专利名称：一种鹅血红素微胶囊的制作方法
技术领域：
本发明属于血红素制备技术领域，具体涉及一种鹅血红素的提取。
背景技术：
血红素是血红蛋白、肌红蛋白、红细胞的辅基(分子式C34H32N4FeO4),是重要的天然卟啉铁化合物。动物机体中的铁大约70%以血红素的形式存在，其功能是人体内输送氧气和二氧化碳的物质，它和蛋白质结合成血红蛋白，是一种生物铁，是缺铁性贫血的天然补血铁剂，容易被人体吸收，对缺铁人群具有重要的保健功能。在畜禽肉类加工过程中会有大量血液产生，这些血液作为副产品目前没有得到合理应用和商业化开发，多数被用作饲料、食用或被废弃，造成大量优质资源流失甚至间接环境的污染。其中鹅血富含蛋白质、矿物质及抗癌因子等。然而，目前国内外对鹅血研究尚浅，从鹅血中直接提取血红素技术还处于空白，市场上也没有鹅血红素产品，为此，对该产品的开发利用具有重要意义和市场发展前
旦
-5^ O为了拓展鹅血红素的消费市场，提高其产品附加值，本申请的发明人已成功探索出鹅血红素提取工艺。然而，提取的鹅血红素在空气中很容易氧化，使活性降低，影响食用效果，不利保存和市场销售。微胶囊技术是指利用天然或合成高分子材料，将分散的固体、液体，甚至是气体物质包裹起来，形成具有半透性或密封囊膜的微小粒子的技术。包裹的过程即为微胶囊化，形成的微小粒子称为微胶囊。微胶囊内被包裹的材料称作芯材，包裹材料称作壁材。芯材物质经过包埋后形成的微胶囊，具有不同以往的新的功能和性质。微胶囊在食品工业的功能主要有其一，保护芯材，提高芯材对环境因素的耐受力，确保有效成分不损失，还可延缓腐败变质；其二，改变物料的状态，便于加工处理，也便于使用、运输和保存；其三，可通过预先设计的溶解和释放机理，在最适时间以最适速率释放芯材物质；其四，降低或掩盖不良味道。
发明内容
本发明的目的是提供一种鹅血红素微胶囊，即采用冷冻干燥的方法制备鹅血红素微胶囊，以填补目前该方面的空白。申请人:通过长时间的研究，经过各种因素的筛选，确定出真空冷冻干燥法制备鹅血红素微胶囊制备的最佳工艺条件，并对该条件下制备的产品进行了稳定性测定。本发明的鹅血红素微胶囊，包括有芯材和壁材，其中芯材为鹅血红素,壁材为酪蛋白酸纳和麦芽糊精的混合物。本发明的微胶囊中芯材和壁材的质量比为1:7 9。上述的壁材中酪蛋白酸钠和麦芽糊精的质量比为2 3: I。对于芯材鹅血红素，其一种提取方法如下I)血球粉的制备首先收集鹅血中的红细胞，再用NaCl溶液洗涤红细胞，然后将红细胞真空冷冻干燥完成血球粉的制备；2)酶解处理将制备的血球粉用水溶解后制成血球粉溶液，加入碱性蛋白酶和风味蛋白酶进行酶解，酶解液即为鹅血红素溶液。本发明的微胶囊制备方法，包括乳化液的制备和冷冻干燥处理步骤I)乳化液的制备将微胶囊芯材溶解于壁材溶液中混合均匀后制成乳化液；2)真空冷冻干燥处理是将制备的乳化液倒入预冷后放入冷冻干燥机中真空冷冻干燥后取出。在步骤I)中加入羧甲基纤维素钠充当乳化剂。上述真空冷冻干燥的条件为-30°C -45°C、20Pa lOOPa。
