一种天然香菇精提取物微胶囊的制备方法

admin管理员组

文章数量:866648

本发明公开了一种天然香菇精提取物微胶囊的制备方法：在40℃保温下，向明胶溶液中加入香菇精提取物，剪切乳化，再加入阿拉伯胶溶液，TPGS，高速分散均匀，得到稳定的乳化液，抽真空，然后在常压搅拌下调节乳化液的pH值至4.4～4.6，溶液中会逐渐析出微胶囊，然后继续搅拌，降温至4～8℃，调节pH值至6.5，加入谷氨酰胺转氨酶，4～8℃保温搅拌10～15h，使微胶囊固化，高速冷冻离心，收集上层浓浆固液混合物，为湿微胶囊；湿微胶囊加入质量分数0.1%的蔗糖水溶液中，喷雾干燥，冷却到室温，过100目筛后即得到天然香菇精提取物微胶囊。本发明提供的天然香菇精提取物微胶囊，包埋率高，稳定性强，胶囊的刚性和密封性都大大提高。

1.一种天然香菇精提取物微胶囊的制备方法，其特征在于所述方法为：在40℃保温下，向质量分数2%的明胶溶液中加入香菇精提取物，剪切乳化均匀，再加入质量分数2%的阿拉伯胶溶液，最后加入聚乙二醇天然维生素E琥珀酸酯，使聚乙二醇天然维生素E琥珀酸酯的终浓度为0.25～0.35mmol/L，高速分散均匀，得到稳定的乳化液，在40℃保温下，抽真空10～20min，然后在常压搅拌下，滴加稀酸溶液调节乳化液的pH值至4.4～4.6，然后继续保温40℃搅拌10～20min后，降温至4～8℃，加入稀碱溶液调节pH值至6.5，加入谷氨酰胺转氨酶，4～8℃保温搅拌10～15h，得到含有微胶囊的混合体系，进行高速冷冻离心，收集上层浓浆固液混合物，即为湿微胶囊；质量分数0.1%的蔗糖水溶液，在搅拌下加入制得的湿微胶囊，使湿微胶囊质量百分含量在20%～35%之间，进行喷雾干燥，冷却到室温，过100目筛后即得到天然香菇精提取物微胶囊；所述香菇精提取物按以下方法制得：取粉碎后过100目筛的香菇子实体粉末加入蒸馏水，蒸馏水的体积用量以香菇子实体粉末的质量计为15mL/g，浸泡3h后蒸馏，收集馏出液的前50mL，即为所述香菇精提取物。 2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述香菇精提取物的体积用量以明胶的质量计为2～4mL/g，所述明胶、阿拉伯胶的质量比为1︰1。 3.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述谷氨酰胺转氨酶的质量用量以明胶的质量计为20～30U/g。 4.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述聚乙二醇天然维生素E琥珀酸酯为TPGS200、TPGS400、TPGS600、TPGS800或TPGS1000。 5.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述剪切乳化是在10000rpm转速下剪切乳化5～10min。 6.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述高速分散是在22000rpm转速下分散15～20min。 7.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述抽真空10～20min是抽真空至相对真空度0.08～0.1Mpa，保持10～20min。 8.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述高速冷冻离心是在15000rpm的转速下，4℃温度下，离心20min。 9.如权利要求1所述的方法，其特征在稀酸溶液为质量分数5～10%）醋酸水溶液；所述稀碱溶液为质量分数5～10%NaOH水溶液。 10.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述方法为：在40℃保温下，向质量分数2%的明胶溶液中加入香菇精提取物，10000rpm转速下剪切乳化5min，再加入质量分数2%的阿拉伯胶溶液，最后加入聚乙二醇天然维生素E琥珀酸酯，使聚乙二醇天然维生素E琥珀酸酯的终浓度为0.25～0.35mmol/L，22000rpm转速下分散15min，得到稳定的乳化液，在40℃保温下，抽真空至相对真空度0.08Mpa，保持10min，然后在常压搅拌下，滴加质量分数5%的醋酸水溶液调节乳化液的pH值至4.6，然后继续保温40℃搅拌10min后，降温至4℃，加入质量分数10%的NaOH水溶液调节pH值至6.5，加入谷氨酰胺转氨酶，4℃保温搅拌10h，得到含有微胶囊的混合体系，进行高速冷冻离心，收集上层浓浆固液混合物，即为湿微胶囊；质量分数0.1%的蔗糖水溶液，在搅拌下加入制得的湿微胶囊，使湿微胶囊质量百分含量在20%～35%之间，进行喷雾干燥，冷却到室温，过100目筛后即得到天然香菇精提取物微胶囊；所述香菇精提取物的体积用量以明胶的质量计为2～4mL/g，所述明胶、阿拉伯胶的质量比为1︰1；所述谷氨酰胺转氨酶的质量用量以明胶的质量计为20～30U/g；所述香菇精提取物按以下方法制得：取粉碎后过100目筛的香菇子实体粉末加入蒸馏水，蒸馏水的体积用量以香菇子实体粉末的质量计为15mL/g，浸泡3h后蒸馏，收集馏出液的前50mL，即为所述香菇精提取物。

