植物蛋白体系油脂微囊粉及其制备方法
阅读：0发布：2021-03-31
专利汇可以提供植物蛋白体系油脂微囊粉及其制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且植物 蛋白体系油脂微囊粉及其制备方法。所述制备方法包括制备以植物蛋白为主要原料的 水 相、油脂油相，然后油相水相混合，经剪切、高压匀质、低压匀质制得乳液，最后乳液经 喷雾干燥 获得产品的步骤。其间所制备的乳液固形物含量高，性能稳定优良。该乳液经喷雾干燥后，进一步制得的植物蛋白体系油脂微囊粉高载油、高包埋率、优异 稳定性 ，并且生产效率高。本 发明 突破了植物蛋白包埋性差以及乳液固含量低，不易放大生产等技术 门 槛 ；不依赖其他常规的微囊化壁材，仅采用植物蛋白作为主壁材，对油脂进行包埋，且产品中载油高达50％-70％，可广泛用于 烘焙 、固体饮料、胶囊等。，下面是植物蛋白体系油脂微囊粉及其制备方法专利的具体信息内容。
1.植物蛋白体系油脂微囊粉的制备方法，包括下述步骤：
(1)70-90℃下将10-20份植物蛋白分散于80-150份水中，保持温度放置0.5-2h，然后将体系降温至40-60℃；
(2)将1-5份增塑剂加入到步骤(1)所获得的体系中，控制体系pH为9-11，静置0.5-2h；
(3)将18-39份小分子填充物、0.1-1份稳定剂、0-1份水相抗氧化剂依次加入至步骤(2)所制得的体系中，搅拌至完全溶解，得水相；
(4)将0-1份的油相抗氧化剂加入到50-70份油脂中，40-60℃搅拌至完全溶解，得油相；
(5)将油相加入到水相中，控制体系温度40-60℃条件下，依次剪切乳化，40-70MPa高压均质，20-30MPa低压均质，制得乳液；
(6)将步骤(5)所得乳液喷雾干燥，进风温度90-220℃，出风温度70-110℃。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的植物蛋白选自豌豆蛋白、大豆分离蛋白、小麦水解蛋白、南瓜蛋白、火麻蛋白、鹰嘴豆蛋白、大麦蛋白中的一种或几种的混合物。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的油脂选自中链甘油三酯、共轭亚油酸甘油酯、亚麻籽油、葵花籽油和黄油。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的增塑剂选自山梨糖醇、木糖醇或其混合物。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的小分子填充物选自葡萄糖浆、麦芽糊精、低聚麦芽糖、低聚果糖、固体玉米糖浆、环糊精中的一种或几种的混合物。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的稳定剂是多聚磷酸盐或柠檬酸盐。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的水相抗氧化剂选自抗坏血酸钠、抗坏血酸、柠檬酸、柠檬酸钠和抗坏血酸棕榈酸酯；所述的油相抗氧化剂选自d-α生育酚、dl-α生育酚、混合生育酚、迷迭香提取物、磷脂、丁基羟基茴香醚、抗氧剂264、特丁基对苯二酚。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中使用氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙或碳酸钠控制体系pH。
9.权利要求1的方法制备得到的植物蛋白体系油脂微囊粉。