本发明采用了冷冻干燥法，有效防止了在制备过程中血红素的损耗，避免了现有方法温度过高的缺点，填补了鹅血红素包埋技术研究的空白，为我国鹅血红素新产品研发提供了新的方法，具有重要的社会和经济价值。鹅血红素经冷冻干燥法微胶囊化处理后，可克服血红素本身易氧化的缺陷，有效防止了加工过程中血红素的损耗，其稳定性及方便性均得到一定提高，大大延长了产品的货架期，有利于保持血红素的活性。
图I :本发明中酪蛋白酸钠与麦芽糊精添加量交互作用响应面图；图2 :本发明中酪蛋白酸钠与CMC添加量交互作用响应面图；图3 :本发明中酪蛋白酸钠与水添加量交互作用响应面图；图4 :本发明中麦芽糊精与水添加量交互作用响应面图；图5 :本发明最佳条件下微胶囊扫描电镜图；图6 :明胶壁材包埋的微胶囊扫描电镜图；图7 :本发明鹅血红素微胶囊贮藏稳定性图；图8 :氧对鹅血红素微胶囊的稳定性影响图；图9 :光对鹅血红素微胶囊稳定性影响测定图。
具体实施例方式本发明采用真空冷冻干燥的方法制备鹅血红素微胶囊，优化了制备微胶囊的最佳条件。发明采用冷冻干燥方法，以不同比例的酪蛋白酸钠和麦芽糊精混合物为壁材，羧甲基纤维素钠为乳化剂。以微胶囊中总Fe含量为响应值，酪蛋白酸钠、麦芽糊精、羧甲基纤维素钠和水的添加量为响应因子，设计响应面试验，得到制备鹅血红素微胶囊化的最佳工艺条件，并对制备的产品品质及贮藏稳定性进行测定。本发明选用的壁材物质为酪蛋白酸钠和麦芽糊精按比例形成的复合壁材。酪蛋白酸钠本身是最完善的蛋白质，作为食品添加剂，安全性高。选用酪蛋白酸钠作为壁材，丰富了鹅血红素微胶囊的营养。麦芽糊精具有不结块、无异味、口感好、可塑性好、溶解度高及价格低廉等优点，并且其具有高浓度时低黏度的特点，可提高体系固形物的浓度，利于降低干燥能耗，减少生产成本。本发明中的鹅血红素可以从新鲜鹅血中采用酶解法提取出，一种提取方法如下I)血球粉的制备收集检疫合格的16周龄肝用型青农灰鹅的新鲜鹅血50ml于离心管，在3000r/ min条件下离心15min，收集红细胞。将收集的红细胞用O. 9%的NaCl溶液洗涤红细胞，同条件离心，重复2次；最后将血球在_30°C -45°C、20Pa IOOPa条件冷冻干燥得血球粉20g ;可将血球粉密封包装于干燥器内备用。2)酶解处理将制备的血球粉用IOml水溶解后制成浓度为I. 5g/10ml水的血球粉溶液，然后在血球粉溶液中加入O. 05g的碱性蛋白酶和风味蛋白酶进行酶解，其中碱性蛋白酶和风味蛋白酶的质量比为1:2。将溶液在50°C下酶解4h，酶解液即为鹅血红素溶液。本发明的制备方法，包括如下的步骤I)壁材选择酿蛋白酸纳本身是最完善的蛋白质，作为食品添加剂，安全性闻，选用酪蛋白酸钠作为壁材，丰富了鹅血红素微胶囊的营养。乳化液固形物浓度是影响微胶囊膜的又一重要因素，膜形成越快，芯材损失越少，包埋率越高，但如果乳化液黏度过高，其浓度就不能过高，否则微胶囊化操作无法进行。而麦芽糊精具有高浓度是低粘度的特点，因·此选用麦芽糊精作为复合壁材，可提高体系固形物的浓度，利于降低干燥能耗，减少生产成本。2)乳化液的制备羧甲基纤维素钠(CMC)不仅是良好的乳化稳定剂、增稠剂，而且具有优异的冻结、熔化稳定性，并能提高产品的风味，延长贮藏时间。