（一）技术领域

本发明涉及一种天然香菇精提取物的包埋方法，壁材包含明胶、 阿拉伯胶、TPGS、蔗糖，采用二次包埋方法，属于食品添加剂加工 的技术领域。

（二）背景技术

香菇味道鲜美，香气沁人，营养丰富。香菇的呈味物质主要由呈 味核苷酸和香菇香味物质组成，其中香味物质主要是一系列含硫杂环 类物质，但通常认为决定香菇香味的最关键成分为：1,2,4-三硫杂环 戊烷(1,2,4-trithiolane)、1,2,4,6-四硫杂环庚烷(1,2,4,6-tetrathiepane)和 1,2,3,5,6-五硫杂环庚烷(香菇精)，此三者与感官评定所得香菇香味浓 郁程度的对应关系，其误差也小于1%(Masakazu H,Yoshifumi M, Yasushi S.The smell and odorous components of dried shiitake  mushroom,Lentinula edodes I:relationship between sensory evaluations  and amounts of odorous components[J].Journal of Wood Science,2004, 50:358-364.)。Wada等研究表明，在100℃、pH大于5.0的10%乙醇 溶液中加热1h，香菇精非常不稳定。（Wada S,Nakatani H,Morita K.A  new aroma-bearing substance from shiitake,an edible mushroom[J]. Journal of Food Science,1967,32:559-561.）

微胶囊化有隔离保护作用，可减轻外界环境因素对敏感芯材的作 用，提高产品的稳定性能，延长存放期；改善芯材的聚集状态，便于 食用、运输和贮藏。

聚乙二醇天然维生素E琥珀酸酯（简称TPGS）的分子结构如 式I所示，是水溶性的生育酚衍生物，由天然维生素E琥珀酸酯（TOS） 与聚乙二醇酯化而成。式I中，n为5～32的整数。

Traberetal.研究了TPGS在人体内消化吸收的机理，TPGS形成 胶态晶团(分子团)，能够有效地穿过肠内腔进入细胞壁内的细胞液 里，这种吸收机理证明了其可以用作药物载体(药物运输剂，用于运 输药剂的工具)，增强维生素D的吸收，增大难溶药物的溶解性和分 散性。Ismailoos etal.研究了TPGS增强环抱霉素的溶解性，使得其生 物活性更强。TPGS还可以帮助强化吸收一种用于治疗爱滋病病毒的 HIV蛋白酶。

由于TPGS既含有生育酚亲脂基团，又含有聚乙二醇长链的亲水 基团，具有一定的表面活性剂性质，在作为增溶剂，乳化剂，脂溶性 药物传递系统的载体等方面有非常广阔的应用前景。

