一种复合水凝胶包埋颗粒及其制备方法与应用与流程

本发明属于减重食品开发，特别是涉及一种复合水凝胶包埋颗粒及其制备方法与应用。

背景技术：

1、肥胖可引起众多慢性疾病，如糖尿病、高血压、高血脂、冠心病、脂肪肝和内分泌紊乱等。由肥胖引起的健康问题必须得到足够重视，减重是应对肥胖相关问题的主要手段。减重的基本原理是摄入的热量小于消耗的热量。目前，减重的方式主要有节食、运动、药物、手术等。节食减重需要减重者顽强的毅力，一旦恢复饮食容易反弹；运动减重大多数人无法坚持，难以达到预期减重效果；药物减重副作用极大，治标不治本；手术减重风险较大，99％的肥胖病人不接受。在上述诸多减重方法都不理想的情况下诞生了代餐食品。

2、当前市场上的代餐产品中出现了一些使用纤维素交联技术制成的水凝胶颗粒。这种颗粒极易吸水，吸水后膨胀系数高，饱腹感强。但其主要成分是膳食纤维，几乎无其他任何营养成分，且淡而无味、吞服困难。在与一些功能性成分例如水溶性维生素、药食同源植物萃取物、小分子肽、矿物质、益生元、透明质酸钠、γ-氨基丁酸等搭配使用时会因为水凝胶颗粒与各组分物料粒径大小差异过大而导致混合均匀性差，并且部分功能性成分在外界环境的影响下会出现活性成分降解的情况，进而影响最终产品性能和稳定性。如专利cn117796533a公开了一种强效饱腹减肥组合物，将水凝胶与牛肉蛋白粉、脂肪、碳水化合物、钠、复合维生素、微量元素和风味剂直接混合，制得强效饱腹减肥组合物。由于水凝胶与其他组分间的粒径差异，直接混合会导致制备过程中水凝胶与其他组分间在混合物中分布不均匀，并最终导致单个组合物成品间组分差异巨大。同时在储存过程中，由于水凝胶的强吸水特性，水凝胶会吸收空气中的水分，使组合物中的牛肉蛋白粉等降解甚至腐败变质。

技术实现思路

1、为了克服现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种复合水凝胶包埋颗粒及其制备方法与应用，以解决目前水凝胶颗粒不含功能性成分或水凝胶与功能性成分直接混合的成品存在含量均匀度差、稳定性差及容易吸水使功能性成分腐败变质的问题。

2、本发明的目的至少通过如下技术方案之一实现。

3、一种复合水凝胶包埋颗粒，由内到外依次包括水凝胶颗粒、内包埋层和外包埋层；所述内包埋层包括功能性成分和水溶性成膜基质，所述外包埋层包括非水溶性成膜基质。

4、本发明将水凝胶颗粒与内包埋层设置为相对独立的两层，在制备过程中水凝胶颗粒与内包埋层单独制备，克服了水凝胶颗粒与功能性成分直接混合后因粒径大小差异而导致的混合物均匀性差，进而使成品间功能性成分含量均一性差的问题。

5、内包埋层中水溶性成膜基质与功能性成分在水中可以互溶，喷涂后形成组分均一的膜层；同时设置非水溶性的外包埋层，一方面增强了复合水凝胶包埋颗粒的防潮性能与口感，储存过程中最内层水凝胶颗粒吸附空气中水分的能力被限制，口服过程中复合水凝胶包埋颗粒不会因大量吸附口腔中水分而粘附残留在口腔，另一方面，避免了内包埋层中的功能性成分在外界环境影响下降解甚至腐败。

6、进一步的，所述水凝胶颗粒包括化学交联的水凝胶颗粒和/或物理交联的水凝胶颗粒。

7、更进一步的，所述化学交联的水凝胶颗粒包括由纤维素或其衍生物与二元酸或多元酸化学交联得到的水凝胶；和/或，所述物理交联的水凝胶颗粒包括由纤维素或其衍生物与多糖胶物理交联得到的水凝胶；

