Comment obtenir la poudre de bêta-carotène de qualité alimentaire par la technologie de séchage par pulvérisation?

bêta-carotèneis the most common carotenoid and the most widely used carotenoid, hereinafter referred to as carotene. Humans and many animals cannot synthesize carotene on their own, and carotene is the main source of vitamin A [1]. Carotene is broken down into two molecules of vitamin A in the human body. Vitamin A is essential for human growth, and can prevent disease and improve the body' S système immunitaire [2].

Le carotène est très instable et sujet à la dégradation sous l’influence de la lumière, de l’oxygène et de la chaleur. Le système polyène dans sa structure moléculaire rend la molécule extrêmement sensible à la dégradation et à l’isomérisation [3]. En tant quepure carotene is crystalline, insoluble in water and slightly soluble in fats and oils [4], and is itself highly susceptible to oxidation, its use in beverages and other foods is greatly limited. When added to solid foods, the coloring effect is uneven, and in liquid foods it floats or settles. These limited solubility and high sensitivity to oxygen, as well as the difficulty of carotene in its crystalline form being broken down and absorbed in the human body, affect its bioavailability and also result in a great waste [5].

Les gens ont progressivement déplacé leurs recherches vers l’étude des formes posologiques de carotène. Dans les applications pratiques, le carotène est généralement formulé sous différentes formes posologiques, telles que des suspensions d’huile, des émulsions dispersables dans l’eau et des poudres séches dispersables dans l’eau, selon les caractéristiques des différents aliments, afin de répondre aux différents besoins de traitement des aliments [6].

Séchage par pulvérisation désigne le processus de pulvérisation tour de séchage, en utilisant la force mécanique de l’atomiseur pour pulvériser le liquide en gouttelettes très fines, les gouttelettes entrent en contact avec l’air chaud moyen de séchage, après transfert de masse et échange de chaleur [7], pour obtenir le carotène séché poudre sèche dispersible d’eau.

Cet article étudie principalement le procédé de séchage par pulvérisation de poudre sèche dispersible dans l’eau à base de carotène.Carotène poudre sèche dispersible dans l’eau is a yellow to red or reddish brown, fine particle powder with good fluidity, which can be dispersed in cold water and produce a yellow to orange color. Carotene dispersible dry powder is made by evenly dispersing carotene in a matrix composed of gelatin, carbohydrates, etc., adding food-grade vitamin E and vitamin C as a complex antioxidant, and then forming the carotene into small microcapsules with a shell-like packaging material on the outside through a molding process. This isolates the carotene from air, light, oxygen, etc., greatly improving the stability of the product.

1. Contrôle de l’indice pendant la recherche

1.1 contrôle de la qualité de la poudre sèche dispersible à l’eau de carotène

La poudre sèche dispersable dans l’eau de carotène peut être uniformément dispersée dans l’eau. Il est largement utilisé dans les capsules dures et les comprimés d’aliments naturels, ce qui est plus pratique pour l’emballage et le transport. Il peut être également dispersé dans l’eau froide, ce qui est pratique pour une utilisation dans les boissons et les aliments liquides. Comme il est enveloppé dans un matériau d’emballage en forme de coquille, il réduit le contact avec le monde extérieur et a une durée de conservation plus longue. Par conséquent, la technologie d’enrobage de la poudre sèche dispersible de carotène est particulièrement importante. La structure moléculaire réticulée unique de la gélatine est utilisée pour encapsuler efficacement les molécules de carotène. La vitamine E et la vitamine C sont ajoutées comme antioxydant complexe pour protéger efficacement les molécules de carotène. Des ingrédients de remplissage tels que le saccharose sont ajoutés pour améliorer la saveur de la forme posologique de carotène. Le produit est emballé dans un emballage aluminium plastique automatisé pour assurer un stockage efficace. La technique de microencapsulation par séchage par pulvérisation est utilisée pour préparer le caroténoïde en poudre sèche dispersable dans l’eau, dans laquelle les caroténoïdes de haute pureté sont complètement encapsulés dans une matrice de gélatine et d’hydrates de carbone avec un antioxydant complexe, formant une structure de microcapsule avec une bonne dispersibilité. Il existe de façon stable sous forme de microémulsion en solution aqueuse.

1.2 contrôle d’économie d’énergie du procédé de préparation de la poudre sèche dispersible à l’eau à base de carotène

Dans la production industrielle, les économies d’énergie et la protection de l’environnement ont toujours été des points chauds de la recherche. En contrôlant la teneur en humidité de la solution de poudre sèche dispersible d’eau carotène, le liquide est atomisé à travers un atomiseur rotatif à grande vitesse. Dans les conditions de rotation rapide de l’atomiseur, l’émulsion entre dans la chambre de l’atomiseur par l’axe de l’atomiseur. Le matériau génère une force centrifuge F=mrω2 due à la rotation. Lorsque F<mrω2, le matériau se déplace dans la direction loin du centre du cercle et est projeté hors de l’anneau par l’atomiseur à travers les petits trous dans le disque de l’atomiseur, formant de petites gouttelettes de liquide et atomisant le liquide.