孙培龙等报道了香菇精的提取方法和β-环糊精包埋法，香菇精 的包埋率为73%，储存1个月后分解率为11%。

根据目前的文献，香菇精提取物的微胶囊制备过程中仅采用单一 的β-环糊精作为壁材，得到的产品包埋率都较低；同时由于采用β- 环糊精包埋法不能将香菇精和氧气隔绝，产品的稳定性不高，最终限 制了该产品的市场化应用。

（三）发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有工艺的缺陷，使包埋产 品的包埋率和稳定性增加、微胶囊粒径减小。从而提高天然香菇精提 取物微胶囊产品的应用价值。

本发明目的是提供一种高包埋率、稳定、可实现产业化的天然香 菇精提取物微胶囊化方法，该方法同时可以用于其它脂溶性液体为芯 材的亚微米微胶囊制备。

本发明采用的技术方案是：

本发明提供一种天然香菇精提取物微胶囊的制备方法，所述方法 包括如下步骤：

在40℃保温下，向质量分数2%的明胶溶液中加入香菇精提取物， 剪切乳化均匀，再加入质量分数2%的阿拉伯胶溶液，最后加入聚乙 二醇天然维生素E琥珀酸酯，使聚乙二醇天然维生素E琥珀酸酯的 终浓度为0.25～0.35mmol/L，高速分散均匀，得到稳定的乳化液，在 40℃保温下，抽真空10～20min，然后在常压搅拌下，滴加稀酸溶液 调节乳化液的pH值至4.4～4.6（优选4.6），溶液中会逐渐析出微胶囊， 然后继续保温40℃搅拌10～20min后，降温至4～8℃（优选4℃），加 入稀碱溶液调节pH值至6.5，加入谷氨酰胺转氨酶，4～8℃（优选4℃） 保温搅拌10～15h，使微胶囊固化，得到含有微胶囊的混合体系，进 行高速冷冻离心，收集上层浓浆固液混合物（为固体微胶囊与少量水 的固液混合物，呈浓浆状），即为湿微胶囊；

质量分数0.1%的蔗糖水溶液，在搅拌下加入制得的湿微胶囊， 使湿微胶囊质量百分含量在20%～35%之间，进行喷雾干燥，冷却到 室温，过100目筛后即得到天然香菇精提取物微胶囊。

本发明所采用的TPGS为天然维生素E琥珀酸酯分别和聚乙二醇 200、400、600、800或1000酯化而成，一般标记为TPGS200、TPGS400、 TPGS600、TPGS800或TPGS1000，优选TPGS200、TPGS600或 TPGS1000，更优选TPGS1000。TPGS的物质的量按照其平均分子量 计算。

所述香菇精提取物的体积用量以明胶的质量计为2～4mL/g，优选 4mL/g。所述明胶、阿拉伯胶的质量比为1：1，所述谷氨酰胺转氨酶 的质量用量以明胶的质量计为20～30U/g，优选20U/g。

本发明所述香菇精提取物按以下方法制得：

取粉碎后过100目筛的香菇子实体粉末加入蒸馏水，蒸馏水的体 积用量以香菇子实体粉末的质量计为15mL/g，浸泡3h后蒸馏，收 集馏出液的前50mL，即为本发明所采用的香菇精提取物。

