專利名稱：一種利用類脂囊泡包封類胡蘿卜素的制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于食品添加劑領域，特別涉及一種適合工業(yè)化生產(chǎn)的類胡蘿卜素類脂囊泡的制備方法。
背景技術：
食用色素分為合成色素和天然色素,合成色素由于其安全性問題，目前只有少數(shù)被允許用于食品中，而天然色素由于具有較高的安全性，其應用越來越廣泛。天然色素以植物性來源為主，種類繁多，按化學結構可以劃分為五大類:類胡蘿卜素類、花青素類、黃酮類、吡咯類和其它類。類胡蘿卜素是一大類重要的天然化合物，廣泛存在于高等植物的葉綠體和有色體中，是人和動物的食物中不可缺少的組分。同時，類胡蘿卜素也是藥食同源的一種組分，具有多種藥理活性和實用價值。其主要藥理作用有:(I)約有10%的類胡蘿卜素是維生素A的前體，在腸粘膜細胞內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)榫S生素Ajn β-胡蘿卜素等；(2)是一種強抗氧化劑，可以淬滅超氧自由基和單態(tài)氧離子，延緩衰老；(3)可以增強免疫功能；(4)具有防癌、抗癌作用，可減少與老化有關的疾病如冠心病、黃斑退化疾病(劉翔等，類胡蘿卜素在體內(nèi)外的抗氧化活性.食品工業(yè)科技，2008，29 (10):279-283)。類胡蘿卜素是呈黃色、橙紅色或紅色的多烯類物質(zhì)，共有六百多種，常見的有β_胡蘿卜素、葉黃素、番茄紅素和辣椒紅素等。類胡蘿卜素大多溶于非揮發(fā)性油，幾乎不溶于水，部分溶于乙醇，溶于甘油。其中葉黃素存在于許多蔬菜水果中，但工業(yè)化生產(chǎn)主要取自萬壽菊(Tagetes erecta)。萬壽菊花中絕大多數(shù)葉黃素均以酯形式存在,而非游離態(tài)，由于葉黃素兩側的每一個紫羅酮環(huán)都有一個羥基，在植物細胞內(nèi)與脂肪酸發(fā)生酯化作用生成單酯和二酯的衍生物葉黃素是一種不對稱的二羥基類胡蘿卜素，系統(tǒng)名稱為3，3' -二羥基-β，α-胡蘿卜素，它是人眼視網(wǎng)膜黃斑色素主要組成部分(李大婧等，萬壽菊葉黃素的提取及分析方法研究進展，食品科學，2005，26 (9):582-586)。辣椒紅色素是以辣椒的果實為原料提取而得到的食用天然色素，主要成分為辣椒紅素(C4tlH56O3)和辣椒玉紅素(C40H56O4)的混合物。天然色素普遍穩(wěn)定性較差，對光、熱、氧、金屬離子、pH值等很敏感，容易降解。天然色素穩(wěn)定化的方法有添加抗氧化劑如黃酮類和多酚類化合物、有機酸如抗壞血酸等來提高穩(wěn)定性；通過改造天然色素分子的結構，以獲得新的色調(diào)或改善色素的穩(wěn)定性、溶解性、著色力等(歐陽杰等，天然食用色素的穩(wěn)定化技術研究進展，食品科技，2006，8:182-184)。將天然色素包封的方法主要有微膠囊法、脂質(zhì)體和類脂囊泡法。微膠囊法就是用β_環(huán)糊精、阿拉伯膠、變性淀粉、蔗糖、蛋白質(zhì)等壁材，將液體、固體或氣體包裹在一微小的膠囊之中，在一定的條件下有控制地將心材釋放出來。