一种甘草提取物微胶囊添加剂及其制备方法与流程

1.本技术涉及添加剂技术领域，尤其是涉及一种甘草提取物微胶囊添加剂及其制备方法。


背景技术：

2.甘草(licorice)为豆科甘草属多年生草本植物，以干燥根及根茎入药。甘草最早被收载《神农本草经》中，将其列入上品，素有“国老”之称，及“十方九草”和“无草不成方”之说。甘草是药食两用的中药，除了被大量用于中药复方外，还常被应用于食品、轻工、日用化学用品等方面。
3.甘草提取物易受外界条件的影响，甘草提取物容易发生变质，从而用作生产食品添加剂所达到的效果不佳。


技术实现要素：

4.为了降低甘草提取物发生变质的可能性，本技术提供一种甘草提取物微胶囊添加剂及其制备方法。
5.第一方面，本技术提供的一种甘草提取物微胶囊添加剂，采用如下的技术方案：
6.一种甘草提取物微胶囊添加剂，包括以下质量份数的原料：
7.甘草提取物30-40份
8.复合物80-100份
9.交联固化剂0.15-0.35份
10.去离子水340-380份
11.复合物包括明胶和羧甲基纤维素钠。
12.通过采用上述技术方案，明胶具有成膜性、乳化性及起泡性等优良的功能特性；羧甲基纤维素钠具有生物相容性好的特点；明胶具有较强的带正电特性，羧甲基纤维素钠具有较强带负电特性，当明胶和羧甲基纤维素钠混合后，产生静电作用，发生反应形成微胶囊水溶液，微胶囊水溶液对甘草提取物进行包覆，制得甘草提取物微胶囊，有效提高了甘草提取物的稳定性，从而降低了甘草提取物发生变质的可能性。
13.另外，羧甲基纤维素钠的表面活性较低，而明胶具有较好的乳化性，当两者相互混合后，可以有效降低体系的表面张力，从而提高微胶囊水溶液对甘草提取物负载量，进而甘草提取物的负载效果。
14.作为优选，所述明胶和羧甲基纤维素钠的质量比为(10-12):1。
15.通过采用上述技术方案，将明胶和羧甲基纤维素钠的质量比控制在上述范围内，有效提高了微胶囊水溶液对甘草提取物的包覆性。
16.作为优选，所述交联固化剂为转谷氨酰胺酶。
17.通过采用上述技术方案，转谷氨酰胺酶可以催化明胶分子之间发生交联作用，从而加快复合物对甘草提取物的包覆效率；另一方面转谷氨酰胺酶作为固化剂，加快了微胶
囊水溶液对甘草提取物进行包覆的成膜速度；另外，转谷氨酰胺酶与羧甲基纤维素钠相互配合，共同促进复合物对甘草提取物的包覆作用。
18.作为优选，所述转谷氨酰胺酶是经改性处理后得到，且所述转谷氨酰胺酶的改性处理方法如下：
19.将将磁性壳聚糖微球和磷酸溶液混合后，加入戊二醛溶液，进行反应，接着加入转谷氨酰胺酶，进行反应，然后对磁性壳聚糖微球进行沉淀，最后对沉淀后的磁性壳聚糖微球依次进行清洗、冷却保存，制得改性转谷氨酰胺酶。
20.通过采用上述技术方案，磁性壳聚糖微球作为载体对转谷氨酰胺酶进行了固定化处理，使得磁性壳聚糖微球对转谷氨酰胺酶起到一定的保护作用，从而提高了转谷氨酰胺酶的稳定性和活性。
21.作为优选，所述转谷氨酰胺酶改性过程中的磷酸溶液的ph值为5.5-6.5。
22.作为优选，所述磁性壳聚糖微球和转谷氨酰胺酶的质量比为1:(0.3-0.7)。
23.通过采用上述技术方案，将磁性壳聚糖微球和转谷氨酰胺酶的质量比控制在上述范围内，有效提高了转谷氨酰胺酶的稳定性和活性，从而对于转谷氨酰胺酶催化明胶分子交联具有积极意义。
24.作为优选，还包括细菌纤维素5-7份。
25.通过采用上述技术方案，细菌纤维素在明胶分子内部形成有网状结构，有效提高了微胶囊水溶液的负载能力，从而提高了微胶囊水溶液对甘草提取物的负载量；另外细菌纤维素和转谷氨酰胺酶相互配合，从而提高了甘草提取物微胶囊的结构稳定性，进而对于减少甘草提取物变质具有积极意义。
26.第二方面，本技术提供的一种甘草提取物微胶囊添加剂的制备方法，采用如下的技术方案：
27.一种甘草提取物微胶囊添加剂的制备方法，包括如下步骤：
28.s1、将复合物添加于去离子水中，搅拌后放置于室温环境中进行离心，最后加入甘草提取物，进行剪切乳化，制得第一混合物；
