本发明属于食品加工技术领域，尤其涉及一种高稳定性β-胡萝卜素微胶囊及其制备方法。
背景技术：
β-胡萝卜素是一种天然色素，抗氧化剂以及是高效维生素a的前体物质，是安全无害的一种食品添加剂。但是，自然状态下的β-胡萝卜素因其共轭不饱和双键的存在，在水中的溶解度很低，结构极为不稳定，在轻度，有氧和高温（>50°c）下易于降解和异构化，这大大限制了其在食品和医学领域中的应用。
微胶囊技术是指利用物理、化学或物理化学的方法，将一种或多种物质复配的材料壁材所形成的连续薄膜对固体小颗粒、液态小液滴或气体进行包埋的技术。微胶囊的各项功能特性主要取决于壁材，从而达到对芯材特性的改良，微胶囊技术被证实是保护对光、温度、氧气和湿度敏感物质，实现活性化合物的稳定，耐贮藏，克服运输属性的有效方法。β-胡萝卜素的稳定性及生物可及性改良，有望通过微胶囊技术来实现。
技术实现要素：
本发明提供了一种高稳定性β-胡萝卜素微胶囊的制备方法，包含以下步骤：
(1)将果胶、甘氨酸、橙皮-柠檬提取物和水在容器内混合，将容器密封，混合物加热至55±5℃，到温后向容器内通入氮气使得容器内压≥3个标准大气压，然后保温3～6h；保温结束后将容器内的气压抽至≤0.3个标准大气压，然后迅速降温至-30℃以下凝固；平衡容器内外气压，将凝固物取出，-30℃以下冷冻干燥至恒重，再在空气中静置到常温，获得处理后的果胶；
(2)将处理后的果胶与乳清蛋白混合均匀，混合物在60%～80%的相对湿度和40～70℃温度下保温10～15h，获得壁材a；
(3)将壁材a溶解于ph=4.5～5.5的pbs溶液(磷酸盐缓冲液，溶质溶度为0.01mol/l，用10wt%氢氧化钠水溶液或10wt%的稀盐酸调节到所需ph值，本发明中所采用的pbs溶液均为此浓度)中，获得水相b；将β-胡萝卜素溶解于大豆油中，获得油相c；
(4)分散：将油相与水相混合均匀，用高速乳化分散机高速搅拌1～4min；
(5)均质：将分散后的乳液进行均质处理；
(6)喷雾干燥：将均质后的溶液进行喷雾干燥，获得所述β-胡萝卜素微胶囊。
进一步地，所述橙皮-柠檬提取物的制备方法为：将干橙皮和新鲜柠檬果肉混合后切碎，混合物置于乙醇中，水浴恒温至60±5℃，恒温提取2～4h，提取完成后空冷至常温，过滤，液相减压浓缩至无醇味，获得所述橙皮-柠檬提取物。
进一步地，所述干橙皮和新鲜柠檬果肉混合质量比干橙皮/新鲜柠檬果肉=1:0.2～0.8；干橙皮和柠檬果肉混合物置于乙醇溶液中的固液质量比混合物/乙醇=1:5～6。
进一步地，所述步骤(1)中，果胶、甘氨酸、橙皮-柠檬提取物和水的混合质量比果胶：甘氨酸：橙皮-柠檬提取物：水=10:0.08～0.14:1～3:80～100；所述降温速度为8～10℃/5min。
进一步地，所述处理后的果胶与乳清蛋白混合质量比果胶/乳清蛋白=1:3.5~4.5。
进一步地，所述水相b中壁材a的质量体积分数为1%～2%，油相c中β-胡萝卜素的质量分数为0.05%～0.15%。
进一步地，所述油相和水相的混合质量比油相/水相=1:8.5～9.5。
因此，通过上述技术方案可知，本发明的有益效果在于：通过本发明所述的加工技术制得的β-胡萝卜素微胶囊，营养成分得到了较大保留，且稳定性得到了有效提高。
附图说明
图1为各实验组所制备的β-胡萝卜素微胶囊与未处理β-胡萝卜素稳定性的对比图。
具体实施方式
下面结合实施例进行详细的说明：
实施例1
一种高稳定性β-胡萝卜素微胶囊的制备方法，包含以下步骤：
