微胶囊防腐剂及其制备方法和应用技术

本申请涉及食品添加剂领域，具体公开了一种微胶囊防腐剂及其制备方法和应用。一种微胶囊防腐剂，包括内层芯材、通过光固化法包覆内层芯材的外层壁材，所述外层壁材为甲基丙烯酸化水凝胶，所述内层芯材包括茶多酚、虾青素、大蒜素、大豆磷脂酰胆碱；其中茶多酚、虾青素、大蒜素和大豆磷脂酰胆碱的重量比为1:(1

【技术实现步骤摘要】
微胶囊防腐剂及其制备方法和应用


[0001]本申请涉及食品添加剂的
，更具体地说，它涉及一种微胶囊防腐剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着经济的发展，人民生活水平不断提高，消费者对于食品保鲜程度以及食用安全性提出了更高的要求，因此，食品保鲜技术需要进一步发展。
[0003]现阶段的食品保鲜技术主要采用添加食品防腐剂：传统食品防腐技术中常添加了山梨酸钾、苯甲酸及其钠盐类等化学类防腐剂，由于化学类防腐剂或多或少存在着一定的毒性，对人体易造成损伤。因此，虽然化学类防腐剂具有成本低廉的优势，但其鉴于其对人体存在安全隐患，近年来化学类防腐剂逐步被生物类食品防腐剂所取代。
[0004]生物类食品防腐剂目前主要开发出以下几种：第一种为乳酸链球菌素，乳酸链球菌素是由多种氨基酸组成的多肽类化合物，可作为营养物质被人体吸收利用，但乳酸链球菌素的抑菌防腐有效性受到pH值的影响，其在酸性环境中能够稳定存在，但在碱性环境中抑菌活性显著降低，从而导致其抑菌防腐作用在短期内丧失。
[0005]第二种为ε
‑
聚赖氨酸，ε
‑
聚赖氨酸是一种天然的生物代谢产品，ε
‑
聚赖氨酸和其他天然抑菌剂配合使用，有明显的协同增效作用，但实践发现ε
‑
聚赖氨酸可与食品中的蛋白质或酸性多糖发生相互作用，导致抗菌能力的丢失；并且ε
‑
聚赖氨酸有弱的乳化能力；因此，ε
‑
聚赖氨酸被限制于淀粉质食品。
[0006]针对上述相关技术，本申请人认为生物类食品防腐剂的防腐性能不稳定，难以起到长期有效地防腐作用，因此生物类食品防腐剂还有待进一步开发，需要制备一种具有长效防腐性能的食品防腐剂。

