第四章微胶囊化技术
第四章-动物细胞的微囊化培养
2、“人工细胞” ——“人工胰腺”
80年代初, Lim等人将微囊化技术与组织细胞移 植相结合, 制备了海藻酸钠/聚赖氨酸(APA)微胶囊, 包埋猪胰岛细胞形成“人工细胞”, 并移植入糖尿 病大鼠体内, 成果成功地调整了血糖水平, 代行了 大鼠胰腺功能, 因而被称为“人工胰腺”。该成果 很好地处理了组织细胞移植过程旳免疫排斥问题, 防止或降低了昂贵旳免疫克制剂旳使用, 为组织细 胞移植治疗神经/内分泌系统疾病提供了新思绪。
可降解型
乳酸/乙醇酸共聚物、聚正酯、聚内酯、聚 酐、聚烷基氰基丙烯酸酯、聚氨基酸
非降解型 聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酰胺、聚酰胺、
聚苯乙烯、乙烯醋酸乙酯共聚物、聚氯乙 烯等
制备措施
化学法
界面聚正当、乳化法、辐射化学法
物理化学法 相分离法、溶剂蒸发法、界面沉积法、喷雾干燥法
物理法
静电沉积法、气相沉积法、流化床喷雾包衣法
动物细胞微囊化培养旳成功为干扰素、乙肝表 面抗原(HBsAg)、单克隆抗体(MAb)等)旳产生提供 了广泛应用前景。
表4－1 微胶囊制备材料
起源
类型
材料
脂质 卵磷脂、神经鞘髓磷脂等
天然 多糖 海藻酸盐、壳聚糖、琼脂、淀粉等
半合成 合成
蛋白质 明胶、白蛋白、纤维蛋白
纤维素类 羧甲基纤维素钠、已基纤维素、醋 衍生物 酸纤维素及其酯等
3、90年代以来, 医学界开始尝试以微胶囊作为基因 重组细胞旳免疫隔离和运载工具, 利用重组细胞 旳代谢产物调整机体生理功能, 治疗有关疾病。
微囊化人胰岛 培养15d 微囊化肝癌细胞 培养40d 微囊化小牛肾上腺 嗜铬细胞 培养0d
4、目前，微胶囊旳应用研究涉及药物控制释放、 动植物细胞培养、细胞和酶旳固定化以及生化 物质分离等领域, 已经成为材料、化学、化工、 生物和医学等多学科领域工作者旳研究热点。
微胶囊化技术及应用
微胶囊化技术及应用微胶囊化技术是一种将液体或固体包裹在微小胶囊内的方法，通过包覆物质可以实现保护、控释、隔离等功能。
这项技术在各个领域都有广泛的应用，如医药、食品、化妆品、油墨等行业。
本文将重点探讨微胶囊化技术的原理、制备方法及应用领域。
一、微胶囊化技术的原理微胶囊化技术的原理是利用胶体或聚合物等材料将目标物质包裹在微小的胶囊内。
这些胶囊通常具有稳定的结构，可以在外部环境的影响下实现目标物质的保护和控释。
胶囊的壁可以根据需要进行调整，以实现不同的功能，如透明性、生物相容性、控释性等。
通过微胶囊化技术，可以将不同性质的物质包裹在一起，实现特定的应用需求。
二、微胶囊化技术的制备方法微胶囊化技术的制备方法多样，常见的方法包括乳化法、凝胶化法、溶剂挥发法等。
乳化法是将目标物质溶解在油相中，再通过乳化剂和乳化机械均匀分散在水相中，最终形成乳液。
通过控制乳化条件和加入固化剂，可以实现胶囊的形成。
凝胶化法是将目标物质溶解在溶剂中，再通过添加交联剂等方法实现胶囊的形成。
溶剂挥发法是将目标物质溶解在溶剂中，再通过溶剂挥发或冷冻干燥等方法实现胶囊的形成。
三、微胶囊化技术的应用领域1.医药领域：微胶囊化技术可以用于药物的保护和控释，延长药效时间，减少药物副作用。
例如，将药物微胶囊化后可以实现肠道缓释、靶向传递等功能，提高药物的疗效。
2.食品领域：微胶囊化技术可以用于食品添加剂的包埋，提高添加剂的稳定性和安全性。
例如，将香精、色素等食品添加剂微胶囊化后可以实现长时间保持香味和颜色。
3.化妆品领域：微胶囊化技术可以用于化妆品的控释和稳定性提升。
例如，将活性成分微胶囊化后可以实现在皮肤上的持续释放，提高化妆品的效果。
