及 在核外层的由柔韧可食性壁材制成的壳组成。壳的成分取自环糊精、 改性淀粉、碳水化合物、瓜尔胶、食用明胶；核的成分取自油脂及油 溶性食用香料在内层、耐温碳水化合物为外层形成的风味油脂相富集 的粒子核。
相对来说，喷雾干燥法生产成本低，工艺简单，可连续生产。在 喷雾干燥法生产微胶囊的过程中， 一般是将油脂与壁材混合并高压均 质处理，形成乳液，再经过喷雾干燥得到微胶囊粉末。在此过程中， 微胶囊壁材的选择以及合适的乳化工艺参数是微胶囊加工的关键。
用于喷雾干燥制取微胶囊的壁材应具有高度水溶性、良好乳化 性、成膜性，还要求高浓度壁材溶液应具有较低粘度。食品中喷雾干 燥微胶囊化所使用的壁材主要有各种天然或化学改性的植物胶、碳水 化合物和蛋白质。各种天然植物胶的价格昂贵并且产量有限，而化学 改性的工艺又相对复杂。因此，需要有一种产量大、容易获取、加工 简单的原料作为食品微胶囊加工的壁材。
我国是大米的最大生产国和消费国，年产稻米约1.8亿P屯。淀粉
是大米中的主要成分，占大米总重的60%-70%。大米淀粉的结构决定
了它具有一些潜在的特殊功能，可以用来开发附加值较高的精深加工 产品。
高压均质是食品工业中常用的一种加工手段。食品在高压下发生 剪切、挤压、撞击等作用，导致食品的内在结构发生改变。通过高压 均质，可以使大米淀粉中的纯淀粉与其中含有的少量蛋白成分发生分 离，并有可能引发淀粉颗粒本身结构的改变。比如将大米淀粉通过适 当处理后，改善淀粉与油脂和水的结合能力。
发明内容
本发明的目的是提供 一 种利用高压均质改性大米淀粉制备的 油脂微胶囊。
本发明的另一目的是提供一种釆用高压均质改性大米淀粉包埋 油脂制备微胶囊的方法。
为了实现本发明目的，本发明的油脂微胶囊由油脂和包裹在其外 的微胶囊壁材构成，所述微胶囊壁材由高压均质改性大米淀粉与辛
烯基琥珀酸淀粉酯以1:4-3:2的重量比混合而成。
其中，所述油脂可以是各种巿售油脂。
所述油脂占微胶囊的质量百分含量为20-40%。
高压均质改性大米淀粉与辛烯基琥珀酸淀粉酯的重量比以1:4、 2:3或3:2为佳，最优选的为髙压均质改性大米淀粉与辛烯基琥珀酸 淀粉酯的重量比为2:3。
所述高压均质改性大米淀粉釆用将大米淀粉(食品级)的水 悬浊液经过高压均质处理改性而成，悬浊液的质量百分比浓度为 6-25%,高压均质的压力为60-80 MPa，优选为70MPa。
所述大米淀粉的悬浊液由大米淀粉与水在60-7(TC水浴下搅拌 0.5-2小时后获得。搅拌速度可以控制在200-400转/分之间。
本发明的一种利用高压均质改性大米淀粉制备油脂微胶囊的方 法，其包括如下步骤
1 )微胶囊壁材处理
先将大米淀粉(食品级)的水悬浊液进行高压均质处理改性， 水悬浊液的质量百分比浓度为6-25%;然后加入辛烯基琥珀酸淀粉 酯进行搅拌成混合液，所述高压均质改性大米淀粉与辛烯基琥珀酸 淀粉酯的重量比为1:4-3:2;
2) 制备乳化液
将所述混合液与油脂进行搅拌混合，并经高压均质处理得到乳 化液；
3) 喷雾干燥
最后将所述乳化液经过喷雾干燥成微胶囊粉末。
其中，步骤l)中所述高压均质处理改性釆用高压均质机进行，
高压均质机的压力为60-80 MPa,优选为70MPa。
所述大米淀粉的水悬浊液由大米淀粉与水在60-7(TC水洛下搅
拌0.5-2小时后获得。搅拌速度可以控制在200-400转/分之间。
步骤2)中所述乳化液的高压均质处理的压力控制在60-80
MPa。
在对乳化剂进行高压均质处理前，可先进行一预乳化处理过
程，此时高压均质机釆用的压力为5MPa。
由此获得的乳化液需要保持在60-70。C水洛中。
步骤3)中所述喷雾干燥釆用喷雾干燥机进行，进口温度设定
为l卯-220。C，出口温度设定为90-130°C,喂料速率设定为5-8
mL/min。
干燥后得到的微胶囊，为质地细腻均匀的淡黄色粉末。所述 油脂的量为微胶囊总质量的20-40%。
