一种含姜黄油、姜黄素的水溶性微胶囊以及固体饮料及其制备方法

技术领域

本发明属于食品技术领域，具体涉及一种含姜黄油、姜黄素的水溶性微胶囊以及固体饮料及其制备方法。

背景技术

姜黄是姜科姜黄属植物姜黄的根茎，为药食同源植物，被称为“21世纪的健康明星”。植物姜黄可提取的有效成分为姜黄素和姜黄油，姜黄油为带有芳香性气味的油状物质，主要成分为姜黄烯、芳姜黄酮等萜类物质，具有抑菌、抗炎、抗氧化、抗肿瘤等功效。姜黄素是一种酚性色素，具有广泛的生物活性，如抗炎、抗氧化、抗诱变，降血脂及抗动脉粥样硬化，抗肿瘤等等。近年来，姜黄素抗肿瘤活性成为国内外研究的热点，其抑制癌细胞增殖、诱导癌细胞凋亡等直接抗癌活性日益受到重视。大量研究证实：姜黄素具有稳定性差，口服难吸收，易代谢，生物利用度低等特点，且姜黄本身有苦涩味，消费者不易接受。姜黄作为药食同源的传统中药材，研究开发口感好，稳定性佳，易吸收的姜黄固体饮料具有良好的市场前景。

中国发明专利(CN 106473129 A)用乙醇萃取姜黄后直接添加乳化剂作为芯材，经包埋后得到姜黄微囊，提高了姜黄的稳定性，延长了贮存期，但是由于采用乙醇提取姜黄后直接乳化包埋，因此芯材中含有大量的乙醇，限制了产品的应用，并且因为植物姜黄可提取的有效成分为姜黄素和姜黄油(前者占3％-5％，后者约占5％)，其余10％为水分，80％为树脂、胶质、淀粉和纤维素等，所以该发明中芯材的姜黄油、姜黄素等有效成分含量较低。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种含姜黄油、姜黄素的水溶性微胶囊以及固体饮料及其制备方法，本发明提供的含姜黄油、姜黄素的水溶性微胶囊在水中溶解性好，可有效的保留姜黄油及姜黄素的活性成分，使得姜黄油及姜黄素得到最大限度的利用，同时利用姜黄油溶解姜黄素，改善脂溶性姜黄素的生物利用率。