4.油墨领域：微胶囊化技术可以用于油墨的包埋和控释，提高油墨的质量和稳定性。
例如，将颜料微胶囊化后可以实现油墨的均匀分散和长时间保存。
微胶囊化技术具有广泛的应用前景，在各个领域都有重要的作用。
随着科技的不断发展，微胶囊化技术将会更加多样化和智能化，为人类生活带来更多的便利和创新。
微胶囊化技术
微胶囊化技术一、基本概念微胶囊造粒技术：或称微胶囊是将固体、液体或气体物质包埋、封存在一种微型胶内成为一种固体微粒产品的技术，这样能够保护被包裹的物料，使之与外界不宜环境相隔绝，达到最大限度地保持原有的色香味、性能和生物活性，防止营养物质的破坏与损失。
二、微胶囊技术的优越性1、可以有效减少活性物质对外界环境因素（如光、氧、水）的反应2、减少心材向环境的扩散和蒸发3、控制心材的释放4、掩蔽心材的异味5、改变心材的物理性质（包括颜色、形状、密度、分散性能）、化学性质等对于食品工业，可以使纯天然的风味配料、生理活性物质融入食品体系，并能保持生理活性，它可以使许多传统的工艺过程得到简化，同时它也使许多用通常技术手段无法解决的工艺问题得到解决。
二、基本原理微胶囊技术实质上是一种包装技术,其效果的好坏与“包装材料”壁材的选择紧密相关，而壁材的组成又决定了微胶囊产品的一些性能如：溶解性、缓释性、流动性等，同时它还对微胶囊化工工艺方法有一定影响，因此壁材的选择是进行微胶囊化首先要解决的问题。
微胶囊造粒技术针对不同的心材和用途，选用一种或几种复合的壁材进行包覆。
一般来说，油溶性心材应采用水溶性壁材，而水溶性心材必须采用油溶性壁材。
•心材：微胶囊内部装载的物料。
•壁材：外部囊的壁膜。
一种理想的壁材必须具有如下特点：•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。
•能够乳化心材并能形成稳定的乳化体系。
•在加工过程以及储存过程中能够将心材完整的包埋在其结构中。
•易干燥以及易脱溶。
•良好的溶解性。
•可食性与经济性。
三、功能1、液态转变成固态液态物质经微胶囊化后，可转变为细粉关产物，称之为拟固体。
在使用上它具有固体特征，但其内相仍是液体。
2、改变重量或体积物质经微胶囊后其重量增加，也可由于制成含有空气或空心胶囊而使胶囊而使物质的体积增加。
这样可使高密度固体物质经微胶囊化转变成能漂浮在水面上的产品。
3、降低挥发性易挥发物质经微胶囊化后，能够抑制挥发，因而能减少食品中的香气成分的损失，并延长贮存的时间。
微胶囊化技术及应用
微胶囊化技术及应用一、什么是微胶囊化技术微胶囊化技术是一种将液体或固体物质包裹在微小颗粒中的技术。
通过包裹物质，可以有效保护其稳定性和活性，延长其释放时间，并实现针对性的控释。
微胶囊常见的尺寸范围是1微米到1000微米。
二、微胶囊化技术的制备方法2.1 乳化法乳化法是常用的微胶囊化技术制备方法之一。
该方法将要包裹的物质溶解在水相或油相中，加入表面活性剂后，通过剪切或超声等方法生成乳液。
随后，将乳液滴入固化剂中，通过离子凝聚、聚合、硬化等过程形成微胶囊。
2.2 凝胶化法凝胶化法是另一种常见的微胶囊化技术制备方法。
该方法将要包裹的物质与凝胶剂混合，形成凝胶。
随后，通过冷冻、干燥、固化等步骤，将凝胶转化为微胶囊。
2.3 其他制备方法除了乳化法和凝胶化法，微胶囊化技术还可以采用喷雾干燥法、喷雾凝胶法、介孔模板法等多种制备方法。
三、微胶囊化技术的应用微胶囊化技术在多个领域有着广泛的应用，以下列举了几个常见的应用领域。
3.1 药物传递系统微胶囊化技术可以用于制备药物的传递系统。
通过将药物包裹在微胶囊中，可以延长药物的释放时间，提高其生物利用度和疗效。