Les mesures d’économie d’énergie sont liées à la forme du disque de l’atomiseur, à sa vitesse de rotation, à la nature du liquide et au taux d’alimentation. Généralement, les disques d’atomisation industriels sont circulaires, ovales, rectangulaires ou en forme de m à une rangée. En modifiant la forme du disque d’atomisation, un disque d’atomisation circulaire à plusieurs rangées peut être utilisé, et le nombre de trous dans le disque d’atomisation peut être augmenté. L’ouverture peut également être réduite tout en maintenant la même surface à travers le disque, doublant le nombre de trous. Cette structure peut maintenir une petite distance de brouillard, et le diamètre de la tour correspondante peut être plus petit, ce qui entraîne un effet d’atomisation plus uniforme et un plus grand volume de pulvérisation. L’atomiseur pulvérise le matériau liquide par la force mécanique.

L’augmentation de la vitesse de rotation favorise l’augmentation de la vitesse de coupe du disque d’atomisation et augmente également le taux d’alimentation. En réduisant l’humidité dans le matériau liquide et en abaissant la viscosité, en contrôlant l’humidité dans la préparation du matériau liquide, comme la viscosité est liée à la teneur en humidité, une teneur en humidité trop faible conduira à une viscosité élevée du matériau liquide. En recherchant la teneur en humidité appropriée, il favorise l’atomisation du matériau liquide et augmente également le taux d’alimentation, augmentant ainsi le rendement. Le but de la modification de l’atomiseur est d’obtenir une meilleure atomisation. Plus la taille des gouttelettes est petite, plus la surface spécifique est grande, et plus la surface de contact avec l’air chaud et la zone d’évaporation de l’humidité est grande, ce qui favorise le séchage du matériau et l’augmentation de la production, améliorant l’efficacité thermique et réalisant ainsi un contrôle d’économie d’énergie.

1.3 contrôle de sécurité du procédé de préparation de la poudre sèche hydrodispersible de carotène

La poudre sèche dispersible à base de carotène dans l’eau contient une grande quantité de glucides et la concentration de nuages de poussière dans la tour de séchage est dans la limite d’explosion. Afin d’assurer une production sûre, un procédé de pulvérisation à basse température est utilisé. La température de l’air d’entrée est contrôlée pour être inférieure à 150 ℃, et l’air d’entrée est traité en même temps. La température de l’air est augmentée, l’humidité relative de l’air est encore réduite, et le taux de transfert de masse de l’air est considérablement augmenté, augmentant ainsi le taux d’alimentation et réduisant la température de l’air d’entrée, ce qui favorise le maintien de la tour de séchage fonctionnant à une température relativement basse et le maintien de la sécurité de la tour de séchage. Grâce à un contrôle efficace du processus de séchage par pulvérisation, la structure moléculaire de la poudre sèche dispersable dans l’eau de carotène préparée est plus proche de celle du carotène naturel, assurant ainsi son absorption plus facile par le corps dans le produit final.

1.4 perspectives de production industrielle de poudre sèche dispersible à l’eau de carotène

Le carotène éteint efficacement l’oxygène singlet et l’oxygène triplet, inactivant les radicaux libres. L’antioxydant bien connu vitamine E a un taux d’extinction constant de 0,3 pour l’oxygène singlet, tandis que le carotène est de 14, ce qui en fait un antioxydant de haute qualité. Le bêta-carotène peut améliorer le corps et#39; S la résistance aux maladies et la capacité de reproduction, absorbent efficacement les rayons ultraviolets, réduisent considérablement l’incidence du cancer de la peau, et réduisent efficacement l’incidence de ce type de cancer de la peau induit par les ultraviolets, de sorte qu’il est approuvé pour une utilisation dans les produits de protection solaire. Les fonctions biologiques du bêta-carotène sont de plus en plus valorisées et les perspectives de production industrielle augmentent également.

2 Conclusion

Spray drying technology for carotenoids is still developing, and it is an energy-efficient, safe and hygienic production method that is being used more and more widely in the food and pharmaceutical industries. The special physicochemical properties of carotenoids mean that spray drying technology for food-grade β-carotene is still being improved. Future research will focus on high-content, high-quality food-grade β-carotene spray-dried powders, ainsi que la formulation de ces poudres. Cet article combine l’état actuel de la théorie du séchage par pulvérisation et les progrès des applications techniques, résume l’expérience du séchage par pulvérisation dans la production au cours des dernières années et les points clés de l’amélioration des équipements de séchage par pulvérisation, et sert de référence pour les améliorations futures et la production.

Références:

[1] Ren Yanli, Qi Desheng. Les fonctions physiologiques du β-carotène et son application dans la production animale [J]. Veterinary Drugs and Feed Additives, 2007, 12(5): 26-28.

[2] Gao Jianfeng. Valeur nutritionnelle du β-carotène et sa biosynthèse [J]. Grain and Feed Industry, 2001, 1: 48-50.

[3] Zhang Wenbin, Xu Shiyin. Recherche sur la séparation et l’identification des isomères β-carotène cis-trans [J]. China Food Additives, 2003, 3: 56-91.

[4] Yan Xiuhua, Fang Yanjie, Wang Zhengwu. Préparation et stabilité des cristaux liquides de β-carotène [J]. Food Science, 2009, 11: 33-35.

[5] Huibodi. Chimie et biochimie des caroténoïdes [M]. Beijing: China Light Industry Press, 2005: 102-105.

[6] Qin Dezhi, Shao Bin, Yu Feng. Principales formes posologiques du β-carotène [J]. China Food Additives, 2003, 16: 66-69.

[7] Yu Caiyuan, Wang Bahe, Wang Xizhong. Technologie de séchage par pulvérisation [M]. Beijing: presse de l’industrie chimique, 2013: 187-189.

[8] Masters K. manuel de séchage par pulvérisation cinquième [M]. New York: John Wiley & Sons Int, 1991: 23-235, 491-688.