本发明涉及食品加工领域，且特别涉及一种银杏酵素微胶囊化产品及银杏酵素的微胶囊化方法。
背景技术：
银杏(ginkgobilobal.)，又名白果、公孙树、鸭脚树和蒲扇等，属银杏科银杏属落叶乔木。银杏的种子称为白果，因含有较多丁酸，闻起来具有腐败的奶油味。银杏种子剥出后可烧熟进食，现已成为中国和日本的传统食物。银杏中富含黄酮类、内酯类、多糖类、生物碱、甾醇类、有机酸类等多种营养成分。
银杏酵素，一般是以银杏和其它复合果蔬为原料，经纯种或复合菌种发酵后，再经过滤、浓缩、混合等后处理工艺，而获得的银杏果蔬发酵类产品，其主要活性成分为黄酮类、内酯类和多糖类物质。但上述3种有效成分对外界因素(光、热、氧气、酸、碱等)都存在活性不稳定性，如：银杏黄酮在70℃以下稳定性较好，70-90℃时黄酮活性急速下降，并且在ph为6.0左右时也较稳定，但光照会使类黄酮稳定性降低，同时存在难溶于水及具有强烈苦味的问题。银杏内酯在酸性及氧化条件下稳定性较差。银杏多糖在70℃下热稳定性较好，超过70℃时稳定性会显著下降。鉴于以上，银杏酵素产品需要一种技术，来保护银杏酵素产品中的活性成分。
目前银杏活性物质的微囊化中，黄酮微囊化技术有报道，但其包埋配方单一，仅仅用了环糊精包埋，但可能存在乙醚等有机溶剂残留等问题，不适宜应用到食品加工领域，且工艺都很复杂，不适宜生产。内酯的微胶囊化采用的是聚丙烯酸树脂和石蜡共同包埋，食品安全性也存在一定的风险。多糖的微胶囊化大多采用复乳溶剂蒸发法，且也含有二氯甲烷等试剂，对于现在的最求的食品安全角度讲不适宜，且工艺复杂不适宜应用到工业生产中。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种银杏酵素的微胶囊化方法，此方法采用二次包埋技术，过程简单，易操作，易掌控。能有效解决银杏酵素中活性物质在加工过程中活性降低的情况，延长银杏酵素的货架期。
本发明的另一目的在于提供一种银杏酵素微胶囊化产品，其由上述银杏酵素的微胶囊化方法制备而得。该银杏酵素微胶囊化产品成本低、品质高，其所含的活性物质活力和稳定性均较高，且便于运输和保藏。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的：
本发明提出一种银杏酵素的微胶囊化方法，包括以下步骤：将含有银杏酵素的物质作为微胶囊芯材，采用第一包埋壁材对微胶囊芯材进行第一次包埋，得到第一包埋物，采用第二包埋壁材对第一包埋物进行第二次包埋，得到银杏酵素微胶囊化产品。
第一包埋壁材包括乳清蛋白溶液和明胶溶液，第二包埋壁材包括β-环糊精溶液和海藻糖溶液。
本发明还提出一种由上述方法制备而得的银杏酵素微胶囊化产品，该产品包括第一包埋层和第二包埋层，第一包埋层由第一包埋壁材对微胶囊芯材包埋形成，第二包埋层由第二包埋壁材对第一包埋层包埋形成。其中，微胶囊芯材为含有银杏酵素的物质，第一包埋壁材包括乳清蛋白溶液和明胶溶液，第二包埋壁材包括β-环糊精溶液和海藻糖溶液。
本发明较佳实施例中银杏酵素的微胶囊化方法的有益效果是：对含有银杏酵素的物质分别进行两次包埋，可避免银杏酵素中的活性成分在加热、浓缩、杀菌和贮藏过程中活性降低。
第一包埋壁材中的乳清蛋白溶液易于消化吸收，而且还具有高生物价、高消化率、高蛋白质功效等特点，可增加银杏酵素微胶囊化产品的营养价值，且适于绝大多数人群食用。明胶溶液具有良好的生物相容性及成膜性，包裹性能较强，对环境安全无毒。且明胶交联度越大，越易形成致密的网状结构，对银杏酵素的包裹也越致密，缓释效果越好。单甘酯可使第一包埋物更加润滑，以利于后续的第二次包埋，便于缩短第二次包埋的时间，提高包埋操作的效率。