所述剪切乳化均匀，剪切乳化通常在10000rpm转速下剪切乳化 5～10min。

所述高速分散均匀，高速分散通常在22000rpm转速下分散 15～20min。

所述抽真空10～20min，一般抽真空至相对真空度0.08～0.1Mpa， 保持10～20min。

所述稀酸溶液一般为质量分数5～10%（优选5%）醋酸水溶液。

所述稀碱溶液一般为质量分数5～10%NaOH水溶液。

所述高速冷冻离心一般在15000rpm的转速下，4℃温度下，离心 20min。

所述喷雾干燥为气流式喷雾干燥，进风温度为195℃，出风温度 为85-95℃。

较为具体的，推荐本发明方法按照以下步骤进行：

所述方法为：在40℃保温下，向质量分数2%的明胶溶液中加入 香菇精提取物，10000rpm转速下剪切乳化5min，再加入质量分数2% 的阿拉伯胶溶液，最后加入聚乙二醇天然维生素E琥珀酸酯，使聚乙 二醇天然维生素E琥珀酸酯的终浓度为0.25～0.35mmol/L，22000rpm 转速下分散15min，得到稳定的乳化液，在40℃保温下，抽真空至相 对真空度0.08Mpa，保持10min，然后在常压搅拌下，滴加质量分数 5%的醋酸水溶液调节乳化液的pH值至4.6，然后继续保温40℃搅拌 10min后，降温至4℃，加入质量分数10%的NaOH水溶液调节pH 值至6.5，加入谷氨酰胺转氨酶，4℃保温搅拌10h，得到含有微胶囊 的混合体系，进行高速冷冻离心，收集上层浓浆固液混合物，即为湿 微胶囊；质量分数0.1%的蔗糖水溶液，在搅拌下加入制得的湿微胶 囊，使湿微胶囊质量百分含量在20%～35%之间，进行喷雾干燥，冷 却到室温，过100目筛后即得到天然香菇精提取物微胶囊；

所述香菇精提取物的体积用量以明胶的质量计为2～4mL/g，所述 明胶、阿拉伯胶的质量比为1︰1；

所述谷氨酰胺转氨酶的质量用量以明胶的质量计为20～30U/g；

所述香菇精提取物按以下方法制得：

取粉碎后过100目筛的香菇子实体粉末加入蒸馏水，蒸馏水的体 积用量以香菇子实体粉末的质量计为15mL/g，浸泡3h后蒸馏，收 集馏出液的前50mL，即为所述香菇精提取物。

本发明的优点和产生的有益效果：

1.本发明的特点是采用了TPGS系列作为明胶阿拉伯胶复相凝聚 法制备微胶囊的乳化剂，TPGS可以增强芯材香菇精在明胶和阿拉伯 胶体系中的分散性，包埋体系中添加微量TPGS后可以获得比未添加 TPGS刚性更高、颗粒度更小的亚微米、单囊芯的球形微胶囊。

2.TPGS水解后可以生成具有一定抗氧化能力的天然维生素E， 防止微囊内部残留的微量溶解氧对芯材的氧化，增加香菇精保存过程 中的稳定性。

3.该微胶囊中含有的TPGS可被人体直接吸收并分解成天然维 生素E。

4.与报道的β环糊精作为壁材的香菇精微胶囊产品相比，采用 复凝聚法可以显著提高香菇精的包埋率（实施例3中包埋率高达 92%）；采用蔗糖作为二次包埋壁材，可以获得密封性更好的微胶囊 外壳，提高香菇精微胶囊的稳定性（损耗＜30%/年）；在制备工艺中 采用真空处理，可以减少空心微胶囊的产生。

5.本发明制备的香菇精微胶囊，适用于食品行业，该包埋方法也 可用于其他脂溶性芯材的亚微米级别微胶囊化包埋，具有良好的应用 前景。

（四）附图说明

图1为本发明制备天然香菇精提取物微胶囊的工艺流程示意图。

图2不加入TPGS的湿微胶囊与实施例3的湿微胶囊的光学显微 照片对比图，左图为不加入TPGS的，右图为加入TPGS的。

图3不加入TPGS的微胶囊和实施例3的微胶囊的电镜扫描图， 左图为不加入TPGS的，右图为加入TPGS的。

（五）具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护 范围并不仅限于此：

本发明实施例中香菇精提取物的制备方法如下：取粉碎后过100 目筛的香菇子实体粉末50g，按料液比1∶15(g/mL)加入蒸馏水，浸 泡3h后进行蒸馏，收集馏出液的前50mL，即为香菇精提取物。

