姜黄提取物主要应用在功能性食品、天然着色剂、化妆品原料和医药保健行业,热门产品包括姜黄素软胶囊、姜黄压片糖果、天然食用黄色素、抗初老护肤精华原料等。近年来消费者对天然抗炎、抗氧化成分需求持续上涨,姜黄提取物的市场规模逐年扩大,对粉末状态的稳定性和溶解性要求越来越高。
姜黄提取物的核心活性成分是姜黄素,本身极性极低,难溶于水,而且对光、热都比较敏感,提取后得到的浓缩液粘性大,直接烘干得到的产物结块严重,活性成分易分解,溶解性差,没法直接加到饮品、冲剂这类产品里,传统干燥工艺很难同时满足出粉好、活性高、水溶性好的要求。
案例1:实验室小试开发水溶性姜黄素微胶囊
某功能性食品企业要开发一款可直接溶于水的姜黄固体饮料,需要先在实验室完成工艺小试,确定可行的配方和参数,本次待干燥物料是姜黄提取物提取浓缩液,固含量18%,客户要求做微胶囊包埋提升水溶性和稳定性,选用那艾实验室小型喷雾干燥机NAI-LSD,搭配标配二流体雾化器,壁材选择了麦芽糊精+酪蛋白酸钠的组合,比例为3:1,姜黄提取物和总壁材的比例是1:4,溶剂用的是去离子水,调试工艺的时候一开始把进风温度设到180℃,出风温度跑到95℃,出粉虽然干,但是测出来姜黄素保留率只有81%,活性损失有点大,后来逐步下调进风温度,最终定在160℃,对应出风温度稳定在78℃,雾化压力调到0.15MPa,进料速率控制在10mL/min,整个过程出料顺畅,没有粘壁,最终测出来姜黄素包埋率91.2%,活性保留率94.7%,粉末收率84.3%,得到的粉末流动性好,常温下放到水里10秒就能完全分散,放三个月姜黄素保留率还能保持在90%以上,完全满足客户固体饮料的要求。
案例2:热敏性姜黄提取物低温喷雾干燥生产
某营养补充剂企业做高纯度姜黄提取物粉末,要求保留姜黄提取物里全部的挥发性活性成分,不能用高温干燥,之前用真空烘干出来的产物硬结成块,还要再粉碎,二次加工不仅活性损失大,还容易引入杂质,客户找过来试那艾真空低温喷雾干燥机NAI-VSD,本次待干燥物料是脱除有机溶剂后的姜黄提取物浓缩液,固含量12%,因为是高纯度产品不需要额外添加壁材,雾化方式采用二流体雾化,溶剂是去离子水,整个干燥过程在真空环境下进行,设定进风温度85℃,系统真空度控制在-0.07MPa,对应出风温度稳定在48℃,雾化压力0.12MPa,进料速率15kg/h,一开始试生产的时候出现过喷嘴堵塞的问题,因为姜黄提取物浓缩液里有少量未完全过滤的植物纤维沉淀,后来我们让客户加了一道100目过滤再进料,问题就解决了,整个生产过程没有出现严重粘壁,出料顺畅,最终得到的姜黄提取物粉末姜黄素总保留率96.1%,收率81.5%,挥发性萜烯类活性成分保留率达到92%,粉末松散易分散,纯度完全符合客户要求,比原来的真空烘干工艺活性提升了15个百分点以上。
案例3:有机溶剂提取姜黄油树脂喷雾干燥制粉
某天然食用色素企业做姜黄色素产品,用乙醇提取姜黄油树脂,需要把溶剂脱除得到粉末产品,有机溶剂体系不能用普通喷雾干燥,安全性没法保证,客户选用那艾有机溶剂喷雾干燥机NAI-CLSD,本次待干燥物料是姜黄油树脂乙醇溶液,固含量20%,为了提升粉末的分散性,添加了二氧化硅+改性淀粉作为抗结剂和分散壁材,姜黄油树脂和壁材比例为1:2,雾化方式采用气流式雾化,整个设备配有惰性气体保护系统和防爆检测,生产过程氧气浓度控制在5%以下,设定进风温度140℃,出风温度72℃,雾化压力0.2MPa,进料速率20kg/h,一开始生产的时候出风温度波动大,因为进料流速不稳,调整了进料泵的稳压装置之后,温度波动控制在±2℃以内,最终得到的姜黄色素粉末残留溶剂低于10ppm,符合食品添加剂安全标准,黄色素色价保留率93.5%,收率88.2%,粉末流动性好,不容易吸潮结块,保质期从原来的6个月延长到18个月,客户非常满意,直接定型了量产工艺。
三个不同应用场景的姜黄提取物喷雾干燥案例,我们用那艾对应型号的喷雾干燥机,分别解决了水溶性提升、热敏性成分保留、有机溶剂体系安全制粉三个不同的行业痛点,从参数来看,姜黄提取物喷雾干燥并不需要过高的进风温度,普通微胶囊制备150-160℃进风就能兼顾出粉干燥度和活性保留,热敏性物料用真空低温工艺,85℃以内进风就能得到合格的干粉,有机溶剂体系一定要用配套的防爆有机溶剂喷雾干燥机,做好惰性气体保护才能保证生产安全,最终都能拿到活性保留率90%以上、收率80%以上的合格粉末,工艺稳定性和重现性都能满足从小试到量产的需求,给姜黄提取物相关产品的开发生产提供了成熟可行的技术路径。