一种破壁雨生红球藻粉微胶囊及其制备工艺的制作方法
一种破壁雨生红球藻粉微胶囊及其制备工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及微胶囊技术领域，具体涉及一种破壁雨生红球藻粉微胶囊的制备工 艺，同时也涉及一种破壁雨生红球藻粉微胶囊。
【背景技术】
[0002] 雨生红球藻（Haematoccoccuspluvialis)是一种分布广泛的单细胞绿藻，在逆境 条件下能形成厚壁孢子并大量积累多种具有生理功能的类胡萝卜素，主要包括虾青素、虾 青素单酯、虾青素双酯、黄体素、胡萝卜素、海胆酮、角黄质等，其中80%为虾青素及其 酯类。雨生红球藻是目前已知自然界中存在的虾青素含量最高的生物，可达1. 5-4%干重。
[0003] 虾青素由于其末端环上的羰基和羟基使得它有最高的抗氧化活性，其抗氧化能 力是0 _胡萝卜素的10倍，原花青素的60倍，维生素E的550倍（MikiW.，Biological functionsandactivitiesofanimalcarotenoids.PureAppl.Chem.，1991，Vol. 63， No. 1，pp. 141-146)。另外，虾青素具有很强的抑制肿瘤生成、增强免疫功能、抵御紫外线 伤害等多种生理功效（PashkowFJ，WatumullDG，CampbellCL.Astaxanthin:anovel potentialtreatmentforoxidativestressandinflammationincardiovascular disease.AmJCardiol. 2008May22;101 (10A) :58D-68D.)，因而广泛应用于食品、医药、化 妆品、保健品、水产养殖等领域。在美国已经获得了FDA的批准，允许作为新的膳食成分进 入保健品市场。超强的抗氧化能力和多种的生物活性，以及艳丽的红色赋予了虾青素广泛 的应用前景和市场潜力，它已广泛应用于水产、家禽养殖业、食品、保健品、化妆品和医药业 等领域。
[0004] 对于雨生红球藻的破壁、或雨生红球藻中的虾青素提取方法、或者虾青素油的微 胶囊化包埋处理，目前都有文献单独报道，将虾青素油进行微胶囊化包埋需要进行虾青素 的提取，过程复杂且产量及效果上均会有损失，不能完全发挥雨生红球藻的功效。目前没有 雨生红球藻破壁后直接进行微胶囊化处理的报道。主要是由于存在以下问题：破壁雨生红 球藻的细胞壁碎片增加了微胶囊化处理难度；常规的变性淀粉、阿拉伯胶等壁材包埋效果 差，导致产品稳定性差，而直接对破壁雨生红球藻液喷雾又会造成虾青素油的氧化损失。
【发明内容】
[0005] 本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优 点。
[0006] 本发明还有一个目的是提供一种破壁雨生红球藻粉微胶囊的制备工艺，本发明通 过将美拉德反应产物作为壁材，并结合使用喷雾方法，有效克服了破壁雨生红球藻的细胞 壁碎片难以微胶囊化的问题，直接对破壁藻粉进行微胶囊化，将微胶囊化虾青素与藻粉干 燥相结合，生产出含有藻粉的微胶囊化虾青素产品，减少了产品提取工艺，采用美拉德反应 产物作为壁材避免了虾青素的含量降低，也避免了虾青素油的氧化损失。
[0007] 本发明的再一目的是提供一种破壁雨生红球藻粉微胶囊，本发明的破壁雨生红球 藻粉微胶囊有效降低了微胶囊的表面虾青素含量，掩盖了虾青素油的腥味，具有良好的稳 定性和水溶性，虾青素含量达到0. 5-1%，产品质量高。
[0008] 为此，本发明提供的技术方案为：
[0009] 一种破壁雨生红球藻粉微胶囊的制备工艺，包括如下步骤：
[0010] 步骤一、对待处理的雨生红球藻粉进行破壁处理；
[0011] 步骤二、以重量比例1 : 0.5~3取糖和蛋白质溶于水中，其中水与所述糖和蛋白 质的总量的比例为1 : 0.2~0.4,之后调节糖和蛋白质的水溶液至pH为6-9,再于温度 95-135°C下反应0. 5-6h，使糖和蛋白质发生美拉德反应；
[0012] 其中，所述糖为葡萄糖、乳糖、或麦芽糖中的任意一种，所述蛋白质为酪蛋白或大 豆分离蛋白；以及，
[0013] 步骤三、以步骤二中得到的美拉德反应产物作为壁材、步骤一中得到的破壁雨生 红球藻粉作为芯材制备得到破壁雨生红球藻粉微胶囊。
[0014] 优选的是，所述的破壁雨生红球藻粉微胶囊的制备工艺中，所述步骤二中，发生所 述美拉德反应的具体条件为：所述糖和蛋白质的重量比例为1 : 1，调节糖和蛋白质的水溶 液溶液至pH为8. 5,然后于反应温度105°C下反应2. 5h。
[0015] 优选的是，所述的破壁雨生红球藻粉微胶囊的制备工艺中，所述步骤三中，利用喷 雾干燥方法将所述芯材和壁材制备成破壁雨生红球藻粉微胶囊，其中，喷雾干燥时进风温 度为150-200°C，出风温度为60-100°C。
[0016] 优选的是，所述的破壁雨生红球藻粉微胶囊的制备工艺中，所述步骤三中，利用喷 雾干燥方法将所述芯材和壁材制备成破壁雨生红球藻粉微胶囊之前，还包括如下步骤：
[0017](3. 1)芯材壁材混匀：按重量比例为1:2. 5~4取步骤一中得到的芯材和步骤 二中得到的壁材并混匀；以及，
[0018] (3. 2)均质：于高压均质压力30-50MP下，对步骤（3. 1)中得到的芯材和壁材的混 合溶液进行均质2~3次。
[0019] 优选的是，所述的破壁雨生红球藻粉微胶囊的制备工艺中，所述步骤一中，采用以 下方法中的任意一种方法对待处理的雨生红球藻粉进行破壁处理：
[0020] (1)高压均质机机械破壁：于温度4°C，压力40-150MP下进行均质；
[0021] (2)球磨机机械破壁：于转速400_600rpm下处理l_2h;或，
[0022] (3)首先采用酶法于温度30~60°C预处理下雨生红球藻粉lh，采用的酶为总量占 所述雨生红球藻粉重量0. 5~2%。的果胶酶、纤维素酶和蛋白酶，之后再加入HC1或柠檬酸 进行加热处理30_60min，或者进行球磨处理60_120min。
[0023] 较优选的是，所述的破壁雨生红球藻粉微胶囊的制备工艺中，所述步骤一中，所述 方法⑶中，所述HC1的体积百分比为1 %~5%，所述梓檬酸的质量百分比为1 %~5%。
[0024] 较优选的是，所述的破壁雨生红球藻粉微胶囊的制备工艺中，所述步骤一中，进行 破壁处理之前向雨生红球藻粉中添加占所述雨生红球藻粉重量0. 1-2%的抗氧化剂，其中 所述抗氧化剂选自VC、VE或BHT中的一种或几种。
