第 二 章 食 品 微 胶 囊 技 术 第 一 节 微 胶 囊 技 术 的 发 展 简 史 第 二 节 微 胶 囊 技 术 总 论 第 三 节 微 胶 囊 的 主 要 制 备 方 法 第 四 节 微 胶 囊 中 的 囊 芯 释 放 第 五 节 微 胶 囊 技 术 在 食 品 工 业 中 的 应 用 第 一 节 微 胶 囊 的 发 展 简 史 在 微 胶 囊 化 领 域 里,Wuster, 和 Green 是 两 位 伟 大 的 先 驱 者 微 胶 囊 化 始 于 本 世 纪 30 年 代, 但 发 展 非 常 迅 速 迄 今 有 一 百 多 个 研 究 室 在 开 发 微 胶 囊 技 术 隐 色 压 敏 复 写 纸 的 发 明 是 微 胶 囊 化 技 术 第 一 次 成 功 应 用 于 商 业 中, 至 1981 年, 此 种 微 胶 囊 的 产 量 就 超 过 5 10 6 t. 应 用 范 围 扩 大 到 医 药, 农 用 化 学 品, 黏 胶 剂 和 夜 晶 等 各 个 领 域 1936 年 11 月 : 大 西 洋 海 岸 渔 业 公 司 (Atlantic Coast Fishers) 提 出 了 适 用 于 在 液 体 石 蜡 中, 制 备 含 鱼 肝 油 明 胶 微 胶 囊 的 专 利 申 请 1940 年 10 月 : 明 胶 产 品 有 限 公 司 提 出 了 采 用 一 种 同 心 的 三 层 锐 孔, 创 备 含 药 物 双 壁 微 胶 囊 的 专 利 申 请 1949 年 1 月 : 威 斯 康 星 校 友 研 究 基 金 会 提 出 了 利 用 Wurster 发 明 的 空 气 悬 浮 法, 将 固 体 微 粒 微 胶 囊 化 的 专 利 申 请 1950 年 4 月 : 东 方 柯 达 (Eastman Kodak) 公 司 提 出 了 将 彩 色 照 片 用 的 乳 液 和 三 种 基 色 颜 料 包 敷 ( 即 微 胶 囊 化 ) 制 备 混 合 颗 粒 的 专 利 申 请 1950 年 11 月 : 通 用 邓 洛 普 (General Dunloberge) 公 司 提 出 了 通 过 使 用 一 种 双 层 锐 孔 来 制 褐 藻 酸 微 胶 囊 的 专 利 申 请 1953 一 1954 年 :NCR: 公 司 提 出 了 利 用 凝 聚 法 制 备 含 油 明 胶 微 胶 囊 之 基 本 方 法 的 二 个 专 利, 以 及 利 用 上 述 基 本 方 法 制 备 微 胶 囊 型 压 敏 复 写 纸 的 四 个 专 利 除 日 本 外, 全 世 界 都 应 用 了 这 个 专 利 1956 年 3 月 :NCR: 公 司 提 出 了 有 关 光 电 材 料 微 胶 囊 化 的 专 利 申 请 1957 年 4 月 :NCR: 公 司 提 出 了 有 关 彩 色 摄 影 用 的 化 合 物 微 胶 囊 化 工 艺 的 专 利 申 请 1957 年 8 月 : 穆 尔 企 业 公 司 (Moore Buslness) 提 出 了 有 关 应 用 喷 雾 干 燥 工 艺 的 微 胶 囊 专 利 申 请 1957 年 11 月 : 通 用 安 尼 莱 因 (Anlline) 胶 片 公 司 提 出 用 乙 基 纤 维 素 将 照 相 乳 液 微 胶 囊 化 后 成 混 合 的 细 粒 状 的 专 利 申 请 1958 年 3 月 ; 静 电 复 印 (xerox) 公 司 提 出 了 制 备 含 有 液 体 显 像 调 节 剂 的 微 胶 囊 的 专 利 申 请 1958 年 5 月 ;NCR; 公 司 提 出 了 利 用 微 胶 囊 化 制 备 热 敏 粘 合 剂 的 专 利 申 请 1958 年 6 月 :NCR: 公 司 提 出 了 有 关 含 油 的 聚 苯 乙 烯 微 胶 囊 制 备 方 法 的 专 利 申 请 该 法 中 使 用 了 单 体, 并 应 用 了 原 位 聚 合 反 应 的 工 艺 1958 年 12 月 : 厄 普 约 翰 (Upjohn) 公 司 提 出 了 近 20 个 专 利 申 请 它 们 均 是 有 关 乳 液 的 微 胶 囊 化 方 法 在 这 些 专 利 中, 有 的 改 进 了 NCR 的 凝 聚 方 法, 应 用 了 增 稠 剂 ; 有 的 提 出 了 在 有 机 溶 剂 体 系 中 的 相 分 离 方 法 ; 有 的 提 出 了 明 胶 微 胶 囊 固 化 的 方 法 类 似 的 一 些 方 法 1963 年, 所 有 的 这 些 专 利 全 都 转 让 给 了 NCR 公 司 一 基 本 概 念 第 二 节 微 胶 囊 的 总 论 微 胶 囊 : 指 一 种 具 有 聚 合 物 壁 壳 的 微 型 容 器 或 包 物 其 大 小 一 般 为 5-200μm 不 等, 形 状 多 样, 取 决 于 原 料 与 制 备 方 法 微 胶 囊 化 : 制 备 微 胶 囊 的 过 程 称 为 微 胶 囊 化 微 胶 囊 化 技 术 : 指 将 固 体 液 体 或 气 体 包 埋 在 微 小 而 密 封 的 胶 囊 中, 使 其 只 有 在 特 定 条 件 下 才 会 以 控 制 速 率 释 放 的 技 术 其 中, 被 包 埋 的 物 质 称 为 芯 材, 包 括 香 精 香 料 酸 化 剂 甜 味 剂 色 素 脂 类 维 生 素 矿 物 质 酶 微 生 物 气 体 以 及 其 它 各 种 饲 料 添 加 剂 包 埋 芯 材 实 现 微 囊 胶 化 的 物 质 称 为 壁 材 1
微 胶 囊 粒 子 的 形 态 芯 材 : 可 为 油 溶 性 水 溶 性 化 合 物 或 混 合 物, 其 状 态 可 为 粉 末 固 体 液 体 或 气 体 可 包 囊 物 的 品 种 极 其 繁 多, 如 交 联 剂 催 化 剂 化 学 反 应 剂 显 色 剂 给 湿 剂 药 物 杀 虫 剂 矿 物 油 水 溶 液 染 料 颜 料 洗 涤 剂 食 品 液 晶 溶 剂 气 体 疏 水 化 合 物 及 无 机 胶 体 等 壁 材 : 可 用 作 微 胶 囊 包 囊 材 料 的 有 天 然 高 分 子 半 合 成 高 分 子 和 合 成 高 分 子 材 料, 视 所 包 囊 物 质 ( 囊 心 物 ) 的 性 质, 油 溶 性 囊 心 物 需 选 水 溶 性 包 囊 材 料, 水 溶 性 囊 心 物 则 选 油 溶 性 包 囊 材 料, 即 包 囊 材 料 应 不 与 囊 心 物 反 应, 不 与 囊 心 物 混 溶 高 分 子 包 囊 材 料 本 身 的 性 能 也 是 选 择 包 囊 材 料 所 要 考 虑 的 因 素, 如 渗 透 性 稳 定 性 溶 解 性 可 聚 合 性 粘 度 电 性 能 吸 湿 性 及 成 膜 性 等 尺 度 : 一 般 5~200 μm 有 些 0.5~1000 