(1)将果胶、甘氨酸、橙皮-柠檬提取物和水按质量比果胶：甘氨酸：橙皮-柠檬提取物：水=10:0.08:1:80的比例在容器内混合，将容器密封，混合物加热至55±5℃，到温后向容器内通入氮气使得容器内压为3个标准大气压，然后保温3h；保温结束后将容器内的气压抽至0.3个标准大气压，然后以10℃/5min的降温速度迅速降温至-30℃凝固；平衡容器内外气压，将凝固物取出，-30℃冷冻干燥至恒重，再在空气中静置到常温，获得处理后的果胶；
(2)将处理后的果胶与乳清蛋白按质量比果胶/乳清蛋白=1:3.5的比例混合均匀，混合物在70%的湿度和60℃温度下保温10h，获得壁材a；
(3)将壁材a溶解于ph=5的pbs溶液中，获得水相b；将β-胡萝卜素溶解于大豆油中，获得油相c；其中，所述水相b中壁材a的质量体积分数为1%，油相c中β-胡萝卜素的质量分数为0.05%；
(4)分散：将油相与水相按质量比油相/水相=1:8.5的比例混合均匀，用高速乳化分散机高速搅拌3min；
(5)均质：将分散后的乳液进行均质处理；
(6)喷雾干燥：将均质后的溶液进行喷雾干燥，获得所述β-胡萝卜素微胶囊。
本实施例所述橙皮-柠檬提取物的制备方法为：将干橙皮和新鲜柠檬果肉按质量比干橙皮/新鲜柠檬果肉=1:0.2的比例混合后切碎，混合物置于乙醇中，固液质量比混合物/乙醇=1:5；水浴恒温至60±5℃，恒温提取2h，提取完成后空冷至常温，过滤，液相减压浓缩至无醇味，获得所述橙皮-柠檬提取物。
实施例2
一种高稳定性β-胡萝卜素微胶囊的制备方法，包含以下步骤：
(1)将果胶、甘氨酸、橙皮-柠檬提取物和水按质量比果胶：甘氨酸：橙皮-柠檬提取物：水=10:0.1:2:90的比例在容器内混合，将容器密封，混合物加热至55±5℃，到温后向容器内通入氮气使得容器内压为3个标准大气压，然后保温5h；保温结束后将容器内的气压抽至0.3个标准大气压，然后以10℃/5min的降温速度迅速降温至-30℃凝固；平衡容器内外气压，将凝固物取出，-30℃冷冻干燥至恒重，再在空气中静置到常温，获得处理后的果胶；
(2)将处理后的果胶与乳清蛋白按质量比果胶/乳清蛋白=1:4的比例混合均匀，混合物在70%的湿度和60℃温度下保温10h，获得壁材a；
(3)将壁材a溶解于ph=5的pbs溶液中，获得水相b；将β-胡萝卜素溶解于大豆油中，获得油相c；其中，所述水相b中壁材a的质量体积分数为1%，油相c中β-胡萝卜素的质量分数为0.1%；
(4)分散：将油相与水相按质量比油相/水相=1:9的比例混合均匀，用高速乳化分散机高速搅拌3min；
(5)均质：将分散后的乳液进行均质处理；
(6)喷雾干燥：将均质后的溶液进行喷雾干燥，获得所述β-胡萝卜素微胶囊。
本实施例所述橙皮-柠檬提取物的制备方法为：将干橙皮和新鲜柠檬果肉按质量比干橙皮/新鲜柠檬果肉=1:0.4的比例混合后切碎，混合物置于乙醇中，固液质量比混合物/乙醇=1:5；水浴恒温至60±5℃，恒温提取3h，提取完成后空冷至常温，过滤，液相减压浓缩至无醇味，获得所述橙皮-柠檬提取物。
实施例3
一种高稳定性β-胡萝卜素微胶囊的制备方法，包含以下步骤：
(1)将果胶、甘氨酸、橙皮-柠檬提取物和水按质量比果胶：甘氨酸：橙皮-柠檬提取物：水=10:0.12:2:90的比例在容器内混合，将容器密封，混合物加热至55±5℃，到温后向容器内通入氮气使得容器内压为3个标准大气压，然后保温5h；保温结束后将容器内的气压抽至0.3个标准大气压，然后以10℃/5min的降温速度迅速降温至-30℃凝固；平衡容器内外气压，将凝固物取出，-30℃冷冻干燥至恒重，再在空气中静置到常温，获得处理后的果胶；