此外，微胶囊化技术还可以用于改善药物的溶解性、稳定性和靶向性，增强药物的疗效。
3.2 食品添加剂微胶囊化技术可以用于制备食品添加剂。
通过将食品添加剂包裹在微胶囊中，可以改善其溶解性和稳定性，延缓释放，并且便于携带和使用。
微胶囊化的食品添加剂可以应用于各种食品中，如饮料、糖果、乳制品等，提供丰富的口感和功能。
3.3 化妆品微胶囊化技术在化妆品中也有着广泛的应用。
通过将活性成分包裹在微胶囊中，可以实现化妆品的持久稳定和渗透效果。
微胶囊化的化妆品可以改善肌肤的保湿性、抗氧化性和抗衰老效果，提高产品的品质和市场竞争力。
3.4 农业领域微胶囊化技术在农业领域也有着潜在的应用价值。
通过将农药、植物生长调节剂等包裹在微胶囊中，可以实现精确投放和控释效果，减少农药的使用量和环境污染，提高农作物的产量和质量。
微胶囊化方法及常用壁材
微胶囊化方法及常用壁材一、微胶囊制备方法1、微胶囊的常规制备方法➢复凝聚法复凝聚法是利用两种带有相反电荷的高分子材料以离子间的作用相互交联，制成的复合型壁材的微胶囊一种带正电荷的胶体溶液与另一种带负电荷的胶体溶液相混，由于异种电荷之间的相互作用形成聚电解质复合物而发生分离,沉积在囊芯周围而得到微胶囊.➢单凝聚法单凝聚法通常被称为沉淀法，该方法通过向含有芯材的某种聚合物溶液中加入沉淀剂,使该聚合物的溶解性降低,该聚合物和芯材一起从溶液中析出，从而制取微胶囊的方法该方法不需要事先制备乳液，也可以不使用有机交联剂，可以避免有机溶剂的使用,但通过该法制得的微胶囊粒径较大。
➢界面聚合法界面聚合法是将两种发生聚合反应的单体分别溶于水和有机溶剂中，其中芯材溶解于处于分散相溶剂中然后，将两种液体加入乳化剂以形成乳液，两种反应单体分别从两相内部向液滴界面移动,并在相界面上发生反应生成聚合物将芯材包裹形成微胶囊的方法该法的优点是反应物从液相进入聚合反应区比从固相进入更容易，所以通过该法制备的微胶囊适于包裹液体，制得的微胶囊致密性好在界面聚合法制备微胶囊时,分散状态在很大程度上决定着微胶囊的性能，搅拌速度溶液黏度以及乳化剂和稳定剂的种类用量对微胶囊的性质也有很大的影响。
➢原位聚合法原位聚合法应用的前提是形成壁材的聚合物单体可溶，而聚合物不溶该法需先将聚合物单体溶解在含有乳化剂的水溶液中，然后加入不溶于水的内芯材料，经过剧烈搅拌使单体较好的分散在溶液中，单体在芯材液滴表面定向排列,经过加热单体交联从而形成微胶囊如何让单体在芯材表面形成聚合物，是该方法需要控制的重点。
➢锐孔－凝固浴法锐孔－凝固浴法用的壁材要求是可溶性的通常将芯材物质和高聚物壁材溶解在同一溶液中，然后借助于滴管或注射器等微孔装置，将此溶液滴加到固化剂中，高聚物在固化剂中迅速固化从而形成微胶囊因为高聚物的固化是瞬间进行并完成的，所以将含有芯材的聚合物溶液加入到固化剂中之前应预先成型,所以需要借助于注射器等微孔装置锐孔－凝固浴法的固化过程可能是化学变化或物理变化.➢喷雾干燥法喷雾干燥法是将芯材分散在壁材的乳液中，再通过喷雾装置将乳液以细微液滴的形式喷入高温干燥介质中,依靠细小的雾滴与干燥介质之间的热量交换，将溶剂快速蒸发使囊膜快速固化制取微胶囊的方法喷雾干燥法操作简单，综合成本较低，易于实现大规模生产但通过该方法制备微胶囊时，芯材会处于高温气流中,有些活性物质容易失活，限制了其应用范围；且通过该方法制备微胶囊溶剂蒸发较快,微胶囊的囊壁容易出现裂缝，致密性有待提高,该方法目前主要用于生产粉末香料和粉末油脂.二、微胶囊的新型制备方法➢分子包埋法分子包埋法又被称为分子包接法或分子包囊法，此法采用的芯材必须含有疏水端用－环糊精为壁材，因为－环糊精是有疏水性空腔的环状分子含有疏水端的芯材可以进入空腔内,靠分子间的作用力结合成分子微胶囊陈梅香等用该法制备抗氧化剂BHT微胶囊取得较好的效果由于该法操作简单成本较低，因此具有广阔的应用前景。