8、所述纤维素或其衍生物包括羧甲基纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙甲纤维素、羧甲基羟乙基纤维素、羧甲基羟丙基纤维素和羧甲基乙基纤维素或其衍生物中的一种或多种；

9、所述二元酸或多元酸包括酒石酸、苹果酸和柠檬酸的一种或多种；

10、所述多糖胶包括果胶、黄原胶、瓜尔胶、刺槐豆胶、卡拉胶、魔芋胶、结冷胶、琼脂、三赞胶和威兰胶中的一种或多种。

11、更进一步优选的，所述水凝胶颗粒由羧甲基纤维素钠与果胶物理交联而成；和/或，所述水凝胶颗粒由羧甲基纤维素钠与苹果酸化学交联而成。

12、进一步的，所述功能性成分包括水溶性膳食纤维、果蔬粉、乳粉、药食同源植物萃取物、小分子肽类、水溶性维生素、矿物质、益生元、透明质酸钠和γ-氨基丁酸中的一种或多种。

13、更进一步的，所述功能性成分包括γ-氨基丁酸、胶原三肽和西洋参粉。

14、更进一步优选的，所述γ-氨基丁酸、胶原三肽和西洋参粉的质量比为12：9：1。

15、更进一步的，所述功能性成分包括维生素c、维生素b1、维生素b2和维生素b6。

16、更进一步优选的，所述维生素c、维生素b1、维生素b2和维生素b6的质量比为10：1：1：1。

17、进一步的，所述水溶性成膜基质包括羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇和羟丙基纤维素中的一种或多种。

18、进一步的，所述非水溶性成膜基质包括壳聚糖、乙基纤维素和醋酸纤维素酞酸酯中的一种或多种。

19、进一步的，所述内包埋层质量为复合水凝胶包埋颗粒总质量的1％-30％。

20、更进一步的，所述内包埋层质量为复合水凝胶包埋颗粒总质量的8％-12％。

21、进一步的，所述外包埋层质量为复合水凝胶包埋颗粒总质量的1％-30％。

22、进一步的，所述外包埋层质量为复合水凝胶包埋颗粒总质量的12％-18％。

23、进一步的，所述水溶性成膜基质质量为内包埋层质量的50％-99.99％，功能性成分质量为内包埋层质量的0.01％-50％。

24、进一步的，所述内包埋层还包括第一增塑剂，第一增塑剂质量为内包埋层质量的0％-50％。

25、更进一步的，所述水溶性成膜基质质量为内包埋层质量的67.625％-72.67％，第一增塑剂质量为内包埋层质量的18.16％-27.50％，功能性成分质量为内包埋层质量的4.875％-9.17％。

26、更进一步的，所述第一增塑剂选自聚乙二醇和/或甘油。

27、进一步的，所述非水溶性成膜基质质量为外包埋层质量的50％-100％。

28、进一步的，所述外包埋层还包括第二增塑剂、遮光剂、抗氧化剂和/或矫味剂中的一种或多种。

29、更进一步的，所述第二增塑剂选自聚乙二醇和/或甘油；和/或，所述遮光剂包括碳酸钙、二氧化钛和滑石粉中的一种或多种；和/或，所述抗氧化剂包括茶多酚、维生素c和β-胡萝卜素中的一种或多种；和/或，所述矫味剂包括香精、甜菊糖苷、三氯蔗糖、阿斯巴甜、安赛蜜、纽甜、罗汉果甜苷和糖精钠中的一种或多种。

30、更进一步的，所述第二增塑剂质量为外包埋层质量的0％-50％，所述遮光剂质量为外包埋层质量的0％-20％，所述抗氧化剂质量为外包埋层质量的0％-20％，所述矫味剂质量为外包埋层质量的0％-50％。在本发明的一些优选方案中，当外包埋层的非水溶性成膜基质为壳聚糖时，第二增塑剂的质量为0。