对第一包埋物进行第二次包埋，可进一步提高包埋效果，同时维持银杏酵素中黄酮、内酯和多糖的活力及稳定性。第二包埋壁材中的β-环糊精溶液，通常经范德华力将一些大小和形状合适的分子包含于环状结构中，形成第一包埋物外层的大分子，可达到较好的第二次包埋效果。海藻糖在人体内易被分解成葡萄糖，具有较好口感的甜味，与其它糖类相比，海藻糖能避免进食者血糖波动较大，从而在解决银杏酵素中活性成分所具有的较浓苦味的同时，还能不对使进食者的身体造成负担。
因此，通过对含有银杏酵素的物质进行微胶囊化处理，能有效解决银杏酵素中活性物质在加工过程中活性降低的情况，延长银杏酵素的货架期。并且上述微胶囊化处理过程简单，易操作，易掌控。此外，由上述微胶囊化方法制备而得的银杏酵素微胶囊化产品，成本低、品质高，其所含的活性物质活力和稳定性均较高，且便于运输和保藏。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例的银杏酵素微胶囊化产品及其微胶囊化方法进行具体说明。
本发明实施例提供的银杏酵素微胶囊化产品为了能在较长时间内有效保持银杏酵素中有效成分的活性，优选对银杏酵素进行了微胶囊化处理。
微胶囊技术(microencapsulation)是微量物质包裹在聚合物薄膜中的技术，也即是一种储存固体、液体、气体的微型包装技术，使被包裹物只有在特定条件下才会以控制速率释放出来。其原理是将某一目的物(芯材)用各种天然的或合成的高分子化合物连续薄膜(壁材)完全包覆起来，而对目的物原有的化学性质丝毫无损，然后逐渐地通过某些外部刺激或缓释作用使目的物的功能再次在外部呈现出来，或者依靠囊壁的屏蔽作用起到保护芯材的作用。
将含有银杏酵素的物质作为微胶囊芯材，因银杏酵素中同时具有黄酮、内酯和多糖类活性成分，故本实施例中优选对含有银杏酵素的物质进行两次包埋，以最大限度同时保护上述三种活性成分。
本实施例中的含有银杏酵素的物质例如可以是纯银杏的发酵产物，也可以是以银杏为主要原料或次要原料，通过添加一定比例的水果、蔬菜、菌菇或植物根茎叶果实等中的至少一种物质，再经微生物发酵后得到的产物。为了使包埋效果较佳，本实施例中优选使微胶囊芯材占银杏酵素微胶囊化产品重量的30-60％。
本实施例中的银杏酵素微胶囊化产品例如可以包括第一包埋层和第二包埋层。具体地，采用第一包埋壁材对微胶囊芯材进行第一次包埋，形成第一包埋层，并得到第一包埋物。例如可将第一包埋壁材与微胶囊芯材混合后静置，得到第一包埋物。其中，第一包埋壁材例如可以包括乳清蛋白溶液和明胶溶液。
乳清蛋白是从牛奶中提取的蛋白质，其纯度和吸收率均较高，氨基酸组成也十分合理，不但易于消化吸收，而且还具有高生物价、高消化率、高蛋白质功效等特点。其所含的β-入球蛋白中支链氨基酸含量极高，对促进蛋白质合成和减少蛋白质分解起着重要作用，适于节食者食用；其所含的α-乳白蛋白是必需氨基酸和支链氨基酸的极好来源，也是唯一能与金属元素和钙元素结合的乳清蛋白成分；免疫球蛋白具有免疫活性，能完整地进入近端小肠，起到保护小肠粘膜的功能；乳铁蛋白具有较强的抗氧化性，可消灭或抑制细菌，促进人体正常细胞生长。总之，乳清蛋白适于绝大多数人群食用，故本实施例将其作为第一包埋壁材的成分之一，不仅可扩大银杏微胶囊产品的适用范围，而且还缓解了银杏黄酮所具有的苦味问题。作为可选地，第一包埋壁材中的乳清蛋白溶液所含的乳清蛋白的含量可控制在与微胶囊芯材重量比为4-15:100的范围内。制备过程中，上述乳清蛋白溶液可通过将乳清蛋白溶于50-70℃的水中得到。
