一种稳定、高生物利用度的类胡萝卜素微胶囊及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种稳定的、高生物利用度的类胡萝卜素微胶囊及其制备方法，方法包括如下步骤：a)将类胡萝卜素结晶与有机溶剂混合、溶解，得到类胡萝卜素溶液；b)将类胡萝卜素溶液与热油脂通入分散系统，使类胡萝卜素充分分散至热油脂，并使有机溶剂汽化，得到类胡萝卜素混合分散液；c)将类胡萝卜素混合分散液与保护性胶体水溶液混合乳化得到乳状液；d)喷雾造粒并干燥得到类胡萝卜素微胶囊。本发明专利技术微胶囊中的类胡萝卜素颗粒以纳米分散的形式被包裹在油脂中，形成致密保护，隔绝氧气、胃酸，提高产品加工、化学稳定性，且微胶囊中的类胡萝卜素颗粒粒径小，被油脂包裹更易与饲料中的脂类物质一起经胆汁乳化，形成微团被动物吸收，产品生物利用度高。

A stable and high bioavailability microcapsule of carotenoids and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种稳定、高生物利用度的类胡萝卜素微胶囊及其制备方法
本专利技术涉及医药化工领域，特别是涉及一种稳定、高生物利用度的类胡萝卜素微胶囊及其制备方法。
技术介绍
类胡萝卜素是一类带有多个不饱和键的多烯化合物，作为最重要的天然色素之一，其具有广泛生物活性，包括维生素A原、抗氧化功能、抗肿瘤、保护眼睛以及预防心血管疾病、防止骨质疏松、促进减肥以及保护皮肤等多种功效，已越来越引起医药、食品、饲料、水产养殖以及化妆品等领域相关研究人员的重视。由于大部分的类胡萝卜素都不溶于水，在植物油的溶解度也很小，在食品加工过程及储藏过程中很容易受化学物质、机械、光、氧、热等作用而高度不稳定，从而限制了它们在功能性食品中的应用。此外，作为微量营养素，类胡萝卜素的生理功效主要取决于其在机体的生物利用率，大量研究表明，类胡萝卜素的存在形式及其粒径对其生物利用率影响很大，类胡萝卜素颗粒粒径越小意味着其被生物体摄入后越容易被吸收利用，也就是拥有更高的生物利用度，所以人们总是努力降低类胡萝卜素颗粒径，让其达到微米级甚至纳米级，因此目前类胡萝卜素开发研究的热点在于：选择颗粒细、稳定性好、生物利用率高的制剂剂型作为类胡萝卜素的摄入载体。目前市场上出现了各种各样的添加单一或多种类胡萝卜素的健康食品、以及膳食补充剂，如各种片剂、硬胶囊、软胶囊和一些适于装填软胶囊的类胡萝卜素的油悬液、微胶囊、纳米乳、脂质体。但软胶囊、纳米乳、脂质体这三类制剂在制备过程中所添加的表面活性剂可能引发副作用，并引起人体的过敏反应，且软胶囊、乳剂、脂质体都存在易分层及易氧化变质等问题，从而限制了其应用。在文献中，已有多种剂型的类胡萝卜素制剂的制备方法被报道：CN101828693A通过利用四氢呋喃、乙醇、植物油等处理类胡萝卜素粗结晶而得到粒径约为10μm的类胡萝卜素油悬液；CN102552173B利用将类胡萝卜素溶液以雾化方式进入植物油的工艺得到平均粒径小于5μm的类胡萝卜素油悬浮液；但这2个工艺的均匀性和类胡萝卜素的粒径均无法达到乳液的水平。且类胡萝卜素在油溶液中化学稳定性很差，极易发生副反应，再者，油悬液剂型在饲料、食品及保健品行业应用不够方便。CN108030063A以β-胡萝卜素、单甘酯、甘油三酯及维生素E作为油相，经过140-250℃油浴加热的盘管换热器，至油悬液中β-胡萝卜素完全熔融后，加入壁材溶液乳化，辅以消化促进剂，经过喷雾干燥，得到β-胡萝卜素微胶囊。但是高温熔融法容易导致营养素在高温下发生降解或异构化，降低其生物活性。US3998753记载了一种水可分散的类胡萝卜素制备方法，其中类胡萝卜素的粒度小于1μm，该方法是先将类胡萝卜素与其他添加剂配成有机溶剂的溶液，然后加入到含明胶、分散剂、稳定剂的水溶液中，经高速剪切使体系形成乳液；除去有机溶剂，喷雾干燥得到所需粉末；US4522743所记载的制备水分散的类胡萝卜素粉的方法，是将类胡萝卜素于50～200℃于10秒内溶解在挥发性水可混溶的溶剂中，然后于0～50℃下与含保护性胶体的水溶液快速混合，类胡萝卜素即以＜0.5μm的尺寸分散于保护性胶体中，脱除溶剂，干燥可得类胡萝卜素粉。