本發(fā)明涉及大蒜產(chǎn)品的加工，更具體地說是涉及一種大蒜油微膠囊粉末的制備方法。

背景技術(shù)：

研究表明，大蒜的藥用價值主要在于它含有硫化合物，其中大蒜素的效力最強；大蒜素中的硫原子具有高度的活性，在外界環(huán)境的影響下能自發(fā)地轉(zhuǎn)變成多種有機硫化合物；這些有機硫化合物在物理的、化學(xué)的、生物的因素作用下，又可轉(zhuǎn)變成其他的含硫化合物，這一系列含硫化合物總稱為大蒜油。大蒜油通?？蓪⒃洗笏饨?jīng)過搗碎后用水蒸氣蒸餾法或有機溶劑萃取等方法獲得，其主要成分是烯丙基硫醚類物質(zhì)如二烯丙基二硫醚(dads)、二烯丙基三硫醚(dats)、二烯丙基硫醚、烯丙基甲基硫醚、烯丙基甲基二硫醚、烯丙基甲基三硫醚等。二烯丙基三硫化物是蒜辣素降解的主要產(chǎn)物，又名大蒜新素，其分子式為c6h10s3，黃色油狀液體，具有強烈的大蒜臭味，是大蒜油中的主要生物活性物質(zhì)。

大蒜油具有抗菌殺菌、提高免疫和預(yù)防心腦血管疾病等優(yōu)點，不僅可以作為一種調(diào)味品還可以作為保健品；但由于大蒜油為油狀，成分復(fù)雜，揮發(fā)性強，不溶于水，可溶于有機溶劑，對光、空氣及溫度較敏感，易于分解，因此難以儲存。此外，大蒜油的氣味也是許多消費者難以接受的。針對這些難題，已有研究者采取如下方式解決：

1.將大蒜油加植物油稀釋，用明膠制成膠丸。如：名稱為“ω-3脂肪酸-大蒜油膠囊及其制造方法”的中國專利申請(申請?zhí)枮閏n200610028983.5)公開的膠囊產(chǎn)品包括有膠丸和裝在膠丸內(nèi)的油劑，其特征在于每粒1000mg膠囊中含有的油劑重量百分比為：大蒜油10-20％、亞麻油35-55％、魚油30-50％、維生素e0.25-0.30％；該發(fā)明將大蒜油和ω-3不飽和脂肪酸相溶，制成膠囊作為一種保健品。又如名稱為“復(fù)方大蒜油膠囊及其生產(chǎn)方法”的中國專利申請(申請?zhí)枮閏n94108044.7)公開了將大蒜油制成大蒜油包結(jié)物，再把包結(jié)物與昆布、薏苡仁按一定配比、工藝制成保健藥品——復(fù)方大蒜油膠囊，其膠囊包容物為含有豐富大蒜油的非油狀液體——復(fù)方粉劑。以上文獻均為大蒜油在藥品和保健品方面的應(yīng)用，且均為體積達厘米級的軟膠囊產(chǎn)品，對于大蒜油在食品加工方面的應(yīng)用沒有涉及。

2.對大蒜油進行微膠囊化。微膠囊化又稱微膠囊造粒，是采用成膜材料(通稱囊材、壁材)將固體、液體或氣體等活性物質(zhì)(通稱囊心、芯材)包合成的微小粒子的技術(shù)。微膠囊的粒徑一般在微米范圍，較大的在毫米范圍，較小的在納米范圍。對大蒜油進行微膠囊化具有以下幾個優(yōu)點：1)可抑制揮發(fā)損失；2)保護敏感型成分；3)具有控制釋放作用；4)避免香精成分與食品成分反應(yīng)；5)掩蓋不良氣味；6)增溶與改善乳化分散作用。

常用的微膠囊壁材可分為天然高分子材料和半合成或合成的高分子材料。其中，阿拉伯膠、海藻酸鹽、甲殼胺等天然高分子材料因其穩(wěn)定、無毒、成膜性和成球性較好，是最常用的壁材材料；而蛋白質(zhì)類的壁材，如大豆蛋白、玉米蛋白、乳清蛋白等具有乳化性質(zhì)，能形成具有良好彈性的界面膜，且蛋白質(zhì)本身也有營養(yǎng)價值，因此多用于包埋微生物等有生物活性的芯材。例如，名稱為“一種以大豆分離蛋白和殼聚糖為壁材的大蒜油微膠囊及其制備方法和應(yīng)用”的中國專利申請(申請?zhí)枮閏n201210249889.8)公開了一種以大豆分離蛋白和殼聚糖為壁材的大蒜油微膠囊及其制備方法和應(yīng)用，具體是將大豆分離蛋白、殼聚糖和大蒜油制成乳狀液，大豆分離蛋白與殼聚糖的質(zhì)量比為4:1，芯材與壁材的質(zhì)量比為1:1～1:4；調(diào)節(jié)乳狀液ph值到6.5，攪拌形成微膠囊懸浮液；再調(diào)節(jié)ph值到6.0，加入谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶，攪拌使微膠囊固化，水洗收集濕囊，經(jīng)真空冷凍干燥得到固態(tài)微膠囊。該方法采用復(fù)凝聚法制備大蒜油微膠囊，缺點是工藝較為復(fù)雜，需要調(diào)節(jié)ph，且冷凍干燥成本較高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種以再生絲素蛋白和明膠為壁材原料，工藝耗時短、效率高、效果好的大蒜油微膠囊粉末的制備方法。