本发明提供了一种含姜黄油、姜黄素的水溶性微胶囊，由姜黄油和姜黄素作为芯材通过微囊技术进行包埋得到。

优选的，所述芯材还包括沙棘果油。

优选的，所述微胶囊还包括壁材，所述壁材选自环糊精、麦芽糊精、壳聚糖、海藻酸钠的一种或多种。

优选的，所述姜黄油、姜黄素和沙棘果油的质量比为(10～14)：1：(0～6)。

优选的，所述芯材与壁材的质量比为(20～30)：(40～60)。

本发明还提供了一种上述水溶性微胶囊的制备方法，包括以下步骤：

A)将姜黄油、姜黄素以及沙棘果油混合，得到芯材；

B)将壁材与水混合，再加入乳化剂和酸味调节剂，得到壁材水溶液；

C)将所述壁材水溶液与所述芯材混合依次进行剪切乳化、高压均质以及超临界纳米干燥，得到含姜黄油、姜黄素的水溶性微胶囊。

优选的，步骤A)中，所述混合辅助超声波溶解，所述超声波的频率为20～30kHz，温度为70～80℃，保持20～30分钟；

步骤B)中，所述壁材与水混合的温度为70～80℃；

所述乳化剂选自酪蛋白酸钠、变性淀粉、单双硬脂酸甘油酯、乳清蛋白的一种或多种；

所述酸味调节剂选自柠檬酸、苹果酸、酒石酸的一种或多种；

所述乳化剂与壁材的质量比为(3～15)：(40～60)；

所述酸味调节剂与壁材的质量比为(0.05～0.1)：(40～60)；

步骤C)中，所述剪切乳化的时间为20～25分钟；

所述高压均质的压力为35～40MPa；

所述超临界纳米干燥的压力为7～21MPa，温度为30℃。

本发明还提供了一种固体饮料，包括以下质量份的原料：

64～106质量份的水溶性微胶囊，所述水溶性微胶囊选自上述含姜黄油、姜黄素的水溶性微胶囊或上述制备方法制备得到的含姜黄油、姜黄素的水溶性微胶囊；

3～12质量份的膳食纤维；

0.03～0.1质量份的甜味剂；

0.01～0.05质量份的抗结剂。

优选的，所述膳食纤维选自菊粉、魔芋粉、聚葡萄糖的一种或多种；

所述甜味剂选自低聚木糖、L-阿拉伯糖、木糖醇的一种或多种；

所述抗结剂选自二氧化硅、磷酸二氢钠、硅酸钙的一种或多种。

本发明还提供了一种上述固体饮料的制备方法，包括以下步骤：

将水溶性微胶囊、膳食纤维、甜味剂和抗结剂混合，得到固体饮料。

与现有技术相比，本发明提供了一种含姜黄油、姜黄素的水溶性微胶囊，由姜黄油和姜黄素作为芯材通过微囊技术进行包埋得到。本发明提供的含姜黄油、姜黄素的水溶性微胶囊在水中溶解性好，可有效的保留姜黄油及姜黄素的活性成分，使得姜黄油及姜黄素得到最大限度的利用，同时利用姜黄油溶解姜黄素，改善脂溶性姜黄素的生物利用率。

具体实施方式

本发明提供了一种含姜黄油、姜黄素的水溶性微胶囊，由姜黄油和姜黄素作为芯材通过微囊技术进行包埋得到。

在本发明的一些具体实施方式中，所述芯材中还包括沙棘果油。其中，沙棘果油含有多种维生素及营养物质，不仅可以提高营养，还可以辅助改善肠道功能、提高免疫力。

在本发明中，所述姜黄油、姜黄素和沙棘果油的质量比为(10～14)：1：(0～6)。优选的，所述姜黄油、姜黄素和沙棘果油的质量比为10:1:4、12:1:5、14:1:6，或(10～14)：1：(0～6)之间的任意值。

本发明提供的水溶性微胶囊还包括壁材，所述壁材选自环糊精、麦芽糊精、壳聚糖、海藻酸钠的一种或多种。在本发明中，壁材的选择很重要，一是关系到是否可以有效包埋芯材，形成稳定的结构；二是保证包埋后形成的微胶囊在水中的溶解性。

在本发明中，所述芯材与壁材的质量比为(20～30)：(40～60)，优选为(22～28)：(44～56)，进一步优选为(24～26)：(48～52)。

为了改善姜黄素的苦涩和辛辣味，本发明在壁材中加入了酸味调节剂，所述酸味调节剂选自柠檬酸、苹果酸、酒石酸的一种或多种；所述酸味调节剂与壁材的质量比为(0.05～0.1)：(40～60)，优选为(0.06～0.09)：(40～60)，进一步优选为(0.07～0.08)：(45～55)。

本发明还提供了一种上述水溶性微胶囊的制备方法，包括以下步骤：

A)将姜黄油、姜黄素以及沙棘果油混合，得到芯材；

B)将壁材与水混合，再加入乳化剂和酸味调节剂，得到壁材水溶液；

C)将所述壁材水溶液与所述芯材混合依次进行剪切乳化、高压均质以及超临界纳米干燥，得到含姜黄油、姜黄素的水溶性微胶囊。

本发明将姜黄油、姜黄素以及沙棘果油混合，得到芯材。在本发明中，所述混合优选辅助超声波溶解，所述超声波的频率为20～30kHz，优选为22～28kHz，进一步优选为24～28kHz，温度为70～80℃，优选为72～78℃，进一步优选为74～76℃，保持20～30分钟。

本发明将壁材与水混合，再加入乳化剂和酸味调节剂，得到壁材水溶液。其中，所述壁材与水混合的温度为70～80℃，具体的，将壁材溶入70～80℃的蒸馏水中溶解，优选为72～78℃，进一步优选为74～76℃。

所述乳化剂选自酪蛋白酸钠、变性淀粉、单双硬脂酸甘油酯、乳清蛋白的一种或多种。所述乳化剂与壁材的质量比为(3～15)：(40～60)；优选为(5～12)：(40～60)，进一步优选为(7～10)：(45～55)，

所述酸味调节剂选自柠檬酸、苹果酸、酒石酸的一种或多种。所述酸味调节剂与壁材的质量比为(0.05～0.1)：(40～60)，优选为(0.06～0.09)：(40～60)，进一步优选为(0.07～0.08)：(45～55)。