微囊化技术ppt课件
最有前途的特点－毫微囊
药物以溶解、嵌合、吸附或化学键结合等多种 形式与载体材料构成毫微囊后，由于其粒径小， 静脉注射后被网状内皮系统的巨噬细胞作为异物 吞噬而迅速分布于肝脏和脾脏、肺及其他器官， 故毫微囊具有良好的器官靶向性。 由载体材料携带药物而成为毫微囊静脉注射剂 是现今使用的有效靶向制剂之一。
微囊化技术
概述
一、概念
微型包囊术(microencapsulation,微囊化)系利 用天然的或合成高分子材料或共聚物(简称囊材)作囊膜 壁壳(membrane well)，将固体或液体药物(简称囊芯物) 包裹而成药库的微型胶囊(简称微囊，microencapsule)。 外观呈粒状或圆球形，一般直径在5~400μm之间。 若使药物溶解和(或)分散在高分子材料基质中，形 成基质型(matrix type)微小的球状实体的固体骨架物称 微球(microsphere)。 微囊和微球的粒径属微米级，粒径在纳米级的分别 称为纳米囊和纳米球。
选择囊材须注意
从物理化学角度 考虑粘度、渗透性、吸湿性、溶解性、稳定性及 药物的性质， 临床要求，通常挑选几种囊材，先做成囊性试验， 最后经处方、工艺筛选，确定囊材。
微囊的制备方法
根据药物和囊材的性质和微囊的粒径、
释放性性以及靶向性要求，可选用不同的微
此外，微囊技术广泛用于农业、 食品、石油、印刷、印染、照相及
日用品工业等方面。
药物微囊化的特点
掩盖药物不良气味及口味：如鱼肝油、氯贝丁酯、 生物碱类及磺胺类。 提高药物稳定性：ß －胡萝卜素、阿司匹林、挥 发油、薄菏脑／水杨酸甲酯、樟脑混合物等。 防止药物在胃内失活或减少对胃的刺激性：尿激 酶、红霉素、胰岛素；氯化钾、吲哚美辛。 液态药物固态化：油类、香料、液晶、脂溶性维 生素。
微胶囊化技术及应用
微胶囊化技术及应用微胶囊化技术是一种将液体、固体或气体包裹在微小胶囊中的方法，通过包覆材料将所需物质封存在微小的胶囊内部，从而延长物质的稳定性和保护性。
这种技术已经被广泛应用于食品、医药、化妆品、农业、油墨等领域，为这些行业带来了许多好处。
在食品行业中，微胶囊化技术被用于制备各种食品添加剂，如维生素、香精、色素等。
通过微胶囊化，这些添加剂可以更好地被包裹在食品中，不易受潮、氧化或挥发，从而延长了食品的保质期和口感。
此外，微胶囊化技术还被应用于制备微胶囊咖啡、微胶囊鱼油等产品，为消费者提供了更加方便、易于储存和携带的食品。
在医药领域，微胶囊化技术被广泛用于制备药物缓释剂型。
通过微胶囊化，药物可以被包裹在胶囊中，缓慢释放到人体内部，减少药物的副作用，提高药效持久性，增加患者的便利性和依从性。
此外，微胶囊化技术还可以用于制备靶向药物输送系统，将药物精确释放到靶组织，提高治疗效果。
在化妆品领域，微胶囊化技术被用于制备各种功能性化妆品，如护肤品、彩妆品等。
通过微胶囊化，化妆品中的活性成分可以被封存在胶囊中，待使用时才释放，增加了化妆品的稳定性和保鲜性，提高了产品的品质和效果。
此外，微胶囊化技术还可以用于制备气味控制产品，如香水微胶囊、除臭微胶囊等，为消费者提供更加持久和舒适的使用体验。
在农业领域，微胶囊化技术被应用于制备农药、肥料、种子涂覆剂等产品。
通过微胶囊化，农药可以被包裹在胶囊中，减少对环境和人体的危害，提高了农药的利用率和作用时间。
此外，微胶囊化技术还可以用于制备植物生长调节剂、微生物制剂等产品，为农业生产提供了更加高效、绿色和可持续的解决方案。
