CN109820837A - 一种含天然虾青素酯的微胶囊及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含天然虾青素酯的微胶囊及其制备方法，该微胶囊包括胶囊壁材、以及由胶囊壁材包裹的含有天然虾青素酯的油相。胶囊壁材包括主要成分和辅助成分，主要成分为胶、多糖、聚糖、蛋白质、肽中的一种或几种，辅助成分为蔗糖酯、多元醇脂肪酸酯、抗坏血酸及其盐、异抗坏血酸及其盐、乙二胺四乙酸、天然多酚中的一种或几种。油相包括天然虾青素酯，脂肪、油，磷脂，多元醇，稳定剂。本发明所述的制备方法包埋率高，并可显著提高天然虾青素酯的储藏稳定性，具有良好的流动性，还可显著提高天然虾青素酯的活体吸收率。本发明所述的微胶囊可以在食品、饮料、化妆品、护肤品、药品等产品上应用。

Description

一种含天然虾青素酯的微胶囊及其制备方法

技术领域

本发明属于生物物质制备技术领域，具体涉及一种含天然虾青素酯的微胶囊及其制备方法。

背景技术

天然虾青素是目前已知的最强的抗氧化剂，可被作为一种新型的活性因子应用在食品、饮料、化妆品、护肤品、药品之中。因此天然虾青素具有巨大的市场潜力。虾青素广泛存在于动植物体内，但未经处理的天然虾青素主要以油溶性的虾青素酯的形式存在，水溶性极差，同时作为强抗氧化剂，未经处理的虾青素酯在通常条件下储存时极易被氧化降解从而失去活性。而微胶囊可以将活性物质包裹在一个由壁材形成的保护层内，隔绝活性物质与外界环境的接触从而保护被包裹的活性物质。因此将天然虾青素酯制成微胶囊是一种理想的处理方法。

于2012年12月22日申请的、专利号为201210561599.7中国发明专利提供了一种虾青素微胶囊的制备方法，但按其方法生产的虾青素微胶囊颗粒大、水分散性差，且虾青素的包埋率低，形成的微胶囊稳定性差。

于2008年12月19日申请的、专利号为200810244049.6中国发明专利也给出了一种虾青素微胶囊的制备方法，但按其方法生产的微胶囊虾青素含量低，胶囊的稳定性差。

于2015年4月2日申请的、专利号为201510152395.1中国专利提供了另一种虾青素微胶囊的制备方法，此方法在胶囊的粒径和水分散性上稍有提高，但也存在包埋率低和微胶囊稳定性差的问题。

发明内容

为解决现有技术存在的缺陷，本发明提供一种含天然虾青素酯的微胶囊及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明一种含天然虾青素酯的微胶囊，包括胶囊壁材、以及由胶囊壁材包裹的含有天然虾青素酯的油相。

具体地，胶囊壁材包括主要成分和辅助成分，主要成分为胶、多糖、聚糖、蛋白质、肽中的一种或几种，辅助成分为蔗糖酯、多元醇脂肪酸酯、抗坏血酸及其盐、异抗坏血酸及其盐、乙二胺四乙酸、天然多酚中的一种或几种；

胶是指从动物、植物中提取的天然胶，胶为卡拉胶、***胶、瓜尔豆胶、果胶中的一种；

聚糖是指从动植物中提取的天然多糖、聚糖及其经过处理的衍生物，聚糖为改性淀粉、糊精、环糊精、壳聚糖、海藻酸及其衍生物中的一种；

蛋白质指从动植物中提取的天然蛋白质，蛋白质为大豆分离蛋白、小麦分离蛋白、乳清蛋白、酪蛋白及其酸盐、胶原蛋白中的一种；

肽是指通过部分分解天然蛋白质得到的肽，肽为大豆蛋白肽、小麦蛋白肽、蚕丝蛋白肽中的一种。

具体地，蔗糖酯为蔗糖月桂酸酯、蔗糖二月桂酸酯、蔗糖硬脂酸酯、蔗糖二硬脂酸酯、蔗糖棕榈酸酯、蔗糖二棕榈酸酯、蔗糖肉豆蔻酸酯、蔗糖二肉豆蔻酸酯、蔗糖油酸酯、蔗糖二油酸酯中的一种或几种；