(2)将处理后的果胶与乳清蛋白按质量比果胶/乳清蛋白=1:4的比例混合均匀，混合物在70%的湿度和60℃温度下保温10h，获得壁材a；
(3)将壁材a溶解于ph=5的pbs溶液中，获得水相b；将β-胡萝卜素溶解于大豆油中，获得油相c；其中，所述水相b中壁材a的质量体积分数为2%，油相c中β-胡萝卜素的质量分数为0.1%；
(4)分散：将油相与水相按质量比油相/水相=1:9的比例混合均匀，用高速乳化分散机高速搅拌3min；
(5)均质：将分散后的乳液进行均质处理；
(6)喷雾干燥：将均质后的溶液进行喷雾干燥，获得所述β-胡萝卜素微胶囊。
本实施例所述橙皮-柠檬提取物的制备方法为：将干橙皮和新鲜柠檬果肉按质量比干橙皮/新鲜柠檬果肉=1:0.6的比例混合后切碎，混合物置于乙醇中，固液质量比混合物/乙醇=1:6；水浴恒温至60±5℃，恒温提取3h，提取完成后空冷至常温，过滤，液相减压浓缩至无醇味，获得所述橙皮-柠檬提取物。
实施例4
一种高稳定性β-胡萝卜素微胶囊的制备方法，包含以下步骤：
(1)将果胶、甘氨酸、橙皮-柠檬提取物和水按质量比果胶：甘氨酸：橙皮-柠檬提取物：水=10:0.14:3:100的比例在容器内混合，将容器密封，混合物加热至55±5℃，到温后向容器内通入氮气使得容器内压为3个标准大气压，然后保温6h；保温结束后将容器内的气压抽至0.3个标准大气压，然后以10℃/5min的降温速度迅速降温至-30℃凝固；平衡容器内外气压，将凝固物取出，-30℃冷冻干燥至恒重，再在空气中静置到常温，获得处理后的果胶；
(2)将处理后的果胶与乳清蛋白按质量比果胶/乳清蛋白=1:4.5的比例混合均匀，混合物在70%的湿度和60℃温度下保温10h，获得壁材a；
(3)将壁材a溶解于ph=5的pbs溶液中，获得水相b；将β-胡萝卜素溶解于大豆油中，获得油相c；其中，所述水相b中壁材a的质量体积分数为2%，油相c中β-胡萝卜素的质量分数为0.15%；
(4)分散：将油相与水相按质量比油相/水相=1:9.5的比例混合均匀，用高速乳化分散机高速搅拌3min；
(5)均质：将分散后的乳液进行均质处理；
(6)喷雾干燥：将均质后的溶液进行喷雾干燥，获得所述β-胡萝卜素微胶囊。
本实施例所述橙皮-柠檬提取物的制备方法为：将干橙皮和新鲜柠檬果肉按质量比干橙皮/新鲜柠檬果肉=1:0.8的比例混合后切碎，混合物置于乙醇中，固液质量比混合物/乙醇=1:6；水浴恒温至60±5℃，恒温提取4h，提取完成后空冷至常温，过滤，液相减压浓缩至无醇味，获得所述橙皮-柠檬提取物。
对比例1
一种β-胡萝卜素微胶囊的制备方法，包含以下步骤：
(1)将果胶、甘氨酸、橙皮提取物和水按质量比果胶：甘氨酸：橙皮提取物：水=10:0.1:2:90的比例在容器内混合，将容器密封，混合物加热至55±5℃，到温后向容器内通入氮气使得容器内压为3个标准大气压，然后保温5h；保温结束后将容器内的气压抽至0.3个标准大气压，然后以10℃/5min的降温速度迅速降温至-30℃凝固；平衡容器内外气压，将凝固物取出，-30℃冷冻干燥至恒重，再在空气中静置到常温，获得处理后的果胶；
(2)将处理后的果胶与乳清蛋白按质量比果胶/乳清蛋白=1:4的比例混合均匀，混合物在70%的湿度和60℃温度下保温10h，获得壁材a；
(3)将壁材a溶解于ph=5的pbs溶液中，获得水相b；将β-胡萝卜素溶解于大豆油中，获得油相c；其中，所述水相b中壁材a的质量体积分数为1%，油相c中β-胡萝卜素的质量分数为0.1%；