本發(fā)明大蒜油微膠囊粉末的制備方法，是將包括有大蒜油、微膠囊壁材、乳化劑在內(nèi)的原料經(jīng)包括乳化液配制、噴霧干燥在內(nèi)的步驟，得到具有微膠囊結(jié)構(gòu)的粉末狀大蒜油；其中，所述微膠囊壁材，包括采用分子量為35～245kda的再生絲素蛋白與bloom值為150～190g的明膠以質(zhì)量比6:4～4:6進行混合而得；所述乳化劑是采用包括hlb值為8.9的司盤20(分子式：c18h34o6)和hlb值為16.9的吐溫20在內(nèi)的兩種乳化劑按質(zhì)量比1:1～1:3進行混合復(fù)配而得的復(fù)配乳化劑；所述乳化液配制，是先將所述微膠囊壁材配制成壁材溶液，再加入大蒜油和所述復(fù)配乳化劑，然后在8000～12000r/min條件下均質(zhì)乳化2～5min即得。

采用以上發(fā)明方案制備大蒜油微膠囊粉末，工藝簡單、成本低，生產(chǎn)得到的微膠囊產(chǎn)品的包埋率、產(chǎn)率、溶解率均較理想，儲存時長及儲存效果較優(yōu)。

上述方案中的所述乳化液配制，優(yōu)選采用如下具體工藝：先將所述微膠囊壁材原料加入去離子水中，在40～60℃加熱攪拌溶解，配置成質(zhì)量濃度為10～15％的壁材溶液，再加入壁材溶液質(zhì)量0.1～0.3％的所述復(fù)配乳化劑，加入壁材原料質(zhì)量25～50％的大蒜油，經(jīng)均質(zhì)乳化而得。采用本方案，所得的微膠囊乳化液的乳化能力和乳化穩(wěn)定性好，在噴霧干燥前乳化液不會出現(xiàn)油水分離的現(xiàn)象，噴霧干燥后所得的大蒜油微膠囊的包埋率和微膠囊化產(chǎn)率同時達到更優(yōu)值；同時,采用本方案生產(chǎn)得到的大蒜油微膠囊產(chǎn)品在常溫常壓下的儲存時長及儲存效果更優(yōu)。

上述方案中，所述噴霧干燥的優(yōu)選工藝是將配制得到的乳化液在進風(fēng)溫度150～180℃、出風(fēng)溫度80～90℃條件下進行，此時所得的微膠囊粉末水分含量最低，溶解性最好。

本發(fā)明大蒜油微膠囊粉末的制備方法中所用的微膠囊壁材原料再生絲素蛋白，可通過將經(jīng)熱堿脫膠的廢棄繭絲再經(jīng)包括鹽溶、粗濾、超濾、干燥在內(nèi)的步驟制備而得；其中鹽溶步驟優(yōu)選采用如下具體工藝：將經(jīng)熱堿脫膠得到的脫膠絲素蛋白投入混合鹽溶液，在85～100℃下加熱10～15min即得；所述混合鹽溶液優(yōu)選采用3.5～4.5mol/l的氯化鈣的乙醇水溶液，其中乙醇水溶液中的乙醇體積占比為20～40％。該混合鹽溶液的投入量可由所屬領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)常識選擇，優(yōu)選按每克脫膠絲素蛋白投入15ml～20ml混合鹽溶液。而超濾、干燥步驟優(yōu)選采用如下工藝：所述鹽溶步驟后得到的絲素蛋白溶液經(jīng)粗濾后，采用5kda超濾脫鹽，然后進行噴霧干燥。采用本工藝，絲素蛋白的溶解效率最高，所獲取的再生絲素蛋白分子量分布于35～245kda，且溶解性好，乳化性能佳。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明大蒜油微膠囊粉末的制備方法具有如下特點及優(yōu)點：

1、采用再生絲素蛋白與明膠復(fù)合作為微膠囊包囊材料與大蒜油乳化及干燥制備得到微膠囊粉末，產(chǎn)品生物相容性好，具有生物可降解性以及不易引起機體免疫反應(yīng)等特點；

