鹰嘴豆异黄酮微胶囊化工艺的研究
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摘要:为了防止鹰嘴豆异黄酮的氧化,扩大其用途,文章用分子络合、乳化包埋、复凝聚等方法对超临界CO2流体萃取的鹰嘴豆异黄酮进行微胶囊化研究,确定最佳生产工艺条件。实验结果表明:利用喷雾干燥法,以以鹰嘴豆分离蛋白和麦芽糊精、β-环状糊精和阿拉伯胶及明胶为壁材,喷雾干燥法制备鹰嘴豆异黄酮微胶囊适宜的工艺参数为:进料浓度22-30%,进料温度为50-55℃,进风温度160-180℃。
关键词:鹰嘴豆;异黄酮;喷雾干燥
中图分类号:TS202.3 文献标识码:A 文章编号:1674-0432(2010)-07-0036-2
0 引言
鹰嘴豆是一种深受广大消费者亲睐的营养丰富又具特殊医疗功效的保健食品。鹰嘴豆是一种十分珍贵的稀有物种资源,属于高营养豆类植物,富含多种植物蛋白和多种氨基酸、维生素、粗纤维及钙镁、铁等成份。鹰嘴豆异黄酮对女性健康的影响很大,是具有活性的植物性类雌激素,它能够延迟女性细胞衰老,使皮肤保持弹性、养颜、丰乳、减少骨丢失,促成骨生成、降血脂、减轻女性更年期综合症状等。鹰嘴豆异黄酮也有防止癌细胞的增殖,促使癌细胞死亡的作用。可以很好的防治荷尔蒙类癌症(如乳腺癌和前列腺癌),它可以平衡荷尔蒙水平,让食用者很少受到经前不适和荷尔蒙相关问题(如卵巢囊肿)的困扰。
微胶囊技术给医药工业带来了突破性的进展,方便运输及贮藏期,避免鹰嘴豆异黄酮氧化劣变。目前国内已经成功的对色拉油,鱼油棕榈油等油脂及大豆异黄酮等活性物质实现了包埋,但对鹰嘴豆异黄酮的微胶囊化国内鲜见报道。
本实验从壁材选择、干燥方法、喷雾干燥时进料浓度、进出风温度等方面对超临界CO2流体萃取的鹰嘴豆异黄酮进行了探讨,从而找到微胶囊化鹰嘴豆异黄酮的最佳工艺。
2 材料与方法
2.1 材料
心材:鹰嘴豆异黄酮(超临界CO2流体萃取);壁材:阿拉伯胶,明胶,玉米糖浆,麦芽糊精(DE值为20),鹰嘴豆分离蛋白(SPI),β-环状糊精(β-CD)等;乳化剂:单甘脂,蔗糖酯。
2.2 设备
离心喷雾干燥器,均质机、磁力振荡器、分析天平、恒温干燥箱、恒温水浴锅、水分测定仪、50目分样筛。
2.3 方法
2.3.1 分子络合喷雾干燥法
(1)工艺流程:配料乳化均质喷雾干燥成品。
(2)配料:将100gβ-CD溶解于100g水中,将70g阿拉伯胶于65℃水溶解加入上述溶液中,再加入含有1%单甘脂的鹰嘴豆异黄酮400g,加水至1000g混匀,设为一号样。
(3)乳化均质:将配料液置于磁力振荡器上振荡24h,并用均质机均质三次。
(4)喷雾干燥:将乳剂置入离心喷雾干燥器中干燥,进风压力4.5-5kg/cm2,进风温度160-180℃,进料温度50-55℃,出风温度70-80℃。
2.3.2 单纯分子络合法
(1)工艺流程:配料乳化均质干燥过筛成品。
(2)操作点:将配料制成后乳化均质分别置于瓷盘中放入恒温干燥箱干燥(50-60℃,24h),产品过50目分样筛,分别设为二、三号样。
2.3.3 乳化包埋喷雾干燥法
(1)工艺流程:配料乳化均质喷雾干燥成品。
(2)配料:300g阿拉伯胶溶解于50℃水,20分钟后将300g麦芽糊精加入并溶解,恒温10分钟,介入450g玉米糖浆,再加入含有1%单甘脂的鹰嘴豆异黄酮400g,加水至1000g混匀,设为四号样。
2.3.4 复凝聚喷雾干燥法
(1)工艺流程:将鹰嘴豆异黄酮和10%明胶溶液乳化混合均质凝聚喷雾干燥成品。
(2)操作点:①配料:鹰嘴豆异黄酮200g,10%明胶溶液800g,10%阿拉伯胶溶液800g,为五号样;②乳化均质:将五号样过胶体磨3次,用均质机加工一次;③凝聚:用10%醋酸调pH值至4.1-4.4,加入45℃的水800g,形成复凝聚湿微胶囊。