[0025] 较优选的是，所述的破壁雨生红球藻粉微胶囊的制备工艺中，所述喷雾干燥时的 进风温度为180°C，出风温度为80°C。
[0026] 较优选的是，所述的破壁雨生红球藻粉微胶囊的制备工艺中，所述步骤（3. 1)中， 所述芯材和壁材的重量比例为1 : 2. 5;所述步骤（3. 2)中，所述高压均质的压力为40MP下，均质的次数为2次。
[0027] -种破壁雨生红球藻粉微胶囊，所述破壁雨生红球藻粉微胶囊由任一所述的方法 制得。
[0028] 本发明至少包括以下有益效果：
[0029] 本发明利用美拉德反应物为主要壁材制备破壁雨生红球藻微胶囊，制得的破壁雨 生红球藻微胶囊为红色粉末，按照本发明优化的喷雾干燥工艺，微胶囊包埋率和产化率均 达到90%以上，虾青素含量达到0. 5-1 %，具有良好的稳定性和水溶性，增加其在液体食品 中的应用范围。
[0030] 本发明在破壁工艺中添加了抗氧化剂，结合美拉德反应物抗氧化壁材使用，对虾 青素起到了双层防护作用。
[0031] 采用本发明的壁材和优化的工艺参数，如混合、均质等，有效降低了微胶囊的表面 虾青素含量，掩盖了虾青素油的腥味，提高产品质量。
[0032] 本发明工艺简单，产品收率高，生产成本低。
[0033] 本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本 发明的研宄和实践而为本领域的技术人员所理解。
【附图说明】
[0034] 图1为本发明其中一个实施例中电子显微镜观察到的未破壁雨生红球藻细胞的 电镜图；
[0035] 图2为本发明其中一个实施例中电子显微镜观察到的破壁后的雨生红球藻细胞 的电镜图；
[0036] 图3为本发明其中一个实施例中微胶囊化包埋的破壁雨生红球藻粉的电镜扫描 图。
【具体实施方式】
[0037] 下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文 字能够据以实施。
[0038] 应当理解，本文所使用的诸如"具有"、"包 含"以及"包括"术语并不配出一个或多 个其它元件或其组合的存在或添加。
[0039] 本发明提供一种破壁雨生红球藻粉微胶囊的制备工艺，包括如下步骤：
[0040] 步骤一、对待处理的雨生红球藻粉进行破壁处理；
[0041] 步骤二、以重量比例1 : 0.5~3取糖和蛋白质溶于水中，其中水与所述糖和蛋白 质的总量的比例为1 : 0.2~0.4,之后调节糖和蛋白质的水溶液至pH为6-9,再于温度 95-135°C下反应0. 5-6h，使糖和蛋白质发生美拉德反应；
[0042] 其中，所述糖为葡萄糖、乳糖、或麦芽糖中的任意一种，所述蛋白质为酪蛋白或大 豆分离蛋白；以及，
[0043]步骤三、以步骤二中得到的美拉德反应产物作为壁材、步骤一中得到的破壁雨生 红球藻粉作为芯材制备得到破壁雨生红球藻粉微胶囊。
[0044] 美拉德反应产物（MaillardReactionProduct，MRPs)具有一定的抗氧化性能， 其中某些物质的抗氧化强度可以和食品中常用的抗氧化剂相媲美；不同底物的反应可以形 成不同特色的风味物质，赋予产品新的风味特色。同时，美拉德反应物作为壁材具有优良的 乳化和成膜性能。微胶囊化可以有效地减少虾青素受光、氧、水的影响，减少氧化；防止贮 存过程中芯材的挥发；保护和控制芯材的释放；改变芯材的颜色、形状、密度、分散性能等 理化性质；降低或掩盖虾青素油剂中的特殊腥气味；提高与其它物料的混合性及其流动性 等。因此用水溶性美拉德反应产物作为壁材对虾青素进行微胶囊化包埋，可有效地提高稳 定性，扩大其应用范围。本发明制备的破壁雨生红球藻微胶囊为红色粉末。按照本发明的 方法，该微胶囊具有良好的稳定性和水溶性，增加了其在液体食品中的应用范围。本发明工 艺简单，产品收率高，生产成本低。
[0045] 作为优选，所述步骤二中，发生所述美拉德反应的具体条件为：所述糖和蛋白质的 重量比例为1 : 1，调节糖和蛋白质的水溶液溶液至pH为8.5,然后于反应温度105°C下反 应 2. 5h。
[0046] 作为优选，所述步骤三中，利用喷雾干燥方法将所述芯材和壁材制备成破壁雨生 红球藻粉微胶囊，其中，喷雾干燥时进风温度为150-200°C，出风温度为60-100°C。喷雾 干燥法制备微胶囊主要由芯材和壁材形成的乳状液在干燥塔内雾化干燥。在喷雾过程中， 虽然热空气的温度很高，但由于水从壁材中快速蒸发，从而保证了芯材温度低于l〇〇°C，因 此特别适用于热敏性较强物料的干燥。本发明将美拉德反应产物作为壁材和喷雾干燥方 法联用，使得依照本发明制备的微胶囊包埋率和产化率均达到90%以上，虾青素含量达到 0. 5-1 %，取本发明制得的破壁雨生红球藻粉微胶囊lg置于10~20mL水中，搅拌2~5min， 其能很快溶解均匀，得到破壁雨生红球藻粉微胶囊溶液。即该破壁雨生红球藻粉微胶囊具 有良好的稳定性和水溶性，增加了其在液体食品中的应用范围。
[0047] 作为优选，所述喷雾干燥时的进风温度为180°C，出风温度为80°C。
[0048] 作为优选，所述步骤三中，利用喷雾干燥方法将所述芯材和壁材制备成破壁雨生 红球藻粉微胶囊之前，还包括如下步骤：
[0049] (3. 1)芯材壁材混匀：按重量比例为1 : 2. 5~4取步骤一中得到的芯材和步骤 二中得到的壁材，总固形物浓度为15-25%，充分混合搅拌5-30min，使之混匀；该总固形物 包括混合好的蛋白、多糖及其反应物、和雨生红球藻等。以及，（3.2)均质：于高压均质压力 30-50MP下，对步骤（3. 1)中得到的芯材和壁材的混合溶液进行均质2~3次。之后再进入 喷雾干燥步骤。经过以上步骤，能够有效降低微胶囊的表面虾青素含量，掩盖了虾青素油的 腥味，提高产品质量。
[0050] 作为优选，所述步骤（3. 1)中，所述芯材和壁材的重量比例为1 : 2. 5,总固形物浓 度20 %，充分搅拌lOmin使之混匀；所述步骤（3. 2)中，所述高压均质的压力为40MP下，均 质的次数为2次。
[0051] 作为优选，所述步骤一中，采用以下方法中的任意一种方法对待处理的雨生红球 藻粉进行破壁处理：
[0052](1)高压均质机机械破壁：于温度4°C，压力40-150MP下进行均质；