多元醇脂肪酸酯为甘油-6油酸酯、聚甘油-6硬脂酸酯、聚甘油-6棕榈酸酯、聚甘油-6肉豆蔻酸酯、聚甘油-6月桂酸酯、聚甘油-10油酸酯、聚甘油-10硬脂酸酯、聚甘油-10棕榈酸酯、聚甘油-10肉豆蔻酸酯、聚甘油-10月桂酸酯、甘油硬脂酸酯柠檬酸酯、聚甘油-10二硬脂酸酯、山梨醇硬脂酸酯、山梨醇月桂酸酯、山梨醇棕榈酸酯、山梨醇油酸酯、聚山梨醇硬脂酸酯、聚山梨醇月桂酸酯、聚山梨醇棕榈酸酯、聚山梨醇油酸酯中的一种或几种。

具体地，由胶囊壁材包裹的含有天然虾青素酯的油相按照重量份由以下原料组份组成：天然虾青素酯，脂肪、油，磷脂，多元醇，稳定剂；其中，天然虾青素酯占油相总重量的0.5％～25％，脂肪、油与天然虾青素酯的重量比为1∶2～10∶1，磷脂与天然虾青素酯的重量比为5∶1～1∶5，多元醇与天然虾青素酯的重量比为20∶1～1∶1。

具体地，天然虾青素酯是指从红球藻细胞、磷虾中获得的未经化学加工的主要成分为虾青素酯的油溶性物质；

脂肪、油是指任何动物、植物、矿物源、化工合成的脂肪类和油类物质，脂肪、油还可以包括单甘油酯、二酸甘油酯、三酸甘油酯中的一种或几种；

多元醇为甘油、双甘油、丙二醇、丁二醇、聚乙二醇、山梨糖醇、山梨醇、甘露醇、双丙甘醇中的一种或几种；

稳定剂是指油溶性的物质，稳定剂为植物提取物、生育酚及其衍生物、天然多酚中的一种或几种。

具体地，微胶囊粒径为200nm～5mm。

作为本发明的一种优选技术方案，本发明还提供一种含天然虾青素酯的微胶囊的制备方法，包括以下步骤：

S1、胶囊壁材乳液制备：

将权利要求2或3所述的主要成分、辅助成分和水混合形成胶囊壁材乳液，其中，主要成分与水的重量比为2∶1～1∶10，辅助成分与水的重量比为1∶5～1∶20；

S2、含有天然虾青素酯的油相制备：

将脂肪、油加热到30℃～80℃，然后加入天然虾青素酯、磷脂、多元醇、稳定剂，溶解形成含有天然虾青素酯的油相；其中，天然虾青素酯占油相总重量的0.5％～25％，脂肪、油与天然虾青素酯的重量比为1∶2～10∶1，磷脂与天然虾青素酯的重量比为5∶1～1∶5，多元醇与天然虾青素酯的重量比为20∶1～1∶1；

S3、混合、均质：

将步骤S1中制备的胶囊壁材乳液和步骤S2中制备的含有天然虾青素酯的油相混合形成含有天然虾青素酯的油水分散乳液，壁材乳液与油相的比例为20∶1～1∶5，然后进行均质，使得含有天然虾青素酯的油水分散乳液的平均粒径为50nm～10μm；

S4、干燥：

将步骤S3制备的含有天然虾青素酯的油水分散乳液干燥制成微胶囊。

具体地，步骤S3中均质方法包括高速均质、高压均质、超声波均质、震荡均质中的一种或几种。

具体地，步骤S4中干燥的方法为喷雾干燥，喷雾干燥使用的进风温度不超过200℃，且使用氮气作为干燥气体。

本发明的有益效果是：

(1)本发明利用胶囊壁材中不同成分间的相互作用交合成微胶囊以包裹含有虾青素酯的油相，利用油相中的不同成分来提高微胶囊溶解后虾青素的水分散性，同时利用油相和胶囊壁材中的辅助成分和稳定剂，保护微胶囊中的虾青素在储存中不被氧化降解。通过调节胶囊壁材的具体配方和各个成分之间的比例，可以适当的调节本发明中微胶囊的破裂条件。

(2)本发明所述的制备方法包埋率高，并可显著提高天然虾青素酯的储藏稳定性，具有良好的流动性。同时该微胶囊能够快速地溶解到水中，形成平均粒径150nm左右的透明水溶液。本发明还可显著提高天然虾青素酯的活体吸收率。本发明所述的微胶囊可以在食品、饮料、化妆品、护肤品、药品等产品上应用。

附图说明

图1为本发明实施例与对照例包埋率的对比图。

图2为本发明实施例与对照例、未经处理虾青素酯储存稳定性的对比图。

图3为本发明实施例与对照例、未经处理虾青素酯活体吸收率的对比图。

具体实施方式

下面用实施例来具体说明本发明中所述的微胶囊的制备，实施例只是为了更好地阐述本发明，并不限制本发明的组成成分及制备方法。本发明所举实施例中所使用的分析检测方法如下：

