技术领域
本发明涉及一种微胶囊及制备方法，具体涉及一种用于制备DHA与ARA微胶囊的组合物及制备方法。
背景技术
DHA(docosahexaenoic acid)，二十二碳六烯酸，俗称脑黄金，属于ω-3不饱和脂肪酸家族中的重要成员，是一种对人体非常重要的不饱和脂肪酸。DHA是维持神经系统细胞生长的一类主要元素，是大脑和视网膜的重要构成部分，在人体大脑皮层中含量高达20％，在眼睛视网膜中所含比例最大，约占50％。因此，对胎婴儿智力和视力发育至关重要。DHA具有健脑益智、改善视网膜、预防老年痴呆、治疗心血管疾病，降血脂、提高运动效果等功效。DHA属于长链多烯高度不饱和脂肪酸，含有多个双键，由于其高度不饱和状态，再加上特殊的分子结构以及组织形态，决定了DHA是非常不稳定的，极易受外界物理以及化学因素的影响而发生变化，导致DHA氧化、分解产生异味，以及生成对人体不利的有害物质。为此，需对DHA的结构进行保护，并掩盖其异味，微胶囊化技术已经被证明是一种有效的方式。
ARA，花生四烯酸，又简称AA，是一种ω-6多不饱和脂肪酸，为高级不饱和脂肪酸，是花生油中饱和的花生酸的相对物。ARA是人体大脑和视神经发育的重要物质，对提高智力和增强视敏度具有重要作用。ARA在生物体内不同酶系统的催化下，生成前列腺素、血栓素和白三烯等重要活性物质。ARA可以调节人体细胞膜的通透性。ARA对婴幼儿的大脑、神经发育，视神经系统的发育十分重要。ARA，是全顺式-5，8，11，14-二十碳四烯酸，化学式如下：CH3(CH2)4(CH＝CH-CH2)4(CH2)2COOH，其中含有四个碳-碳双键，一个碳-氧双键，因而对氧气、光和热敏感，容易发生氧化。若采用微胶囊技术，可以有效地延缓ARA的自动氧化过程，同时可以对ARA油脂进行微胶囊化处理，改变它的形态，使ARA的水溶性和流动性增强，便于保存和运输。ARA微胶囊化能使ARA与外界隔绝，防止氧化变质，并且能够有效掩盖ARA油脂特有的气味。
医学研究证明，使用DHA和ARA配方奶粉的婴幼儿组和普通奶粉的婴幼儿组相比，前者智力指数高出7分。
由于生产过程中涉及如何选择合适的壁材组合、如何生产稳定的乳化液，以及生产工艺等问题，目前市场上生产的藻油DHA和ARA的微胶囊，包埋率达不到理想的效果，所得稳定性较差，易氧化产生腥味，继而会影响经济效益，因此需要改进。
有鉴于此，有必要提出一种用于制备DHA与ARA微胶囊的组合物及制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种DHA和ARA微胶囊，通过优化壁材组合、乳化剂组合及生产工艺，生产表面含油率低，包埋率高的微胶囊。
为了实现上述目的，所采用的技术方案是:
一种用于制备DHA与ARA微胶囊的组合物，该组合物由抗氧化剂、乳化剂、壁材和芯材组成；
所述抗氧化剂由BHA、维生素E和β-胡萝卜素组成，其质量比依次为23-27：45-55：32-38；
所述乳化剂为甘油脂肪酸酯；
所述壁材由卡拉胶、β-环糊精和大豆分离蛋白组成，其质量比依次为20-23：125-145：50-55；
所述芯材由藻油DHA、ARA、玉米胚芽油组成，其体积之比为650-750:260-340:950-1050；
其中，抗氧化剂、乳化剂和壁材的质量比为1:45-50:925-930；
乳化剂与芯材的用量之比为6-7g：400ml。
进一步的，所述卡拉胶为λ-型卡拉胶。
进一步的，所述抗氧化剂中，BHA、维生素E和β-胡萝卜素的质量比为25:50：35。
进一步的，所述壁材中，卡拉胶、β-环糊精和大豆分离蛋白的质量比为21.5：135：52.5。