脂質(zhì)體是1965年英國學者Bangham等將磷脂分散在水中進行電鏡觀察時發(fā)現(xiàn)的，構成脂質(zhì)雙分子層(載體)的物質(zhì)主要有磷脂(卵磷脂、腦磷脂、大豆磷脂)和膽固醇等，其中每層均可包封藥物，且由于其分子結構中既有親水基團又有疏水基團，水溶性藥物包封于囊泡親水基團夾層中，而脂溶性藥物則分散于囊泡的疏水基團的夾層中。但是磷脂存在易氧化降解、因磷脂分散在水中定向排列而形成熱力學不穩(wěn)定系統(tǒng)、包封物易泄漏、脂質(zhì)體易聚結、制備貯藏困難等缺點，因此人們用表面活性劑代替磷脂來制備類脂囊泡，其中離子型的毒性較大，不宜用作藥物或食品載體。類脂囊泡是由非離子型表面活性劑和膽固醇在親水介質(zhì)中自組裝形成的具有封閉雙分子層膜結構的封閉體系。從結構上分可分為單室囊泡和多室囊泡兩類，粒徑在30-1000nm范圍內(nèi)，物理性質(zhì)與脂質(zhì)體十分相似，既可以用來包裹親水性藥物，又可以用來包裹親脂性藥物。類脂囊泡的制備方法主要有薄膜水化法、注入法、前體囊泡法、逆相蒸發(fā)法、搖瓶法、脫水再水化法、熔融法等(楊瑞.非離子表面活性劑囊泡的研究進展，中國藥劑學雜志，2008,6(3):124-132)。其中薄膜水化法是囊泡制備最經(jīng)典的、應用最廣泛的一種方法，將表面活性劑溶于氯仿或乙醚中，減壓旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)成膜，再用磷酸鹽緩沖液或藥物溶液水化，即得均勻的囊泡溶液。注入法是將囊材溶解于有機溶劑中，在一定的溫度及磁力攪拌下將上述溶液注入到水溶液中，減壓除去有機溶劑后即為均勻的囊泡溶液，采用此法制備的囊泡粒徑小且均勻，但會涉及到有機溶劑殘留的問題。目前，類脂囊泡的制備大多處于實驗室研究階段，很少見到有適合工業(yè)化生產(chǎn)的方法報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種適合工業(yè)化生產(chǎn)的包封類胡蘿卜素的類脂囊泡的制備方法，首先將非離子型表面活性劑、類胡蘿卜素和膽固醇溶于氯仿/甲醇，然后通過自動注射機將混合液注入磷酸鹽緩沖液中形成類脂囊泡懸浮液，再將有機溶劑除去并收集，最后將脫去有機溶劑的類脂囊泡懸浮液真空冷凍干燥，即可得到類脂囊泡包封的類胡蘿卜素干粉。本發(fā)明的實施方案如下:I)將5 50份HLB值為6.0 9.0的非離子型表面活性劑、I份類胡蘿卜素和I 10份膽固醇，混合均勻，加入20 200份氯仿/甲醇(體積比4:1)，混合至完全溶解，將上述混合液裝于自動注射機中；2)將20 200份的0.01mol/LpH7.0的磷酸鹽緩沖液加入可密閉、內(nèi)部上方加裝
