一种桑椹多酚微胶囊、其制备方法和应用与流程

本发明属于保健食品制备领域，特别涉及一种以改性酵母为壁材的桑椹多酚微胶囊及其制备方法。

背景技术：

随着经济的快速增长和生活方式的改变，人们现在关注的不仅是食物中的维生素等微量元素类物质，还有该食物是否具有较强的保健功能。桑椹中富含大量的花色苷、多糖、白藜芦醇等有效活性成分，具有滋阴养血、生津止渴、补益肝肾，提高身体免疫力，延缓人体衰老等功效，主治阴血不足而致的头晕目眩，头发早白、脸上长斑、大便干结等症状。但就我国总体而言，以桑椹为主的食品、保健品和药品加工及销售尚处于起步阶段，多数以桑椹酒为主，品种单一，缺乏市场号召力，企业品牌效应方案也近乎为空白。因此应加强对桑椹有效成分提取、分离和加工等方面的研究，从而提高桑椹的综合利用。

桑椹多酚由于本身不稳定，很容易被氧化，在利用过程中往往由于氧气、光照等造成的氧化变质，导致其保质期较短，可接受性及其稳定性不高。因此，如何改善桑椹多酚在深度利用过程中的稳定性、可接受性，以及如何延长其保质期，是本领域亟待解决的技术问题之一。

另外，目前桑椹多酚有沉淀分离、有机溶剂萃取、微波处理技术、超声波处理技术以及超临界萃取等提取方法，但真正用于工厂化生产的提取工艺并不多。现有的桑椹多酚的提取工艺往往存在提取过程中的有效成分因高温而遭受破坏，同时无效物质夹带过多而造成提取产物质量很差的矛盾问题。同时还存在难以实现生产连续性等问题。因此，提供一种工艺简单、条件温和的桑椹多酚制备方法也是本领域所面对的技术问题之一。

技术实现要素：

本发明为弥补现有技术中存在的一些不足，提供一种桑椹多酚微胶囊及其制备方法，该方法制得的桑椹多酚微胶囊，可有效延长桑椹多酚的保质期，改善桑椹多酚的溶解度，有效提高其可接受性和稳定性。

本发明为达到其目的，采用的技术方案如下：

一种桑椹多酚微胶囊的制备方法，包括如下步骤：在温度为25-65℃条件下，将浓度为0.8mg/100mL～4.8mg/100mL的桑椹多酚水溶液与改性酵母细胞壁材混合，在3000～5000r/min的转速下均质5～20min，之后持续搅拌0.5～2h，然后离心、水洗、冻干。

制备桑椹多酚微胶囊过程中，在3000～5000r/min的转速下均质5～20min，之后持续搅拌0.5～2h，可以让改性酵母细胞壁材充分膨胀，从而能很好的包裹桑椹多酚，达到很好的包裹效果。

优选的，相对每10ml桑椹多酚水溶液，所述改性酵母细胞壁材的用量为2-6g。

较为优选的，所述温度为50～65℃。

较为优选的，所述桑椹多酚水溶液的浓度为3.2mg/100mL～4.8mg/100mL。

优选的，所述桑椹多酚水溶液中的桑椹多酚按照包括如下步骤的方法制备：将桑椹干和酸化乙醇溶液按照料液比1∶15-25混合，在压强为140-160MPa、常温条件下提取15-30min，抽滤，保留滤液。采用该优选的桑椹多酚提取工艺，提取条件温和，只需在常温下进行，无需高温加热；常温下，通过优选在140-160MPa压强下，利用酸化乙醇溶液为萃取剂提取不超过半小时，就可使原料中的功效成分很好的地溶解到溶剂中，从而可避免有效成分因高温而遭受破坏，也可更好的降低无效物质的夹带，达到提高提取产物质量的目的。该提取工艺操作简单，提取率高，所需条件简单，工艺成本低，且易于连续化生产。

进一步的，所述酸化乙醇溶液为pH1～2、体积浓度为70～90％的酸化乙醇。

优选的，所述提取的次数为2～4次。

优选的，所述改性酵母细胞壁材按照包括如下步骤的方法制备：向酵母细胞菌悬液中加入氢氧化钠，混合均匀，20～60kHz条件下超声处理10～30分钟，离心、洗涤、干燥。采用该优选方法制备改性酵母壁材，可以使酵母细胞内部空化，但细胞的轮廓和结构保存完整，这样既有利于外来物质的扩散进入，又有利于行成大小均一的酵母结构。