29.s2、将第一混合物的ph值调节至4.5后，采用冰浴降温，待体系温度降至10℃后保持30min，然后继续调节ph值至6，最后加入交联固化剂，进行搅拌，制得甘草提取物微胶囊添加剂。
30.作为优选，所述步骤s1中的剪切乳化速度为9000-11000r/min，剪切乳化时间为1-3min。
31.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：
32.1.当明胶和羧甲基纤维素钠混合后，产生静电作用，发生反应形成微胶囊水溶液，微胶囊水溶液对甘草提取物进行包覆，制得甘草提取物微胶囊，有效提高了甘草提取物的稳定性，从而降低了甘草提取物发生变质的可能性。
33.2.磁性壳聚糖微球作为载体对转谷氨酰胺酶进行了固定化处理，使得磁性壳聚糖微球对转谷氨酰胺酶起到一定的保护作用，从而提高了转谷氨酰胺酶的稳定性和活性，进而加快微胶囊水溶液对甘草提取物的包覆效果。
具体实施方式
34.本技术实施例公开一种甘草提取物微胶囊添加剂及其制备方法。
35.实施例1
36.一种甘草提取物微胶囊添加剂，包括以下重量的原料：甘草提取物30g，复合物80g，交联固化剂0.15g，去离子水340g。
37.其中复合物包括以下重量的原料：明胶72.7g，羧甲基纤维素钠7.3g；交联固化剂为转谷氨酰胺酶。
38.一种甘草提取物微胶囊添加剂的制备方法，包括如下步骤：
39.s1、将复合物添加于去离子水中，在60℃下搅拌2h，然后放置于25℃的环境中进行离心，最后加入甘草提取物，在搅拌速度为11000r/min的条件下，乳化反应1min，制得第一混合物；
40.s2、将第一混合物在搅拌速度为400r/min的条件下进行搅拌，并滴加乙酸溶液(乙酸溶液的质量浓度为5％)，直至ph值为4.5，继续反应30min后，采用冰浴降温，待体系温度降至10℃后保持30min；然后加入naoh溶液(naoh溶液的质量浓度为5％)，直至ph值至6，最后加入交联固化剂，并在搅拌速度为600r/min的条件下，搅拌3h，制得甘草提取物微胶囊添加剂。
41.实施例2
42.一种甘草提取物微胶囊添加剂，包括以下重量的原料：甘草提取物40g，复合物100g，交联固化剂0.35g，去离子水380g。
43.其中复合物包括以下重量的原料：明胶92.3g，羧甲基纤维素钠7.7g；交联固化剂为转谷氨酰胺酶。
44.一种甘草提取物微胶囊添加剂的制备方法，包括如下步骤：
45.s1、将复合物添加于去离子水中，在60℃下搅拌2h，然后放置于25℃的环境中进行离心，最后加入甘草提取物，在搅拌速度为9000r/min的条件下，乳化反应3min，制得第一混合物；
46.s2、将第一混合物在搅拌速度为400r/min的条件下进行搅拌，并滴加乙酸溶液(乙酸溶液的质量浓度为15％)，直至ph值为4.5，继续反应30min后，采用冰浴降温，待体系温度降至10℃后保持30min；然后加入naoh溶液(naoh溶液的质量浓度为15％)，直至ph值至6，最后加入交联固化剂，并在搅拌速度为600r/min的条件下，搅拌3h，制得甘草提取物微胶囊添加剂。
47.实施例3
48.一种甘草提取物微胶囊添加剂，包括以下重量的原料：甘草提取物35g，复合物90g，交联固化剂0.25g，去离子水360g。
49.其中复合物包括以下重量的原料：明胶82.5g，羧甲基纤维素钠7.5g；交联固化剂为转谷氨酰胺酶。
50.一种甘草提取物微胶囊添加剂的制备方法，包括如下步骤：
51.s1、将复合物添加于去离子水中，在60℃下搅拌2h，然后放置于25℃的环境中进行离心，最后加入甘草提取物，在搅拌速度为10000r/min的条件下，乳化反应2min，制得第一混合物；
52.s2、将第一混合物在搅拌速度为400r/min的条件下进行搅拌，并滴加乙酸溶液(乙酸溶液的质量浓度为10％)，直至ph值为4.5，继续反应30min后，采用冰浴降温，待体系温度降至10℃后保持30min；然后加入naoh溶液(naoh溶液的质量浓度为10％)，直至ph值至6，最后加入交联固化剂，并在搅拌速度为600r/min的条件下，搅拌3h，制得甘草提取物微胶囊添加剂。
53.实施例4
