本發(fā)明屬于微藻食品加工
技術領域：
，尤其是涉及一種高穩(wěn)定性雨生紅球藻粉及其制備方法。
背景技術：
：雨生紅球藻（Haematococcuspluvialis)屬于團藻目，紅球藻科，是一種廣泛存在的淡水單細胞綠藻。雨生紅球藻中富含天然蝦青素，可達到細胞干重的3-5%，被認為是天然蝦青素的“濃縮品”。蝦青素（Astaxanthin），化學名稱為3,3'-二羥基-β,β-胡蘿卜素-4,4'-二酮，分子式為C40H52O4，是一種酮式類胡蘿卜素，其天然產(chǎn)物多數(shù)以酯的形式存在，具有非水溶性和親脂性。天然蝦青素具有極強的抗氧化性能，為人體提供了廣泛的抗氧化效益，包括增強免疫、增強運動能力、改善視力、保護中樞神經(jīng)系統(tǒng)、預防心血管疾病及腫瘤等。雨生紅球藻粉是采用優(yōu)選的雨生紅球藻種，經(jīng)養(yǎng)殖、積累蝦青素、收獲、純化、破壁（或不破壁）、干燥等工藝制成的深紅色微藻粉末，其含有的蝦青素使之具有較高的保健價值。自2010年衛(wèi)生部批準雨生紅球藻為新資源食品以來，目前雨生紅球藻粉被廣泛應用于食品、保健品、化妝品、飲料和醫(yī)藥等領域。其衍生產(chǎn)品包括粉劑、片劑、硬膠囊和固體飲料等。雨生紅球藻粉產(chǎn)品中的蝦青素的含量越高，其抗氧化效用越強，蝦青素含量是雨生紅球藻粉及其制品的一個重要指標。蝦青素（Astaxanthin），化學名稱為3,3'-二羥基-β,β-胡蘿卜素-4,4'-二酮，分子式為C40H52O4，是一種酮式類胡蘿卜素，其天然產(chǎn)物多數(shù)以酯的形式存在，具有非水溶性和親脂性，易溶于二硫化碳、丙酮、苯和氯仿等有機溶劑。天然蝦青素具有極強的抗氧化活性，與空氣接觸極易被氧化從而導致活性下降或失效，光照和高溫可以加速這一氧化過程。雨生紅球藻粉及其制品一旦暴露在空氣中，其中的蝦青素也會快速下降而導致產(chǎn)品失效。雨生紅球藻粉產(chǎn)品的不穩(wěn)定性的主要原因是以下兩個環(huán)節(jié)：一是以紅球藻產(chǎn)品作為原料使用的加工環(huán)節(jié)，加工的環(huán)節(jié)的如果不采取真空處理，就會給終端產(chǎn)品造成蝦青素的損失，降低最終產(chǎn)品的效用；二是終端產(chǎn)品存儲和流通過程中，一旦包裝出現(xiàn)問題產(chǎn)品可能完全失效，造成巨大的商業(yè)流通風險。目前全球用于提高雨生紅球藻保質(zhì)期的辦法有兩種：一是通過添加食品添加劑來緩解蝦青素的分解，從而延長保質(zhì)期；二是通過嚴密包裝的方式控制終端產(chǎn)品的保質(zhì)期，尚無其他方面相關研究和報道。然而，由于天然蝦青素的抗氧化性能普遍強于通用的食品抗氧化劑，在產(chǎn)品中蝦青素較其他食品抗氧化劑會被優(yōu)先氧化，因此添加其他食品添加劑不能較好的保護蝦青素和改善紅球藻產(chǎn)品的穩(wěn)定性。其次，嚴密包裝法通常采用真空、充氮氣、隔絕空氣和避光的嚴密包裝的辦法來避免空氣接觸，包裝狀態(tài)下產(chǎn)品保質(zhì)期可達到12-24個月。一旦開封、包裝破損必須立即使用，如果未及時發(fā)現(xiàn)或使用完畢，其產(chǎn)品通常在幾天到幾周的時間內(nèi)產(chǎn)品會完全失效；而商品流通和使用時，上述情況不可避免。雨生紅球藻產(chǎn)品的不穩(wěn)定性，成為雨生紅球藻食品應用和商業(yè)流通的瓶頸所在，并制約了雨生紅球藻作為一種新型食品素材的多元化應用。技術實現(xiàn)要素：為解決上述問題，本發(fā)明提供一種安全、有效提高雨生紅球藻粉及其制品的穩(wěn)定性的方法，并提供了高穩(wěn)定性的雨生紅球藻粉產(chǎn)品。