本发明设计药品辅料和食品添加剂技术领域。具体涉及一种碱蓬甜红色素微胶囊的制备方法。
背景技术：
色素广泛应用于食品、医药、化妆品等领域，按来源可分为天然色素和合成色素。人工合成色素有着色力强、性质稳定、价格低廉等优点，但陆续被报道的大多数化学合成色素具有的致泻性、慢性毒性和潜在的致癌性等危害，使人们又把目光转向研究天然色素。
天然色素具有多方面的优点：一是无副作用，安全性高；二是因其主要来源于动植物体，所以易被吸收；三是多数天然色素具有一定的药理和生理作用，对防治机体疾病有一定的促进作用；四是天然色素色彩柔和，能够愉悦人的感官。而相比合成色素，天然色素不足之处是稳定性不强，不耐光照、热、酸等，不耐还原剂和氧化剂，使用时容易发生褪色现象，如国家对药物着色剂有耐还原性和稳定性等基本要求，因此天然色素在应用中受到了限制，故提高天然色素稳定性是迫切需要解决的问题。
碱蓬富含不饱和脂肪酸、黄酮类物质和微量元素硒等。所以它能预防心血管疾病、降压、降糖、降脂，除此之外它还能抗氧化和抗癌等，是极具开发价值的植物。
碱蓬中甜红色素是吡啶衍生物，是一类水溶性的含氮色素，溶于水而不溶于有机溶剂。该色素的稳定性较差，比如光照、温度、pH对其有一定的影响。因此，提高天然色素的稳定性成为推广天然食用色素的关键。提高天然色素稳定性的措施有很多，如加入稳定剂、金属离子封锁剂、改变分子结构、微胶囊化等。其中微胶囊化成为提高天然色素稳定性的研究热点。一项中国专利公开了一种使盐地碱蓬甜红素稳定的方法(申请号：200810139676.3)，其向浓度为0.2～0.6％的盐地碱蓬甜红素中添加维生素C、苯甲酸钠和L-抗坏血酸钠提高其稳定性；另外吕晓玲等采用冷冻干燥法，以麦芽糊精和阿拉伯胶为壁材制备甜红素微胶囊(吕晓玲，齐浩，陈泽芳等.甜菜红色素微胶囊化的研究.食品工业科技，2012，8，314)。
技术实现要素：
本发明的上述目的是通过如下方法实现的：
微胶囊的制备中，通常脂溶性芯材使用水溶性壁材，而水溶性芯材使用油溶性壁材。碱蓬红色素是水溶性色素，因此本方法中使用乙基纤维素脂溶性壁材为材料制备碱蓬甜红色素微胶囊。
乙基纤维素在水溶性芯材的微胶囊制备过程中表现出其独特的优越性，因其稳定、性能良好、无毒、安全而适用于多种药物的微囊化。
一种碱蓬甜红色素微胶囊的制备法，是以碱蓬红色素为芯材，以乙基纤维素为壁材，聚乙烯为添加剂，环己烷为溶剂，将乙基纤维素和聚乙烯在环己烷中全部溶解降温后，加入一定量的碱蓬甜红色素避光搅拌，缓慢降温，再迅速冷却至室温后，得到微胶囊产品。
上述碱蓬红色素微胶囊制备方法，其具体制备步骤如下：
(1)在装有电动搅拌器、回流冷凝管的250mL三口烧瓶中加入25mL环己烷，加入一定比例的乙基纤维素和聚乙烯，回流、搅拌，待乙基纤维素和聚乙烯在环己烷中全部溶解。
(2)上述溶液降温至70℃，加入一定量的碱蓬甜红色素，避光搅拌20min。
(3)停止加热，缓慢降温至40℃，再迅速冷却至室温，倒出液体，将碱蓬甜红色素微胶囊取出，并用环己烷多次洗涤得到微胶囊产品，于40℃真空干燥12h。
以包埋率作为考察微胶囊化程度指标。
包埋率计算公式如下：
包埋率(％)＝(A1V1-A2V2)/A1V1×100％
A1是指微胶囊产品中总碱蓬红色素含量测定时吸光度；V1是指微胶囊产品中总碱蓬红色素含量测定时离心液定容后体积；A2是指微胶囊产品表面碱蓬甜红色素含量测定时吸光度；V2是指微胶囊产品表面碱蓬红色素含量测定时滤液定容后体积。
上述步骤(1)中，药用级乙基纤维素比例为1～5％(m/m)，优选3％(m/m)；本专利中比例m/m是指溶质质量与溶剂质量百分比。
上述步骤(1)中，药用级聚乙烯比例为0.5～2.5％(m/m)，优选1.5％(m/m)。
上述步骤(1)中，乙基纤维素和聚乙烯在环己烷中需要在一定温度下全部溶解，温度为回流温度即80℃。
上述步骤(2)中，碱蓬甜红色素用量由芯壁比确定，芯壁比比例为1∶1、1∶2、1∶3、1.5∶1、2∶1，优选1∶3。
上述步骤(3)中，缓慢降温至40℃，降温时间为15～120min，优选60min.
