一种可用于饮料的脂溶性维生素颗粒的制备方法与流程

本发明涉及一种可用于饮料的脂溶性维生素颗粒的制备方法，具体涉及一种采用悬钩子苷作为助剂、脂溶性维生素作为分散质的制备一种脂溶性维生素颗粒的工艺，属于食品添加剂领域。

背景技术：

维生素e(ve)和维生素d(vd)都是脂溶性维生素。vd具有促进钙磷的吸收、促使骨骼的矿物化和维持血钙、磷的动态平衡的功能。此外，维生素d还有促进皮肤细胞化及调节免疫功能等作用。ve具有的抗氧化能力能清除脂肪及脂肪酸自动氧化过程中所产生的自由基，使细胞膜免受氧化损伤，并可以通过抑制前列腺素和皮质酮的体内生成来促进体液免疫、细胞免疫和细胞吞噬作用，从而提高机体的免疫力。

然而，这两种维生素在水中的溶解度都很差，属于不溶性化合物(vd的溶解度为0.433μg/ml，ve的溶解度0.007μg/ml，数据来源于drugbank)，无法添加到饮料中；在用于肉类表面保鲜时也不易分散，常常需要用高浓度乙醇溶解后喷洒。

维生素e在常温下呈液态，其营养补充剂通常被制成胶囊，市售的维生素d补充剂多为固体或半固体制剂。例如专利cn201711212094.9公布了一种维生素e软胶囊的制备方法，通过加入甘油与明胶制备稳定的维生素e胶液，后续通过压丸、定型、干燥、洗丸、包装等步骤生产维生素e胶囊补充剂。专利cn201810127492.9公布了一种含维生素e胶囊的制作方法，将维生素e与羟丙基纤维素、交联聚维酮等医用辅料分别过筛，放置混合机中均匀混合，加适量粘合剂制成软材，通过制粒，干燥，整粒等方法制成胶囊剂。专利cn201910119036.4也公布了一种维生素d软胶囊的制备方法。专利cn201610129310.2公布了一种包含维生素d或其衍生物的半固体制剂的制备方法，其中维生素d质量只能达到基质质量的1-5ppm。

增溶或包埋也是提高脂溶性维生素溶解或分散能力的一种方法。金文彬(金文彬，2017)采用一系列不同烷基链长度的羧酸离子液体(lcc-ils)对维生素e进行了增溶，在40℃下，15％的lcc-ils可以使维生素e的溶解度增加至0.096g/ml，但离子液体的可食性差、在食品体系尤其是含电解质体系中不稳定，而且用量太大。甘永江(甘永江，2013)采用β-环糊精及其衍生物包埋维生素d，可将维生素d的溶解度提高4.97倍。

因此，目前对于维生素d、维生素e的水相常规增溶仍具有操作困难、增溶效果差且难以实际应用等缺点。因此，需要一种操作简便、安全性高且水相增溶效果好的方法，以此拓宽维生素d、维生素e的应用范围。

悬钩子苷(甜茶苷，rubusoside,ru)是我国广西特有珍稀植物甜茶中的主要甜味成分，是一种低能量的甜味剂，甜度达蔗糖的150-180倍。悬钩子苷是一种具有降血压、降血糖、抗过敏、抑龋等功效的安全天然甜味剂。

技术实现要素：

[技术问题]

本发明要解决的技术问题是脂溶性维生素在水中的溶解度低、难以应用，例如难以用于水性饮料；并且，解决脂溶性维生素在水中的溶解度低的方法必需是食品安全的。

[技术方案]

本发明提供了一种以甜味剂来大幅提升脂溶性维生素在水中的溶解度的方法，这种甜味剂是悬钩子苷。

本发明还提供了一种制备可用于饮料的脂溶性维生素颗粒的方法，包括以下步骤：

(1)将悬钩子苷在低于溶剂a的沸点10℃以下溶于溶剂a中，搅拌30-40min得到澄清透明的溶液a；将脂溶性维生素在室温至低于溶剂b的沸点15℃以下的某一温度下，用均质机分散于溶剂b中，搅拌30-40min得到均匀分散的悬浮液b；

