微胶囊化技术在食品工业中的应用
现代微胶囊技术在食品工业中的应用
现代微胶囊技术在食品工业中的应用早在本世纪初,人们就设想利用天然高分子材料对微小液滴进行包埋,达到对某种产品不流失、不挥发、易贮存、易运输的目的。
经过多年的实验,直至50年代初期National Cash Register company才成功地以微胶囊化技术制成“不需碳粉的复写纸”产品。
随着科技进步,微胶囊化技术得以迅速发展。
目前已广泛应用于食品、医药、轻工、农业、香料、石化、生物技术等领域。
所谓微胶囊技术, 就是利用一些可成膜的物质——天然或合成的高分子材料(通常称为壁材),对核心物质——固体、液体或气体等(通常称为芯材),包埋在一微小且封闭的囊体内的一种技术[1]。
微胶囊化技术具有独特的功能特点,能有效地提高食品的产品质量,解决了食品加工领域中某些古老难题,把食品工业的发展带进了一个新的领域,展现出其美好的前景。
1 微胶囊的基本特点及主要技术方法微胶囊是将被包埋物作为芯材,外面聚合物作为壁壳的微容器或包装体。
微胶囊的大小为5～200μｍ,囊壁的厚度一般在0 2μｍ至几微米内,在特定的条件下,囊壁所包埋的组分可以在控制的速率下释放。
在食品工业中,为了获得特殊的胶囊化产品,关键就是要选择好具有该特性的壁材。
目前在食品工业中最常用的壁材为植物胶、阿拉伯胶、海藻酸纳、卡拉胶、琼脂等,其次是淀粉及其衍生物,如各种类型的糊精、低聚糖。
此外还有蛋白质类、油脂类等。
在微胶囊化技术中,要根据不同芯材的要求,选择适当的壁材,可达到改变物态、体积和质量,控制释放和降低物质挥发性,隔离活性成份以及保护敏感物质等功能。
目前还没有一种完善的分类方法可以系统地包括所有的微胶囊技术方法,因为许多微胶囊化方法都是两种或两种以上方法的综合。
微胶囊化大致可分为化学法、物理化学法和机械法,具体方法有20多种,如喷雾干燥法、喷雾冷冻法、喷雾冷却法、空气悬浮法(又称沸腾床法)、真空蒸发沉积法、多孔离心法、静电结合法、单凝聚法、复合凝聚法、油脂分离法、挤压法、锐孔法、粉末床法、熔融分散法、复相乳液法、界面聚合法、原位聚合法、分子包埋法和幅射包埋法等。
微胶囊的制备技术及其在食品工业中的应用
微胶 囊的制备技 术及 其在食 品工 业 中的应 用
蒋义意 （ 浙江工 业大学药 学院 杭州 ３ １ ０ ０ ３ ２ ）
摘要 ： 微胶 囊技术是 ２ １ 世 纪高新技 术之一 ， 广泛应 用于不 同领域。本文 阐述 了微胶 囊的制备 方法 、 原理和载体 ， 同时介 绍 了微 胶 囊技术在食品工业 中的应用。 关键词 ： 微胶 囊 囊材 制 备 方 法 应 用 中图分类号 ： Ｔ Ｓ ２ ０ １ ． １ 文献标识码 ห้องสมุดไป่ตู้ Ｂ 文章编号 ： １ ６ ７ ２ — ８ ３ ５ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ７ — ０ ０ ６ ４ — ０ ２
微胶囊 （ Ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｃ ａ ｐ ｓ ｕ ｌ ｅ ） 是以天然或合成 的高分子材料作为 感的药物 ） ， 临界压力较低 （ 可降低设备成本 、 增加安全性 ） 。在 压力 的微小变化 ， 就可 以改变其 密度 ， 囊材， 通过化学法 、 物理法或物 理化学法将 一种活性 物质 （ 囊 接近 临界状态 时温度 、 心） 包裹 起来形成具有半透性或密封囊膜的微型胶囊 。通常制 从而改变其溶解能力 ，可用 于多成分 药物 中某种特定成 分的 备 的微胶囊粒 子大小 在 ５ ￣ ２ ０ ０ １ ￣ ｍ范 围 ，囊 壁的厚 度在 ０ ． ２ ～ 分离 、 聚合物 与单体 的分离或者残余 有机溶剂 的去 除。 这种方 一步完成 ） ， 而且溶剂等能够循 环使用 ， 具有 明显 １ ０ ｐ ， ｍ不等【 １ １ 。 