一种自组装生姜精油微胶囊及其制备方法

1.本发明涉及功能食品技术领域，更具体的涉及一种自组装生姜精油微胶囊及其制备方法。


背景技术：

2.生姜精油作为食药两用植物的天然萃取物，其包含的多种有效成分使其蕴含多种功效。生姜精油中主要包括含氢萜类、含氧萜类以及酚类等其他难挥发性成分，具体成分有姜烯、β-倍半水芹烯、α-姜黄烯、α-雪松烯、α-桧烯以及α-法呢烯等萜类成分。生姜精油中的6-姜酚、8-姜酚、10-姜酚和姜酮等具有较强的抗炎和抗凋亡作用，还具有体内和体外的强抗氧化作用；与此同此，生姜精油对人体还起到降血压降血脂、保护中枢神经、提高免疫力和一定的抗肿瘤作用。生姜精油因其有效的治疗活性而被广泛熟知，但由于其高挥发性、疏水性和易氧化的性质，其应用常常受到限制。随着诸如微米和纳米技术等新兴技术的出现，精油的广泛应用已在食品工业、生物医学、农业以及纺织业等不同领域中得以实现。
3.微胶囊技术用于增强营养、掩盖异味、保护内容物不被氧化或热解、利于存储并延长保质期和不对其物理化学或功能特性产生不利影响，并且能在特定条件下实现可控释放。对于包埋一种或多种生物活性成分的微胶囊，关键的功能特性包括可达到较高的包埋率，均一的大小和形态，储存稳定性以及体外和体内释放特性。因此微胶囊技术在制药、食品、化妆品、纺织、生物医学和农业等均得到探索应用。但传统的微胶囊技术为得到性能稳定的产品，常加入交联剂、固化剂，以及选取具有一定毒性的有机合成物作为壁材，这不仅加大了微胶囊制备的工艺复杂性，也一定程度上限制了微胶囊的应用范围。