(2)30-60℃下，将悬浮液b在搅拌下缓慢加入到溶液a中，混合得到溶液c，继续搅拌溶液c直至溶液完全澄清透明或呈均匀微弱的淡蓝白色，再在同一温度下继续搅拌30-40min，然后在搅拌条件下逐渐冷却到室温；

(3)将步骤2所得的溶液c干燥，得到白色固体，将白色固体研磨过筛，所得粉末即为可用于饮料中的脂溶性维生素颗粒。

所述溶剂a为水、乙醇或乙醇水溶液，溶剂b为水、乙醇或乙醇水溶液。

所述脂溶性维生素是维生素d、维生素e中的一种或两种的混合物。

所述悬钩子苷用hplc表达的纯度为60％及以上。所用悬钩子苷的纯度越高，使用量越大，对于脂溶性维生素在水或醇-水体系中的增溶效果越好。

所述悬钩子苷在溶液c中的质量浓度不低于0.4％。所述悬钩子苷可以是植物来源的，也可以是酶促合成的。例如：从市售甜茶中提取的悬钩子苷，或者，酶促水解斯提夫苷所得到的悬钩子苷。

所述溶液c中，维生素e的质量浓度不超过其在溶液c的溶剂(溶液c的溶剂是指溶液c中的溶剂a和溶剂b的混合溶剂)中的溶解度的1×10⁵，维生素d的质量浓度不超过其在溶液c的溶剂(溶液c的溶剂是指溶液c中的溶剂a和溶剂b的混合溶剂)中的溶解度的1000倍。

所述干燥包括冷冻干燥和真空干燥。真空干燥时的温度不超过35℃。

在本发明的一种实施方式中，以维生素e为例，采用以下步骤：

(1)制备悬钩子苷溶液

将0.5g-2g的60％-95％(hplc纯度)的悬钩子苷在20℃-90℃下溶于15-80ml水中，在相应溶解温度下搅拌，溶解得到体积为xml的澄清透明的悬钩子苷溶液；

(2)制备维生素e分散液

将40-450mgve在50℃下用均质机分散于(100-x)ml的乙醇水溶液中，在分散温度(50℃)下搅拌，得到均匀分散的维生素e悬浮液；

(3)混合悬钩子苷溶液、维生素e分散液

在40-50℃下，将维生素e悬浮液在搅拌条件下缓慢加入到悬钩子苷溶液中，搅拌得到悬钩子苷-维生素e溶液，继续搅拌直至溶液澄清透明，再继续搅拌30min-40min；将所得悬钩子苷-ve溶液通过减压旋蒸后再冷冻干燥后得到白色固体，将其研磨过200目筛，所得粉末即为可用于饮料中的维生素e颗粒。

在本发明的一种实施方式中，以维生素d为例，采用以下步骤：

(1)制备悬钩子苷溶液

将0.5g-2g的60％-95％(hplc纯度)的悬钩子苷在20℃-90℃下溶于15-30ml水中，在相应溶解温度下搅拌，溶解得到体积为xml的澄清透明的悬钩子苷溶液；

(2)制备维生素d分散液

将3-8mgvd在50℃下用均质机分散于(100-x)ml乙醇水溶液中，在分散温度(50℃)下搅拌，得到均匀分散的维生素d悬浮液；

(3)混合悬钩子苷溶液、维生素d分散液

在40-50℃下，将维生素d悬浮液在搅拌条件下缓慢加入到悬钩子苷溶液中，搅拌得到悬钩子苷-维生素d溶液，继续搅拌直至溶液澄清透明，再继续搅拌30min-40min；将所得悬钩子苷-vd溶液通过减压旋蒸后再真空干燥后得到白色固体，将其研磨过200目筛，所得粉末即为可用于饮料中的维生素d颗粒。