植物蛋白体系油脂微囊粉及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于微囊技术领域，尤其涉及一种经高固形物含量乳液的中间态制备得到植物蛋白体系微囊粉的工艺。
背景技术
[0002] 过去几年间，植物蛋白补充剂的市场需求节节攀升，并且将整个蛋白质补充剂市场需求都甩在了后面。为什么消费者会对植物蛋白如此情有独钟呢？
[0003] 杜邦公司联合健康国际，在美国进行了一项植物蛋白消费者市场调查报告，涉及超过1000名消费者。调查结果显示，52％的美国消费者正在增加植物来源食品和饮料的摄入量，将近60％的受访者甚至表示，转向植物来源的食品和饮料是永久性的，或者计划永久吃素。
[0004] 杜邦的饮料行业市场总监格雷戈保罗引用尼尔森(Nielsen)的调查数据指出，植物蛋白补充剂市场正在逐渐扩大在整个蛋白质补充剂领域的市场占有率。截止到2018年1月13日之前52周的时间内，最受欢迎的15款蛋白质补充剂销售额占据整个补充剂行业销售额的8％；复合年增长率高达51％，整个蛋白补充剂行业的复合年增长率则为15％。
[0005] 如今植物蛋白市场日趋火热，很多终端客户希望用植物蛋白进行脂肪的包埋，脂肪粉厂商在使用植物蛋白时面临了很多难题。其中乳液固含量低是最大的问题，过低的乳液固含量会导致生产效率极低，包埋效果差，甚至有的厂商因固含量过低根本无法实现生产。
[0006] 现有技术中记载了一系列相关植物蛋白体系油脂微囊制剂的研究结果：CN201811336936.6公开了这样的技术方案：将植物蛋白配成固形物含量为2.5％-5.0％的植物蛋白溶液，向其中加入壁材及乳化剂，得到固形物含量7.0％-25.0％的溶液，再加入油脂，乳化均质，喷雾干燥。CN201710953550.9公开了这样的技术方案：按一定的质量配比，将壁材边搅拌边加入水中，壁材与水的质量比为0.07～0.2，所述油茶籽油与壁材的质量比为
0.8-2；所述壁材包括大豆分离蛋白和麦芽糊精，所述大豆分离蛋白和麦芽糊精的质量比为
0.4-2。将油加入到水相中，剪切，均质，喷雾干燥得到粉末状产品。CN201710118838.4公开了这样的技术方案：将大豆分离蛋白和麦芽糊精溶解到水中，按芯/壁材质量之比为1:2.5～1:3加入亚麻籽油，搅拌均匀，固形物浓度控制在12％-18％之间，初步得到乳状液；将上述所得的乳状液进行剪切乳化，再将剪切乳化过的乳状液加入到均质机中均质，之后进行喷雾干燥，收集可得所述植脂末产品。这些专利都公开了植物蛋白体系油脂粉的制备方法，但其固形物含量均较低，在实际生产过程中会出现耗时较长，生产成本高，甚至是无法产业化等一系列问题。
0.8-2；所述壁材包括大豆分离蛋白和麦芽糊精，所述大豆分离蛋白和麦芽糊精的质量比为
0.4-2。将油加入到水相中，剪切，均质，喷雾干燥得到粉末状产品。CN201710118838.4公开了这样的技术方案：将大豆分离蛋白和麦芽糊精溶解到水中，按芯/壁材质量之比为1:2.5～1:3加入亚麻籽油，搅拌均匀，固形物浓度控制在12％-18％之间，初步得到乳状液；将上述所得的乳状液进行剪切乳化，再将剪切乳化过的乳状液加入到均质机中均质，之后进行喷雾干燥，收集可得所述植脂末产品。这些专利都公开了植物蛋白体系油脂粉的制备方法，但其固形物含量均较低，在实际生产过程中会出现耗时较长，生产成本高，甚至是无法产业化等一系列问题。
发明内容
[0007] 本发明的目的在于提供一种通过制备高固形物含量的乳液并经喷雾干燥而获得的植物蛋白体系油脂微囊粉。该所述微囊粉的制备方法包括如下步骤：
[0008] (1)70-90℃下将10-20份植物蛋白分散于80-150份水中，保持温度放置0.5-2h，然后将体系降温至40-60℃；