在油墨领域，微胶囊化技术被广泛用于制备碳纸、热敏纸、复写纸等产品。
通过微胶囊化，油墨可以被包裹在胶囊中，防止油墨挥发和污染，提高了印刷品的质量和耐久性。
此外，微胶囊化技术还可以用于制备热敏标签、透明标签等产品，为商业印刷提供了更加清晰、美观和持久的印刷效果。
微囊化技术
此外，微囊技术广泛用于农业、 食品、石油、印刷、印染、照相及
日用品工业等方面。
药物微囊化的特点
掩盖药物不良气味及口味：如鱼肝油、氯贝丁酯、 生物碱类及磺胺类。 提高药物稳定性：ß －胡萝卜素、阿司匹林、挥 发油、薄菏脑／水杨酸甲酯、樟脑混合物等。 防止药物在胃内失活或减少对胃的刺激性：尿激 酶、红霉素、胰岛素；氯化钾、吲哚美辛。 液态药物固态化：油类、香料、液晶、脂溶性维 生素。
减少复方药物的配伍禁忌：阿司匹林与氯苯拉敏 配伍后可加速阿司匹林的水解，分别包囊后得以 改善。 缓释或控释：可用高分子材料制成微囊使药物缓 释或控释。 将药物微囊化后制成靶向制剂 将活细胞或生物活性物质包囊：如胰岛、血红蛋 白等包裹，在体内生物活性提高，而具有很好生 物相容性和稳定性。
值得注意的是，以往花费了巨大财力、人力筛选 新药，成百上千极有前途的药物落选，仅因为口 服的活性低，注射的半衰期短。如采用微囊化技 术，药物微囊化后通过非胃肠道缓释给药，许多 按过去标准认为不合格的落选药物，可能做成满 意的新药。这对新药的开发利用特别有意义。
4)凝聚囊的流动性及其与水相间的界面张力 为了得到良好的球形微囊，凝聚后的凝聚囊 应有一定的流动性。 降低凝聚囊-水间的界面张力，可增加凝聚囊
的流动性，使凝聚囊易于分散呈小球。
5)固化
常使用甲醛作固化剂，通过胺醛缩合反应 使明胶分子互相交联固化，最佳pH为8~9。
R-NH2+HCHO+NH2-R’ R-NH-CH2-NH-R’+H2O 若药物不宜在碱性环境，可改为戊二醛，在 中性介质通过希夫反应(Schiff reaction) 使 明胶分子互相交联固化。 R-NH2+OHC-(CH2)3-CHO+NH2-R’RN=CH-(CH2)3-
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• 6.在特定条件下如加压、 揉破、摩擦、加热、酶 解、溶剂溶解、水溶解、 电磁作用等，囊壁所包 埋的组分可在控制速率 下释放。
• 7.微胶囊形状和结构受 被包埋物料结构、性质 及胶囊化方法影响。一 般为球体、粒状、肾形、 谷粒形、絮状和块状。 图4.1给出几种微胶囊产 品的大致形状。
•图4.1 微胶囊广品的大致形状
小结
• 前面所述的各种壁材中,变性淀粉因具乳化性,阿拉伯胶则 因其中含有1 %左右的蛋白，所以能够吸附在心材表面形 成稳定的乳状液；其他胶质与碳水化合物,由于缺乏乳化 心材的能力对心材包埋能力有限, 效率不高； • 采用腊质为壁材则溶解性有限制,采用卵磷脂或脂质体则 成本太高,在食品工业中不能广泛应用； • 蛋白质分子具有较强的乳化能力,能够更好的稳定心材,利 于提高微胶囊化的效率与产率,对食品工业而言以蛋白分 子为壁材再复配一些其他胶质、碳水化合物以提高体系的 固形物浓度提高干燥效率,降低干燥成本的方式,这是目前 报道最多的微胶囊化技术的研究内容。
第一节 概 述
• 一、基本概念
• 微胶囊是指一种里面包埋有液体、固体或气体组分，而外 面为聚合物壁壳的微型容器或包装体。 • 囊壁：微胶囊的聚合物壁壳，也称为外壳或保护膜。 • 囊心：被包埋的物料组分，也称囊核或填充物。 • 微胶囊化：制备微胶囊的过程称为微胶囊化。 • 微胶囊化技术就是将固体、液体或气体物质包埋、封存在 一种微型胶囊内成为一种固体微粒产品的技术。
