專利名稱：一種月桂酸單甘油酯微膠囊及其制備方法和應用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及食品添加劑領(lǐng)域，尤其涉及一種月桂酸單甘油酯微膠囊及其制備方法和應用。
背景技術(shù)：
月桂酸單甘油酯(Glycerol Monolaurate,簡稱GML),化學名為2, 3_ 二輕基丙醇十二酸酯，凝固點46 55°C。GML水溶性差，在冷水中幾乎不溶，能在熱水中分散溶解。GML分子結(jié)構(gòu)中含有親水性基團和親油性基團，是一種親酯性非離子型表面活性劑，HLB值在4 6之間，兼具優(yōu)良的乳化和抑菌功能，我國于2005年批準其使用于各類食品。在嬰兒生長初期，母乳不僅能為嬰兒的生長和發(fā)育提供所需的營養(yǎng)物質(zhì)，而且還包含一些抗病菌、抗病毒的成分。研究顯示，這些成分包括母乳中的中短鏈脂肪酸及其單甘油酯，其中，碳鏈長度十二的月桂酸酸單甘油酯的作用最強，它對多種致病的細菌及病毒都有較強的抑制或殺死作用。目前市售的嬰幼兒配方粉是以牛乳或大米為主要原料制成，其中并不含母乳中天然存在的抗菌抗病毒成分，如果在其中添加適量的月桂酸單甘油酯，對免疫系統(tǒng)尚未發(fā)育完全的嬰幼兒能起到一定保護作用。雖然月桂酸單甘油酯有著抗菌廣譜、價格低及使用量不受限制等特點，但其也存在流動性差、溶解分散性和口感不佳的缺點，影響了它的應用。目前，較多研究表明月桂酸單甘油酯與一些抑菌劑復合體系能夠增強抑菌防腐的效果，但是對于如何改善月桂酸單甘油酯不良特性的研究尚無報道。微膠囊技術(shù)是指利用成膜材料將固體、液體或氣體包埋形成微小粒子的過程，其中被包埋的物質(zhì)稱為芯材，外層形成囊壁的物質(zhì)稱為壁材。微膠囊的大小和形狀，由于制備工藝的不同而在很大范圍內(nèi)變動。微膠囊的直徑一般為2 1000 iim，囊壁厚度為0. 2 10 ym，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，大小在I IOOOnm的納米膠囊已經(jīng)制備出來。微膠囊粒子多為球型，但也可以是不規(guī)則形狀，其囊壁可以是單層，也可以是雙層或多層結(jié)構(gòu)，囊芯可以是一種物質(zhì)也可以是多種物質(zhì)。微膠囊技術(shù)的作用主要體現(xiàn)在以下幾方面(I)改變物料的形態(tài)，提高芯材的溶解性，流動性；(2)減少芯材的擴散和揮發(fā)，提高其穩(wěn)定性；(3)降低環(huán)境因素對芯材的影響；(4)掩蓋不良的味道，改善口感；(5)控制芯材的釋放，提高其利用率。目前，微膠囊技術(shù)已十分普遍應用于食品工業(yè)中，如酸味劑、甜味劑，黃酮、營養(yǎng)強化劑、膨松劑、香精香料、抗氧化劑和粉末油脂，其中以香精香料和粉末油脂的研究最為廣泛。但微膠囊技術(shù)多用于包裹水溶性或油溶性芯材，而兩性物質(zhì)由于其兼具親水、親油性，相關(guān)微膠囊化技術(shù)的報道較少，微膠囊效率一般較低
發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對月桂酸甘油酯流動性差、溶解分散性差和口感不佳的缺陷，提供一種制備具有良好流動性、溶解分散性及口感的月桂酸單甘油酯微膠囊的方法。
一種月桂酸單甘油酯微膠囊的制備方法，包括(I)將月桂酸單甘油酯和乳化劑溶于60-70°C的水中，得到溶液A ;將壁材溶于60-700C的水中，得到溶液B ;將溶液A和溶液B趁熱混合，攪拌，得到乳狀液；(2)將乳狀液進行均質(zhì)、噴霧干燥，制得月桂酸單甘油酯微膠囊；其中，各組分用量占所有組分總量的重量百分比為月桂酸單甘油酯15-45%、乳化劑 0. 5-5%、壁材 50-80% ；所述的乳化劑為蔗糖酯、大豆磷脂和脂肪酸單甘油酯中的至少一種；所述的壁材為麥芽糊精和高分子化合物的混合物；高分子化合物為大豆分離蛋白、辛烯基琥珀酸淀粉酯、明膠和阿拉伯膠中的至少一種。