上述工艺需要在高压(压力在3.0～6.0MPa)、高温(170～200℃)进行，对设备要求高，操作、控制难度大。且这2个工艺均需在保护性胶体中脱除体系中所含的大量溶剂，所需时间长，不易脱除干净，在保护性胶体存在下加热脱溶，体系极易起泡，脱溶时的效率很低，不易控制所需类胡萝卜素粉的粒径和色泽。CN107669657A采用将类胡萝卜素溶于有机溶剂中形成油相，与乳化稳定剂与水溶解后形成的水相乳化后，在乳液中升温去除溶剂，再加入包被性壁材均质，通过造粒干燥制备较为稳定的类胡萝卜素干粉或微粒。US6936279B2中揭示了一种方法制备类胡萝卜素油悬浮液，其中先将类胡萝卜素与某种非水溶性溶剂混合，再与植物油混合后在氮气流作用下雾化，收集雾化后的溶液，回收其中溶剂，便得到类胡萝卜素油悬液。上述2种方法中，为了保证类胡萝卜素的稳定性，需要额外加入乳化稳定剂或者加入大量的乳化剂和水，而且为了去除大量的有机溶剂，在收集一定量雾化后的“浓缩液”后要停下雾化操作而进行溶剂回收，这在工业化生产上是不利的，此方法产量不大，只适于实验室规模。为了解决现有技术的问题，我们于2005年申请了一种水分散性类胡萝卜素粉的制备方法(CN100421650C)，该法是将类胡萝卜素结晶溶于含有抗氧化剂、乳化剂的卤代烃或酯类溶剂中，所得的溶液以喷雾形式加入到高速搅拌的乙醇或异丙醇中，使类胡萝卜素以<2μm的无定形粉末形态析出；然后用滤膜或烧结滤棒过滤析出的类胡萝卜素，滤饼以乙醇或异丙醇洗涤，滤干；再将滤饼加入含有保护性胶体的水溶液中，先搅拌打浆，后经均质乳化，接着脱除残余溶剂，制成水分散液；最后将所述的分散液用喷雾法造粒，再经流态化干燥得到水分散性类胡萝卜素的制剂。该方法中通过双溶剂法进行工艺创新，大幅缩短脱溶时间，但类胡萝卜素粒径还需进一步细化，且生物利用度还有待进一步提高。根据分子营养学可知，要实现类胡萝卜素的生物利用，就要最大限度地避免其在消化道中被破坏和降解，使之能顺利到达肠道部位，与游离脂肪酸、单甘酯和胆盐共同形成为微胶束，从而被小肠粘膜细胞吸收，由淋巴循环系统带入到体内各器官发挥其保健功效。针对现有技术的缺陷，以及类胡萝卜素在机体内消化吸收的特点，本专利技术希望找到一种高效简单的方法，能够快速脱除有机溶剂，得到的类胡萝卜素制剂中颗粒细、包埋效果好、稳定性及生物利用度高的产品。
技术实现思路
本专利技术的所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种颗粒细、生物利用度高、稳定性好的类胡萝卜素微胶囊及其制备方法。一种稳定、高生物利用度的类胡萝卜素微胶囊的制备方法，所述方法包括如下步骤：a)将类胡萝卜素结晶与有机溶剂混合，溶解，得到类胡萝卜素溶液；b)将所述类胡萝卜素溶液与热油脂通入分散系统，使类胡萝卜素充分分散至所述热油脂中，并使有机溶剂汽化，得到类胡萝卜素混合分散液；c)将所得类胡萝卜素混合分散液与保护性胶体的水溶液混合，进行乳化得到乳状液；d)将所述乳状液进行喷雾造粒，然后干燥，得到类胡萝卜素微胶囊。在其中一个实施例中，步骤b)所述分散系统包括分散装置、连接所述分散装置的容器、输送装置和加热装置，所述分散装置用于步骤a)得到的类胡萝卜素溶液与热油脂或循环物料接触，使类胡萝卜素充分分散到所述热油脂中；所述输送装置用于将物料在所述分散系统中传输；所述加热装置用于将油脂或所述循环物料加热为液态。在其中一个实施例中，所述分散装置包括依次连接的接触段、收缩段及扩张段；所述接触段设置有喷射口和雾化口，所述喷射口将加热的液态热油脂或循环物料经所述喷射口引入所述接触段；所述雾化口将步骤a)得到的类胡萝卜素溶液经所述雾化口形成微小的雾滴，引入所述接触段，与呈喷射状的液态热油脂或循环物料接触混合，使所述类胡萝卜素溶液中的有机溶剂汽化，形成类胡萝卜素颗粒并分散在所述热油脂中；...

