微胶囊技术发展史回顾

微胶囊技术及应用

• 胰脏的功能是分泌胰岛素,有人将活的胰细胞微胶囊化,封闭在凝胶中,借助细胞培养技术,使细胞在微胶囊中增殖,进而形成一种小的组织,具有了胰脏的一些功能,这个小的组织就成为人工胰脏。不仅可以将胰细胞微胶囊化,而且对所有的活细胞和微生物都是可以进行微胶囊化,由于这种技术是用没有抗原性的聚合物膜将活细胞保护起来,因而避免了免疫性排斥反应,同时保持了活细胞所具有的生理活性能力。利用微胶囊将动物红血球的有效成分一血溶质 (Homolysate)微胶囊化,制成了人工红血球,作为红细胞的代用品.有人将含羊血溶质的人造红血球与羊红血球的氧吸收曲线相对比,两者输送氧的能力极其相似。 • Thomson R.C.等将明胶微球用乳酸一经基乙酸共聚物制备成三维可生物降解的泡沫用于骨质再生。如果将抗体微胶囊化,还要以制成免疫诊断物。
1.3微胶囊的功能
• 一、改善物料的存在状态、质量和体积 • 在食品工业中应用最早、最广泛的微胶囊功能是物料形态的改变，即把液态原料固体化，变成微细、具有流动性的粉末，除便于使用、运输、保存外、它还能简化食品生产工艺和开发出新型产品，如粉末香精就是固体饮料开发的前提，粉末油脂的出现促成了许多方便食品的开发，如咖啡伴侣、维生素强化奶粉等。 • 二、保护敏感性成分 • 微胶囊化可使芯材免受外界不良因素（如光、氧气、温度、适度、pH）的影响，以保护食品成分原有的特性，提高其在加工时的稳定性并延长产品的货架寿命。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，确保营养成分不缺失，特殊功能不丧失。许多香料精油、维生素、高度不饱和的油脂（如DHA、EPA）等材料很易被氧化而失去功能，生产中又要求这些成分在食品中高度分散与易被氧化的环境中，微胶囊化就是解决这一矛盾的最好方法。

微胶囊原理及应用技术

微胶囊原理及应用技术
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
•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。
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NC R的凝聚方法，
•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20囊20/的8/4专利申请。
微胶囊原理及应用技术
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。
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

食品微胶囊技术

• 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。
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。
释放的方式
• 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能同具有一定大小与形状的疏水性分子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
• 之后,美国NCR 公司的B K Green利用相分离复合凝聚法成功地制备了含油明胶微胶囊
• 20 世纪50 年代末到60 年代,人们开始研究把聚合方法应用于微胶囊制备,
• 20 世纪70 年代后微胶囊工艺日臻成熟,应用范围也逐渐扩大,微胶囊技术得到了更大的发展。
• 微胶囊技术是当今一项用途广泛而又发展迅速的新技术，目前已成为食品科技领域内的研究热点之一
• 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。
微胶囊的不同结构图
微胶囊的功能
敏感性成分经过胶囊化后，可改变产品原来的色泽、形状、质量、体积、溶解性、反应性、耐热性、贮藏性等待性，能够贮存微细状态的心材物质并在需要时释放出来。

微胶囊

应用

颜料、染料中的应用:在颜料粒子表面形成一层或多层改性包覆膜,可提高颜料在分散介质中的润湿性和分散性。不同的颜料,通过选择不同的包覆材料,可制得具有良好着色力、光泽度及耐光、耐热、耐溶剂等性能的微胶囊颜料。粘合剂中的应用:微囊化的粘合剂通常以固态存在,使用前并无粘性,仅在施压后产生粘性,所以使用极为方便,操作简单,并降低了粘合剂中某些组分的毒性及挥发性,而且不会因为久置而失云粘接效果。

（三）微囊化的方法和步骤
干燥浴法： 1.选择一种与水不相混的溶剂,沸点比水低的易挥发有机溶剂 2.把载体聚合物溶解在这种溶剂中 3.把药物水溶液分散到上述溶液中,通过搅拌加入表面活性剂等手段形成油包水型乳液。 4.单独制备一种含有胶体稳定剂的水溶液作微胶囊化的介质溶液,在搅拌作用下将油包水乳液加到介质溶液中并分散形成水包(油包水)乳液的多相乳液,然后除去有机溶剂,水洗,收集微球,冻干。
微胶囊技术：
•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。

此方法制得的药物包封率可接近100%。
（四）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。

微胶囊技术的应用及其发展_刘永霞

收稿日期:2002-11-22第一作者简介:刘永霞(1973-),女,硕士研究生。

微胶囊技术的应用及其发展刘永霞,于才渊(大连理工大学化工学院工程研究室,辽宁大连　116012)摘　要:微胶囊化方法是功能性材料制备中一项重要的应用技术,近年来受到普遍关注。

本文中详细地介绍了几种重要的胶囊制备方法及其在食品、渔业、医药和生物化工领域的应用实例,指出了该技术的发展前景。

关键词:微胶囊;纳米微胶囊;功能材料中图分类号:T B34 文献标识码:A 文章编号:1008-5548(2003)03-0036-05Application and Recent Progressof Microencapsulation TechnologyLIU Yong -xia ,Y U Cai -yuan(School of Chemical Engineering ,Dalian University of Technology ,Dal ian 116012,China )A bstract :M icroencapsulation is an impor tant techmology of the production of functio nal powders ,and in recent y ears more and mo re attentin is paid to it .Several impo rtant microencapsula tio n technologies and applications in the field of food ,fish industiy ,medicine ,biochemical engineering ,et al .are introduced ,and the prog ress of microencapsulation technolog y is also pointed out .Key words :microcapsule ;nano -microcapsule ;functional materi -als微胶囊技术是指利用成膜材料将固体、液体或气体囊于其中,形成直径几十微米至上千微米的微小容器的技术[1]。

