專利名稱：一種功能型油脂微膠囊及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微膠囊，尤其是涉及一種適用于制備維生素、不飽和脂肪酸酯等具有生物活性的功能型油脂的微膠囊配方及其制備方法，其應(yīng)用領(lǐng)域涉及飼料、藥品及保健食品添加劑。
背景技術(shù)：
微膠囊技術(shù)是指將固體、液體或氣體包埋、封存在一種微型膠囊內(nèi)成為一種固體微粒產(chǎn)品的技術(shù)。芯材被包埋在壁材內(nèi)而與外界環(huán)境隔離開(kāi)來(lái)，使其免受外界的氧氣、濕度、紫外線等因素的影響，因而使得性質(zhì)不穩(wěn)定的芯材能夠延長(zhǎng)貨架期，而且微膠囊的應(yīng)用也使得芯材的性質(zhì)得以改變，如屏蔽味道、顏色、特殊氣味和改變流動(dòng)性等，從而有利于方便使用，拓寬使用范圍。所以微膠囊技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)。微膠囊包埋技術(shù)的關(guān)鍵在于壁材的篩選與復(fù)配，目前使用較多的壁材主要有變性淀粉、蛋白質(zhì)、糖類物質(zhì)等幾大類，其中蛋白質(zhì)由于本身具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，而且具有較好的韌性和包埋性能；但是，由于天然蛋白質(zhì)的這些特性還不夠突出，不能滿足生產(chǎn)的需要，往往需要通過(guò)特定的改性方法來(lái)提高其功能特性，因此一直是多年來(lái)的研究熱點(diǎn)。酶法改性是目前食物蛋白改性的研究重點(diǎn)。蛋白質(zhì)酶法改性是改造蛋白質(zhì)、實(shí)現(xiàn)蛋白質(zhì)功能多樣化、改善蛋白質(zhì)功能特性和拓寬其應(yīng)用范圍的一種有效方法。谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶CrransglutaminashEC 2. 3. 2. 13，簡(jiǎn)稱TGase)是一種催化蛋白質(zhì)分子內(nèi)或分子間形成ε-(Y-谷氨?；?賴氨酸共價(jià)鍵的酶，通過(guò)催化反應(yīng)，可引起各種蛋白質(zhì)分子內(nèi)的交聯(lián)、分子間的交聯(lián)以及蛋白質(zhì)與氨基酸之間的連接，改善蛋白質(zhì)的溶解性、起泡性、乳化性、流變性、成膜性等多種性質(zhì)，從而賦予產(chǎn)品特殊的功能特性。Fargemand (1998)等人的研究顯示轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶(TCase酶)催化聚合酪蛋白，使得其形成的溶液粘度增加；在低聚合度時(shí)，所制備的乳液具有較高的穩(wěn)定性，而在高聚合度時(shí)反而會(huì)使得所制備的乳狀液更易失穩(wěn)。中國(guó)專利201010202070. 7也應(yīng)用了酶法交聯(lián)技術(shù)對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行交聯(lián)改性形成聚合大分子結(jié)構(gòu)，提高了蛋白質(zhì)的乳化性能，再進(jìn)行乳化包埋油脂?？偟膩?lái)說(shuō)，目前對(duì)蛋白質(zhì)的改性研究主要集中在利用生物酶催化聚合蛋白質(zhì)或通過(guò)各種修飾方法，使蛋白質(zhì)乳化性能得到改良，再進(jìn)行乳化包埋油脂。但是，由于乳液在噴霧干燥過(guò)程，劇烈的脫水易導(dǎo)致蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生極大變化從而導(dǎo)致油滴聚合破乳，不利于油脂的包埋，這可以從微膠囊粉劑再水化所得乳液的油滴粒徑比新鮮的乳液要大而得到驗(yàn)證；而且所制備的微膠囊產(chǎn)品在最終應(yīng)用時(shí)，再次形成水溶液，由于乳化蛋白濃度極低，極易導(dǎo)致再次破乳，不利于最終應(yīng)用，因此該方案限制了所制備微膠囊的穩(wěn)定性的提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種穩(wěn)定性高、具有固定化蛋白質(zhì)膜的功能型油脂微膠囊及其制備方法。
