一种紫心甘薯色素微胶囊的制备方法

专利名称：一种紫心甘薯色素微胶囊的制备方法
技术领域：
本发明涉及食品添加剂技术领域，尤其涉及天然色素领域，具体涉及一种紫心甘 薯色素微胶囊的制备方法。
背景技术：
食用色素是食品添加剂的一个重要类别，包括合成色素和天然色素两大 类。合成 色素大多为含有苯环、萘环的焦油等物质合成制得，具有一定的毒性。近年来合成色素的毒 性问题越来越受到人们重视，消费者倾向于购买用天然色素生产的产品。与合成色素相比，天然色素具有下列优点(1)无毒副作用，安全性高；(2)含有人 体所必需的营养物质；(3)某些天然色素具有一定的药理药效作用。但天然色素也存在下 列缺陷染色力较弱，对光、热、氧、金属离子和PH值变化等敏感，稳定性较差，添加到食品 中容易褪色；使用量较大；使用成本高，从而严重限制了天然色素的广泛应用。紫心甘薯色素是一种具有巨大应用前景的天然植物色素，与其他天然色素一样， 也存在上述缺陷。为了解决天然色素稳定性差的问题，人们进行了许多理论研究和应用探 索，其中将色素微胶囊化就是提高其稳定性的一种有效方法。微胶囊技术是将固体、液体或气体物质包埋并封存于一种微型胶囊内成为一种固 体微粒产品的技术，其原理是利用性能较稳定的天然或合成高分子物质作壁材(如明胶、 海藻酸钠、阿拉伯树胶环糊精以及纤维素衍生物等)，将性能不稳定的芯材物质包埋并封存 起来，以避免芯材物质与环境的直接接触。当壁材溶解、融化或破裂时，芯材便从壁材中释 放出来。将微胶囊技术应用于天然色素，使之与外界不良环境相隔绝，能有效保持天然色 素的生物活性，增强其着色效果，也便于贮藏、运输和使用。目前已有叶黄素微胶囊化方法 (专利号CN101219125A)和番茄红素微胶囊化方法(专利号CN101015342A)的国家发明专 利，尚未见紫心甘薯色素微胶囊化方法的国家发明专利。

发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种简便、有效，且能提高紫心甘薯 色素的稳定性的紫心甘薯色素微胶囊的制备方法。本发明的上述目的是通过如下方案予以实现的微囊的壁材直接影响着微囊的生物相容性和在体内的生存时间，因此如何选择适 当的包囊壁材是至关重要的，必须根据芯材的物理性质和微囊产品对包囊壁材的具体条件 要求，选择合适的包囊壁材。本发明人以紫心甘薯色素作为芯材，对多种常用的微囊壁材进行了筛选试验，最 终选择海藻酸钠和明胶作为壁材。海藻酸钠和明胶均为天然高分子类物质，不但无毒，成膜 性好，价格低廉，而且作为紫心甘薯色素的包囊壁材，性质稳定，不会与紫心甘薯色素发生 反应，适合长期存放。
一种紫心甘薯色素微胶囊的制备方法，该方法是以紫心甘薯色素作为芯材，以海 藻酸钠和明胶作为壁材，将芯材和壁材在中强酸性(pH值2.0 4. 0)缓冲体系中混合搅拌 均勻后，加入到凝固剂氯化钙中，经固化、过滤和干燥处理后，制备而得。上述紫心甘薯色素微胶囊的制备方法，其具体制备步骤如下(1)芯材和壁材的处理以紫心甘薯色素粉末为溶质，以pH值为3. 0的柠檬酸-磷酸二氢钠缓冲溶液为溶 齐U，溶解配得到芯材溶液，离心后留取上清溶液，以去除少量杂质和不溶物；以海藻酸钠为溶质，以pH值为3. 0的柠檬酸-磷酸二氢钠缓冲溶液为溶剂，水浴 加热溶解配制海藻酸钠溶液；以明胶为溶质，以PH值为3. 0的柠檬酸-磷酸二氢钠缓冲 溶液为溶剂，水浴加热溶解配制明胶溶液；将海藻酸钠溶液和明胶溶液混合后得到壁材溶 液；(2)将芯材溶液和壁材溶液混合后，搅拌至颜色均勻，制备得 到芯材/壁材混合 液；(3)凝固剂的制备以氯化钙为溶质，以pH值为3. 0的柠檬酸-磷酸二氢钠缓冲 溶液为溶剂，溶解后制备得到凝固剂；(4)制珠取一次性注射器，用针头，将步骤(2)制备所得芯材/壁材混合液勻速 注射到步骤(3)制备所得凝固剂中；(5)固化待芯材/壁材混合液在凝固剂形成小珠后，将其在低温下静置一定时 间；(6)过滤用干净的纱布过滤含有芯材/壁材小珠的凝固剂；(7)干燥过滤后获得的凝珠置于50°C干燥箱或在自然条件下干燥，获得紫心甘
