專利名稱：一種鵝血紅素微膠囊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于血紅素制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鵝血紅素的提取。
背景技術(shù)：
血紅素是血紅蛋白、肌紅蛋白、紅細(xì)胞的輔基(分子式C34H32N4FeO4),是重要的天然卟啉鐵化合物。動物機體中的鐵大約70%以血紅素的形式存在，其功能是人體內(nèi)輸送氧氣和二氧化碳的物質(zhì)，它和蛋白質(zhì)結(jié)合成血紅蛋白，是一種生物鐵，是缺鐵性貧血的天然補血鐵劑，容易被人體吸收，對缺鐵人群具有重要的保健功能。在畜禽肉類加工過程中會有大量血液產(chǎn)生，這些血液作為副產(chǎn)品目前沒有得到合理應(yīng)用和商業(yè)化開發(fā)，多數(shù)被用作飼料、食用或被廢棄，造成大量優(yōu)質(zhì)資源流失甚至間接環(huán)境的污染。其中鵝血富含蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)及抗癌因子等。然而，目前國內(nèi)外對鵝血研究尚淺，從鵝血中直接提取血紅素技術(shù)還處于空白，市場上也沒有鵝血紅素產(chǎn)品，為此，對該產(chǎn)品的開發(fā)利用具有重要意義和市場發(fā)展前
旦
-5^ O為了拓展鵝血紅素的消費市場，提高其產(chǎn)品附加值，本申請的發(fā)明人已成功探索出鵝血紅素提取工藝。然而，提取的鵝血紅素在空氣中很容易氧化，使活性降低，影響食用效果，不利保存和市場銷售。微膠囊技術(shù)是指利用天然或合成高分子材料，將分散的固體、液體，甚至是氣體物質(zhì)包裹起來，形成具有半透性或密封囊膜的微小粒子的技術(shù)。包裹的過程即為微膠囊化，形成的微小粒子稱為微膠囊。微膠囊內(nèi)被包裹的材料稱作芯材，包裹材料稱作壁材。芯材物質(zhì)經(jīng)過包埋后形成的微膠囊，具有不同以往的新的功能和性質(zhì)。微膠囊在食品工業(yè)的功能主要有其一，保護芯材，提高芯材對環(huán)境因素的耐受力，確保有效成分不損失，還可延緩腐敗變質(zhì)；其二，改變物料的狀態(tài)，便于加工處理，也便于使用、運輸和保存；其三，可通過預(yù)先設(shè)計的溶解和釋放機理，在最適時間以最適速率釋放芯材物質(zhì)；其四，降低或掩蓋不良味道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種鵝血紅素微膠囊，即采用冷凍干燥的方法制備鵝血紅素微膠囊，以填補目前該方面的空白。申請人:通過長時間的研究，經(jīng)過各種因素的篩選，確定出真空冷凍干燥法制備鵝血紅素微膠囊制備的最佳工藝條件，并對該條件下制備的產(chǎn)品進行了穩(wěn)定性測定。本發(fā)明的鵝血紅素微膠囊，包括有芯材和壁材，其中芯材為鵝血紅素,壁材為酪蛋白酸納和麥芽糊精的混合物。本發(fā)明的微膠囊中芯材和壁材的質(zhì)量比為1:7 9。上述的壁材中酪蛋白酸鈉和麥芽糊精的質(zhì)量比為2 3: I。對于芯材鵝血紅素，其一種提取方法如下I)血球粉的制備首先收集鵝血中的紅細(xì)胞，再用NaCl溶液洗滌紅細(xì)胞，然后將紅細(xì)胞真空冷凍干燥完成血球粉的制備；2)酶解處理將制備的血球粉用水溶解后制成血球粉溶液，加入堿性蛋白酶和風(fēng)味蛋白酶進行酶解，酶解液即為鵝血紅素溶液。本發(fā)明的微膠囊制備方法，包括乳化液的制備和冷凍干燥處理步驟I)乳化液的制備將微膠囊芯材溶解于壁材溶液中混合均勻后制成乳化液；2)真空冷凍干燥處理是將制備的乳化液倒入預(yù)冷后放入冷凍干燥機中真空冷凍干燥后取出。在步驟I)中加入羧甲基纖維素鈉充當(dāng)乳化劑。上述真空冷凍干燥的條件為-30°C -45°C、20Pa lOOPa。