50mL香菇精提取物中含1,2,4-三硫杂环戊烷27.38mg、1,2,4,6- 四硫杂环庚烷8.46mg、1,2,3,5,6-五硫杂环庚烷(香菇精)21.28mg。香 菇精提取物的GC-MS鉴定结构如表1所示。

表1香菇精提取物的GC-MS鉴定结果表

实施例1：

将16g明胶和16g阿拉伯胶分别溶于800mL50℃水中，制成2% 的明胶和阿拉伯胶溶液，冷却至40℃备用。在40℃保温下，向上述 800mL的2%明胶溶液中加入64mL香菇精提取物，10000rpm剪切乳 化5min，再加入800mL2%的阿拉伯胶溶液以及2mL、0.2g/mL的 TPGS200（平均分子量730），22000rpm分散15min，得到稳定的乳 化液，40℃减压（相对真空度0.08Mpa）保持10min。40℃常压搅拌 下，缓慢滴加5%醋酸调节乳化液的pH值至4.6，继续40℃搅拌10min 后，降温至4℃，凝聚相在油脂周围集聚形成包覆。用10%NaOH调 节pH值至6.5，加入谷氨酰胺转氨酶320U，4℃保温搅拌10h，使微 胶囊固化，将混合体系进行高速冷冻离心（15000rpm，4℃，20min）， 收集上层浓浆固液混合物，即为湿微胶囊40g。

配制蔗糖（0.1%）水溶液100mL，在磁力搅拌下加入湿微胶囊 40g。进行气流式喷雾干燥，进风温度为195℃，出风温度为92℃， 出塔的产品自然冷却到室温，过筛后即得到香菇精提取物微胶囊产品 19.76g。香菇精微胶囊的包埋率为85%。香菇精的装载率为0.74mg/g。

实施例2：

将16g明胶和16g阿拉伯胶分别溶于800mL50℃水中，制成2% 的明胶和阿拉伯胶溶液，冷却至40℃备用。在40℃保温下，向上述 800mL的2%明胶溶液中加入64mL香菇精提取物，10000rpm剪切乳 化5min，再加入800mL2%的阿拉伯胶溶液以及3.0mL，0.2g/mL的 TPGS600（平均分子量1130），22000rpm分散15min，得到稳定的乳 化液，40℃减压（相对真空度0.08Mpa）保持10min。40℃搅拌下， 缓慢滴加5%醋酸调节乳化液的pH值至4.6，继续40℃搅拌10min 后，降温至4℃，凝聚相在油脂周围集聚形成包覆。用10%NaOH调 节pH值至6.5，加入谷氨酰胺转氨酶320U，4℃保温搅拌10h，使微 胶囊固化，将混合体系进行高速冷冻离心（15000rpm，4℃，20min）， 收集上层浓浆固液混合物，即为湿微胶囊42g。

配制蔗糖（0.1%）水溶液100mL，在磁力搅拌下加入湿微胶囊 42g。进行喷雾干燥，进风温度为195℃，出风温度为94℃，出塔的 产品自然冷却到室温，过筛后即得到香菇精提取物微胶囊产品 20.56g。香菇精微胶囊的包埋率为91%。香菇精的装载率为0.81mg/g。.

实施例3：

将16g明胶和16g阿拉伯胶分别溶于800mL50℃水中，制成2% 的明胶和阿拉伯胶溶液，冷却至40℃备用。在40℃保温下，向上述 800mL的2%明胶溶液中加入64mL香菇精提取物，10000rpm剪切乳 化5min，再加入800mL2%的阿拉伯胶溶液以及4mL，0.2g/mL的 TPGS1000（平均分子量1530），22000rpm分散15min，得到稳定的 乳化液，40℃减压（相对真空度0.08Mpa）保持10min。40℃搅拌下， 缓慢滴加5%醋酸调节乳化液的pH值至4.6，继续40℃搅拌10min 后，降温至4℃，凝聚相在油脂周围集聚形成包覆。用10%NaOH调 节pH值至6.5，加入谷氨酰胺转氨酶320U，4℃保温搅拌10h，使微 胶囊固化，将混合体系进行高速冷冻离心（15000rpm，4℃，20min）， 收集上层浓浆固液混合物，即为湿微胶囊45g。

