一種維生素、類胡蘿卜素粉劑及其制備方法和應用
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種提高維生素、類胡蘿卜素粉劑穩定性的制備方法，屬于飼料/食品 配料生產技術與超分子化學技術的結合領域。
【背景技術】
[0002] 近年來，研究兩種以上的化學物種通過分子間力相互作用締結而成的具有特定結 構和功能的超分子體系的科學，即超分子化學(Supramolecular Chemistry)，在材料科學、 信息科學及生命科學中快速發展，應用益發廣泛，其中值得一提的是，植物油在采用凝膠化 處理后能形成抗油脂迀移能力強的熱可逆性物理凝膠。凝膠劑在加熱過程中溶解，在冷卻 過程中，通過氫鍵、配位、范德華作用、靜電、31-31堆積等分子間相互作用形成纖維結構，這些 纖維結構進一步纏繞形成三維網狀或自組裝為反螺旋管狀結構，通過界面張力改變使液態 油脂分子失去流動性而形成凝膠態塑性脂肪，該凝膠態塑性脂肪具備結晶迅速、抗油脂迀 移能力強等優點，是當前令人矚目的軟物質材料，可廣泛應用于飼料、食品、保健品等領域。
[0003] 維生素是人和動物為維持正常的生理功能而必須從食物中獲得的一類微量有機 調節物質，在機體生長、代謝、發育過程中發揮著重要的作用;類胡蘿卜素是一類重要天然色 素的總稱，能夠提高動物繁殖力、免疫功能，具有抗氧化、著色及加強細胞與細胞縫間聯接 交流的能力等多種生理功能。類胡蘿卜素和維生素在體內不能合成或合成量不足，經常需要 從外界由食物或飼料適量補給。
[0004]由于維生素和類胡蘿卜素本身是一類非常不穩定的物質，對光、熱和氧極其敏感， 不適合直接在飼料或食品中添加，因此不少研究人員及公司開發出了各自用于穩定這些活 性物質的方法，如CN 103315370 A采用的將類胡蘿卜素溶于有機溶劑中，再在高速剪切的條 件下加入到由保護性膠體等制備的水相中，而后升溫去除溶劑，再噴霧干燥制備出較為穩 定的類胡蘿卜素干粉;W02005/013708公布的使用奶蛋白、碳水化合物、還原糖經過交聯劑交 聯包裹而成的脂溶性維生素、類胡蘿卜素干粉，其維生素、類胡蘿卜素包括維生素類、類胡蘿卜 素類及多不飽和脂肪酸等;US 6328995介紹的一種穩定的維生素和/或類胡蘿卜素的微膠囊 及其生產方法，該方法將0.1 %~20%的一種或幾種脂溶性維生素和/或一種或幾種類胡蘿 卜素分散至含2%~40%的至少一種蛋白質，1 %~30 %的至少一種的糖，0.2%~20%的 K2HP04、Na2HP〇4的混合物，其余成分為水的體系中后通過噴霧干燥技術制得。以上均為干粉 類產品，各自有各自的優點，也均在一定程度上提高了活性物質的穩定性，但其共同的不足 在于:⑴干粉壁上或多或少存在空隙和小孔，氧氣沿空隙和小孔進入并接觸到維生素、類胡 蘿卜素會導致其含量大量損失;⑵微膠囊干粉類產品在包埋時表面或多或少會有芯材殘留， 直接使用勢必造成此部分維生素、類胡蘿卜素的損失。如果在預混料中添加，受飼料加工過 程的影響，如奸青素等活性成分會有35 %~48 %的損失[Ind · Al iment · Agric ·( 1987) 104: 529-533;Aquaculture Ind·Develop·Report(1991 )91:34-51 ];將維生素 A醋酸酯干粉應用 至奶粉制備成嬰幼兒營養強化奶粉后，奶粉在40 °C、75%濕度條件下儲藏6個月后，維生素 A 醋酸酯含量會有18%~25%的下降；番茄紅素干粉應用至保健品時，經過壓片制成片劑后， 在40°C、75%濕度條件下儲藏6個月后，番茄紅素含量會有20%~32%的下降；而斑蝥黃干 粉應用至飼料后，飼料在60°C、75%濕度條件下加速1月后，飼料中的斑蝥黃含量下降15% ~27%。部分干粉制劑不僅在儲藏過程中的儲藏穩定性仍可進一步提高，而且其在飼料、食 品及保健品中的應用穩定性也有較大的提升空間。
[0005] 基于以上不足，研究人員將一些脂溶性活性物質直接溶于高溫的油相中，制備油 懸浮制劑產品，能較好的避免活性物質在高溫高壓等飼料加工過程中損失，如W02011/ 145659公布的一種含類胡蘿卜素組合物的制造方法，該方法在類胡蘿卜素成分的熔點以上的 溫度條件下加熱油相成分混合液，獲得含類胡蘿卜素油相組合物;US 8748495介紹的一種低 粘度、高流動性的類胡蘿卜素油懸浮液，其加入油懸液的為類胡蘿卜素晶體，通過加熱、攪拌 等一系列加工制得;CN 101396068 A將類胡蘿卜素與食用油脂混合，采用先研磨再升溫攪拌 制得顆粒粒徑很小的油溶液粉劑，在一定程度上提高了類胡蘿卜素的穩定性。但油懸浮制劑 在飼料、食品及保健品行業應用不如粉劑方便，限制了其大規模應用。