有注射針槍頭、帶攪拌和控溫裝置的真空脫氣機中；3)將自動注射機中的混合液通過軟管連接到真空脫氣機上方的注射針，間歇、勻速地注入40 60°C的磷酸鹽緩沖液中，慢速攪拌20 60分鐘，同時開啟真空脫氣，將揮發(fā)的有機溶劑通過連接的冷凝器收集；4)將脫去有機溶劑的類脂囊泡懸浮液真空冷凍干燥，即可得到類脂囊泡包封的類胡蘿卜素干粉。步驟I)所述的非離子型表面活性劑，可以是聚氧乙烯山梨醇酐單月桂酸酯(又名吐溫20)、聚氧乙烯山梨醇酐單棕櫚酸酯(又名吐溫40)、聚氧乙烯山梨醇酐單硬脂酸酯(又名吐溫60)、聚氧乙烯山梨醇酐單油酸酯(又名吐溫80)、山梨醇酐單月桂酸酯(又名司盤20)、山梨醇酐單棕櫚酸酯(又名司盤40)、山梨醇酐單硬脂酸酯(又名司盤60)、山梨醇酐叁硬脂酸酯(又名司盤65)、山梨醇酐單油酸酯(又名司盤80)、單，雙甘油脂肪酸酯(油酸、亞油酸、亞麻酸、棕櫚酸、山崳酸、硬脂酸、月桂酸)中的一種或多種，根據(jù)一定比例配制成 HLB 值 6.0 9.0。步驟I)所述的類胡蘿卜素，為葉黃素、辣椒紅色素、番茄紅素、￠-胡蘿卜素、Y-胡蘿卜素或玉米黃素。步驟2)所述的真空脫氣機，上方可加裝注射針槍頭I 8個，每個槍頭有4 8個注射針，每個注射針規(guī)格為0 2 4mm ;步驟2)所述的磷酸緩沖液，還可加入總量為0.2 4.0份的凍干保護劑乳糖、葡萄糖、蔗糖、甘露醇中的一種或多種。步驟3)所述的注入方法，注射壓力為0.1 0.5MPa，注射速度為10 40次/分鐘。步驟3)所述的真空脫氣，真空度為0.06 0.09MPa。步驟4)所述的真空冷凍干燥方法，真空度為0.01 0.03MPa，制冷溫度為-30 -60°C，處理時間為2 8小時。
具體實施例方式下面的實施例將對本發(fā)明作進一步的解釋，但是本發(fā)明并不僅僅局限于這些實施例，這些實施例不以任何方式限制本發(fā)明的范圍。本領域的技術人員在權利要求的范圍內(nèi)所做出的某些改變和調(diào)整也應認為屬于本發(fā)明的范圍。實施例1:將5份HLB值為8.0的吐溫80和司盤20混合物、I份番茄紅素和I份膽固醇，混合均勻，加入100份氯仿/甲 醇(體積比4: I)，混合至完全溶解，將上述混合液裝于自動注射機中；再將100份的0.01mol/L pH7.0的磷酸鹽緩沖液加入可密閉、內(nèi)部上方加裝有注射針槍頭、帶攪拌和控溫裝置的真空脫氣機中。將自動注射機中的混合液通過軟管連接到真空脫氣機上方的注射針，間歇、勻速地注入60°C的磷酸鹽緩沖液中，慢速攪拌60分鐘，同時開啟真空脫氣，真空度0.06MPa，將揮發(fā)的有機溶劑通過連接的冷凝器收集。將脫去有機溶劑的類脂囊泡懸浮液于_60°C，真空度0.0lMPa下冷凍干燥8小時，得到類脂囊泡包封的番茄紅素干粉。實施例2:將50份HLB值為7.0的吐溫20和司盤80混合物、I份葉黃素和2份膽固醇，混合均勻，加入200份氯仿/甲醇(體積比4: I)，混合至完全溶解，將上述混合液裝于自動注射機中；再將200份的0.01mol/L pH7.0的磷酸鹽緩沖液加入可密閉、內(nèi)部上方加裝有注射針槍頭、帶攪拌和控溫裝置的真空脫氣機中。將自動注射機中的混合液通過軟管連接到真空脫氣機上方的注射針，間歇、勻速地注入50°C的磷酸鹽緩沖液中，慢速攪拌20分鐘，同時開啟真空脫氣，真空度0.07MPa，將揮發(fā)的有機溶劑通過連接的冷凝器收集。將脫去有機溶劑的類脂囊泡懸浮液于_50°C，真空度0.02MPa下冷凍干燥7小時，得到類脂囊泡包封的葉黃素干粉。