μm 不 宜 过 大 过 小 : <5μm 布 朗 运 动 不 易 收 集 >300 μm 表 面 静 电 作 用 减 小 结 构 囊 壁 厚 度 : 0.2-10 微 米 二 微 胶 囊 的 功 能 3 降 低 毒 性 减 少 食 品 添 加 剂 的 毒 理 作 用 等, 如 硫 酸 亚 铁 阿 司 匹 林 等 药 物 包 裹 后, 可 通 过 控 制 释 放 速 度 来 减 轻 对 肠 胃 副 作 用 1 粉 末 化 : 将 不 易 加 工 贮 存 的 气 体 液 体 原 料 固 体 化, 从 而 提 高 其 溶 解 性 流 动 性 和 贮 藏 稳 定 性, 如 粉 末 香 精 粉 末 食 用 油 脂 粉 末 乙 醇 等 例 如 : 将 液 体 油 脂 作 为 心 材, 选 择 适 当 的 壁 材, 运 用 微 胶 囊 技 术 就 可 产 生 出 固 体 粉 末 油 脂, 非 常 方 便 地 添 加 于 各 种 食 品 原 料 中 2 降 低 挥 发 性 : 防 止 风 味 成 分 的 挥 发, 减 少 风 味 损 失 4 提 高 物 质 的 稳 定 性 ( 易 氧 化, 易 见 光 分 解, 易 受 温 度 或 水 分 影 响 的 物 质 ) 许 多 食 品 添 加 剂 制 成 微 胶 囊 产 品 后, 由 于 有 壁 材 的 保 护, 能 够 防 止 其 氧 化, 避 免 或 降 低 紫 外 线 温 度 和 湿 度 等 方 面 的 影 响, 确 保 营 养 成 分 不 损 失, 特 殊 功 能 不 丧 失 5 能 使 不 相 容 成 分 均 匀 地 混 合 运 用 微 胶 囊 技 术, 将 可 能 相 互 反 应 的 组 分 分 别 制 成 微 胶 囊 产 品, 使 它 们 稳 定 在 一 个 物 系 中, 各 种 有 效 成 份 有 序 地 释 放, 分 别 在 相 应 时 刻 发 生 作 用, 以 提 高 和 增 进 食 品 产 品 的 风 味 和 营 养 例 如 : 有 些 粉 状 食 品 对 酸 味 剂 十 分 敏 感 因 为 酸 味 剂 吸 潮 会 引 起 产 品 结 块 ; 并 且 酸 味 剂 所 在 部 位 ph 值 变 化 很 大, 导 致 周 围 色 泽 变 化, 使 整 包 产 品 外 观 不 雅 将 酸 味 剂 微 胶 囊 化 以 后, 可 延 缓 对 敏 感 成 分 的 接 触 和 延 长 食 品 保 存 期 限 6 掩 味 某 些 营 养 物 质 具 有 令 人 不 愉 快 的 气 味 或 滋 味, 这 些 味 道 可 以 用 微 胶 囊 技 术 加 以 掩 蔽 这 种 微 胶 囊 产 品 在 口 腔 里 不 溶 化, 而 在 消 化 道 中 才 溶 解, 释 放 出 内 容 物, 发 挥 营 养 作 用 7 隔 离 活 性 成 分 能 保 持 食 品 中 微 量 营 养 素 和 生 理 活 性 物 质 对 人 体 的 活 性 作 用 8 控 制 心 材 释 放 和 作 用 的 时 间 和 数 量 微 胶 囊 产 品 经 由 预 先 设 计 的 溶 解 和 释 放 的 机 理, 可 提 供 特 殊 的 释 放 方 式 2
食 品 工 业 中 壁 材 举 例 三 微 胶 囊 的 常 用 壁 材 植 物 胶 --- 阿 拉 伯 胶, 琼 脂, 藻 酸 盐, 瓜 儿 胶, 罗 望 子 胶 和 卡 拉 胶 等 多 糖 --- 黄 原 胶, 阿 拉 伯 聚 半 乳 糖, 淀 粉 --- 玉 米, 马 玲 薯 交 联 改 性 接 枝 共 聚 纤 维 素 ---- 羧 甲 基 羧 乙 基 乙 基 二 醋 酸 丁 基 醋 酸 硝 酸 等 蛋 白 质 ---- 明 胶 酪 蛋 白 玉 米 蛋 白 大 豆 蛋 白 聚 合 物 ---- 聚 乙 烯 醇, 聚 氯 乙 烯 蜡 与 类 脂 物 ---- 石 蜡 蜂 蜡 硬 脂 酸 和 甘 油 酸 脂 等 食 品 工 业 中 心 材 举 例 ( 水 溶 性 居 多 ): 生 物 活 活 性 物 -- 氨 基 酸, 维 生 素, 矿 物 元 素 食 用 油 脂 酒 类 酶 和 微 生 物 细 胞 甜 味 剂, 酸 味 剂, 防 腐 剂 香 精 香 油 色 素 微 胶 囊 粒 子 的 材 料 芯 材 ( 囊 心 物 质 ) ---- 微 胶 囊 内 部 装 载 的 物 料 组 成 ---- 固 体, 液 体, 气 体 ( 香 精, 香 料 等 易 挥 发 配 料 或 添 加 物 ) 固 液, 液 液, 固 固, 或 气 液 混 合 体 等 食 品 工 业 中 心 材 举 例 ( 水 溶 性 居 多 ) 壁 材 ( 包 囊 物 质 ) ---- 外 部 包 囊 的 壁 膜 物 料 组 成 --- 有 机 和 无 机, 天 然 与 合 成 的 高 分 子 材 料 食 品 工 业 中 壁 材 举 例 (1 ) 碳 水 化 合 物 麦 芽 糊 精 玉 米 淀 粉 糖 浆 : 这 两 种 碳 水 化 合 物 本 身 不 具 备 乳 化 能 力, 成 膜 能 力 也 差, 但 它 们 具 有 高 浓 度 时 低 粘 度 的 特 点, 因 此 如 果 与 其 他 具 有 乳 化 性 的 壁 材 配 合 后, 可 提 高 体 系 的 固 形 物 浓 度, 有 利 于 降 低 干 燥 能 耗, 减 少 生 产 成 本 环 糊 精 : 也 不 具 备 乳 化 能 力, 但 其 分 子 中 疏 水 性 空 腔 形 成 稳 定 的 非 共 价 复 合 物, 从 而 起 到 稳 定 心 材, 掩 盖 心 材 异 味 的 作 用 (2) 胶 质 壳 聚 糖 主 要 用 在 复 凝 聚 法 微 胶 囊 技 术 纤 维 素 及 其 衍 生 物 主 要 用 在 水 溶 性 食 品 添 加 剂 如 甜 味 剂 酸 味 剂 以 及 酶 或 细 胞 的 包 埋 剂 蔗 糖 具 有 溶 解 速 度 快 热 稳 定 性 高 价 格 低 来 源 广 的 特 点, 常 被 用 来 作 为 微 胶 囊 的 壁 材, 以 往 的 研 究 主 要 限 于 在 挤 压 法 共 结 晶 两 种 微 胶 囊 化 工 艺 中 使 用, 最 近 已 开 始 有 将 蔗 糖 用 作 喷 雾 干 燥 法 微 胶 囊 工 艺 的 壁 材 的 报 道 海 藻 胶 瓜 儿 胶 卡 拉 胶 可 分 别 用 于 高 脂 食 品, 风 味 料, 汤 料 与 果 汁 等 的 包 埋 剂 阿 拉 伯 胶 由 于 含 有 约 1 % 左 右 具 乳 化 性 的 蛋 白 质, 能 够 乳 化 心 材, 而 且 溶 解 性 能 好, 因 此 在 微 胶 囊 技 术 中 用 途 最 为 广 泛, 研 究 最 多, 它 主 要 应 用 在 风 味 料 的 微 胶 囊 化 技 术 中, 但 阿 拉 伯 胶 的 来 源 价 格 高 且 供 应 不 稳 定 黄 原 胶 是 一 种 微 生 物 多 糖, 虽 然 和 海 藻 胶 瓜 儿 胶 卡 拉 胶 一 样 不 具 乳 化 能 力, 但 它 在 溶 液 中 粘 度 较 大, 利 于 改 善 乳 状 液 的 流 变 性, 增 加 乳 化 体 系 的 稳 定 性, 另 外 在 体 系 固 形 物 含 量 较 低 时 添 加 适 量 的 黄 原 胶, 可 以 提 高 进 料 粘 度, 这 对 于 喷 雾 干 燥 过 程 中 形 成 较 大 的 雾 滴 十 分 有 利, 因 此 在 体 系 中 使 用 黄 原 胶 有 利 于 微 胶 囊 化 工 艺 过 程 的 实 现, 便 于 降 低 生 产 成 本, 黄 原 胶 来 源 广, 其 价 格 与 其 他 胶 质 相 比 也 不 算 贵, 因 此 黄 原 胶 是 较 为 实 用 的 一 种 微 胶 囊 壁 材 辅 料 3