FAO和WHO已批准将纯CMC用于食品，它是经过很严格的生物学、毒理学研究和试验后才获得批准的，国际标准的安全摄入量(ADI)是25mg/(kg ·(!),即大约每人I. 5 g/d。乳化液制备过程中，乳化剂添加量与壁材的比例为1:3，符合国际标准的安全摄入量，也是因为乳化剂使用量过低，会使制备的乳化液易分层沉淀，体系稳定性也会相应降低，易导致微胶囊包埋率下降。而乳化剂使用量过高，会使乳化液粘度增大，这不利于血红素的充分分散及后续均质的进行。3)血红素包埋将麦芽糊精加入预热到一定温度的蒸馏水中，使其完全溶解后，将麦芽糊精与酪蛋白酸钠按照一定比例加入酪蛋白酸钠，待其充分溶解后，加入一定量羧甲基纤维素钠(CMC)，高速搅拌下将鹅血红素酶解液慢慢加入后均质。将乳化液倒入塑料培养皿中，预冷后放入冷冻干燥机中冷冻干燥取出。4)冷冻干燥处理冷冻干燥处理中，样品于零下40°C预冷，这是因为根据热力学中的相平衡理论，水的三相点(汽、液、固三相共存)温度为O. 0098 °C，三相点压力为609. 3pa(4. 57mmHg)在水的相变过程中，当压力低于三相点压力时，固态冰可以直接转化为气态的水蒸气即冰晶升华。真空冷冻干燥即是把含有大量水的物质预先冷冻，使物质中的游离水结晶，冻结成固体，然后在高真空条件下使物质中的冰晶升华，待冰晶升华后再除去物质中部分吸附水，最终得到残余水量为1% 4%左右的干制品。在冷冻干燥前必须将物料进行彻底冷冻才能实现，如物料冷冻不完全，干燥处理中会出现大量泡沫，这会严重阻碍水分的升华。下面结合实施案例对本发明的方法进行详细描述。实施例I :微胶囊化工艺条件筛选试验一( I)鹅血红素微胶囊的制备将麦芽糊精加入预热到60°C的蒸馏水中，使其完全溶解后，然后按照麦芽糊精与酪蛋白酸钠比例为1:2缓慢加入酪蛋白酸钠，待其充分溶解后，加入相当于25%壁材质量的羧甲基纤维素钠(CMC)，高速搅拌下将鹅血红素酶解液慢慢加入后均质。将乳化液倒入塑料培养皿中，零下40°C预冷后放入冷冻干燥机中冷冻干燥16h后取出。
(2)标准曲线的绘制标准溶液的配制准确称取血红素标准品114. ImgJP 4%(W/V) NaOH溶液2. 5mL溶解后，加水定容至50. OmL作为标准液(200 μ gFe/mL)，用标准液配制0、25、50、75、100、125 μ g/mL标准系列。标准曲线的绘制分别取上述标准系列各O. 2mL于IOmL的离心管中加2mLMIBK，ImL盐酸振荡提取3min再加水约2mL振荡，提取5min后3000r/min离心5min,取上层的MIBK提取液，配成0，2. 5，5. 0，7. 5，10. 0，12. 5 μ g/mL标准系列，以溶剂作空白对照，于波长640nm处测定吸光值，绘制浓度与吸光值标准曲线作为定量依据。(3)微胶囊包埋率的测定①微胶囊表面Fe含量测定方法取样品O. 02g，用酸性MIBK溶解并定容至10mL，摇匀。以溶剂作空白对照，于波长640nm处测定吸光度，并通过标准曲线计算Fe含量。
②微胶囊总Fe含量测定方法取样品O. 02g,加适量4%(W/V)NaOH溶液溶解，加2mL酸性MIBK, ImL盐酸,振荡提取3min再加水约2mL振荡,提取5min后3000r/min离心5min，取上层的MIBK提取液并定容至10mL，摇匀。以溶剂作空白对照，于波长640nm处测定吸光度，并通过标准曲线计算微胶囊总血红素含量。③包埋率的测定
