天然胡萝卜素微胶囊的研制及应用

食 孵 7 1997 No．3 ／{7喙 天然胡萝 I＼素微胶囊的研制及应用 一 T 一 、 前言 天然胡萝 卜素作为一种着色剂和营养保 健食品具有纯天然、无毒和营养保健作用。 同时近年来 ，国内外大 量的研究发 现，天然 胡萝 卜素除了可以在体 内转变成 维生素 A 外，还能淬灭单线态氧，清除 自由基，提高 人体免疫力，延缓细胞和机体衰老，减少疾 病的发生。特别是其抗癌、防癌的独特功能 目前倍受专家、学者和食品行业的关注与重 视，由于胡萝 卜素具有极强的着色力，因此 可用于保健食 品行 业，具有广泛 的发展 前 景。 所谓微胶囊技术，就是采用天然或高分 子物质将固体、液体或气体等微小核心物质 包覆在半透明或密闭性的微胶囊内，使核心 物质与外 界不 良环境 隔绝或改 善核心物质的 物化性能。天然胡萝 卜素为脂溶性物质，稳 定性差。制成的胡萝 }、素 口服液 由于 口感 差，使产品在食品工业中应用有很大的局限 性。胡萝 卜素晶体受光、热的影响，易于氧 化，稳定性差。利用微胶囊将胡萝 卜素包埋 在一种膜中，起到保护核心物质的作用。特 别是胡萝 卜素微胶囊使不溶于水的胡萝 卜素 经微囊化以后，具有易溶于水、分 散性好、 水溶液不分 层的特点 。由于本 试验采取二次 包埋，使包埋率达 90％ 以上。天然胡萝 卜 素微胶囊的开发为胡萝 卜素拓展了更广泛的 应用范 围。 微胶囊技术在现代科学技术中起着举足 轻重的作用，给许多产品带来新的性能及特 殊的用途。至今微胶囊技术在医药、农药、 食 品、纺织 、香料 、 日化等行 业应用 十分广 泛。利用微胶囊技术包埋胡萝 卜素的研究更 拓宽了微胶囊技术的应用范围。同时解决了 胡萝 卜素油溶液由于口味差，使得具有广泛 开发前景和多功能的胡萝 卜素应用受到 限 制。由于胡萝 卜素微胶囊的研制成功，可开 发出多种胡萝 }、素二次产品．使胡萝 卜素的 应用 范围更加广泛 。 二、试验部分 微胶囊化按其制备原理 一般分 为两大 类。化学法和物理机械法。其中较重要的有 相分离 一凝聚法、界面聚合法、喷雾干 燥 法等。本试验采用了喷雾干燥与沸腾包衣相 结合 的方法 。 1．包壁材料 的选择 选择适宜的包壁材料在微胶囊技术中是 一 个至关重要的问题。在很大程度上决定着 微胶囊产品的理化性质。根据芯材的性质不 同，采用的微囊化工艺也不同。如水不溶性 芯材，一般采用相分离工艺。对于水溶性芯 材则 常常采用有机相分离工 艺。包壁材料的 种类也很繁多，水溶性包壁材料如：明胶、 阿拉伯胶、纤维素类、海藻酸钠等。水不溶 性包壁材料如：聚合物、纤维素类、硬脂 酸、肠溶高分子等。根据胡萝 卜素的特点， 选择的包壁材料所形成的微胶囊应具有 良好 的稳定性，即由于包壁材料的保护作用，使 微胶囊在加工和储存期间不能破裂和溶解。 同时应具有 良好的不浸透性，即作为囊心物 质的胡萝 卜素在储存期间不与外界环境 (如 水、空气)交换。另外，所选用的包壁材料 一 35 — 维普资讯 http://www.cqvip.com 《中国食品添加剂》 China Food Additives 1997 No．3 全部 为可食用物质 。根据上述要求 ，我们 对 大量 的包壁材 料进行 了筛选 其中包括 ：阿 拉伯胶、明胶、黄耆胶、果胶、瓜尔豆胶、 黄原胶、麦芽糊精、海藻酸钠、淀粉、羧甲 基纤维素等。经多次试验筛选出阿拉伯胶、 麦芽糊精、羧甲基纤维素做为胡萝 卜素的包 壁材料较好。这些包壁材料具有低粘度、成 膜性好、乳浊液固含量高等优点。试验结果 如 1。 表 1 项 目 乳 干燥 过 性 能 溶解性 成膜性 化 程对芯 用量 性 材影响 材 料 阿拉 极易溶于水， 可形成良好 好 小 一般用量 伯胶 可达 5o％ 薄膜 可达 20～ 不溶 于 乙醇 。 25％ 黄耆 难溶于水， 粘度极高 较 较大 2％～5％ 胶 不溶于乙醇。 成膜性较差 差 果胶 难溶于水． 粘度极高 差 较大 2～0．5％ 不溶于 乙醇 成膜性差 和其它有机 溶 剂 ． 明胶 不 溶于 冷水 ， 成 膜性 较好 差 小 1～12％ 不 溶 于 乙醇 和其它有机 溶剂 瓜尔 分散于冷水． 粘度极高 差 较大 0．5～1％ 豆 胶 成膜性 差 黄原胶 难溶于水 成膜性较差 好 小 琼脂 难溶于冷水 成膜性较差 差 大 0．8～5％ 麦芽 极易溶于水 成膜性好 差 小 适量 糊精 淀粉 难溶于冷水 成膜性好 差 大(脱 水收缩) 海藻 溶于水成粘 成膜性差 差 较大 0．1～0．