作为一种优选方案，所述氢氧化钠按照4～6g/L的量加入酵母细胞菌悬液中。

本发明第二方面提供一种采用上文所述的制备方法制得的桑椹多酚微胶囊。

本发明所制备的桑椹多酚微胶囊可作为抗氧化产品应用，也可应用于制备抗氧化产品。

本发明提供的技术方案具有如下有益效果：

1、本发明以改性酵母细胞壁材包裹桑椹多酚，制成的桑椹多酚微胶囊可以防止由于氧化、光照等原因造成桑椹多酚氧化变质，同时控制其释放速度，延长保质期，极大的提高了桑椹多酚的稳定性。

2、现有的微胶囊壁材多为难以生物降解的合成高分子聚合物，相比于现有的微胶囊壁材，本发明所用方法制得的改性酵母细胞壁材颜色浅，且无刺激性气味，通过大规模培养就能非常容易获得；而且具有天然的真核生物结构，有优良的包埋性能，在微胶囊制备过程中，无需添加任何助剂；具有制备简单，所需原料少，且可降解，环境友好。

本发明所用改性酵母细胞壁材还具有安全、无毒、经济的特点。酵母细胞碳水化合物组成的外层细胞壁和内层细胞膜构成了天然的双层囊腔结构，可以避免挥发性物质的挥发，也可以避免光照、氧气所引起的氧化变质。

本发明所用改性酵母细胞壁材具有强韧度，酵母微胶囊即使经过高压锅加热或冻结处理，芯物质也不会泄露。但酵母细胞又有天然的生物粘附性，只要遇到潮湿的黏膜如舌头或鼻粘膜，风味物质或其他活性组分便长久释放出来而无需破壁。

3、本发明所用的桑椹多酚，其提供工艺与现有常规提取工艺不同，现有的常规提取工艺，例如加热回流等提取工艺，其提取物中往往含有糖分，经过加热后，提取液往往会比较粘稠，导致分离困难；而本发明采用常温条件提取，不会出现粘稠现象，便于后处理操作。而且，常温条件，使桑椹中有药用价值的生物活性组分不会因高温等原因而遭受破坏。

本发明的桑椹多酚提取工艺无需锅炉等热源，无灰尘、炉渣等废物、废气的排放，且溶剂可以回收利用，无废液排放，提取所得废渣还可当做生物有机肥料使用，为一种完全绿色的提取工艺。

4、本发明制备的桑椹多酚微胶囊与未胶囊化的桑椹多酚相比较，大大提高了桑椹多酚溶解度，而桑椹多酚的羟自由基与溶解度呈正相关，进而桑椹多酚的羟自由基清除能力得到了提高。

5、本发明制备的桑椹多酚微胶囊，能有效防止桑椹多酚的氧化变质，降低其释放速度，这有效的克服了桑椹多酚由于过于迅速的代谢和排泄所导致的低生物利用度的缺陷，保持其生物活性极为有力。

附图说明

图1不同方法提取的桑椹多酚含量

图2桑椹多酚浓度对包埋度的影响

图3包埋温度对包埋度的影响

图4酵母细胞微胶囊中桑椹多酚在模拟胃液中的释放

图5桑椹多酚的抗氧化活性测定

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明：

以下实验中部分实验试剂及检测方法说明如下：

1、80％酸化乙醇的配制：量取400mL无水乙醇用蒸馏水定容至500mL，然后滴加几滴浓盐酸调节pH＝1-2。

2、缓冲溶液的配制

pH＝1.0的HCl-KCl缓冲溶液的配制：以25∶67的比例量取0.2mol/L盐酸和0.2mol/L KCl溶液，混合摇匀备用。

pH＝5.0的Na₂HPO₄-柠檬酸缓冲溶液的配制：准确称取17.9070g Na₂HPO₄固体和5.2525g柠檬酸固体，分别用蒸馏水定容至250mL，混合摇匀备用。

福林酚试剂：准确称取10g钼酸钠和40g钨酸钠，将二者放置于500mL圆底烧瓶中，加280mL蒸馏水充分溶解，再加20mL的85％磷酸溶液和40mL甲醇回流10h，然后加硫酸锂6g和溴水30mL，电热套加热并沸腾15min至亮黄色。自来水冷却，定容至250mL容量瓶中，避光贮存。

3、总酚含量的测定(福林-消卡法)

将桑椹滤液100μL加入到10mL的干净试管中(稀释10倍)，然后加入7mL蒸馏水，摇匀后再加入0.5mL福林试剂，摇匀，1min后加入20％碳酸钠溶液1.5mL，混匀后加入0.9mL蒸馏水，进行避光反应60min，在765nm波长下比色，测定不同样品的吸光度，重复三次进行对照，结果以没食子酸等价值表示。标准曲线绘制时所用没食子酸标准溶液浓度为：0、50、100、150、250和500mol/L。