[0053] (2)球磨机机械破壁：于转速400_600rpm下处理l_2h;或，
[0054] (3)首先采用酶法于温度30~60°C预处理下雨生红球藻粉lh，采用的酶为总量 占所述雨生红球藻粉重量0. 5~2%。的果胶酶、纤维素酶和蛋白酶，之后再加入HC1或柠檬 酸进行加热处理30-60min，或者进行球磨处理60-120min。如图1、图2和图3所示，经以 上的方法破壁后，雨生红球藻粉的破壁率能达到90%以上，一般来说，只要破壁率要达到 80-100%即可用于制作微胶囊。破壁率的评价：采用浮游生物计数板显微镜下计数，
[0055]
[0056] 作为优选，所述步骤一中，所述方法⑶中，所述HC1的体积百分比为1 %~5%， 所述梓檬酸的质量百分比为1 %~5%。
[0057] 作为优选，所述步骤一中，进行破壁处理之前向雨生红球藻粉中添加占所述雨生 红球藻粉重量0. 1-2%的抗氧化剂，其中所述抗氧化剂选自VC、VE或BHT中的一种或几种。 在破壁工艺中添加抗氧化剂，和美拉德反应物抗氧化壁材联合使用，对虾青素起到了双层 防护作用。
[0058] -种破壁雨生红球藻粉微胶囊，所述破壁雨生红球藻粉微胶囊由任一所述的方法 制得。
[0059] 实施例1
[0060] 破壁雨生红球藻粉微胶囊制备工艺：
[0061] 配制8%雨生红球藻粉水溶液，添加藻粉干重0.1%的抗氧化剂如维生素C-钠，采 用高压均质机机械破壁法，制得破壁率在90 %以上的破壁藻粉溶液作为芯材；
[0062] 制备美拉德反应产物壁材，糖和蛋白质比例为1 :l，pH8. 5,反应温度110°C，反应 时间为2. 5h;
[0063] 将芯材壁材混匀充分混合搅拌5-10min;高压均质，均质压力30-50MP，均质2次； 最后进行喷雾干燥。
[0064] 所述壁材与芯材混合前，过100目筛絹；所述芯材和壁材的质量配比为1:3,总 固形物浓度为20%;所述喷雾干燥进风温度为180°C，出风温度为80°C。
[0065] 实施例2
[0066] 破壁雨生红球藻粉微胶囊制备工艺：
[0067] 配制10%雨生红球藻粉水溶液，添加藻粉干重的抗氧化剂如维生素E，采用球磨 机机械破壁法，制得破壁率在90%以上的破壁藻粉溶液；制备美拉德反应产物壁材，糖和 蛋白质比例为1 : 0. 8,pH8. 0,反应温度110°C，反应时间为3. 5h;将芯材壁材混匀充分混 合搅拌5-10min;高压均质，均质压力30-50MP，均质2次；最后进行喷雾干燥。
[0068] 所述壁材与芯材混合前，过100目筛絹；所述芯材和壁材的质量配比为1:4,总 固形物浓度为18%;所述喷雾干燥进风温度为180°C，出风温度为80°C。
[0069] 实施例3
[0070] 破壁雨生红球藻粉微胶囊制备工艺，包括如下步骤：
[0071] 步骤一、将雨生红球藻粉溶于水形成水溶液，之后向其中添加占所述雨生红球藻 粉重量〇.i%的抗氧化剂VC和VE。之后利用高压均质机于温度4°C，压力40MP下进行均 质，以机械破壁，得到破壁雨生红球藻粉作为芯材。
[0072] 步骤二、以重量比例1 : 0. 5取糖和蛋白质溶于水中，其中水与所述糖和蛋白质的 总量的比例为1 : 0.2,之后调节糖和蛋白质的水溶液至pH为6,再于温度95°C下反应6h， 使糖和蛋白质发生美拉德反应，并将反应产物作为壁材；
[0073] 其中，所述糖为葡萄糖，所述蛋白质为酪蛋白；以及，
[0074] 步骤三、以步骤二中得到的美拉德反应产物作为壁材、步骤一中得到的破壁雨生 红球藻粉作为芯材，按照如下步骤制备得到破壁雨生红球藻粉微胶囊：
[0075] (3. 1)芯材壁材混匀：按重量比例为1 : 3取步骤一中得到的芯材和步骤二中得 到的壁材并混匀；以及，
[0076] (3. 2)均质：于高压均质压力30MP下，对步骤（3. 1)中得到的芯材和壁材的混合 溶液进行均质3次。
[0077] (3. 3)利用喷雾干燥方法将均质过的所述芯材和壁材的混合溶液制备成破壁雨生 红球藻粉微胶囊，其中，喷雾干燥时进风温度为150°C，出风温度为60°C。
[0078] 实施例4
[0079] 破壁雨生红球 藻粉微胶囊制备工艺，包括如下步骤：
[0080] 步骤一、将雨生红球藻粉溶于水形成水溶液，之后向其中添加占所述雨生红球藻 粉重量1 %的抗氧化剂VC。之后首先采用酶法于温度30~60°C预处理下雨生红球藻粉lh， 采用的酶为总量占所述雨生红球藻粉重量〇. 5~2%。的果胶酶、纤维素酶和蛋白酶，之后再 加入HC1或柠檬酸进行加热处理30-60min，或者进行球磨处理60-120min。所述HC1的体 积百分比为1 %~5%，所述柠檬酸的质量百分比为1 %~5%。以破壁，得到破壁雨生红球 藻粉作为芯材。
[0081] 步骤二、以重量比例1 : 1取糖和蛋白质溶于水中，其中水与所述糖和蛋白质的 总量的比例为1 : 0.3,之后调节糖和蛋白质的水溶液至pH为8.5,再于温度105°C下反应 2. 5h，使糖和蛋白质发生美拉德反应，并将反应产物作为壁材；
[0082] 其中，所述糖为麦芽糖，所述蛋白质为酪蛋白；以及，
[0083] 步骤三、以步骤二中得到的美拉德反应产物作为壁材、步骤一中得到的破壁雨生 红球藻粉作为芯材，按照如下步骤制备得到破壁雨生红球藻粉微胶囊：
[0084] (3. 1)芯材壁材混匀：按重量比例为1 : 2. 5取步骤一中得到的芯材和步骤二中 得到的壁材并混匀；以及，
[0085] (3. 2)均质：于高压均质压力40MP下，对步骤（3. 1)中得到的芯材和壁材的混合 溶液进行均质2次。
[0086] (3. 3)利用喷雾干燥方法将均质过的所述芯材和壁材的混合溶液制备成破壁雨生 红球藻粉微胶囊，其中，喷雾干燥时进风温度为180°C，出风温度为80°C。
[0087] 实施例5
[0088] 破壁雨生红球藻粉微胶囊制备工艺，包括如下步骤：
[0089] 步骤一、将雨生红球藻粉溶于水形成水溶液，之后向其中添加占所述雨生红球藻 粉重量2%的抗氧化剂^11'，其中所述抗氧化剂选自￥(：、￥￡或^11'中的一种或几种。之后利 用球磨机机械破壁：于转速400-600rpm下处理l-2h以机械破壁，得到破壁雨生红球藻粉作 为芯材。
[0090] 步骤二、以重量比例1 : 3取糖和蛋白质溶于水中，其中水与所述糖和蛋白质的总 量的比例为1 : 0.4,之后调节糖和蛋白质的水溶液至pH为9,再于温度135°C下反应0.5h， 使糖和蛋白质发生美拉德反应，并将反应产物作为壁材；