如果选用的囊材具有半透性 ， 则液体囊芯和水溶 法不仅简便 （ 性 囊芯可以通过溶解 、渗透和扩散的过程 ，透过膜 壁释放 出 的经济效益和环保价值。 来， 释放速度 可通过改变 壁材 的化 学组成 、 厚度 、 硬度 和孔径 ２微胶囊技术在食 品中的应用 大小等加以控制， 一般采用 电镜 扫描法测定微胶囊结构。微胶 微胶 囊技术是从 传统胶囊 化技术 的基础 上发展起 来 的。 囊技术遵循这样的原则 ：针对不 同芯材物质及 其用途选用一 微胶囊化 是近 ４ ０年来应用 于药物 和食 品的新工艺 、新技术 。 种或几种复合的壁材对其进行包覆 。 一般情况下 ， 水溶性壁材 在 ２ ０世纪 ７ ０年代 的时候制备工艺 已经趋 于成 熟 ，应用范 围 适合油溶性 芯材 ， 而油溶性 壁材 大多适合水溶性芯材 。 也随之不断扩大 ， 已给许 多行业 带来 了极 大的革新和进步 ， 特 １ 微胶 囊技术 别是食 品工业 。 １ ． １ 微胶囊技 术的功 能特点 ： 微胶囊化后 的微粒 ， 由于外表 有 ２ ． １各种 食用及 功能性油脂 ： 由于传统油脂 独特性 质 ， 给生产 保护层 ， 可以避免光照 、 加热 、 氧接触等外界环境 的影 响 ， 它具 和运输带来诸多不便 ，特别是对于具有高 度不饱和脂肪酸 的 有 以下几个特 点［ ２ １ ： ①掩 盖药物 的不 良气味 和 口味 ； ②提高 药 油脂 ， 其在 加工贮存 中极易被 氧化 ， 在光和高 温的条件下 ， 很 物 的稳定性 ； ③防止药物在 胃内失活或减少对 胃的刺激性 ； ④ 容易发生油脂 的过氧化 ， 影 响到油脂 的风味 。服用了过氧化的 使液态药物 固定化便 于应用 与贮 存 ； ⑤减少药 物的配伍变化 ； 油脂会引起机 体的氧化 ， 从而引发癌症 和人体衰老 。 另外 ， ⑥可 制备缓释 或控释制 剂 ； ⑦ 使药物浓 集于靶 区 ， 提高疗效 ， 油脂 的流动性差 ，给调料和 汤料在包装 和食用时带来很 大不 降低毒副作用 ； ⑧可将活细胞或生物活性 物质包囊 。 便 。经微胶囊化处理可将油脂制成粉末 ， 克服 了油脂本身的缺 １ ． ２微胶囊方法 的概述 ：微胶囊 的制备方法可 归纳为三类 ， 一 点 。因此微胶囊化 的粉末油脂是 当今 食品行业研究 的热 点之 目前 ， 我 国研究人 员已成功地将鱼油［ ５ １ 、 玉米胚芽油［ ６ １ 、 棕榈 类 主要应用物 理化学方 法 ， 包 括相分离 法（ 包 括单凝 聚法 、 复 凝 聚法 、 溶剂一 非溶剂法 、 改变温度法 、 液中干燥 法 ） ； 二类是物 油７ １ 、 核桃 油［ ８ １ 、 芝麻 油［ ９ １ 、 亚麻油【 Ｏ ｌ 等通过微 胶囊 转化形成 高度 理 机械法 ， 它包括 喷雾 干燥 法 、 喷雾凝结法 、 流化床包衣法 、 多 流散性粉末油脂。 孔 离心法 、 超 临界流体法 ； 另一 类是化学 法 ， 包 括界 面缩 聚法 ２ ． ２在多不饱和脂肪酸 中的应用 ： 油脂 中的主要成分 是多不饱 和辐 射交联法 。用于食品工业 的主要有 以下几种 ， 如 喷雾干燥 和脂肪酸 ， 它对光 、 温度 、 氧气敏感 。因此对于微胶囊化不饱和 法、 喷雾冻凝法 、 复凝聚法等。 脂肪 酸的研究 主要 是对 油脂 的包 埋 ， 由于现 在的条件有 限 ， 很 １ ． ２ ． １ 喷雾干燥法 ： 喷雾 干燥法具有技术成 熟 、 成本 低 、 工艺条 难获得纯 的多不饱 和脂肪酸 ，因此单一 的不饱 和脂 肪酸的微 件容易控制 、 产 品粒度 均匀 、 产 品易溶 于水 等特点 ［ ３ １ ， 它是 目前 胶囊 化的研究 仍处 于初级阶段。 目前常采用菌 种诱 变发酵 的 食品工业 中使用最多 的方法 ，也是微胶囊制造 方法 中最为广 方 法获得不饱 和脂肪 酸 ， 目前 已有对 Ｄ Ｈ Ａ、 亚麻 酸『 １ １ １ 、 共 轭亚 泛的方法。