(4)分散：将油相与水相按质量比油相/水相=1:9的比例混合均匀，用高速乳化分散机高速搅拌3min；
(5)均质：将分散后的乳液进行均质处理；
(6)喷雾干燥：将均质后的溶液进行喷雾干燥，获得本对比例β-胡萝卜素微胶囊。
本对比例所述橙皮提取物的制备方法为：将干橙皮切碎，切碎后置于乙醇中，固液质量比橙皮/乙醇=1:5；水浴恒温至60±5℃，恒温提取3h，提取完成后空冷至常温，过滤，液相减压浓缩至无醇味，获得所述橙皮提取物。
对比例2
一种β-胡萝卜素微胶囊的制备方法，包含以下步骤：
(1)将果胶与乳清蛋白按质量比果胶/乳清蛋白=1:4的比例混合均匀，混合物在70%的湿度和60℃温度下保温10h，获得壁材a；
(2)将壁材a溶解于ph=5的pbs溶液中，获得水相b；将β-胡萝卜素溶解于大豆油中，获得油相c；其中，所述水相b中壁材a的质量体积分数为1%，油相c中β-胡萝卜素的质量分数为0.1%；
(3)分散：将油相与水相按质量比油相/水相=1:9的比例混合均匀，用高速乳化分散机高速搅拌3min；
(4)均质：将分散后的乳液进行均质处理；
(5)喷雾干燥：将均质后的溶液进行喷雾干燥，获得本对比例β-胡萝卜素微胶囊。
对比例3
一种β-胡萝卜素微胶囊的制备方法，包含以下步骤：
(1)将果胶溶解于ph=5的pbs溶液中，获得水相b；将β-胡萝卜素溶解于大豆油中，获得油相c；其中，所述水相b中果胶的质量体积分数为1%，油相c中β-胡萝卜素的质量分数为0.1%；
(2)分散：将油相与水相按质量比油相/水相=1:9的比例混合均匀，用高速乳化分散机高速搅拌3min；
(3)均质：将分散后的乳液进行均质处理；
(4)喷雾干燥：将均质后的溶液进行喷雾干燥，获得本对比例β-胡萝卜素微胶囊。
对比例4
一种β-胡萝卜素微胶囊的制备方法，包含以下步骤：
(1)将果胶、甘氨酸、柠檬提取物和水按质量比果胶：甘氨酸：柠檬提取物：水=10:0.1:2:90的比例在容器内混合，将容器密封，混合物加热至55±5℃，到温后向容器内通入氮气使得容器内压为3个标准大气压，然后保温5h；保温结束后将容器内的气压抽至0.3个标准大气压，然后以10℃/5min的降温速度迅速降温至-30℃凝固；平衡容器内外气压，将凝固物取出，-30℃冷冻干燥至恒重，再在空气中静置到常温，获得处理后的果胶；
(2)将处理后的果胶与乳清蛋白按质量比果胶/乳清蛋白=1:4的比例混合均匀，混合物在70%的湿度和60℃温度下保温10h，获得壁材a；
(3)将壁材a溶解于ph=5的pbs溶液中，获得水相b；将β-胡萝卜素溶解于大豆油中，获得油相c；其中，所述水相b中壁材a的质量体积分数为1%，油相c中β-胡萝卜素的质量分数为0.1%；
(4)分散：将油相与水相按质量比油相/水相=1:9的比例混合均匀，用高速乳化分散机高速搅拌3min；
(5)均质：将分散后的乳液进行均质处理；
(6)喷雾干燥：将均质后的溶液进行喷雾干燥，获得所述β-胡萝卜素微胶囊。
本对比例所述柠檬提取物的制备方法为：将新鲜柠檬果肉切碎，切碎后置于乙醇中，固液质量比柠檬碎丁/乙醇=1:5；水浴恒温至60±5℃，恒温提取3h，提取完成后空冷至常温，过滤，液相减压浓缩至无醇味，获得本对比例的柠檬提取物。
实施例5