本发明大米淀粉微胶囊，可作为各种油脂的载体。 本发明方法简单可靠、操作方便、无环境污染，针对现有微胶 囊制备过程中大量使用化学改性材料的情况，提供 一 种包埋食用 油脂得到微胶囊的新方法-大米淀粉机械处理法。本发明的方法大 量采用天然材料-大米淀粉，经过适当的物理加工过程后，即可用 于油脂包埋。利用本方法加工微胶囊，油脂包埋率较高、加工简 单易行、原材料成本低廉，并广泛用于各种油脂的微胶囊化过程。
具体实施例方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。 实施例1
一、壁材的处理
将31.25 g大米淀粉(食品级)与469mL去离子水混合，形成悬 浊液。将此悬浊液置于65。C水洛中保持1小时，同时对悬浊液进行
搅拌，搅拌速度为300转/分，搅拌桨叶半径为2.5 cm。将水洛后的 大米淀粉悬浊液通过高压均质机处理，压力设为70 MPa,通过高压 均质机一个循环。
二、 乳化液制备
将高压处理过的大米淀粉悬浊液称重，计算其中大米淀粉的质 量。并按照质量比大米淀粉辛烯基琥珀酸淀粉酯=1: 4的比例，加 入辛烯基琥珀酸淀粉酯(国民淀粉化学(上海)有限公司，产品名称 CAPSUL)。将大米淀粉与辛烯基琥珀酸淀粉酯的混合液置于65 'C水 洛中保持30分钟，同时对混合液进行搅拌，搅拌速度为300转/分， 搅拌桨叶半径为2.5 cm。
计算大米淀粉与辛烯基琥珀酸淀粉酯的总质量，并按照质量比大 米淀粉与辛烯基琥珀酸淀粉酯总质量大豆油质量=4: l的比例，加 入大豆油(食品级)。加入大豆油的混合液称为粗乳液。将粗乳液置 于65 "C水浴中保持30分钟，同时对粗乳液进行搅拌，搅拌速度为 300转/分，搅拌桨叶半径为2.5 cm。
将水洛搅拌后的粗乳液通过高压均质机处理，压力设为5MPa， 通过高压均质机一个循环。收集上述粗乳液，并再次通过高压均质机 处理，压力设为70MPa，通过高压均质机一个循环。得最终乳化液。
三、 样品的干燥
将最终得到的乳化液经过喷雾干燥机干燥，进口温度设定为 200 。C，出口温度设定为105°C，喂料速率设定为6.5 mL/min。上 述待喷雾干燥的乳化液干燥前被保持在65 。C水浴中。干燥后得到 淡黄色微胶囊粉末。
四、 样品的检测
取3 g微胶囊粉末与15 g正己烷(分析纯)充分混合，在7000 转/分条件下离心15分钟，取其上清液，记为上清液A。将离心后的 3g微胶囊粉末再次与15g正己烷充分混合，在7000转/分条件下离
心15分钟，取其上清液，记为上清液B。将上清液A与上清液B混 合，在60'C将正己垸完全蒸发，剩余物质称重，即为表面油质量。 并利用下式计算表面油含量
表面油含量、^，fg且x酵/。 M股囊粉末质里
按照上述方法重复三次，取平均值记为表面油含量。经检测，此 产品表面油含量为0.85%±0.45% (平均值士标准差)。 实施例2
一、 壁材的处理
将58.8g大米淀粉(食品级)与441 mL去离子水混合，形成悬 浊液。将此悬浊液置于60。C水洛中保持2小时，同时对悬浊液进行 搅拌，搅拌速度为200转/分，搅拌桨叶半径为2.5 cm。将水洛后的 大米淀粉悬浊液通过高压均质机处理，压力设为60 MPa,通过高压 均质机一个循环。
二、 乳化液制备
将高压处理过的大米淀粉悬浊液称重，计算其中剩余大米淀粉的 质量。并按照质量比大米淀粉辛烯基琥珀酸淀粉酯=2: 3的比例， 加入辛烯基琥珀酸淀粉酯(国民淀粉化学(上海)有限公司，产品名 称CAPSUL)。将大米淀粉与辛烯基琥珀酸淀粉酯的混合液置于60°C 水浴中保持30分钟，同时对混合液进行搅拌，搅拌速度为250转/分， 搅拌桨叶半径为2.5 cm。
计算大米淀粉与辛烯基琥珀酸淀粉酯的总质量，并按照质量比大 米淀粉与辛烯基琥珀酸淀粉酯总质量大豆油质量=4: l的比例，加 入大豆油(食品级)。加入大豆油的混合液称为粗乳液。将粗乳液置 于6(TC水浴中保持30分钟，同时对粗乳液进行搅拌，搅拌速度为400 转/分，搅拌桨叶半径为2.5cm。
