4第3章微胶囊技术详解
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。
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。
第四章 微球微囊技术
如用明胶及阿拉伯胶为材料，介质水、明胶、阿拉伯胶 三者的组成与凝聚现象的关系．可由三元相图说明。
复凝聚区 均相溶液区
水稀释发生凝聚
两相分离区
K为复凝聚区，即可形成微囊的低浓度明胶和阿 拉伯胶混合溶液； P为曲线以下两相分离区，两胶溶液不能混溶亦 不能形成微囊； H为曲线以上两胶溶液可混溶形成均相溶液区。 A点代表10％明胶、10％阿拉伯胶和80％水的 混合液，必须加水稀释，沿A→B虚线进入凝 聚区K才能发生凝聚。 相图说明，明胶同阿拉伯胶发生复凝聚时，除p H值为主要条件外，浓度也是重要条件。
常用的囊材：
1．天然高分子 最常用。 （1）明胶：
分酸法明胶(A型)和碱法明胶(B型)。
可根据药物对酸碱性的要求选用A型或B型。用量： 为20~100g/L。 加入10%~20％甘油或丙二醇可改善明胶弹性。 加入低粘度乙基纤维素可减少膜壁细孔。
(2) 阿拉伯胶：
一般常与明胶等量配合使用，作囊材的用量为 20~100g/L，亦可与白蛋白配合作复合材料。
2. 囊壁的溶解 溶解的速率取决于材料的性质、介质的组成、pH值、 体积和温度等。 3. 囊壁的消化降解 当微囊进入体内后，囊壁可受胃蛋白酶或其它酶的消化 降解成为体内的代谢产物 第一阶段：囊壁材料分子量变小，囊材仍保持不溶性，
第一阶段：进一步降解使囊材开始溶解，微囊的外形也 开始变化。 两个阶段都可以提高药物释放的速率。
(6) 壳聚糖
2. 半合成高分子材料
多系纤维素衍生物，其特点是毒性小、粘度大、成盐 后溶解度增大。 （1）羧甲基纤维素盐 属于阴离子型的高分子电解质，
(CMC-Na)常与明胶配合作复合囊材，
(2) 纤维素肽酸酯（邻苯二甲酸醋酸纤维素，CAP），
微胶囊
微胶囊和微胶囊技术微胶囊和微胶囊技术微胶囊（Microcapsule，简称MC）是指一些由天然或人工合成高分子材料研制成的具有聚合物壁壳的微型容器或包装物，其外形一般呈球型。
微胶囊的大小在几微米至几百微米范围内（直径一般为5-200μm），需要通过显微镜才能观察到。
微胶囊技术，是指将固体、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，被包埋的物质称为囊芯物，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。
包埋囊芯物实现微囊胶化的物质称为囊材。
微胶囊制备技术起源于20世纪50年代，美国的NCR公司开创了微胶囊新技术的时代。
60年代，由于利用相分离技术将物质包裹于高分子材料中，制成了能定时释放药物的微胶囊，推动了微胶囊技术的发展。
近20年来，日本对微胶囊技术的大力开发和微胶囊的独特性能，更使微胶囊技术迅速发展。
微胶囊化方法已经在几个不同技术领域得到了发展，作为一项高新技术，已经成为各国学者竞相研究的热点。
微胶囊的大小一般为几微米至几毫米不等，形状多样，取决于原料与制备方法。
通过微胶囊技术，可以做到：◆降低囊芯物向外界的扩散速率，减缓囊芯物与外界（氧气、光、水份等）的反应，从而保护敏感成分，防止营养损失；◆便于囊芯物在饲料加工中的处理，比如实现囊芯物由液态向固态的转化；提高囊芯物与其它物料的混合性；提高其流动性等等；◆控制囊芯物的释放；◆掩盖囊芯物的异味；◆稀释囊芯物，即使用量很少的囊芯物也可在主料中均匀分散。
微胶囊的囊芯物与囊材被包覆的囊芯物可以是油溶性、水溶性或混合物，其状态可以是固体、液体或气体。
囊芯物与囊材的溶解性能必须是不同的，即水溶性囊芯物只能用油溶（疏水）性囊材包覆，而油溶性囊芯物只能用水溶性囊材；为实现微囊化，包囊膜的表面张力应小于囊芯物的表面张力且包裹材料不与囊芯物发生反应。
微囊的囊材是制备微囊的重要材料，囊材应当具备性质稳定；有合宜的释药速率；无毒无刺激性；可与药物配伍，不影响药理作用及含量测定；有一定的强度及可塑性，能完全包封囊芯；具有适当的粘度、渗透性、亲水性等。
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。
微胶囊技术
微胶囊的应用
医药 药物微胶囊化可降低药物毒副作用, 提 高药物在肠胃中的稳定性,并使之具有良好的 组织靶向性。(控制胰岛素的释放） 组织靶向性 食品 含有高度不饱和脂肪酸的油脂( 深海鱼 油、月见草油等) , 因极易氧化而失去功能, 因 此有必要微胶囊化以保持其原有特性 保持其原有特性。 保持其原有特性 香精 微胶囊是使香味较长时间 长时间留在植物上 长时间 的有效途径。
微胶囊技术
霍彤 10011311402 huohuobaozi@
内容简介
微胶囊 概念 分类 作用 微胶囊的释放 微胶囊的应用 微胶囊的制备
微胶囊技术的概念
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2微米至上千 微米的微小容器的技 术。 微小容器被称为微胶 囊,器壁被称为壁材或 壳材,而其内部包覆的 物质则称为芯材或囊 芯。
凝聚相分离法制备微胶囊流程图 凝聚相分离法制备微胶囊流程图
流化床喷涂法
空气悬浮包埋法 顶端喷涂 底端喷涂 法向喷涂 将囊芯颗粒置于流化床中,通入空气使囊芯分 , 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芯粒子 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
纳米微胶囊
黄芪、甘草、芦荟、熊果苷、当归、沙棘等提取物 包于纳米胶囊中, 利用其恒速缓释可延长活性成分 的作用时间; 将维生素C、维生素E、氨基酸、SOD 等易受空气、 温度等外界条件影响的活性物质包于纳米胶囊中, 可提高稳定性; 将维生素A、果酸等对皮肤有良好再生、抗衰老功 效, 但直接与皮肤接触会产生刺激的物质包于纳米 胶囊中, 既能防止刺激, 又可为皮肤提供持久的保护。
微胶囊释放方式
①扩散 通过选择合适的壁材、控制制备条件，可使胶囊膜 具有渗透作用。芯材随液体(如水、体液等)的渗入而逐渐溶 解，并向外扩散，直至囊膜内外的浓度达到平衡。 ②膜层破裂 外壳因挤压、摩擦而破坏。如口香糖中的甜味 剂和香精。微胶囊的芯材可在水或其他溶剂中因壁材的溶解 而释放，这是最简单的释放方法，如喷雾干燥法制造的粉末 香精和粉末油脂；也有因温度的升高致使壁材融化。 ③囊膜降解 囊膜受热、溶剂、酶、微生物等影响而破坏， 释放所包裹的物质。 有意识地选择壁材和包囊方法，可使芯材在指定的pH 值、 温度、湿度下释放。
微胶囊技术讲义ppt课件
3
•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。
16
3.2 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。 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。
6
7
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。