2.4 检测指标
微胶囊产品感官评定:分别对微胶囊产品在制作过程中的色泽,粒度,形状及粘壁情况进行观察记录;水分含量的测定:采用水分测定仪;包埋率的测定:包埋率=(实际包埋芯量/芯材投入量)×100%。
3 结果与讨论
3.1 感官评定结果
表1 产品感官评定结果
样品号 壁材 微胶囊方法 干燥方法 产品感官
1 β-CD+阿拉伯胶 分子络合 喷雾干燥 易回收、粒度好、白色粉末
2 β-CD+阿拉伯胶 分子络合 恒温干燥 易回收、粒度好、白色粉末
3 β-CD 分子络合 恒温干燥 呈疏松状、色白、有片状物
4 阿拉伯胶+麦芽糊精+玉米糖浆 乳化包埋 喷雾干燥 易回收、粒度好、褐黄色粉末、粘壁
5 明胶+阿拉伯胶 复凝聚法 喷雾干燥 易回收、粒度好、浅黄色粉末
3.2 包埋效果比较
包埋率是微胶囊产品的衡量指标,包埋率高表示心材大多被包埋在微胶囊壁内,留在微胶囊产品表面的心材含量少。由图1可以看出5种样品的包埋率均在50%以上,其中β-CD+阿拉伯胶的包埋率是最高的,达到了65%(见图1)。
3.3 壁材的选择
由表1和图1可知:阿拉伯胶、明胶和阿拉伯胶是包埋鹰嘴豆异黄酮较为合适的壁材,其具备高度溶解性,优良的乳化能力和干燥能力,且具有溶解黏度低、成膜性好的特点。
图1 不同微胶囊方法对鹰嘴豆异黄酮包埋效果的影响
3.4 干燥方法对鹰嘴豆异黄酮微胶囊质量的影响
干燥方法的选择对微胶囊产品的质量有着重要的影响。下面对喷雾干燥法和恒温干燥法进行再产品感官效果、包埋率、含水率三个方面的比较。
表2 不同干燥方法对产品质量的影响
干燥方法 喷雾干燥法 恒温干燥法
处理号 1 4 2 3
包埋率% 62 50 55 48
含水率% 1.08 1.5 7.1 6.02
由表2可知喷雾干燥法所的产品的包埋率高于恒温干燥法制的的产品,并且含水率低,有利于产品的保藏。喷雾干燥法制微胶囊是将包埋好的乳化液在喷雾干燥室内使之与热气流直接接触,使溶液壁材的水分短时间蒸发,有利于壁膜的形成和固化,形成颗粒状粉末。对于鹰嘴豆异黄酮微胶囊的制备选用喷雾干燥法。
3.5 喷雾干燥法对产品的影响因素
喷雾干燥法对鹰嘴豆异黄酮微胶囊制备,以下工艺参数对产品的质量和包埋率有影响:进料浓度、进料温度、进风温度和出风温度。
3.5.1 进料浓度对微胶囊化的影响 经试验得鹰嘴豆异黄酮宜采用的进料浓度为22-30%。高的进料浓度,产品在干燥过程中容易形成壳,从而对提高产品的质量有利,但固形物的含量不宜过大,否则不利于雾化,而使得产品质量变差。
3.5.2 进料温度对微胶囊化的影响 由试验得鹰嘴豆异黄酮宜采用的进料温度为50-55℃,进料温度太高会影响低沸点挥发成分的挥发。适当提高进料温度可以降低进料乳液的黏度,有利于乳滴的雾化。
3.5.3 进风温度对微胶囊化的影响 由试验得进风温度160-180℃较为合适,温度低于160℃,含分率大,流动能力差,容易粘壁;适当提高进风温度可提高产品包埋率。
3.5.4 出口温度对微胶囊化的影响 出口温度影响到产品的干燥时间,对产品的结构和水分含量有较大的影响。经试验比较选取出口温度70-80℃较为合适,有利于产品壁结构形成致密,干燥效果好。
4 结论
采用喷雾干燥法进行微胶囊化较为合适;采用阿拉伯胶、明胶、麦芽糊精+阿拉伯胶+玉米糖浆这些壁材能够得到色泽白,粒度好,包埋率较高的微胶囊粉末;喷雾干燥法制备鹰嘴豆异黄酮微胶囊适宜的工艺参数为:进料浓度22-30%,进料温度为50-55℃,进风温度160-180℃。
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作者简介:张冬(1984-),女,就职于新疆化学工业学校,研究方向:化工工艺。