[0091] 其中，所述糖为乳糖，所述蛋白质为大豆分离蛋白；以及，
[0092] 步骤三、以步骤二中得到的美拉德反应产物作为壁材、步骤一中得到的破壁雨生 红球藻粉作为芯材，按照如下步骤制备得到破壁雨生红球藻粉微胶囊：
[0093] (3. 1)芯材壁材混匀：按重量比例为1 : 4取步骤一中得到的芯材和步骤二中得 到的壁材并混匀；以及，
[0094] (3. 2)均质：于高压均质压力50MP下，对步骤（3. 1)中得到的芯材和壁材的混合 溶液进行均质2次。
[0095] (3. 3)利用喷雾干燥方法将均质过的所述芯材和壁材的混合溶液制备成破壁雨生 红球藻粉微胶囊，其中，喷雾干燥时进风温度为200°C，出风温度为100°C。
[0096] 本发明通过将美拉德反应产物作为壁材，并结合使用喷雾方法，有效克服了破壁 雨生红球藻的细胞壁碎片难以微胶囊化的问题，直接对破壁藻粉进行微胶囊化，将微胶囊 化虾青素与藻粉干燥相结合，生产出含有藻粉的微胶囊化虾青素产品，减少了产品提取工 艺，采用美拉德反应产物作为壁材避免了虾青素的含量降低，也避免了虾青素油的氧化损 失。该工艺集合了微胶囊化的封闭作用和美拉德反应产物本身的抗氧化作用，具有较强的 保护虾青素的效果。使得依照本发明制备的微胶囊包埋率和产化率均达到90%以上，虾青 素含量达到〇. 5-1 %，具有良好的稳定性和水溶性，增加了其在液体食品中的应用范围。
[0097] 尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列 运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地 实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限 于特定的细节和这里示出与描述的图例。
【主权项】
1. 一种破壁雨生红球藻粉微胶囊的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤： 步骤一、对待处理的雨生红球藻粉进行破壁处理； 步骤二、以重量比例1 : 0.5~3取糖和蛋白质溶于水中，其中水与所述糖和蛋白 质的总量的比例为1 : 0.2~0.4,之后调节糖和蛋白质的水溶液至pH为6-9,再于温度 95-135°C下反应0. 5-6h，使糖和蛋白质发生美拉德反应； 其中，所述糖为葡萄糖、乳糖、或麦芽糖中的任意一种，所述蛋白质为酪蛋白或大豆分 离蛋白；以及， 步骤三、以步骤二中得到的美拉德反应产物作为壁材、步骤一中得到的破壁雨生红球 藻粉作为芯材制备得到破壁雨生红球藻粉微胶囊。2. 如权利要求1所述的破壁雨生红球藻粉微胶囊制备工艺，其特征在于，所述步骤二 中，发生所述美拉德反应的具体条件为：所述糖和蛋白质的重量比例为1 : 1，调节糖和蛋 白质的水溶液溶液至pH为8. 5,然后于反应温度105°C下反应2. 5h。3. 如权利要求1所述的破壁雨生红球藻粉微胶囊的制备工艺，其特征在于，所述步骤 三中，利用喷雾干燥方法将所述芯材和壁材制备成破壁雨生红球藻粉微胶囊，其中，喷雾干 燥时进风温度为150_200°C，出风温度为60-100°C。4. 如权利要求3所述的破壁雨生红球藻粉微胶囊的制备工艺，其特征在于，所述步骤 三中，利用喷雾干燥方法将所述芯材和壁材制备成破壁雨生红球藻粉微胶囊之前，还包括 如下步骤： (3. 1)芯材壁材混匀：按重量比例为1 : 2. 5~4取步骤一中得到的芯材和步骤二中 得到的壁材并混匀；以及， (3. 2)均质：于高压均质压力30-50MP下，对步骤（3. 1)中得到的芯材和壁材的混合溶 液进行均质2~3次。5. 如权利要求1至4任一所述的破壁雨生红球藻粉微胶囊的制备工艺，其特征在于，所 述步骤一中，采用以下方法中的任意一种方法对待处理的雨生红球藻粉进行破壁处理： ⑴高压均质机机械破壁：于温度4°C，压力40-150MP下进行均质； (2) 球磨机机械破壁：于转速400-600rpm下处理l_2h;或， (3) 首先采用酶法于温度30~60°C预处理下雨生红球藻粉lh，采用的酶为总量占所述 雨生红球藻粉重量0. 5~2%。的果胶酶、纤维素酶和蛋白酶，之后再加入HCl或柠檬酸进行 加热处理30_60min，或者进行球磨处理60_120min。6. 如权利要求5所述的破壁雨生红球藻粉微胶囊的制备工艺，其特征在于，所述步骤 一中，所述方法（3)中，所述HCl的体积百分比为1%~5%，所述柠檬酸的质量百分比为 1%~5%〇7. 如权利要求5所述的破壁雨生红球藻粉微胶囊制备工艺，其特征在于，所述步骤一 中，进行破壁处理之前向雨生红球藻粉中添加占所述雨生红球藻粉重量0. 1-2 %的抗氧化 剂，其中所述抗氧化剂选自VC、VE或BHT中的一种或几种。8. 如权利要求3所述的破壁雨生红球藻粉微胶囊的制备工艺，其特征在于，所述喷雾 干燥时的进风温度为180°C，出风温度为80°C。9. 如权利要求4所述的破壁雨生红球藻粉微胶囊的制备工艺，其特征在于，所述步骤 (3. 1)中，所述芯材和壁材的重量比例为1 : 2. 5 ;所述步骤（3. 2)中，所述高压均质的压力
【专利摘要】本发明公开了一种破壁雨生红球藻粉微胶囊的制备工艺，包括：步骤一、对雨生红球藻粉进行破壁处理；步骤二、取糖和蛋白质溶于水中，水与糖和蛋白质的总量的比例为1∶0.2～0.4，之后调节糖和蛋白质的水溶液pH为6-9，再于温度95-135℃下反应0.5-6h，使糖和蛋白质发生美拉德反应；其中，糖为葡萄糖、乳糖或麦芽糖中的任意一种，蛋白质为酪蛋白或大豆分离蛋白；以及，步骤三、以步骤二中得到的美拉德反应产物作为壁材、步骤一中得到的破壁雨生红球藻粉作为芯材制备得到破壁雨生红球藻粉微胶囊。本发明还公开了一种破壁雨生红球藻粉微胶囊。该微胶囊虾青素含量高。具有良好的稳定性和水溶性，增加其在液体食品中的应用范围。
【IPC分类】A23L1/337, A23L1/29, A23L1/00
【公开号】CN104905321
【申请号】CN201510277529
【发明人】陈利梅, 陈树林, 宗志友, 陈吴西, 陈方见, 郑玉斌
【申请人】中国科学院天津工业生物技术研究所, 山东金晶生物技术有限公司
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年5月27日
