本发明涉及维生素的技术领域，具体涉及一种稳定性维生素d3纳米冻干粉的制备方法。
背景技术：
维生素d3是一种脂溶性维生素，其主要作用是调节钙、磷代谢，促进肠内钙、磷的吸收和骨质钙化，维持血钙和血磷的平衡，对人类与动物生长、发育、繁殖、维持生命和保证健康不可缺少的营养成份。其可作为饲料添加剂、食品营养强化剂、药物制剂等。
维生素d3纯品本身易光解、氧化、对热不稳定，且不溶于水，因此在实际应用过程中无法直接使用，需要通过特殊的包埋处理来提高产品的稳定性、流动性、溶解性，制成具有良好溶解性、流动性的粉体。为此目的，一些文献报导了这类制剂的制备方法。
中国专利cn101536993a公开了一种维生素d3微胶囊及其制备方法。该技术方案采用维生素d3、油脂、油溶性乳化剂作为芯材，采用麦芽糊精、阿拉伯胶、卡拉胶、明胶、酪蛋白、酪蛋白酸钠、大豆蛋白或变性淀粉作为壁材，经乳化均质喷雾干燥制成。该技术的不足在于其采用乳化剂，由于乳化剂的加入，导致所制备的颗粒之间很容易通过乳化剂分子的二性基团发生键合以团聚，从而使得其油滴粒径只达到微米级1～100微米，未形成纳米级。
中国专利cn104306171a公开了一种复合维生素固体脂质微粒，所述固体脂质微粒负载有维生素a，维生素a醋酸酯，维生素b，维生素c，维生素e，维生素e醋酸酯。按其重量百分比包括：维生素a1-2％；维生素a醋酸酯1-5％；维生素b1-5％；维生素c1-5％；维生素e1-2％；维生素e醋酸酯1-2％；溶剂20-28％；乳化剂20-25％；脂质材料36-50％；制备方法包括：将脂质材料与乳化剂混合，作为油相；将水溶性维生素加入溶剂，作为内水相；在液态油相和油溶性维生素混合物中加入内水相，预乳化后，超声乳化、高剪切分散，加入水包油乳化剂，搅拌均匀得到脂质体系，冷却到室温凝固，得到负载多种维生素的固体脂质微粒。该技术所得到的固体脂质微粒采用室温冷却从液相中析出得到固体脂质微粒，其粒径为微米级，即为1.22～2微米。
纵观以上现有技术，存在的以下几方面的不足在于：
1、由于加入乳化剂，而乳化剂发挥形成初级乳胶核的作用后，在乳胶核长大的过程中，乳化剂分子中所存在的双亲基团即亲水基团、亲油基团往往会带来不同乳胶粒之间发生基团的键合，相当于使得乳胶粒“粘合”，从而促使乳胶粒在长大至一定程度后继续长大，最终出现粒径过大，而乳胶粒粒径过大，会导致其造粒后的固体粉末的颗粒较大，由此降低复溶性；
2、由于加入乳化剂，所制的含有乳化剂的乳胶粒在造粒的过程中难以避免地出现部分破乳，从而导致核壳结构的破坏，降低粉末产品的收率；
3、由于加入乳化剂，所制的粉末产品中会含有乳化剂在固相中与芯材、壁材的结合稳定性变差，在储存过久后的情况下会游离出来，降低粉末产品的稳定性。
技术实现要素：
为解决上述问题，本申请提供一种稳定性维生素d3纳米冻干粉的制备方法，该制备方法收率较高，所得到d3纳米冻干粉稳定性、复溶性好。
本申请的稳定性维生素d3纳米冻干粉的制备方法，依次包括以下步骤：
(1)使包含维生素d3、脂质材料的原料混合以形成油性组分，使包含壁材的原料溶解于水以形成水性组分；
(2)将所述油性组分分散到水性组分中，先在65～100mpa压力下均质，再采用超声乳化，得到以纳米胶囊乳液；
(3)将所述纳米胶囊乳液造粒，得到维生素d3纳米冻干粉。
