专利名称：类胡萝卜素乳液及微胶囊的制备方法
技术领域：
本发明涉及医药、食品、保健食品加工应用技术领域，涉及一种类胡萝卜素乳液及微胶囊的制备方法。
背景技术：
近年来，营养与健康已逐渐成为新世纪食品消费的主流。目前，世界约10%的成年人处于亚健康状态，而且肥胖、肝炎、高血压、高血糖、动脉硬化和癌症等慢性病的发病率也逐年上升。因此，发展保健食品，特别是具有抗氧化、抗病毒、降血脂、增强免疫功能的保健食品以改善亚健康人群的健康状态，对提升我国国民的整体身体素质，保障我国持续、快速、健康的发展具有重要的理论和现实意义。然而，许多具有重要生理功能的食品配料，如类胡萝卜素、不饱和脂肪酸、维生素、植物留醇等水溶性较差，对光、热、氧敏感，容易发生降解，这都严重限制了其作为功能因子在食品中的应用，因此最大限度保留功能因子活性，改善其水溶性，提高它们在功能食品中的稳定性和生物利用率是功能食品发展亟需要解决的难点问题。如今，乳液作为生物活性物质(药物)载体功能的开发已成为医药、食品行业的一个热点。将食品功能因子制成乳液，不仅使其水溶性得到改善，而且克服了天然食品中功能因子生物利用率低、稳定性差等问题，同时还具有靶向性和缓释性等优点。将类胡萝卜素制成稳定的乳状液的专利有EP0551638，CN1079218A, CN1109329A，虽然在类胡萝卜素的水溶性方面有所改善，但是制备所得乳状液中类胡萝卜素的化学稳定性尚未得到较大的提高。 专利CN101112359A，CN101129331A及CN101143132A等制备所得乳液粒径小，透明度高，但类胡萝卜素载量有限，且未添加相应抗氧化剂，从而使乳液在食品体系应用过程中化学稳定性差，此外专利CN101143132A中用到了正己烷等有机溶剂，从而使其在食品体系应用过程中受到一定限制。乳液制备过程中一般需要添加乳化剂，但传统的乳化剂通常只具有乳化功能，而对保持乳液和功能因子的稳定性有很大局限性。应用聚甘油酯、蔗糖酯等小分子乳化剂有助于乳液的形成，乳液粒径小，但分散相液滴表面形成的界面膜机械强度低，抗液滴聚结能力差，储藏周期短。蛋白质类乳化剂(酪蛋白酸钠、￠-乳球蛋白等)既具有乳化性能，又能在界面上形成一定刚性的吸附膜，通过位阻作用和静电力作用抑制液滴团聚，进而保持乳液稳定性。但是，以蛋白质为乳化剂制备的乳液易受温度、PH值、离子强度等的影响，降低其对环境适应能力，无法满足食品配料发展的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种类胡萝卜素乳液及微胶囊的制备方法。本发明提供的制备类胡萝卜素双层乳液的方法，包括如下步骤I)将带负电荷的乳化剂A与水混匀得到水相A ；将带正电荷的乳化剂B与水混匀得到水相B ；
将含有类胡萝卜素的植物油悬浮液、食用植物油和抗氧化剂混匀得到油相；2)将所述步骤I)所得油相与所述水相A混合进行剪切乳化，再进行高压均质，得到类胡萝卜素单层乳液；3)将所述步骤2)所得类胡萝卜素单层乳液与所述水相B混合进行剪切乳化，再进行高压均质，得到所述类胡萝卜素双层乳液。上述方法所述步骤I)中，所述乳化剂A选自￠-乳球蛋白、酪蛋白酸钠、卵磷脂、 硬脂酸钾、硬脂酰乳酸钙、聚甘油酯、阿拉伯胶和大豆多糖中的至少一种；所述乳化剂B选自￠-乳球蛋白、壳聚糖、卡拉胶和果胶中的至少一种；所述含有类胡萝卜素的植物油悬浮液中，所述类胡萝卜素选自番茄红素和￠-胡萝卜素中的至少一种；所述食用植物油选自大豆油、葵花籽油和橄榄油中的至少一种；所述抗氧化剂选自维生素E、维生素C棕榈酸酯和BHT中的至少一种；所述含有类胡萝卜素的植物油悬浮液也可只由所述类胡萝卜素和所述食用植物油组成；其中，所述类胡萝卜素选自番茄红素和￠-胡萝卜素中的至少一种；所述食用植物油选自大豆油、葵花籽油和橄榄油中的至少一种；所述将含有类胡萝卜素的植物油悬浮液、食用植物油和抗氧化剂混匀步骤中，温度为 120-180°C ；所述含有类胡萝卜素的植物油悬浮液中，所述类胡萝卜素的质量百分含量为 10-30%，具体为 30% ；所述带负电荷的乳化剂A在所述水相A中的质量百分含量为0. 