實施例3:將20份HLB值為8.0的吐溫60和單油酸甘油酯混合物、I份辣椒紅色素和5份膽固醇，混合均勻，加入120份氯仿/甲醇(體積比4: I)，混合至完全溶解，將上述混合液裝于自動注射機中；再將150份的0.0lmol/L pH7.0的磷酸鹽緩沖液加入可密閉、內(nèi)部上方加裝有注射針槍頭、帶攪拌和控溫裝置的真空脫氣機中。將自動注射機中的混合液通過軟管連接到真空脫氣機上方的注射針，間歇、勻速地注入40°C的磷酸鹽緩沖液中，慢速攪拌40分鐘，同時開啟真空脫氣，真空度0.08MPa，將揮發(fā)的有機溶劑通過連接的冷凝器收集。將脫去有機溶劑的類脂囊泡懸浮液于_40°C，真空度0.0lMPa下冷凍干燥6小時，得到類脂囊泡包封的辣椒紅色素干粉。實施例4:將30份HLB值為7.0的吐溫40和單硬脂酸甘油酯混合物、I份β -胡蘿卜素和10份膽固醇，混合均勻，加入80份氯仿/甲醇(體積比4: I)，混合至完全溶解，將上述混合液裝于自動注射機中；再將80份的0.01mol/L pH7.0的磷酸鹽緩沖液加入可密閉、內(nèi)部上方加裝有注射針槍頭、帶攪拌和控溫裝置的真空脫氣機中。將自動注射機中的混合液通過軟管連接到真空脫氣機上方的注射針，間歇、勻速地注入50°C的磷酸鹽緩沖液中，慢速攪拌30分鐘，同時開啟真空脫氣，真空度0.09MPa，將揮發(fā)的有機溶劑通過連接的冷凝器收集。將脫去有機溶劑的類脂囊泡懸浮液于_30°C，真空度0.02MPa下冷凍干燥4小時，得到類脂囊泡包封的β-胡蘿卜素干粉。實施例5: 將40份HLB值為9.0的吐溫20、司盤60和雙月桂酸甘油酯混合物、I份Y -胡蘿卜素和4份膽固醇，混合均勻，加入160份氯仿/甲醇(體積比4: 1)，混合至完全溶解，將上述混合液裝于自動注射機中；再將150份的0.01mol/L pH7.0的磷酸鹽緩沖液加入可密閉、內(nèi)部上方加裝有注射針槍頭、帶攪拌和控溫裝置的真空脫氣機中。將自動注射機中的混合液通過軟管連接到真空脫氣機上方的注射針，間歇、勻速地注入55°C的磷酸鹽緩沖液中，慢速攪拌40分鐘，同時開啟真空脫氣，真空度0.07MPa，將揮發(fā)的有機溶劑通過連接的冷凝器收集。將脫去有機溶劑的類脂囊泡懸浮液于-50°C，真空度0.0lMPa下冷凍干燥2小時，得到類脂囊泡包封的Y-胡蘿卜素干粉。實施例6:將25份HLB值為8.0的吐溫40、司盤20和雙棕櫚酸甘油酯混合物、I份玉米黃素和3份膽固醇，混合均勻，加入90份氯仿/甲醇(體積比4: I)，混合至完全溶解，將上述混合液裝于自動注射機中；再將75份的0.01mol/L pH7.0的磷酸鹽緩沖液和I份甘露醇加入可密閉、內(nèi)部上方加裝有注射針槍頭、帶攪拌和控溫裝置的真空脫氣機中。將自動注射機中的混合液通過軟管連接到真空脫氣機上方的注射針，間歇、勻速地注入45°C的磷酸鹽緩沖液中，慢速攪拌30分鐘，同時開啟真空脫氣，真空度0.06MPa，將揮發(fā)的有機溶劑通過連接的冷凝器收集。將脫去有機溶劑的類脂囊泡懸浮液于-45 °C，真空度0.02MPa下冷凍干燥4小時，得到類脂囊泡包封的玉米黃素干粉。
權利要求
