[發明專利]一種通過復合凝聚法制備親水性物質為芯材的微膠囊化方法

有效

• 申請號: 201210063857.9
• 申請日: 2012-03-13
• 公開（公告）號: CN102580638A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 張曉鳴;呂怡;戴清源;夏書芹;賈承勝
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: B01J13/02
• 分類號: B01J13/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及食品、香精香料、化妝品、煙草及印刷行業，特別涉及一種通過調節pH來引發復合凝聚反應，包埋芯材，制備微膠囊的技術。所選芯材為親水性物質，可以是功能性物質：如水溶性維生素C、B族維生素等；可以是水溶性染料：如辣椒紅色素、姜黃色素等；可以是食品類添加劑：如防腐劑山梨酸鉀、甜味劑阿斯巴甜等；也可以是水溶性香精；甚至可直接包埋水，作為一些特殊產品的保潤劑或增濕劑。

背景技術

微膠囊化的作用主要有：(1)改善物質的物理性質，液態物質微膠囊化后可以變成固態粉末，便于貯藏和運輸，也方便于添加到固態或類固態體系中。(2)提高物質的穩定性，微膠囊技術將芯材與周圍環境隔開，避免了光、氧氣、溫度等的影響，也避免了由于不同組分間的相互作用，失去其特有的性質而導致的產品品質劣變，保護了芯材。例如，維生素C極易受溫度、濕度、氧氣的影響，而發生氧化或分解，從而喪失其生理功能或還原性；水溶性香精在食品加工過程中，往往需要經歷150℃以上的高溫，導致其風味改變或喪失等。采用微膠囊化技術可極大程度延緩芯材物質的氧化速度，耐高溫、高濕能力，增強穩定性。(3)控制釋放。物質經微膠囊化后，可根據需要在恰當的時間與恰當的位置以一定的速率進行釋放。例如，微膠囊化的食用香精可直到產品被食用時才進行釋放，不僅增加了風味，也減少了加工過程中揮發性風味的損失，減少香精香料的使用量，節約成本，提高附加值；傳統甜味劑甜味濃烈，釋放時間短，如能采用微膠囊化方法進行包埋，能使甜味釋放柔和且持久，特別適合在口香糖中使用。(4)屏蔽味道和氣味。微膠囊化可以用于掩飾某些物質令人不愉快的味道或氣味。

目前微膠囊化的方法很多，有噴霧干燥法、噴霧冷凝法、擠壓法、空氣懸浮法、界面聚合法、相分離法、環糊精法和銳孔法等。噴霧干燥法工藝簡單，生產成本低，是工業化較為成功的一種。但此類微膠囊的缺點在于當外壁略有破裂時，即會迅速全部釋放芯材，不具備緩釋效果，而且在濕度較大的環境中，其玻璃化的壁材容易溶脹破裂，釋放內部芯材。因此若想得到在高溫高濕下應用的微膠囊，必須采用特殊的微膠囊化方法。

復合凝聚法是相分離法的一種，是由組成壁材的兩種高分子聚合物在適當的條件下，通過改變外部環境，如稀釋或調節pH，使聚合物間由于靜電相互作用形成復合凝聚相，沉積于芯材乳狀液滴表面形成微膠囊的方法。

復合凝聚微膠囊技術具有微膠囊大小和載量可調范圍廣、包埋產率高的優點。最重要的是，復合凝聚微膠囊由于在制備過程中經過固化處理，囊壁形成了三維網狀的剛性結構，能耐受高溫、高濕的環境，并具有基于機械力或溫度的控制釋放及緩釋能力。此外，微膠囊經噴霧干燥后能形成流動性很好的粉末產品，方便后續添加與應用，是一種極具特色又富有前景的微膠囊化方法。

目前，采用復合凝聚技術制備微膠囊所適用的芯材種類僅為疏水性物質，未見該法對于親水性物質的成功包埋。因此，大大限制了該種優良的微膠囊化方法的適用范圍。如能采用特殊的處理手段，達到對親水性物質的包埋，則能拓寬傳統該法僅在香精行業的應用，提高系列產品的附加值。由于利用復合凝聚法所制備的壁材與芯材的結合主要依靠的是疏水相互作用，故其無法直接對親水性物質進行包埋。本發明即基于此尋找一種中間手段，以期達到采用復合凝聚法間接包埋親水性物質的目的。

發明內容

針對上述情況，本發明的目的是提供一種一種通過復合凝聚技術制備親水性物質為芯材的微膠囊化方法。該方法反應條件簡單，操作方便，且壁材成本較低，易于工業化生產。

本發明的最大特點在于采用復合凝聚法，成功包埋了系列親水性物質。本發明通過以下的方法實施：

一種通過復合凝聚法制備親水性物質為芯材的微膠囊化方法，包括以下步驟：

(1)稱取明膠和阿拉伯膠，在60℃熱水中攪拌使其溶解，得到壁材溶液；所述的壁材溶液中明膠和阿拉伯膠總的質量分數為1％，明膠與阿拉伯膠的質量比為1～9∶1；

(2)稱取親水性物質，加入油相物質、乳化劑，高速分散得到均一的W/O型乳狀液；所述的親水性物質為B族維生素、抗壞血酸、辣椒紅色素、姜黃色素、山梨酸鉀、阿斯巴甜中的一種，芯材與壁材的質量比為0.4∶1；所述的油相物質為大豆油、橄欖油或者花生油中的一種，油相物質與壁材的質量比為0.8∶1；所述的乳化劑司盤80(Span80)，乳化劑與壁材的質量比為0.8∶1；

(3)將步驟(2)所得的乳狀液倒入步驟(1)所得的壁材溶液中，于45℃下恒溫攪拌，恒溫攪拌的速度為300～500r/min，用10％的酸溶液調節pH至3.9～4.2，反應10～20分鐘(優選15分鐘)；