(3) 脂 质 脂 质 一 般 用 作 喷 雾 冷 却 法 微 胶 囊 工 艺 的 壁 材, 主 要 用 于 水 溶 性 材 料 或 固 体 物 质 等 的 微 胶 囊 技 术, 以 它 为 壁 材 的 微 胶 囊 产 品 在 水 中 不 溶 解 但 具 有 一 定 条 件 释 放 的 功 能 卵 磷 脂 应 用 于 微 胶 囊 技 术 的 主 要 在 于 它 在 较 低 温 度 下 就 可 形 成 卵 磷 脂 胶 束, 因 而 可 用 于 生 物 活 性 物 质 如 酶 类 的 微 胶 囊 卵 磷 脂 作 为 乳 化 剂 与 其 他 壁 材 如 聚 乙 烯 复 配 可 对 甜 味 剂 风 味 料 等 进 行 微 胶 囊 化, 作 为 一 种 营 养 强 化 剂, 它 本 身 也 已 被 制 成 微 胶 囊 化 产 品 (4) 蛋 白 质 主 要 在 于 其 乳 化 性 能, 能 够 在 两 相 界 面 形 成 有 良 好 粘 弹 性 的 界 面 膜, 从 而 有 效 促 进 微 胶 囊 过 程 大 豆 蛋 白 能 定 向 吸 附 到 油 / 水 界 面 形 成 较 强 的 界 面 膜, 但 乳 化 油 滴 过 程 中 其 球 状 结 构 的 受 热 展 开 使 大 量 憎 水 基 团 暴 露, 导 致 其 在 水 相 的 溶 解 度 大 大 下 降 因 此 以 其 为 主 要 壁 材 的 微 胶 囊 产 品 溶 解 性 能 欠 佳, 研 究 表 明 大 豆 分 离 蛋 白 经 酶 法 改 性 后 溶 解 性 大 幅 度 上 升, 在 ph>8.0 后 可 完 全 溶 于 水 中, 而 且 尚 有 一 定 的 乳 化 能 力, 因 此 用 它 来 作 为 水 溶 性 微 胶 囊 化 产 品 的 壁 材 有 一 定 的 可 能 性 酪 蛋 白 乳 化 能 力 很 强 但 溶 解 性 不 够 理 想, 酪 蛋 白 酸 钠 乳 化 能 力 与 溶 解 性 均 好, 但 价 格 太 高, 不 宜 作 为 主 要 壁 材 使 用 明 胶 具 备 乳 化 性, 成 膜 性, 而 且 也 易 溶 于 水, 符 合 作 为 胶 囊 壁 材 中 蛋 白 源 要 求 另 一 方 面, 明 胶 还 有 价 格 低, 来 源 广 的 优 势, 更 适 合 于 工 业 化 大 生 产 中 使 用, 实 际 上 明 胶 也 是 微 胶 囊 技 术 中 至 今 为 止 用 得 最 为 广 泛 的 一 种 蛋 白 源 目 前 为 止 大 部 分 报 道 主 要 集 中 于 明 胶 与 其 他 一 些 离 子 型 多 糖 采 用 复 凝 聚 法 形 成 微 胶 囊 四 微 胶 囊 造 粒 的 基 本 步 骤 将 心 材 分 散 于 微 胶 囊 化 的 介 质 中 将 壁 材 放 入 该 分 散 体 系 中 将 壁 材 聚 集, 沉 渍 或 包 在 心 材 的 周 围 进 行 化 学 或 物 理 方 法 处 理 ( 获 得 一 定 的 机 械 强 度 ) 五 微 胶 囊 造 粒 方 法 分 类 物 理 方 法 喷 雾 干 燥 真 空 蒸 发 沉 积 物 理 化 学 方 法 水 相 分 离 油 相 分 离 粉 末 床 熔 化 分 散 化 学 方 法 界 面 聚 合 原 位 聚 合 喷 雾 凝 冻 静 电 结 合 囊 心 交 换 复 相 乳 液 分 子 包 囊 空 气 悬 浮 多 孔 离 心 挤 压 锐 孔 辐 射 包 囊 六 微 胶 囊 产 品 的 质 量 评 定 心 材 溶 出 速 度 反 映 囊 心 物 质 释 放 速 度 的 指 标 测 定 方 法 : 食 品 工 业 尚 未 建 立 标 准, 尚 借 助 其 它 行 业 方 法. 因 产 品 具 体 形 式 而 定. 如 : 对 片 剂 药 物 中 的 微 胶 囊 可 有 美 国 药 典 中 描 述 的 转 蓝 式 释 放 仪, 国 产 片 剂 仪 改 进 的 烧 杯 法 心 材 含 量 测 定 方 法 也 因 产 品 不 同 而 异, 多 用 采 用 溶 剂 或 水 提 取 法 进 得 测 定 如 : 挥 发 性 油 类 心 材 含 量 常 用 索 氏 提 取 法 测 定 微 胶 囊 尺 寸 胶 囊 大 小 可 用 显 微 镜 进 行 测 量, 也 可 用 别 的 粒 度 测 定 方 法 测 定 4
七 选 择 原 则 1 如 果 囊 心 是 亲 油 性 物 质, 一 般 宜 选 用 亲 水 性 聚 合 物 作 壁 材, 反 之 则 选 用 非 水 溶 性 物 质 2 包 囊 壁 材 在 包 覆 核 心 物 质 时, 具 有 成 膜 性 和 粘 着 力 3 包 壁 材 料 与 核 心 物 质 不 起 化 学 反 应, 同 时 考 虑 渗 透 性 吸 湿 性 溶 解 性 和 乳 化 性 4 包 壁 材 料 一 定 要 符 合 食 品 卫 生 要 求 5 材 料 要 来 源 广 泛, 易 得 成 本 比 较 低 廉 八 性 能 测 试 微 胶 囊 的 性 能 一 般 指 微 胶 囊 的 大 小 包 囊 层 厚 度 囊 心 物 的 质 量 百 分 数 包 囊 膜 的 渗 透 性 表 面 电 荷 密 度 微 胶 囊 的 形 态 等 影 响 微 胶 囊 性 能 的 因 素 有 :ph 离 子 强 度 搅 拌 速 度 温 度 表 面 活 性 剂 的 种 类 及 用 量 包 囊 材 料 的 性 能 囊 心 物 与 包 囊 材 料 的 比 率 包 囊 材 料 与 溶 剂 的 比 率 等 除 此 以 外, 对 于 释 放 型 微 胶 囊, 包 囊 膜 的 孔 洞 大 小 及 几 率 介 质 性 能 等 均 影 响 其 释 放 性 能 空 气 悬 浮 法 喷 雾 干 燥 法 喷 雾 凝 冻 法 物 理 法 真 空 蒸 发 沉 积 法 静 电 结 合 法 包 结 络 合 法 多 孔 离 心 法 界 面 聚 合 法 原 位 聚 合 法 化 学 法 微 胶 囊 化 的 方 法 第 三 节 微 胶 囊 的 主 要 制 备 方 法 分 