本發(fā)明采用了冷凍干燥法，有效防止了在制備過程中血紅素的損耗，避免了現(xiàn)有方法溫度過高的缺點，填補了鵝血紅素包埋技術(shù)研究的空白，為我國鵝血紅素新產(chǎn)品研發(fā)提供了新的方法，具有重要的社會和經(jīng)濟價值。鵝血紅素經(jīng)冷凍干燥法微膠囊化處理后，可克服血紅素本身易氧化的缺陷，有效防止了加工過程中血紅素的損耗，其穩(wěn)定性及方便性均得到一定提高，大大延長了產(chǎn)品的貨架期，有利于保持血紅素的活性。


圖I :本發(fā)明中酪蛋白酸鈉與麥芽糊精添加量交互作用響應(yīng)面圖；圖2 :本發(fā)明中酪蛋白酸鈉與CMC添加量交互作用響應(yīng)面圖；圖3 :本發(fā)明中酪蛋白酸鈉與水添加量交互作用響應(yīng)面圖；圖4 :本發(fā)明中麥芽糊精與水添加量交互作用響應(yīng)面圖；圖5 :本發(fā)明最佳條件下微膠囊掃描電鏡圖；圖6 :明膠壁材包埋的微膠囊掃描電鏡圖；圖7 :本發(fā)明鵝血紅素微膠囊貯藏穩(wěn)定性圖；圖8 :氧對鵝血紅素微膠囊的穩(wěn)定性影響圖；圖9 :光對鵝血紅素微膠囊穩(wěn)定性影響測定圖。
具體實施例方式本發(fā)明采用真空冷凍干燥的方法制備鵝血紅素微膠囊，優(yōu)化了制備微膠囊的最佳條件。發(fā)明采用冷凍干燥方法，以不同比例的酪蛋白酸鈉和麥芽糊精混合物為壁材，羧甲基纖維素鈉為乳化劑。以微膠囊中總Fe含量為響應(yīng)值，酪蛋白酸鈉、麥芽糊精、羧甲基纖維素鈉和水的添加量為響應(yīng)因子，設(shè)計響應(yīng)面試驗，得到制備鵝血紅素微膠囊化的最佳工藝條件，并對制備的產(chǎn)品品質(zhì)及貯藏穩(wěn)定性進行測定。本發(fā)明選用的壁材物質(zhì)為酪蛋白酸鈉和麥芽糊精按比例形成的復(fù)合壁材。酪蛋白酸鈉本身是最完善的蛋白質(zhì)，作為食品添加劑，安全性高。選用酪蛋白酸鈉作為壁材，豐富了鵝血紅素微膠囊的營養(yǎng)。麥芽糊精具有不結(jié)塊、無異味、口感好、可塑性好、溶解度高及價格低廉等優(yōu)點，并且其具有高濃度時低黏度的特點，可提高體系固形物的濃度，利于降低干燥能耗，減少生產(chǎn)成本。本發(fā)明中的鵝血紅素可以從新鮮鵝血中采用酶解法提取出，一種提取方法如下I)血球粉的制備收集檢疫合格的16周齡肝用型青農(nóng)灰鵝的新鮮鵝血50ml于離心管，在3000r/ min條件下離心15min，收集紅細(xì)胞。將收集的紅細(xì)胞用O. 9%的NaCl溶液洗滌紅細(xì)胞，同條件離心，重復(fù)2次；最后將血球在_30°C -45°C、20Pa IOOPa條件冷凍干燥得血球粉20g ;可將血球粉密封包裝于干燥器內(nèi)備用。2)酶解處理將制備的血球粉用IOml水溶解后制成濃度為I. 5g/10ml水的血球粉溶液，然后在血球粉溶液中加入O. 05g的堿性蛋白酶和風(fēng)味蛋白酶進行酶解，其中堿性蛋白酶和風(fēng)味蛋白酶的質(zhì)量比為1:2。將溶液在50°C下酶解4h，酶解液即為鵝血紅素溶液。本發(fā)明的制備方法，包括如下的步驟I)壁材選擇釀蛋白酸納本身是最完善的蛋白質(zhì)，作為食品添加劑，安全性聞，選用酪蛋白酸鈉作為壁材，豐富了鵝血紅素微膠囊的營養(yǎng)。乳化液固形物濃度是影響微膠囊膜的又一重要因素，膜形成越快，芯材損失越少，包埋率越高，但如果乳化液黏度過高，其濃度就不能過高，否則微膠囊化操作無法進行。而麥芽糊精具有高濃度是低粘度的特點，因·此選用麥芽糊精作為復(fù)合壁材，可提高體系固形物的濃度，利于降低干燥能耗，減少生產(chǎn)成本。2)乳化液的制備羧甲基纖維素鈉(CMC)不僅是良好的乳化穩(wěn)定劑、增稠劑，而且具有優(yōu)異的凍結(jié)、熔化穩(wěn)定性，并能提高產(chǎn)品的風(fēng)味，延長貯藏時間。