本發(fā)明的技術(shù)方案是以月桂酸單甘油酯為芯材，以麥芽糊精和高分子化合物的混合物為壁材，結(jié)合乳化劑，再通乳化、高壓均質(zhì)將芯材均勻分散在壁材溶液中，然后利用高溫氣流將混合溶液霧化，使溶液中的水分迅速蒸發(fā)，最終使壁材固化并將芯材微膠囊化，以制備粉末狀的月桂酸單甘油酯微膠囊。各組分用量占所有組分總量的重量百分比優(yōu)選為月桂酸單甘油酯18-33%、乳化劑0.5-2 %、壁材65-80% ;更優(yōu)選為月桂酸單甘油酯22 %、乳化劑I %、壁材77%。該用量比例下，乳化劑用量合適，乳化穩(wěn)定性最好；且芯材/壁材比例合適，壁材對月桂酸單甘油酯的包埋效果最好。所述的月桂酸單甘油酯的單酯含量在40%以上，優(yōu)選為90%以上。月桂酸單甘油酯可由月桂酸與甘油在一定條件下酯化合成，其反應過程中常有二酯和三酯生成，由于二酯和三酯沒有抑菌作用，因此單酯含量高能制得抑菌效果好的微膠囊產(chǎn)品。為了制備水包油型乳狀液，需要把油相高度分散于水相中，這樣就會大大增加體系的界面，加入乳化劑的目的就是降低體系的界面張力，而提高乳狀液的穩(wěn)定性。所述的乳化劑優(yōu)選為蔗糖酯或大豆磷脂；更優(yōu)選為蔗糖酯；最優(yōu)選為親水親油平衡值(HLB值)為14-16的蔗糖酯。由于月桂酸單甘油酯是水包油乳液體系的油相，其自身HLB值在4-6之間，因此選用HLB值較大的乳化劑有利于其乳化。所述的壁材中麥芽糊精和高分子化合物的重量比優(yōu)選為9 1-1 I。麥芽糊精本身不具有乳化能力，且成膜能力差，但其具有高濃度時低粘度的特點，與其他高分子化合物配合，可提高體系固形物濃度，有助于降低干燥能耗，而減少生產(chǎn)成本，它還可以用來做填充劑增加微膠囊的強度和致密性。麥芽糊精和高分子化合物的重量比會影響包埋效果，具體用量比可以根據(jù)所用的高分子化合物種類確定，比如，當高分子化合物選用大豆分離蛋白時，麥芽糊精和大豆分離蛋白的重量比可以為4 1-9 I ;當高分子化合物選用辛烯基琥珀酸淀粉酯時，麥芽糊精和辛烯基琥珀酸淀粉酯的重量比可以為I : 1-5 I;優(yōu)選為
2 I0為了獲得性能優(yōu)越的微膠囊產(chǎn)品，選擇適宜的壁材至關(guān)重要。對于食品工業(yè)中的微膠囊化壁材應具有如下性質(zhì)與芯材之間不會發(fā)生化學反應、有適應特定需要的物理-化學性質(zhì)(如溶解性、吸濕性、成膜性 和穩(wěn)定性等)、來源廣泛且價格合理。所述的高分子化合物優(yōu)選為大豆分離蛋白或辛烯基琥珀酸淀粉酯(純膠)；更優(yōu)選為辛烯基琥珀酸淀粉酯。辛烯基琥珀酸淀粉酯無毒無害，作為食品添加劑其用量沒有限制；其作為微膠囊壁材的優(yōu)點主要體現(xiàn)在其高濃度時粘度較低，同時降低界面張力和形成界面膜的能力較好。從結(jié)構(gòu)上分析，純膠是在其淀粉長鏈上同時引入了相同數(shù)量的親水基和疏水基，由于長鏈的作用，當用于油/水乳狀液時，親水的羧酸基團伸入水相，親油的烯基長鏈伸入油相，使長鏈在水中形成一層很厚的界面膜，相比而言，小分子的乳化劑只能形成單分子的界面膜，因此，純膠的乳化穩(wěn)定性要高于小分子乳化劑，可替代阿拉伯膠，對芯材月桂酸單甘油酯的包埋效果、貯存穩(wěn)定性最好。步驟(I)中，由于月桂酸單甘油酯熔點較高，常溫下為稠狀，溶解分散性不好，采用60-70°C的水，有利于其溶解；同樣地，壁材在冷水中易結(jié)塊，采用60-70°C的水，有利于其溶解。制備溶液A時，以每千克水計，所述的月桂酸單甘油酯和乳化劑的總用量優(yōu)選為400-600g。采用該用量比例有利于月桂酸單甘油酯在水中的溶解。制備溶液A時，所述的月桂酸單甘油酯和乳化劑加入60_70°C的水后，于超聲下攪拌處理15-20min，這樣有助于月桂酸單甘油酯的溶解。所述的溶液A和溶液B制備好后，若放置過久溶液溫度低了會使粘度增大，將兩者趁熱混合，有利于溶液之間的混合。溶液A和溶液B混合后所述的攪拌速率為500-2000rpm，攪拌時間為15_30min，采用較高的攪拌速度有利于兩種溶液間的充分混合。