子 包 囊 法 辐 射 包 囊 法 水 相 分 离 法 油 相 分 离 法 孔 膜 挤 压 法 物 化 法 熔 化 分 散 法 粉 末 床 法 囊 心 交 换 法 锐 孔 - 凝 固 浴 法 复 相 乳 液 法 ( 干 燥 浴 法 ) 物 理 法 : 物 理 法 是 利 用 物 理 和 机 械 原 理 的 方 法 制 备 微 胶 囊, 主 要 有 空 气 悬 浮 法 喷 雾 干 燥 法 包 结 络 合 法 等 化 学 法 : 主 要 利 用 单 体 小 分 子 发 生 聚 合 反 应 生 成 高 分 子 或 膜 材 料 并 将 芯 材 包 覆, 常 使 用 的 是 界 面 聚 合 法 和 原 位 聚 合 法 物 理 化 学 法 : 通 过 改 变 条 件 ( 温 度 ph 值 加 入 电 解 质 等 ) 使 溶 解 状 态 的 成 膜 材 料 从 溶 液 中 聚 沉 出 来 并 将 芯 材 包 覆 形 成 微 胶 囊, 具 体 有 凝 聚 法 油 相 分 离 法 干 燥 浴 法 熔 化 分 散 冷 凝 法 等 一 物 理 法 ( 一 ) 空 气 悬 浮 法 该 方 法 是 一 种 适 合 于 多 种 包 囊 材 料 的 微 胶 囊 化 技 术 其 工 艺 过 程 是 先 将 固 体 粒 状 的 囊 心 物 质 分 散 悬 浮 在 承 载 气 流 中, 然 后 在 包 囊 室 内 将 包 囊 材 料 喷 洒 在 循 环 流 动 的 囊 心 物 质 粒 子 上, 囊 心 物 质 粒 子 悬 浮 在 上 升 的 空 气 流 中, 并 靠 承 载 气 流 本 身 的 湿 度 调 节 来 对 产 品 实 行 干 燥 通 常 只 适 用 于 包 制 固 体 的 囊 心 物 质, 目 前 一 般 多 用 于 香 精 香 料 以 及 脂 溶 性 维 生 素 等 的 微 胶 囊 化 5
( 二 ) 喷 雾 干 燥 法 喷 雾 干 燥 是 食 品 工 业 中 应 用 最 普 遍 的 一 种 微 胶 囊 技 术 其 工 艺 过 程 经 济 且 灵 活, 所 使 用 的 设 备 适 应 性 强 产 品 质 量 好 喷 雾 干 燥 法 也 是 最 古 老 的 包 埋 方 法 之 一, 早 在 1930 年 就 已 应 用 于 香 料 的 包 埋 该 法 微 胶 囊 造 粒 的 原 理 是 : 首 先 制 备 乳 化 分 散 相, 即 把 芯 材 分 散 在 已 液 化 的 壁 囊 材 中 混 合 形 成 溶 液, 后 加 入 乳 化 剂, 热 分 散 体 系 经 均 质 变 成 水 包 油 型 乳 状 液, 最 后 进 行 喷 雾 干 燥 即 可 喷 雾 干 燥 法 喷 雾 干 燥 法 喷 雾 干 燥 法 的 工 艺 流 程 如 下 所 示 : 囊 材 和 囊 心 物 质 混 合 均 质 乳 化 乳 化 液 在 热 空 气 中 雾 化 和 干 燥 脱 水 微 胶 囊 产 品 喷 雾 干 燥 的 过 程 主 要 包 括 4 个 部 分 : 预 处 理 乳 化 部 分 均 质 部 分 喷 雾 干 燥 预 处 理 过 程 主 要 是 将 芯 材 与 壁 材 溶 液 混 合, 然 后 加 入 乳 化 剂, 经 均 质 后 形 成 水 包 油 的 乳 状 液, 此 溶 液 由 泵 送 入 喷 雾 干 燥 室, 溶 液 经 雾 化 后 形 成 微 小 的 球 状 颗 粒, 颗 粒 的 外 壁 为 水 溶 性 物 料 尽 管 喷 雾 干 燥 的 过 程 处 于 中 高 温, 但 在 造 粒 过 程 中 外 层 水 分 快 速 蒸 发 时, 芯 材 的 温 度 可 保 持 在 100 以 下, 物 料 受 热 时 间 一 般 为 几 秒 钟 喷 雾 干 燥 法 喷 干 法 制 造 微 胶 囊 的 过 程 中, 芯 材 与 壁 材 的 比 例 进 料 的 温 度 与 湿 度 干 燥 空 气 进 出 口 温 度 等 因 素 都 喷 雾 干 燥 法 喷 雾 干 燥 法 最 适 于 亲 油 性 液 体 物 料 的 微 胶 囊 化, 芯 材 的 憎 水 性 越 强. 包 埋 效 果 越 好 会 影 响 产 品 的 质 量 : 适 当 的 范 围 内 增 加 壁 材 含 量 可 以 大 幅 度 提 高 包 埋 率 进 料 温 度 不 能 太 高, 必 须 考 虑 到 低 沸 点 挥 发 成 分 的 挥 发 提 高 空 气 入 口 温 度 可 提 高 包 埋 率 降 低 表 面 的 挥 发 物 含 量, 且 进 料 的 固 形 物 含 量 越 高, 这 种 作 用 就 越 强 该 方 法 主 要 优 点 是 干 燥 速 率 高 时 间 短, 物 料 温 度 较 低, 对 干 喷 雾 干 燥 工 艺 来 说, 虽 然 采 用 较 高 温 度 的 干 燥 介 质, 但 是 液 滴 中 含 有 大 量 溶 剂 存 在 时, 物 料 的 表 面 温 度 一 般 不 超 过 热 空 气 的 湿 球 温 度, 因 此 非 常 适 用 于 热 敏 性 物 质 的 干 燥, 产 品 纯 度 高, 具 有 良 好 的 分 散 性 和 溶 解 性 ; 生 产 过 程 简 单, 操 作 控 制 方 便, 易 于 实 现 大 规 模 工 业 化 生 产 6
喷 雾 干 燥 法 缺 点 (1) 单 位 产 品 的 耗 热 量 大, 设 备 的 热 效 率 低 (2)) 干 燥 器 的 体 积 较 大, 基 建 费 用 高 (3)) 芯 材 有 可 能 残 存 在 微 胶 囊 的 表 面 因 此 存 在 被 氧 化 的 可 能, 而 氧 化 后 会 使 产 品 产 生 异 味 ( 三 ) 喷 雾 凝 冻 法 喷 雾 凝 冻 法 ( 喷 雾 冷 冻 法 与 喷 雾 冷 却 法 ) 与 喷 雾 干 燥 过 程 类 似, 不 同 点 主 要 有 以 下 两 点 : 干 燥 室 内 空 气 的 温 度 及 包 壁 材 料 的 选 用 一 般 的 喷 雾 干 燥 是 用 热 空 气 将 物 料 的 水 份 蒸 发, 而 冷 却 喷 雾 和 冷 冻 喷 雾 则 是 用 冷 空 气 将 干 燥 室 内 的 温 度 冷 却 到 室 温 或 所 需 冷 冻 温 度, 远 低 于 所 用 壁 材 如 脂 质 ( 硬 脂 酸 ) 或 蜡 质 的 凝 固 点 喷 雾 凝 冻 法 ( 喷 雾 冷 冻 法 与 喷 雾 冷 却 法 ) 对 于 冷 冻 喷 雾, 壁 材 一 般 选 用 某 种 植 物 油 或 其 衍 生 物, 也 可 选 用 其 他 类 型 的 脂 肪, 熔 点 在 45 ~ 122 的 硬 脂 酸 酯 具 有 提 高 微 胶 囊 产 品 的 分 散 性 并 有 一 定 的 乳 化 效 果 冷 冻 喷 雾 最 早 用 在 固 体 食 品 添 加 剂 的 包 埋, 如 硫 酸 亚 铁 酸 味 剂 维 生 素 固 体 香 精 敏 感 物 料 及 