_ 微胶囊包埋率按公式计算:包埋率=(1- aSSS15)xl00O°(4)壁材的选择选取不同壁材和乳化剂对定量鹅血红素酶解液进行包埋分别选取酪蛋白酸钠、明胶、阿拉伯胶、黄原胶、大豆分离蛋白、麦芽糊精、β-环糊精、蔗糖、CMC等进行I: I比例复合包埋，在一定包埋温度条件下，通过比较不同壁材的包埋效果，最终选取了酪蛋白酸钠、麦芽糊精、羧甲基纤维素钠作为最理想壁材。(5)鹅血红素微胶囊化最佳工艺的确定①壁材复合比例的筛选对选取的最佳复合壁材之间，采用不同比例对鹅血红素进行微胶囊化。②乳化剂添加量的筛选对选取的最佳乳化剂，采用不同添加比例对鹅血红素进行微胶囊化。③水添加量的筛选采用不同水添加比例对鹅血红素进行微胶囊化。④响应面试验方案及结果表I响应面优化设计试验数据
权利要求
1.一种鹅血红素微胶囊，包括有芯材和壁材，其中芯材为鹅血红素，壁材为酪蛋白酸钠和麦芽糊精的混合物。
2.如权利要求I所述的微胶囊，其特征在于所述的微胶囊中芯材和壁材的质量比为1:7 9。
3.如权利要求I所述的微胶囊，其特征在于所述的壁材中酪蛋白酸钠和麦芽糊精的质量比为2 3:1。
4.如权利要求I所述的微胶囊，其特征在于所述的鹅血红素，其提取方法如下 1)血球粉的制备首先收集鹅血中的红细胞，再用NaCl溶液洗涤红细胞，然后将红细胞真空冷冻干燥完成血球粉的制备； 2)酶解处理将制备的血球粉用水溶解后制成血球粉溶液，加入碱性蛋白酶和风味蛋白酶进行酶解，酶解液即为鹅血红素溶液。
5.权利要求I所述的微胶囊的制备方法，包括乳化液的制备和冷冻干燥处理步骤 O乳化液的制备将微胶囊芯材溶解于壁材溶液中混合均匀后制成乳化液； 2)真空冷冻干燥处理是将制备的乳化液倒入预冷后放入冷冻干燥机中真空冷冻干燥后取出。
6.如权利要求5所述的微胶囊的制备方法，其特征在于所述的步骤I)的乳化液中加入羧甲基纤维素钠。
7.如权利要求5所述的微胶囊的制备方法，其特征在于所述的步骤2)中真空冷冻干燥的条件为-30°C -45°C、20Pa lOOPa。
全文摘要
本发明涉及鹅血红素微胶囊，包括有芯材和壁材，其中芯材为鹅血红素，壁材为酪蛋白酸钠和麦芽糊精的混合物。该微胶囊的制备方法，包括乳化液的制备和冷冻干燥处理步骤步骤。本发明采用了冷冻干燥法，有效防止了在制备过程中血红素的损耗，避免了现有方法温度过高的缺点，填补了鹅血红素包埋技术研究的空白，为我国鹅血红素新产品研发提供了新的方法，具有重要的社会和经济价值。鹅血红素经冷冻干燥法微胶囊化处理后，可克服血红素本身易氧化的缺陷，有效防止了加工过程中血红素的损耗，其稳定性及方便性均得到一定提高，大大延长了产品的货架期，有利于保持血红素的活性。
文档编号A23L1/312GK102894363SQ20121039598
公开日2013年1月30日 申请日期2012年10月17日 优先权日2012年10月17日
发明者王宝维, 高顺, 葛文华, 张名爱, 岳斌 申请人:青岛农业大学