技术实现思路

[0007]为了进一步提高食品防腐剂的长效防腐性能，本申请提供一种微胶囊防腐剂及其制备方法和应用。
[0008]第一方面，本申请提供的一种微胶囊防腐剂采用如下的技术方案：一种微胶囊防腐剂，包括内层芯材、通过光固化法包覆内层芯材的外层壁材，所述外层壁材为甲基丙烯酸化水凝胶，所述内层芯材包括茶多酚、虾青素、大蒜素、大豆磷脂酰胆碱；其中茶多酚、虾青素、大蒜素和大豆磷脂酰胆碱的重量比为1:(1
‑
3):(0.2
‑
0.8):(5
‑
10)。
[0009]通过采用上述技术方案，甲基丙烯酸化水凝胶是由明胶经过甲基丙烯酸酐改性而成，通过甲基丙烯酸酐的羧基与明胶上的羟基反应，将碳碳双键引入明胶中，使得甲基丙烯酸化水凝胶可在光引发剂的作用下，通过光固化原理对天然抗菌抗氧化物质(即内层芯材)进行包覆，形成微胶囊结构，得到微胶囊防腐剂；甲基丙烯酸化水凝胶上含有大量的羧基、
氨基等极性基团，具备较强的吸水保水能力，甲基丙烯酸化水凝胶吸水溶胀破裂或受热降解，释放内层芯材。当微胶囊防腐剂涂覆至食品表面时，甲基丙烯酸化水凝胶在食品表面形成保护层，隔绝外界的水分、氧气，抑制食品中游离脂肪酸酸败以及细菌繁殖进程；内层芯材渗透入食品中，内层芯材的主要成分茶多酚、虾青素、大蒜素、大豆磷脂酰胆碱等在抗菌抗氧化方面具有协同增效的作用：茶多酚具备高效杀菌性能，可降低血脂，阻断食品中的亚硝基化合物在体内的合成，还能够消除大蒜素等挥发性含硫化合物的强刺激性风味，使得防腐剂对食品的风味不造成影响；虾青素抗氧化性能优异，还可提高大蒜素和茶多酚的光稳定性，避免大蒜素和茶多酚在微胶囊制备过程中由于光氧化失效，并且虾青素在光照下仅发生降解，降解得到的虾红素仍然具备较好的清除自由基功能，被人体吸收后，能够增强基体免疫力；大蒜素杀菌性能优异，并且挥发性好，可使得芯材快速扩散至食品内部；而大豆磷脂酰胆碱包裹茶多酚，使得茶多酚在制备过程中被外层壁材充分包覆，减少茶多酚在制备过程中的损失；当微胶囊防腐剂添加至食品中，微胶囊防腐剂在食品加工过程中受热降解，释放芯材，降低食品加工过程中脂肪酸酸败和细菌滋生的可能性，从根源上起到防腐作用；因此，微胶囊防腐剂能够起到长效防腐作用。并且，由于微胶囊防腐剂的添加方式多样化，不受到环境限制，可被广泛使用。
[0010]其次，茶多酚、虾青素、大蒜素、大豆磷脂酰胆碱均为从天然物质中提取的营养成分，具有一定保健作用，甲基丙烯酸化水凝胶安全无毒，因此，此微胶囊防腐剂安全性高。
[0011]综上所述，微胶囊防腐剂能够起到长效防腐性能，不对食品风味产生影响，安全无毒，使用范围广泛，不受到食品种类限制，还具备一定的保健功能，提高食品的营养价值。
[0012]可选的，所述甲基丙烯酸化水凝胶按照如下工艺制备而成：称取明胶和甲基丙烯酸，明胶与甲基丙烯酸的重量比1:(0.6
‑
0.8)；将明胶溶解，配制成明胶水溶液，向明胶水溶液中加入甲基丙烯酸，调节pH至7
±
0.4后，在氮气气氛下升温至55
‑
65℃，保温反应2.5
‑
3.5h，冷冻干燥得到甲基丙烯酸水凝胶。
[0013]通过采用上述技术方案，调整明胶与甲基丙烯酸的重量比，从而使得甲基丙烯酸水凝胶的双键含量适中，以便于提高后续甲基丙烯酸化水凝胶的光固化速率，从而提高内层芯材的包埋率，制得的微胶囊防腐剂的防腐效果较优；低于此重量比范围时，甲基丙烯酸的含量降低，内层芯材的包埋率降低；高于此重量比范围时，甲基丙烯酸的含量升高，导致后续甲基丙烯酸化水凝胶芯材溶胀时间延长，不利于内层芯材的释放。
[0014]优选的，所述内层芯材中茶多酚、虾青素、大蒜素和大豆磷脂酰胆碱的重量比为1:2:0.6:8。
[0015]通过采用上述技术方案，控制内层芯材各个组分之间的重量比，使得上述四种物质的协同作用达到最佳。
[0016]第二方面，本申请提供一种微胶囊防腐剂的制备方法，采用如下的技术方案：一种微胶囊防腐剂的制备方法，包括如下步骤：外层壁材制备：将甲基丙烯酸化水凝胶溶解于水中，配制成浓度为5wt％
‑
10wt％
甲基丙烯酸化水凝胶溶液；内层芯材制备：按照重量比称取茶多酚、虾青素、大蒜素和大豆磷脂酰胆碱，在10
‑
20℃搅拌混匀，得到内层芯材；光固化：将内层芯材加入甲基丙烯酸化水凝胶溶液中，内层芯材与甲基丙烯酸化水凝胶的重量比为1:(10
‑
20)，搅拌乳化后加入浓度为0.5wt％
‑
1wt％光引发剂，再使用光辐照量为0.8
‑
1.2W/cm2紫外光固化1
‑
10s，过滤、冷冻干燥得到微胶囊防腐剂。
[0017]通过采用上述技术方案，内层芯材中大豆磷脂酰胆碱具备较好的乳化作用，可以使得内层芯材可以在甲基丙烯酸化水凝胶中充分分散，形成小液滴，在光引发剂的引发作用下，在较短时间内甲基丙烯酸化水凝胶能够快速固化，对内层芯材起到较好的包埋作用，从而使得微胶囊防腐剂的防腐时间进一步延长。
[0018]优选的，所述光引发剂为丙酮酸乙酯。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微胶囊防腐剂，其特征在于，包括内层芯材、通过光固化法包覆内层芯材的外层壁材，所述外层壁材为甲基丙烯酸化水凝胶，所述内层芯材包括茶多酚、虾青素、大蒜素、大豆磷脂酰胆碱；其中茶多酚、虾青素、大蒜素和大豆磷脂酰胆碱的重量比为1:(1
‑
3):(0.2
‑
0.8):(5
‑
10)。2.根据权利要求1所述的一种微胶囊防腐剂，其特征在于：所述甲基丙烯酸化水凝胶按照如下工艺制备而成：称取明胶和甲基丙烯酸，明胶与甲基丙烯酸的重量比1:(0.6
‑
0.8)；将明胶溶解，配制成明胶水溶液，向明胶水溶液中加入甲基丙烯酸，调节pH至7
±
0.4后，在氮气气氛下升温至55
‑
65℃，保温反应2.5
‑
3.5h，冷冻干燥得到甲基丙烯酸水凝胶。3.根据权利要求1所述的一种微胶囊防腐剂，其特征在于：所述内层芯材中茶多酚、虾青素、大蒜素和大豆磷脂酰胆碱的重量比为1:2:0.6:8。4.权利要求1
‑
3所述的一种微胶囊防腐剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：外层壁材制备：将甲基丙烯酸化...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈国安，杨盛荣，张显久，赵樾，
申请(专利权)人：无锡江大百泰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：