接着，将所述壁材水溶液与所述芯材混合依次进行剪切乳化、高压均质以及超临界纳米干燥，得到含姜黄油、姜黄素的水溶性微胶囊。

其中，本发明将所述壁材水溶液与所述芯材混合置于剪切罐中，进行剪切乳化的时间为20～25分钟。

然后，将剪切后的物料打入均质前储罐进行搅拌，搅拌均匀后开动均质机对物料进行高压均质，使物料形成微小颗粒，高压均质压力35～40Mpa。

最后，将高压均质后的物料打入超临界干燥器中，压力7-21Mpa，温度为30℃。

本发明还提供了一种固体饮料，包括以下质量份的原料：

64～106质量份的水溶性微胶囊，所述水溶性微胶囊选自上述含姜黄油、姜黄素的水溶性微胶囊或上述制备方法制备得到的含姜黄油、姜黄素的水溶性微胶囊；

3～12质量份的膳食纤维；

0.03～0.1质量份的甜味剂；

0.01～0.05质量份的抗结剂。

本发明提供的固体饮料包括64～106质量份的水溶性微胶囊，优选为64、70、80、90、100、106，或64～106质量份之间的任意值。

本发明提供的固体饮料还包括3～12质量份的膳食纤维，优选为3、5、7、9、12，或3～12质量份之间的任意值。所述膳食纤维选自菊粉、魔芋粉、聚葡萄糖的一种或多种；

本发明提供的固体饮料还包括0.03～0.1质量份的甜味剂，优选为0.03、0.05、0.07、0.1，或0.03～0.1质量份之间的任意值；所述甜味剂选自低聚木糖、L-阿拉伯糖、木糖醇的一种或多种。

本发明提供的固体饮料还包括0.01～0.05质量份的抗结剂，优选为0.01、0.02、0.03、0.04、0.05，或0.01～0.05质量份之间的任意值。所述抗结剂选自二氧化硅、磷酸二氢钠、硅酸钙的一种或多种。

本发明还提供了一种固体饮料的制备方法，包括以下步骤：

将水溶性微胶囊、膳食纤维、甜味剂和抗结剂混合，得到固体饮料。

其中，本发明对所述混合的方式并没有特殊限制，本领域技术人员公知的方法即可。在本发明中，优选将原料在三维混料机中混合均匀。

本发明使得所述微囊粉固体饮料具备良好的溶解性，增加姜黄油和姜黄素的应用性，可应用于相关领域中。

本发明将姜黄油、姜黄素通过微囊技术进行包埋，这样有效的促进姜黄油及姜黄素的吸收，保护了姜黄油和姜黄素两种物质的特有功效，另外本发明使用了姜黄油超声波法溶解姜黄素，该方法在起到很好的溶解姜黄素的同时，又利用姜黄油、姜黄素的协同效应增加其生物利用度，同时添加水溶性膳食纤维，具有提高免疫力、改善肠道功能的效果。本发明产品的稳定性好、不易降解，生命期延长，溶于水后具备较佳的分散性，同时能够提高姜黄油、姜黄素油的生物利用度，进而提高其药用活性，能够显著增强免疫力。

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的含姜黄油、姜黄素的水溶性微胶囊以及固体饮料及其制备方法进行说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。

实施例1

一种含姜黄油、姜黄素固体饮料及其制备方法，包括下列步骤：

(1)制备芯材：将25份混合油芯材加入搅拌锅中，混合油芯材比例为姜黄油：姜黄素：沙棘果油＝10:1:4，超声波条件下溶解姜黄素，频率30kHz，温度为70℃，保持30分钟；

(2)制备壁材：将20份麦芽糊精、15份壳聚糖壁材溶入75℃的蒸馏水中溶解，制成饱和水溶液，加入2份单双硬脂酸甘油酯、2份酪蛋白酸钠、0.07份苹果酸，搅拌均匀，保持25分钟；

(3)剪切乳化：将壁材与芯材物料打入剪切罐中，进行混合剪切25分钟；

(4)高压均质：将剪切乳化后的物料打入均质前储罐进行搅拌，搅拌均匀后开动均质机对物料进行高压均质，使物料形成微小颗粒，均质压力40Mpa；

(5)超临界纳米干燥：高压均质后的物料打入超临界干燥器中，压力10Mpa，温度为30℃；

(6)将超临界干燥后的得到微囊粉与5份魔芋粉、0.07份低聚木糖、0.02份二氧化硅在三维混料机中混合均匀，得到最终产品。

实施例2

一种含姜黄油、姜黄素固体饮料及其制备方法，包括下列步骤：

(1)制备芯材：将30份混合油芯材加入搅拌锅中，混合油芯材比例为姜黄油：姜黄素：沙棘果油＝12:1:5，超声波条件下溶解姜黄素，频率25kHz，温度为75℃，保持25分钟；