薯色素微胶囊。上述步骤(1)中，芯材溶液的浓度为0.3% 1.8% (m/v)，优选0. 5% (m/v)；本 专利中浓度所用单位m/v是指溶质质量与溶液体积的百分比。上述步骤(1)中，芯材溶液的离心条件为12000rpm，IOmin0上述步骤(1)中，海藻酸钠溶液的浓度为1. 0% 4. 0% (m/v)。上述步骤(1)中，明胶溶液的浓度为1. 0% 5. 0% (m/v)，优选(m/v)。上述步骤(1)中，海藻酸钠溶液和明胶溶液的加热溶解，均采用60°C水浴。上述步骤步骤(1)中，海藻酸钠溶液和明胶溶液混合制备壁材溶液时，海藻酸钠 溶液和明胶溶液的比例为1 1 4 l(v/v，体积比)。上述步骤(2)中，芯材溶液和壁材溶液的混合比例为1 4 1 l(v/v，体积 比)。上述步骤(3)中，凝固剂的浓度为1. 0% 4. 0% (m/v)。上述步骤(4)中，针头规格为医用6#针头。上述步骤(5)中，固化温度为0 4°C，时间是0. 5 3. 0小时。上述步骤(6)中，过滤纱布的层数为1 5层。与现有技术相比，本发明具有如下有益效果1.本发明针对芯材——紫心甘薯色素，选择合适的包囊壁材，不但对人体无毒，而 且保证了芯材的物理化学性质，且与芯材具有很好的生物相容性；
2.本发明的制备方法操作简单，且提高了紫心甘薯色素的稳定性，增强了其着色 效果，扩大其使用范围；3.紫心甘薯色素是一种具有巨大应用前景的天然植物色素，本发明使其微胶囊 化，有效地克服了紫心甘薯色素使用时存在的弊端，具有极大的经济价值。
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明做进一步地描述，但具体实施例并不对本发明做任 何限定。实施例1紫心甘薯色素微胶囊本实施例紫心甘薯色素微胶囊的制备，具体包括如下步骤1)芯材溶液的制备用pH值为3.0的柠檬酸-磷酸二氢钠缓冲溶液配制浓度 0. 5%的色素溶液，12000rpm下离心lOmin，取上清溶液；2)壁材溶液的制备以pH值为3. O的柠檬酸-磷酸二氢钠缓冲溶液为溶剂，配制 2%的海藻酸钠溶液，60°C水浴加热溶解，冷却；3)混合均质将芯材和壁材按1 2 (ν/ν)的比例混合，搅拌至颜色均勻；4)凝固剂的制备用pH值为3. O的柠檬酸-磷酸二氢钠缓冲溶液配制浓度为2% 的氯化钙；5)制珠取一次性注射器，用6#针头，将芯材/壁材混合液勻速注射至凝固剂中；6)固化待芯材/壁材混合液在凝固剂中形成小珠后，将其在4°C下静置3h ；7)过滤用干净的数层纱布过滤含有芯材/壁材小珠的凝固剂；8)干燥过滤后获得的凝珠置于50°C干燥箱或在自然条件下烘干，获得微胶囊。用该方法制取紫心甘薯色素微胶囊成珠较难，形成的微胶囊容易粘在一起，且凝 珠强度差，色素包埋率仅为17.8%。实施例2紫心甘薯色素微胶囊步骤同实施例1。海藻酸钠溶液的浓度为3% ；明胶溶液的浓度为1 %，海藻酸钠溶液和明胶溶液按 照2 1的体积比混合制备壁材溶液；芯材与壁材的比例为1 4(体积比)；凝固剂用2% 的氯化钙；固化时间3h。用该方法制取紫心甘薯色素微胶囊成珠速度适中；形成的凝珠完整、外形饱满圆 润，凝珠强度较好；色素包埋率91.8%。实施例3紫心甘薯色素微胶囊步骤同实施例1。海藻酸钠溶液的浓度为4%，明胶溶液的浓度为1 %，海藻酸钠溶液和明胶溶液按 照1 1的体积比混合制备壁材溶液；芯材与壁材的比例为1 2;凝固剂用的氯化钙； 固化时间2h。用该方法制得的紫心甘薯色素为紫红色小颗粒，外形饱满、圆润，凝珠强度适中， 色素包埋率92. 4%。从上述三个实施例可以看出，实施例1方法制备所得紫心甘薯色素微胶囊不但成 珠较难，而且形成的微胶囊容易粘在一起，且凝珠强度差，色素包埋率很低，而实施例2和3均是采用本发明的方法制备紫心甘薯色素微胶囊，不但所得凝珠完整强度好，且色素包埋率均达到90%以上，说明实施例2和3制备所得紫心甘薯色素微胶囊具有很好的色素包埋 效果。 实施例1中壁材只采用了海藻酸钠这一种原料，而实施例2和3中壁材均是选择 海藻酸钠与明胶的混合物，本发明研究发现，壁材只使用海藻酸钠不采用明胶，会出现硬度 差、韧性差且凝结成团等问题，从而影响整体的色素包埋率，因此本发明的壁材选择海藻酸 钠和明胶这两种材料的混合，并获得了很好的色素包埋效果。