同時，也為以雨生紅球藻粉為直接原料的后加工產(chǎn)品，包括：粉劑、片劑、硬膠囊和固體飲料等，提供安全、有效的延長其產(chǎn)品保質(zhì)期的方法。本發(fā)明的原理是：雨生紅球藻經(jīng)干燥后，能夠去除大量的細胞外水分，采用不同的干燥工藝水分都不能完全去除，仍存留了大約3~10%的細胞內(nèi)水分。干燥的雨生紅球藻粉仍然保留著完整的細胞壁結構，氧氣分子在正常情況下很難透過完整的細胞壁結構進入細胞內(nèi)部，然而水分子卻可以通過細胞壁結構上的特殊纖維孔滲透進入細胞內(nèi)部。當藻粉接觸到空氣時，空氣中的氧分子溶解到少量的水分中形成溶解氧，水分中的溶解氧會被攜帶入細胞內(nèi)與蝦青素發(fā)生氧化反應導致產(chǎn)品失效。減少雨生紅球藻粉產(chǎn)品中細胞內(nèi)水分則可以減少氧氣的溶解，從而達到降低氧化幾率和穩(wěn)定產(chǎn)品性狀的目的。利用微波的內(nèi)部加熱原理使得細胞內(nèi)水分在振蕩周期極短的微波高頻電場內(nèi)產(chǎn)生劇烈的碰撞和摩擦，并以熱量的形式表現(xiàn)出來，使水溫升高而脫離細胞，從而去除更多的細胞內(nèi)水分，是細胞內(nèi)部本身為發(fā)熱體的一種干燥方式，可以去除細胞內(nèi)部水分。本發(fā)明利用微波干燥原理及復合配料方法，有效的去除細胞內(nèi)水分，減少氧氣進入從而提高雨生紅球藻及其制品的穩(wěn)定性和保質(zhì)期。一種高穩(wěn)定性雨生紅球藻粉及其制備方法，其步驟是：A、雨生紅球藻復合藻粉的制備：以雨生紅球藻鮮藻細胞為原料，經(jīng)過濾脫水，在物料中添加一定比例的復合物（迷迭香、維生素E），其配比為：雨生紅球藻干粉質(zhì)量（93~100）、迷迭香（0~3）、維生素E（0~5）進行混合后對物料進行一次常規(guī)干燥；B、復合藻粉的微波再干燥處理：采用微波裝置對經(jīng)過步驟A處理過的雨生紅球藻復合藻粉進行多次干燥（根據(jù)微波控制參數(shù)）控制復合藻粉的干燥度；C、對經(jīng)過步驟B處理的復合藻粉進行成品包裝，或作為雨生紅球藻粉及其后加工制品的原料使用。進一步的，本發(fā)明的步驟A雨生紅球藻復合藻粉的制備的具體步驟是：（1）將含有養(yǎng)殖成熟的雨生紅球藻（藻細胞中蝦青素含量大于等于1.5%）的培養(yǎng)液收集至適合容器，經(jīng)過自然沉淀棄去大部分培養(yǎng)液，再將含有雨生紅球藻的沉淀懸液轉移至較小的適合容器中；（2）將上述懸液通過高壓濾膜過濾、高速離心等方法脫去懸液中的絕大部分培養(yǎng)液，以獲得濃縮藻漿（藻漿的固含量不低于20%）；（3）準確計量上述濃縮藻漿的質(zhì)量，并檢測該濃縮藻漿的固含量A%，向濃縮藻漿中添加復合物，再添加1-3倍體積的純凈水，充分攪拌混勻；復合物的組分及添加量為：迷迭香=濃縮藻漿的質(zhì)量×A%×1~5%，維生素E=濃縮藻漿的質(zhì)量×A%×1~5%；（4）將上述含有復合物的藻漿溶液，經(jīng)過干燥制成藻粉；（5）將藻粉冷卻、混合過篩去除較大顆粒和雜質(zhì)。進一步的，本發(fā)明的步驟B復合藻粉的微波再干燥處理的具體步驟是：將雨生紅球藻的復合藻粉置入真空微波干燥箱內(nèi)進行微波處理，控制微波參數(shù)如下：微波頻率：300兆赫~1萬兆赫，加熱溫度：＜200℃，具體為22~90℃，微波處理時間：1~20分鐘。進一步的，本發(fā)明的步驟B復合藻粉的微波再干燥處理的具體步驟是：將雨生紅球藻的復合藻粉置入真空微波干燥箱內(nèi)進行微波處理，控制微波參數(shù)的優(yōu)選方案如下：微波頻率：優(yōu)選為900~2500兆赫，加熱溫度：＜200℃，優(yōu)選為50~70℃；微波處理時間：優(yōu)選為3~5分鐘。