将水洛搅拌后的粗乳液通过高压均质机处理，压力设为5MPa， 通过高压均质机一个循环。收集上述粗乳液，并再次通过高压均质机
处理，压力设为80MPa，通过高压均质机一个循环。得最终乳化液。
三、 样品的干燥
将最终得到的乳化液经过喷雾干燥机干燥，进口温度设定为 190°C，出口温度设定为120°C，喂料速率设定为5 mL/min。上述 待喷雾干燥的乳化液干燥前被保持在6(TC水浴中。干燥后得到淡 黄色微胶囊粉末。
四、 样品的检测
取3 g微胶囊粉末与15 g正己烷(分析纯)充分混合，在7000 转/分条件下离心15分钟，取其上清液，记为上清液A。将离心后的 3 g微胶囊粉末再次与15 g正己烷充分混合，在7000转/分条件下离 心15分钟，取其上清液，记为上清液B。将上清液A与上清液B混 合，在6(TC将正己烷完全蒸发，剩余物质称重，即为表面油质量。 并利用下式计算表面油含量
麵油含量:illlr腦
按照上述方法重复三次，取平均值记为表面油含量。经检测，此
产品表面油含量为2.13%±0.85% (平均值士标准差)。 实施例3
一、 壁材的处理
将58.8g大米淀粉(食品级)与441 mL去离子水混合，形成悬 浊液。将此悬浊液置于7(TC水洛中保持0.5小时，同时对悬浊液进行 搅拌，搅拌速度为400转/分，搅拌桨叶半径为2.5 cm。将水浴后的 大米淀粉悬浊液通过高压均质机处理，压力设为80 MPa，通过高压 均质机一个循环。
二、 乳化液制备
将高压处理过的大米淀粉悬浊液称重，计算其中剩余大米淀粉的 质量。并按照质量比大米淀粉辛烯基琥珀酸淀粉酯=2: 3的比例， 加入辛烯基琥珀酸淀粉酯(国民淀粉化学(上海)有限公司，产品名
称CAPSUL)。将大米淀粉与辛烯基琥珀酸淀粉酯的混合液置于70°C 水洛中保持30分钟，同时对混合液进行搅拌，搅拌速度为350转/分， 搅拌桨叶半径为2.5 cm。
计算大米淀粉与辛烯基琥珀酸淀粉酯的总质量，并按照质量比大 米淀粉与辛烯基琥珀酸淀粉酯总质量大豆油质量=7: 3的比例，加 入大豆油(食品级)。加入大豆油的混合液称为粗乳液。将粗乳液置 于7(TC水洛中保持30分钟，同时对粗乳液进行搅拌，搅拌速度为300 转/分，搅拌桨叶半径为2.5cm。
将水洛搅拌后的粗乳液通过高压均质机处理，压力设为5MPa， 通过高压均质机一个循环。收集上述粗乳液，并再次通过高压均质机 处理，压力设为60MPa，通过高压均质机一个循环。得最终乳化液。
三、 样品的干燥
将最终得到的乳化液经过喷雾干燥机干燥，进口温度设定为 210°C,出口温度设定为90。C,喂料速率设定为6mL/min。上述待 喷雾干燥的乳化液干燥前被保持在65X:水洛中。干燥后得到淡黄 色微胶囊粉末。
四、 样品的检测
取3 g微胶囊粉末与15 g正己垸(分析纯)充分混合，在7000 转/分条件下离心15分钟，取其上清液，记为上清液A。将离心后的 3g微胶囊粉末再次与15g正己烷充分混合，在7000转/分条件下离 心15分钟，取其上清液，记为上清液B。将上清液A与上清液B混 合，在6(TC将正己烷完全蒸发，剩余物质称重，即为表面油质量。
并利用下式计算表面油含量
表面油质量 1AA0/
微胶纖雄量"o^
按照上述方法重复三次，取平均值记为表面油含量。经检测，此 产品表面油含量为10.40%±1.04% (平均值士标准差)。
实施例4
一、 壁材的处理
将58.8g大米淀粉(食品级)与441 mL去离子水混合，形成悬 浊液。将此悬浊液置于65。C水洛中保持1小时，同时对悬浊液进行 搅拌，搅拌速度为300转/分，搅拌桨叶半径为2.5 cm。将水洛后的 大米淀粉悬浊液通过高压均质机处理，压力设为70 MPa,通过高压 均质机一个循环。