本申请中在待将油性组分分散到水性组分后，先在65～100mpa的高压均质而后超声乳化，这样避免了现有技术中依靠加入乳化剂形成乳液体系，由此避免了现有技术中因添加乳化剂所存在的一些技术问题(前文所述，再次不再赘述)。
下面对本申请中先高压均质而后超声乳化的方式能形成纳米级乳胶粒的过程进行说明。在待将油性组分分散到水性组分后，能立刻形成悬浮液滴，该悬浮液体还尚不具备以油性组分为壳、以水性组分为壳的核壳结构，即是粒径较大的油滴(或称为油聚集态)悬浮在水中。水相中的分子难以克服水分子之间的氢键作用还未逃逸出水的聚集态，从而通过水的氢键作用包覆在油的聚集态的周围。该悬浮液滴先通过在65～100mpa高压的压力下均质，该特定的高压均质处理的作用是提供一个外界压力，该压力能够持续作用于水聚集态，使得多个水分子能够克服水聚集态中水分子间的氢键的束缚，从而从水聚集态中逃逸出来，逃逸出来的水分子称之为游离(或自由)水分子。游离水分子能够通过自身的氢键与油聚集态的油分子的氧原子产生氢键吸附，逐步完成对油聚集态的油分子进行包覆并不断富集以形成初始壳层(初始壳层仅仅为水分子的聚合态)，初始壳层为亲水性的壁材的结合提供了一个场所，壁材分子可能因为分子的扩散或者因分子间的氢键作用不断结合在初始壳层以形成壳层，从而长成核壳结构的乳液滴。该均质的压力适当，避免了过高导致所长成的乳液滴的核壳结构被破坏，也避免了压力过低所导致的水聚集态的水分子难以从水聚集态中逃逸出来。本申请的均质处理上述独特的作用难以被具有分散作用的机械剪切所替代，其理由是：机械剪切所产生的外界的流体扰动尽量再一定程度上也能促使悬浮液滴形成核壳结构的乳液滴，但一旦流体扰动撤去，乳液滴的水性壳层又会团聚，该团聚一方面导致乳液滴的壳层的溃灭，另一方面可能导致乳液滴的团聚。
本申请中经过均质处理所得到的乳液滴的核壳结构在动力学上是不够稳定的。构成乳液滴的壳层所的水分子的来源是游离水分子。基于维持乳胶滴的核壳结构，如前文所述，因均质的压力有限而无法促使游离水分子的生成。此时情况下，超声乳化为聚集态的水分子提供了能量或者产生的空化效应(超声的空化效应是指超声波作用于液体时可产生大量小气泡，该小气泡会随周围介质的振动而不断运动、长大或突然破灭。破灭时周围液体突然冲入气泡而产生高温、高压，同时产生激波，并最终因相伴随的内摩擦可形成电荷)以使得氢键断裂，不断地释放游离水分子，从而促使壳层的继续变厚，保证壳层的包覆力。需要补充的的是，壳层对芯层的包覆力是由壳层中的壁材与芯材的比重，即该比重越大，则包覆力越大。
至于均质处理的时间不作特别严苛的限定，例如可以为20～120min。
此处，所述超声乳化的频率较为适宜地为20～35mhz。频率决定超声乳化的强度，频率过高导致上述撞击作用过于剧烈从而导致乳液滴的粒径过小，频率过低，导致乳液滴的团聚过程占主导地位而得到的乳液滴的粒径过大。
前述所提及的科技术语“脂质材料”是指脂类物质，相当于维生素d3的溶剂。脂质材料可列举出中链甘油三酯、蓖麻油、花生油、矿物油等油脂，优选为中链甘油三酯。
包含维生素d3、脂质材料的原料混合的温度可示范性为40～60℃。该温度下能够获得较佳的维生素d3的溶解效果。这里，混合的方式和混合的加料方式可采用公知的形式，此对本申请的实施效果不会带来损害性的影响。