2、本發(fā)明方法通過精選的壁材原料及芯壁材比例，配合以精當(dāng)?shù)娜榛?、干燥工藝，使噴霧干燥前的乳液保持較好的穩(wěn)定性，從而生產(chǎn)得到的大蒜油微膠囊產(chǎn)品的包埋率、產(chǎn)率、溶解率參數(shù)均較現(xiàn)有技術(shù)有明顯提升，實驗證實可在常溫常壓下較長時間儲存，同時，儲存效果較優(yōu)；

3、本發(fā)明方法避免并解決了微膠囊制備現(xiàn)有技術(shù)易出現(xiàn)的如下問題：

1)顆粒過大或過小，產(chǎn)品的溶解分散性差；

2)包埋量大時，包埋率不高，芯材物質(zhì)會吸附于微膠囊的表面，易引起氧化并揮發(fā)損失；

3)干燥溫度過高造成高揮發(fā)性物質(zhì)的損失和熱敏性物質(zhì)的破壞或凍干的高能耗問題；

4)微膠囊表面易出現(xiàn)微孔和縫隙，囊壁致密性差，不能有效阻止氧氣侵入。

4、本發(fā)明方法生產(chǎn)工藝簡單、成本低、生產(chǎn)效率高，易于在工業(yè)生產(chǎn)中推廣使用。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例，進一步對本發(fā)明大蒜油微膠囊粉末的制備方法的具體技術(shù)方案進行闡述。應(yīng)理解，這些實施例僅是用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的實施方式。

一、以再生絲素蛋白和明膠為壁材原料制備大蒜油微膠囊的方法實施例組1：

1、主要工藝：將大蒜油、微膠囊壁材、乳化劑等原料先經(jīng)乳化液配制，再經(jīng)噴霧干燥，即得到具有微膠囊結(jié)構(gòu)的粉末狀大蒜油；其中，所用微膠囊壁材是用分子量在35～245kda之間的再生絲素蛋白與bloom值在150～190g之間的明膠按質(zhì)量比6:4～4:6進行混合而得；所用乳化劑為復(fù)配乳化劑，是采用司盤20(hlb值為8.9)和吐溫20(hlb值為16.9)兩種乳化劑按質(zhì)量比1:1～1:3進行混合復(fù)配而得；

乳化液配制方法：先將所述微膠囊壁材配制成壁材溶液，再加入大蒜油和所述復(fù)配乳化劑，然后在8000～12000r/min條件下均質(zhì)乳化2～5min即得；其中壁材溶液濃度、大蒜油和復(fù)配乳化劑的添加量，設(shè)計成在大蒜油微膠囊制備現(xiàn)有技術(shù)常規(guī)選值范圍內(nèi)選用以形成不同的實施例；

干燥工藝：可采用微膠囊粉末噴霧干燥的常規(guī)工藝。

2、產(chǎn)品性能：

上述實施例制備得到的大蒜油微膠囊產(chǎn)品表面光混、致密，偶有凹陷，平均包埋率為66.65％、微膠囊的平均產(chǎn)率為71.75％、微膠囊水分平均含量3.3％、平均溶解率94.0％，產(chǎn)品常溫常壓下儲藏21天時大蒜油的平均保留率為80.2％。

二、以再生絲素蛋白和明膠為壁材原料制備大蒜油微膠囊的方法實施例組2：

1、制備工藝：本實施例組的技術(shù)方案與實施例組1的基本相同，不同之處在于乳化液配制具體采用如下工藝：先將所述微膠囊壁材原料加入去離子水中，在40～60℃加熱攪拌溶解，配置成質(zhì)量濃度為10～15％的溶液，再按壁材溶液質(zhì)量的0.1％～0.3％加入所述復(fù)配乳化劑，按壁材原料質(zhì)量的25～50％加入大蒜油(芯材原料)，然后在8000～12000r/min條件下均質(zhì)乳化2～5min而得；而噴霧干燥工藝是將配制得到的乳化液在進風(fēng)溫度150～180℃，出風(fēng)溫度80～90℃條件下進行。

2、產(chǎn)品性能：

上述實施例制備得到的大蒜油微膠囊產(chǎn)品的平均包埋率為83.0～85.5％、微膠囊的平均產(chǎn)率為86.5～88.5％、微膠囊水分平均含量3.2％、平均溶解率94.0％，產(chǎn)品常溫常壓下儲藏21天時大蒜油的平均保留率為88.2％。