不 溶 于 一 般 溶 剂 中 的 特 殊 物 料 喷 雾 凝 冻 法 ( 喷 雾 冷 冻 法 与 喷 雾 冷 却 法 ) ( 四 ) 溶 剂 脱 水 法 这 两 种 工 艺 适 用 面 较 窄, 对 于 香 料 等 易 挥 发 或 对 热 特 别 敏 感 或 太 不 稳 定 易 氧 化 的 芯 材 适 合 在 低 温 下 使 溶 剂 去 除, 使 壁 材 凝 聚 形 成 微 胶 囊 水 溶 性 的 芯 材 如 矿 物 质 酶 水 溶 性 维 生 素 酸 味 剂 等 ; 固 体 芯 材 如 硫 酸 亚 铁 固 体 风 味 料 等 工 艺 原 理 就 是 首 先 将 含 有 一 定 包 囊 材 料 的 水 溶 性 囊 心 及 其 乳 化 液 制 成 均 匀 的 混 合 液, 然 后 再 将 这 种 液 体 混 合 到 一 定 的 极 性 溶 剂 中, 利 用 液 体 溶 剂 吸 收 微 囊 液 滴 中 的 水 分 从 而 达 到 干 燥 的 目 的, 最 终 形 成 一 种 结 构 坚 实 的 微 型 胶 囊 颗 粒 并 从 溶 液 中 沉 淀 出 来 7
溶 剂 脱 水 法 该 法 的 工 艺 流 程 如 下 所 示 : ( 五 ) 孔 膜 挤 压 法 这 是 一 种 在 低 温 条 件 下 进 行 的 微 囊 化 技 术 囊 材 ( 阿 拉 伯 胶 ) 和 囊 心 物 质 ( 调 味 香 料 ) 混 合 均 质 乳 化 乳 化 液 在 乙 醇 中 雾 化 和 干 燥 脱 水 微 胶 囊 产 品 主 要 特 点 : 整 个 的 工 艺 过 程 都 是 在 较 低 的 温 度 下 来 进 行 的, 而 且 还 能 在 人 为 控 制 的 纯 溶 剂 中 进 行, 目 前 主 要 用 于 那 些 热 敏 性 且 易 被 氧 化 的 一 些 香 料 的 粉 末 化 生 产 作 用 机 理 : 首 先 将 悬 浮 混 合 物, 经 过 一 系 列 的 孔 膜, 用 压 力 挤 压 到 一 种 盛 有 脱 水 液 的 水 溶 液 中, 当 被 经 过 孔 膜 挤 压 出 来 的 这 种 混 合 物 在 接 触 到 脱 水 液 体 时, 包 囊 材 料 便 发 生 硬 化 并 随 之 包 覆 在 囊 心 物 质 的 表 面 上, 然 后 再 从 脱 水 液 中 分 离 出 由 于 挤 压 所 形 成 的 细 丝, 对 其 进 行 干 燥 并 研 成 粉 末 状, 以 便 降 低 它 的 吸 湿 性, 这 样 便 形 成 了 初 产 品 孔 膜 挤 压 法 该 工 艺 特 别 适 用 于 那 些 对 热 不 稳 定 的 囊 心 物 质, 其 微 胶 囊 化 产 品 的 货 架 期 明 显 的 高 于 采 用 其 它 微 胶 囊 技 术 的 制 得 的 产 品 目 前 该 工 艺 主 要 用 于 生 产 微 胶 囊 化 的 香 科 及 色 素 等 ( 六 ) 包 结 络 合 法 包 结 络 合 法 这 是 一 种 利 用 β- 环 状 糊 精 作 为 载 体, 在 分 子 水 平 上 进 行 包 结 的 微 胶 囊 化 技 术 β- 环 状 物 精 分 子 是 由 7 个 葡 萄 糖 分 子 以 α-1,4 糖 苷 键 连 接 成 环 状, 分 子 呈 圆 柱 形, 表 面 是 亲 水 区, 内 有 一 个 中 空 的 近 似 圆 柱 形 的 疏 水 区 包 结 络 合 反 应 只 发 生 在 有 水 的 条 件 下, 水 分 子 占 据 了 环 状 糊 精 分 子 中 间 的 疏 水 区, 很 容 易 被 极 性 较 低 的 客 体 分 子 所 取 代, 从 而 进 行 包 埋 包 结 络 合 物 在 干 燥 的 条 件 下 很 稳 定, 在 人 体 口 腔 的 温 度 和 湿 度 条 件 下, 囊 心 物 质 易 被 释 放 该 工 艺 技 术 主 要 用 在 香 精 色 素 及 维 生 素 等 微 胶 囊 化 产 品 的 生 产 加 工 上 8
( 七 ) 流 化 床 喷 涂 法 流 化 床 喷 涂 法 此 法 又 称 为 空 气 悬 浮 包 埋 法 将 囊 心 颗 粒 置 于 流 化 床 中, 通 入 空 气 使 囊 心 分 散 悬 浮 在 承 载 空 气 中, 然 后 将 溶 解 或 熔 化 的 壁 材 通 过 雾 化 喷 头, 喷 洒 在 循 环 流 动 的 囊 心 粒 子 上, 并 沉 淀 于 表 面, 经 过 反 复 多 次 循 环, 形 成 厚 度 适 中 均 匀 的 壁 膜 流 化 床 喷 涂 法 在 包 覆 芯 材 的 过 程 中 壁 材 分 布 均 匀, 从 而 减 少 了 壁 材 的 用 量, 包 埋 率 可 高 达 98 %~99 %, 但 所 得 的 颗 粒 较 大, 粒 径 一 般 在 50~5 5 000μm 之 间, 它 可 成 功 地 对 大 小 不 同 形 状 不 规 则 的 固 体 颗 粒 进 行 包 埋 二 化 学 法 ( 一 ) 界 面 聚 合 法 此 方 法 是 将 芯 材 乳 化 或 分 散 在 一 个 有 壁 材 的 连 续 相 中, 然 后 在 芯 材 的 表 面 是 通 过 单 体 聚 合 反 应 而 形 成 微 胶 囊 参 加 聚 合 反 应 的 单 体, 一 种 是 水 溶 性 的, 另 一 种 是 油 溶 性 的, 它 们 分 别 位 于 囊 心 液 滴 的 内 部 和 外 部, 并 在 囊 心 液 滴 的 表 面 上 反 应 形 成 聚 合 物 薄 膜 利 用 界 面 聚 合 法 可 以 使 疏 水 性 材 料 的 溶 液 或 分 散 液 微 胶 囊 化, 也 可 以 使 亲 水 性 材 料 的 溶 液 或 分 散 液 微 胶 囊 化 界 面 聚 合 法 ( 二 ) 原 位 聚 合 法 在 界 面 聚 合 法 微 胶 囊 化 过 程 中, 连 续 相 与 分 散 相 均 必 须 提 供 反 应 单 体, 一 些 易 变 的 不 稳 定 的 材 料 不 适 宜 应 用 界 面 聚 合 法 微 胶 囊 化 界 面 聚 合 法 微 胶 囊 化 产 品 很 多, 例 如 微 胶 囊 化 甘 油 水 药 用 润 滑 油 胺 酶 血 红 蛋 白 等 此 方 法 是 将 反 应 单 体 与 引 发 剂 全 部 加 入 分 散 相 或 连 续 相 中, 由 于 单 体 在 单 一 相 中 是 可 溶 的, 而 聚 合 物 在 整 个 体 系 中 是 不 可 溶 的, 所 以 聚 合 反 应 在 分 散 相 上 发 生 聚 合 单 体 首 先 形 成 预 聚 体, 最 终 在 芯 材 表 面 形 成 胶 囊 外 壳 9