所述的乳狀液中月桂酸單甘油酯、乳化劑和壁材總量的重量百分比濃度優(yōu)選為25-40%。該濃度下，三種原料的溶解效果較好。步驟(2)中，所述的均質(zhì)壓力可以為20_60MPa，循環(huán)次數(shù)為1_3次；優(yōu)選地，所述的均質(zhì)壓力為30-40MPa。均質(zhì)壓力過大，不僅可能導致壁材物性的改變，還有可能導致乳狀液中較小的液滴相互聚集，從而使得乳狀液不穩(wěn)定；同時，試驗結(jié)果表明，均質(zhì)壓力大于40MPa時，對包埋率提升效果不顯著。噴霧干燥或冷凍干燥均可將乳狀液制成顆粒狀粉末，由于月桂酸單甘油酯不易揮發(fā)或分解，采用所述的噴霧干燥的方式，利用高溫氣流將混合溶液霧化，使溶液中溶解壁材的水溶劑迅速蒸發(fā)形成微膠囊，相比冷凍干燥成本更加低，且操作方便。噴霧干燥方式不同會影響產(chǎn)品粒徑，為了獲得較好的產(chǎn)品粒徑，所述的噴霧干燥采用壓力式或離心式噴霧干燥；優(yōu)選地，采用壓力式噴霧干燥。所述的噴霧干燥的進料溫度優(yōu)選為60_80°C，出風溫度優(yōu)選為100-120°C。對于進料溫度，過低則乳狀液易凝固，流動性差，該溫度下乳狀液流動性好。所述的出風溫度由進料溫度和進風溫度控制，對于出風溫度，過低則粘壁現(xiàn)象嚴重，浪費較多，產(chǎn)物得率不高；過高則會使壁材變形或出現(xiàn)坑洼，影響微膠囊粉末的表面形態(tài)和致密性，甚至會使壁材破裂影響包埋效果。該噴霧干燥條件下，產(chǎn)品得率較高，且表面形態(tài)較好。本發(fā)明還提供了一種采用上述制備方法制得的月桂酸單甘油酯微膠囊，該月桂酸單甘油酯微膠囊為粉末狀，粒徑在I. 8-19 y m之間，流動性和溶解分散性較好，可添加于嬰幼兒配方粉中，能起到增強免疫和抗感染的作用。本發(fā)明還提供了一種含有上述月桂酸單甘油酯微膠囊的嬰幼兒配方粉，該嬰幼兒配方粉口感好，月桂酸單甘油酯閾值較高，辨出濃度大。 所述的嬰幼兒配方粉可以為嬰幼兒配方奶粉或米粉。嬰幼兒配方粉中，所述的月桂酸單甘油酯微膠囊的重量百分比含量優(yōu)選為0. 01-0. 4%，更優(yōu)選為0. 05-0. 2%。該添加量下，既能保證一定的抑菌效果，又能使嬰幼兒配方粉具備較好的口感。本發(fā)明以月桂酸單甘油酯為芯材，結(jié)合合適的壁材和乳化劑，通過合適的工藝制備獲得了穩(wěn)定的乳狀液；乳狀液經(jīng)高壓均質(zhì)、噴霧干燥技術(shù)制得了月桂酸單甘油酯微膠囊，顯著改善了其不良特性，可應用于嬰幼兒配方粉。采用本發(fā)明方法，具有如下有益效果(I)原料來源廣泛，價格低廉；制備工藝簡單實用，可控制性強，對月桂酸單甘油酯的微膠囊化效率(包埋率)較高，可以達到70%以上，包埋效果較好；同時，制備過程中，月桂酸單甘油酯損失較少，產(chǎn)品得率較高。(2)所制得的微膠囊顆粒近似球形，粒徑大小合適，顆粒均勻，顯著改善了流動性和溶解分散性，且其抑菌效果沒有顯著降低，較好地保持了月桂酸單甘油酯原有的性質(zhì)。(3)將月桂酸單甘油酯微膠囊添加于嬰幼兒配方粉中，口感較好，閾值高；且嬰幼兒配方粉加水沖泡過程中，月桂酸單甘油酯微膠囊能溶解在水中，使芯材月桂酸單甘油酯充分釋放出來。


圖I為GML和微膠囊產(chǎn)品在冷水中的溶解分散性，其中，左圖為GML，右圖為微膠囊
女口
廣叩； 圖2為GML和微膠囊產(chǎn)品在溫水中的溶解分散性，其中，左圖為GML，右圖為微膠囊
女口
廣叩o
具體實施例方式月桂酸單甘油酯的微膠囊化效率測定采用氯仿和正己烷混合液萃取月桂酸單甘油酯微膠囊表面的GML，再用氣相色譜法測定GML的含量，記為表面油含量(T)；將月桂酸單甘油酯微膠囊用溫水溶解后，采用氯仿萃取總GML，再用氣相色譜法測定GML的含量，記為總油含量(F)。月桂酸單甘油酯的微膠囊化效率定義為產(chǎn)品中包埋的GML與總GML的比值，計算公式為微膠囊化效率) = (F-T)/FX 100%。實施例1-2乳化劑對微膠囊化效率的影響稱取月桂酸單甘油酯49g，乳化劑5g，加入120g水，在60°C下攪拌至完全溶解得到溶液A ;接著稱取大豆分離蛋白39. 2g，麥芽糊精156. 8g，加入630g水，在60°C下攪拌至完全溶解得到溶液B ;再將溶液A加到溶液B中，在1500rpm的轉(zhuǎn)速下機械攪拌15min，得到乳狀液；經(jīng)30MPa壓力均質(zhì)(循環(huán)I次)，通過噴霧干燥(進料溫度為60°C，進風溫度為150°C )，制得月桂酸單甘油酯微膠囊產(chǎn)品。其中，乳化劑分別為大豆磷脂和蔗糖酯(HLB值為15);微膠囊化效率結(jié)果見表I。表I