喷雾干燥法制备微胶囊 只要考察 以下三个方面 ： ① 油酸 以及 花生四烯酸㈣等的研究 ， 其微胶囊化 产率（ ＭＥ Ｙ） 和 壁材的选择 ； ②乳 化工艺的选择 ； ③喷雾干燥条 件的筛选 。影 效率 （ ＭＥ Ｅ） 已达到较高水平 。 响喷雾干燥微胶囊化过程 的主要条件是壁材 的组成和干燥性 ２ ． ３ 在香精香料 中的应用 ： 目前 国内应用微胶囊 化技术最广泛 质、 芯材的分子量 、 乳状 液的黏度 、 芯壁 比例 和壳层 的孔隙度 。 的领域是 对各种香精香料的微胶囊化。香精 、 天然香料提取的 喷雾干燥法 的原理是在一定条件下 ，将芯 材物质与壁材 物质 精油和油树脂及风味物质都具有较强 的挥 发性 ，用微胶囊技 充分混 合 、 溶解后 ， 经高压 均质形成 乳液 ， 经乳化 后芯材被包 术可 以大大减少其挥发 ， 阻止氧化变质 ， 同时粉末化后使香 味 Ｊ ， ｔ ｌ 、 大蒜油旧、 熏衣 埋在具有 保护性壁 材 中， 但不稳定 ， 遂将乳化 液喷入干燥 室 ， 缓慢 释放 。目前研制成功的主要有 丁香精油ｆ 在加热容器 中进行 喷雾 、干燥后 ，高温使 水分迅速 闪蒸 而挥 草精油【 ｔ ６ ｌ 等香精香料微胶囊 。 发， 壁材 物质 即在芯材表面结成 膜结 构而形成微胶囊 。 ２ － ４ 维生素 和矿 物质 中的应用 ： 由于某 些维生素具有难 闻的气 １ ． ２ ． ２喷雾冷凝法 ：喷雾 冷凝法 的原理是把分散液通 过加 热的 味 ， 或者某些 维生素 易氧化降解 ， 或 者是不能溶 于水 ， 从而 限 喷嘴雾化脱溶剂 ， 再通入冷冻室 ， 固体芯材表面 的壳材料 被冷 制 了它的应用 。利用微胶囊 技术可 以起 掩蔽和保 护作 用 ， 如 凝到蜡状或脂肪的熔点温度 以下 固化 ， 形成微胶囊 。与喷雾干 Ｖ Ａ ｆ 、 Ｖ Ｃ、 Ｖ Ｅ ｒ ＇ Ｓ ． ＇ ９ ￣ ｊ Ｅ ； 已被成功包埋 。某些矿物质 营养成分会 有 燥法相 比 ， 喷雾冷凝法是将 已加热熔融 的壁材迅 速降温凝 固， 苦涩 味 、 颜 色不佳 ， 或 与其他成分 发生反应 ， 为 防止这些 副作 而 喷雾 干燥法是 利用 热空 气使 喷雾液 滴 中的溶剂 蒸发 而 干 用可将其微胶囊 化。 燥 。这种方法适 于包埋水溶性 固体粉末状材 料 ， 对于香料等易 ３展 望 挥发 的物质 ， 或对热特别敏感或不太稳定易氧化 的囊 心 ， 适合 目前 ， 微胶囊技术 已成为备受关注的高新技术之一 。微胶 在低温下使溶 剂去除 ， 使壁材凝 聚形 成微胶囊 。 囊技术在 国外发展迅速 ， 美 国在这方面一直处 于领先地位 ， 近 １ ． ２ ． ３ 超临界流体法 ：超临界流体 即是处 于液态 和气 态之间的 几年我 国在微胶囊技术 的应 用方 面有 了许多发展 ， 但 同国外 种状态 。利用 的介质通常是二氧化碳 ， 它不仅无毒 、 价廉 、 不 相 比， 国内的微胶囊技术仍处于初级阶段 。 将微胶囊技术用于 燃烧 、 液态 时溶解能 力强 ， 更 因其 临界温度低 （ 可处理对 热敏 食品领域 的研究 ， 具有开发成本低廉 、 无毒无害 同时适 于工业
微胶囊技术及其在食品工业中的研究进展
微胶囊技术及其在食品工业中的研究进展一、绪论A. 研究背景和意义B. 微胶囊技术的概念及其应用领域C. 论文主要内容及结构二、微胶囊技术的原理与制备方法A. 微胶囊技术的基本原理B. 微胶囊的制备方法1. 化学方法2. 物理方法三、微胶囊技术在食品加工中的应用A. 食品中的微胶囊技术B. 微胶囊技术在保健品、功能性食品中的应用1. 微胶囊结构的控制2. 微胶囊化技术的应用C. 微胶囊技术在资源开发中的应用四、常用的食品微胶囊化技术A. 外层包裹法1. 喷雾干燥法2. 卷入法3. 凝胶化学法B. 内层包裹法1. 水油包覆法2. 真空脂质体法3. 亲水性聚合复合法五、微胶囊技术在未来食品工业中的应用前景A. 微胶囊技术在食品工业中的优势和局限性B. 微胶囊技术在未来食品工业发展的方向及前景C. 微胶囊技术的发展方向和研究重点结论A. 微胶囊技术的价值和意义B. 研究总结C. 展望微胶囊技术发展前景第一章节：绪论A. 研究背景和意义近年来，微胶囊化技术已成为当代食品工业中应用广泛的技术之一。