進一步的，本發(fā)明的步驟A所述的迷迭香和維生素E是通過現(xiàn)有技術通用方法制備獲得的產(chǎn)物；復合物可以按照產(chǎn)品用途、功能、口味、營養(yǎng)的需求替換為其他已知同類產(chǎn)品。進一步的，本發(fā)明的步驟A雨生紅球藻復合藻粉的一次常規(guī)干燥可替換為噴霧干燥、冷凍干燥、鼓風干燥、電加熱干燥、真空干燥、蒸汽干燥的方式中任意的干燥方式和設備。進一步的，本發(fā)明的步驟A的雨生紅球藻細胞原料包括其所有名稱為雨生紅球藻的微藻，包括不同種屬、形態(tài)、特征的雨生紅球藻及養(yǎng)殖方式為人工養(yǎng)殖或自然提取的雨生紅球藻。進一步的，本發(fā)明的步驟C雨生紅球藻粉及其制品，包括雨生紅球藻粉及以雨生紅球藻粉為原料、中間體、或主要配料組分的產(chǎn)品（產(chǎn)品形態(tài)包括粉劑、片劑、硬膠囊、固體飲料），所述產(chǎn)品形態(tài)包括粉劑、片劑、硬膠囊、固體飲料的制備可通過現(xiàn)有的通用方法制備。進一步的，本發(fā)明的步驟B復合藻粉的微波再干燥處理，采用微波原理裝置對步驟A的復合藻粉至少進行一次以上次數(shù)的重復干燥；所述微波原理的裝置包括微波干燥設備、微波滅菌設備、家用微波爐的現(xiàn)有通用技術制作的常規(guī)微波設備。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有以下效果和有點：（1）本發(fā)明提高了雨生紅球藻粉及其制品中有效成分的穩(wěn)定性，使產(chǎn)品有效期延長2-3倍；（2）本發(fā)明雨生紅球藻粉作為原料可優(yōu)選用作后期加工制品包括：雨生紅球藻粉劑、片劑、硬膠囊、固體飲料等的原料，其衍生產(chǎn)品獲得更長的有效期；（3）本發(fā)明方法提供更好、簡易、方便的雨生紅球藻粉及其制品的存儲和流通的技術方案和產(chǎn)品。附圖說明下面結合附圖對本發(fā)明專利的具體實施方式作進一步詳細的說明，其中：圖1是本發(fā)明實施例所得雨生紅球藻粉與其他方法所得藻粉中蝦青素穩(wěn)定性測定對比圖；圖2是本發(fā)明實施例中添加迷迭香對雨生紅球藻穩(wěn)定性的影響測定對比圖；圖3是本發(fā)明實施例中添加維生素E對雨生紅球藻穩(wěn)定性的影響測定對比圖。具體實施方式為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結合實施方式，對本發(fā)明做進一步詳細說明。在此，本發(fā)明的示意性實施方式及其說明用于解釋本發(fā)明，但并不作為對本發(fā)明的限定。一種高穩(wěn)定性雨生紅球藻粉及其制備方法，其步驟是：A、雨生紅球藻復合藻粉的制備：以雨生紅球藻鮮藻細胞為原料，經(jīng)過濾脫水，在物料中添加一定比例的復合物（迷迭香、維生素E），其配比為：雨生紅球藻干粉質(zhì)量（93~100）、迷迭香（0~3）、維生素E（0~5）進行混合后對物料進行一次常規(guī)干燥；B、復合藻粉的微波再干燥處理：采用微波裝置對經(jīng)過步驟A處理過的雨生紅球藻復合藻粉進行多次干燥（根據(jù)微波控制參數(shù)）控制復合藻粉的干燥度；C、對經(jīng)過步驟B處理的復合藻粉進行成品包裝，或用作原料以備后加工制作雨生紅球藻粉及其制品。