原 位 聚 合 法 三 物 理 化 学 法 界 面 聚 合 法 与 原 位 聚 合 法 的 主 要 区 别 在 于 : 在 界 面 聚 合 法 微 胶 囊 化 的 过 程 中, 分 散 相 和 连 续 相 两 者 均 要 能 够 提 供 单 体, 而 且 两 种 以 上 不 相 容 的 单 体 分 别 溶 解 在 不 相 容 的 两 相 中 而 对 于 原 位 聚 合 法 来 说, 单 体 仅 由 分 散 相 或 者 连 续 相 中 的 一 个 相 提 供 ( 一 ) 凝 聚 法 凝 聚 法 又 称 相 分 离 法, 指 在 囊 心 物 质 与 包 囊 材 料 的 混 合 物 中, 加 入 另 一 种 物 质 或 溶 剂 或 采 用 其 他 适 当 的 方 法, 使 包 囊 材 料 的 溶 解 度 降 低, 使 其 自 溶 液 中 凝 聚 出 来 产 生 一 个 新 的 相, 故 叫 做 相 分 离 凝 聚 法 此 法 一 般 按 以 下 三 步 进 行 : 制 备 三 种 不 相 溶 的 化 学 相 囊 膜 的 沉 积 囊 膜 的 固 化 凝 聚 法 凝 聚 法 的 工 艺 流 程 如 下 所 示 : 囊 材 ( 阿 拉 伯 胶 明 胶 ) 和 囊 心 物 质 ( 调 味 香 料 ) 混 悬 液 或 乳 浊 液 ( 油 / 水 ) 凝 聚 沉 降 固 化 微 胶 囊 产 品 凝 聚 法 凝 聚 法 : 芯 材 分 散 壁 材 包 覆 凝 聚 法 的 包 埋 率 很 高, 可 达 85%~ %~90% 但 其 操 作 成 本 高, 且 共 聚 合 反 应 的 敏 感 性 使 得 操 作 难 度 大, 另 一 限 制 因 素 是 难 以 找 到 食 品 工 业 允 许 的 合 适 壁 材, 是 一 种 在 食 品 工 业 中 有 潜 在 作 用 的 包 埋 技 术 此 法 目 前 多 用 于 一 些 亲 水 性 的 物 质 的 微 胶 囊 化 10
( 二 ) 熔 化 分 散 冷 凝 法 熔 化 分 散 冷 凝 法 这 是 利 用 蜡 状 物 质 在 受 热 时 独 特 性 质 来 实 现 微 胶 囊 化 的 一 种 方 法 该 法 可 分 为 : 液 态 介 质 中 微 胶 囊 化 气 态 介 质 中 微 胶 囊 化 和 应 用 锐 孔 成 形 微 胶 囊 化 3 种 类 型 ( 三 ) 粉 末 床 法 粉 末 床 法 该 法 是 利 用 液 滴 可 以 润 湿 细 小 的 固 体 粉 末 并 在 液 滴 周 围 形 成 一 定 厚 度 的 壁 膜 的 原 理 来 制 备 微 胶 囊 的 一 般 液 滴 是 从 粉 末 层 的 上 方 落 下 来, 所 以 通 常 将 此 法 称 为 粉 末 床 法 第 四 节 微 胶 囊 的 释 放 一 微 胶 囊 释 放 的 时 间 立 即 延 时 二 微 胶 囊 释 放 的 机 理 与 方 法 三 微 胶 囊 的 释 放 的 模 型 二 微 胶 囊 释 放 的 机 理 与 方 法 机 理 通 过 囊 壁 膜 扩 散 释 放 囊 膜 破 裂 释 放 出 芯 材 囊 膜 降 解 而 释 放 出 芯 材 方 法 机 械 方 法 ( 加 压 破 碎 摩 擦 ) 加 热 燃 烧 熔 化 电 磁 用 酶 溶 剂 或 水 使 壁 材 溶 解 三 微 胶 囊 释 放 的 模 型 微 胶 囊 释 放 的 零 级 模 型 零 级 模 型 一 级 模 型 时 间 平 方 根 倒 数 模 型 囊 心 物 释 放 速 度 10 8 6 4 2 dm t = dt k 0 0 0 5 10 15 20 时 间 11
微 胶 囊 释 放 的 一 级 模 型 微 胶 囊 释 放 的 方 根 倒 数 模 型 囊 心 物 释 放 速 度 120 dm t = k1( M 0 M t ) dt 100 dm M ( k t ) 80 t = 0 exp dt 1 60 40 20 0 0 50 100 150 200 时 间 囊 心 物 释 放 速 度 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 dm t 0 dt k = t 0 20 40 60 80 100 120 时 间 第 五 节 微 胶 囊 技 术 在 食 品 工 业 中 的 应 用 第 五 节 微 胶 囊 技 术 在 食 品 中 应 用 一 食 品 及 原 料 的 微 胶 囊 二 食 品 添 加 剂 的 微 胶 囊 三 营 养 强 化 剂 的 微 胶 囊 一 食 品 及 原 料 的 微 胶 囊 1. 粉 末 油 脂 微 胶 囊 化 能 够 对 油 脂 进 行 有 效 的 保 护, 降 低 在 保 存 过 程 中 的 氧 化 哈 败, 而 且 极 大 地 提 高 油 脂 的 使 用 方 便 性, 最 广 泛 应 用 的 粉 末 油 脂 是 人 们 熟 悉 的 咖 啡 伴 侣, 产 品 的 保 质 期 可 达 一 年 此 外, 深 海 鱼 油 小 麦 胚 芽 油 γ- 亚 麻 酸 DHA EPA 等 含 高 度 不 饱 和 脂 肪 酸 的 油 脂 易 氧 化 变 质, 而 且 带 有 特 殊 腥 味 或 异 味 通 过 微 胶 囊 化 使 其 成 为 固 体 粉 末, 不 但 能 有 效 降 其 氧 化 变 质 的 可 能, 而 且 异 味 也 得 以 掩 蔽 (1) 核 桃 油 的 微 胶 囊 ( 锐 孔 - 凝 固 浴 法 ) 壁 材 为 海 藻 酸 钠, 浓 度 为 1.5%, 芯 材 为 核 桃, 与 壁 材 的 配 比 为 3.6:1,, 乳 化 剂 为 单 甘 酯, 浓 度 为 0.2%, 乳 化 温 度 为 60~70 70,, 凝 固 浴 CaCl 2 的 浓 度 为 2%, 包 埋 率 为 86.3% (2) 棕 榈 油 的 微 胶 囊 ( 喷 雾 干 燥 法 ) 壁 材 为 麦 芽 糊 精 和 酪 蛋 白 酸 钠, 芯 材 : 壁 材 =35= 35:65,, 加 水 量 ( 相 对 于 固 形 物 倍 数 )1.2 倍, 乳 化 剂 用 量 ( 以 固 形 物 计 )1.25%, 单 甘 酯 : 蔗 糖 酯 =4.5= 4.5:1,, 酪 蛋 白 酸 钠 最 佳 用 量 ( 以 固 形 物 计 )4%,) 乳 化 温 度 70-80,, 包 埋 率 98.05%, 产 品 含 水 量 2.0%, 溶 解 性 和 流 动 性 能 良 好 12
