微胶囊技术及其应用

微胶囊技术及其应用

摘要：微胶囊是一门新兴的工艺技术，目前获得了广泛的关注，对微胶囊的开发技术和应用微胶囊技术都在不断发展。本文从微胶囊化的方法及其在食品行业各个领域的应用出发，简要介绍了现在微胶囊技术的发展情况及其使用价值，为更好的了解和认识微胶囊技术打下了铺垫。

关键词：微胶囊技术、食品行业、展望

人们对微胶囊的研究大约始于20世纪30年代，当时的美国人D.E.Wurster用物理方法制备了微胶囊，此后微胶囊技术不断发展[1]，应用范围也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、光感材料、纺织等行业等[2]。目前对微胶囊技术的研究在不断的发展，从微胶囊化的方法到微胶囊的各种应用都是国内外科学家关注的问题，特别是近年来随着人们对食品要求的不断提高，微胶囊技术成为食品行业一项极为重要和广泛应用的技术，本文立足与微胶囊技术在食品行业几个领域的应用，说明微胶囊技术在食品行业的最新应用进展，在一定程度上说明微胶囊技术在食品行业的发展展望，为更深刻的认识微胶囊技术提供了理论依据。

1 微胶囊的方法

微胶囊化技术是指利用天然或者合成高分子材料，将分散的固体、液体、或者气体包裹起来，形成具有半透性或者密封胶囊的微小粒子的技术包裹的过程即为胶囊化，形成的微小粒子成为微胶囊，其大小一般为5~ 200微米不等，形状多样，取决于原料的制备方法，通常把构成微胶囊外壳的材料成为“壁材”或“包衣”，把包在微胶囊内部的物质称为“囊心”或“芯材”[3]。一般可以将微胶囊化方法大致分为三类，即化学法、物理法和物理化学法[4]。其中物理法是用物理和机械原理的方法制备微胶囊具有成本低、易于推广、有利于大规模连续生产等有点，在商业领域特别是药品、食品工业经常利用这种方法来制备微胶囊可以分为，喷雾干燥、喷雾凝冻、空气悬浮、真空蒸发沉积、静电结合、多空离心等[5]；化学法主要是利用单体小分子发生聚合反应生成高分子成膜材料将囊心包覆，许多合成高分子的聚合反应都可以运用到微胶囊制备上，化学法包括，界面聚合、原位聚合、分子包裹、辐射包囊，目前通常使用的方法是界面聚合和原位聚合[6]；物理化学方法是应用物理化学原理制备微胶囊的技术有，水相分离油相分离、囊心交换、挤压、锐孔、粉末床、溶化分散[7]。

近年来人们不断研究尝试新的微胶囊制备方法，樊振江等以环糊精为壁材，用超声波法制备花椒精油胶囊［8］，此外也有人在以阿明胶-阿拉伯胶壁材的复合凝聚法制备番茄红素微

胶囊，明显提高了番茄红素微胶囊的包埋率，减小了微胶囊颗粒的平均粒径，提高了为胶囊颗粒大小分布的均一性［9］。此外，刘霞等提出一种新颖、灵活的制备微胶囊方法—乳滴模板法，胶体粒子在乳滴表面自组装形成有序的球面胶体壳，交联固定乳滴表面的胶体粒子制备新型的“胶体体”微胶囊，即以胶体粒子为壳的微胶囊。乳滴模板法制备微胶囊过程简单、灵活，只要选择合适的水油两相和胶体粒子进行乳化就能得到胶体体微胶囊，并且通过所选胶体粒子的种类和数量以及粒径大小就可以调控胶囊的尺寸、渗透性、机械强度等［10］。乳滴模板法制备微胶囊的优点是方法简单，胶囊的尺寸、渗透性、机械强度容易调控，这种新型的微胶囊在功能性食品、药物载体、生物医药，尤其是细胞移植等领域有潜在的应用前景。新兴的分子包埋法，微通道乳化法，超临街流体快速膨胀法，酵母微胶囊法等也在微胶囊的制备中有着越来越广泛的应用［11］。