【技术领域】
[0001] 本发明涉及微胶囊技术领域，具体涉及一种破壁雨生红球藻粉微胶囊的制备工 艺，同时也涉及一种破壁雨生红球藻粉微胶囊。
【背景技术】
[0002] 雨生红球藻（Haematoccoccuspluvialis)是一种分布广泛的单细胞绿藻，在逆境 条件下能形成厚壁孢子并大量积累多种具有生理功能的类胡萝卜素，主要包括虾青素、虾 青素单酯、虾青素双酯、黄体素、胡萝卜素、海胆酮、角黄质等，其中80%为虾青素及其 酯类。雨生红球藻是目前已知自然界中存在的虾青素含量最高的生物，可达1. 5-4%干重。
[0003] 虾青素由于其末端环上的羰基和羟基使得它有最高的抗氧化活性，其抗氧化能 力是0 _胡萝卜素的10倍，原花青素的60倍，维生素E的550倍（MikiW.，Biological functionsandactivitiesofanimalcarotenoids.PureAppl.Chem.，1991，Vol. 63， No. 1，pp. 141-146)。另外，虾青素具有很强的抑制肿瘤生成、增强免疫功能、抵御紫外线 伤害等多种生理功效（PashkowFJ，WatumullDG，CampbellCL.Astaxanthin:anovel potentialtreatmentforoxidativestressandinflammationincardiovascular disease.AmJCardiol. 2008May22;101 (10A) :58D-68D.)，因而广泛应用于食品、医药、化 妆品、保健品、水产养殖等领域。在美国已经获得了FDA的批准，允许作为新的膳食成分进 入保健品市场。超强的抗氧化能力和多种的生物活性，以及艳丽的红色赋予了虾青素广泛 的应用前景和市场潜力，它已广泛应用于水产、家禽养殖业、食品、保健品、化妆品和医药业 等领域。
[0004] 对于雨生红球藻的破壁、或雨生红球藻中的虾青素提取方法、或者虾青素油的微 胶囊化包埋处理，目前都有文献单独报道，将虾青素油进行微胶囊化包埋需要进行虾青素 的提取，过程复杂且产量及效果上均会有损失，不能完全发挥雨生红球藻的功效。目前没有 雨生红球藻破壁后直接进行微胶囊化处理的报道。主要是由于存在以下问题：破壁雨生红 球藻的细胞壁碎片增加了微胶囊化处理难度；常规的变性淀粉、阿拉伯胶等壁材包埋效果 差，导致产品稳定性差，而直接对破壁雨生红球藻液喷雾又会造成虾青素油的氧化损失。
【发明内容】
[0005] 本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优 点。
[0006] 本发明还有一个目的是提供一种破壁雨生红球藻粉微胶囊的制备工艺，本发明通 过将美拉德反应产物作为壁材，并结合使用喷雾方法，有效克服了破壁雨生红球藻的细胞 壁碎片难以微胶囊化的问题，直接对破壁藻粉进行微胶囊化，将微胶囊化虾青素与藻粉干 燥相结合，生产出含有藻粉的微胶囊化虾青素产品，减少了产品提取工艺，采用美拉德反应 产物作为壁材避免了虾青素的含量降低，也避免了虾青素油的氧化损失。
[0007] 本发明的再一目的是提供一种破壁雨生红球藻粉微胶囊，本发明的破壁雨生红球 藻粉微胶囊有效降低了微胶囊的表面虾青素含量，掩盖了虾青素油的腥味，具有良好的稳 定性和水溶性，虾青素含量达到0. 5-1%，产品质量高。
[0008] 为此，本发明提供的技术方案为：
[0009] 一种破壁雨生红球藻粉微胶囊的制备工艺，包括如下步骤：
[0010] 步骤一、对待处理的雨生红球藻粉进行破壁处理；
[0011] 步骤二、以重量比例1 : 0.5~3取糖和蛋白质溶于水中，其中水与所述糖和蛋白 质的总量的比例为1 : 0.2~0.4,之后调节糖和蛋白质的水溶液至pH为6-9,再于温度 95-135°C下反应0. 5-6h，使糖和蛋白质发生美拉德反应；
[0012] 其中，所述糖为葡萄糖、乳糖、或麦芽糖中的任意一种，所述蛋白质为酪蛋白或大 豆分离蛋白；以及，
[0013] 步骤三、以步骤二中得到的美拉德反应产物作为壁材、步骤一中得到的破壁雨生 红球藻粉作为芯材制备得到破壁雨生红球藻粉微胶囊。
[0014] 优选的是，所述的破壁雨生红球藻粉微胶囊的制备工艺中，所述步骤二中，发生所 述美拉德反应的具体条件为：所述糖和蛋白质的重量比例为1 : 1，调节糖和蛋白质的水溶 液溶液至pH为8. 5,然后于反应温度105°C下反应2. 5h。
[0015] 优选的是，所述的破壁雨生红球藻粉微胶囊的制备工艺中，所述步骤三中，利用喷 雾干燥方法将所述芯材和壁材制备成破壁雨生红球藻粉微胶囊，其中，喷雾干燥时进风温 度为150-200°C，出风温度为60-100°C。
[0016] 优选的是，所述的破壁雨生红球藻粉微胶囊的制备工艺中，所述步骤三中，利用喷 雾干燥方法将所述芯材和壁材制备成破壁雨生红球藻粉微胶囊之前，还包括如下步骤：
[0017](3. 1)芯材壁材混匀：按重量比例为1:2. 5~4取步骤一中得到的芯材和步骤 二中得到的壁材并混匀；以及，
[0018] (3. 2)均质：于高压均质压力30-50MP下，对步骤（3. 1)中得到的芯材和壁材的混 合溶液进行均质2~3次。
[0019] 优选的是，所述的破壁雨生红球藻粉微胶囊的制备工艺中，所述步骤一中，采用以 下方法中的任意一种方法对待处理的雨生红球藻粉进行破壁处理：
[0020] (1)高压均质机机械破壁：于温度4°C，压力40-150MP下进行均质；
[0021] (2)球磨机机械破壁：于转速400_600rpm下处理l_2h;或，
[0022] (3)首先采用酶法于温度30~60°C预处理下雨生红球藻粉lh，采用的酶为总量占 所述雨生红球藻粉重量0. 5~2%。的果胶酶、纤维素酶和蛋白酶，之后再加入HC1或柠檬酸 进行加热处理30_60min，或者进行球磨处理60_120min。
[0023] 较优选的是，所述的破壁雨生红球藻粉微胶囊的制备工艺中，所述步骤一中，所述 方法⑶中，所述HC1的体积百分比为1 %~5%，所述梓檬酸的质量百分比为1 %~5%。
[0024] 较优选的是，所述的破壁雨生红球藻粉微胶囊的制备工艺中，所述步骤一中，进行 破壁处理之前向雨生红球藻粉中添加占所述雨生红球藻粉重量0. 1-2%的抗氧化剂，其中 所述抗氧化剂选自VC、VE或BHT中的一种或几种。