8-12 %，具体为或12% ;所述带正电荷的乳化剂B在所述水相B中的质量百分含量为
0.8-10%，具体为 I. 25%,2%,2. 5%或 2. 4% ；步骤2)中，所述油相与水相A的质量比为I : 5-20,具体为I : 10 ;所述混合步骤中，油相的温度为120-180°C，水相A的温度为50-70°C ;所述剪切乳化步骤中，温度为 50-70°C，剪切乳化的速度为5000-20000转/分钟，具体为10000转/分钟，时间为5_20分钟，具体为15分钟；所述高压均质步骤中，压力为25-80MPa，具体为60MPa，循环次数为2_4 次；步骤3)中，所述步骤2)所得类胡萝卜素单层乳液与所述水相B的质量比为
I 0.5-2.0，具体为I : I ;所述混合步骤中，步骤2)所得类胡萝卜素单层乳液与水相B 的混合温度为50-70°C ;所述剪切乳化步骤中，剪切乳化的速度为5000-20000转/分钟， 具体为10000转/分钟，时间为5-20分钟，具体为10分钟；所述高压均质步骤中，压力为 25-100MPa，具体为60MPa，循环次数为2-4次。按照上述方法制备得到的类胡萝卜素双层乳液，也属于本发明的保护范围，其中， 所述类胡萝卜素双层乳液中，类胡萝卜素的质量百分含量为1_2%，具体为2%。本发明还提供了一种制备类胡萝卜素胶囊的方法，包括如下步骤将前述类胡萝卜素双层乳液喷雾干燥，得到所述类胡萝卜素胶囊。所述喷雾干燥步骤中，进风温度为160-220°C，具体为180°C ;出风温度为 70-110°C具体为 85。。。按照上述方法制备得到的类胡萝卜素胶囊，也属于本发明的保护范围，其中，所述类胡萝卜素胶囊中，类胡萝卜素的质量百分含量为1-10.5%，具体为10.5%，粒径为500_1000nm。上述方法的流程图如图I所示。此外，以本发明提供的类胡萝卜素双层乳液或类胡萝卜素胶囊为活性成分的产品，也属于本发明的保护范围。所述产品具体为食品、药品和化妆品中的至少一种。本发明提供的类胡萝卜素双层乳液及微胶囊，具有以下特点I、制备方法简便易行，可以进行工业化大生产，制备过程中类胡萝卜素损失少；所用到的乳化剂及微胶囊壁材具有良好的生物兼容性，可生物降解，材料来源广。2、针对脂溶性类胡萝卜素，类胡萝卜素乳液既可以解决其水溶性，又可扩大其使用范围。
图I为本方法的流程图。图2为实施例I制备所得类胡萝卜素双层乳液的粒径分布图。图3为实施例I制备所得类胡萝卜素双层乳液的电位分布图。
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述，但本发明并不限于以下实施例。所述方法如无特别说明均为常规方法。所述原料如无特别说明均能从公开商业途径而得。所述百分比或百分含量如无特别说明，均为质量百分比或质量百分含量。所述测试方法如无特别说明，均为常规方法。实施例II)称取番茄红素的质量百分含量为30%的番茄红素植物油悬浮液13. 33g，食用橄榄油18. 5克，抗氧化剂维生素C棕榈酸酯0. 05克和维生素E 0. 