實施例，一種高穩(wěn)定性雨生紅球藻粉及其制備方法，其步驟是：A、雨生紅球藻復合藻粉的制備：（1）將含有養(yǎng)殖成熟的雨生紅球藻（藻細胞中蝦青素含量大于等于1.5%）的培養(yǎng)液收集至適合容器，經(jīng)過自然沉淀棄去大部分培養(yǎng)液，再將含有雨生紅球藻的沉淀懸液轉移至較小的適合容器中；（2）將上述懸液通過高壓濾膜過濾、高速離心等方法脫去懸液中的絕大部分培養(yǎng)液，以獲得濃縮藻漿（藻漿的固含量不低于20%）；（3）準確計量上述濃縮藻漿的質(zhì)量，并檢測該濃縮藻漿的固含量A%，向濃縮藻漿中添加復合物，再添加3倍體積的純凈水，充分攪拌混勻；復合物的組分及添加量為：迷迭香=濃縮藻漿的質(zhì)量×A%×2%，維生素E=濃縮藻漿的質(zhì)量×A%×3%；（4）將上述含有復合物的藻漿溶液，經(jīng)過噴霧干燥制成藻粉；（5）將藻粉冷卻、混合過篩去除較大顆粒和雜質(zhì)；B、復合藻粉的微波再干燥處理：（1）將雨生紅球藻的復合藻粉置入真空微波干燥箱內(nèi)進行微波處理，控制微波參數(shù)如下：真空度：-0.058Mpa（氮氣填充），微波頻率：915兆赫，溫度設定：65℃，干燥時間：5-10分鐘（根據(jù)進料量調(diào)整）；（2）待藻粉完全冷卻后，取出藻粉包裝；C、對經(jīng)過步驟B處理的復合藻粉進行成品包裝，或用作原料以備后加工制作雨生紅球藻粉及其制品。對實施例的產(chǎn)品的穩(wěn)定性進行評測：對本發(fā)明所述雨生紅球藻粉產(chǎn)品及普通市售雨生紅球藻粉同步進行加速穩(wěn)定性考察（條件：溫度40℃、濕度75%，光照2500lx），判定指標為雨生紅球藻粉的有效指標為蝦青素含量，測定結果如圖1所示，根據(jù)圖1所示的數(shù)據(jù)分析，本發(fā)明提供的雨生紅球藻粉通過整個實驗周期蝦青素含量下降小于20%，產(chǎn)品仍然有效；而一般干燥的雨生紅球藻粉大約在60天后內(nèi)蝦青素含量幾乎散失，而在加速測試30天后蝦青素下降就達到20%；根據(jù)實驗結果推測普通藻粉的保質(zhì)期低于3個月，而本發(fā)明藻粉的保質(zhì)期大于18個月。對實施例的產(chǎn)品所采用的雨生紅球藻復合藻粉制備中復合物優(yōu)選確認過程如下：（a）蝦青素作為一種天然抗氧化劑在接觸空氣后極易被氧化而失效，故考慮在制備雨生紅球藻粉的過程中添加一些外源性的抗氧化成分。迷迭香和維生素E是通過現(xiàn)有技術通用方法制備得來的公知產(chǎn)物。分別添加兩個成分考察對雨生紅球藻的穩(wěn)定性的影響；（b）添加迷迭香對雨生紅球藻穩(wěn)定性的影響，結果如圖2所示；（c）添加維生素E對雨生紅球藻穩(wěn)定性的影響，結果如圖3所示；（d）根據(jù)上述結果可以看出添加迷迭香及維生素E對提高雨生紅球藻粉穩(wěn)定是有作用的，但是隨著添加量的增加未得到穩(wěn)定性持續(xù)增加的正相關結果，故本發(fā)明使用的混合物添加量最優(yōu)組合迷迭香質(zhì)量分數(shù)2%，維生素E質(zhì)量分數(shù)3%。對實施例的產(chǎn)品所采用的微波處理方法的優(yōu)選確認過程如下：將一次干燥的雨生紅球藻粉置于真空微波干燥箱的干燥室中，抽真空后設定處理溫度及微波頻率，保持真空度，對物料進行微波處理5~15分鐘；（a）處理溫度的影響，考慮到蝦青素在高溫下（≥90℃）會影響到其活性，而溫度過低會影響干燥效率，故使用40、50、60、70、80、90℃六個水平溫度其他處理條件不變的情況下對雨生紅球藻粉進行微波處理?？疾炱涮幚硇Ч?