[0011] (4)将0-1份的油相抗氧化剂加入到50-70份油脂中，40-60℃搅拌至完全溶解，得油相；
[0012] (5)将油相加入到水相中，控制体系温度40-60℃条件下，依次剪切乳化，40-70MPa高压均质，20-30MPa低压均质；制得乳液；
[0014] 通过上述方法步骤(1)-(5)，可以制备得到一种固形物含量高达45-55％的乳液。即为本说明书中所述的高固乳液。进一步，将所述的高固乳液经过喷雾干燥的步骤制得本发明所述的植物蛋白体系油脂微囊粉，喷雾干燥的进风温度90-220℃，出风温度70-110℃。
所制备得到的微囊粉具有高载油、高包埋率、稳定的突出优点。
所制备得到的微囊粉具有高载油、高包埋率、稳定的突出优点。
[0015] 本发明突破了植物蛋白包埋性差以及乳液固含量低，不易放大生产等技术门槛；不依赖其他常规的微囊化壁材(如变性淀粉、动物蛋白、胶质等)，仅采用植物蛋白作为主壁材，对油脂进行包埋，且产品中载油高达50％-70％，可广泛用于烘焙、固体饮料、胶囊等。
具体实施方式
[0016] 本发明旨在提供提高产物中固形物含量的乳化方法，并基于其产物高固乳液进一步制备植物蛋白体系油脂微囊粉的方法及其产品。在本发明所述的关于制备方法的技术方案中，原料的选择与组合是本发明实现其技术效果的技术手段之一。
[0017] 在本发明所述及的植物蛋白体系油脂微囊粉的制备方法中，所述及的植物蛋白选自豌豆蛋白、大豆分离蛋白、小麦水解蛋白、南瓜蛋白、火麻蛋白、鹰嘴豆蛋白、大麦蛋白中的一种或几种的混合物。优选豌豆蛋白和大豆分离蛋白。
[0018] 本发明中，所述的油脂包括各类植物油和动物油中的一种或几种的混合物，其中植物油脂可举例但不限于大豆油、葵花油、亚麻籽油、共轭亚油酸甘油酯、中链甘油三酯、南瓜籽油、番茄籽油等；动物油脂可举例但不限于黄油。优选中链甘油三酯、亚麻籽油、黄油等。
[0019] 本发明中，所述的增塑剂选自山梨糖醇、木糖醇或其混合物。
[0020] 本发明中，所述的小分子填充物选自葡萄糖浆、麦芽糊精、低聚麦芽糖、低聚果糖、固体玉米糖浆、环糊精中的一种或几种的混合物。优选低聚麦芽糖、固体玉米糖浆、麦芽糊精中的一种或几种的混合物。
[0022] 本发明中，本发明中所述的水相抗氧化剂选自抗坏血酸钠、抗坏血酸、柠檬酸、柠檬酸钠和抗坏血酸棕榈酸酯。水相抗氧化剂优选抗坏血酸钠和抗坏血酸。所述的油相抗氧化剂选自d-α生育酚、dl-α生育酚、混合生育酚、迷迭香提取物、磷脂、丁基羟基茴香醚、抗氧剂264、特丁基对苯二酚中的一种或几种的混合物。油相抗氧化剂优选混合生育酚、迷迭香提取物、磷脂或丁基羟基茴香醚。
[0024] 通过上述方法所制备得到的中间产品乳液，固形物含量可达40-55％，显著优于现有技术中相同领域内的产品参数。
[0026] 在本发明中所涉及的方法中，所涉及的剪切乳化步骤推荐0.5-2h，高压均质和低压均质各1次产品基本均能满足需要。
[0027] 下述结合非限制性实施例进一步说明本发明的技术方案及效果，不应当被理解为对发明内容任意形式的限定。如无特殊说明，本说明书中的百分比均表示质量百分比。本说明书中所记载的物料份均为质量份。
[0028] 实施例1
[0029] 称取400g水于1000mL烧杯中，水温85℃，向其中加入60g豌豆蛋白，搅拌1h，将乳液温度降至55℃后，加入12g山梨糖醇，加入1.2g碳酸钠，搅拌1h，pH控制在9.7左右，然后依次加入72.4g低聚麦芽糖、2g柠檬酸钾和3.2g抗坏血酸钠，搅拌至完全溶解，得到水相。向242.8g亚麻籽油中加入0.4g混合生育酚，在55℃下搅拌至完全溶解，得到油相。将油相加入到水相中，控制体系温度55℃条件下，剪切乳化0.5h，然后70MPa高压均质1次，20MPa低压均质1次，得固形物含量50％的乳液，将所制备的乳液进行喷雾干燥：进风温度180℃，出风温度90℃，得到豌豆蛋白体系亚麻籽油微囊粉，记作样品1。