本发明还提供了上述以悬钩子苷为载体的vd、ve颗粒作为功能性食品和/或饮料中vd、ve添加剂的应用。

[有益效果]

现有技术中常规的对脂溶性维生素在水或醇-水体系中增溶的方法具有操作困难、增溶效果差且难以实际应用等缺点。本发明提供的方法，通过安全简单的工艺实现了脂溶性维生素在水或醇-水体系中，尤其是水中的增溶。

本发明以悬钩子苷作为载体可使vd在水中的溶解度提高5-1200倍，使ve在水中的溶解度提高100-4.4×10⁶倍，且可长时间稳定。

本发明在适当的条件下，以悬钩子苷为载体，通过对各项工艺参数的设计和选择，借助于胶体体系的形成，制备出可在水相形成胶体分散体系或胶体溶液的脂溶性维生素颗粒，从而应用于水性饮料和口服液中。当然，也可以用于脂溶性或乳液型饮料或口服液中。由于悬钩子苷的非离子性和表面活性，悬钩子苷-维生素这一体系和食品体系的相容性将很好，食品中的糖类和蛋白质类都会起到进一步促进此胶体体系的形成并使其更加稳定。

悬钩子苷是一种可用于食品添加剂领域的安全甜味剂，具有降血压、降血糖、抗过敏、抑龋等功效。本发明选用悬钩子苷作为载体，将本发明应用于制作vd、ve补充剂，在补充vd、ve的同时还可以起到降血糖的功效，适用于糖尿病人群所需的无糖功能性食品及饮料，具有良好的应用前景。

附图说明

图1不同浓度悬钩子苷对ve和vd的助溶效果。

图2不同浓度悬钩子苷的表面张力-浓度曲线。

具体实施方式

分析方法：

(1)vd、ve的hplc定量检测：

用甲醇配制不同浓度的vd、ve，采用高效液相色谱仪(二极管阵列检测器)检测，检测条件如下：kromasil100-5-c18色谱柱(4.6×250mm)，柱温为30℃，乙腈：甲醇＝75：25(v/v)下等度洗脱，进样量10μl，流速为1ml/min，vd的检测波长为265nm，ve的检测波长为292nm。分别绘制vd、ve的浓度与峰面积的标准曲线。

(2)维生素颗粒中维生素在水中的溶解度：

在样品瓶中加入10ml去离子水，不断加入维生素颗粒，在25℃下搅拌直至存在少量固体不溶解后继续搅拌60min。离心并取上层清液，用0.22μm滤膜过滤后用上述高效液相色谱条件检测，通过标准曲线计算25℃下vd、ve在水中的溶解度。

(3)表面张力的测定：

采用滴体积法测定25℃时不同浓度悬钩子苷(hplc纯度＞95％)溶液的表面张力。

如图1所示，室温下，1％的悬钩子苷可以分别提高ve和vd2在水中的溶解度10⁵和111倍；其原理不仅仅是胶束中疏水区域的增溶，有可能是因为ve和vd2独特的微弱表面活性，使得它们能够和悬钩子苷形成类似共胶束或者说是被部分增溶在悬钩子苷栅栏中，显著增大悬钩子苷的cmc(参见说明书附图2)。25℃下，不同实验浓度下的悬钩子苷可使vd在水中的溶解度提高5-1200倍，使ve在水中的溶解度提高100-4.4×10⁶倍(参见说明书附图1a)，且可长时间稳定。因此，这就使得我们可以在适当的条件下，以悬钩子苷为载体，通过对各项工艺参数的设计和选择，借助于胶体体系的形成，制备出可在水相形成胶体分散体系或胶体溶液的脂溶性维生素颗粒，从而应用于水性饮料和口服液中。