所述功能型油脂微膠囊的原料組成及其按質(zhì)量百分比的組成如下功能型油脂5 % 20 %，植物油2. 5 % 7. 5 %，抗氧化劑0. 01 % 1 %，水相主壁材5% 15%，水相輔助壁材10% 25%，生物酶5 30U/g蛋白質(zhì)，加水至100%。所述功能型油脂可選自維生素類、類維生素類、多不飽和脂肪酸酯等具有生物活性的油脂中的一種，所述維生素類可選自維生素A醋酸酯、維生素A棕櫚酸酯、維生素D3等中的一種；所述類維生素類可選自胡蘿卜素、蝦青素、斑蝥黃、番茄紅素、輔酶QlO等中的一種；所述多不飽和脂肪酸酯可選自DHA、ARA等中的一種。所述植物油可選自大豆油、葵花籽油、菜籽油、花生油、棕櫚油、中鏈脂肪酸甘油酯(MCT)等中的一種。所述抗氧化劑可選自維生素E、維生素C棕櫚酸酯、迷迭香提取物、茶多酚、卵磷脂等中的至少一種。所述水相主壁材可選自乳清蛋白、酪蛋白酸鈉、明膠、大豆分離蛋白等中的至少一種。所述水相輔助壁材可選自變性淀粉、麥芽糊精、麥芽糖漿、環(huán)糊精、蔗糖、阿拉伯糖、葡萄糖、乳糖、海藻糖、甘露糖等中的至少一種。所述生物酶可選自谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶(Tg酶)等。所述功能型油脂微膠囊的制備方法包括以下步驟1)將植物油作為載體與功能型油脂混合，再加入抗氧化劑，水浴中加熱溶解，得油相芯材溶液；2)將水相主壁材和水相輔助壁材加入去離子水，水浴中加熱溶解，得水相壁材溶液；3)將步驟1)所得的油相芯材溶液加入步驟2、所得的水相壁材溶液中，用剪切機(jī)剪切乳化，再用均質(zhì)機(jī)均質(zhì)，形成油滴粒徑均一的納米級(jí)乳液；4)將生物酶加入到步驟幻所得的納米級(jí)乳液中，再置于熱水浴中加熱保溫?cái)嚢璺磻?yīng)，反應(yīng)后升溫使生物酶滅活，再經(jīng)干燥，得功能型油脂微膠囊。在步驟1)中，所述加熱的溫度可為40 60°C，優(yōu)選45 50°C。在步驟2)中，所述加熱的溫度可為40 70°C，優(yōu)選50 60°C。在步驟3)中，所述均質(zhì)的條件可在20 40MPa下均質(zhì)2 3次。在步驟4)中，所述加熱的溫度可為30 60°C，優(yōu)選35 50°C，所述反應(yīng)的時(shí)間可為0. 5 5h，所述升溫的條件可為升溫至70 80°C后保持1 20min。本發(fā)明先將水相壁材溶解于去離子水中，再將功能型油脂加入水相溶液并剪切乳化，經(jīng)高壓均質(zhì)乳化，然后加入谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶(Tg酶)并于保溫條件下快速攪拌反應(yīng)，然后升溫滅活，最終噴霧干燥即得到功能型油脂微膠囊。本發(fā)明的蛋白質(zhì)乳化作用是通過(guò)在油-水界面形成一層蛋白質(zhì)膜包裹油滴，從而使油滴均勻分布在水相中；而影響其乳化體系穩(wěn)定性的因素有油滴體積的大小，油-水界面蛋白膜的粘彈性和蛋白質(zhì)顆?？臻g結(jié)構(gòu)特性。由于蛋白質(zhì)分子較大，油-水界面處的蛋白質(zhì)遷移速率相對(duì)較慢，而且油-水界面蛋白質(zhì)膜中的蛋白質(zhì)由于非極性基團(tuán)吸附于油滴中而相對(duì)固定，因此油-水界面蛋白質(zhì)膜中的蛋白質(zhì)之間更容易被Tg酶催化相互交聯(lián)反應(yīng)，從而在油-水界面處形成一層固定化的蛋白質(zhì)膜，使得油滴在噴霧干燥的脫水過(guò)程以及粉劑再次水溶的過(guò)程中，更為穩(wěn)定不易破乳。