[0030] 实施例2
[0031] 称取409g水于2000mL烧杯中，水温75℃，向其中加入60g大豆分离蛋白，搅拌1.5h，将乳液温度降至50℃后，加入25g赤藓糖醇，加入0.5g氢氧化钠，搅拌1h，pH控制在9.2左右，然后依次加入55g固体玉米糖浆和2g三聚磷酸钠，搅拌至完全溶解，得到水相。取352.5g中链甘油三酯，在50℃下搅拌预热，得到油相。将油相加入到水相中，控制体系温度50℃条件下，剪切乳化1h，然后60MPa高压均质1次，25MPa低压均质1次，得固形物含量55％的乳液，将所制备的乳液进行喷雾干燥：进风温度200℃，出风温度95℃，得到大豆分离蛋白体系中链甘油三酯微囊粉，记作样品2。
[0032] 实施例3
[0033] 称取367g水于1000mL烧杯中，水温90℃，向其中加入30g小麦水解蛋白，搅拌0.8h，将乳液温度降至45℃后，加入3g甘油，加入0.9g氢氧化钙，搅拌1h，pH控制在9.5左右，然后依次加入103.2g麦芽糊精和2.4g柠檬酸钠，搅拌至完全溶解，得到水相。取152.1g南瓜籽油，加入3g磷脂，在45℃下搅拌均匀，得到油相。将油相加入到水相中，控制体系温度45℃条件下，剪切乳化1.2h，然后65MPa高压均质1次，30MPa低压均质1次，得固形物含量45％的乳液，将所制备的乳液进行喷雾干燥：进风温度170℃，出风温度75℃，得到喷干的微囊粉，并向其中添加4.5g二氧化硅，得到小麦水解蛋白体系南瓜籽油微囊粉，记作样品3。
[0034] 实施例4
[0035] 对样品1、样品2和样品3进行产品性能评价，结果如表1：
[0036] 表1
[0037] 名称 外观 滋气味 包埋率 堆密度 粒度 冲调性样品1 类白色粉末 固有滋气味 99.1％ 0.33g/ml ≥95％过40目筛 乳液均一样品2 类白色粉末 固有滋气味 98.8％ 0.34g/ml ≥95％过40目筛 乳液均一样品3 类白色粉末 固有滋气味 99.3％ 0.37g/ml ≥95％过40目筛 乳液均一[0038] 从结果可以看出，用本专利公开的工艺得到的植物蛋白体系油脂粉，产品包埋率高、冲调性好、堆密度与粒度适宜，这些性状指标均表明该产品具有优异的特性，可广泛用于固体饮料、压片、烘焙等终端产品中。
[0039] 实施例5
[0041] 表2
[0042]
[0043]
[0044] 从加速稳定性实验可以看出，加速3个月后三个样品的外观、滋气味、包埋率、冲调性均没有发生变化，过氧化值略有增长，但一般认为加速三个月过氧化值≤10meq/kg产品为合格。可见本专利公开的工艺制备出的植物蛋白体系油脂粉产品稳定性优异。
[0045] 实施例6
[0046] 参照实施例1的配方与工艺参数，仅将山梨糖醇换成不同种类的增塑剂，重点考察不同增塑剂对豌豆蛋白体系油脂粉的乳液固含量、生产效率及包埋率的影响：
[0047] 表3
[0048]
[0049] 从结果来看，豌豆蛋白与山梨糖醇或木糖醇组合使用效果最好，可以将体系最大固含量提高至50％以上，人工时大大降低，且产品包埋率可达99％以上。
[0050] 实施例7
[0051] 参照实施例1的配方与工艺参数，仅将豌豆蛋白换成不同种类的植物或动物蛋白，考察相同增塑剂、不同蛋白对乳液固含量、生产效率及包埋率的影响：
[0052] 表4
[0053]
[0054] 从结果来看，植物蛋白与山梨糖醇的组合使用效果最好，可以将体系最大固含量提高至40％以上，人工时大大降低，且产品包埋率可达98％以上。而动物蛋白与山梨糖醇搭配没有效果。