【技术保护点】
1.一种稳定、高生物利用度的类胡萝卜素微胶囊的制备方法，所述方法包括如下步骤：/na)将类胡萝卜素结晶与有机溶剂混合，溶解，得到类胡萝卜素溶液；/nb)将所述类胡萝卜素溶液与热油脂通入分散系统，使类胡萝卜素充分分散至所述热油脂中，并使有机溶剂汽化，得到类胡萝卜素混合分散液；/nc)将所得类胡萝卜素混合分散液与保护性胶体的水溶液混合，进行乳化得到乳状液；/nd)将所述乳状液进行喷雾造粒，然后干燥，得到类胡萝卜素微胶囊。/n

【技术特征摘要】
1.一种稳定、高生物利用度的类胡萝卜素微胶囊的制备方法，所述方法包括如下步骤：
a)将类胡萝卜素结晶与有机溶剂混合，溶解，得到类胡萝卜素溶液；
b)将所述类胡萝卜素溶液与热油脂通入分散系统，使类胡萝卜素充分分散至所述热油脂中，并使有机溶剂汽化，得到类胡萝卜素混合分散液；
c)将所得类胡萝卜素混合分散液与保护性胶体的水溶液混合，进行乳化得到乳状液；
d)将所述乳状液进行喷雾造粒，然后干燥，得到类胡萝卜素微胶囊。


2.根据权利要求1所述的类胡萝卜素微胶囊的制备方法，其特征在于，步骤b)所述分散系统包括分散装置、连接所述分散装置的容器、输送装置和加热装置，所述分散装置用于步骤a)得到的所述类胡萝卜素溶液与所述热油脂或循环物料接触，使类胡萝卜素充分分散到所述热油脂中；所述输送装置用于将物料在所述分散系统中传输；所述加热装置用于将油脂或循环物料加热为液态。


3.根据权利要求2所述的类胡萝卜素微胶囊的制备方法，其特征在于，所述分散装置包括依次连接的接触段、收缩段及扩张段；
所述接触段设置有喷射口和雾化口，所述喷射口将加热的液态热油脂或循环物料经所述喷射口引入所述接触段；所述雾化口将步骤a)得到的类胡萝卜素溶液经所述雾化口形成微小的雾滴，引入所述接触段，与呈喷射状的液态热油脂或循环物料接触混合，使所述类胡萝卜素溶液中的有机溶剂汽化，形成类胡萝卜素颗粒并分散在所述热油脂中；
所述收缩段进一步将所述接触段形成的类胡萝卜素雾滴与油脂混合，蒸发所述有机溶剂，进入所述扩张段，再进入与所述分散装置连接的所述容器中。


4.根据权利要求3所述的类胡萝卜素微胶囊的制备方法，其特征在于，所述连接分散装置的容器还包括真空口，将汽化的所述有机溶剂通过所述真空口排出所述容器。


5.根据权利要求2所述的类胡萝卜素微胶囊的制备方法，其特征在于，所述分散系统为连续操作或间歇操作。


6.根据权利要求2所述的类胡萝卜素微胶囊的制备方法，其特征在于，所述物料在所述分散系统中的停留时间≤20h，优选≤10h。


7.根据权利要求1所述的类胡萝卜素微胶囊的制备方法，其特征在于，所述热油脂的温度为60℃-100℃。


8.根据权利要求1所述的类胡萝卜素微胶囊的制备方法，其特征在于，步骤b)中仅将所述类胡萝卜素溶液中的部分所述有机溶剂汽化脱除，优选的，所述类胡萝卜素混合分散液中的残留所述有机溶剂的含量低于1％，优选低于0.5％，更优选低于0.2％。


9.根据权利要求1所述的类胡萝卜素微胶囊的制备方法，其特征在于，步骤c)还包括：进行乳化后脱除所述乳状液中的残留有机溶剂的步骤。


10.根据权利要求1所述的类胡萝卜素微胶囊的制备方法，其特征在于，类胡萝卜素以部分溶解及颗粒分散的状态存在于步骤b)得到的所述类胡萝卜素混合分散液中；优选的，所述类胡萝卜混合分散液中的类胡萝卜素颗粒的平均粒径为0.05μm-0.2μm。


11.根据权利要求1所述的类胡萝卜素微胶囊的制备方法，其特征在于，所述步骤b)中，所述热油脂与类胡萝卜素结...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建东，陈志荣，石立芳，黄国东，潘丽爽，尹红，仇丹，张其磊，朱小勇，刘香，戚丽丹，
申请(专利权)人：浙江新和成股份有限公司，浙江大学，新昌新和成维生素有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33