因此，本發(fā)明的最大優(yōu)點(diǎn)是利用蛋白質(zhì)的乳化能力先將油脂均質(zhì)乳化，在油-水界面形成一層蛋白質(zhì)膜包裹油滴，然后加入Tg酶對(duì)油-水界面的蛋白質(zhì)膜進(jìn)行交聯(lián)改性形成固定化的蛋白質(zhì)膜，從而提高了乳液的穩(wěn)定性；所得的粉劑經(jīng)再次用水溶解，由于有固定化的蛋白質(zhì)膜，乳液更穩(wěn)定；本發(fā)明還有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)1)所采用的蛋白質(zhì)與糖類壁材復(fù)配經(jīng)噴霧干燥所得的微膠囊粉劑水溶性好，即使是經(jīng)加熱強(qiáng)化老化后，粉劑水溶性依然很好；2)本發(fā)明所采用的抗氧化劑為純天然抗氧化劑，對(duì)人體無(wú)毒害作用，且抗氧化效果好；3)本發(fā)明所制備的粉劑表面油含量在0.5%以下，包埋率極高；所得粉劑外形呈完整的透明玻璃態(tài)，壁材致密度高，抗氧化效果好。4)本發(fā)明所用配方具有通用性強(qiáng)的特點(diǎn)，適用于制備具有高度穩(wěn)定性的各類功能型油脂微膠囊粉劑。


圖1為維生素A醋酸酯HPLC譜圖。在圖1中，橫坐標(biāo)為保留時(shí)間(min)，縱坐標(biāo)為吸收強(qiáng)度(mAU)。圖2為VA-棕櫚酸酯HPLC檢測(cè)譜圖。在圖2中，橫坐標(biāo)為保留時(shí)間(min)，縱坐標(biāo)為吸收強(qiáng)度(mAU)。
具體實(shí)施例方式通過(guò)以下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但并不僅限于以下實(shí)施例和實(shí)施例中的工藝參數(shù)范圍。其中VA含量采用2010版中國(guó)藥典二部附錄VII J維生素A測(cè)定法測(cè)定，DHA含量采用國(guó)標(biāo)GB/T 5009. 168-2003測(cè)定。實(shí)施例1步驟1、稱取酪蛋白酸鈉100g，乳糖100g，甘露糖25g，蔗糖100g，混合均勻，再加入500g水?dāng)嚢璨⒂?0°C水浴中加熱溶解；稱取含量為278萬(wàn)IU/G的VA醋酸酯結(jié)晶100g，大豆油75g，抗氧化劑0. 6g (含有迷迭香提取物0. 20g、維生素C棕櫚酸酯0. 05g、天然維生素E 0. 35g)，于60°C水浴中邊加熱邊攪拌溶解；待抗氧化劑完全溶解后將油相芯材加入水相壁材溶液中，使用剪切機(jī)剪切初步乳化后，采用30MPa高壓均質(zhì)2次。步驟2、將所得到的乳液于35°C水浴中保溫，邊攪拌邊加入Tg酶1000U，并攪拌反應(yīng)4h ；反應(yīng)完成后快速升溫至80°C并保持5min使得Tg酶滅活，而后降溫至50°C。步驟3、將處理后的乳液采用噴霧干燥法(進(jìn)料溫度55°C，進(jìn)氣口溫度180°C，出口溫度80°C )脫水造粒制得VA醋酸酯微膠囊粉劑。所得微膠囊粉劑表面油含量為0. 33%，按照2010版中國(guó)藥典二部附錄VII J維生素A測(cè)定法測(cè)定該微膠囊VA含量為55. 76萬(wàn)IU/g，維生素A醋酸酯HPLC譜圖參見(jiàn)圖1。由圖1可知，保留時(shí)間12min、13min分別為維生素A醋酸酯(記為VAC)兩種異構(gòu)體的峰，兩個(gè)峰疊加對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)曲線換算得到維生素A醋酸酯的含量。實(shí)施例2
步驟1、稱取酪蛋白酸鈉100g，乳糖100g，甘露糖25g，蔗糖75g，混合均勻，再加入500g水?dāng)嚢璨⒂?5°C水浴中加熱溶解；稱取含量為175萬(wàn)IU/g的VA棕櫚酸酯油165g，大豆油35g，抗氧化劑0. 5g (含有迷迭香提取物0. 12g、維生素C棕櫚酸酯0. 03g、天然維生素E 0. 35g)，于60°C水浴中邊加熱邊攪拌溶解；待抗氧化劑完全溶解后將油相芯材加入水相壁材溶液中，使用剪切機(jī)剪切初步乳化后，采用35MPa高壓均質(zhì)2次。步驟2、將所得到的乳液于50°C水浴中保溫，邊攪拌邊加入Tg酶500U，并攪拌反應(yīng)2h ；反應(yīng)完成后快速升溫至80°C并保持5min使得Tg酶滅活，而后降溫至55°C。