[0025] 较优选的是，所述的破壁雨生红球藻粉微胶囊的制备工艺中，所述喷雾干燥时的 进风温度为180°C，出风温度为80°C。
[0026] 较优选的是，所述的破壁雨生红球藻粉微胶囊的制备工艺中，所述步骤（3. 1)中， 所述芯材和壁材的重量比例为1 : 2. 5;所述步骤（3. 2)中，所述高压均质的压力为40MP下，均质的次数为2次。
[0027] -种破壁雨生红球藻粉微胶囊，所述破壁雨生红球藻粉微胶囊由任一所述的方法 制得。
[0028] 本发明至少包括以下有益效果：
[0029] 本发明利用美拉德反应物为主要壁材制备破壁雨生红球藻微胶囊，制得的破壁雨 生红球藻微胶囊为红色粉末，按照本发明优化的喷雾干燥工艺，微胶囊包埋率和产化率均 达到90%以上，虾青素含量达到0. 5-1 %，具有良好的稳定性和水溶性，增加其在液体食品 中的应用范围。
[0030] 本发明在破壁工艺中添加了抗氧化剂，结合美拉德反应物抗氧化壁材使用，对虾 青素起到了双层防护作用。
[0031] 采用本发明的壁材和优化的工艺参数，如混合、均质等，有效降低了微胶囊的表面 虾青素含量，掩盖了虾青素油的腥味，提高产品质量。
[0032] 本发明工艺简单，产品收率高，生产成本低。
[0033] 本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本 发明的研宄和实践而为本领域的技术人员所理解。
【附图说明】
[0034] 图1为本发明其中一个实施例中电子显微镜观察到的未破壁雨生红球藻细胞的 电镜图；
[0035] 图2为本发明其中一个实施例中电子显微镜观察到的破壁后的雨生红球藻细胞 的电镜图；
[0036] 图3为本发明其中一个实施例中微胶囊化包埋的破壁雨生红球藻粉的电镜扫描 图。
【具体实施方式】
[0037] 下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文 字能够据以实施。
[0038] 应当理解，本文所使用的诸如"具有"、"包 含"以及"包括"术语并不配出一个或多 个其它元件或其组合的存在或添加。
[0039] 本发明提供一种破壁雨生红球藻粉微胶囊的制备工艺，包括如下步骤：
[0040] 步骤一、对待处理的雨生红球藻粉进行破壁处理；
[0041] 步骤二、以重量比例1 : 0.5~3取糖和蛋白质溶于水中，其中水与所述糖和蛋白 质的总量的比例为1 : 0.2~0.4,之后调节糖和蛋白质的水溶液至pH为6-9,再于温度 95-135°C下反应0. 5-6h，使糖和蛋白质发生美拉德反应；
[0042] 其中，所述糖为葡萄糖、乳糖、或麦芽糖中的任意一种，所述蛋白质为酪蛋白或大 豆分离蛋白；以及，
[0043]步骤三、以步骤二中得到的美拉德反应产物作为壁材、步骤一中得到的破壁雨生 红球藻粉作为芯材制备得到破壁雨生红球藻粉微胶囊。
[0044] 美拉德反应产物（MaillardReactionProduct，MRPs)具有一定的抗氧化性能， 其中某些物质的抗氧化强度可以和食品中常用的抗氧化剂相媲美；不同底物的反应可以形 成不同特色的风味物质，赋予产品新的风味特色。同时，美拉德反应物作为壁材具有优良的 乳化和成膜性能。微胶囊化可以有效地减少虾青素受光、氧、水的影响，减少氧化；防止贮 存过程中芯材的挥发；保护和控制芯材的释放；改变芯材的颜色、形状、密度、分散性能等 理化性质；降低或掩盖虾青素油剂中的特殊腥气味；提高与其它物料的混合性及其流动性 等。因此用水溶性美拉德反应产物作为壁材对虾青素进行微胶囊化包埋，可有效地提高稳 定性，扩大其应用范围。本发明制备的破壁雨生红球藻微胶囊为红色粉末。按照本发明的 方法，该微胶囊具有良好的稳定性和水溶性，增加了其在液体食品中的应用范围。本发明工 艺简单，产品收率高，生产成本低。
[0045] 作为优选，所述步骤二中，发生所述美拉德反应的具体条件为：所述糖和蛋白质的 重量比例为1 : 1，调节糖和蛋白质的水溶液溶液至pH为8.5,然后于反应温度105°C下反 应 2. 5h。
[0046] 作为优选，所述步骤三中，利用喷雾干燥方法将所述芯材和壁材制备成破壁雨生 红球藻粉微胶囊，其中，喷雾干燥时进风温度为150-200°C，出风温度为60-100°C。喷雾 干燥法制备微胶囊主要由芯材和壁材形成的乳状液在干燥塔内雾化干燥。在喷雾过程中， 虽然热空气的温度很高，但由于水从壁材中快速蒸发，从而保证了芯材温度低于l〇〇°C，因 此特别适用于热敏性较强物料的干燥。本发明将美拉德反应产物作为壁材和喷雾干燥方 法联用，使得依照本发明制备的微胶囊包埋率和产化率均达到90%以上，虾青素含量达到 0. 5-1 %，取本发明制得的破壁雨生红球藻粉微胶囊lg置于10~20mL水中，搅拌2~5min， 其能很快溶解均匀，得到破壁雨生红球藻粉微胶囊溶液。即该破壁雨生红球藻粉微胶囊具 有良好的稳定性和水溶性，增加了其在液体食品中的应用范围。
[0047] 作为优选，所述喷雾干燥时的进风温度为180°C，出风温度为80°C。
[0048] 作为优选，所述步骤三中，利用喷雾干燥方法将所述芯材和壁材制备成破壁雨生 红球藻粉微胶囊之前，还包括如下步骤：
[0049] (3. 1)芯材壁材混匀：按重量比例为1 : 2. 5~4取步骤一中得到的芯材和步骤 二中得到的壁材，总固形物浓度为15-25%，充分混合搅拌5-30min，使之混匀；该总固形物 包括混合好的蛋白、多糖及其反应物、和雨生红球藻等。以及，（3.2)均质：于高压均质压力 30-50MP下，对步骤（3. 1)中得到的芯材和壁材的混合溶液进行均质2~3次。之后再进入 喷雾干燥步骤。经过以上步骤，能够有效降低微胶囊的表面虾青素含量，掩盖了虾青素油的 腥味，提高产品质量。
[0050] 作为优选，所述步骤（3. 1)中，所述芯材和壁材的重量比例为1 : 2. 5,总固形物浓 度20 %，充分搅拌lOmin使之混匀；所述步骤（3. 2)中，所述高压均质的压力为40MP下，均 质的次数为2次。
[0051] 作为优选，所述步骤一中，采用以下方法中的任意一种方法对待处理的雨生红球 藻粉进行破壁处理：
[0052](1)高压均质机机械破壁：于温度4°C，压力40-150MP下进行均质；
[0053] (2)球磨机机械破壁：于转速400_600rpm下处理l_2h;或，