进一步的，所述芯材中，藻油DHA、ARA和玉米胚芽油的体积之比为7:3:1。
本发明的另一个目的是提供上述DHA和ARA微胶囊的制备方法。
为了实现上述目的，所采用的技术方案是：
一种DHA与ARA微胶囊的制备方法，包括以下步骤：
(1)将藻油DHA、ARA、玉米胚芽油按650-750:260-340:950-1050的体积比混合，搅拌均匀，得芯材溶液；
(2)将BHA、维生素E、β-胡萝卜素按23-27：45-55：32-38的质量比，加入到芯材溶液中，抗氧化剂与芯材溶液的用量之比为1-1.2g：1860-2140ml；剪切至完全溶解，得油相；
(3)将甘油脂肪酸酯加入到油相中，甘油脂肪酸酯与芯材溶液的用量之比为6-7g：400ml；剪切溶液，得乳化相；
(4)将卡拉胶、β-环糊精、大豆分离蛋白按20-23：125-145：50-55的质量比，加入到60-75℃的热水中并搅拌；壁材溶液降温，保持温度在55-65℃，得水相；
(5)将乳化相加入到水相中，剪切使物料充分混合，得综合相；
(6)将综合相进行均质，制成稳定的乳化液；
(7)将乳化液进行喷雾干燥，得所述DHA与ARA微胶囊。
进一步的，所述步骤(1)中搅拌时间为10-15min；
步骤(3)中剪切时间为10-15min；
步骤(4)中搅拌时间为15-20min，转速为100-150rpm；
步骤(5)中剪切时间为15-20min，剪切温度为50-55℃。
进一步的，所述步骤(4)中卡拉胶、β-环糊精和大豆分离蛋白的总质量与热水的体积之比是205-215g：1000ml；
步骤(5)中乳化相与水相的体积比是3:5-6。
所述步骤(6)中均质压力为20-30Mpa，均质时间10-15min，温度保持在45-50℃；
进一步的，所述步骤(7)中喷雾干燥的进风温度为180-190℃，出风温度为80-90℃。
一种DHA与ARA微胶囊，按上述任一项所述的组合物或任一项所述的制备方法制备而成的DHA与ARA微胶囊。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明提供的制备方法很好的保护了DHA和ARA，延长了DHA和ARA的氧化，同时有效的去除了腥味，有利于DHA和ARA微胶囊添加在食品中。
2、本发明采用具有乳化作用的卡拉胶和大豆分离蛋白作为壁材，可以帮助稳定乳化液的形成从而提高油脂包埋率，可以降低表面含油率。
3、本发明中抗氧化剂由BHA、维生素E和β-胡萝卜素组成，具有较强的抗氧化作用，适用于油溶性成分的抗氧化；并且维生素E能增强皮肤毛细血管抵抗力，改善血液循环及调整生育功能、抗衰老作用等；β—胡萝卜素在抗癌、预防心血管疾病、白内障及抗氧化上有显著的功能。抗氧化剂的加入，既起到了抗氧化作用，又增加了保健效果。
4、本发明芯材中含有玉米胚芽油，可以用来保护DHA和ARA，并且玉米胚芽油本身也有抗氧化的作用，可以提高产品的抗氧化能力。
5、本发明生产工艺简单，产品成品率高，生产成本低。
附图说明
图1为DHA与ARA微胶囊的制备方法工艺流程图。
具体实施方式
为了进一步阐述本发明一种用于制备DHA与ARA微胶囊的组合物及制备方法，达到预期发明目的，以下结合较佳实施例，对依据本发明提出的一种用于制备DHA与ARA微胶囊的组合物及制备方法，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构或特点可由任何合适形式组合。
在详细阐述本发明一种用于制备DHA与ARA微胶囊的组合物及制备方法之前，有必要对本发明中提及的相关材料做进一步说明，以达到更好的效果。
本发明中采用的原料为：