步驟3、將處理后的乳液采用噴霧干燥法(進(jìn)料溫度55°C，進(jìn)氣口溫度185°C，出口溫度85 °C )脫水制得VA棕櫚酸酯微膠囊粉劑。所得微膠囊粉劑表面油含量為0. 46%，按照2010版中國(guó)藥典二部附錄VII J維生素A測(cè)定法測(cè)定其VA含量為57. 68萬(wàn)IU/g，VA-棕櫚酸酯HPLC檢測(cè)譜圖參見(jiàn)圖2，由圖2可知，保留時(shí)間22min、23min是維生素A棕櫚酸酯兩種異構(gòu)體的峰，兩個(gè)峰疊加對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)曲線換算得到維生素A棕櫚酸酯的含量。實(shí)施例3步驟1、稱取乳清蛋白125g，變性淀粉20g，乳糖75g，麥芽糖漿25g，蔗糖70g，海藻糖20g，環(huán)糊精10g，混合均勻，再加入500g水?dāng)嚢璨⒂?0°C水浴中加熱溶解；稱取DHA含量為40 %的微藻油150g，菜籽油25g，抗氧化劑0. 6g (含有迷迭香提取物0. 16g、維生素C棕櫚酸酯0. 04g、茶多酚0. 40g)，于45°C水浴中邊加熱邊攪拌溶解；待抗氧化劑完全溶解后將油相芯材加入水相壁材溶液中，使用剪切機(jī)剪切初步乳化后，采用40MPa高壓均質(zhì)2次。步驟2、將所得到的乳液于35°C水浴中保溫，邊攪拌邊加入Tg酶1875U，并攪拌反應(yīng)池；反應(yīng)完成后快速升溫至75°C并保持IOmin使得Tg酶滅活，而后降溫至50°C。步驟3、將處理后的乳液采用噴霧干燥法(進(jìn)料溫度50°C，進(jìn)氣口溫度170°C，出口溫度75°C )脫水制得微藻油微膠囊粉劑。所得微膠囊粉劑表面油含量為0.，按照國(guó)標(biāo)GB/T 5009. 168-2003測(cè)定其DHA含量為12%，并采用khaal烘箱法(62°C )加速老化實(shí)驗(yàn)考察其抗老化性能，DHA微藻油微膠囊穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)參見(jiàn)表1，由表1可見(jiàn)該微膠囊粉劑抗老化性能良好。表 1
初始狀態(tài)老化1周老化2周老化3周老化4周表面油含量含量跌幅含量跌幅含量跌幅含量跌幅含量(％)(%)(%)(%)(%)(%)(%)(%)(%)(%)0.281211.960.3311.940.5011.950.4211.930.58實(shí)施例4步驟1、稱取酪蛋白酸鈉100g，乳糖100g，蔗糖95g，海藻糖25g，環(huán)糊精5g，混合均勻，再加入500g水?dāng)嚢璨⒂?0°C水浴中加熱溶解；稱取含量為40%的ARA微藻油150g，大豆油25g，抗氧化劑0. 5g (含有迷迭香提取物0. 12g、維生素C棕櫚酸酯0. 03g、茶多酚0. 35g)，于50°C水浴中邊加熱邊攪拌溶解；待抗氧化劑完全溶解后將油相芯材加入水相壁材溶液中，使用剪切機(jī)剪切初步乳化后，采用30MPa高壓均質(zhì)2次。步驟2、將所得到的乳液于40°C水浴中保溫，邊攪拌邊加入Tg酶2500U，并攪拌反應(yīng)Ih ；反應(yīng)完成后快速升溫至75°C并保持IOmin使得Tg酶滅活，而后降溫至50°C。步驟3、將處理后的乳液采用噴霧干燥法(進(jìn)料溫度50°C，進(jìn)氣口溫度175°C，出口溫度80°C )脫水制得微藻油微膠囊粉劑。所得微膠囊粉劑表面油含量為0. 32%;按照國(guó)標(biāo)GB/T 5009. 168-2003測(cè)定其ARA含量為11. 94%，并采用khaal烘箱法(62°C )加速老化實(shí)驗(yàn)考查其抗老化性能，ARA微藻油微膠囊穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)參見(jiàn)表2，由表2數(shù)據(jù)可看出該微膠囊粉劑抗老化性能良好。表 權(quán)利要求