实施例1利用纯度为95％的悬钩子苷助溶制备ve颗粒并将ve颗粒用于制备红茶饮料

将1g95％(质量纯度)的悬钩子苷在20℃下溶于35ml水中，搅拌30min。将70mgve在50℃下用均质机分散于65ml30％的乙醇水溶液中，50℃下搅拌30min。分别得到澄清透明的悬钩子苷溶液和均匀分散的ve悬浮液。若直接缓慢地将ve滴加到悬钩子苷溶液中，ve不易分散均匀，不利于制备ve颗粒。在50℃下，将ve悬浮液在搅拌条件下缓慢加入到悬钩子苷溶液中，搅拌得到悬钩子苷-ve溶液，继续搅拌直至溶液澄清透明，再继续搅拌30min，然后，搅拌下逐渐冷却溶液至室温；将所得悬钩子苷-ve溶液在30℃下减压旋蒸后再真空干燥后得到白色固体，将其研磨过200目筛，所得粉末即为可用于饮料中的ve颗粒。

经检测，25℃下去离子水溶液中，此颗粒中ve的溶解度为0.67mg/ml，是纯维生素e在水中溶解度的9.5×10⁴倍。

分别按4.0mg/ml和5.0mg/ml的质量浓度将所制得的维生素e颗粒加入市售瓶装红茶饮料中，在室温下静置1月，无固体析出。

对照例1利用纯度为60％的悬钩子苷助溶制备ve颗粒并将ve颗粒用于制备红茶饮料

将1g60％的悬钩子苷在20℃下溶于35ml水中，搅拌30min。将70mgve在50℃下用均质机分散于65ml30％的乙醇水溶液中，50℃下搅拌30min。分别得到澄清透明的悬钩子苷溶液和均匀分散的ve悬浮液。在50℃下，将ve悬浮液在搅拌条件下缓慢加入到悬钩子苷溶液中，搅拌得到悬钩子苷-ve溶液，继续搅拌直至溶液呈均匀微弱的淡蓝白色，再继续搅拌40min，然后，在搅拌条件下逐渐冷却溶液至室温；将所得悬钩子苷-ve溶液在30℃下减压旋蒸后再真空干燥后得到白色固体，将其研磨过200目筛，所得粉末即为可用于饮料中的ve颗粒。

经检测，去离子水溶液中，此颗粒中ve的室温溶解度为0.62mg/ml，是纯维生素e在水中溶解度的8×10⁴倍。

分别按0.5mg/ml和0.7mg/ml的质量浓度将此ve颗粒加入市售瓶装红茶饮料中，在室温下静置1月，无固体析出。

对照例2将95％的悬钩子苷与ve直接混合

将1g纯度为95％的悬钩子苷和70mgve直接混合，将其研磨过200目筛，得到白色粉末即含有悬钩子苷的ve颗粒。经检测，去离子水溶液中，此颗粒中ve的室温溶解度为0.47mg/ml，是纯维生素e在水中溶解度的6.1×10⁴倍。

比较本对照例的结果与实施例1的结果，可以发现，相比于本对照例直接将悬钩子苷和ve混合，实施例1中用悬钩子苷胶束增溶包埋后的ve颗粒具有更好的溶解度。

实施例2利用纯度为95％的悬钩子苷助溶制备vd颗粒并将vd颗粒用于制备豆奶饮料

将10g95％的悬钩子苷在85℃下溶于10ml水中，得到澄清透明的悬钩子苷溶液；再将60mgvd在50℃下于90ml20％的乙醇水溶液中均质2min，得到vd悬浮液。分别将悬钩子苷溶液在85℃下搅拌30min，将vd悬浮液在50℃下搅拌30min，再于50℃下将vd悬浮液在搅拌条件下缓慢加入到悬钩子苷溶液中，混合得到悬钩子苷-vd溶液，继续搅拌直至溶液澄清透明，再继续搅拌30min，然后在搅拌条件下逐渐冷却该溶液至室温；将所得悬钩子苷-vd溶液在25℃下减压旋蒸后再真空干燥后得到白色固体，将其研磨过100目筛，所得粉末即为可用于饮料中的vd颗粒。