1.一種適合工業(yè)化生產(chǎn)的包封類胡蘿卜素的類脂囊泡的制備方法，其特征在于，其步驟如下: 1)將5 50份HLB值為6.0 9.0的非離子型表面活性劑、I份類胡蘿卜素和I 10份膽固醇，混合均勻，加入20 200份氯仿/甲醇(體積比4: I)，混合至完全溶解，將上述混合液裝于自動注射機中； 2)將20 200份的0.01mol/L pH7.0的磷酸鹽緩沖液加入可密閉、內(nèi)部上方加裝有注射針槍頭、帶攪拌和控溫裝置的真空脫氣機中； 3)將自動注射機中的混合液通過軟管連接到真空脫氣機上方的注射針，間歇、勻速地注入40 60°C的磷酸鹽緩沖液中，慢速攪拌20 60分鐘，同時開啟真空脫氣，將揮發(fā)的有機溶劑通過連接的冷凝器收集； 4)將脫去有機溶劑的類脂囊泡懸浮液真空冷凍干燥，即可得到類脂囊泡包封的類胡蘿卜素干粉。
2.按權利要求1中所述的包封類胡蘿卜素的類脂囊泡的制備方法，其特征在于:步驟I)所述的非離子型表面活性劑，可以是聚氧乙烯山梨醇酐單月桂酸酯(又名吐溫20)、聚氧乙烯山梨醇酐單棕櫚酸酯(又名吐溫40)、聚氧乙烯山梨醇酐單硬脂酸酯(又名吐溫60)、聚氧乙烯山梨醇酐單油酸酯(又名吐溫80)、山梨醇酐單月桂酸酯(又名司盤20)、山梨醇酐單棕櫚酸酯(又名司盤40)、山梨醇酐單硬脂酸酯(又名司盤60)、山梨醇酐叁硬脂酸酯(又名司盤65)、山梨醇酐單油酸酯(又名司盤80)、單，雙甘油脂肪酸酯(油酸、亞油酸、亞麻酸、棕櫚酸、山崳酸、硬脂酸、月桂酸)中的一種或多種，根據(jù)一定比例配制成HLB值6.0 9.0。
3.按權利要求1中所述的包封類胡蘿卜素的類脂囊泡的制備方法，其特征在于:步驟1)所述的類胡蘿卜素，為葉黃素、辣椒紅色素、番茄紅素、￠-胡蘿卜素、Y-胡蘿卜素或玉米黃素。
4.按權利要求1中所述的包封類胡蘿卜素的類脂囊泡的制備方法，其特征在于:步驟2)所述的真空脫氣機，上方可加裝注射針槍頭I 8個，每個槍頭有4 8個注射針，每個注射針規(guī)格為$ 2 4mm。
5.按權利要求1中所述的包封類胡蘿卜素的類脂囊泡的制備方法，其特征在于:步驟2)所述的磷酸緩沖液中，還可加入總量為0.2 4.0份的凍干保護劑乳糖、葡萄糖、蔗糖、甘露醇中的一種或多種。
6.按權利要求1中所述的包封類胡蘿卜素的類脂囊泡的制備方法，其特征在于:步驟3)所述的注入方法，注射壓力為0.1 0.5MPa，注射速度為10 40次/分鐘。
7.按權利要求1中所述的包封類胡蘿卜素的類脂囊泡的制備方法，其特征在于:步驟3)所述的真空脫氣，真空度為0.06 0.09MPa。
8.按權利要求1中所述的包封類胡蘿卜素的類脂囊泡的制備方法，其特征在于:步驟4)所述的真空冷凍干燥方法，真空度為0.01 0.03MPa，制冷溫度為-30 _60°C，處理時間為2 8小時。
全文摘要
本發(fā)明利用類脂囊泡來包封類胡蘿卜素。首先將類胡蘿卜素、非離子型表面活性劑、膽固醇、氯仿/乙醇按一定比例溶解完全，然后用自動注射機將混合液注入磷酸鹽緩沖液中，同時通過真空脫氣、冷凝收集的方法將有機溶劑脫去并回收。最后將所得到的類脂囊泡懸浮液真空冷凍干燥，即可得到用類脂囊泡包封的類胡蘿卜素干粉。
文檔編號C09B67/02GK103169141SQ201310084399
公開日2013年6月26日 申請日期2013年3月18日 優(yōu)先權日2013年3月18日
發(fā)明者歐陽杰, 李賢 , 施顯赫, 武彥文 申請人:北京林業(yè)大學