權(quán)利要求
1.一種月桂酸單甘油酯微膠囊的制備方法，包括 (1)將月桂酸單甘油酯和乳化劑溶于60-70°C的水中，得到溶液A;將壁材溶于60-70°C的水中，得到溶液B ;將溶液A和溶液B趁熱混合，攪拌，得到乳狀液； (2)將乳狀液進行均質(zhì)、噴霧干燥，制得月桂酸單甘油酯微膠囊； 其中，各組分用量占所有組分總量的重量百分比為月桂酸單甘油酯15-45%、乳化劑0. 5-5%、壁材 50-80% ； 所述的乳化劑為蔗糖酯、大豆磷脂和脂肪酸單甘油酯中的至少一種； 所述的壁材為麥芽糊精和高分子化合物的混合物；高分子化合物為大豆分離蛋白、辛烯基琥珀酸淀粉酯、明膠和阿拉伯膠中的至少一種。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，各組分用量占所有組分總量的重量百分比為月桂酸單甘油酯18-33%、乳化劑0. 5-2%、壁材65-80%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述的乳化劑為蔗糖酯或大豆磷脂。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述的壁材中麥芽糊精和高分子化合物的重量比為9 : 1-1 : I。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述的高分子化合物為大豆分離蛋白或辛烯基琥拍酸淀粉酯。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述的均質(zhì)壓力為20-60MPa，循環(huán)次數(shù)為1-3次。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述的噴霧干燥的進料溫度為60-80°C，出風溫度為100-120°C。
8.一種采用如權(quán)利要求1-7任一所述的制備方法制得的月桂酸單甘油酯微膠囊。
9.一種含有如權(quán)利要求8所述的月桂酸單甘油酯微膠囊的嬰幼兒配方粉。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的嬰幼兒配方粉，其特征在于，所述的月桂酸單甘油酯微膠囊的重量百分比含量為0. 01-0. 4%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種月桂酸單甘油酯微膠囊及其制備方法和應用，該制備方法包括將月桂酸單甘油酯和乳化劑溶于60-70℃的水中，得到溶液A；將壁材溶于60-70℃的水中，得到溶液B；將溶液A和溶液B趁熱混合，攪拌，得到乳狀液；將乳狀液進行均質(zhì)、噴霧干燥，制得月桂酸單甘油酯微膠囊；其中，所述的乳化劑為蔗糖酯、大豆磷脂和脂肪酸單甘油酯中的至少一種；所述的壁材為麥芽糊精和高分子化合物的混合物。本發(fā)明方法簡單實用，可控制性強，對芯材微膠囊化效率較高；所制得的月桂酸單甘油酯微膠囊具有良好的流動性、溶解分散性及口感，且抑菌效果沒有顯著降低，可應用于嬰幼兒配方粉，起增強免疫、抗感染的作用。
文檔編號A23L1/03GK102613298SQ20121011303
公開日2012年8月1日 申請日期2012年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月17日
發(fā)明者馮鳳琴, 宋飛, 張輝, 李想, 杜鵑 申請人:杭州康源食品科技有限公司, 浙江大學