β-环糊精制备香精微胶囊的机理及应用

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1、β-环糊精制备香精微胶囊的机理及应用环糊精是1891年Villiers从芽抱杆菌属淀粉杆菌的淀粉消化液中分离出来的们。它是由淀粉酶经酶解环而成的由6至12个吡喃葡萄糖单元以β-1,4式键连结的环状低聚糖化合物。在环糊精分子洞包覆客体，分子的作用及机理深入研究的基础上，建立的主客化学是当今化学研究领域中最为活跃和不断深入的领域之一。α-环糊精分子洞孔隙较小，通常只能包覆较小的客体分子，如脂肪族烃类、二氧化碳及丙烷等分子；γ-环糊精分子洞孔隙较大，能包覆较大的客体分子，如有机大环类化合物等，但因其成本高，应用受到限制；β-环糊精分

2、子洞大小适中，可以较好包覆某些维生素及小分子芳香物等[2-3]，由于β-环糊精溶解度低，容易结晶、分离、提纯，无毒性、易生物降解，而且生产成本较低，已广泛应用于化工、医药、食品、染料、照相材料、化妆等各个领域[4]。　　本试验采用β-环糊精为壁材原料制备香精微胶囊，重点分析了分散剂、均化速度、温度以及溶剂配比对微胶囊的形成及平均粒径的影响，并对微胶囊在纺织品上的应用作了介绍。　　1实验部分　　1·1实验材料　　1·1·1实验药品　　β-环糊精(化学级)，上海化学试剂公司；香精(试剂级)，上海香精研究所；分散剂MS(马来酸铵盐与

3、苯乙烯共聚物)，自制；分散剂PVP(K-17)、TX-7、NNO(试剂级)，上海助剂厂；乙醇为分析纯，上海化学试剂公司。　　1·1·2实验仪器　　威宇高速均化机(上海威宇)，JB-l型电动高速搅拌机(上海机械厂)，日本理光X-衍射仪(日本)，UV-M型图象分析系统(北京合众视野科技有限公司)。　　1·2机理　　β-环糊精是由7个吡喃葡萄糖基本单元组成的，并具有一定高度的立体结构。空腔上、下端口径不同，口径较大的称为宽口端，口径较小的称为细口端。由于组成的每个吡喃葡萄糖单元都是4C1构象，所有仲羟基都排在环状分子的宽口边缘，而伯

4、羟基都排在细口边缘，因此，整个分子成锥柱或截顶圆锥状花环。空腔内部排列着配糖氧原子，氧原子的非键合电子对指向中心，使空腔内具有很高的电子密度，表现出某些路易斯碱的性质。吡喃葡萄糖环上的氢原子位于空腔内并覆盖了配糖氧原子，使空腔内部成为疏水性空间[5]。　　香精一般是由芳樟醇、月佳烯醇等疏水性物质组成的混合物，其分子结构大多为含苯环化合物，分子尺寸大小适合进入环糊精洞穴中，但这种被储藏的香精分子只是一部分处于洞穴中。β-环糊精与香精形成复合物后可以提高缓慢释放性能，以延长香精的使用寿命从复合物形成过程可以看出，此过程是可逆的，当

5、香精挥发完毕后，β-环糊精空腔可以重新贮入香精，形成新的复合物，可以在使用过程中重复加载，几乎没有时间的限制。　　1·3实验方法　　1·3·1香精微胶囊的制备　　将一定量的β-环糊精、分散剂加到乙醇水溶液中，以8000-l0000)/min速度均化5min。在搅拌条件下，加入10%香精的乙醇溶液20ml，维持40-60℃搅拌2h，自然冷却至室温，静置24h，然后用布氏漏斗抽滤，洗涤。　　1·3·2香味纺织品整理　　香味纺织品模拟应用条件暴露于空气中，定期置于密闭容器中，并以有机溶剂萃取香精，将萃取液用UV-3000紫外分光光度

6、计进行定量测定。　　2结果和讨论　　2·1均化速度和搅拌速度　　均化速度和搅拌速度对微胶囊平均粒径及其分布影响很大，在一定条件下，适度的均化和搅拌速度可以使平均粒径变小，分布集中，有益于结晶的形成。搅拌度过高，不利于结晶，因为，过于激烈的搅拌不利于香精结晶，因为，过于激环糊精形成疏水键结合。如果β-环糊精、香精、分散剂在混合溶剂中只经过高速均化，无搅拌过程，则不能形成香精微胶囊。因此，均化速度以能够确保形成稳定β-环糊精的悬浮液为限，搅拌速度以维持悬浮稳定为宜，见表1、表2。　　表1均化速度对譬精微胶囊平均粒径的影响　　注:搅

7、拌速度1000RPM。　　表2搅拌速度对譬精微破囊平均粒径的影响　　注:均化速度8000RPM。　　从表1、表2实验结果来看，均化速度在8000-10000RPM，搅拌速度在1000-1300RPM即可。　　2·2分散剂　　分散剂用量不同时，粒径的大小、分布也不同。分散剂用量增大，粒径减小，其减小程度也因分散剂不同而有较大差异。分散剂的分散性能并不是越大越好，当分散性能过强时，会影响结晶的形成。　　从实验结果来看，其分散性能应以满足24h结晶顺利形成并能减小粒径至1µm以下为宜。在温度、搅拌速度、溶剂配比等其它条件相同时，不同

8、的分散剂对粒径的大小、分布及结晶的形成都有很大的影响。见表3。　　表3分散剂种类对香精微胶囊平均粒径的影响　　从表3可以看出，不同分散剂所得到的香精微胶囊的平均粒径不同，其粒径从小到大顺序为TX-7＜MS＜PVP(K-17)＜NNO。从结晶速度来看，MS和PVP(K-17)在