4、微胶囊中桑椹多酚含量的测定

准确称取10mg桑椹多酚微胶囊，用25mL 0.1mol/LHCl分5次提取桑椹多酚，合并提取液，用水定容至50mL。按照上文的总酚含量的测定方法测定。

5、包埋度和包埋率的计算

包埋度(EY，％)＝微胶囊中桑椹多酚的含量/微胶囊质量*100％；包埋率(EE，％)＝微胶囊中桑椹多酚含量/桑椹多酚加入量*100％。

实施例一、桑椹多酚提取方法的比较

比较了三种桑椹多酚提取方法，分别说明如下：

方法1：溶剂浸取法

称量5.0g桑椹干，量取50mLpH为3.5的50％酸化乙醇，两者混合至于搅拌机中搅拌5min，然后置于电控温水浴加热器中，50℃避光提取60min后抽滤，保留滤液。

方法2：超声波辅助提取法

称量5.0g桑椹干，量取100mLpH为1的60％酸化乙醇，两者混合至于搅拌机中搅拌5min，然后置于40℃避光超声40min，抽滤，保留滤液。

方法3：常温高压法

称取5.0g桑椹干，：萃取剂为pH1.0的80％酸化乙醇溶液，设定压强150mpa、料液比为1∶20，常温下高压提取2次，每次20分钟，抽滤，保留滤液。

对上述三种方法提取所得滤液的总酚含量进行测定，实验结果参见图1。

从图1中可知，相比于溶剂浸提法和超声提取法，本发明的常温高压法提取的桑椹多酚有明显优势：

1.常温高压法提取桑椹多酚效果最好，提取量远远高于浸提法和超声法；

2.常温高压法提取桑椹多酚在常温下操作即可，无须水浴加热，简单方便又节约成本；

本发明后续实验均采用方法三通过常温高压提取桑椹多酚，提取物经真空浓缩，冷冻干燥，备用。

实施例二、改性酵母细胞壁材的制备

称取15g新鲜干酵母于锥形瓶中，加入15mL蒸馏水制成酵母细胞菌悬液。向酵母细胞菌悬液中按照5g/L的量加入氢氧化钠，混合均匀，40kHz条件下超声处理20分钟。超声后进行离心，用水洗涤数次后，冷冻干燥。

实施例三、桑椹多酚微胶囊的制备方法的优化

桑椹多酚微胶囊的制备按照如下方法操作：将10ml一定浓度的桑椹多酚水溶液与4g改性酵母细胞壁材混合，在4000r/min的转速下均质10min，立即置于磁力搅拌器上持续搅拌，1h后，800r/min离心处理，水洗、冻干。

1、在桑椹多酚微胶囊制备过程中，考察桑椹多酚浓度对微胶囊包埋度的影响。所考察的桑椹多酚水溶液中桑椹多酚的浓度分别为0.8mg/100mL、1.6mg/100mL、2.4mg/100mL、3.2mg/100mL、4.0mg/100mL、4.8mg/100mL，实验方法参照前文所述的桑椹多酚微胶囊的制备方法制备，包埋温度设为常温。实验结果参见图2。

由图2以看出，桑椹多酚浓度显著影响微胶囊的包埋度。桑椹多酚浓度越高，包埋度越大。当桑椹多酚浓度由0.8mg/100mL增加到4.0mg/100mL时，包埋度增加了54％。酵母细胞对桑椹多酚的包埋主要是通过被动扩散来实现的。外界桑椹多酚浓度越高，越有利于桑椹多酚扩散进入酵母细胞。而当桑椹多酚浓度达到4.0gmg/100mL，随其浓度的增加，包埋度不再明显提高。综合考虑，桑椹多酚水溶液的浓度为3.2mg/100mL～4.8mg/100mL时，包埋效果较佳。

2、考察包埋温度对桑椹多酚包埋度的影响

参考上述微胶囊制备方法，不同在于，桑椹多酚浓度为4.0mg/100mL，分别考察25、35、45、55、65℃的包埋温度对包埋度的影响，结果见图3。

由图3可得，包埋温度对桑椹多酚包埋度都有一定影响。这是因为桑椹多酚进入酵母细胞后，其酵母细胞的蛋白质和多糖之间的共价和非共价结合力，使桑椹多酚留在酵母细胞壁材内。温度越高，相互作用越强，越有利于桑椹多酚的包留。但是，当温度达到55℃后，温度继续上升，包埋度提高不再明显。综合考虑，选择50～65℃的包埋温度较佳。