二、微胶囊特性
• 1.微胶囊可包埋固体、液体和气体。
• 2.微胶囊大小一般在5～200μm范围。当胶囊粒度小 于5μm时，由于布朗运动难于收集；当粒度超过 200μm时，由于表面的静电摩擦系数减小而稳定性 下降。
• 3.被包埋组分与囊壁是互相分离的两相。 • 4.囊壁较薄，厚度一般在0.2μm至几微米，通常不超 过10μm。 • 5.囊壁可以是单层结构，也可以是双层或多层结构。 囊心可以是单一组分(如单核)，也可以是多种组分(多 核、多核-无定形等)。
四、微胶囊的功能与局限
• 1、微胶囊的功能 • （1）改变物料的存在状态、物料的质量与体积 • （2）隔离物料间的相互作用，保护敏感性物料 • （3）掩盖不良风味、降低挥发性 • （4）控制释放 • （5）降低食品添加剂的毒理作用
2、微胶囊的局限
• 微胶囊的上述功能主要是由壁材的物理与化学 性质所引起的，但有时心材释放后所剩下的残 壳也会引起一些问题。 • 如果心材与壁材两者都能溶于水，则问题不大。 但要选择一种不同溶解度的聚合物使壁壳可以 从填充物相中遗留下来而呈现出不连续的分离 相，同时要求两相均溶于水，这是相当困难的。 • 如将控制释放的微胶囊用于悬浮液介质中，则 壁壳还会引起另一个复杂的问题，即可能由于 增加了囊壁的厚度而使心材的释放变得困难。 故在制备微胶囊时，需要权衡微胶囊释放速度 和囊壁厚度两方面的因素。
第四章 微胶囊化技术
微胶囊香精
• 微胶囊化技术，或称微胶囊造粒技术，是一项比较新颖、 用途广泛、发展迅速的新技术。自上世纪30年代起，经过 几十年的不断研究与开发，已相继在制药、食品、饲料、 精细化工、照相材料相机械制造等领域得到应用。微胶囊 技术应用于食品工业上，解决了食品工业的部分难题，极 大地推动了食品工业由低级的农产品初加工业向高级产业
三、囊壁和囊心
• 微胶囊内部装载的物料称为心材(或称囊心 物质)，外部包囊的壁膜称为壁材(或称包囊 材料)。微胶囊造粒(或称微胶囊化)的基本 原理是，针对不同的心材和用途，选用— 种或几种复合的壁材进行包覆。一般来说， 油溶性心材应采用水溶性壁材，而水溶性 心材必须采用油溶性壁材。
1、心材(囊心物质)
2、壁材(膜材、包囊材料、成膜材料)
• 2.1 选择壁材的基本原则是： • (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，具有较好的 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。
• 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。 • 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。
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。
• 心材可以是单一的固体、液体或气体，也可以是固液、 液液、固固或气液混合体等。在食品工业上，“气体” 心材可理解成香精、香料之类易挥发的配料或添加剂。 由于心材的选择具有一定的灵活性，因此有可能设计 出某些有特殊用途的微胶囊产品。 可以作为心材的 物质很多，针对于食品工业，已经使用或试图使用的 心材举例如下： • (1)生物活性物质：膳食纤维、活性多糖、超氧化物 歧化酶(SOD)和球蛋白等； • (2)氨基酸：赖氨酸、精氨酸、组氨酸和胱氨酸等； • (3)维生素：维生素A、B1、B2、C和E等； • (4)矿物元素：硫酸亚铁等， • (5)食用油脂：米糠油、玉米油、麦胚油、 鱼油微胶囊 月见草油和鱼油； • (6)洒类：白酒、葡萄酒和乙醇浸出物等；