前述所提及的科技术语“壁材”是指具有与油性物质相对的具有亲水性的物质，以在包覆于维生素d3的表面后能够与维生素d3的油性形成明显的相界面的物质。在某些场合或环境下，“壁材”可能有其它的表示法，例如壳材，亲水性物质等。壁材可列举出麦芽糊精、阿拉伯胶、卡拉胶、明胶、酪蛋白、酪蛋白酸钠、大豆蛋白或变性淀粉等，优选为变性淀粉和麦芽糊精。
基于壁材较好的溶解性能之考虑，使包含壁材的原料溶解于水的温度示范性地为50～90℃。至于壁材和水的用量配比，可使水性组分的固形物的质量浓度为40～60wt％为佳。可以理解的是，固形物是指壁材等溶质。
为了提高水性组分的抗氧化性，可加入抗氧化剂。所述抗氧化剂可列举出bht、bha或dl-α-生育酚中的一种或至少二种，或者为其它本领域公知的抗氧化剂。
前述，所述科技术语“造粒”是指使液体形成颗粒状(包括粉状或晶体状)的过程。造粒的方式较为适宜地为喷雾冷冻干燥(或称为喷雾冷冻)。鉴于喷雾冷冻干燥的常规操作方式(包括操作设备等)为本领域所熟知，于此不赘述。
对喷雾冷冻干燥的如下一些工艺参数作出示例性地说明，基于冷冻效果之考虑，所述喷雾冷冻干燥的进风温度为-55℃～-60℃，所述喷雾冷冻干燥的出口温度为-25℃～-30℃。
喷雾冷冻干燥的过程中还可以加入助流剂，以增加固体产品的流动性。助流剂的加入方式可以是在喷雾塔底中通过气体输送喷入。
上述助流剂诸如为二氧化硅和/或磷酸三钙等，不限于此。
至于上述所涉及的各种原料，其配比按照质量份数可示例性地为0.25～2.5份维生素d3、8～20份脂质材料、50～100份壁材、0.5～4份抗氧化剂和0.5～1份助流剂。
为了使得所制的的粉体的粒径符合要求，上述制备方法还包括对制的颗粒进行过筛。过筛可以采用超声波辅助过筛，使得粉体的通过率更高。
与现有技术相比，本申请的有益效果在于：
(1)乳化通过超高压均质与超声波双重乳化相结合，使其油液滴达到纳米级，形成纳米胶囊，使得纳米胶囊造粒后的固体粉末产品更稳定，收率更高；
(2)采用喷雾冷冻干燥技术，低温干燥特别适合于热敏性的物料，使得维生素d3的收率更高，产品复溶性更好；
(3)不同于现有的震动筛过筛，本申请采用超声波辅助过筛，使得粉体的通过率更高。
具体实施方式
以下是本申请的具体实施例，对本申请的技术方案作进一步的描述，但本申请并不限于这些实施例。
实施例1
在溶油釜中加入36公斤中链甘油三酯、8公斤dl-α-生育酚，搅拌将其温度升至40℃，然后称取维生素d3结晶(4000万iu/g)8公斤，搅拌溶解，将其作为油相；在水相釜中加入去离子水450公斤，打开搅拌慢慢加入变性淀粉160公斤、麦芽糊精127公斤，并升温搅拌溶解，溶解温度控制在60℃，完全溶解后再将溶油釜中油相加入到水相釜中，注意控制油相加入的速度，慢慢加入，搅拌乳化30分钟，再进入超高压均质机进行均质，均质压力设置为60mpa，并打开超声波乳化，超声波频率控制在25mhz，其将其乳化成直径为平均粒径为55nm的纳米胶囊(纳米胶囊的粒径采用激光粒度测试仪测试)，再进行喷雾冷冻干燥，其进风温度控制在-55℃，出口温度控制在-30℃，在喷雾塔顶喷入3公斤助流剂二氧化硅，喷雾形成维生素d3纳米冻干粉，然后进行超声波过筛、混合、检验、包装制得成品，维生素d3含量约为10万iu/g，其作为食品添加剂添加于食品中，由于其复溶性好，并且在冷水中澄清透明，可应用于饮料乳品行业。