权利要求
一种紫心甘薯色素微胶囊的制备方法，其特征在于该制备方法包括如下步骤(1)芯材和壁材的处理以紫心甘薯色素为溶质，以pH值为3.0的柠檬酸-磷酸二氢钠缓冲溶液为溶剂，溶解得到芯材溶液；以海藻酸钠为溶质，以pH值为3.0的柠檬酸-磷酸二氢钠缓冲溶液为溶剂，水浴加热溶解配制海藻酸钠溶液；以明胶为溶质，以pH值为3.0的柠檬酸-磷酸二氢钠缓冲溶液为溶剂，水浴加热溶解配制明胶溶液；将海藻酸钠溶液和明胶溶液混合后得到壁材溶液；(2)将芯材溶液和壁材溶液混合搅拌均匀得到芯材/壁材混合液；(3)以氯化钙为溶质，以pH值为3.0的柠檬酸-磷酸二氢钠缓冲溶液为溶剂，溶解后制备得到凝固剂；(4)用针头将步骤(2)制备得到的芯材/壁材混合液匀速注射到步骤(3)制备所得凝固剂中，静置固化后，过滤、干燥从而制备得到紫心甘薯色素微胶囊。
2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于所述步骤(1)中，芯材溶液的浓度为0.3% 1.8%，所述浓度为溶质质量与溶液体积的百分比。
3.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于所述芯材溶液的浓度为0.5%。
4.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于所述步骤(1)中，海藻酸钠溶液的浓度为1.0% 4. 0%，所述浓度为溶质质量与溶液体积的百分比。
5.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于所述步骤(1)中，明胶溶液的浓度为 1. 0% 5. 0%，所述浓度为溶质质量与溶液体积的百分比。
6.根据权利要求5所述制备方法，其特征在于所述明胶溶液的浓度为1%。
7.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于所述步骤(1)中，海藻酸钠溶液和明胶溶 液混合制备壁材溶液时，海藻酸钠溶液和明胶溶液的比例为1 1 4 1的体积比。
8.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于所述步骤(2)中，芯材溶液和壁材溶液的 混合比例为1 4 1 1的体积比。
9.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于所述步骤(3)中，凝固剂的浓度为 1. 0% 4. 0%，所述浓度为溶质质量与溶液体积的百分比。
10.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于所述步骤(4)中，固化温度为0 4°C， 时间是0. 5 3. 0小时。
全文摘要
本发明公开一种紫心甘薯色素微胶囊的制备方法，该方法是以紫心甘薯色素作为芯材，以海藻酸钠和明胶作为壁材，将芯材和壁材在pH值2.0～4.0的缓冲体系中混合搅拌均匀后，加入到凝固剂氯化钙中，经固化、过滤和干燥处理后制备而得。本发明选择合适的包囊壁材，不但对人体无毒，而且保证了芯材的物理化学性质，且与芯材具有很好的生物相容性。本发明的制备方法操作简单，提高了紫心甘薯色素的稳定性，增强了其着色效果，扩大其使用范围，并且有效地克服了紫心甘薯色素使用时存在的弊端，具有极大的经济价值。
文档编号C09B67/02GK101817998SQ20101016050
公开日2010年9月1日 申请日期2010年4月23日 优先权日2010年4月23日
发明者杨占苗, 郑明珠, 郭威, 郭炜绵, 高峰 申请人:华南师范大学