微胶囊技术是指在一定条件下，将某种物质包裹在胶囊微粒中形成一定形态或粒径的新型物质体系。
它可使物质在食品加工过程中得到保护，延长产品保质期，增进其营养价值及辅助治疗等作用。
通过微胶囊技术，可将不易添加于食品中的微生物、药物、香料等物质加入食品之中，从而提高食品的品质和附加值。
食品工业中具有广泛应用的微胶囊技术，不仅为食品的生产过程提供了有力的技术支持，而且为卫生、安全和品质提升等方面提供了有力的保障。
尤其随着现代科技的不断发展和人们对食品质量和安全的日益重视，微胶囊技术在产业中的应用越发广泛。
B. 微胶囊技术的概念及其应用领域微胶囊技术是一种将物质包裹在胶囊微粒中形成一定形态或粒径的技术。
所选择的原材料可包括微生物、香料、色素等。
同时，它也为食品行业，特别是轻工食品和保健品等领域提供了有力的保障。
常见的微胶囊技术有喷雾干燥法、凝胶化学法、水油包覆法等。
微胶囊技术及其在食品工业中的应用
微胶囊技术在军用食品中的应用
在固体粉末化 中的应用
在功能性食品 的应用
在益生菌生产中 的应用
在乳制品中的 应用
在军用食品中 的应用
四、微胶囊技术在食品工业中的应用
微胶囊技术在食品添加剂中的应用
（1）微胶囊化香精 香精在加工、贮存过程中受光、温度、压力等条件的影响，极 易挥发或氧化劣变。食品工业中最早用微胶囊技术是制备固体 香料和风味剂，如柠檬油、薄荷油、鸡肉香料、牛肉烟熏香料 、蒜油、桔皮油、咖喱油、姜油等已有微胶囊产品。
目前影响微胶囊技术在食品工业中推广的障碍主要是生 产成本较高，所用壁材中很大一部分不属于食品添加剂 范围，因此在开发安全、经济高效的壁材，改善微胶囊 产品的应用性能等方面有待于进一步突破。
随着人们对微胶囊技术的不断学习，加深认识，开发新 材料新设备，微胶囊技术将会在食品工业中更加活跃。
（2）微胶囊化甜味剂
甜味剂在加工、储存过程中极易受温度和湿度等条件的影响 。将甜味剂微胶囊化后可使其吸湿性大为降低，同时微胶囊 的缓释作用能使甜味持久。 （3）微胶囊化酸味剂 许多酸味剂直接添加到食品配料中会与果胶、蛋白质、淀粉 、色素等成分作用而影响食品品质。采用微胶囊技术，将酸 味剂包埋起来，大大减少了酸味剂与外界的接触，延长食品 的贮存期，并可通过控制释放，以增进风味。
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（二）微胶囊的组成
微胶囊的壁材
壁材是决定微胶囊性能的关键因素之一。一种理想的壁材必 须具有如下特点: (1)高浓度时有良好的流动性,保证在微胶囊化过程中有良好 的可操作性能; (2)能够乳化芯材并能稳定产生的乳化体系; (3)在加工过程以及贮存过程中能够将芯材完整的包埋在其 结构中; (4)易干燥以及易脱落; (5)良好的溶解性; (6)可食性与经济性。 通常一种材料很难同时具备上述性能,因此在微胶囊技术中 常常是采用几种壁材复合使用。
微胶囊技术
微胶囊技术是一项用途广泛而又发展迅速的 新技术。在食品工业，许多由于技术障碍而 得不到开发的产品，通过微胶囊都可以实现。 由于其可以实现许多目的：改善被包囊物质 的物理性质；使物质免受环境的影响，提高 物质稳定性，屏蔽味道和气体，降低毒性， 将不相容的物质隔离等等，为食品工业高新 技术的开发展现了良好的前景。
微胶囊的心材与壁材
可以用作壁材的聚合物种类繁多，主要为天 然高分子和合成高分子两大类常用的天然高 分子材料有明胶、 阿拉伯树胶、 纤维素、 壳聚糖、 酪蛋白、 松香、 紫胶、 琼脂、 蜂 蜡、 淀粉及其衍生物等 ,合成高分子材料有 聚乳胶、 聚乙烯醇、 聚氨基甲酚酯、 聚马 来酸酐或者其它酸酐 ,聚醋酸乙烯、 聚丙烯 酰胺、 聚乙烯基苯磺酸、 氨基树脂、 尼龙 羧甲基纤维素、 环氧树脂、 硝化石蜡、 聚 苯乙烯等 。也有利用无机材料作为壁材的。