，結果見下表1：溫度（℃）藻粉水分蝦青素含量407.62%3.13%506.20%3.15%605.31%3.17%703.77%3.08%802.59%2.78%901.33%2.51%由表1可知，其他條件不變的情況下，處理效率隨溫度的升高而提高，但是雨生紅球藻粉內(nèi)的活性成分含量卻隨著溫度的提高而降低，因此最佳的處理溫度為50~70℃；（b）微波頻率的影響，雨生紅球藻粉內(nèi)部的水分有兩種狀態(tài)：自由水和結合水，自由水和結合水的損耗因子是不同的；在加熱過程剛開始時，物料含水量高，自由水分子占多數(shù)，此時溫度低的地方，吸收功率多，溫度高的地方，吸收功率少，有利于均勻加熱；而且隨著溫度升高，使吸收的微波功率自動減少，這種自動調(diào)節(jié)是十分有利的；但在干燥后期，自由水分子已經(jīng)大部分蒸發(fā)，剩下的主要是結合水分子，此時越是溫度高的地方，吸收功率就越多，而且隨著溫度的升高，吸收功率隨之增多，溫升更大，最后會有失去控制的危險。結果會使溫度急劇上升，造成過熱，使產(chǎn)品燒焦。因此在處理雨生紅球藻時，我們選取了300、900、1500、2100、3000、5000、1000兆赫的不同微波頻率水平在其他條件不變的情況下對樣品進行處理?？疾炱涮幚硇Ч?，結果見下表2：頻率（兆赫）藻粉水分蝦青素含量3008.11%3.15%9005.26%3.16%15004.16%3.13%21003.25%3.09%30002.45%2.99%50000%1.50%100000%0.25%由表2可知，其他條件不變的情況下，處理效率隨微波頻率的升高而提高，但是正如之前說描述的情況一樣，在處理時間不變的情況下，雨生紅球藻粉在高頻率處理時出現(xiàn)碳化，嚴重影響其活性成分的保存，因此最佳的微波頻率為900~2500兆赫。本發(fā)明的一種高穩(wěn)定性雨生紅球藻粉及其制備方法，步驟A的雨生紅球藻細胞原料包括其所有名稱為雨生紅球藻的微藻，包括不同種屬、形態(tài)、特征的雨生紅球藻及養(yǎng)殖方式為人工養(yǎng)殖或自然提取的雨生紅球藻；步驟A所述的迷迭香和維生素E是通過現(xiàn)有技術通用方法制備獲得的產(chǎn)物；復合物可以按照產(chǎn)品用途、功能、口味、營養(yǎng)的需求替換為其他已知同類產(chǎn)品；步驟A所述的復合藻粉的一次常規(guī)干燥處理可替換為噴霧干燥、冷凍干燥、鼓風干燥、電加熱干燥、真空干燥、蒸汽干燥的方式中任意的干燥方式和設備；本發(fā)明的步驟B復合藻粉的微波再干燥處理，采用微波原理裝置至少對A復合藻粉進行一次以上次數(shù)的重復干燥；所述微波原理的裝置包括微波干燥設備、微波滅菌設備、家用微波爐的現(xiàn)有通用技術制作的常規(guī)微波設備；本發(fā)明的步驟C雨生紅球藻粉及其制品，包括雨生紅球藻粉及以雨生紅球藻粉為原料、中間體、或主要配料組分的產(chǎn)品（產(chǎn)品形態(tài)包括粉劑、片劑、硬膠囊、固體飲料），所述產(chǎn)品形態(tài)包括粉劑、片劑、硬膠囊、固體飲料的制備可通過現(xiàn)有的通用方法制備；本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有以下效果和有點：（1）本發(fā)明提高了雨生紅球藻粉及其制品中有效成分的穩(wěn)定性，使產(chǎn)品有效期延長2-3倍；（2）本發(fā)明雨生紅球藻粉作為原料可優(yōu)選用作后期加工制品包括：雨生紅球藻粉劑、片劑、硬膠囊、固體飲料等的原料，其衍生產(chǎn)品獲得更長的有效期；（3）本發(fā)明方法提供更好、簡易、方便的雨生紅球藻粉及其制品的存儲和流通的技術方案和產(chǎn)品。以上所述的具體實施方式，對本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步的詳細說明，所應理解的是，以上所述為本發(fā)明的具體實施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改，等同替換，改進等，均包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。當前第1頁1 2 3