2. 粉 末 酒 类 将 酒 类 微 胶 囊 化, 去 除 酒 中 最 大 的 组 分 水, 保 留 酒 中 有 效 成 分 醇 和 酯, 制 成 粉 末 状 微 胶 囊 形 式, 可 以 极 大 地 降 低 酒 类 产 品 的 贮 藏 和 运 输 成 本, 只 需 在 饮 用 前 加 水 溶 解 复 原 即 可, 非 常 适 合 于 作 为 旅 行 食 品 等 利 用 喷 雾 冻 凝 法 生 产 粉 末 酒 的 工 艺 过 程 是 : 在 18kg 原 料 酒 中 添 加 5.7kg 明 胶 和 5.9kg 麦 芽 糊 精, 升 温 至 35~40 40 促 使 壁 材 均 匀 溶 解, 形 成 胶 囊 化 初 始 溶 液 ; 在 -40 以 下 喷 雾 冻 结, 并 于 冻 结 状 态 下 进 行 真 空 干 燥 原 酒 的 酒 精 含 量 为 51.3%, 成 品 的 含 量 为 44% 3.. 固 体 饮 料 饮 料 中 总 固 体 的 含 量 一 般 不 超 过 10%, 饮 料 中 的 水 占 据 了 产 品 包 装 运 输 的 绝 大 部 分, 固 体 饮 料 则 能 克 服 这 一 缺 点, 而 且 可 以 长 期 保 存 市 场 上 常 见 的 果 珍 雀 巢 柠 檬 茶 菊 花 晶 高 乐 高 等 都 属 于 固 体 饮 料 二 食 品 添 加 剂 的 微 胶 囊 1. 粉 末 香 精 粉 末 香 精 已 广 泛 用 于 固 体 饮 料 固 体 汤 料 快 餐 食 品 和 休 闲 食 品 中, 能 起 到 减 少 香 味 损 失 延 长 留 香 时 间 的 作 用 如 焙 烤 制 品 在 高 温 焙 烤 时 香 料 易 被 破 坏 或 蒸 发, 形 成 微 胶 囊 后 香 料 的 损 失 大 为 减 少, 如 果 制 成 多 层 壁 膜 的 微 胶 囊, 而 且 外 层 为 非 水 溶 性 壁 材, 那 么 在 烘 烤 的 前 期 香 料 会 受 到 保 护, 仅 在 到 达 高 温 时 才 破 裂 释 放 出 香 料, 因 而 可 减 少 香 料 的 分 解 损 失 糖 果 食 品, 特 别 是 口 香 糖 需 要 耐 咀 嚼, 常 使 用 含 溶 剂 少 的 高 浓 度 香 料 微 胶 囊 固 体 汤 粉 调 味 品 中, 使 用 微 胶 囊 形 式 的 固 体 香 辛 料 可 以 把 葱 蒜 等 的 强 刺 激 气 味 掩 盖 起 来 肉 桂 醛 微 胶 囊 ( 喷 雾 干 燥 法 ) 的 壁 材 为 阿 拉 伯 胶 和 麦 芽 糊 精, 两 者 的 最 佳 质 量 配 比 为 1:1, 乳 化 剂 为 单 甘 酯, 最 佳 用 量 为 0.4%, 最 佳 固 形 物 质 量 分 数 为 40%; 芯 材 与 壁 材 的 配 比 为 lml:10g 10g 最 佳 喷 雾 干 燥 条 件 为 : 进 风 温 度 225,, 出 风 温 度 82 2. 食 用 色 素 的 微 胶 囊 (1) 番 茄 红 素 微 胶 囊 ( 喷 雾 干 燥 法 ) 蔗 糖 和 食 用 明 胶 为 壁 材, 质 量 比 为 9:1,, 芯 材 : 壁 材 =1:14= 14 壁 材 以 400mL 蒸 馏 水 溶 解, 番 茄 红 素 用 氯 仿 溶 解, 氯 仿 用 量 为 1g 番 茄 红 素 溶 于 10mL 氯 仿 ; 均 质 30min,, 在 均 质 的 同 时 将 氯 仿 挥 发 掉, 再 将 此 乳 化 液 溶 于 水, 使 其 固 形 物 含 量 为 10%~ %~15% 喷 雾 干 燥 进 风 温 度 为 120~ 140,, 出 风 温 度 为 80~100 100 (2) 亚 硝 基 亚 铁 血 色 原 微 胶 囊 ( 喷 雾 干 燥 法 ) 该 色 素 的 微 胶 囊 壁 材 最 佳 组 合 为 : 麦 芽 糊 精 55%, %,β- 环 糊 精 25 %, 阿 拉 伯 胶 20%, 芯 材 与 壁 材 的 比 例 为 2:98; ; 喷 雾 干 燥 造 粒 工 艺 条 件 为 : 进 风 温 度 200,, 出 风 温 度 80 3. 抗 氧 化 剂 的 微 胶 囊 (1)) 尼 泊 金 丙 酯 微 胶 囊 ( 喷 雾 干 燥 法 ) 壁 材 的 最 佳 组 合 为 : 阿 拉 伯 胶 25%, 微 孔 淀 粉 25%, 玉 米 糖 浆 50%; 芯 材 与 壁 材 比 例 为 55:45 45,, 均 质 压 力 30MPa; ; 微 胶 囊 喷 雾 干 燥 工 艺 条 件 为 : 进 料 温 度 55~60 60,, 进 风 温 度 180~190 190,, 出 风 温 度 90 左 右, 包 埋 率 74% (2)BHT 微 胶 囊 ( 包 接 络 合 法 ) 以 β- 环 糊 精 为 壁 材, 以 抗 氧 化 剂 BHT 为 芯 材, 芯 材 与 壁 材 的 最 佳 比 例 为 12:88 88; ; 在 β- 环 糊 精 中 加 入 少 量 水, 使 β- 环 糊 精 形 成 均 匀 的 糊 状 物, 然 后 将 溶 于 有 机 溶 剂 的 BHT 加 入, 进 行 超 声 波 处 理, 最 适 处 理 时 间 为 30min,, 最 后 干 燥 得 到 产 品 β- 环 糊 精 微 胶 囊 BHT 对 提 高 油 脂 抗 氧 化 能 力 有 明 显 作 用 13
4.. 甜 味 剂 微 胶 囊 ( 粉 末 床 法 ) 甜 味 剂 微 胶 囊 化 后 的 吸 湿 性 大 为 降 低, 而 且 微 胶 囊 的 缓 释 作 用 能 使 甜 味 持 久 阿 斯 巴 甜 在 可 乐 等 酸 性 饮 料 中 不 稳 定, 易 于 水 解, 在 烘 烤 食 品 中 应 用 也 会 因 羰 胺 反 应 损 失 而 使 甜 味 减 弱, 制 成 微 胶 囊 后 稳 定 性 可 显 著 提 高 制 备 过 程 : 将 粒 度 为 20μm 的 500g 阿 斯 巴 甜 与 150g 聚 乙 烯 吡 咯 烷 酮 混 合, 在 30 的 粉 末 床 中 流 化, 并 在 10min 内 喷 入 250mL 水 造 粒, 然 后 干 燥 40min, 将 其 中 粒 度 在 50~350 350μm 部 分 颗 粒 进 行 涂 层 包 埋, 涂 层 材 料 是 熔 点 为 85 的 氢 化 蓖 麻 油, 用 量 为 500g 颗 粒 喷 涂 1400g 熔 融 的 氢 化 蓖 麻 油 5.. 酸 味 剂 微 胶 囊 酸 味 剂 有 增 加 风 味 延 长 保 质 期 的 作 用, 但 有 时 酸 味 剂 会 与 食 品 中 的 某 些 成 分 发 生 化 学 作 用, 使 食 品 的 风 味 损 失, 色 素 分 解, 淀 粉 食 品 的 货 架 期 缩 短 茶 叶 中 加 入 酸 味 剂 后 会 与 茶 叶 中 的 单 宁 起 反 应, 并 使 茶 叶 褪 色 将 酸 味 剂 制 成 微 胶 囊, 使 其 与 食 品 中 其 他 成 分 隔 离, 对 酸 敏 感 的 成 分 便 可 不 受 其 影 响 酸 味 剂 的 微 胶 囊 通 常 使 用 氢 化 油 脂 脂 肪 酸 等 蜡 质 材 料 为 壁 材, 在 食 品 加 工 的 后 期 加 入 食 品 中, 微 胶 囊 受 热 熔 化 时 才 释 放 6.. 