31、更进一步优选的，所述非水溶性成膜基质质量为外包埋层质量的75.91％-92.78％，所述第二增塑剂质量为外包埋层质量的0％-18.25％，所述遮光剂质量为外包埋层质量的4.16％-5.56％，所述抗氧化剂质量为外包埋层质量的0％-1.67％，所述矫味剂质量为外包埋层质量的0％-2.5％。

32、本发明还提供了上述的一种复合水凝胶包埋颗粒的制备方法，包括以下步骤：

33、(1)水凝胶颗粒的制备：将水凝胶粉碎至20-50目，得到水凝胶颗粒；

34、(2)配置内包埋层浆液，采用流化床包埋工艺将内包埋层浆液高压雾化喷涂在水凝胶颗粒表面，并干燥，得到第一物料；第一物料相较于水凝胶颗粒增重10％-17.14％；

35、(3)配置外包埋层浆液，采用流化床包埋工艺将外包埋层浆液高压雾化喷涂在第一物料表面，并干燥，得到复合水凝胶包埋颗粒；复合水凝胶包埋颗粒相较于第一物料增重13.6％-21.95％。

36、含量均匀度是保证单个成品质量的重要参数之一。本发明所述的制备方法将水凝胶颗粒、内包埋层浆液和外包埋层浆液均单独配置后，通过流化床包埋工艺制备得到具有三个片层的复合水凝胶包埋颗粒，水凝胶颗粒、内包埋层组分、外包埋层组分无需直接混合，克服了水凝胶颗粒与功能性成分直接混合后因粒径大小差异而导致的混合物含量均匀性差的问题，进而确保了成品的功能性成分含量均匀，适于工业化生产。

37、进一步的，步骤(2)或(3)所述的包埋工艺的条件独立地为：进风温度45-80℃，雾化压力0.1-0.4mpa，风机频率20-60hz，浆液流速5-20g/min。

38、本发明还提供了前述技术方案所述复合水凝胶包埋颗粒或前述技术方案所述制备方法制备得到的一种复合水凝胶包埋颗粒在制备具有胃部填充、体重控制、血糖控制作用的食品、药品或保健品中的应用。

39、本发明还提供了一种体重控制组合物，包括前述技术方案所述复合水凝胶包埋颗粒或前述技术方案所述制备方法制备得到的一种复合水凝胶包埋颗粒和辅料。

40、与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：

41、(1)本发明所述复合水凝胶包埋颗粒在水凝胶外单独设置了一层由含有功能性成分和水溶性成膜基质的均一溶液包埋形成的内包埋层，内包埋层利用水溶性成膜基质自身的优异水溶性，在水中可以与功能性成分形成混合均匀的溶液，克服了水凝胶颗粒与功能性成分直接混合后因粒径大小差异而导致的混合物均匀性差，本发明提供的复合水凝胶包埋颗粒功能性成分含量均一，在通过水凝胶膨胀占胃进而达成减重效果的同时为服用者补充人体不可或缺的营养成分。

42、(2)本发明在水凝胶颗粒和内包埋层之外设置非水溶性的外包埋层，一方面增强了水凝胶包埋颗粒的防潮性能与口感，储存过程中限制水凝胶颗粒吸附环境中水分的能力，口服过程中避免水凝胶颗粒直接吸附口腔中水分而粘附残留在口腔；另一方面，外包埋层还能够避免内包埋层中的功能性成分在外界环境影响下降解甚至腐败，提高复合水凝胶包埋颗粒的稳定性。

43、(3)在本发明的一些优选方案中，在外包埋层还包括遮光剂和/或抗氧化剂，可有效屏蔽光、氧化物质等对内膜层功能性成分的干扰，进一步提升内膜层组分的稳定性。

44、(4)在本发明的一些优选方案中，在外包埋层还包括矫味剂，不仅可掩盖部分功能性成分的苦味，还可提升服用者的感官体验。