微胶囊技术在食品加工中其他方面的 应用
益生菌的包埋 乳酸菌和双歧杆菌等益生菌经过蛋白质双层 微胶囊化包埋处理后，保证了在胃酸中不被溶解，而在肠液 的中性环境下经过2～3 min后释放出来，保证了益生菌在肠 道中的定植。经过微胶囊化处理过的益生菌有助于防止腹泻 和便秘 功能成分的微胶囊化 如猪骨油微胶囊 蘑菇增长促进剂 已有许多人研究用于蘑菇菌丝及其生长培 养基的合成添加剂提高了蘑菇的产量，缩短了其生长时间。 在酶中的应用美国的辉瑞公司开发了采用明胶或海藻酸钙为 在酶中的应用 壁材，对二乙酰基还原酶、还原烟碱基腺嘌呤二核苷酸或其 他可与啤酒或面包酵母结合的酶进行包裹的工艺。这些酶可 以除去啤酒或面包中的异味。
微胶囊的心材与壁材
根据需要包覆的对象，可选用一种或几种不 同的材料作为微胶囊的壁材。由于食品和饲 料行业的特殊性，所用的微胶囊壁材要求无 毒无害，这些壁材主要有植物胶类 (如海藻酸 钠、 琼脂、 阿拉伯胶、 黄原胶、 卡拉胶 )、 淀粉类 (主要是改性淀粉 )、 糊精类 (如糊精、 环糊精 )、 糖类 (如蔗糖、 麦芽糖乳糖 )、 纤 维素类及蛋白质类 (如明胶、 酪蛋白、 乳清 蛋白、 大豆蛋白等 )。
微胶囊技术在食品添加剂工业中的应用
微胶囊技术在食品添加剂工业中的应用。
（安徽农业大学茶与食品科技学院食品科学）摘要：本文基于微胶囊技术理论知识，主要介绍了微胶囊壁材及其选择和微胶囊化的方法，同时阐述了微胶囊技术在食品添加剂工业中的应用，文章最后探讨了微胶囊技术在食品添加剂工业应用中存在的问题和发展前景。
关键词：微胶囊技术，食品，添加剂，应用微胶囊技术是21世纪重点研究开发的高新技术之一，是一项用途广泛而又发展迅速的新技术[1]，该项技术的研究起步于20世纪30年代，在20世纪50年代获得重大发展。
1949年，Wisconsin 大学的D.E.Wurster 教授利用空气悬浮法将药物粉末包裹起来制备了固体材料微胶囊，目前，该方法仍广泛应用于现代医药工业；1953年，美国的B.K.Green教授首次发明了制备液体材料微胶囊的复合凝聚法，开创了以相分离为基础制备微胶囊的新领域。
至今已有60多年的历史，微胶囊的应用范围从最初的无碳复写纸扩展到医药、食品领域、农药、饲料、涂料、油墨、粘合剂、化妆品、洗涤剂、感光材料、纺织等行业，并取得广泛的应用。
微胶囊技术是食品工业中的一项新技术，在欧美一些国家运用比较普及，其中在美国约有60%的食品已经采用了这种技术，相比较，我国的该项技术发展比较落后，我国是从80年代中期开始将微胶囊技术应用于食品，但主要是在近10年才得到了迅猛的发展[2]。
微胶囊具有将液体粉末化，隔离活性组分，降低或掩盖食品中不良气味和苦味，保护对热、氧、水分等敏感食品组分及达到组分瞬间释放或控制释放的功能[3,4]。
随着科学技术的发展和人民生活水平的提高，消费者对食品质量的消费要求越来越高，有人说：“没有食品添加剂就没有食品工业”，仔细考虑这句话也是有道理的，因此，食品添加剂工业对食品高新技术的运用也是非常迫切的。
采用微胶囊技术可以开发多种食品配料、营养强化剂及食品添加剂，以满足食品工业的需要和消费者的需求。
本文主要对微胶囊技术的概念以及其微胶囊化的方法进行了详细的阐述，在了解微胶囊技术理论的基础上，进一步对其在食品添加剂工业中的应用现状做了一些说明；最后讨论了，微胶囊技术在食品添加剂工业中的应用问题和发展前景，以期能为该项技术的进一步发展提供参考。
微胶囊技术及其在食品工业中的应用
微胶囊技术及其在食品工业中的应用微胶囊技术及其在食品工业中的应用微胶囊技术是一种将液态、固态或气态物质包覆在一层微小胶囊中的技术。
这种技术可以保护物质的稳定性和活性，延长物质的使用寿命。