配制蔗糖（0.1%）水溶液100mL，在磁力搅拌下加入湿微胶囊 45g。进行喷雾干燥，进风温度为195℃，出风温度为95℃，出塔的 产品自然冷却到室温，过筛后即得到香菇精提取物微胶囊产品 21.32g。香菇精微胶囊的包埋率为92%。香菇精的装载率为0.84mg/g。.

实施例1～3的微胶囊包埋率和装载率的计算方法

本发明中香菇精提取物指的是采用蒸馏法制得的含有香菇三种主 要特色风味环硫化合物的混合物，本发明在计算包埋率时采用混合物 中的1,2,3,5,6-五硫杂环庚烷（香菇精）作为整体包埋率的间接指标， 计算公式如下：

微胶囊包埋率%=产品中香菇精含量/加入的香菇提取物中香菇精总量 ×100%

香菇精装载率(mg/g)=产品中香菇精总量/微胶囊总重

产品中香菇精含量是将微胶囊产品置于具塞100mL锥形瓶中，加适量水 溶胀后，加入少量2mm玻璃珠高速振荡5min破囊，再用正己烷萃取，经GC-MS 检测得到。

2)微胶囊中香菇精稳定性测定，结果如表2所示：

表2室温留样香菇精含量测定结果

稳定性检测方法为：按照实施例3制备微胶囊产品，共制备150g。 检测刚做好的微胶囊产品破囊后的香菇精含量x0。然后将取微胶囊产 品3份、各50g，分别为样品1、2、3，在室温下存放12个月，每两 个月取样检测微胶囊破囊后的香菇精含量x，则损耗=（x0-x）/x0×100%。 每个样品平行测定5次，计算平均值和偏差值，结果如表2。结果表 明，本发明提供的微胶囊产品稳定性高，存放2个月的损耗在3%以 下，存放6个月的损耗在10%以下，存放一年的损耗率在30%以下， 储存稳定性远高于现有技术的微胶囊产品。

实施例4香菇精提取物微胶囊的应用效果

以实施例3制备所得的香菇精微胶囊按如下质量配方制得调味 料：香菇滋味提取物30%、食盐37.4%、味精23%、麦芽糊精3%、 白胡椒粉1.5%、干贝素0.7%、姜粉1.5%、大蒜粉0.7%、香菇精微 胶囊2.2%。该调味料鲜味强，咸味适中，香菇特征风味浓郁、持久。 其中香菇滋味提取物是香菇精提取物的制备方法中，蒸馏出50mL的 馏出液后，剩余液体离心去渣后蒸干得到的干物质。

实施例5添加TPGS前后对微胶囊颗粒度及干燥后成品外观的影响

按实施例3方法制备香菇提取物微胶囊，所不同的是，不加入 TPGS1000，其他条件步骤均同实施例3，制得不加入TPGS的微湿胶 囊和干燥后的微胶囊，不加入TPGS的湿微胶囊与实施例3的湿微胶 囊的光学显微照片对比图如图2所示，左图为不加入TPGS的，右图 为加入TPGS的实施例3的。不加入TPGS的微胶囊和实施例3的微 胶囊的电镜扫描图如图3所示，左图为不加入TPGS的，右图为加入 TPGS的实施例3的。图2的对比图表明加入TPGS后可以得到直径 更小的微胶囊。图3的对比图说明未加TPGS的微胶囊在二次干燥的 时候容易破裂，导致包埋的香菇精大量泄漏，添加TPGS后可以明显 提高微胶囊的刚性和密封性。

本文标签： 提取物香菇制备方法微胶囊