BHA，丁基羟基茴香醚，白色或微黄色结晶状物，熔点48-63℃，沸点264-270℃，易溶于乙醇、丙二醇和油脂，不溶于水。BHA的热稳定好，在弱碱条件下不易被破坏，与金属离子作用不着色。BHA是一种很好的抗氧剂，作食品抗氧剂，能阻碍油脂食品的氧化作用，延缓食品开始败坏的时间。
维生素E又名生育酚或产妊酚，在食油、水果、蔬菜及粮食中均存在，于1938年人工合成成功，现有片剂、注射剂、栓剂等剂型。维生素E能增强皮肤毛细血管抵抗力，并维持正常通透性，改善血液循环及调整生育功能、抗衰老作用等。用于冠心病、动脉硬化、习惯性流产、肌营养不良、肌痉挛、新生儿硬肿症、红斑狼疮、皮肌炎、硬皮病、结节性血管炎等。维生素E最突出的化学性质是抗氧化作用，它能增强细胞的抗氧化作用，有利用维持各种细胞膜的完整性；参加整体的某些细胞组织的多方面的代谢过程；保持膜结合酶的活力和受体等作用。
β-胡萝卜素(C40H56)是类胡萝卜素之一，也是橘黄色脂溶性化合物，它是自然界中最普遍存在也是最稳定的天然色素。许多天然食物中例如：绿色蔬菜、甘薯、胡萝卜、菠菜、木瓜、芒果等，皆存有丰富的β—胡萝卜素。β—胡萝卜素是一种抗氧化剂，具有解毒作用，是维护人体健康不可缺少的营养素，在抗癌、预防心血管疾病、白内障及抗氧化上有显著的功能，并进而防止老化和衰老引起的多种退化性疾病。
卡拉胶，又称为麒麟菜胶、石花菜胶、鹿角菜胶，因为卡拉胶是从麒麟菜、石花菜、鹿角菜等红藻类海草中提炼出来的亲水性胶体，它的化学结构是由半乳糖及脱水半乳糖所组成的多糖类硫酸酯的钙、钾、钠、铵盐。卡拉胶稳定性强，干粉长期放置不易降解。它在中性和碱性溶液中也很稳定，即使加热也不会水解。基于卡拉胶具有的性质，在食品工业中通常将其用作增稠剂、胶凝剂、悬浮剂、乳化剂和稳定剂等。卡拉胶的类型有：κ-型、ι-型、λ-型、γ-型、ν-型、ξ-型、μ-型，本发明采用的是λ-型卡拉胶。
β-环糊精是一种化学物质，别名贝塔环糊精、环七糖、环麦芽七糖。白色结晶，在水中比较容易结晶。在水中的溶解度随着温度增加溶解度增加。不具有吸湿性，但是容易形成稳定的水合物。β-环糊精广泛应用于分离有机化合物及用于有机合成，也用作医药辅料、食品添加剂等。现在人们将天然环糊精和修饰环糊精与一些不具备生物相容性的药物分子制备成包合物，不但增加了药物的生物相容性，还起到了缓释的作用。
大豆分离蛋白，是以低温脱溶大豆粕为原料生产的一种全价蛋白类食品添加剂。大豆分离蛋白中蛋白质含量在90％以上，氨基酸种类有近20种，并含有人体必需氨基酸。大豆分离蛋白营养丰富，不含胆固醇，是植物蛋白中为数不多的可替代动物蛋白的品种之一。大豆分离蛋白是表面活性剂，它既能降低水和油的表面张力，又能降低水和空气的表面张力；易于形成稳定的乳状液。大豆分离蛋白还可以作为乳化剂，可使制品状态稳定。它使分离蛋白具有较高的粘度、可塑性和弹性，既可做水的载体，也可做风味剂、糖及其它配合物的载体，这对食品加工极为有利。
甘油脂肪酸酯，属于非离子界面活性剂，兼有亲水和亲油的双重特性，并具有耐高温、耐酸的特点。可以作为润滑剂、塑化剂、涂料及清漆之展色剂、胶凝剂，尿烷的中间体、黏着剂、联结剂、纺织纤维的润湿剂、表面活性剂、食品分散剂及乳化剂、药物、化妆品。
玉米胚芽油，玉米胚芽油是从玉米胚芽中低温萃取出的油。玉米胚芽油富含人体必须的维生素E和不饱和脂肪酸，如亚油酸和油酸，能降低胆固醇，预防心血管病变，构筑细胞膜，维持皮肤及器官的生机，营养价值很高，是一种健康的食用油，维生素E等物质起到了美容养颜功效，以及健体和抗衰作用。
在了解了本发明中提及的相关材料之后，下面将结合具体的实施例，结合图1的流程图所示，对本发明一种用于制备DHA与ARA微胶囊的组合物及制备方法做进一步的详细介绍：
实施例1.
