微胶囊技术(Microencapsulation),定义:是微量物质包裹在聚合物薄膜中的技术,是一种储存固体、液体、气体的微型包装技术。具体来说是指将某一目的物(芯或内相)用各种天然的或合成的高分子化合物连续薄膜(壁或外相)完全包覆起来,而对目的物的原有化学性质丝毫无损,然后逐渐地通过某些外部刺激或缓释作用使目的物的功能再次在外部呈现出来,或者依靠囊壁的屏蔽作用起到保护芯材的作用,微胶囊的直径一般为 1~500μm,壁的厚度为 0.5~150μm,目前已开发了粒径在 1μm 以下的超微胶囊。微胶囊粒子在某些实例中扩大到 0.25~1000μm。当微胶囊粒径小于 5μm 时,因布朗运动加剧而不容易收集;当粒径大于 300μm 时,其表面摩擦系数会突然下降而失去微胶囊作用。一般胶囊膜壁厚度为1-30μm。化妆品中用的多为32μm 和180μm 。超薄壁微胶囊膜壁厚度为0.01μm。国外微胶囊已用于遮盖霜、保湿剂、口红、眼影、香水、浴皂、香粉等中。微胶囊能够提高产品的稳定性,防止各种组分之间的相互干扰。
基本概念
微胶囊:指一种具有聚合物壁壳的微型容器或包物。其大小一般为5-200μm不等,形状多样,取决于原料与制备方法。l微胶囊化:制备微胶囊的过程称为微胶囊化。l微胶囊化技术: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。
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。
微胶囊技术的特点
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。
微胶囊的功能
1 粉末化 将不易加工贮存的气体、液体原料固体化,从而提高其溶解性、流动性和贮藏稳定性,如粉末香精、粉末食用油脂、粉末乙醇等。例如:将液体油脂作为心材,选择适当的壁材,运用微胶囊技术就可产生出固体粉末油脂,非常方便地添加于各种食品原料中。有报导说,在国外,目前约有数十种微胶囊产品的粉末油脂作为食品工业原料,应用于各类营养保健食品或功能型食品。
2 降低挥发性 防止风味成分的挥发,减少风味损失。
3 降低毒性 减少食品添加剂的毒理作用等,如硫酸亚铁阿司匹林等药物包裹后,可通过控制释放速度来减轻对肠胃副作用。对于制药工业来说,可采用微胶囊技术制造靶制剂,达到定向释放效果。
4 提高物质的稳定性(易氧化,易见光分解,易受温度或水分影响的物质) 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,确保营养成分不损失,特殊功能不丧失。 5 能使不相容成分均匀地混合 运用微胶囊技术,将可能相互反应的组分分别制成微胶囊产品,使它们稳定在一个物系中,各种有效成份有序地释放,分别在相应时刻发生作用,以提高和增进食品产品的风味和营养。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。
6 掩味 某些营养物质具有令人不愉快的气味或滋味,这些味道可以用微胶囊技术加以掩蔽。这种微胶囊产品在口腔里不溶化,而在消化道中才溶解,释放出内容物,发挥营养作用。
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。
8 控制心材释放和作用的时间和数量 微胶囊产品经由预先设计的溶解和释放的机理,可提供特殊的释放方式。