(2)制备壁材：将20份环糊精、30份麦芽糊精壁材溶入70℃的蒸馏水中溶解，制成饱和水溶液，加入2份酪蛋白酸钠、4份变性淀粉、0.05份柠檬酸，搅拌均匀，保持20分钟；

(3)剪切乳化：将壁材与芯材物料打入剪切罐中，进行混合剪切20分钟；

(4)高压均质：将剪切乳化后的物料打入均质前储罐进行搅拌，搅拌均匀后开动均质机对物料进行高压均质，使物料形成微小颗粒，均质压力35Mpa；

(5)超临界纳米干燥：高压均质后的物料打入超临界干燥器中，压力15Mpa，温度为30℃；

(6)将超临界干燥后的得到微囊粉与10份菊粉、0.03份L-阿拉伯糖、0.03份磷酸二氢钠在三维混料机中混合均匀，得到最终产品。

实施例3

一种含姜黄油、姜黄素固体饮料及其制备方法，包括下列步骤：

(1)制备芯材：将20份混合油芯材加入搅拌锅中，混合油芯材比例为姜黄油：姜黄素：沙棘果油＝14:1:6，超声波条件下溶解姜黄素，频率20kHz，温度为75℃，保持20分钟；

(2)制备壁材：将10份海藻酸钠、30份麦芽糊精壁材溶入70℃的蒸馏水中溶解，制成饱和水溶液，加入2份酪蛋白酸钠、3份乳清蛋白、0.05份酒石酸，搅拌均匀，保持30分钟；

(3)剪切乳化：将壁材与芯材物料打入剪切罐中，进行混合剪切20分钟；

(4)高压均质：将剪切乳化后的物料打入均质前储罐进行搅拌，搅拌均匀后开动均质机对物料进行高压均质，使物料形成微小颗粒，均质压力40Mpa；

(5)超临界纳米干燥：高压均质后的物料打入超临界干燥器中，压力20Mpa，温度为30℃；

(6)将超临界干燥后的得到微囊粉与12份聚葡萄糖、0.05份木糖醇、0.02份硅酸钙在三维混料机中混合均匀，得到最终产品。

对比例

(1)制备芯材：将20份混合油芯材加入搅拌锅中，混合油芯材比例为沙棘果油：姜黄素＝20:1，超声波条件下溶解姜黄素，频率20kHz，温度为75℃，保持20分钟；

(2)制备壁材：将10份海藻酸钠、30份麦芽糊精壁材溶入70℃的蒸馏水中溶解，制成饱和水溶液，加入2份酪蛋白酸钠、3份乳清蛋白、0.05份酒石酸，搅拌均匀，保持30分钟；

(3)剪切乳化：将壁材与芯材物料打入剪切罐中，进行混合剪切20分钟；

(4)高压均质：将剪切乳化后的物料打入均质前储罐进行搅拌，搅拌均匀后开动均质机对物料进行高压均质，使物料形成微小颗粒，均质压力40Mpa；

(5)超临界纳米干燥：高压均质后的物料打入超临界干燥器中，压力20Mpa，温度为30℃；

(6)将超临界干燥后的得到微囊粉与12份聚葡萄糖、0.05份木糖醇、0.02份硅酸钙在三维混料机中混合均匀，得到最终产品。

结果表明：芯材采用单一的沙棘果油，即使在超声波条件下也无法将姜黄素充分溶解，形成了悬浮姜黄素的混合油溶液及姜黄素沉淀；由于姜黄素没有得到良好的溶解，导致包埋效果不好，形成的微囊粉中有裸露的姜黄素，姜黄素对热、光均敏感，使得微囊产品稳定性差、生命周期短、并且裸露的姜黄素不溶于水、用户体验感差。

实施例4

1、微囊溶解性实验

取25g实施例1～3制备的超临界干燥后的得到微囊粉于500mL烧杯中，用200mL70℃以上热水冲调，用玻棒搅拌1min后观察其溶解情况。

经观察，烧杯中水呈现橙黄色，无颗粒物悬浮，微囊粉溶解性良好。

2、最终产品(固体饮料)溶解性实验

取25g最终产品于500mL烧杯中，用200mL70℃以上热水冲调，用玻棒搅拌1min后观察其溶解情况。

经观察，烧杯中水略显粘稠，呈现橙黄色，无颗粒物悬浮，微囊粉溶解性良好，口感酸甜无异味。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。