具体操作步骤如下：
1、量取650ml的藻油DHA、260ml的ARA和950ml的玉米胚芽油，并混合，搅拌10min，得芯材溶液。
2、用电子秤称取0.23g的BHA、0.45g的维生素E、0.32g的β-胡萝卜素，将其加入到芯材溶液中，用剪切机剪切至完全溶解，得油相。
3、称取25g的甘油脂肪酸酯，加入到油相中，用剪切机搅拌，高速剪切10min，形成乳化液，得到乳化相。
4、用电子秤称取40gλ-型卡拉胶、250g的β-环糊精、100g的大豆分离蛋白，将其溶入到1900ml的60℃的热水中，搅拌18分钟，转速150rpm，然后料液降温，保持温度在55℃，得水相。
5、将750ml的乳化相加入到1250ml的水相中，在50℃的温度下用剪切机剪切，高速剪切15min，使物料充分混合，得综合相。
6、将综合相输送到均质机进行均质，均质压力为20Mpa，均质时间为10min，温度保持在45℃。
7、喷雾塔清洗干燥后，设定进风温度为180℃，出风温度为80℃，将均质后的溶液通入喷雾塔。
8、回收产品：产品出塔后包装于袋中，封口前抽真空或排气，确保包装的密封性。包装好的产品保存于温度3-5℃，避光贮藏。
本实施例所述的一种DHA和ARA微胶囊及制备方法，采用具有乳化作用的卡拉胶和大豆分离蛋白作为壁材，可以帮助稳定乳化液的形成从而提高油脂包埋率；含有的抗氧化剂不仅具有抗氧化作用，还具有一定的保健效果；芯材中含有的玉米胚芽油，既可以保护DHA和ARA，也可以提高产品的抗氧化能力。并且本发明提供的制备方法简单，可以很好的保护了DHA和ARA，延长了DHA和ARA的氧化，同时有效去除了腥味，有利于DHA和ARA微胶囊添加在食品中。
实施例2.
具体操作步骤如下：
1、量取750ml的藻油DHA、340ml的ARA和1050ml的玉米胚芽油，并混合，搅拌15min，得芯材溶液。
2、用电子秤称取0.27g的BHA、0.55g的维生素E、0.38g的β-胡萝卜素，将其加入到芯材溶液中，用剪切机剪切至完全溶解，得油相。
3、称取30g的甘油脂肪酸酯，加入到油相中，用剪切机搅拌，高速剪切15min，形成乳化液，得到乳化相。
4、用电子秤称取46gλ-型卡拉胶、290g的β-环糊精和110g的大豆分离蛋白，将其溶入到2075ml的75℃的热水中，搅拌18分钟，转速150rpm，然后料液降温，保持温度在65℃，得水相。
5、将750ml的乳化相加入到1500ml的水相中，在55℃的温度下用剪切机剪切，高速剪切20min，使物料充分混合，得综合相。
6、将综合相输送到均质机进行均质，均质压力为30Mpa，均质时间为10min，温度保持在50℃。
7、喷雾塔清洗干燥后，设定进风温度为190℃，出风温度为90℃，将均质后的溶液通入喷雾塔。
8、回收产品：产品出塔后包装于袋中，封口前抽真空或排气，确保包装的密封性。包装好的产品保存于温度3-5℃，避光贮藏。
本实施例所述的一种DHA和ARA微胶囊及制备方法，采用具有乳化作用的卡拉胶和大豆分离蛋白作为壁材，可以帮助稳定乳化液的形成从而提高油脂包埋率；含有的抗氧化剂不仅具有抗氧化作用，还具有一定的保健效果；芯材中含有的玉米胚芽油，既可以保护DHA和ARA，也可以提高产品的抗氧化能力。并且本发明提供的制备方法简单，可以很好的保护了DHA和ARA，延长了DHA和ARA的氧化，同时有效的去除了腥味，有利于DHA和ARA微胶囊添加在食品中。
实施例3.
具体操作步骤如下：
1、量取700ml的藻油DHA、306ml的ARA、994ml的玉米胚芽油，并混合，搅拌15min，得芯材溶液。
2、用电子秤称取0.25g的BHA、0.50g的维生素E、0.35g的β-胡萝卜素，将其加入到芯材溶液中，用剪切机剪切至完全溶解，得油相。
3、称取28g的甘油脂肪酸酯，加入到油相中，用剪切机搅拌，高速剪切15min，形成乳化液，得到乳化相。
4、用电子秤称取43gλ-型卡拉胶、270g的β-环糊精、105g的大豆分离蛋白，将其溶入到2000ml的65℃的热水中，搅拌15分钟，转速150rpm，然后料液降温，保持温度在60℃，得水相。
5、将750ml的乳化相加入到1250ml的水相中，在52℃的温度下用剪切机剪切，高速剪切20min，使物料充分混合，得综合相。
6、将综合相输送到均质机进行均质，均质压力为25Mpa，均质时间为15min，温度保持在50℃。
7、喷雾塔清洗干燥后，设定进风温度为185℃，出风温度为85℃，将均质后的溶液通入喷雾塔。
8、回收产品：产品出塔后包装于袋中，封口前抽真空或排气，确保包装的密封性。包装好的产品保存于温度3-5℃，避光贮藏。
本实施例所述的一种DHA和ARA微胶囊及制备方法，采用具有乳化作用的卡拉胶和大豆分离蛋白作为壁材，可以帮助稳定乳化液的形成从而提高油脂包埋率；含有的抗氧化剂不仅具有抗氧化作用，还具有一定的保健效果；芯材中含有的玉米胚芽油，既可以保护DHA和ARA，也可以提高产品的抗氧化能力。并且本发明提供的制备方法简单，可以很好的保护了DHA和ARA，延长了DHA和ARA的氧化，同时有效的去除了腥味，有利于DHA和ARA微胶囊添加在食品中。
实施例4.