(1)粒径检测

将按本发明所述方法制备的微胶囊用Tris-HCl pH7.0的缓冲液按重量比1：25溶解，待颗粒完全溶解后在25℃使用Zeta纳米粒径分布仪(Malvern，Zetasizer Nano，英国)测定粒径分布。

(2)天然虾青素酯虾青素含量测定

将天然虾青素酯按重量比1∶50放入丙酮中。待虾青素酯完全溶解后，取上清液装入一个干净的容器。向上述丙酮溶液中按体积比1∶1加入含有胆固醇酯酶的Tris-HClpH7.0的缓冲液，缓冲液中胆固醇酯酶浓度为4单元/mL。在37℃下反应45分钟，将虾青素酯转化为游离虾青素。按体积比1∶1向上述溶液中加入石油醚将游离虾青素萃取到石油醚中。离心使得石油醚和还有丙酮的水相分离，将石油醚小心取出后放入一个洁净的容器。使用氮气在低温下将石油醚蒸发，将干燥后的遗留物溶解到与丙酮稀释液体积比为1∶1的高纯丙酮中。将20μL的上述高纯丙酮溶液用高效液相色谱仪进行分析(安捷伦，Infinity 1260，美国；柱为InfinityLab 120HILIC 2.1x150mm，2.7μm，安捷伦，美国；流动相为82：18的己烷：丙酮；流速1mL/分钟；定量波长474nm)。最终虾青素的浓度根据虾青素的标准曲线计算得到(虾青素标准≥98％，西格玛，德国)。

(3)微胶囊虾青素含量测定

称取5mg按本发明所述方法制备的微胶囊放入1mL丙酮中，用细胞破碎机(奥盛，Bioprep-24，中国)破碎(10颗2.8mm不锈钢珠，30秒，6.5m/s，9循环)，离心后取出上清液装入干净容器，将沉淀物继续用1mL的丙酮萃取4次，每次萃取并离心后的上清液汇入装有破碎离心上清液的同一容器。将此容器中的丙酮溶液稀释10倍得到丙酮稀释液。向上述丙酮稀释液按体积比1∶1加入含有胆固醇酯酶的Tris-HCl pH7.0的缓冲液，缓冲液中胆固醇酯酶浓度为4单元/mL。在37℃下反应45分钟，将虾青素酯转化为游离虾青素。按体积比1∶1向上述溶液中加入石油醚，将游离虾青素萃取到石油醚中。离心使得石油醚和还有丙酮的水相分离，将石油醚小心取出后放入一个洁净的容器。使用氮气在低温下将石油醚蒸发，将干燥后的遗留物溶解到与丙酮稀释液体积比为1∶1的高纯丙酮中。将20μL的上述高纯丙酮溶液用高效液相色谱仪进行分析(Infinity 1260，安捷伦，美国；柱为InfinityLab 120HILIC 2.1x150mm，2.7μm，安捷伦，美国；流动相为82∶18的己烷：丙酮；流速1mL/分钟；定量波长474nm)。最终虾青素的浓度根据虾青素的标准曲线计算得到(虾青素标准≥98％，西格玛，德国)。微胶囊的包埋率为微胶囊虾青素含量除以制备同量微胶囊时加入的天然虾青素酯中的虾青素含量。

(4)血清虾青素含量测定

向血清中加入体积比为1∶1的石油醚，将游离虾青素萃取到石油醚中。离心使得石油醚和含有丙酮的水相分离，将石油醚小心取出后放入一个洁净的容器。使用氮气在低温下将石油醚蒸发，将干燥后的遗留物溶解到与丙酮稀释液体积比为1∶1的高纯丙酮中。将20μL的上述高纯丙酮溶液用高效液相色谱仪进行分析(Infinity 1260，安捷伦，美国；柱为InfinityLab 120 HILIC 2.1x150mm，2.7μm，安捷伦，美国；流动相为82∶18的己烷：丙酮；流速1mL/分钟)。最终虾青素的浓度根据虾青素的标准曲线计算得到(虾青素标准≥98％，西格玛，德国)。

实施例1

将50g橄榄油与50g甘油混合后加热到50℃，将15g(按游离虾青素计虾青素含量为33.2％的)雨生红球藻提取物(即虾青素酯)溶解，再加入12g大豆卵磷脂、2g生育酚、2g甘油月桂酸酯并溶解以形成含有虾青素酯的油相。将3g蔗糖月桂酸酯、3g山梨糖醇、2g聚甘油-10月桂酸酯、1g抗坏血酸钠、5g***胶、95g麦芽糊精、100g辛烯基琥珀酸淀粉钠溶解到670g水中以形成水相。