05克，边加热边混合，待温度升至140度，保持I分钟，番茄红素充分溶解后得到油相；2)将该油相立即转移到200g含阿拉伯胶(5%)的水相A中，温度控制在70°C，进行高速剪切，速率控制在10000转/分钟，时间lOmin，然后转入高压均质机中，循环三次，均质压力达到25MPa，得到番茄红素单层乳状液；3)将步骤2)所得番茄红素单层乳状液缓慢的加入到含200g含壳聚糖(I. 25% ) 的水相B中，高速剪切10分钟后转入高压均质机，循环3次，压力控制在60MPa，得到番茄红素双层乳液。该双层乳液中，番茄红素的质量百分含量为I %。该实施例制备所得双层乳液中颗粒的粒径分布及电位图分别如图2和图3所示。由图2可知，该双层乳液中颗粒分布均匀；由图3可知，该双层乳液具有非常好的稳定性。该双层乳液放置30天后，电位图测定结果与图3无实质性差别，电位基本保持不变。实施例2 I)称取￠-胡萝卜素的质量百分含量为30%的￠-胡萝卜素乳油13. 33克，食用大豆油5克，维生素C棕榈酸酯0. 5克，维生素E 0. 5克，边加热边混合，升温至160°C，保持 5分钟得到油相；2)将该油相立即转移到200g含大豆多糖(8% )的水相A中，高速剪切，速率控制在10000转/分钟，时间lOmin，温度控制在50°C，然后转入高压均质机中，循环三次，均质压力60MPa，得到P -胡萝卜素单层乳状液；3)将步骤2)所得￠-胡萝卜素单层乳状液缓慢的加入到200g含壳聚糖(2% ) 的水相B中，边加入边用高速剪切乳化搅拌10分钟后，转入高压均质机，循环3次，压力控制在80MPa，得到胡萝卜素双层乳液。该双层乳液中，￠-胡萝卜素的质量百分含量为I %。该实施例制备所得双层乳液中颗粒的粒径分布及电位图与图2和图3无实质性差别，此处不再赘述。实施例3 I)称取@ -胡萝卜素的质量百分含量为30%的@ -胡萝卜素乳油26. 67克,食用橄榄油4. 33克，维生素C棕榈酸酯0. 5克，维生素E 0. 5克，边加热边混合，升温至140°C， 保持5分钟得到油相；2)将该油相立即转移到200g含大豆多糖(10% )的水相A中，高速剪切，速率控制在10000转/分钟，时间lOmin，温度控制在70°C，然后转入高压均质机中，循环三次，均质压力达到60MPa，得到P -胡萝卜素单层乳液；3)将步骤2)所得P -胡萝卜素单层乳液缓慢的加入到含壳聚糖(2. 5% )的水相B中，边加入边用高速剪切乳化搅拌，10分钟后，转入高压均质机，循环6次，压力控制在 80MPa，得到￠-胡萝卜素双层乳液。该双层乳液中，￠-胡萝卜素的质量百分含量为2%。该实施例制备所得双层乳液中颗粒的粒径分布及电位图与图2和图3无实质性差别，此处不再赘述。实施例4 I)称取番茄红素的质量百分含量为30%的番茄红素植物油悬浮液13. 33克，食用大豆油4. 5克，维生素C棕榈酸酯0. 7克，维生素E 0. 8克，边加热边混合，升温至140°C，保持5分钟得到油相；2)将该油相立即转移到200g含阿拉伯胶(12% )的水相A中，高速剪切，速率控制在10000转/分钟，时间lOmin，温度控制在60°C，然后转入高压均质机中，循环三次，均质压力60MPa，得到番茄红素单层乳液；3)将步骤2)所得番茄红素单层乳液缓慢的加入含壳聚糖(2. 4% )的水相B中，边加入边用高速剪切乳化剂机搅拌10分钟后，转入高压均质机，循环3次，压力控制在60MPa， 得到番茄红素双层乳液。该双层乳液中，番茄红素的质量百分含量为I %。该实施例制备所得双层乳液中颗粒的粒径分布及电位图与图2和图3无实质性差别，此处不再赘述。实施例5 :10%番茄红素胶囊的制备I)称取番茄红素的质量百分含量为30%的番茄红素植物油悬浮液13. 33克，食用大豆油2. 