FAO和WHO已批準(zhǔn)將純CMC用于食品，它是經(jīng)過很嚴(yán)格的生物學(xué)、毒理學(xué)研究和試驗后才獲得批準(zhǔn)的，國際標(biāo)準(zhǔn)的安全攝入量(ADI)是25mg/(kg ·(!),即大約每人I. 5 g/d。乳化液制備過程中，乳化劑添加量與壁材的比例為1:3，符合國際標(biāo)準(zhǔn)的安全攝入量，也是因為乳化劑使用量過低，會使制備的乳化液易分層沉淀，體系穩(wěn)定性也會相應(yīng)降低，易導(dǎo)致微膠囊包埋率下降。而乳化劑使用量過高，會使乳化液粘度增大，這不利于血紅素的充分分散及后續(xù)均質(zhì)的進行。3)血紅素包埋將麥芽糊精加入預(yù)熱到一定溫度的蒸餾水中，使其完全溶解后，將麥芽糊精與酪蛋白酸鈉按照一定比例加入酪蛋白酸鈉，待其充分溶解后，加入一定量羧甲基纖維素鈉(CMC)，高速攪拌下將鵝血紅素酶解液慢慢加入后均質(zhì)。將乳化液倒入塑料培養(yǎng)皿中，預(yù)冷后放入冷凍干燥機中冷凍干燥取出。4)冷凍干燥處理冷凍干燥處理中，樣品于零下40°C預(yù)冷，這是因為根據(jù)熱力學(xué)中的相平衡理論，水的三相點(汽、液、固三相共存)溫度為O. 0098 °C，三相點壓力為609. 3pa(4. 57mmHg)在水的相變過程中，當(dāng)壓力低于三相點壓力時，固態(tài)冰可以直接轉(zhuǎn)化為氣態(tài)的水蒸氣即冰晶升華。真空冷凍干燥即是把含有大量水的物質(zhì)預(yù)先冷凍，使物質(zhì)中的游離水結(jié)晶，凍結(jié)成固體，然后在高真空條件下使物質(zhì)中的冰晶升華，待冰晶升華后再除去物質(zhì)中部分吸附水，最終得到殘余水量為1% 4%左右的干制品。在冷凍干燥前必須將物料進行徹底冷凍才能實現(xiàn)，如物料冷凍不完全，干燥處理中會出現(xiàn)大量泡沫，這會嚴(yán)重阻礙水分的升華。下面結(jié)合實施案例對本發(fā)明的方法進行詳細(xì)描述。實施例I :微膠囊化工藝條件篩選試驗一( I)鵝血紅素微膠囊的制備將麥芽糊精加入預(yù)熱到60°C的蒸餾水中，使其完全溶解后，然后按照麥芽糊精與酪蛋白酸鈉比例為1:2緩慢加入酪蛋白酸鈉，待其充分溶解后，加入相當(dāng)于25%壁材質(zhì)量的羧甲基纖維素鈉(CMC)，高速攪拌下將鵝血紅素酶解液慢慢加入后均質(zhì)。將乳化液倒入塑料培養(yǎng)皿中，零下40°C預(yù)冷后放入冷凍干燥機中冷凍干燥16h后取出。
(2)標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制準(zhǔn)確稱取血紅素標(biāo)準(zhǔn)品114. ImgJP 4%(W/V) NaOH溶液2. 5mL溶解后，加水定容至50. OmL作為標(biāo)準(zhǔn)液(200 μ gFe/mL)，用標(biāo)準(zhǔn)液配制0、25、50、75、100、125 μ g/mL標(biāo)準(zhǔn)系列。標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制分別取上述標(biāo)準(zhǔn)系列各O. 2mL于IOmL的離心管中加2mLMIBK，ImL鹽酸振蕩提取3min再加水約2mL振蕩，提取5min后3000r/min離心5min,取上層的MIBK提取液，配成0，2. 5，5. 0，7. 5，10. 0，12. 5 μ g/mL標(biāo)準(zhǔn)系列，以溶劑作空白對照，于波長640nm處測定吸光值，繪制濃度與吸光值標(biāo)準(zhǔn)曲線作為定量依據(jù)。(3)微膠囊包埋率的測定①微膠囊表面Fe含量測定方法取樣品O. 02g，用酸性MIBK溶解并定容至10mL，搖勻。以溶劑作空白對照，于波長640nm處測定吸光度，并通過標(biāo)準(zhǔn)曲線計算Fe含量。