经检测，所得颗粒中vd在去离子水中的室温溶解度为0.51mg/ml，是纯维生素d溶解度的1112倍。

将此vd颗粒按0.5mg/ml的质量浓度加入市售豆奶饮料中，在室温下静置1月，无固体析出。

对照例3利用纯度为60％的悬钩子苷助溶制备vd颗粒并将vd颗粒用于制备豆奶饮料

将10g60％的悬钩子苷在85℃下溶于10ml水中，将60mgvd在50℃下于90ml20％的乙醇水溶液中均质2min，分别在各自的混合温度(85℃、50℃)下搅拌40min，分别得到澄清透明的悬钩子苷溶液和vd悬浮液。50℃下将vd悬浮液在搅拌下缓慢加入到悬钩子苷溶液中，混合得到悬钩子苷-vd溶液，继续搅拌直至溶液呈均匀微弱的淡蓝白色，再继续搅拌40min，然后，在搅拌条件下逐渐冷却该溶液至室温。将所得悬钩子苷-vd溶液在25℃下减压旋蒸后再真空干燥后得到白色固体，将其研磨过100目筛，所得粉末即为可用于饮料中的vd颗粒。

经检测，所得颗粒中vd在去离子水中的室温溶解度为0.45mg/ml，是纯维生素d溶解度的1045倍。

将此vd颗粒按0.07mg/ml的质量浓度加入市售豆奶饮料中，在室温下静置1月，无固体析出。

实施例3利用80％的悬钩子苷助溶制备ve颗粒并将ve颗粒用于制备咖啡饮料

将0.5g80％的悬钩子苷在60℃下溶于10ml水中，将5mgve在60℃下用均质机分散于90ml15％的乙醇水溶液中，分别在相应溶解或分散温度下搅拌30min，分别得到澄清透明的悬钩子苷溶液和均匀分散的ve悬浮液。在60℃下，将ve悬浮液在搅拌条件下缓慢加入到悬钩子苷溶液中，搅拌得到悬钩子苷-ve溶液，继续搅拌直至溶液呈均匀微弱的淡蓝白色，再继续搅拌40min，然后搅拌下逐渐冷却该溶液至室温；将所得悬钩子苷-ve溶液在35℃下减压旋蒸后再真空干燥后得到白色固体，将其研磨过100目筛，所得粉末即为可用于饮料中的ve颗粒。

经检测，25℃下去离子水溶液中，此颗粒中ve的溶解度为0.04mg/ml，是纯维生素e在水中溶解度的5600倍。

按0.7mg/ml的质量浓度将所制得的维生素e颗粒加入市售瓶装咖啡饮料中，在室温下静置1月，无固体析出。

实施例4利用80％的悬钩子苷助溶制备vd颗粒并将vd颗粒用于制备运动能量饮料

将0.5g80％的悬钩子苷在25℃下溶于25ml水中，搅拌40min。将2mgvd在50℃下用均质机分散于75ml25％的乙醇水溶液中，搅拌30min。分别得到澄清透明的悬钩子苷溶液和vd悬浮液。在50℃下，将vd悬浮液在搅拌条件下缓慢加入到悬钩子苷溶液中，混合得到悬钩子苷-vd溶液，继续搅拌直至溶液呈均匀微弱的淡蓝白色，再继续搅拌40min，然后搅拌下逐渐冷却该溶液至室温；将所得悬钩子苷-vd溶液在55℃下真空干燥后得到白色固体，将其研磨过200目筛，所得粉末即为可用于饮料中的vd颗粒。