将油相与水相混合，先使用高速剪切乳化机(Wiggens，D-500，中国)将混合物制成粗乳液，再使用高压均质机(ATS，AH-NANO，中国)制成乳液。

将上述乳液使用喷雾干燥的方法(雅程，YC-501，中国；进风温度120℃，出风温度80℃)用氮气作为干燥气体干燥并制成微胶囊。

经检测，此虾青素酯微胶囊占总重量比为1.21％，虾青素的包埋率为92.33％。将5g上述方法制成的虾青素酯微胶囊融入500mL、30℃的纯水中，在搅拌的情况下，微胶囊在30秒内全部溶解，形成透明澄清的淡红色分散液。经测定，此分散液的平均粒径为137nm。上述微胶囊在50℃下密封储存30天后降解率为1.56％。

实施例2

将45g红花籽油与30g甘油棕榈酸酯混合后加热到50℃，将10g(按游离虾青素计虾青素含量为33.2％的)雨生红球藻提取物(即虾青素酯)溶解，再加入12g大豆卵磷脂、2g生育酚并溶解以形成含有虾青素酯的油相。将2g蔗糖月桂酸酯、1g山梨糖醇、1g聚甘油-10月桂酸酯、1g抗坏血酸钠、5g瓜尔豆胶、50g酪蛋白酸钙、40g水溶性壳聚糖、100g麦芽糊精溶解到700g水中以形成水相。

将油相与水相混合，先使用高速剪切乳化机(Wiggens，D-500，中国)将混合物制成粗乳液，再使用高压均质机(ATS，AH-NANO，中国)制成乳液。

将上述乳液使用喷雾干燥的方法(雅程，YC-501，中国；进风温度120℃，出风温度80℃)用氮气作为干燥气体干燥并制成微胶囊。

经检测，此虾青素酯微胶囊占总重量比为0.90％，虾青素的包埋率为95.15％。将5g上述方法制成的虾青素酯微胶囊融入500mL、30℃的纯水中，在搅拌的情况下，微胶囊在30秒内全部溶解，形成透明的淡红色分散液。经测定，此分散液的平均粒径为231nm。上述微胶囊在50℃下密封储存30天后降解率为1.32％。

对照例

将80g玉米油加热到50℃，将10g(按游离虾青素计虾青素含量为33.2％的)雨生红球藻提取物(即虾青素酯)溶解以形成含有虾青素酯的油相。将3g蔗糖月桂酸酯、4g甘油棕榈酸酯、100g辛烯基琥珀酸淀粉钠、100g麦芽糊精溶解到705g水中以形成水相。

将油相与水相混合，先使用高速剪切乳化机(Wiggens，D-500，中国)将混合物制成粗乳液，再使用高压均质机(ATS，AH-NANO，中国)制成乳液。

将上述乳液使用喷雾干燥的方法(雅程，YC-501，中国；进风温度190℃，出风温度90℃)用空气作为干燥气体干燥并制成微胶囊。

经检测，此虾青素酯微胶囊占总重量比为0.68％，虾青素的包埋率为71.69％。将5g上述方法制成的虾青素酯微胶囊融入500mL、30℃的纯水中，在搅拌的情况下，微胶囊在30秒内部分溶解，形成浑浊的淡红色分散液。经测定，此分散液的平均粒径为626nm。上述微胶囊在50℃下密封储存30天后降解率为15.56％。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种含天然虾青素酯的微胶囊，其特征在于，包括胶囊壁材、以及由胶囊壁材包裹的含有天然虾青素酯的油相。

2.根据权利要求1所述的含天然虾青素酯的微胶囊，其特征在于，胶囊壁材包括主要成分和辅助成分，主要成分为胶、多糖、聚糖、蛋白质、肽中的一种或几种，辅助成分为蔗糖酯、多元醇脂肪酸酯、抗坏血酸及其盐、异抗坏血酸及其盐、乙二胺四乙酸、天然多酚中的一种或几种；