7％ 酸钠 稠胶体溶液， 不 溶于 乙醇 羧甲基 易分散于水 粘度极高 较 较大 0．3～3％ 纤维素 中，不溶于多 成膜性较好 好 钠 数溶剂 。 2．乳化剂 和乳化条件 的选 择 由于胡萝 b素为脂溶性物质，要将胡萝 卜素细 小微粒分散 于水 溶 性 的壁材 之 中，形 成水包油的细小微粒，其中要加入乳化剂。 试验选用 的乳化剂有 ：司盘 80、吐温 80、吐温 一 36 ～ ． 60、蔗糖 酯、大 豆磷 脂、三 聚 甘 油 硬 脂 酸 酯、 阿拉伯胶 试验证明：采用合成乳化剂所制 备的乳浊液颗粒细小，放置后不分层。但用 该乳浊液涂膜有油滴凝聚，表面油特性差。 经大量试验证明，阿拉伯胶不但是良好的包 壁材料，而且是一种 天然乳化剂 。具有低粘 度，易于大量添加，具有高澄清度及 良好的 乳化性能。但由于阿拉伯胶价格贵，试验采 取阿拉伯胶与麦芽糊精搭配使用效果最好。 如表 2。 表 2 阿拉伯胶量与麦芽糊精的配 比 胶量：麦芽糊精 1肆 2# 3# 乳状液 液滴小 液滴较 液滴 呈现大 不分层 大分层 较大 油滴 成膜性 好 好 好 差 表面油特性 好 中 差 差 3．干燥方式 的选择 制备微胶囊的干燥方法很多。如：喷雾 干燥法、喷雾冷却法、空气悬浮包埋法 等 等。喷雾干燥法是食品工业中采用最显著的 胶囊化技术。这种方法既经济又简便。具有 包埋量高，产品稳定性好，生产成本低并宜 于连续化、自动化生产 该法是先使胡萝 卜 素与壁材制备成乳浊液，并物质化，将此混 合物用气流雾化，溶解包囊材料的溶剂迅速 蒸发而使囊膜凝固。胡萝 b素被包覆其 中， 形成微胶囊 。 另一种包囊方法是将固体颗粒即胡萝 卜 素干粉分散悬浮在承载空气流中，然后将包壁 材料通过 高压喷咀喷洒于可循环 流动 的胡萝 卜素粒子上，最后靠气流本身的温度来调节 对产品进行干燥。 试验采用 RGLM一61—50型喷雾 干燥 器和 FL沸腾制粒包衣机干燥产品。微胶囊 包埋率 >90％，胡萝 卜素包埋量为 1％，微囊 粒 度 75—150~m。 ． 4．产 品稳定 性试验 将微胶囊胡萝 卜素产品装入铝箔袋中封 口，存放于冰箱冷藏室中，定时检测胡萝 卜 维普资讯 http://www.cqvip.com 《中国食品添加剂》 China Food Additives 1997 No．3 素含量 试验记录 如表 3。 表 3 微囊化胡萝 b素贮存试验 ． ＼时间 含量 0 l9 38 56 74 样品 ＼ l# 1．05 1．0l 0．96 1．02 1．04 2# 1．07 1．O5 0．96 O．96 O．95 注：胡萝 b素存人冷藏箱 工艺流程 图见 图 1 胡萝 b素晶体 植物油 图1 微囊化胡萝 b素工艺流程图 三、在食品中的应用 微胶囊化胡萝 b素应用于强 化营养食 品，如：固体饮料、口含片以及饮料等，都 取得 了 良好 的效果 使用天然胡萝 b素微胶囊制成的固体饮 料颗粒 均匀 ，疏松 无结 块 。于温水 中一冲即 溶。溶解后呈均匀悬浮液。该产品通过人体 试验证明：VA缺乏检出率明显下降。具有 保健功能。 利用 天 然胡 萝 b素 制 成 的微 胶 囊 与 VA、VC制 成 的 口含片 ，外观 整 齐， 亮泽 ， 口感清爽。具有质量稳定、食用方便、便于 保存等特点。产品采用泡罩包装可减低胡萝 b素 的氧化程度 ，并解 决 了 产品 吸潮 问题 ， 现 已投放 市场。 随着经济的发展，人们对食补和营养越 来越关注。各种 口服液争先投放市场，以胡 萝 b素微胶囊制成的口服液 以它明快的色 泽，酸甜适中的口感，放置后不分层的特点 成为众多 口服液 中的一 枝新秀 。 由于胡萝 b素微胶囊研究的成功为胡萝 b素在食品工业中的应用开辟了更广泛的市 场，所开发的片剂、固体饮料及饮品适应不 同层次人们的需要 ，具有功 能食 品的特点 。 四、展望 胡萝 b素作为保健食品，对机体有明确 的保健作用。它是人体维生素 A的前体， 能消除体内自由基，防癌、抗癌作用以及提 高免疫功能与抗衰老的作用，已受到各界人 士 的青 睐。 天然胡萝 b素微胶囊不但具有上述保健 功能，而且具有良好的稳定性和复水性，为 胡萝 b素二次产品的开发提供了更广泛的前 景。 大 力开发天然 营养和 功能性 的添加剂 不 仅是世界发展食 品添加 剂的主流，也是我 国 今后发展的方向。天然胡萝 卜素微胶囊的研 制成功可向市场推出一系列胡萝 卜素产品， 扩大胡萝 b素的应用范围，给人们带来新的 品味，给人们的健康带来福音。 一 37 — 维普资讯 http://www.cqvip.com