经检测，在去离子水中，所得颗粒中vd在室温下的溶解度为0.014mg/ml，是纯维生素d溶解度的21倍。

将此vd颗粒按0.4mg/ml的质量浓度加入市售某运动能量饮料中，在室温下静置1月，无固体析出。

实施例5利用95％的悬钩子苷助溶制备ve颗粒并将ve颗粒用于制备果汁饮料

将2g95％的悬钩子苷在60℃下溶于20ml水中，搅拌30min。将500mgve在60℃下用均质机分散于80ml20％的乙醇水溶液中，分别在相应溶解或分散温度下搅拌30min，分别得到澄清透明的悬钩子苷溶液和均匀分散的ve悬浮液。在60℃下，将ve悬浮液在搅拌条件下缓慢加入到悬钩子苷溶液中，搅拌得到悬钩子苷-ve溶液，继续搅拌直至溶液呈均匀微弱的淡蓝白色，再继续搅拌30min，然后搅拌下逐渐冷却该溶液至室温；所得溶液通过35℃下真空干燥除去溶剂，再经冷冻干燥得到白色固体，将其研磨过100目筛，所得粉末即为可用于饮料中的ve颗粒。

实施例6利用95％的悬钩子苷助溶制备vd颗粒并将vd颗粒用于制备果汁饮料

将2g95％的悬钩子苷在60℃下溶于20ml水中，搅拌40min。将10mgvd在50℃下用均质机分散于80ml25％的乙醇水溶液中，搅拌30min。分别得到澄清透明的悬钩子苷溶液和vd悬浮液。在50℃下，将vd悬浮液在搅拌条件下缓慢加入到悬钩子苷溶液中，混合得到悬钩子苷-vd溶液，继续搅拌直至溶液呈均匀微弱的淡蓝白色，再继续搅拌30min，然后搅拌下逐渐冷却该溶液至室温；将所得悬钩子苷-vd溶液在25℃下真空干燥除去溶剂，后通过冷冻干燥得到白色固体，将其研磨过200目筛，所得粉末即为可用于饮料中的vd颗粒。

经检测，在去离子水中，所得颗粒中vd在室温下的溶解度为0.081mg/ml，是纯维生素d溶解度的188倍。

将此vd颗粒按1mg/ml的质量浓度加入市售某果汁饮料中，在室温下静置1月，无固体析出。

实施例7利用90％的悬钩子苷助溶制备混合vd-ve颗粒并将vd-ve颗粒用于制备运动能量饮料

将0.5g90％的悬钩子苷在85℃下溶于35ml水中，搅拌40min，将3mgvd和2mgve在50℃下用均质机分散于65ml30％的乙醇水溶液中，分别得到澄清透明的悬钩子苷溶液和vd-ve悬浮液；50℃下将vd-ve悬浮液在搅拌下缓慢加入到悬钩子苷溶液中，混合得到悬钩子苷-vd-ve溶液，继续搅拌直至溶液呈均匀微弱的淡蓝白色，再继续搅拌35min，然后搅拌下逐渐冷却该溶液至室温；将所得悬钩子苷-vd-ve溶液在25℃下真空干燥后得到白色固体，将其研磨过200目筛，所得粉末即为可用于饮料中的复合ve-vd颗粒。

将此复合维生素颗粒按0.5mg/ml的质量浓度加入市售某运动能量饮料中，在室温下静置1月，无固体析出。

实施例8利用90％的悬钩子苷助溶制备ve颗粒并将ve颗粒用于制备葡萄糖酸锌口服液

将0.6g95％的悬钩子苷在90℃下溶于50ml水中，搅拌30min；将10mgve在50℃下用均质机分散于50ml40％的乙醇水溶液中，分别得到澄清透明的悬钩子苷溶液和均匀分散的ve悬浮液。在50℃下，将ve悬浮液在搅拌条件下缓慢加入到悬钩子苷溶液中，搅拌得到悬钩子苷-ve溶液，继续搅拌直至溶液澄清透明，再继续搅拌35min，然后搅拌下逐渐冷却该溶液至室温；将所得悬钩子苷-ve溶液30℃下真空干燥后得到白色固体，将其研磨所得粉末即为可用于饮料中的ve颗粒。

按5.0mg/ml的质量浓度将所制得的ve颗粒加入市售葡萄糖酸锌口服液中，在室温下静置1月，无固体析出。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。