实施例2
在溶油釜中加入40公斤中链甘油三酯、2公斤bht，搅拌将其温度升至50℃，然后称取树脂状油维生素d3(2500万iu/g左右)6.7公斤搅拌溶解，将其作为油相；在水相釜中加入去离子水450公斤，打开搅拌慢慢加入变性淀粉180公斤、麦芽糊精70公斤，并升温搅拌溶解，溶解温度控制在70℃，完全溶解后再将溶油釜中油相加入到水相釜中，注意控制油相加入的速度，慢慢加入，搅拌乳化40分钟，再进入超高压均质机进行均质，均质压力设置为70mpa，并打开超声波乳化，超声波频率控制在35mhz，其将其乳化成直径为平均粒径为60nm的纳米胶囊(纳米胶囊的粒径采用激光粒度测试仪测试)，再进行喷雾冷冻干燥，其进风温度控制在-60℃，出口温度控制在-25℃，在喷雾塔顶喷入2公斤助流剂二氧化硅，喷雾形成维生素d3纳米冻干粉，然后进行超声波过筛、混合、检验、包装制得成品，维生素d3含量约为50万iu/g。
实施例3
在溶油釜中加入100公斤中链甘油三酯、4公斤bht，搅拌将其温度升至50℃，然后称取树脂状油维生素d3(2500万iu/g左右)10公斤搅拌溶解，将其作为油相；在水相釜中加入去离子水450公斤，打开搅拌慢慢加入变性淀粉140公斤、麦芽糊精120公斤，并升温搅拌溶解，溶解温度控制在70℃，完全溶解后再将溶油釜中油相加入到水相釜中，注意控制油相加入的速度，慢慢加入，搅拌乳化40分钟，再进入超高压均质机进行均质，均质压力设置为70mpa，并打开超声波乳化，超声波频率控制在35mhz，其将其乳化成直径为平均粒径为30nm的纳米胶囊(纳米胶囊的粒径采用激光粒度测试仪测试)，再进行喷雾冷冻干燥，其进风温度控制在-60℃，出口温度控制在-25℃，在喷雾塔顶喷入3公斤助流剂二氧化硅，喷雾形成维生素d3纳米冻干粉，然后进行超声波过筛、混合、检验、包装制得成品，维生素d3含量约为50万iu/g。
实施例4
在溶油釜中加入32公斤中链甘油三酯、2公斤bht，搅拌将其温度升至50℃，然后称取树脂状油维生素d3(2500万iu/g左右)1公斤搅拌溶解，将其作为油相；在水相釜中加入去离子水450公斤，打开搅拌慢慢加入变性淀粉80公斤、麦芽糊精130公斤，并升温搅拌溶解，溶解温度控制在70℃，完全溶解后再将溶油釜中油相加入到水相釜中，注意控制油相加入的速度，慢慢加入，搅拌乳化40分钟，再进入超高压均质机进行均质，均质压力设置为70mpa，并打开超声波乳化，超声波频率控制在35mhz，其将其乳化成直径为平均粒径为60nm的纳米胶囊(纳米胶囊的粒径采用激光粒度测试仪测试)，再进行喷雾冷冻干燥，其进风温度控制在-60℃，出口温度控制在-25℃，在喷雾塔顶喷入2公斤助流剂二氧化硅，喷雾形成维生素d3纳米冻干粉，然后进行超声波过筛、混合、检验、包装制得成品，维生素d3含量约为50万iu/g。
实施例5
在溶油釜中加入66公斤中链甘油三酯、16公斤bht，搅拌将其温度升至50℃，然后称取树脂状油维生素d3(2500万iu/g左右)8公斤搅拌溶解，将其作为油相；在水相釜中加入去离子水450公斤，打开搅拌慢慢加入变性淀粉200公斤、麦芽糊精160公斤，并升温搅拌溶解，溶解温度控制在70℃，完全溶解后再将溶油釜中油相加入到水相釜中，注意控制油相加入的速度，慢慢加入，搅拌乳化40分钟，再进入超高压均质机进行均质，均质压力设置为70mpa，并打开超声波乳化，超声波频率控制在35mhz，其将其乳化成直径为平均粒径为40nm的纳米胶囊(纳米胶囊的粒径采用激光粒度测试仪测试)，再进行喷雾冷冻干燥，其进风温度控制在-60℃，出口温度控制在-25℃，在喷雾塔顶喷入3公斤助流剂二氧化硅，喷雾形成维生素d3纳米冻干粉，然后进行超声波过筛、混合、检验、包装制得成品，维生素d3含量约为50万iu/g。