微胶囊技术在食品工业中的应用日益广泛，下面就从以下四个方面进行探讨。
1.调味料的微胶囊化调味料是食品中重要的添加剂。
但是一旦加入食品，会导致调味料挥发、流失、分解等问题影响产品的品质。
微胶囊技术可以将调味料包裹在胶囊中，形成微囊，避免了调味料的流失和分解问题，同时能够缓释调味料的味道，使得其在人体内缓慢释放，从而增强食品的口感和持久性。
2.饮料中的微胶囊微胶囊技术可以将饮料中的营养物质、香料等物质进行微胶囊化，从而增加饮料的营养成分和口感。
此外，微胶囊还可以将饮料中的微粒子固定在悬浮体系中，使得饮料具有更好的悬浮性和口感，提升了用户的感官体验。
3.微胶囊对冰激凌品质的提升微胶囊技术可以将冰激凌中的乳化剂微胶囊化，从而增强其乳化水平，使得冰激凌口感更好，质地更加均匀细腻。
此外，微胶囊可以保护冰激凌中的乳化剂不受温度、光照等因素的影响，从而延长乳化剂的使用寿命。
4.微胶囊技术在烘培食品中的应用微胶囊技术可以将面粉中的营养物质进行包覆，保护其不受外界的污染和破坏。
此外，将酵母菌进行微胶囊化处理，不仅可以延长酵母菌的保质期，还可以增强酵母菌对面粉的松软度的作用，使得面包香甜蓬松。
总之，微胶囊技术在食品工业中的应用不断壮大，并且不断拓展着应用领域。
通过微胶囊技术的运用，能够有效地提高食品的品质和口感，同时增强食品的营养价值。
微胶囊技术及其在食品工业中的应用
到 了广 泛的应用 ，从最初 的药物包 覆和无碳复 写纸扩 展到食 品 、轻工 、医药 、石 化 、农 牧业及生物 技术等
各个领 域。
精为壁 材 ，用超 声波法 制备花椒精 油微胶囊 ：超声功
率为２ ０ ０ ｗ、包埋温 度为３ ℃ 、包埋 时间为３ ｍｉ ，在 ５ ０ ｎ
此条件 下包 埋 ，微 胶囊 的包埋率 为８ ．％ ，方 法简单 ０１
有序 的球 面胶体 壳 ，交联 固定乳滴表 面 的胶体 粒子制
备新 型的 “ 胶体体（ｏｌｉｏｏ ） ｃ ｌ ｄ ｓ ｍｅ”微胶囊 ，即以胶体 ｏ 粒子为壳 的微胶囊 。乳滴模 板法制备 微胶囊过 程简单
的滞 留期 。 （ ）延缓食 品的腐 败变质 。 （ ）降低食 ７ ８
品添加 剂的毒理 作用 等… 。
３ ０
中 国 食 物 与 营 养
选择 适当的壁材 是微 胶囊化工艺成功 的关键 ，壁 材在很大程度上决定 着多酸味剂直接添加到食 ４
品配料 中会与果胶 、蛋 白质 、淀粉 、色 素等成 分作用
而 影响食 品 品质 。采用 微胶囊技术 ，将酸 味剂包埋起
来 ，大大减少 了酸 味剂与外界的接触 ，延长食 品的贮
存期 ，并可通过控制释放 ，以增进风味。
（ ）微 胶囊化 营养 素 。氨基酸 、维生 素和矿 物 ５
质 等营养 素在加工 或贮 藏过程 中，易受 外界环 境因素 的影 响而 丧失 营 养价值 或使 制 品变 色变 味 。例如 ，
产 中不产生大 量污染物 。 目前在 食 品工 业 中应用 较成
３ 食 品微胶 囊的壁材
基金项 目：教育部 重点研究项 目 （ ０ ０ ３ １２ ２ ）， 国家林业研究 专项 （０ ７ ４ ２ ）。 ２０００５ 作者简介 ：丁洁 （９ ５ ），女 ，黑龙江人 ，在读硕士研 究生，主要从 事食 品加工研究 。 １８ ～ 通讯作者 ：李博生
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微胶囊化技术在食品工业中的应用
潘江球
(中国热带农业科学院农产品加工设计研究所 广东湛江 524001)
摘要 介绍微胶囊化技术的特点和主要技术方法及其在食品工业中的应用
关键词 微胶囊化技术 应用 食品
微胶囊化技术是用特殊的手段将固、液、气体等物质包埋在一个微小而封闭的胶囊内的技术。
该技术出现于20世纪30年代,最先主要应用于医药工业。
最先申请专利的是1936年美国大西洋海岸渔业公司提出的用石蜡制作鱼肝油明胶囊。