5克，维生素C棕榈酸酯0. 7克，维生素E 0. 8克，边加热边混合，升温至160度， 保持5分钟得到油相；2)将该油相立即转移到200g含阿拉伯胶(10% )的水相A中，高速剪切，速率控制在10000转/分钟，时间lOmin，温度控制在70°C，然后转入高压均质机中，循环三次，均质压力60MPa，得到番茄红素单层乳液；3)将步骤2)所得番茄红素单层乳液缓慢的加入到含壳聚糖(2% )水相B中，边加入边用高速剪切乳化剂机搅拌10分钟后，转入高压均质机，循环3次，压力控制在60MPa，得到番茄红素双层乳液。4)将所得番茄红素双层乳状液经喷雾干燥，进风温度为180°C，出风温度为70°C， 得到番茄红素微胶囊。该微胶囊中，番茄红素的质量百分含量为10.5%，微胶囊的粒径为 lOOOnm。实施例6 :10% @ -胡萝卜素胶囊的制备I)称取￠-胡萝卜素的质量百分含量为30%的￠-胡萝卜素植物油悬浮液13. 33 克，食用植物油5克，维生素C棕榈酸酯0. 5克，维生素E 0. 5克，边加热边混合，升温至 160°C，保持5分钟得到油相；2)将该油相立即转移到200g含大豆多糖(10% )的水相A中，高速剪切，速率控制在10000转/分钟，时间lOmin，温度控制在60°C，然后转入高压均质机中，循环三次，均质压力60MPa，得到P -胡萝卜素单层乳液；3)将步骤2)所得P -胡萝卜素单层乳液缓慢的加入到含壳聚糖(2. 5% )水相 B中，边加入边用高速剪切乳化搅拌10分钟后，转入高压均质机，循环3次，压力控制在 60MPa，得到￠-胡萝卜素双层乳液。4)将所得￠-胡萝卜素层乳状液经喷雾干燥，进风温度为200°C，出风温度为 100°C，得到e -胡萝卜素微胶囊。该微胶囊中，胡萝卜素的质量百分含量为10%，胶囊的粒径为1200nm。实施例7 :5% @ -胡萝卜素胶囊的制备I)称取￠-胡萝卜素的质量百分含量为30%的￠-胡萝卜素植物油悬浮液6. 15 克，食用植物油11. 15克，维生素C棕榈酸酯0.5克，维生素E 0.5克，边加热边混合，升温至140°C，保持5分钟得到油相；2)将该油相立即转移到200g含大豆多糖(10% )的水相A中，高速剪切，速率控制在10000转/分钟，时间lOmin，温度控制在70°C，然后转入高压均质机中，循环三次，均质压力60MPa，得到P -胡萝卜素单层乳液；3)将步骤2)所得P -胡萝卜素单层乳液缓慢的加入到含壳聚糖(2. 5% )水相 B中，边加入边用高速剪切乳化搅拌10分钟后，转入高压均质机，循环3次，压力控制在 60MPa，得到￠-胡萝卜素双层乳液。4)将所得￠-胡萝卜素层乳状液经喷雾干燥，进风温度为180°C，出风温度为 90°C，得到￠-胡萝卜素微胶囊。该微胶囊中，￠-胡萝卜素的质量百分含量为5.2%，微胶囊的粒径为lOOOnm。
权利要求
1.一种制备类胡萝卜素双层乳液的方法，包括如下步骤1)将带负电荷的乳化剂A与水混匀得到水相A；将带正电荷的乳化剂B与水混匀得到水相B ；将含有类胡萝卜素的植物油悬浮液、食用植物油和抗氧化剂混匀得到油相；2)将所述步骤I)所得油相与所述水相A混合进行剪切乳化，再进行高压均质，得到类胡萝卜素单层乳液；3)将所述步骤2)所得类胡萝卜素单层乳液与所述水相B混合进行剪切乳化，再进行高压均质，得到所述类胡萝卜素双层乳液。