[发明专利]利用微波浓缩改性协同喷雾包埋制备辣椒素微胶囊的方法

说明书

利用微波浓缩改性协同喷雾包埋制备辣椒素微胶囊的方法，属于果蔬应用技术；所述方法通过采用微波技术和碱处理对叶蛋白‑辣椒素乳状液进行同步浓缩物化改性，在改善叶蛋白亲水性同时改变乳状液流变特性，并协同变温变流速喷雾干燥法将辣椒素包埋于叶蛋白内部，在提升辣椒素包埋率和生产能效的同时减少加工过程中因喷头堵塞及微胶囊挂壁现象导致的原料损耗，且所得辣椒素微胶囊包埋率高达90.38％以上，含水率低于4％，体积平均粒径低至33.8μm，机械性能良好，不易破裂，微观结构呈分散式完整球状结构，具有缓释杀菌功效。

技术领域

本发明属于果蔬应用技术，主要涉及一种利用微波技术进行浓缩改性协同喷雾包埋制备辣椒素微胶囊的方法。

背景技术

含有丰富蛋白资源的辣椒叶长期作为农业废弃物掩埋和焚烧造成了严重的环境污染与资源浪费，同时辣椒素作为优质的天然生物抗菌物质因强烈的刺激性气味限制了其开发与应用。采用叶蛋白与辣椒素制备微胶囊不仅能够提升废弃辣椒叶的利用率，还可促进辣椒素在天然生物抑菌保鲜剂方面的应用。目前用喷雾干燥法对乳状液进行干燥以制备微胶囊的技术方法已是微胶囊加工领域的惯用技术。但由于辣椒素具有辛辣刺激性气味，不适合喷雾干燥法，一般采用复相乳液法制备，其加工过程中需使用有机试剂，限制了辣椒素微胶囊的适用范围，而真空冷冻干燥法制备辣椒素微胶囊耗时长、能耗大，不适合工业化应用。

截止目前，在辣椒素微胶囊制备技术中还未见到有关以废弃辣椒叶中的叶蛋白作为壁材及利用微波浓缩改性协同喷雾干燥技术手段来制备辣椒素微胶囊的研究报导和使用。

发明内容

本发明的目的就是针对上述现有技术存在的问题，结合辣椒素微胶囊生产使用的实际需要，提供一种利用微波浓缩改性协同喷雾包埋制备辣椒素微胶囊的方法。通过微波技术方法对叶蛋白-辣椒素碱性乳状液进行浓缩，同时对蛋白质进行物理化学同步改性及流变特性的优化处理，不仅能够大幅提高辣椒素微胶囊包埋率，还可使变温变流速喷雾干燥法能够应用在辣椒素微胶囊的生产中。为实现辣椒素微胶囊的高能效高得率的工业化生产及其在食品杀菌领域应用提供技术支撑。

本发明的目的通过以下技术方案实现。

一种利用微波浓缩改性协同喷雾包埋制备辣椒素微胶囊的方法，包括以下步骤：

(1)将辣椒叶蛋白和辣椒素按一定配比溶于碱性溶液中，形成碱性乳状液；

(2)通过微波化学平台对碱性乳状液进行浓缩改性，实时改变微波强度，初始阶段以最大微波强度6W/g使乳状液快速升温，当乳状液温度达到80℃-120℃范围内后，降低乳状液温度到60℃-80℃范围内进行浓缩，当乳状液表观黏度和表面屈服应力处于最优水平时取出；

(3)通过喷雾干燥设备对微波浓缩后的乳状液进行喷雾干燥处理，制得叶蛋白包埋的辣椒素微胶囊。

优选情况下，步骤(1)中，辣椒叶蛋白和辣椒素的质量配比为(3-5):1，辣椒叶蛋白和辣椒素总质量在碱性溶液中的浓度为0.7-0.8g/L，所述碱性溶液的pH值为10-12。

步骤(2)中，依据乳状液微波加热过程的介电特性变化规律及能量守恒定律，实时改变微波强度。初始阶段以最大微波强度6W/g使乳状液快速升温，实现叶蛋白的一步法物化改性，提升其亲水性，当乳状液温度达到80℃-120℃范围内后，降低乳状液温度到60℃-80℃范围内进行浓缩，防止过热糊化现象发生，但由于乳状液温度长时间处于高水平，其水分含量会不断降低，质量逐渐下降，微波强度是微波功率与物料质量的比值，故微波强度逐渐变化，但物料吸收微波能能力有限，随水分降低，吸收微波能能力随之下降，持续大功率输出会造成严重的能源浪费，且会造成乳状液过热糊化，严重影响微胶囊产品品质，故利用微波化学平台的智能控制系统，依据乳状液质量变化，得出含水率下降速率实时变微波功率，保证在维持60℃-80℃高温基础上最大程度节省能耗，同时减少浓缩时间，降低辣椒素的挥发，当乳状液表观黏度和表面屈服应力处于最优水平时取出，即含水率降至60％时。