我国在20世纪80代中期引进了这一概念,到目前已得到了很大的发展[1]。
微胶囊化技术具有独特的功能特点,能有效地提高食品的产品质量,解决食品加工领域中某些古老难题,把食品工业的发展带进了一个新的领域,展现其美好的前景。
1 微胶囊化技术的特点和主要技术方法111 微胶囊化技术的特点
微胶囊化技术将被包埋物作为芯材,外面聚合物为壁壳的微容器或包装体。
微胶囊的大小为5～200μm,囊壁的厚度一般在012μm至几微米内,在特定的条件下,囊壁所包埋的组分可以在控制的速率下释放。
在食品工业中,为了获得特殊的胶囊化产品,关键就是要选择好具有该特性的壁材。
目前在食品工业中最常用的壁材为植物胶、阿拉伯胶、海藻酸纳、卡拉胶、琼脂等,其次是淀粉及其衍生物,如各种类型的糊精、低聚糖。
此外还有蛋白质类、油脂类等。
在微胶囊化技术中,根据不同芯材的要求,选择适当的壁材,可达到改变物态、体积和质量,控制释放和降低物质挥发性,隔离活性成份以及保护敏感物质等功能。
112 微胶囊化技术的主要方法
目前还没有一种完善的分类方法可以系统地包括所有的微胶囊技术方法,因为许多微胶囊化方法都是两种或两种以上方法的综合。
微胶囊化大致可分为化学法、物理化学法和机械法,具体方法有20多种,如喷雾干燥法、喷雾冷冻法、喷雾冷却法、空气悬浮法(又称沸腾床法)、真空蒸发沉积法、多孔离心法、静电结合法、单凝聚法、复合凝聚法、油脂分离法、挤压法、锐孔法、粉末床法、熔融分散法、复相乳液法、界面聚合法、原位聚合法、分子包埋法和幅射包埋法等。
在食品工业中应用较多的主要技术方法有喷雾干燥法、喷雾冷却法、喷雾冷冻法、空气悬浮成膜法、挤压法、凝聚法、分子包埋法和微胶囊化酶等技术方法,它们各自在食品领域中
第6卷第2期 华南热带农业大学学报 2000年6月 Vol.6No.2 JOURNAL OF SOU TH CHINA UNIV ERSITY OF TROPICAL A GRICUL TURE J un.2000
发挥其独特的优势。
2 微胶囊化技术在食品工业中的应用
211 利用微胶囊化改变物态、体积和质量将液态或气态物质微胶囊化后,可得到细粉状产物,虽然在使用上获得了固体的特征,但其内部仍然是液体和气体,因而可保持其良好的反应性,这有利于食品的使用、运输和保存。
如目前发展较多的粉末香精和粉末油脂。
粉末香精是固体饮料开发的前提,粉末油脂促成了许多方便食品的开发。
例如对椰子肉的开发利用,以往大多加工为椰角、椰肉、椰油等产品。
对于椰子粉末的开发,一直没能解决它的物态问题,或在产品质量上没有达到一定的要求,通过微胶囊化就可以大大地提高其产品质量。
我所于1995年利用喷雾干燥法生产椰子奶粉,在纯椰子奶中,椰油含量为98%左右(干物质计),利用麦芽糊精、酪蛋白作为壁材,添加一定的乳化剂,经微胶囊化后得的椰子粉性能稳定,粒度好,溶解率达98%,贮存一年后未发现有脂肪渗出和哈变等现象出现。
又如美国Albamg实验室Schaltz 等人在桔皮油乳化熔融的葡萄糖中加入少量的玉米糖浆固体以延迟结晶,然后将乳化液倒在不锈钢的薄板上冷却,固化后研磨成粉末即成包埋了心材的微胶囊食品,产品表现出很好的稳定性,风味保持时间可达6个月[1]。
212 利用微胶囊化降低挥发性物质的挥发性,防止易氧化物质的氧化变质
在食品工业中,防止某些不稳定的食品原料、辅料的挥发、氧化、变质,是解决某些食品的加工工艺的关键。
由于微胶囊化,使囊心成分与环境中的水分、氧气以及紫外线等不利因素隔离,从而避免受其不良影响。
这对于易氧化而变质的一些食品,如油脂的抗氧化有较大的意义,对于巯为活性中心的一些酶类如菠萝蛋白酶、木瓜蛋白酶以及猕猴桃蛋白酶等的贮存都具有重要意义。
如在香精、香料的生产中,香精或天然香料提取物含有精油、油树脂等都具有较强的挥发性,容易氧化而改变口味,通过微胶囊化,就可以得到较稳定的产品。