微胶囊发展简史

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。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。
微胶囊
1. 2. 3. 4.
发展简史基本概念微胶囊的常用壁材微囊化的方法
ห้องสมุดไป่ตู้5.
6.
性能测试
应用
1 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5×106t. 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。

3.4 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。研究表明乳清蛋白能与麦芽糊精配合作为奶油或挥发性良好的微胶囊化壁材。大豆蛋白是一种分子量极大的球状蛋白,在制备O/ W乳状液时能定向吸附到油/ 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,人们在大豆蛋白功能性质的长期研究中发现采用酶法改性是解决大豆蛋白溶解性的行之效的方法 ,即通过酶水解,打断大豆蛋白质的分子主链,一方面减小分子的大小,另一方面由于肽键的断裂,使体系的亲水基团大大增加,从而使分子的亲水性增加,达到改善溶解性之目的。

第一章食品微胶囊技术1

和聚苯乙烯等；
(7)蜡与类脂物：石蜡、蜂蜡、硬脂酸和甘油酸酯等。
3.2、芯材 (囊心物质)
1) 芯材物质：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。 2) 食品工业已经使用或试图使用的芯材
(1) 生物活性物质:膳食纤维、活性多糖、超氧化物歧化酶
(S0D)、硒化物和免疫球蛋白等；
空蒸发沉积法、静电结合法、多孔离心法。水相分离法、油相分离法、囊心交换法、 2. 物理化学方法：挤压法、锐孔法、粉末床法、熔化分散法、复相乳液法。
3. 化学方法：界面聚合法、原位聚合法、
分子包囊法、辐射包囊法。
五、微胶囊的释放
方法：1、机械方法(如加压、揉破、毁形或摩擦)
2、加热下燃烧或融化方法 3、采用化学方法(如酶的作用、溶剂及水的溶解、萃取等) 4、在心材中掺入膨胀剂或应用放电或磁力的电磁方法。
三、微胶囊的功能与局限

功能
1.改变物料的存在状态、物料的质量与体积 2.隔离物科间的相互作用，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

微胶囊的局限
心材释放后残留的壁壳会引起一些问题
四、微胶囊造粒的步骤与分类
(一) 微胶囊造粒的步骤
(1) 将芯材分散入微胶囊化的介质中；
(2) 再将壁材放入该分散体系中；
(3) 通过某一种方法将壁材聚集、沉渍或包敷
在已分散的芯材周围；
(4) 这样形成的微胶囊膜壁在很多情况下是不稳
定的，尚需要用化学或物理的方法进行处理，
以达到一定的机械强度。
（二）微胶囊造粒的分类
根据微胶囊造粒的原理不同，可将各种微胶囊技术分成三大类：

微胶囊的制备技术及其应用进展

1.2 化妆品微胶囊
目前，许多化妆品采用微胶囊技术是由于特殊需要，将化妆品中某些原料包封起来，从而起到原料缓释、遮盖、助渗透等作用。 1.3 洗涤用品微胶囊洗涤剂中常含增白剂、漂白剂、去污剂、表面活性剂、纤维柔软剂及蛋白酶等活性成分，这些活性成分都可作为芯材进行微胶囊化处理，以保护敏感成分免受光、热、湿、氧化、紫外线的负面影响或在贮存中引起的损失，便于加工、处理、包装和运输。
3 物理法
物理法是借助专门的设备通过机械搅拌的方式首先将芯材和壁材混合均匀，细化造粒，最后使壁材凝聚固化在芯材表面而制备微胶囊。根据所用设备和造粒方式的不同，物理机械法制备微胶囊可采用空气悬浮法( Wurster 法) 、喷雾法、静电结合法、溶剂蒸发法、多孔分离法及真空镀膜法等。
3.1 空气悬浮法该法是用流化床的强气流将芯材颗粒悬浮于空气中，通过喷嘴将调成适当黏度的壁材溶液喷涂于微粒表面，再提高气流温度使壁材溶液中的溶剂挥发，从而使壁材析出而成囊。 3.2 喷雾法（包括喷雾干燥法和喷雾凝结法） 3.2.1 喷雾干燥法喷雾干燥法先将囊心物分散在囊材的溶液中，再喷入惰性热气流使液滴收缩成球形，进行干燥固化。 3.2.2 喷雾凝结法喷雾凝结法是将囊心物分散于熔融的囊材中，再喷于冷气流使之凝聚而成囊的方法。
微胶囊的制备方法通常根据性质、囊壁形成的机制和成囊的条件分为化学法、物理化学法、物理法等三大类。
1 化学法
化学法的优点在于可以有效地包覆疏水性物质或疏水性大单体，且原料多样，可以制备不同类型的微胶囊，主要包括界面聚合、原位聚合、辐射交联法、锐孔法、细乳液聚合、悬浮聚合、及乳液聚合等。
1.1 界面聚合法
2.4 溶剂—非溶剂法在囊材溶液中加入一种对囊材不溶的溶剂(非溶剂)，引起相分离，而将药物包裹成囊的方法。 2.5 改变温度法