【發明內容】
[0006] 針對現有維生素、類胡蘿卜素粉劑存在的不足和缺陷，本發明提供一種維生素、類 胡蘿卜素粉劑及其制備方法，該維生素、類胡蘿卜素粉劑具有更好的穩定性，同時方便使用。
[0007] -種維生素、類胡蘿卜素粉劑，包括維生素、類胡蘿卜素微膠囊和包覆于所述維生 素、類胡蘿卜素微膠囊表面的物理凝膠保護膜；
[0008] 所述的物理凝膠保護膜由超分子體系制成，所述的超分子體系包括以下重量份的 組分：
[0009] 植物油 6~30份
[0010] 凝膠劑 0.5~3份
[0011] 抗氧化劑0.5~3份。
[0012] 本發明采用超分子化學技術，從亞微觀結構入手調整超分子體系各組分分子間的 相互作用，進而達到調整和改變體系的宏觀物化性質的目的。具體地，在維生素、類胡蘿卜素 微膠囊的表面構建一層由超分子體系形成的物理凝膠保護膜，該物理凝膠保護膜一方面可 以阻止空氣進入維生素、類胡蘿卜素微膠囊氧化活性成分，另一方面具有抗油脂迀移能力， 防止活性成分溢出，有效地提高了穩定性。
[0013] 本發明中，所述的維生素、類胡蘿卜素粉劑指的是單獨以維生素或類胡蘿卜素作為 活性成分的粉劑，或者同時含有維生素和類胡蘿卜素作為活性成分的粉劑。
[0014]其中，所述的物理凝膠保護膜形成過程如下：
[0015] 通風使維生素、類胡蘿卜素微膠囊完全懸浮于流態化空氣中，然后將所述的超分子 體系趁熱噴淋至維生素、類胡蘿卜素微膠囊表面，形成所述的物理凝膠保護膜。
[0016] 作為優選，所述的植物油為大豆油、菜籽油、玉米油、葵花籽油、花生油和色拉油中 的至少一種。
[0017] 作為優選，所述的凝膠劑為米糠蠟、巴西棕櫚蠟、蜂蠟、小燭樹蠟、單硬脂酸甘油酯 中的一種或者γ -谷維素與β-谷留醇的混合物。
[0018] 作為優選，所述的抗氧化劑為生育酚、乙氧喹啉、BHT和TBHQ中的至少一種。
[0019]作為優選，所述的維生素、類胡蘿卜素微膠囊在粉劑中的含量為64%~93%。
[0020] 作為優選，所述的維生素、類胡蘿卜素微膠囊包含如下重量份的組分：
[0021] 維生素、類胡蘿卜素10.9~36.5份
[0022] 抗氧化劑A 0.1~1份
[0023] 水溶性膠體 補至100份。
[0024] 作為優選，所述的抗氧化劑A為維生素 C、維生素 C鈉鹽、異維生素 C或異維生素 C鈉 鹽；
[0025] 所述的水溶性膠體為辛烯基琥珀酸淀粉酯、明膠或阿拉伯膠。
[0026] 作為優選，所述的維生素、類胡蘿卜素為維生素 A棕櫚酸酯、維生素 A醋酸酯、維生素 D3、維生素 E醋酸酯、維生素 K1W-胡蘿卜素、蝦青素、番茄紅素、斑蝥黃、葉黃素中的至少一種。
[0027] 其中，維生素、類胡蘿卜素微膠囊可以通過本領域的現有方法獲得，作為一種優選 的實施方式，以明膠、阿拉伯膠或辛烯基琥珀酸淀粉酯為壁材，維生素、類胡蘿卜素為芯材， 采用噴霧干燥法制備得到。
[0028] 本發明中，物理凝膠保護膜一種簡單有效的形成方法是將熱的超分子體系噴淋到 冷的懸浮狀態的維生素、類胡蘿卜素微膠囊上形成。
[0029] 本發明還提供了一種所述的維生素、類胡蘿卜素粉劑的制備方法，包括以下步驟：
[0030] (1)將所述的凝膠劑和抗氧化劑均勻地溶解于加熱的植物油中，形成超分子溶液；
[0031 ] (2)通風使維生素、類胡蘿卜素微膠囊完全懸浮于流態化空氣中；
[0032] (3)將步驟(1)得到的超分子溶液趁熱噴淋至維生素、類胡蘿卜素微膠囊表面，形成 物理凝膠保護膜，得到所述的維生素、類胡蘿卜素粉劑。
[0033] 該制備方法中，超分子體系各組分在與微膠囊接觸過程中預冷發生凝膠化作用， 自組裝為特定的三維網絡結構覆蓋于微膠囊表面，形成物理凝膠保護膜，可以有效地防止 氧氣進入以及活性成分的溢出，提高穩定性。
[0034]作為優選，步驟(2)中，所述的流態化空氣的溫度為0~30°C;
[0035] 步驟(3)中，所噴淋的超分子溶液的溫度為70~100°C。
[0036] 本發明還提供了一種食品，包含所述的維生素、類胡蘿卜素粉劑作為添加劑。通過 添加所述的維生