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于所述步骤I)中，所述乳化剂A选自￠-乳球蛋白、酪蛋白酸钠、卵磷脂、硬脂酸钾、硬脂酰乳酸钙、聚甘油酯、阿拉伯胶和大豆多糖中的至少一种；所述乳化剂B选自￠-乳球蛋白、壳聚糖、卡拉胶和果胶中的至少一种；所述含有类胡萝卜素的植物油悬浮液中，所述类胡萝卜素选自番茄红素和￠-胡萝卜素中的至少一种；所述食用植物油选自大豆油、葵花籽油和橄榄油中的至少一种；所述抗氧化剂选自维生素E、维生素C棕榈酸酯和BHT中的至少一种；所述将含有类胡萝卜素的植物油悬浮液、食用植物油和抗氧化剂混匀步骤中，温度为 120-180°C ；所述含有类胡萝卜素的植物油悬浮液中，所述类胡萝卜素的质量百分含量为 10% -30%，具体为 30% ；所述带负电荷的乳化剂A在所述水相A中的质量百分含量为0. 8-12% ;所述带正电荷的乳化剂B在所述水相B中的质量百分含量为0. 8-10% ；所述含有类胡萝卜素的植物油悬浮液、食用植物油和抗氧化剂的质量比为1-14 4-19 0. 1-4，具体为 13. 3 : 4.5 : 1.5。
3.根据权利要求1-2任一所述的方法，其特征在于所述步骤2)中，所述油相与所述水相A的质量比为I : 5-20，具体为I : 10;所述混合步骤中，所述油相的温度为 120-180°C，所述水相A的温度为50-70°C;所述剪切乳化步骤中，温度为50_70°C，剪切乳化的速度为5000-20000转/分钟，具体为10000转/分钟，时间为5_20分钟，具体为10分钟； 所述高压均质步骤中，压力为25-80MPa，具体为60MPa，循环次数为2_4次，具体为3次；所述步骤3)中，所述步骤2)所得类胡萝卜素单层乳液与所述水相B的质量比为 I 0.5-2.0，具体为I : I ;所述混合步骤中，所述步骤2)所得类胡萝卜素单层乳液与所述水相B的混合温度为50-70°C;所述剪切乳化步骤中，剪切乳化的速度为5000-20000转/ 分钟，具体为10000转/分钟，时间为5-20分钟，具体为10分钟；所述高压均质步骤中，压力为25-80MPa，具体为60MPa，循环次数为2_4次，具体为3次。
4.权利要求1-3任一所述方法制备得到的类胡萝卜素双层乳液。
5.根据权利要求4所述的类胡萝卜素双层乳液，其特征在于所述类胡萝卜素双层乳液中，类胡萝卜素的质量百分含量为1_2%，具体为2%。
6.一种制备类胡萝卜素微胶囊的方法，包括如下步骤将权利要求4或5所述类胡萝卜素双层乳液喷雾干燥，得到所述类胡萝卜素微胶囊。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述喷雾干燥步骤中，进风温度为160-220°C，出风温度为 70-1IO0C o
8.权利要求6或7所述方法制备得到的类胡萝卜素微胶囊。
9.根据权利要求8所述的类胡萝卜素微胶囊，其特征在于所述类胡萝卜素微胶囊中， 类胡萝卜素的质量百分含量为5-10. 5%，具体为10. 5%，粒径为600-1500nm。
10.以权利要求4或5所述类胡萝卜素双层乳液、权利要求8或9所述类胡萝卜素微胶囊为活性成分的产品。
全文摘要
本发明公开了一种类胡萝卜素乳液及微胶囊的制备方法。该方法利用乳化剂分子在乳液界面上的静电力相互作用，应用两步均质法制备类胡萝卜素双层乳液，并可经进一步干燥制备类胡萝卜素微胶囊。本方法具有制备简便易行，所用乳化剂及微胶囊壁材具有良好的生物兼容性，可生物降解，材料来源广；类胡萝卜素乳液及微胶囊的物理化学稳定性好，货架期长等特点，乳液中类胡萝卜素载量可达2％，微胶囊中类胡萝卜素载量可达10％。
文档编号A23L1/29GK102525923SQ20121003529
公开日2012年7月4日 申请日期2012年2月16日 优先权日2012年2月16日
发明者侯占群, 刘雨薇, 高彦祥 申请人:中国农业大学