胶是指从动物、植物中提取的天然胶，胶为卡拉胶、***胶、瓜尔豆胶、果胶中的一种；

聚糖是指从动植物中提取的天然多糖、聚糖及其经过处理的衍生物，聚糖为改性淀粉、糊精、环糊精、壳聚糖、海藻酸及其衍生物中的一种；

蛋白质指从动植物中提取的天然蛋白质，蛋白质为大豆分离蛋白、小麦分离蛋白、乳清蛋白、酪蛋白及其酸盐、胶原蛋白中的一种；

肽是指通过部分分解天然蛋白质得到的肽，肽为大豆蛋白肽、小麦蛋白肽、蚕丝蛋白肽中的一种。

3.根据权利要求2所述的含天然虾青素酯的微胶囊，其特征在于，蔗糖酯为蔗糖月桂酸酯、蔗糖二月桂酸酯、蔗糖硬脂酸酯、蔗糖二硬脂酸酯、蔗糖棕榈酸酯、蔗糖二棕榈酸酯、蔗糖肉豆蔻酸酯、蔗糖二肉豆蔻酸酯、蔗糖油酸酯、蔗糖二油酸酯中的一种或几种；

多元醇脂肪酸酯为甘油-6油酸酯、聚甘油-6硬脂酸酯、聚甘油-6棕榈酸酯、聚甘油-6肉豆蔻酸酯、聚甘油-6月桂酸酯、聚甘油-10油酸酯、聚甘油-10硬脂酸酯、聚甘油-10棕榈酸酯、聚甘油-10肉豆蔻酸酯、聚甘油-10月桂酸酯、甘油硬脂酸酯柠檬酸酯、聚甘油-10二硬脂酸酯、山梨醇硬脂酸酯、山梨醇月桂酸酯、山梨醇棕榈酸酯、山梨醇油酸酯、聚山梨醇硬脂酸酯、聚山梨醇月桂酸酯、聚山梨醇棕榈酸酯、聚山梨醇油酸酯中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的含天然虾青素酯的微胶囊，其特征在于，由胶囊壁材包裹的含有天然虾青素酯的油相由以下原料组份组成：天然虾青素酯，脂肪、油，磷脂，多元醇，稳定剂；其中，天然虾青素酯占油相总重量的0.5％～25％，脂肪、油与天然虾青素酯的重量比为1∶2～10∶1，磷脂与天然虾青素酯的重量比为5∶1～1∶5，多元醇与天然虾青素酯的重量比为20∶1～1∶1。

5.根据权利要求4所述的含天然虾青素酯的微胶囊，其特征在于，天然虾青素酯是指从红球藻细胞、磷虾中获得的未经化学加工的主要成分为虾青素酯的油溶性物质；

脂肪、油是指任何动物、植物、矿物源、化工合成的脂肪类和油类物质，脂肪、油还可以包括单甘油酯、二酸甘油酯、三酸甘油酯中的一种或几种；

多元醇为甘油、双甘油、丙二醇、丁二醇、聚乙二醇、山梨糖醇、山梨醇、甘露醇、双丙甘醇中的一种或几种；

稳定剂是指油溶性的物质，稳定剂为植物提取物、生育酚及其衍生物、天然多酚中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的含天然虾青素酯的微胶囊，其特征在于，微胶囊粒径为200nm～5mm。

7.一种含天然虾青素酯的微胶囊的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、胶囊壁材乳液制备：

将权利要求2或3所述的主要成分、辅助成分和水混合形成胶囊壁材乳液，其中，主要成分与水的重量比为2∶1～1∶10，辅助成分与水的重量比为1∶5～1∶20；

S2、含有天然虾青素酯的油相制备：

将脂肪、油加热到30℃～80℃，然后加入天然虾青素酯、磷脂、多元醇、稳定剂，溶解形成含有天然虾青素酯的油相；其中，天然虾青素酯占油相总重量的0.5％～25％，脂肪、油与天然虾青素酯的重量比为1∶2～10∶1，磷脂与天然虾青素酯的重量比为5∶1～1∶5，多元醇与天然虾青素酯的重量比为20∶1～1∶1；

S3、混合、均质：

将步骤S1中制备的胶囊壁材乳液和步骤S2中制备的含有天然虾青素酯的油相混合形成含有天然虾青素酯的油水分散乳液，壁材乳液与油相的比例为20∶1～1∶5，然后进行均质，使得含有天然虾青素酯的油水分散乳液的平均粒径为50nm～10μm；

S4、干燥：

将步骤S3制备的含有天然虾青素酯的油水分散乳液干燥制成微胶囊。

8.根据权利要求7所述的含天然虾青素酯的微胶囊的制备方法，其特征在于，步骤S3中均质方法包括高速均质、高压均质、超声波均质、震荡均质中的一种或几种。

9.根据权利要求7所述的含天然虾青素酯的微胶囊的制备方法，其特征在于，步骤S4中干燥的方法为喷雾干燥，喷雾干燥使用的进风温度不超过200℃，且使用氮气作为干燥气体。