实施例四、桑椹多酚微胶囊的制备及性能考察

桑椹多酚微胶囊按照如下步骤制备：55℃条件下，将10ml浓度为4.0gmg/100mL的桑椹多酚水溶液与4g改性酵母细胞壁材混合，在4000r/min的转速下均质10min，立即置于磁力搅拌器上持续搅拌，1h后，800r/min离心处理，水洗、冻干。

1、考察酵母细胞胶囊化对桑椹多酚溶解度的影响

将一定量的未胶囊化的桑椹多酚和桑椹多酚微胶囊置于100mL棕色容量瓶中，加入100mL水制成饱和溶液，在25℃摇床(100r/min)振荡8h。过滤后，测定桑椹多酚含量。

实验结果参见表1。

表1桑椹多酚微胶囊与未胶囊化的桑椹多酚在25℃时的溶解度

从表1可以看出，酵母细胞微胶囊化后桑椹多酚的溶解度比未胶囊化的桑椹多酚的溶解度高出3.6mg/mL，随着桑椹多酚酵母细胞微胶囊化后溶解度的增加，其生物利用度必然也会随之增加。

2、考察桑椹多酚微胶囊的贮存稳定性

采用L₈(3²)，做储存环境的光照、湿度、温度的三因素二水平的正交实验，见下表2所示。

表2 L₈(3²)正交试验三水平三因素选择表

正交试验结果见下表3所示：

表3正交试验结果

从表中可以看出，桑椹多酚微胶囊与未微胶囊化的对照品在避光60℃/75％RH的环境下储存都很稳定。但在光照60℃/75％RH和避光60℃/90％RH下储存，情况却大不一样，光照和湿度都不利于微胶化和非微胶囊化桑椹多酚的稳定贮存，但微胶囊化桑椹多酚的保有率显著高于未微胶囊化者。说明酵母细胞微胶囊化桑椹多酚能有效降低桑椹多酚的光降解速度以及被吸潮释放速率。

3、微胶囊中桑椹多酚在模拟胃液中的释放曲线

考察桑椹多酚酵母细胞微胶囊在模拟胃液中的释放性能，结果见图4，从图4可见，桑椹多酚微胶囊在模拟胃液中2h内的桑椹多酚释放率达90％，这可以看出，桑椹多酚微胶囊具有很好的释放性能。

实施例五、考察桑椹多酚的抗氧化性能实验

本实施例中所用桑椹多酚为实施例一方法2提取的桑椹多酚经冷冻干燥所得的冻干粉。

(1)在试管中配制溶液如下

A₁：9mmol/L的FeSO₄溶液2mL，9mmol/L水杨酸-乙醇溶液2mL，8.8mmol/L的H₂O₂溶液2mL，桑椹多酚样品溶液2mL。

A₂：9mmol/L的FeSO₄溶液2mL，9mmol/L水杨酸-乙醇溶液2mL，不同浓度的桑椹多酚样品溶液2mL。

A₀：9mmol/L的FeSO₄溶液2mL，9mmol/L水杨酸-乙醇溶液2mL，8.8mmol/L的H₂O₂溶液2mL，蒸馏水2mL。

(2)摇匀，37℃水浴保温0.5h，以蒸馏水为参比溶液，在510nm下测定A1、A2、A0的吸光度。根据如下公式计算各种样品对·OH的清除率：

·OH清除率(％)＝[1-(A₁-A₂)/A₀]×100％；

其中，

A₀为空白对照溶液的吸光度，

A₁为加入样品液后的吸光度，

A₂为H₂O₂样品液的本底吸光度。

实验结果见图5，桑椹多酚具有很好的羟自由基的清除能力。

另外，还进行了试吃实验。经试食者反馈，试验前后黄褐斑颜色下降、面积减少明显，差异有显著性，且不产生新的黄褐斑，因此将桑椹多酚加工成保健品，在美容市场有广阔的前景。

结论：

综合上述实验可见，本发明制得的桑椹多酚微胶囊具有很好的缓释性能，在模拟胃液中2h内桑椹多酚释放率达到90％，这对于保持桑椹多酚的生物活性极为重要；

桑椹多酚酵母细胞微胶囊化后，其溶解度大大提高，而且酵母细胞微胶囊化能有效地降低桑椹多酚的光降解速度，延长保质期限。

本发明优选方法提取制得的桑椹多酚具有很好的羟自由基的清除能力。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，故凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。