明胶是胶原变性的产物，是一种具有热可逆性的混合物，没有固定的结构和相对分子量，但通常为透明坚硬的非晶体物质。明胶可溶于热水，且能缓慢吸水膨胀软化，具有凝胶性、持水性、成膜性等特性。明胶中的类三螺旋结构主要靠分子内氢键和氢键水合维系，pro的-nh、hyp的-oh与其它氨基酸侧链基团及水分子均可形成氢键，利于类三螺旋结构的稳定。基于明胶所具有的特殊结构，使其具有良好的生物相容性及成膜性，包裹性能较强，对环境安全无毒。因明胶交联度越大，越易形成致密的网状结构，对银杏酵素的包裹也越致密，缓释效果越好。但明胶交联度过高，又会使包裹于其内部的银杏酵素难以释放出来，故本实施例中优选将第一包埋壁材中的明胶溶液所含的明胶的含量控制在与微胶囊芯材重量比为2-8:100的范围内。
作为可选地，上述明胶溶液可通过以下步骤得到：将明胶倒入70-90℃的水中溶解，得到明胶溶液。为使明胶在水中的溶解度更好，可将明胶分批倒入水中，即从待溶解的明胶中取一部分先倒入水中，待其充分溶解后，再从剩下的待溶解的明胶中取一部分倒入已溶解了部分明胶的水中，直至所有的待溶解的明胶均完全溶解。为缩短明胶在水中的溶解时间，可在其溶解过程中对其进行搅拌。
为了使第一包埋效果更佳，本实施例中的第一包埋壁材还可包括单甘酯。单甘酯又称二羟基丙基十八烷酸酯，其不溶于水，但可在强烈搅拌下分散于热水中形成乳浊液，其可作为乳化剂、表面活性剂和内外润滑剂。本实施例的第一包埋壁材中加入单甘酯可使第一包埋物更加润滑，以利于后续的第二次包埋，从而缩短第二次包埋的时间，提高包埋操作的效率。
较佳地，在第一次包埋过程中，可先将乳清蛋白溶液和明胶溶液进行混合，然后再与微胶囊芯材混合，得到预混合液。然后按照重量比100:0.5-1向预混合液中加入单甘酯，搅拌后静置，得到第一包埋物。为了使单甘酯能与预混合液混合均匀，并使第一包埋壁材对微胶囊芯材的包埋效果达到最佳，上述搅拌过程例如可在3000-5000r/min的条件下进行。进一步地，为避免搅拌后静置过程中出现包埋不均一的情况，优选在搅拌与静置之间还进行均质操作，即在45-60℃、10-35mpa的条件下均质0.5-1h。上述均质操作的参数均是根据第一包埋壁材成分和微胶囊芯材的性质而做的最优选择，可同时避免第一包埋壁材成分和微胶囊芯材中的活性成分受到破坏或变性。静置1h后，则得到第一包埋物。
然后，采用第二包埋壁材对第一包埋物进行第二次包埋，形成第二包埋层，并得到银杏酵素微胶囊化产品。其中，第二包埋壁材例如可以包括β-环糊精溶液和海藻糖溶液。β-环糊精为环糊精聚糖转位酶作用于淀粉后经水解环合而成的产物。β-环糊精呈筒状结构，其两端与筒的外部为亲水性，筒的内部为疏水性，通常经范德华力将一些大小和形状合适的分子包含于环状结构中，形成微囊状包合物(即第一包埋物)外层的大分子。
作为可选地，上述β-环糊精溶液可通过以下步骤得到：将β-环糊精加入至50-60℃的水中溶解，得到β-环糊精溶液。较佳地，为使β-环糊精溶液对包埋有第一包埋壁材的第一包埋物具有较佳的包埋效果，本实施例中第二包埋壁材中的β-环糊精溶液中所含的β-环糊精与微胶囊芯材的重量比例如可以为6-18:100。
海藻糖又称漏芦糖，是由两个葡萄糖分子以1,1-糖苷键构成的非还原性糖，对多种生物活性物质均具有非特异性保护作用。且其来源广泛，价格适中。由于海藻糖用作微胶囊化产品的外层可形成稳定的非吸湿性保护层，且性质稳定，能在长期高温条件下保持第二包埋层内部所含物质的品质。因此，将其作为第二包埋壁材的成分之一，可以使银杏酵素中所含的黄酮、内酯和多糖类物质均能保持较高的活性。并且，海藻糖在人体内易被分解成葡萄糖，具有较好口感的甜味，与其它糖类相比，海藻糖能避免进食者血糖波动较大，从而在解决银杏酵素中活性成分所具有的较浓苦味的同时，还能不对使进食者的身体造成负担。作为可选地，本实施例中的海藻糖与第一包埋物的重量比为1-5:100。