采用紫外分光光度计对实施例1~4和对比例1~4制备的β-胡萝卜素微胶囊进行β-胡萝卜素稳定性评估。评估方法为：将β-胡萝卜素微胶囊放置7天后与未处理样品（新制备β-胡萝卜素）一起溶解于0.01mol/l的pbs溶液（ph5）中，用2ml乙醇和3ml正己烷的混合物萃取样品（1ml）。充分摇动混合物后，除去己烷相。萃取重复两次，并合并己烷相。用正己烷适当稀释后，用紫外可见分光光度计在450nm处测量吸光度。通过参考在相同条件下制备的β-胡萝卜素的标准曲线获得β-胡萝卜素的浓度。β-胡萝卜素微胶囊的稳定性表示为：c(t)/c0，其中c(t)和c0分别指7天后和新制备的微胶囊的β-胡萝卜素含量。以未制成微胶囊的β-胡萝卜素作为对照组，结果如图1所示。
由图1可知，经过本发明所述的方法处理获得壁材，使得后续分散、均质、喷雾后获得的β-胡萝卜素微胶囊具有更高的稳定性。对比对比例2和对比例3可知，壁材的乳清蛋白处理具有协同作用，使得相比于未处理的壁材，经历乳清蛋白处理的壁材对β-胡萝卜素的包埋效果更好，制得的β-胡萝卜素稳定性更高。
以上对本发明所提供的技术方案进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
1.一种高稳定性β-胡萝卜素微胶囊的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：
(1)将果胶、甘氨酸、橙皮-柠檬提取物和水在容器内混合，将容器密封，混合物加热至55±5℃，到温后向容器内通入氮气使得容器内压≥3个标准大气压，然后保温3～6h；保温结束后将容器内的气压抽至≤0.3个标准大气压，然后迅速降温至-30℃以下凝固；平衡容器内外气压，将凝固物取出，-30℃以下冷冻干燥至恒重，再在空气中静置到常温，获得处理后的果胶；
(2)将处理后的果胶与乳清蛋白混合均匀，混合物在60%～80%的相对湿度和40～70℃温度下保温10～15h，获得壁材a；
(3)将壁材a溶解于ph=4.5～5.5的pbs溶液中，获得水相b；将β-胡萝卜素溶解于大豆油中，获得油相c；
(4)分散：将油相与水相混合均匀，用高速乳化分散机高速搅拌1～4min；
(5)均质：将分散后的乳液进行均质处理；
(6)喷雾干燥：将均质后的溶液进行喷雾干燥，获得所述β-胡萝卜素微胶囊。
2.根据权利要求1所述的一种高稳定性β-胡萝卜素微胶囊的制备方法，其特征在于，所述橙皮-柠檬提取物的制备方法为：将干橙皮和新鲜柠檬果肉混合后切碎，混合物置于乙醇中，水浴恒温至60±5℃，恒温提取2～4h，提取完成后空冷至常温，过滤，液相减压浓缩至无醇味，获得所述橙皮-柠檬提取物。
3.根据权利要求2所述的一种高稳定性β-胡萝卜素微胶囊的制备方法，其特征在于，所述干橙皮和新鲜柠檬果肉混合质量比干橙皮/新鲜柠檬果肉=1:0.2～0.8；干橙皮和柠檬果肉混合物置于乙醇溶液中的固液质量比混合物/乙醇=1:5～6。
4.根据权利要求3所述的一种高稳定性β-胡萝卜素微胶囊的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，果胶、甘氨酸、橙皮-柠檬提取物和水的混合质量比果胶：甘氨酸：橙皮-柠檬提取物：水=10:0.08～0.14:1～3:80～100；所述降温速度为8～10℃/5min。
5.根据权利要求3所述的一种高稳定性β-胡萝卜素微胶囊的制备方法，其特征在于，所述处理后的果胶与乳清蛋白混合质量比果胶/乳清蛋白=1:3.5~4.5。
6.根据权利要求3所述的一种高稳定性β-胡萝卜素微胶囊的制备方法，其特征在于，所述水相b中壁材a的质量体积分数为1%～2%，油相c中β-胡萝卜素的质量分数为0.05%～0.15%。
7.根据权利要求3所述的一种高稳定性β-胡萝卜素微胶囊的制备方法，其特征在于，所述油相和水相的混合质量比油相/水相=1:8.5～9.5。
技术总结