54.实施例4和实施例3的区别在于：复合物包括以下重量的原料：明胶80g，羧甲基纤维素钠10g。
55.实施例5
56.实施例5和实施例3的区别在于：复合物包括以下重量的原料：明胶84g，羧甲基纤维素钠6g。
57.实施例6
58.实施例6和实施例3的区别在于：一种甘草提取物微胶囊添加剂中还包括细菌纤维素5g。
59.一种甘草提取物微胶囊添加剂的制备方法，包括如下步骤：
60.s1、将复合物添加于去离子水中，在60℃下搅拌2h，然后放置于45℃的环境中进行离心，最后加入甘草提取物，在搅拌速度为10000r/min的条件下，剪切乳化反应2min，制得第一混合物；
61.s2、将第一混合物在搅拌速度为400r/min的条件下进行搅拌，并滴加乙酸溶液(乙酸溶液的质量浓度为10％)，直至ph值为4.5，继续反应30min后，采用冰浴降温，待体系温度降至10℃后保持30min；然后加入naoh溶液(naoh溶液的质量浓度为10％)，直至ph值至6，最后加入交联固化剂和细菌纤维素，并在搅拌速度为600r/min的条件下，搅拌3h，制得甘草提取物微胶囊添加剂。
62.实施例7
63.实施例7和实施例6的区别在于：细菌纤维素7g。
64.实施例8
65.实施例8和实施例6的区别在于：细菌纤维素6g。
66.实施例9
67.实施例9和实施例3的区别在于：转谷氨酰胺酶是经改性处理后得到，且转谷氨酰胺酶的改性处理方法如下：
68.将0.17g磁性壳聚糖微球和3g磷酸溶液(磷酸溶液的ph值为6)混合12h后，再加入0.003g戊二醛溶液(戊二醛溶液的质量浓度为1％)，交联反应5h后，再加入0.08g转谷氨酰胺酶，在4℃下固定1h后，用磁铁将磁性微球沉淀，倾出上清液，最后用磷酸溶液清洗磁性微球,并放置于4℃下进行保存，制得改性转谷氨酰胺酶。
69.实施例10
70.实施例10和实施例9的区别在于：磁性壳聚糖微球0.15g，转谷氨酰胺酶0.1g，磷酸溶液的ph值为5.5。
71.实施例11
72.实施例11和实施例9的区别在于：磁性壳聚糖微球0.19g，转谷氨酰胺酶0.06g，磷
酸溶液的ph值为6.5。
73.实施例12
74.实施例12和实施例9的区别在于：磁性壳聚糖微球0.23g,转谷氨酰胺酶0.02g。
75.实施例13
76.实施例13和实施例9的区别在于：磁性壳聚糖微球0.13g,转谷氨酰胺酶0.12g。
77.对比例1
78.对比例1和实施例9的区别在于：复合物包括以下重量的原料：明胶90g，羧甲基纤维素钠0g。
79.对比例2
80.对比例2和实施例9的区别在于：复合物包括以下重量的原料：壳聚糖82.5g，羧甲基纤维素钠7.5g。
81.性能检测：对实施例1-13和对比例1-2所制得的甘草提取物微胶囊取样10g。
82.一、包埋率测试：
[0083][0084]
其中g1为微胶囊中甘草提取物总含量，g2为微胶囊表面甘草提取物含量,g3为微胶囊干重。
[0085]
二、降解率测试
[0086]
将取样后的样品放置于50℃的环境下存储4个月后，计算甘草提取物微胶囊添加剂的降解率。
[0087][0088]
其中m为初始微胶囊中甘草提取物总含量，m1为微胶囊存储4个月后微胶囊中甘草提取物总含量。
[0089]
表1
[0090]
[0091][0092]
数据分析
[0093]
根据表1可知，实施例1-3中甘草提取物微胶囊的包埋率为83.6-84.5％，降解率为3.2-3.5％，从而可以看出本技术所制备的甘草提取物微胶囊中的甘草提取物具有较好的稳定性和防变质作用。
[0094]
根据表1可知，实施例4和实施例3的区别在于：实施例3中明胶82.5g，羧甲基纤维素钠7.5g，实施例4中明胶80g，羧甲基纤维素钠10g，实施例4和实施例3相比，甘草提取物微胶囊的包埋率下降、降解率上升，这是因为明胶的含量下降，一方面有效减弱了明胶和羧甲基纤维素钠之间的静电作用，使得反应形成的微胶囊水溶液的含量减少，另一方面，提高了体系的表面张力，从而降低了微胶囊水溶液对甘草提取物进行包覆性，进而降低了甘草提取物微胶囊中的甘草提取物的稳定性和防变质作用。