二、 乳化液制备
将高压处理过的大米淀粉悬浊液称重，计算其中剩余大米淀粉的 质量。并按照质量比大米淀粉辛烯基琥珀酸淀粉酯=2: 3的比例， 加入辛烯基琥珀酸淀粉酯(国民淀粉化学(上海)有限公司，产品名 称CAPSUL)。将大米淀粉与辛烯基琥珀酸淀粉酯的混合液置于65°C 水洛中保持30分钟，同时对混合液进行搅拌，搅拌速度为300转/分， 搅拌桨叶半径为2.5 cm。
计算大米淀粉与辛烯基琥珀酸淀粉酯的总质量，并按照质量比大 米淀粉与辛烯基琥珀酸淀粉酯总质量大豆油质量=3: 2的比例，加 入大豆油(食品级)。加入大豆油的混合液称为粗乳液。将粗乳液置 于65。C水洛中保持30分钟，同时对粗乳液进行搅拌，搅拌速度为300 转/分，搅拌桨叶半径为2.5cm。
将水浴搅拌后的粗乳液通过高压均质机处理，压力设为5MPa， 通过高压均质机一个循环。收集上述粗乳液，并再次通过高压均质机 处理，压力设为70MPa,通过高压均质机一个循环。得最终乳化液。
三、 样品的干燥
将最终得到的乳化液经过喷雾干燥机干燥，进口温度设定为 220 。C，出口温度设定为130 °C,喂料速率设定为8mL/min。上述 待喷雾干燥的乳化液干燥前被保持在70 。C水洛中。干燥后得到淡 黄色微胶囊粉末。
四、样品的检测
取3 g微胶囊粉末与15 g正己烷(分析纯)充分混合，在7000 转/分条件下离心15分钟，取其上清液，记为上清液A。将离心后的 3 g微胶囊粉末再次与15 g正己烷充分混合，在7000转/分条件下离 心15分钟，取其上清液，记为上清液B。将上清液A与上清液B混 合，在60。C将正己烷完全蒸发，剩余物质称重，即为表面油质量。 并利用下式计算表面油含量
主75T"A旦 表面油质量 1mw
表面油含量=,^。丄虑必、+ -旦x 100% 微月父囊粉末质量
按照上述方法重复三次，取平均值记为表面油含量。经检测，此
产品表面油含量为18.50%±1.74% (平均值士标准差)。 实施例5
一、 壁材的处理
将83.3 g大米淀粉(食品级)与417mL去离子水混合，形成悬 浊液。将此悬浊液置于65 'C水洛中保持1小时，同时对悬浊液进行 搅拌，搅拌速度为300转/分，搅拌桨叶半径为2.5 cm。将水洛后的 大米淀粉悬浊液通过高压均质机处理，压力设为70 MPa,通过高压 均质机一个循环。
二、 乳化液制备
将高压处理过的大米淀粉悬浊液称重，计算其中剩余大米淀粉的 质量。并按照质量比大米淀粉辛烯基琥珀酸淀粉酯=3: 2的比例， 加入辛烯基琥珀酸淀粉酯(国民淀粉化学(上海)有限公司，产品名 称CAPSUL)。将大米淀粉与辛烯基琥祐酸淀粉酯的混合液置于65 °C 水洛中保持30分钟，同时对混合液进行搅拌，搅拌速度为300转/分， 搅拌桨叶半径为2.5 cm。
计算大米淀粉与辛烯基琥珀酸淀粉酯的总质量，并按照质量比大 米淀粉与辛烯基琥动酸淀粉酯总质量大豆油质量=4: l的比例，加 入大豆油(食品级)。加入大豆油的混合液称为粗乳液。将粗乳液置
于65。C水浴中保持30分钟，同时对粗乳液进行搅拌，搅拌速度为300 转/分，搅拌桨叶半径为2.5cm。
将水洛搅拌后的粗乳液通过高压均质机处理，压力设为5MPa, 通过高压均质机一个循环。收集上述粗乳液，并再次通过高压均质机 处理，压力设为70MPa,通过高压均质机一个循环。得最终乳化液。
三、 样品的干燥
将最终得到的乳化液经过喷雾干燥机干燥，进口温度设定为 200°C,出口温度设定为105°C,喂料速率设定为6.5 mL/min。上 述待喷雾干燥的乳化液干燥前被保持在65 'C水洛中。干燥后得到 淡黄色微胶囊粉末。
四、 样品的检测
取3 g微胶囊粉末与15 g正己烷(分析纯)充分混合，在7000 转/分条件下离心15分钟，取其上清液，记为上清液A。将离心后的 3g微胶囊粉末再次与15g正己烷充分混合，在7000转/分条件下离 心15分钟，取其上清液，记为上清液B。将上清液A与上清液B混 合，在60。C将正己烷完全蒸发，剩余物质称重，即为表面油质量。 并利用下式计算表面油含量