技术实现要素：

4.本发明需要解决的技术问题是：生姜精油稳定性差，且现有的一些微胶囊方法在选材和制备方法上具有一定弊端。
5.针对上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种自组装生姜精油微胶囊及其制备方法，为改善生姜精油微胶囊产品的缺乏及现有制备技术的不足。其特征在于，采用自组装的方法，原料包括微胶囊壁材、生姜精油、助乳剂、乳化剂和缓冲液。
6.优选地，原料包括以质量百分比计的至少一种微胶囊壁材2.2％-6％、生姜精油1％-9％、助乳剂0.5％-4.5％、乳化剂1％-3％及余量缓冲液。
7.优选地，所述的微胶囊壁材选用带有阳离子表面电荷的聚阳离子壁材，如壳聚糖、明胶、酪蛋白和大豆分离蛋白，与带有阴离子表面电荷的聚阴离子壁材，如阿拉伯胶、透明质酸、果胶、海藻酸钠、卵磷脂和硬脂酰乳酸钙中的一种或多种。
8.优选地，所述的乳化剂包含吐温20、吐温40、吐温80、span20、span40和脂肪酸单甘油酯中的一种或多种。
9.优选地，所述的助乳剂包含乙醇、丙二醇、甘油或聚甘油酯中的一种。
10.本发明还提供了上述自组装生姜精油微胶囊的制备方法，其特征在于，包括以下
步骤：
11.步骤(1)：按照配方比例分别称聚阴离子壁材和聚阳离子，经缓冲液溶解，用恒温磁力搅拌器在500-1000r/min的条件下搅拌10-30min，得到两种壁材储备液；
12.步骤(2)：按照配方比例称取生姜精油、助乳剂和乳化剂，并加入到步骤(1)所得的聚阴离子壁材储备液中，用恒温磁力搅拌器在500-1000r/min的条件下搅拌10-40min，充分混匀得到初级乳液；
13.步骤(3)：向步骤(2)得到的初级乳液中加入聚阳离子壁材储备液，用恒温磁力搅拌器在20℃-60℃、500-1000r/min的条件下搅拌20-50min，充分混匀得到二级乳液；
14.步骤(4)：将步骤(3)所得的二级乳液调节ph 3-7，在均质速度为10000-25000r/min的条件下均质5-20min，得到湿态微胶囊；
15.步骤(5)：将步骤(4)所得的湿态微胶囊进行冷冻干燥或喷雾干燥。
16.在本发明自组装生姜精油微胶囊的制备方法中，具体为：
17.步骤(1)中，优选的，聚阳离子壁材与聚阴离子壁材比为2∶1-1∶9，搅拌速度为750r/min，搅拌时间为25min。
18.步骤(2)在500-1000r/min的条件下搅拌10-40min，优选的，搅拌转速为800r/min，搅拌时间为30min。
19.步骤(3)在20℃-60℃、500-1000r/min的条件下搅拌20-50min，优选的，搅拌温度为50℃，搅拌速度为900r/min，搅拌时间为40min。
20.步骤(4)二级乳液ph 3-7，在均质速度为10000-25000r/min的条件下均质5-20min，优选的，二级乳液ph为3，均质速度为20000r/min，时间为10min。
21.本发明通过触发聚阳离子壁材和聚阴离子壁材之间的自组装来直接制备，聚阳离子壁材中带正电荷的官能团与聚阴离子壁材的极性部分通过静电相互作用，诱导自组装形成。原料既具有与生姜精油相似的生理功效，又省去了传统微胶囊制备方法中需要加入交联剂、固化剂、离心和洗脱等一系列步骤，方法更为简便易操作，制备的微胶囊形态大小均一，物化性质稳定，效率高。
22.对比现有技术，本发明的实施提供的技术方案可以包括以下有益效果：
23.(1)本发明提供的一种自组装生姜精油微胶囊及其制备方法，采用具有药食两用价值、生物相容性高的聚阳离子壁材和聚阴离子壁材，生姜精油作为芯材，最终制备的生姜精油微胶囊具有良好的生物安全性、可降解性、食用和药用价值，扩大了生姜精油的应用范围。
24.(2)进一步，本发明方法通过优选比例、乳化、均质和干燥等过程，使生姜精油被包裹于壁材中，有效的防止其氧化，干燥后的微胶囊具有良好的热稳定性，包埋率和贮藏性。
25.(3)进一步，本发明方法工艺简便，原料易得，成本低且生产效率高，适合于工业生产。
附图说明
26.图1：自组装生姜精油微胶囊扫描电镜图
具体实施方式
27.下面结合具体实施案例，进一步对本发明进行阐述说明。但以下实例仅作描述性，不作为对本发明的限定。
28.实施例1
29.取2％的卵磷脂，以壳聚糖∶卵磷脂为1∶3的比例分别将两种壁材溶于乙酸盐缓冲液中，用磁力搅拌器在700r/min的速度条件下搅拌20min，分别得到卵磷脂和壳聚糖储备液。将5％的生姜精油、2.5％的乙醇和2％的吐温80混合，加入到卵磷脂储备液中，用恒温磁力搅拌器在800r/min的速度下搅拌25min，得到初级乳液；将壳聚糖储备液加入到初级乳液中，在温度为40℃，800r/min的速度下恒温搅拌30min，得到二级乳液；调节二级乳液ph值为3后，在17000r/min的条件下均质20min得到湿态微胶囊；将湿态微胶囊在-80℃预冻24h后，真空冷冻干燥48h即得自组装生姜精油微胶囊。
30.实施例2
31.取1％的果胶，以果胶∶大豆分离蛋白为1∶5的比例分别将两种壁材溶于乙酸盐缓冲液中，用磁力搅拌器在800r/min的速度条件下搅拌13min，分别得到果胶和大豆分离蛋白储备液。将3％的生姜精油、1％的甘油和1.5％的脂肪酸单甘油酯混合，加入到果胶储备液中，用恒温磁力搅拌器在900r/min的速度下搅拌30min，得到初级乳液；将大豆分离蛋白储备液加入到初级乳液中，在温度为50℃，700r/min的速度下恒温搅拌40min，得到二级乳液；调节二级乳液ph值为4.5后，在18000r/min的条件下均质15min得到湿态微胶囊；将湿态微胶囊在-80℃预冻24h后，真空冷冻干燥48h即得自组装生姜精油微胶囊。
32.实施例3
33.取0.4％的硬脂酰乳酸钙，以硬脂酰乳酸钙∶明胶为1∶9的比例分别将两种壁材溶于磷酸盐缓冲液中，用磁力搅拌器在950r/min的速度条件下搅拌25min，分别得到硬脂酰乳酸钙和明胶储备液。将9％的生姜精油、4.5％的丙二醇和3％的吐温20与span40复配乳化剂混合，加入到硬脂酰乳酸钙储备液中，用恒温磁力搅拌器在10000r/min的速度下搅拌18min，得到初级乳液；将明胶储备液加入到初级乳液中，在温度为45℃，900r/min的速度下恒温搅拌26min，得到二级乳液；调节二级乳液ph值为6后，在20000r/min的条件下均质10min得到湿态微胶囊；将湿态微胶囊在入口温度150℃，出口温度80℃，进料速度0.8lh-1
的条件下喷雾干燥即得自组装生姜精油微胶囊。