1.一種功能型油脂微膠囊，其特征在于其原料組成及其按質(zhì)量百分比的組成如下功能型油脂5 % 20 %，植物油2. 5 % 7. 5 %，抗氧化劑0. 01 % 1 %，水相主壁材5% 15%，水相輔助壁材10% 25%，生物酶5 30U/g蛋白質(zhì)，加水至100%。
2.如權(quán)利要求1所述的一種功能型油脂微膠囊，其特征在于所述功能型油脂選自維生素類、類維生素類、多不飽和脂肪酸酯具有生物活性的油脂中的一種；所述維生素類可選自維生素A醋酸酯、維生素A棕櫚酸酯、維生素D3中的一種；所述類維生素類可選自胡蘿卜素、蝦青素、斑蝥黃、番茄紅素、輔酶QlO中的一種；所述多不飽和脂肪酸酯可選自DHA、ARA中的一種。
3.如權(quán)利要求1所述的一種功能型油脂微膠囊，其特征在于所述植物油選自大豆油、葵花籽油、菜籽油、花生油、棕櫚油、中鏈脂肪酸甘油酯中的一種。
4.如權(quán)利要求1所述的一種功能型油脂微膠囊，其特征在于所述抗氧化劑選自維生素E、維生素C棕櫚酸酯、迷迭香提取物、茶多酚、卵磷脂中的至少一種。
5.如權(quán)利要求1所述的一種功能型油脂微膠囊，其特征在于所述水相主壁材選自乳清蛋白、酪蛋白酸鈉、明膠、大豆分離蛋白中的至少一種。
6.如權(quán)利要求1所述的一種功能型油脂微膠囊，其特征在于所述水相輔助壁材選自變性淀粉、麥芽糊精、麥芽糖漿、環(huán)糊精、蔗糖、阿拉伯糖、葡萄糖、乳糖、海藻糖、甘露糖中的至少一種。
7.如權(quán)利要求1所述的一種功能型油脂微膠囊，其特征在于所述生物酶選自谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶。
8.如權(quán)利要求1所述的一種功能型油脂微膠囊的制備方法，其特征在于包括以下步驟.1)將植物油作為載體與功能型油脂混合，再加入抗氧化劑，水浴中加熱溶解，得油相芯材溶液；.2)將水相主壁材和水相輔助壁材加入去離子水，水浴中加熱溶解，得水相壁材溶液；.3)將步驟1)所得的油相芯材溶液加入步驟2)所得的水相壁材溶液中，用剪切機(jī)剪切乳化，再用均質(zhì)機(jī)均質(zhì)，形成油滴粒徑均一的納米級(jí)乳液；.4)將生物酶加入到步驟幻所得的納米級(jí)乳液中，再置于熱水浴中加熱保溫?cái)嚢璺磻?yīng)，反應(yīng)后升溫使生物酶滅活，再經(jīng)干燥，得功能型油脂微膠囊。
9.如權(quán)利要求8所述的一種功能型油脂微膠囊的制備方法，其特征在于在步驟1)中，所述加熱的溫度為40 60°C，優(yōu)選45 50°C ；在步驟2、中，所述加熱的溫度可為40 70°C，優(yōu)選 50 60°C。
10.如權(quán)利要求8所述的一種功能型油脂微膠囊的制備方法，其特征在于在步驟3)中，所述均質(zhì)的條件在20 40MPa下均質(zhì)2 3次；在步驟4)中，所述加熱的溫度可為30 60°C，優(yōu)選35 50°C，所述反應(yīng)的時(shí)間可為0. 5 5h，所述升溫的條件可為升溫至70 80°C后保持1 20min。
全文摘要
一種功能型油脂微膠囊及其制備方法，涉及一種微膠囊。提供一種穩(wěn)定性高、具有固定化蛋白質(zhì)膜的功能型油脂微膠囊及其制備方法。功能型油脂微膠囊原料為功能型油脂，植物油，抗氧化劑，水相主壁材，水相輔助壁材，生物酶蛋白質(zhì)和水。將植物油作為載體與功能型油脂混合，再加入抗氧化劑，水浴中加熱溶解，得油相芯材溶液；將水相主壁材和水相輔助壁材加入去離子水，水浴中加熱溶解，得水相壁材溶液；將油相芯材溶液加入水相壁材溶液中，用剪切機(jī)剪切乳化，再用均質(zhì)機(jī)均質(zhì)，形成油滴粒徑均一的納米級(jí)乳液；將生物酶加入納米級(jí)乳液中，再置于熱水浴中加熱保溫?cái)嚢璺磻?yīng)，反應(yīng)后升溫使生物酶滅活，再經(jīng)干燥，得功能型油脂微膠囊。
文檔編號(hào)A61P3/02GK102550817SQ20111045848
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者陳中科, 陳武強(qiáng), 魏初權(quán) 申請(qǐng)人:廈門(mén)金達(dá)威集團(tuán)股份有限公司