防 腐 剂 微 胶 囊 食 品 防 腐 剂 微 胶 囊 化 可 以 达 到 缓 释 延 长 防 腐 作 用 时 间 减 少 对 人 毒 性 的 目 的 三 营 养 强 化 剂 的 微 胶 囊 山 梨 酸 的 酸 性 对 食 品 性 能 会 有 影 响, 而 且 长 期 暴 露 在 空 气 中 易 于 氧 化 变 色 采 用 硬 化 油 脂 为 壁 材 形 成 微 胶 囊 后, 既 可 避 免 山 梨 酸 与 食 品 直 接 接 触, 又 可 利 用 微 胶 囊 的 缓 释 作 用, 缓 慢 释 放 出 防 腐 剂 起 到 杀 菌 作 用 乙 醇 在 低 ph 值 条 件 下, 即 使 量 很 低 也 有 很 好 的 防 腐 效 果, 将 其 微 胶 囊 化, 附 在 食 品 包 装 内, 其 缓 慢 释 放 的 蒸 气 有 很 好 的 杀 菌 作 用, 而 且 对 人 体 无 任 何 毒 害 作 用 1.. 大 豆 磷 脂 微 胶 囊 ( 喷 雾 干 燥 法 ) 称 取 100g 粉 末 状 大 豆 磷 脂, 加 入 1000mL 温 水 搅 拌 乳 化 后, 在 40 水 浴 恒 温 下 加 入 100g 微 孔 淀 粉 在 搅 拌 下 进 行 吸 附, 然 后 缓 慢 加 入 10% % 明 胶 溶 液 400mL,, 定 容 至 1500mL,, 充 分 混 合 均 匀 喷 雾 干 燥 工 艺 条 件 为 : 进 料 温 度 50~ 60,, 进 风 温 度 160 左 右, 出 风 温 度 90 左 右 2. 薏 苡 仁 酯 微 胶 囊 ( 锐 孔 凝 固 浴 法 ) 壁 材 : 海 藻 酸 钠, 初 始 溶 液 的 质 量 浓 度 为 10g/ L; ; 芯 材 : 薏 苡 仁 酯 ; 芯 材 / 壁 材 的 质 量 之 比 为 0.6:1,, 乳 化 剂 在 壁 材 与 芯 材 乳 化 分 散 液 中 的 质 量 浓 度 为 单 甘 酯 1g/L,, 蔗 糖 酯 0.5g/L; ; 固 化 液 : 质 量 浓 度 为 10g/L 的 CaCl 2 芯 材 和 壁 材 乳 化 液 保 持 在 50~60 60,, 分 散 注 入 冷 却 的 CaCl 2 固 化 液 中 形 成 微 胶 囊, 并 在 4 左 右 的 低 温 下 固 化 10min,, 筛 分 分 离 后 用 清 水 洗 去 胶 囊 表 面 的 CaCl 2 残 留, 脱 水 后 的 微 胶 囊 置 于 45 恒 温 箱 中 干 燥 至 质 量 恒 定 用 该 工 艺 条 件 制 得 的 微 胶 囊 产 品, 薏 苡 仁 酯 的 包 埋 率 达 81.8% 3.. 生 产 天 然 维 生 素 E 微 胶 囊 ( 喷 雾 干 燥 法 ) 原 料 配 比 为 : 天 然 维 生 素 E 30%~ %~40%, 壁 材 55%~ %~65%, 乳 化 剂 4%~5%, %, 稳 定 剂 0.5% 一 1.2%, 芯 材 与 壁 材 之 比 为 0.6:1; ; 最 佳 均 质 压 力 为 35~40MPa 40MPa,, 最 佳 喷 雾 干 燥 条 件 为 进 料 温 度 50 60 60,, 进 风 温 度 190,, 出 风 温 度 75 壁 材 的 配 比 为 : 明 胶 32%, 酪 蛋 白 酸 钠 16%, 糊 精 35%, 乳 糖 17%, 产 品 包 埋 率 为 95.4% 14
4. 肠 溶 性 双 歧 杆 菌 的 微 胶 囊 ( 空 气 悬 浮 干 燥 法 ) 5.. 植 物 甾 醇 酯 微 胶 囊 ( 喷 雾 干 燥 法 ) 与 双 歧 杆 菌 具 有 生 物 相 容 性 及 肠 溶 性 的 壁 材 有 丙 烯 酸 聚 合 物, 这 类 材 料 中 甲 基 丙 烯 酸 和 甲 基 丙 烯 酸 甲 酯 或 乙 酯 的 共 聚 物 在 改 变 聚 合 比 例 时, 可 得 到 不 同 溶 解 性 能 的 囊 衣 材 料 将 菌 粉 悬 浮 于 由 流 化 床 产 生 的 承 载 气 流 中 在 包 衣 室 中 呈 沸 腾 状, 压 缩 空 气 通 过 气 流 环 隙 时 造 成 的 真 空 将 囊 液 压 出 喷 嘴, 雾 化 形 成 的 微 液 滴 使 菌 粉 润 湿, 待 溶 剂 挥 发 后 聚 合 物 在 菌 粉 表 面 形 成 囊 衣, 被 包 埋 的 颗 粒 随 气 流 在 干 燥 室 反 复 循 环, 同 时 完 成 包 囊 和 固 化 的 过 程 进 气 温 度 的 控 制 以 有 机 溶 剂 尽 快 挥 发 又 不 致 于 使 菌 体 失 活 为 原 则, 制 得 的 双 歧 杆 菌 微 胶 囊 具 有 肠 溶 性, 可 使 胃 酸 免 受 破 坏 壁 材 的 配 比 为 : 明 胶 30%, 酪 蛋 白 酸 钠 18 %, 糊 精 35.5%, 黄 原 胶 l%, 乳 糖 15.5% 原 料 配 比 为 : 植 物 甾 醇 酯 30%~ %~40%, 乳 化 剂 1%~2%, %, 稳 定 剂 0.5%~ %~1.2%, 壁 材 58 %~68 68%, 芯 材 与 壁 材 之 比 为 0.6:1; ; 最 佳 均 质 压 力 为 35~40MPa 40MPa; ; 喷 雾 干 燥 工 艺 条 件 为 : 进 风 温 度 195,, 出 风 温 度 75,, 进 料 温 度 55~65 65 性 状 分 析 表 明, 微 胶 囊 型 植 物 甾 醇 酯 的 水 溶 性 流 动 性 分 散 性 及 稳 定 性 等 性 能 指 标 良 好 6.. 微 量 元 素 微 胶 囊 铁 盐 是 重 要 的 营 养 强 化 剂, 但 是 亚 铁 盐 特 别 是 硫 酸 亚 铁 异 味 非 常 严 重, 难 以 直 接 入 口, 而 且 硫 酸 亚 铁 对 胃 壁 有 较 强 的 刺 激 作 用, 一 般 需 要 用 硬 化 油 脂 包 埋 成 微 胶 囊 后 食 用 锌 元 素 也 需 要 包 埋 成 微 胶 囊 微 胶 囊 化 对 稳 定 维 生 素 C 有 极 佳 的 作 用, 如 在 食 品 含 水 量 为 15 %, 温 度 85~95 95 条 件 下, 维 生 素 C 微 胶 囊 的 保 存 率 在 95% 以 上, 而 在 同 样 条 件 下 对 照 组 维 生 素 C 保 存 率 仅 42%~ %~49 % 维 生 素 A 维 生 素 D 有 令 人 不 愉 快 的 气 味 和 味 道, 并 在 消 化 过 程 中 易 被 胃 液 破 坏, 通 常 使 用 乙 基 纤 维 素 或 邻 苯 二 甲 酸 乙 酸 纤 维 素 酯 这 类 不 溶 于 酸 的 壁 材 制 成 肠 溶 微 胶 囊, 以 利 人 体 对 维 生 素 A 维 生 素 D 和 钙 质 的 吸 收 将 维 生 素 C 和 亚 铁 盐 等 先 进 行 微 胶 囊 化 处 理, 制 成 维 生 素 C 亚 铁 补 血 奶 粉, 解 决 了 维 生 素 C 和 亚 铁 盐 在 贮 存 的 过 程 中 极 易 被 氧 化 变 色 等 技 术 难 题 ; 15