具体地，第二次包埋可包括以下步骤：将β-环糊精溶液、海藻糖与第一包埋物混合，于45-50℃、2000-3000r/min的条件下混合2-4h，冷却或干燥后得到银杏酵素微胶囊化产品。其中，冷却可包括喷雾冷却和喷雾冷冻，干燥可包括喷雾干燥、冷冻干燥和真空干燥等。
值得说明的是，在具体微胶囊化制备过程中，可根据银杏酵素中所含的具体活性成分进行适当调整，包括包埋壁材的种类、包埋壁材与微胶囊的比例以及包埋过程中的工艺参数等。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
将纯银杏发酵产物作为微胶囊芯材。
将乳清蛋白溶于50℃的水中得到乳清蛋白溶液。将明胶溶解于70℃的水中得到明胶溶液。
先将上述乳清蛋白溶液与明胶溶液混合后，再与微胶囊芯材混合，并于3000r/min的条件下搅拌混合，静置1h后，形成第一包埋层，并得到第一包埋物。其中，乳清蛋白溶液所含的乳清蛋白与微胶囊芯材的重量比为4:100，明胶溶液所含的明胶与微胶囊芯材的重量比为2:100。
将β-环糊精溶解于50℃的水中，得到β-环糊精溶液。其中，β-环糊精溶液所含的β-环糊精与微胶囊芯材的重量比为6:100。
将上述β-环糊精溶液与第一包埋物混合，然后再加入海藻糖于于45℃、2000r/min的条件下继续混合搅拌4h，喷雾冷却，形成第二包埋层，并得到含30％微胶囊芯材的银杏酵素微胶囊化产品。
实施例2
将含有水果的银杏发酵产物作为微胶囊芯材。
将乳清蛋白溶于70℃的水中得到乳清蛋白溶液。按明胶与微胶囊芯材的重量比为8:100将所取的明胶待溶解。从待溶解的明胶中取一部分先倒入90℃的水中溶解，待该部分明胶充分溶解后，再分批将剩下的明胶倒入上述已溶解部分明胶的水中，待所有明胶溶解完后，得到明胶溶液。
先将上述乳清蛋白溶液与明胶溶液混合后，再与微胶囊芯材混合，得到预混合液。然后按照重量比为100:0.5向预混合液中加入单甘脂，于5000r/min的条件下搅拌混合，然后于45℃、10mpa的条件下均质1h后，再静置2h，形成第一包埋层，并得到第一包埋物。其中，乳清蛋白溶液所含的乳清蛋白与微胶囊芯材的重量比为15:100。
将β-环糊精溶解于60℃的水中，得到β-环糊精溶液。其中，β-环糊精溶液所含的β-环糊精与微胶囊芯材的重量比为18:100。
将上述β-环糊精溶液与第一包埋物混合，然后再加入海藻糖于于50℃、3000r/min的条件下继续混合搅拌2h，喷雾冷冻，形成第二包埋层，并得到含60％微胶囊芯材的银杏酵素微胶囊化产品。
实施例3
将含有蔬菜的银杏发酵产物作为微胶囊芯材。
将乳清蛋白溶于60℃的水中得到乳清蛋白溶液。按明胶与微胶囊芯材的重量比为5:100将所取的明胶待溶解。从待溶解的明胶中取一部分先倒入80℃的水中溶解，待该部分明胶充分溶解后，再分批将剩下的明胶倒入上述已溶解部分明胶的水中，待所有明胶溶解完后，得到明胶溶液。
先将上述乳清蛋白溶液与明胶溶液混合后，再与微胶囊芯材混合，得到预混合液。然后按照重量比为100:1向预混合液中加入单甘脂，于4000r/min的条件下搅拌混合，然后于60℃、35mpa的条件下均质0.5h后，再静置1.5h，形成第一包埋层，并得到第一包埋物。其中，乳清蛋白溶液所含的乳清蛋白与微胶囊芯材的重量比为9.5:100。
将β-环糊精溶解于55℃的水中，得到β-环糊精溶液。其中，β-环糊精溶液所含的β-环糊精与微胶囊芯材的重量比为12:100。
将上述β-环糊精溶液与第一包埋物混合，然后再加入海藻糖于于47.5℃、2500r/min的条件下继续混合搅拌3h，喷雾干燥，形成第二包埋层，并得到含45％微胶囊芯材的银杏酵素微胶囊化产品。