[0054] (3)首先采用酶法于温度30~60°C预处理下雨生红球藻粉lh，采用的酶为总量 占所述雨生红球藻粉重量0. 5~2%。的果胶酶、纤维素酶和蛋白酶，之后再加入HC1或柠檬 酸进行加热处理30-60min，或者进行球磨处理60-120min。如图1、图2和图3所示，经以 上的方法破壁后，雨生红球藻粉的破壁率能达到90%以上，一般来说，只要破壁率要达到 80-100%即可用于制作微胶囊。破壁率的评价：采用浮游生物计数板显微镜下计数，
[0055]
[0056] 作为优选，所述步骤一中，所述方法⑶中，所述HC1的体积百分比为1 %~5%， 所述梓檬酸的质量百分比为1 %~5%。
[0057] 作为优选，所述步骤一中，进行破壁处理之前向雨生红球藻粉中添加占所述雨生 红球藻粉重量0. 1-2%的抗氧化剂，其中所述抗氧化剂选自VC、VE或BHT中的一种或几种。 在破壁工艺中添加抗氧化剂，和美拉德反应物抗氧化壁材联合使用，对虾青素起到了双层 防护作用。
[0058] -种破壁雨生红球藻粉微胶囊，所述破壁雨生红球藻粉微胶囊由任一所述的方法 制得。
[0059] 实施例1
[0060] 破壁雨生红球藻粉微胶囊制备工艺：
[0061] 配制8%雨生红球藻粉水溶液，添加藻粉干重0.1%的抗氧化剂如维生素C-钠，采 用高压均质机机械破壁法，制得破壁率在90 %以上的破壁藻粉溶液作为芯材；
[0062] 制备美拉德反应产物壁材，糖和蛋白质比例为1 :l，pH8. 5,反应温度110°C，反应 时间为2. 5h;
[0063] 将芯材壁材混匀充分混合搅拌5-10min;高压均质，均质压力30-50MP，均质2次； 最后进行喷雾干燥。
[0064] 所述壁材与芯材混合前，过100目筛絹；所述芯材和壁材的质量配比为1:3,总 固形物浓度为20%;所述喷雾干燥进风温度为180°C，出风温度为80°C。
[0065] 实施例2
[0066] 破壁雨生红球藻粉微胶囊制备工艺：
[0067] 配制10%雨生红球藻粉水溶液，添加藻粉干重的抗氧化剂如维生素E，采用球磨 机机械破壁法，制得破壁率在90%以上的破壁藻粉溶液；制备美拉德反应产物壁材，糖和 蛋白质比例为1 : 0. 8,pH8. 0,反应温度110°C，反应时间为3. 5h;将芯材壁材混匀充分混 合搅拌5-10min;高压均质，均质压力30-50MP，均质2次；最后进行喷雾干燥。
[0068] 所述壁材与芯材混合前，过100目筛絹；所述芯材和壁材的质量配比为1:4,总 固形物浓度为18%;所述喷雾干燥进风温度为180°C，出风温度为80°C。
[0069] 实施例3
[0070] 破壁雨生红球藻粉微胶囊制备工艺，包括如下步骤：
[0071] 步骤一、将雨生红球藻粉溶于水形成水溶液，之后向其中添加占所述雨生红球藻 粉重量〇.i%的抗氧化剂VC和VE。之后利用高压均质机于温度4°C，压力40MP下进行均 质，以机械破壁，得到破壁雨生红球藻粉作为芯材。
[0072] 步骤二、以重量比例1 : 0. 5取糖和蛋白质溶于水中，其中水与所述糖和蛋白质的 总量的比例为1 : 0.2,之后调节糖和蛋白质的水溶液至pH为6,再于温度95°C下反应6h， 使糖和蛋白质发生美拉德反应，并将反应产物作为壁材；
[0073] 其中，所述糖为葡萄糖，所述蛋白质为酪蛋白；以及，
[0074] 步骤三、以步骤二中得到的美拉德反应产物作为壁材、步骤一中得到的破壁雨生 红球藻粉作为芯材，按照如下步骤制备得到破壁雨生红球藻粉微胶囊：
[0075] (3. 1)芯材壁材混匀：按重量比例为1 : 3取步骤一中得到的芯材和步骤二中得 到的壁材并混匀；以及，
[0076] (3. 2)均质：于高压均质压力30MP下，对步骤（3. 1)中得到的芯材和壁材的混合 溶液进行均质3次。
[0077] (3. 3)利用喷雾干燥方法将均质过的所述芯材和壁材的混合溶液制备成破壁雨生 红球藻粉微胶囊，其中，喷雾干燥时进风温度为150°C，出风温度为60°C。
[0078] 实施例4
[0079] 破壁雨生红球 藻粉微胶囊制备工艺，包括如下步骤：
[0080] 步骤一、将雨生红球藻粉溶于水形成水溶液，之后向其中添加占所述雨生红球藻 粉重量1 %的抗氧化剂VC。之后首先采用酶法于温度30~60°C预处理下雨生红球藻粉lh， 采用的酶为总量占所述雨生红球藻粉重量〇. 5~2%。的果胶酶、纤维素酶和蛋白酶，之后再 加入HC1或柠檬酸进行加热处理30-60min，或者进行球磨处理60-120min。所述HC1的体 积百分比为1 %~5%，所述柠檬酸的质量百分比为1 %~5%。以破壁，得到破壁雨生红球 藻粉作为芯材。
[0081] 步骤二、以重量比例1 : 1取糖和蛋白质溶于水中，其中水与所述糖和蛋白质的 总量的比例为1 : 0.3,之后调节糖和蛋白质的水溶液至pH为8.5,再于温度105°C下反应 2. 5h，使糖和蛋白质发生美拉德反应，并将反应产物作为壁材；
[0082] 其中，所述糖为麦芽糖，所述蛋白质为酪蛋白；以及，
[0083] 步骤三、以步骤二中得到的美拉德反应产物作为壁材、步骤一中得到的破壁雨生 红球藻粉作为芯材，按照如下步骤制备得到破壁雨生红球藻粉微胶囊：
[0084] (3. 1)芯材壁材混匀：按重量比例为1 : 2. 5取步骤一中得到的芯材和步骤二中 得到的壁材并混匀；以及，
[0085] (3. 2)均质：于高压均质压力40MP下，对步骤（3. 1)中得到的芯材和壁材的混合 溶液进行均质2次。
[0086] (3. 3)利用喷雾干燥方法将均质过的所述芯材和壁材的混合溶液制备成破壁雨生 红球藻粉微胶囊，其中，喷雾干燥时进风温度为180°C，出风温度为80°C。
[0087] 实施例5
[0088] 破壁雨生红球藻粉微胶囊制备工艺，包括如下步骤：
[0089] 步骤一、将雨生红球藻粉溶于水形成水溶液，之后向其中添加占所述雨生红球藻 粉重量2%的抗氧化剂^11'，其中所述抗氧化剂选自￥(：、￥￡或^11'中的一种或几种。之后利 用球磨机机械破壁：于转速400-600rpm下处理l-2h以机械破壁，得到破壁雨生红球藻粉作 为芯材。
[0090] 步骤二、以重量比例1 : 3取糖和蛋白质溶于水中，其中水与所述糖和蛋白质的总 量的比例为1 : 0.4,之后调节糖和蛋白质的水溶液至pH为9,再于温度135°C下反应0.5h， 使糖和蛋白质发生美拉德反应，并将反应产物作为壁材；
[0091] 其中，所述糖为乳糖，所述蛋白质为大豆分离蛋白；以及，