转变。它与超微粉碎技术、生物技术、膜技术和热压反应
技术等相结合，为食品工业开发应用高新技术展现了美好 的前景。
• 胶囊化，即将药物或有效成分装在明胶胶囊中，已有l50
多年的悠久历史了。微胶囊技术就是在这传统胶囊化技术 基础上发展起来，当时人们设想用天然高分子材料对微小 液滴进行包囊。
• 20世纪50年代初期，美国国家商业公司(NRC)利用微胶囊 成功研制生产出品质优良的无碳复写纸，由此开创了它的 商业化应用价值。从50年代初期至70年代中期，这项技 术在世界范围内取得了重大的突破。与此同时，多种微胶 囊化新方法也相继问世，并取得商业化的应用成功。目前， 全球产量最大的微胶囊化产品是无碳复写纸和长效除草剂。 • 食品行业中微胶囊化技术的研究虽起步较晚，但其在应用 上并不落后。目前食品行业中，产量最大的微胶囊化产品 是油脂。此外还有许多食品配料也是采用微胶囊技术生产 的。例如：微胶囊化香精、在婴儿奶粉中添加的微胶囊化 鱼油等。在食品微胶囊化制备工艺中，喷雾干燥法是最为 常用的方法，其它还有挤压法、界面聚合法等。
2.2 微胶囊的常用壁材
• 无机材料和有机材料均可作为微胶囊的壁材，但 最常用的是高分子的有机材料，包括天然和合成 两大类。在食品工业中可使用的壁材举例如下： • (1)植物胶；阿拉伯胶、琼脂、藻酸盐、瓜儿胶、 罗望子胶和卡拉胶等； • (2)多糖：黄原胶、阿拉伯半乳聚糖、半乳塘甘露 聚糖和壳聚糖等； • (3)淀粉；玉米淀粉、马铃薯淀粉、交联改性淀粉 和接枝共聚淀粉等；
五、微胶囊造粒的步骤与方法
• 1、微胶囊造粒的步骤 • 形象地说，微胶囊造粒是物质微粒(核心)的包衣 过程。如图3-2所示，其过程可分为以下四个步骤：
• 微胶囊化从广义上说是利用一种成膜材料，将另一种“核 心物质”包敷起来。 • 具体的说，是以以一种物质作为包敷壁材，在介质中，通 过不同的成囊方案，将另一种物质包敷在一封闭的囊膜之 内，形成一种微小的囊体。 • 尽管这些微胶囊化方法多种多样，但是，微胶囊化的过程 有大致类似的步骤： • 1.核心物质悬浮：将预先分细的“核心物质”均匀的分散 在微胶囊化的介质内，进行悬浮。 • 2.三相体系的建立:将包裹壁材倾入含有“核心物质”的 介质中分散、建立起三相体系。 • 3.聚合物囊壁沉积：通过不同的微胶囊制备方法，将包裹 壁材沉积、涂层、包敷在已分散介质中的核心物周围。 • 4.包囊壁的固化：包裹壁材经过化学、物理方法硬化、冷 却、干燥处理，使核心物达到微胶囊化的目的。
2.2.1 胶质
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。
• 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。
• 2.2.2
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。 • 脂质体微胶囊化技术主要应用在医学上作为药物载体,除 保持药物的生理活性外,还有定向释放的作用,该技术对于 食品工业而言尚不现实。
• (7)微生物细胞：乳酸菌、黑曲霉和酵母菌等； • (8)甜味剂：甜味素(Aspartame)、甜菊苷、甘 草甜素和二氢查尔酮等； • (9)酸味剂：柠檬酸、洒石酸、乳酸、磷酸和 醋酸等； • (10)防腐剂：山梨酸和苯甲酸钠等； • (11)酶制剂：蛋白酶、淀粉酶、果胶酶和维生 素酶等； • (12)香精香油：桔子香精、柠檬香精、樱桃香 精、薄荷油和冬青油等， • (13)其它：焦糖色素和酱油等。