[0055] 实施例8
[0056] 参照实施例1的配方与工艺，将pH控制在不同范围内，考察产品的包埋率和冲调性：
[0057] 表5
[0058]
[0059]
[0060] 可以看到，pH越低越不利于包埋，甚至无法成粉。pH在碱性时，包埋率相对来说较高。根据实验结果可以得到如下结论：
[0061] 表6
[0062]名称 酸碱度 包埋率 冲调性
条件1 pH 9-11 71.6～76.7％ 快速溶解，有明显颗粒及漂油
条件2 pH 6-8 64.3～68.1％ 快速溶解，有明显颗粒及漂油
条件3 pH 3-5 直接絮凝无法成粉 /
条件4 pH 1-2 直接絮凝无法成粉 /
条件1 pH 9-11 71.6～76.7％ 快速溶解，有明显颗粒及漂油
条件2 pH 6-8 64.3～68.1％ 快速溶解，有明显颗粒及漂油
条件3 pH 3-5 直接絮凝无法成粉 /
条件4 pH 1-2 直接絮凝无法成粉 /
[0063] 实施例9
[0064] 参照实施例1的配方与工艺，将温度控制在不同范围内，考察产品的包埋率和冲调性：
[0065] 表7
[0066] 温度处理条件 包埋率 冲调性90℃ 70.6％ 快速溶解，有明显颗粒及漂油
80℃ 69.4％ 快速溶解，有明显颗粒及漂油
70℃ 68.7％ 快速溶解，有明显颗粒及漂油
60℃ 65.8％ 快速溶解，有明显颗粒及漂油
50℃ 62.9％ 快速溶解，有明显颗粒及漂油
40℃ 61.4％ 快速溶解，有明显颗粒及漂油
30℃ 57.3％ 快速溶解，有明显颗粒及漂油
20℃ 55.1％ 快速溶解，有明显颗粒及漂油
10℃ 50.9％ 快速溶解，有明显颗粒及漂油
80℃ 69.4％ 快速溶解，有明显颗粒及漂油
70℃ 68.7％ 快速溶解，有明显颗粒及漂油
60℃ 65.8％ 快速溶解，有明显颗粒及漂油
50℃ 62.9％ 快速溶解，有明显颗粒及漂油
40℃ 61.4％ 快速溶解，有明显颗粒及漂油
30℃ 57.3％ 快速溶解，有明显颗粒及漂油
20℃ 55.1％ 快速溶解，有明显颗粒及漂油
10℃ 50.9％ 快速溶解，有明显颗粒及漂油
[0067] 从结果可以看出不同温度下包埋率不同，温度越高越有利于包埋。根据实验结果可以得到如下结论：
[0068] 表8
[0069] 名称 温度 包埋率 冲调性条件5 70-90℃ 68.7～70.6％ 快速溶解，有明显颗粒及漂油
条件6 40-69℃ 61.4～67.9％ 快速溶解，有明显颗粒及漂油
条件7 10-39℃ 50.9～59.2％ 快速溶解并分层
条件6 40-69℃ 61.4～67.9％ 快速溶解，有明显颗粒及漂油
条件7 10-39℃ 50.9～59.2％ 快速溶解并分层
[0070] 实施例10
[0071] 参照实施例1的配方与工艺参数，将pH控制在10，温度控制在下表不同范围内，考察产品的包埋率和冲调性：
[0072] 表9
[0073]
[0074] 从结果可以看出，当pH＝10时，温度越高包埋率越高且冲调性越好。根据实验结果可以得到如下结论：
[0075] 表10
[0076] 名称 温度 酸碱度 包埋率 冲调性条件8 70-90℃ pH 9-11 98.4～99.2％ 快速溶解，乳液均一
条件9 40-69℃ pH 9-11 79.2～96.4％ 快速溶解，有细小颗粒
条件10 10-39℃ pH 9-11 73.3～78.1％ 快速溶解，有明显颗粒及漂油
条件9 40-69℃ pH 9-11 79.2～96.4％ 快速溶解，有细小颗粒
条件10 10-39℃ pH 9-11 73.3～78.1％ 快速溶解，有明显颗粒及漂油
[0077] 实施例11
[0079] 表11
[0080]