[0095]
根据表1可知，实施例5和实施例3的区别在于：实施例3中明胶82.5g，羧甲基纤维素钠7.5g，实施例5中明胶84g，羧甲基纤维素钠6g，实施例5和实施例3相比，甘草提取物微胶囊的包埋率下降、降解率上升，这是因为羧甲基纤维素钠的含量下降，一方面有效减弱了明胶和羧甲基纤维素钠之间的静电作用，使得反应形成的微胶囊水溶液的含量减少，另一方面，降低了体系的表面张力，从而降低了微胶囊水溶液对甘草提取物进行包覆性，进而降低了甘草提取物微胶囊中的甘草提取物的稳定性和防变质作用。
[0096]
根据表1可知，实施例6-8和实施例3的区别在于：实施例3中未添加细菌纤维素，实施例6-8中添加有细菌纤维素，实施例6-8和实施例3相比，甘草提取物微胶囊的包埋率上升、降解率下降，这是因为细菌纤维素在明胶分子内部形成有纳米级超精细网状结构，有效提高了微胶囊水溶液负载能力，从而提高了微胶囊水溶液对甘草提取物的负载量，进而提高了甘草提取物微胶囊抗氧化性；另外，细菌纤维素和转谷氨酰胺酶相互配合，有效提高了甘草提取物微胶囊中的甘草提取物的稳定性和防变质作用。
[0097]
根据表1可知，实施例9-11和实施例8的区别在于：实施例8中未对转谷氨酰胺酶进
行改性处理，实施例9-11中对转谷氨酰胺酶进行改性处理，实施例9-11和实施例8相比，甘草提取物微胶囊的包埋率上升、降解率下降，这是因为转谷氨酰胺酶经固定化后，磁性壳聚糖微球对转谷氨酰胺酶起到保护作用，使得转谷氨酰胺酶的稳定性和活性得以提高，从而提高了微胶囊水溶液对甘草提取物进行包覆的成膜速度，进而提高了甘草提取物微胶囊中的甘草提取物的稳定性和防变质作用。
[0098]
根据表1可知，实施例12和实施例9的区别在于：实施例9中磁性壳聚糖微球0.17g，转谷氨酞胺酶0.08g，实施例12中磁性壳聚糖微球0.23g，转谷氨酞胺酶0.02g，实施例12和实施例9相比，甘草提取物微胶囊的包埋率下降、降解率上升，这是因为转谷氨酞胺酶的含量减少，使得微胶囊水溶液对甘草提取物进行包覆的成膜速度下降，进而降低了甘草提取物微胶囊中的甘草提取物的稳定性和防变质作用。
[0099]
根据表1可知，实施例13和实施例9的区别在于：实施例9中磁性壳聚糖微球0.17g，转谷氨酞胺酶0.08g，实施例13中磁性壳聚糖微球0.13g，转谷氨酞胺酶0.12g，实施例13和实施例9相比，甘草提取物微胶囊的包埋率下降、降解率上升，这是因为磁性壳聚糖微球的含量减少，使得磁性壳聚糖微球对转谷氨酰胺酶起到保护作用下降，有效降低了转谷氨酰胺酶的稳定性和活性，从而降低了微胶囊水溶液对甘草提取物进行包覆的成膜速度，进而降低了甘草提取物微胶囊中的甘草提取物的稳定性和防变质作用。
[0100]
根据表1可知，对比例1和实施例9的区别在于：实施例9中明胶82.5g，羧甲基纤维素钠7.5g，对比例1中明胶90g，羧甲基纤维素钠0g，对比例1和实施例9相比，甘草提取物微胶囊的包埋率下降、降解率上升，这是因为复合物中不含有羧甲基纤维素钠，使得微胶囊水溶液对甘草提取物进行包覆性下降，体系的表面张力上升，从而降低了甘草提取物微胶囊中的甘草提取物的稳定性和防变质作用。
[0101]
根据表1可知，对比例2和实施例9的区别在于：实施例9中明胶82.5g，羧甲基纤维素钠7.5g，对比例2中壳聚糖82.5g，羧甲基纤维素钠7.5g，对比例2和实施例9相比，甘草提取物微胶囊的包埋率下降、降解率上升，这是因为复合物中将明胶替换成壳聚糖，可能造成细菌纤维素在壳聚糖分子内部无法形成有网状结构，从而微胶囊水溶液对甘草提取物进行包覆性下降，进而降低了甘草提取物微胶囊中的甘草提取物的稳定性和防变质作用。
[0102]
本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项申请技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项申请的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。