比较例1
如中国专利cn104306171a所制备的产品。
比较例2
待在溶油釜中加入36公斤中链甘油三酯、8公斤dl-α-生育酚，搅拌将其温度升至40℃，然后称取维生素d3结晶(4000万iu/g)8公斤，搅拌溶解，将其作为油相；在水相釜中加入去离子水450公斤，打开搅拌慢慢加入变性淀粉160公斤、麦芽糊精127公斤，并升温搅拌溶解，溶解温度控制在60℃，完全溶解后再将溶油釜中油相加入到水相釜中，注意控制油相加入的速度，慢慢加入，搅拌乳化30分钟，再进入均质机进行均质，均质在辅助超声波下进行，超声波频率控制在25mhz，控制该均质的总时间同实施例1中加压均质和超声波乳化时间。再进行喷雾冷冻干燥，其进风温度控制在-55℃，出口温度控制在-30℃，在喷雾塔顶喷入3公斤助流剂二氧化硅，喷雾形成维生素d3纳米冻干粉，然后进行超声波过筛、混合、检验、包装制得成品。
比较例3
本例中不包括超声波乳化，仅仅在60mpa下均质，该均质时间为实施例1的加压均质、超声波乳化时间总和，其它条件同实施例1。
比较例4
本例中不包括60mpa下均质，仅仅在25mhz下超声波乳化，该超声波乳化的时间为实施例1的加压均质、超声波乳化时间总和，其它条件同实施例1。
评价：
将依照实施例制备的本申请维生素d3纳米冻干粉粉末与现有维生素d3微胶囊粉末进行比较，对其稳定性、冷水复溶性、维生素d3收率进行比较，其测试方法为：
(1)稳定性的测定
采用加速试验(40℃，rh:75±5％)下进行试验6个月，考察产品维生素d3含量、气味等主要指标变化。
(2)复溶性的测定
在50ml烧杯中，加入20ml25～30℃水，称取2g样品搅拌溶解后观察溶解情况，有无沉淀。
(3)维生素d3收率的测定
维生素d3收率＝实验所得维生素d3粉×维生素d3含量/维生素d3加入量。
以上实施例以及对比例的微胶囊粉末的评价结果如下表所示:
从上表中可以看出，本申请所制备的维生素d3纳米冻干粉粉末比比较例1所述的现有产品维生素d3微胶囊粉末在产品的稳定性、复溶性、维生素d3收率上得到了很大的提高，产品更加稳定，保质期更长，产品的复溶性更好。尤其需要注意的是，相比于比较例2、比较3和比较例4，本申请所制备的维生素d3纳米冻干粉粉末在稳定性、维生素d3收率方面具有优势，可能是由于本申请复合采用加压均质和超声波乳化。
本申请产品由于其复溶性好，并且在冷水中澄清透明，可应用于饮料乳品行业的可广泛应用于食品、饲料行业中。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本申请精神作举例说明。本申请所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本申请的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。