具体操作步骤如下：
1、量取690ml的藻油DHA、300ml的ARA、980ml的玉米胚芽油，并混合，搅拌15min，得芯材溶液。
2、用电子秤称取0.24g的BHA、0.48g的维生素E、0.33g的β-胡萝卜素，将其加入到芯材溶液中，用剪切机剪切至完全溶解，得油相。
3、称取26g的甘油脂肪酸酯，加入到油相中，用剪切机搅拌，高速剪切12min，形成乳化液，得到乳化相。
4、用电子秤称取42gλ-型卡拉胶、260g的β-环糊精、103g的大豆分离蛋白，将其溶入到1900ml的70℃的热水中，搅拌14分钟，转速140rpm，然后料液降温，保持温度在58℃，得水相。
5、将750ml的乳化相加入到1400ml的水相中，在51℃的温度下用剪切机剪切，高速剪切16min，使物料充分混合，得综合相。
6、将综合相输送到均质机进行均质，均质压力为23Mpa，均质时间为11min，温度保持在46℃。
7、喷雾塔清洗干燥后，设定进风温度为183℃，出风温度为84℃，将均质后的溶液通入喷雾塔。
8、回收产品：产品出塔后包装于袋中，封口前抽真空或排气，确保包装的密封性。包装好的产品保存于温度3-5℃，避光贮藏。
本实施例所述的一种DHA和ARA微胶囊及制备方法，采用具有乳化作用的卡拉胶和大豆分离蛋白作为壁材，可以帮助稳定乳化液的形成从而提高油脂包埋率；含有的抗氧化剂不仅具有抗氧化作用，还具有一定的保健效果；芯材中含有的玉米胚芽油，既可以保护DHA和ARA，也可以提高产品的抗氧化能力。并且本发明提供的制备方法简单，可以很好的保护了DHA和ARA，延长了DHA和ARA的氧化，同时有效去除了腥味，有利于DHA和ARA微胶囊添加在食品中。
实施例5.
具体操作步骤如下：
1、量取720ml的藻油DHA、320ml的ARA、1020ml的玉米胚芽油，并混合，搅拌14min，得芯材溶液。
2、用电子秤称取0.26g的BHA、0.52g的维生素E、0.37g的β-胡萝卜素，将其加入到芯材溶液中，用剪切机剪切至完全溶解，得油相。
3、称取28g的甘油脂肪酸酯，加入到油相中，用剪切机搅拌，高速剪切14min，形成乳化液，得到乳化相。
4、用电子秤称取45gλ-型卡拉胶、280g的β-环糊精、108g的大豆分离蛋白，将其溶入到2100ml的60-75℃的热水中，搅拌18分钟，转速为150rpm，然后料液降温，保持温度在63℃，得水相。
5、将750ml的乳化相加入到1300ml的水相中，在54℃的温度下用剪切机剪切，高速剪切18min，使物料充分混合，得综合相。
6、将综合相输送到均质机进行均质，均质压力为28Mpa，均质时间为14min，温度保持在48℃。
7、喷雾塔清洗干燥后，设定进风温度为188℃，出风温度为88℃，将均质后的溶液通入喷雾塔。
8、回收产品：产品出塔后包装于袋中，封口前抽真空或排气，确保包装的密封性。包装好的产品保存于温度3-5℃，避光贮藏。
本实施例所述的一种DHA和ARA微胶囊及制备方法，采用具有乳化作用的卡拉胶和大豆分离蛋白作为壁材，可以帮助稳定乳化液的形成从而提高油脂包埋率；含有的抗氧化剂不仅具有抗氧化作用，还具有一定的保健效果；芯材中含有的玉米胚芽油，既可以保护DHA和ARA，也可以提高产品的抗氧化能力。并且本发明提供的制备方法简单，可以很好的保护了DHA和ARA，延长了DHA和ARA的氧化，同时有效的去除了腥味，有利于DHA和ARA微胶囊添加在食品中。
以上所述，仅是本发明实施例的较佳实施例而已，并非对本发明实施例作任何形式上的限制，依据本发明实施例的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明实施例技术方案的范围内。