②微膠囊總Fe含量測定方法取樣品O. 02g,加適量4%(W/V)NaOH溶液溶解，加2mL酸性MIBK, ImL鹽酸,振蕩提取3min再加水約2mL振蕩,提取5min后3000r/min離心5min，取上層的MIBK提取液并定容至10mL，搖勻。以溶劑作空白對照，于波長640nm處測定吸光度，并通過標(biāo)準(zhǔn)曲線計算微膠囊總血紅素含量。③包埋率的測定
_ 微膠囊包埋率按公式計算:包埋率=(1- aSSS15)xl00O°(4)壁材的選擇選取不同壁材和乳化劑對定量鵝血紅素酶解液進行包埋分別選取酪蛋白酸鈉、明膠、阿拉伯膠、黃原膠、大豆分離蛋白、麥芽糊精、β-環(huán)糊精、蔗糖、CMC等進行I: I比例復(fù)合包埋，在一定包埋溫度條件下，通過比較不同壁材的包埋效果，最終選取了酪蛋白酸鈉、麥芽糊精、羧甲基纖維素鈉作為最理想壁材。(5)鵝血紅素微膠囊化最佳工藝的確定①壁材復(fù)合比例的篩選對選取的最佳復(fù)合壁材之間，采用不同比例對鵝血紅素進行微膠囊化。②乳化劑添加量的篩選對選取的最佳乳化劑，采用不同添加比例對鵝血紅素進行微膠囊化。③水添加量的篩選采用不同水添加比例對鵝血紅素進行微膠囊化。④響應(yīng)面試驗方案及結(jié)果表I響應(yīng)面優(yōu)化設(shè)計試驗數(shù)據(jù)
權(quán)利要求
1.一種鵝血紅素微膠囊，包括有芯材和壁材，其中芯材為鵝血紅素，壁材為酪蛋白酸鈉和麥芽糊精的混合物。
2.如權(quán)利要求I所述的微膠囊，其特征在于所述的微膠囊中芯材和壁材的質(zhì)量比為1:7 9。
3.如權(quán)利要求I所述的微膠囊，其特征在于所述的壁材中酪蛋白酸鈉和麥芽糊精的質(zhì)量比為2 3:1。
4.如權(quán)利要求I所述的微膠囊，其特征在于所述的鵝血紅素，其提取方法如下 1)血球粉的制備首先收集鵝血中的紅細(xì)胞，再用NaCl溶液洗滌紅細(xì)胞，然后將紅細(xì)胞真空冷凍干燥完成血球粉的制備； 2)酶解處理將制備的血球粉用水溶解后制成血球粉溶液，加入堿性蛋白酶和風(fēng)味蛋白酶進行酶解，酶解液即為鵝血紅素溶液。
5.權(quán)利要求I所述的微膠囊的制備方法，包括乳化液的制備和冷凍干燥處理步驟 O乳化液的制備將微膠囊芯材溶解于壁材溶液中混合均勻后制成乳化液； 2)真空冷凍干燥處理是將制備的乳化液倒入預(yù)冷后放入冷凍干燥機中真空冷凍干燥后取出。
6.如權(quán)利要求5所述的微膠囊的制備方法，其特征在于所述的步驟I)的乳化液中加入羧甲基纖維素鈉。
7.如權(quán)利要求5所述的微膠囊的制備方法，其特征在于所述的步驟2)中真空冷凍干燥的條件為-30°C -45°C、20Pa lOOPa。
全文摘要
本發(fā)明涉及鵝血紅素微膠囊，包括有芯材和壁材，其中芯材為鵝血紅素，壁材為酪蛋白酸鈉和麥芽糊精的混合物。該微膠囊的制備方法，包括乳化液的制備和冷凍干燥處理步驟步驟。本發(fā)明采用了冷凍干燥法，有效防止了在制備過程中血紅素的損耗，避免了現(xiàn)有方法溫度過高的缺點，填補了鵝血紅素包埋技術(shù)研究的空白，為我國鵝血紅素新產(chǎn)品研發(fā)提供了新的方法，具有重要的社會和經(jīng)濟價值。鵝血紅素經(jīng)冷凍干燥法微膠囊化處理后，可克服血紅素本身易氧化的缺陷，有效防止了加工過程中血紅素的損耗，其穩(wěn)定性及方便性均得到一定提高，大大延長了產(chǎn)品的貨架期，有利于保持血紅素的活性。
文檔編號A23L1/312GK102894363SQ20121039598
公開日2013年1月30日 申請日期2012年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月17日
發(fā)明者王寶維, 高順, 葛文華, 張名愛, 岳斌 申請人:青島農(nóng)業(yè)大學(xué)