2微胶囊技术在食品工业的应用

2. 1微胶囊化香精

微胶囊技术最早应用于食品工业中始于制备固体香料［12］。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，在食品贮藏过程中为了防止香味的挥发和与其他物质反应并对热和潮湿敏感，应用微胶囊化和控制技术将柠檬油、薄荷油、姜油等液体香料转变为固态，既方便使用，又起到保护作用，不易变质，与一般香料和风味剂相比，它变成了流动性的粉末产品，应用中可以与其它配料均匀混合，大大提高了耐氧、光、热的能力，增强香精贮藏和食用的稳定性[13]。王潮霞等在β-环糊精微胶囊微观形态和包含机理一文介绍了β-环糊精的工艺和机理，β-环糊精是7个吡喃葡萄糖通过α-1-4糖苷键连接形成的，具有环状结构分子呈油形，中心疏水，可利用其疏水性作用及空间提及匹配效应，与具有适当大小、形状和疏水性的分子通过非共价键的相互作用形成稳定的包结物［14］。微胶囊化在香精工业的应用，使得香精发挥着越来越大的用途，许多微胶囊化香料已用于焙烤食品、膨化食品、汤粉食品、口香糖等食品的加工生产。

2. 2微胶囊化风味油

食品中的风味油大多为挥发性的芳香油，不但挥发性强，而且易被氧化，引起机体的氧化，从而引发癌症和人体衰老[15]，此外油脂的流动性差，给调料和汤料在包装和食用时带来很大的不变，总的来说未微胶囊化前的油脂保存和使用均受到很大的限制。利用微胶囊技术将风味油制成稳定的微胶囊粉末，能有效的抑制风味油的挥发和氧化，使产品的贮存稳定性大大提高。随着生活水平的提高，富含不饱和脂肪酸的油脂为越来越多的人关注，扁杏仁油中油酸和亚油酸等不饱和脂肪酸的含量超过90%对人体有重要的生理作用，但含量高的不饱

和脂肪酸同时也造成其易氧化变质，利用微胶囊技术可使扁杏仁油与环境中的物质隔离，防止氧化，更好更充分的利用油脂[16]。利用微胶囊技术将植物或微生物油脂制成的粉末油脂的不易氧化、性质稳定、易运输和储存、应用广泛等特点也在各行各业备受青睐。

2. 3微胶囊化技术在饮料制备过程中的应用

近年来固体饮料发展迅速，主要有两个方向，一是利用水果和浆果的天然果汁制成，强调天然、营养；另一个是配置含气发泡粉，着眼于产气、发泡的新奇感[17]。但不管是何种方向的发展，总是存在一些传统工艺无法克服的缺点，如芦荟中含有多种游离氨基酸和生物活性物质，其营养价值和有效成分都很高，但新鲜的芦荟液汁中有效成分的性质不稳定，易挥发，而且芦荟汁中有一种令人难以接受的青草味和苦涩味，直接应用于食品不易被人们接受，采用微胶囊技术将其包埋处理，可减少或者消除异味。总体来说，利用微胶囊技术制备固定饮料，可以使产品颗粒均匀一致，具有独特浓郁的香味，在冷热水中均能够迅速溶解，色泽与新鲜果汁相似，不易挥发，产品能长期保存。

2. 4微胶囊化技术在营养强化食品中的应用

随着生活水平的不断提高，公众对营养和健康的要求日益强烈，各种类型的营养强化食品不断涌现，但由于强化剂往往具有本身的色、香、味以及化学性质存在局限性，导致部分营养强化食品的综合品质难以令人满意，微胶囊技术在营养强化食品的加工准备阶段食品加工完成阶段等都发挥着重要的作用，该技术在保持原有风味的同时可以使食品获得良好的感官性状[18]。此外，微胶囊微胶囊技术在改变色素的溶解性能，提高了其对光、热、氧、PH、维生素C的稳定性、提高抗氧化剂的稳定性，延长食品的货架期，提高经济效益、使甜味剂吸湿性大大降低，甜味持久，[19]等方面都有着非常广泛的应用。

3 微胶囊技术在食品工业发展展望

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，但目前微胶囊化技术在食品工业中的推广还是存在很多的障碍，首先微胶囊的表征目前还无法准确表达，也没有一种简单可行的方法或者技术标准[20]；其次微胶囊技术的是成本较高，其是所用的壁材中，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者处理等相关问题而限制了它的应用。但随着人们对微胶囊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。

本文仅仅只是在查阅相关资料和在运用自身所学的一些知识的基础上所写的，因为所学的知识较为简单，所以存在的观点也是较为表面的，没有进行深入的探讨，也没有对自己的