[0081] 从结果可以看出，温度为80℃时，pH较高有利于包埋，若pH较低则因絮凝无法成粉。根据实验结果可以得到如下结论：
[0082] 表12
[0083]名称 温度 酸碱度 包埋率 冲调性
条件8 70-90℃ pH 9-11 98.4～99.2％ 快速溶解，乳液均一
条件11 70-90℃ pH 6-8 69.3～72.3％ 快速溶解，有明显颗粒
条件12 70-90℃ pH 3-5 直接絮凝无法成粉 /
条件13 70-90℃ pH 1-2 直接絮凝无法成粉 /
条件8 70-90℃ pH 9-11 98.4～99.2％ 快速溶解，乳液均一
条件11 70-90℃ pH 6-8 69.3～72.3％ 快速溶解，有明显颗粒
条件12 70-90℃ pH 3-5 直接絮凝无法成粉 /
条件13 70-90℃ pH 1-2 直接絮凝无法成粉 /
[0084] 实施例12
[0085] 参照实施例1的配方与工艺参数，将热处理时间控制在0.3h，碱化时间控制在下表不同范围内，考察产品的包埋率和冲调性：
[0086] 表13
[0087]
[0088]
[0089] 从结果可以看出热处理时间0.3h，碱化0.5-2h时包埋率相对较高，碱化时间超过2h，乳液会呈凝胶状，无法成粉。根据实验结果可以得到如下结论：
[0090] 表14
[0091] 名称 热处理时间 碱化处理时间 包埋率 冲调性条件A ＜0.5h ＜0.5h 61～68％ 溶解较快，有明显颗粒及漂油
条件B ＜0.5h 0.5-2h 70～77％ 快速溶解，有明显颗粒及漂油
条件C ＜0.5h ＞2h 呈凝胶状无法成粉 /
条件B ＜0.5h 0.5-2h 70～77％ 快速溶解，有明显颗粒及漂油
条件C ＜0.5h ＞2h 呈凝胶状无法成粉 /
[0092] 实施例13
[0093] 参照实施例1的配方与工艺参数，将热处理时间控制在1h，碱化时间控制在下表不同范围内，考察产品的包埋率和冲调性：
[0094] 表15
[0095]
[0096] 从结果可以看出热处理时间1h，碱化0.5-2h时包埋率较高，碱化时间超过2h，乳液会呈凝胶状，无法成粉。根据实验结果可以得到如下结论：
[0097] 表16
[0098] 名称 热处理时间 碱化处理时间 包埋率 冲调性条件D 0.5-2h ＜0.5h 58～63％ 快速溶解，有明显颗粒及漂油
条件E 0.5-2h 0.5-2h 98.5～99.7％ 快速溶解，乳液均一
条件F 0.5-2h ＞2h 呈凝胶状无法成粉 /
条件E 0.5-2h 0.5-2h 98.5～99.7％ 快速溶解，乳液均一
条件F 0.5-2h ＞2h 呈凝胶状无法成粉 /
[0099] 实施例14
[0100] 参照实施例1的配方与工艺参数，将热处理时间控制在3h，碱化时间控制在下表不同范围内，考察产品的包埋率和冲调性：
[0101] 表17
[0102]
[0103] 从结果可以看出热处理时间3h，碱化0.5-2h时包埋率相对相对较高，碱化时间超过2h，乳液会呈凝胶状，无法成粉。根据实验结果可以得到如下结论：
[0104] 表18
[0105]名称 热处理时间 碱化处理时间 包埋率 冲调性
条件G ＞2h ＜0.5h 54～68％ 快速溶解并分层
条件H ＞2h 0.5-2h 70～75％ 快速溶解，乳液均一
条件I ＞2h ＞2h 呈凝胶状无法成粉 /
条件G ＞2h ＜0.5h 54～68％ 快速溶解并分层
条件H ＞2h 0.5-2h 70～75％ 快速溶解，乳液均一
条件I ＞2h ＞2h 呈凝胶状无法成粉 /
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