上述步骤(3)中，降温至40℃后需再迅速冷却至室温，倒出液体，将碱蓬甜红色素微胶囊取出，并用环己烷多次洗涤得到微胶囊产品，于40℃真空干燥12h。
上述步骤(3)中，降温采用程序降温。
降温至40℃后需再迅速冷却至室温，冷却方法为冰水浴降温。
本发明对碱蓬甜红色素微胶囊选取合适的制备方法，以药用级乙基纤维素为壁材，药用级聚乙烯为添加剂，乙基纤维素稳定、性能良好、无毒、安全，是常用的药物辅料，聚乙烯无臭、无毒，能对微胶囊粒度起到缓释作用。
本发明方法操作简单，成本低，且提高了碱蓬甜红素的稳定性，具有一定的应用价值。
碱蓬甜红素不仅可以作为食品着色剂，也具有抗突变、抗疲劳等药理活性，是一种具有良好应用前景的天然色素。本发明提供的碱蓬甜红素微胶囊，提高了碱蓬甜红素的稳定性，有效地解决了该色素应用时存在的不稳定缺陷，具有一定的经济价值。
具体实施方式：
下面结合具体实施例子对本发明做进一步描述
实施例1碱蓬甜红素微胶囊的制备
本实施例碱蓬甜红素微胶囊的制备，具体包括如下步骤：
在装有电动搅拌器、回流冷凝管的三口烧瓶中加入25mL环己烷，加入1％乙基纤维素和0.5％聚乙烯，回流、搅拌，待乙基纤维素和聚乙烯在环己烷中全部溶解后，在70℃时加入一定量的碱蓬红色素(按芯壁比1∶1计算)，避光搅拌20min。缓慢降温至40℃，控制降温时间为60min，再迅速冷却至室温后，抽滤，并用环己烷多次洗涤得到微胶囊产品，在40℃真空干燥箱中真空干燥12h，包埋率为24.6％。
用该方法制取碱蓬甜红色素微胶囊包埋率低，微胶囊着色强度差。
实施例2碱蓬甜红素微胶囊的制备
步骤同实施例1。
乙基纤维素比例为2％，聚乙烯比例为0.5％，芯壁比1∶2，降温时间为15min。
用该方法制取碱蓬甜红色素微胶囊包埋率为44.8％，相比实施例1，包埋率提高，但降温时间短，导致形成块状囊，包埋不均匀。
实施例3碱蓬甜红色素微胶囊的制备
步骤同实施例1。
乙基纤维素比例为2％，聚乙烯比例为1％，芯壁比1∶3，降温时间为30min。
用该方法制取碱蓬甜红素微胶囊包埋率为59.2％，相比实施例2，包埋率进一步提高，形成较为均匀颗粒状微胶囊。
实施例4碱蓬甜红色素微胶囊的制备。
步骤同实施例1。
乙基纤维素比例为3％，聚乙烯比例为1％，芯壁比1∶2，降温时间为60min。
用该方法制取碱蓬甜红色素微胶囊包埋率为70.3％，包埋率较高，降温时间缓慢，有利于形成均匀细颗粒状微胶囊。
实施例5光对碱蓬甜红色素微胶囊稳定性的研究操作步骤如下：
(1)分别取碱蓬甜红色素微胶囊和碱蓬红色素0.060g，各加入10mL无水乙醇溶解。加蒸馏水定容至100mL。
(2)以10％的乙醇溶液作为空白对照，测定微胶囊碱蓬红色素和碱蓬红色素的未处理时在波长535nm处吸光度即初始溶液吸光度。
(3)分别取20mL两种溶液，放置于阳光下分别照射1.5h、3h、4.5h、6h、7.5h，并以10％的乙醇溶液作为空白对照，在波长535nm处分别测定其吸光度即处理溶液吸光度。
保存率(％)＝各处理溶液吸光度/初始溶液吸光度×100％
以保存率考察光对碱蓬甜红色素微胶囊稳定性的研究结果如表1：
表1 不同光照时间碱蓬甜红色素及其微胶囊产品的保存率
实施例6热对碱蓬甜红色素微胶囊稳定性的研究操作步骤如下：
分别取碱蓬甜红色素微胶囊和碱蓬甜红色素0.060g，各加入10mL无水乙醇溶解，待微胶囊溶解破壁，即乙基纤维素完全溶解，然后分别加蒸馏水定容至100mL，此时碱蓬甜红色素也完全溶解。
以10％的乙醇溶液作为空白对照，测定微胶囊碱蓬甜红色素和碱蓬甜红色素的未处理时在波长535nm处吸光度。
分别取20mL两种溶液在20℃、40℃、60℃、80℃、100℃水浴中加热40min，在此过程中要注意避光。然后以10％的乙醇溶液作为空白对照，在波长535nm处分别测定其吸光度，计算碱蓬甜红色素的保存率，研究不同温度对微胶囊碱蓬甜红色素的影响。
热对碱蓬甜红色素微胶囊稳定性的研究结果如表2：
表2 不同温度碱蓬甜红色素及其微胶囊产品的保存率
实施例7pH对碱蓬红色素微胶囊稳定性的研究操作步骤如下：
分别取碱蓬甜红色素微胶囊和碱蓬红色素0.060g，各加入10mL无水乙醇溶解，待微胶囊溶解破壁，即乙基纤维素完全溶解，然后分别加蒸馏水定容至100mL，此时碱蓬红色素也完全溶解。
以10％的乙醇溶液作为空白对照，测定微胶囊碱蓬红色素和碱蓬红色素的未处理时在波长535nm处吸光度，
分别取20mL两种溶液，用H2SO4(1mol/L)和NaOH(1mol/L)调节溶液的pH分别为2、3、4、5、6、7、8，在此过程中要注意避光。2h后，以10％的乙醇溶液作为空白对照，在波长535nm处分别测定其吸光度，计算碱蓬红色素的保存率，研究不同pH对微胶囊碱蓬红色素的影响。
pH对碱蓬红色素微胶囊稳定性的研究结果如表3：
表3 不同pH值碱蓬甜红色素及其微胶囊产品的保存率