表翻含量=^|^||^100% 微胶囊粉末质量
按照上述方法重复三次，取平均值记为表面油含量。经检测，此 产品表面油含量为6.42%±0.51% (平均值士标准差)。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较 佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理 解，可对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而未脱离本发明 技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1. 一种油脂微胶囊，由油脂和包裹在其外的微胶囊壁材构成，其特征在于，所述微胶囊壁材由高压均质改性大米淀粉与辛烯基琥珀酸淀粉酯以1:4-3:2的重量比混合而成。
2. 根据权利要求l所述的油脂微胶囊，其特征在于，所述高压 均质改性大米淀粉釆用将大米淀粉的水悬浊液经过高压均质处理 改性而成，悬浊液的质量百分比浓度为6-25%。
3. 根据权利要求1或2所述的油脂微胶囊，其特征在于，所述 高压均质改性大米淀粉与辛烯基琥珀酸淀粉酯的重量比以1:4、 2:3 或3:2，最优选的为2:3。
4. 根据权利要求l-3任意一项所述的油脂微胶囊，其特征在于， 所述油脂占微胶囊的质量百分含量为20-40%。
5. —种制备权利要求1-4任意一项所述油脂微胶囊的方法，其 特征在于，其包括如下步骤1) 微胶囊壁材处理先将大米淀粉的水悬浊液进行高压均质处理改性，水悬浊液的 质量百分比浓度为6-25%;然后加入辛烯基琥珀酸淀粉酯进行搅拌 成混合液，所述高压均质改性大米淀粉与辛烯基琥珀酸淀粉酯的重 量比为1:4-3:2;2) 制备乳化液将所述混合液与油脂进行搅拌混合，并经高压均质处理得到乳 化液；3) 喷雾干燥最后将所述乳化液经过喷雾干燥成微胶囊粉末。
6. 根据权利要求5所述制备油脂微胶囊的方法，其特征在于，步 骤l)中所述高压均质处理改性釆用高压均质机进行，高压均质机 的压力为60-80 MPa,
7. 根据权利要求5或6所述制备油脂微胶囊的方法，其特征在于,所述大米淀粉的水悬浊液由大米淀粉与水在60-7(TC水浴下搅拌 0.5-2小时后获得。
8. 根据权利要求5-7任意一项所述制备油脂微胶囊的方法，其 特征在于，步骤2)中所述乳化液的高压均质处理前，先进行一预 乳化处理。
9. 根据权利要求5-8任意一项所述制备油脂微胶囊的方法，其 特征在于，所述高压均质改性大米淀粉与辛烯基琥珀酸淀粉酯的 混合，以及之后与所述油脂的混合均控制在60-7(TC下进行。
10. 根据权利要求5-9任意一项所述制备油脂微胶囊的方法， 其特征在于，步骤3)中所述喷雾干燥釆用喷雾干燥机进行，进口 温度设定为190-22(TC，出口温度设定为90-13(TC，喂料速率设定 为5-8 m!7min。
全文摘要
本发明提供了一种利用高压均质改性的大米淀粉制备的油脂微胶囊及其制备方法。本发明采用将高压均质处理改性过的大米淀粉作为微胶囊壁材；再将壁材与食用油脂混合，经搅拌后通过高压均质机均质得到乳化液，再将乳化液喷雾干燥，得到微胶囊粉末。本方法采用食品级大米淀粉，并且只通过物理过程进行加工，避免因大量使用化工产品而可能带来的负面影响。本方法加工过程操作简单，油脂包埋率高，并可显著降低微胶囊包埋油脂的成本。
文档编号A23L1/182GK101390588SQ20081022638
公开日2009年3月25日 申请日期2008年11月14日 优先权日2008年11月14日
发明者栋 李, 毛志怀, 汪立君, 勇 王 申请人:中国农业大学