[0092] 步骤三、以步骤二中得到的美拉德反应产物作为壁材、步骤一中得到的破壁雨生 红球藻粉作为芯材，按照如下步骤制备得到破壁雨生红球藻粉微胶囊：
[0093] (3. 1)芯材壁材混匀：按重量比例为1 : 4取步骤一中得到的芯材和步骤二中得 到的壁材并混匀；以及，
[0094] (3. 2)均质：于高压均质压力50MP下，对步骤（3. 1)中得到的芯材和壁材的混合 溶液进行均质2次。
[0095] (3. 3)利用喷雾干燥方法将均质过的所述芯材和壁材的混合溶液制备成破壁雨生 红球藻粉微胶囊，其中，喷雾干燥时进风温度为200°C，出风温度为100°C。
[0096] 本发明通过将美拉德反应产物作为壁材，并结合使用喷雾方法，有效克服了破壁 雨生红球藻的细胞壁碎片难以微胶囊化的问题，直接对破壁藻粉进行微胶囊化，将微胶囊 化虾青素与藻粉干燥相结合，生产出含有藻粉的微胶囊化虾青素产品，减少了产品提取工 艺，采用美拉德反应产物作为壁材避免了虾青素的含量降低，也避免了虾青素油的氧化损 失。该工艺集合了微胶囊化的封闭作用和美拉德反应产物本身的抗氧化作用，具有较强的 保护虾青素的效果。使得依照本发明制备的微胶囊包埋率和产化率均达到90%以上，虾青 素含量达到〇. 5-1 %，具有良好的稳定性和水溶性，增加了其在液体食品中的应用范围。
[0097] 尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列 运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地 实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限 于特定的细节和这里示出与描述的图例。
【主权项】
1. 一种破壁雨生红球藻粉微胶囊的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤： 步骤一、对待处理的雨生红球藻粉进行破壁处理； 步骤二、以重量比例1 : 0.5~3取糖和蛋白质溶于水中，其中水与所述糖和蛋白 质的总量的比例为1 : 0.2~0.4,之后调节糖和蛋白质的水溶液至pH为6-9,再于温度 95-135°C下反应0. 5-6h，使糖和蛋白质发生美拉德反应； 其中，所述糖为葡萄糖、乳糖、或麦芽糖中的任意一种，所述蛋白质为酪蛋白或大豆分 离蛋白；以及， 步骤三、以步骤二中得到的美拉德反应产物作为壁材、步骤一中得到的破壁雨生红球 藻粉作为芯材制备得到破壁雨生红球藻粉微胶囊。2. 如权利要求1所述的破壁雨生红球藻粉微胶囊制备工艺，其特征在于，所述步骤二 中，发生所述美拉德反应的具体条件为：所述糖和蛋白质的重量比例为1 : 1，调节糖和蛋 白质的水溶液溶液至pH为8. 5,然后于反应温度105°C下反应2. 5h。3. 如权利要求1所述的破壁雨生红球藻粉微胶囊的制备工艺，其特征在于，所述步骤 三中，利用喷雾干燥方法将所述芯材和壁材制备成破壁雨生红球藻粉微胶囊，其中，喷雾干 燥时进风温度为150_200°C，出风温度为60-100°C。4. 如权利要求3所述的破壁雨生红球藻粉微胶囊的制备工艺，其特征在于，所述步骤 三中，利用喷雾干燥方法将所述芯材和壁材制备成破壁雨生红球藻粉微胶囊之前，还包括 如下步骤： (3. 1)芯材壁材混匀：按重量比例为1 : 2. 5~4取步骤一中得到的芯材和步骤二中 得到的壁材并混匀；以及， (3. 2)均质：于高压均质压力30-50MP下，对步骤（3. 1)中得到的芯材和壁材的混合溶 液进行均质2~3次。5. 如权利要求1至4任一所述的破壁雨生红球藻粉微胶囊的制备工艺，其特征在于，所 述步骤一中，采用以下方法中的任意一种方法对待处理的雨生红球藻粉进行破壁处理： ⑴高压均质机机械破壁：于温度4°C，压力40-150MP下进行均质； (2) 球磨机机械破壁：于转速400-600rpm下处理l_2h;或， (3) 首先采用酶法于温度30~60°C预处理下雨生红球藻粉lh，采用的酶为总量占所述 雨生红球藻粉重量0. 5~2%。的果胶酶、纤维素酶和蛋白酶，之后再加入HCl或柠檬酸进行 加热处理30_60min，或者进行球磨处理60_120min。6. 如权利要求5所述的破壁雨生红球藻粉微胶囊的制备工艺，其特征在于，所述步骤 一中，所述方法（3)中，所述HCl的体积百分比为1%~5%，所述柠檬酸的质量百分比为 1%~5%〇7. 如权利要求5所述的破壁雨生红球藻粉微胶囊制备工艺，其特征在于，所述步骤一 中，进行破壁处理之前向雨生红球藻粉中添加占所述雨生红球藻粉重量0. 1-2 %的抗氧化 剂，其中所述抗氧化剂选自VC、VE或BHT中的一种或几种。8. 如权利要求3所述的破壁雨生红球藻粉微胶囊的制备工艺，其特征在于，所述喷雾 干燥时的进风温度为180°C，出风温度为80°C。9. 如权利要求4所述的破壁雨生红球藻粉微胶囊的制备工艺，其特征在于，所述步骤 (3. 1)中，所述芯材和壁材的重量比例为1 : 2. 5 ;所述步骤（3. 2)中，所述高压均质的压力
【专利摘要】本发明公开了一种破壁雨生红球藻粉微胶囊的制备工艺，包括：步骤一、对雨生红球藻粉进行破壁处理；步骤二、取糖和蛋白质溶于水中，水与糖和蛋白质的总量的比例为1∶0.2～0.4，之后调节糖和蛋白质的水溶液pH为6-9，再于温度95-135℃下反应0.5-6h，使糖和蛋白质发生美拉德反应；其中，糖为葡萄糖、乳糖或麦芽糖中的任意一种，蛋白质为酪蛋白或大豆分离蛋白；以及，步骤三、以步骤二中得到的美拉德反应产物作为壁材、步骤一中得到的破壁雨生红球藻粉作为芯材制备得到破壁雨生红球藻粉微胶囊。本发明还公开了一种破壁雨生红球藻粉微胶囊。该微胶囊虾青素含量高。具有良好的稳定性和水溶性，增加其在液体食品中的应用范围。
【IPC分类】A23L1/337, A23L1/29, A23L1/00
【公开号】CN104905321
【申请号】CN201510277529
【发明人】陈利梅, 陈树林, 宗志友, 陈吴西, 陈方见, 郑玉斌
【申请人】中国科学院天津工业生物技术研究所, 山东金晶生物技术有限公司
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年5月27日
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