又如利用喷雾冷却法生产的粉末油脂作为方便面的汤料得到广泛的应用,它的壁材为熔点处于45～122℃的脂肪,芯材为作为强化剂的食品添加剂Fe2+等和风味物质,微胶囊化后的产物不溶于水,在壁材的熔点温度附近,心材可被释放出来,易氧化物质和易挥发物质均得到有效的保护。
文献[2]报道的利用分子包埋喷雾干燥法生产的奶油香精微胶囊,能有效地提高奶油香精的稳定性。
它是采用淀粉磷酸酯钠作为壁材,壁材与芯材比为015～1∶1的条件下喷雾干燥获得的[2]。
213 微胶囊化可以使芯材控制性地释放在食品工业中,有些成份需控制性地释放,以达到生产出最佳产品的目的。
例如天然石膏就有天然缓释Ca2+的能力。
在传统的豆腐生产中使用石膏可生产出细嫩的南豆腐。
MgCl2没有缓释功能,但采用MgCl2作为凝固剂生产出的豆腐风味更好,采用微胶囊化技术,将MgCl2进行微胶囊化,使其缓慢地释出Mg2+,用于豆腐的生产将会获得口感细嫩风味甚佳的产品[3]。
在焙烤工业中使用的膨松剂原理也是如此,要求在面胚表面升温到某一程度,淀粉糊化和蛋白质变性已具备了保气功能后再产气,生成的气
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第2期 潘江球: 微胶囊化技术在食品工业中的应用
体形成的气泡才不会溢散,从而使产品膨松性好,这是焙烤食品中的关键工艺。
采用微胶囊化技术,利用具有一定的耐温材料作为壁材,等温度升高到一定的程度后壳体破裂或融化放出的芯材,释放产气材料,这样就有效地解决了该工艺的难点,得到高质量的焙烤食品。
该种缓解功能在食品保鲜领域中也有很大的意义,如日本有微胶囊化的乙醇保鲜剂,在密封包装中缓缓释放乙醇蒸汽以防止霉菌[3]。
在蛋类制品中使用葡萄糖氧化酶作为保鲜剂,将适量的酶加到蛋白液中,不断地供应适量的氧,若采用直接通入空气或通入纯氧的方法,则会在蛋白液中产生大量的泡沫,使操作无法进行。
为解决这一问题,科研人员进行了大量的研究,最后的方法是在葡萄糖氧化酶中加入一定量的过氧化氢酶,分次加入适量的双氧水。
加入的双氧水的量一定要控制好,否则会影响葡萄糖氧化酶的活性[4]。
笔者认为若采用微胶囊化技术将氧气作为芯材或将双氧水作为芯材均可能有效地解决该问题。
214 采用微胶囊化技术可以降低或掩盖食品中某些不良气味或苦味
食品加工原料中有可能会存在某些不良气味或苦味,或某些原料在加工过程中经过一定的物理化学变化也会产生不良的气味或苦味,这样就会给加工带来很大的困难,若采用一般的方法则很难去除,有些甚至还会破坏原有的香气。
例如在油梨加工中,油梨是一种热带水果,产量高,营养丰富,质感极象冰淇淋,但它有一种令人不快的苦味,不易被人们所接受,而且它一遇热超过60℃即会苦味剧增,这给加工带来极大困难。
如何解决苦味的问题一直是科技工作者苦心研究的问题。
微胶囊化的分子包埋理论将为油梨加工的研究开辟一条新的途径,如何选择高效率的壁材有效地包埋苦味物质,以降低或掩盖苦味,将对油梨加工和油梨果树的推广种植具有极其重要的意义。
3 目前微胶囊化技术在食品工业中应用存在的主要问题及前景展望
微胶囊化技术是食品行业中引入的一项新技术,它的引入对食品工业的发展产生了极大的推动作用。
目前影响微胶囊化技术在食品工业中的推广障碍主要是成本较高,其次是所用的壁材中,相当一部分不属于食品添加剂范围,还必须开发同样性能的食品壁材,有些方法还遇到废水回收或处理等相关问题而限制了它的应用。
但随着人们对微胶囊化技术认识的不断加深,新材料新设备的不断开发,微胶囊化技术将会沿着它这一独特的方式活跃于食品工业中。
参考文献
1 高孔荣,黄惠华,梁照为1食品分离技术1华南理工大学出版社,19981172～184
2 黄泽元,徐群英1奶油香精微胶囊研究1食品科学,1999(9):42～44
3 鲍鲁生1食品中应用的微胶囊技术1食品科学,1999(9):6～9
4 郭勇等,郑穗平1酶在食品工业中的应用1北京:中国轻工业出版社,1996126～27
02 华南热带农业大学学报 第6卷。