三、以不同壁材原料及工藝制備大蒜油微膠囊的方法對比例及實驗數(shù)據(jù)分析：

(1)對比例組一：

制備工藝：本對比例組的技術(shù)方案與實施例組2的基本相同，不同之處在于各方案所采用的微膠囊壁材種類不同，即分別采用的是單一原料壁材如絲素蛋白、明膠、阿拉伯膠(屬現(xiàn)有技術(shù))，以及復(fù)合壁材如絲素蛋白和明膠按質(zhì)量比1:1混合、絲素蛋白和阿拉伯膠按質(zhì)量比1：1混合、阿拉伯膠和麥芽糊精按質(zhì)量比1:1.5混合、大豆分離蛋白和麥芽糊精按質(zhì)量比1:1.5混合(后三種復(fù)合壁材及其配比亦屬現(xiàn)有技術(shù))；同時，各方案均未使用乳化劑。相關(guān)實驗數(shù)據(jù)(注：均為平均數(shù)據(jù))如下表一所示：

表一

上表數(shù)據(jù)表明，采用絲素蛋白和明膠按質(zhì)量比1:1混合作為微膠囊壁材的方法其乳化能力、乳化穩(wěn)定性、包埋率、微膠囊化產(chǎn)率、溶解率和產(chǎn)品儲藏63天時的大蒜油保留率等各項參數(shù)同時達到較高值，表明采用該方案制備大蒜油微膠囊對大蒜油的包埋效率較高，能對大蒜油起到較好的保護作用。

(2)對比例組二：

制備工藝：本對比例組的技術(shù)方案與實施例組2的基本相同，不同之處在于所用芯材/壁材的質(zhì)量配比不同，且未使用乳化劑。相關(guān)實驗數(shù)據(jù)(注：均為平均數(shù)據(jù))如下表二所示：

表二

上表數(shù)據(jù)表明，本發(fā)明采用芯材/壁材質(zhì)量比為25～50％時，微膠囊乳化液穩(wěn)定性較高，微膠囊的包埋率、微膠囊化產(chǎn)率最高。

(3)對比例組三：

主要工藝：本對比例組的技術(shù)方案與實施例組2的基本相同，不同之處在于所選用的復(fù)配乳化劑的質(zhì)量配比存在差異，而各方案的芯材/壁材質(zhì)量比均為50％。相關(guān)實驗數(shù)據(jù)(注：均為平均數(shù)據(jù))如下表三所示：

表三

四、本發(fā)明中再生絲素蛋白制備方法的實施對比例及相應(yīng)實驗數(shù)據(jù)分析：

本發(fā)明中所述微膠囊壁材原料的再生絲素蛋白制備方法的實施例：可通過將經(jīng)熱堿脫膠的廢棄繭絲包括經(jīng)鹽溶、粗濾、超濾、干燥在內(nèi)的步驟制備而得；其中熱堿脫膠、粗濾、超濾、干燥可參照采用現(xiàn)有技術(shù)，而鹽溶采用如下工藝：將經(jīng)熱堿脫膠得到的脫膠絲素蛋白，按每克脫膠絲素蛋白投入15ml混合鹽溶液，在85～100℃下加熱10～15min；所述混合鹽溶液為3.5～4.5mol/l的氯化鈣的乙醇水溶液，其中乙醇水溶液中的乙醇體積占比為20～40％。鹽溶步驟后得到的絲素蛋白溶液經(jīng)粗濾后，采用5kda超濾脫鹽，然后進行噴霧干燥，即得到再生絲素蛋白粉末狀產(chǎn)品。實驗表明，采用本工藝制備再生絲素蛋白，絲素蛋白的完全溶解時間平均為3～13min，平均再生絲素蛋白得率達94％，再生絲素蛋白溶解性(nsi)為91～93％，平均脫鹽時間為1.5～2.5小時，表明絲素蛋白的溶解效率較高，所獲取的再生絲素蛋白溶解性好，再生絲素蛋白分子量分布于35～245kda，后續(xù)實驗證實適宜作為微膠囊產(chǎn)品的壁材原料。

下表四a、四b、四c分別是不同工藝制備再生絲素蛋白的實施對比例及相應(yīng)實驗數(shù)據(jù)(注：表中各實施例的不同之處在于鹽溶步驟采用了不同的工藝參數(shù)，而其它步驟均采用上文所述的、相同的工藝)：

表四a

表四b

表四c

以上實驗數(shù)據(jù)表明，通過優(yōu)選的絲素蛋白鹽溶工藝，采用本發(fā)明方法制備再生絲素蛋白時，絲素蛋白的溶解效率和所獲取的再生絲素蛋白溶解性、再生絲素蛋白得率同時達到極佳值，而脫鹽時間較短。

以上內(nèi)容僅是為介紹本發(fā)明技術(shù)方案而例舉的一些較佳實施方式，不應(yīng)視為用于限定本發(fā)明的實施形式。凡所屬領(lǐng)域技術(shù)人員能依本發(fā)明技術(shù)方案作出的等同變化與改進，均應(yīng)屬于本發(fā)明技術(shù)方案的涵蓋范圍之內(nèi)。