实施例4
将含有菌菇的银杏发酵产物作为微胶囊芯材。
将乳清蛋白溶于55℃的水中得到乳清蛋白溶液。按明胶与微胶囊芯材的重量比为3.5:100将所取的明胶待溶解。从待溶解的明胶中取一部分先倒入75℃的水中溶解，待该部分明胶充分溶解后，再分批将剩下的明胶倒入上述已溶解部分明胶的水中，待所有明胶溶解完后，得到明胶溶液。
先将上述乳清蛋白溶液与明胶溶液混合后，再与微胶囊芯材混合，得到预混合液。然后按照重量比为100:0.75向预混合液中加入单甘脂，于3500r/min的条件下搅拌混合，然后于52.5℃、22.5mpa的条件下均质0.75h后，再静置3h，形成第一包埋层，并得到第一包埋物。其中，乳清蛋白溶液所含的乳清蛋白与微胶囊芯材的重量比为6.5:100。
将β-环糊精溶解于52.5℃的水中，得到β-环糊精溶液。其中，β-环糊精溶液所含的β-环糊精与微胶囊芯材的重量比为9:100。
将上述β-环糊精溶液与第一包埋物混合，然后再加入海藻糖于于46.5℃、2250r/min的条件下继续混合搅拌2.5h，冷冻干燥，形成第二包埋层，并得到含38％微胶囊芯材的银杏酵素微胶囊化产品。
实施例5
将含有植物叶片的银杏发酵产物作为微胶囊芯材。
将乳清蛋白溶于65℃的水中得到乳清蛋白溶液。按明胶与微胶囊芯材的重量比为6.5:100将所取的明胶待溶解。从待溶解的明胶中取一部分先倒入85℃的水中溶解，待该部分明胶充分溶解后，再分批将剩下的明胶倒入上述已溶解部分明胶的水中，待所有明胶溶解完后，得到明胶溶液。
先将上述乳清蛋白溶液与明胶溶液混合后，再与微胶囊芯材混合，得到预混合液。然后按照重量比为100:0.75向预混合液中加入单甘脂，于4500r/min的条件下搅拌混合，然后于57.5℃、27.5mpa的条件下均质0.95h后，再静置2.5h，形成第一包埋层，并得到第一包埋物。其中，乳清蛋白溶液所含的乳清蛋白与微胶囊芯材的重量比为12.5:100。
将β-环糊精溶解于57.5℃的水中，得到β-环糊精溶液。其中，β-环糊精溶液所含的β-环糊精与微胶囊芯材的重量比为15:100。
将上述β-环糊精溶液与第一包埋物混合，然后再加入海藻糖于于48.5℃、2750r/min的条件下继续混合搅拌3.5h，真空干燥，形成第二包埋层，并得到含47.5％微胶囊芯材的银杏酵素微胶囊化产品。
试验例
重复实施上述实施例1-5，得到足够多的银杏酵素微胶囊化产品，并以按上述各实施例所得的银杏酵素微胶囊化产品分别作为试验组1-5。设置分别与试验组1-5对应的对照组1-5，对照组即为未经微胶囊化处理过的银杏发酵产物中。分别比较试验组与对照组中的银杏发酵产品在25℃的条件下贮藏半年后，其所含的黄酮、内酯和多糖的活性(以占银杏原料中黄酮、内酯和多糖的活性的百分数计)，结果如表1所示。
表1贮藏半年后的银杏发酵产品中黄酮、内酯和多糖的活性(％)
由表1可以看出，在贮藏半年后，经本发明实施例的包埋处理后所得的银杏酵素微胶囊化产品较未经微胶囊化处理的银杏发酵产品所含的黄酮、内酯和多糖物质的活性均更高。说明本实施例对银杏酵素进行微胶囊化处理的方法的确能较有效地将银杏酵素中黄酮、内酯和多糖物质的活性同时保持在较高水平。
综上所述，经本发明实施例对银杏发酵产品中的敏感活性物质，如黄酮、内酯和多糖进行两次包埋，避免了银杏酵素在加热、浓缩、杀菌和贮藏中发生活性成分活性降低等不利情况，最大限度同时保持了银杏酵素产品原有的不同类型的功能性成分以及色泽与风味，提高了产品品质并有效延长了其货架期，且解决了银杏酵素中活性成分所具有的苦味过重的问题。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。