第3章微胶囊技术详解ppt课件.ppt

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1、第三章微胶囊技术概述微胶囊一种具有聚合物壁壳的微型容器或包装品。微胶囊造粒技术将固体,液体或气体物质包埋,封存在一种微型胶囊内成为一种固体微粒产品的技术。简史胶囊化：源于十九世纪---药物微胶囊化：源于上世纪三十年代，设想用天然高分子材料来包裹微小液滴；微胶囊化的突破：1955年，美国国家商业公司利用微胶囊研制出高品质无碳复写纸；上世纪50年代中期-70年代：多种微胶囊化新方法问世，并在商业化的应用中获得成功。应用制药，食品，饲料，精细化工，照相器材，机械制造业等。为什么要在食品工业中应用？最大限度地保持原有的色香味；防止营养

2、物和生物活性及特有性能的损失与破坏；使不稳定的气体液体食品变成稳定的固体；掩盖食品自身的异味。一、基本概念（一）微胶囊粒子1.结构由单核或多核的囊心物与单层或多层的固体囊壁层构成。2.形状球形,肾形,粒状,谷粒状,絮状,和块状。3.尺度一般范围：5200微米有些也可达到：0.51000微米注意：不宜过大或过小：<5微米----布朗运动造成不易收集>300微米----表面静电作用减小囊壁厚度：0.210微米（二）材料1．心材(囊心物质)----微胶囊内部装载的物料食品工业中心材举例：生物活活性物食用油脂酒类酶和微生物细胞甜

3、味剂，酸味剂，防腐剂香精，精油色素……2．壁材(包囊物质)----外部包囊的壁膜物料（1）组成有机和无机,天然或合成的高分子材料（2）壁材的选材原则能与心材配伍但不发生化学反应；满足安全卫生要求；适当的渗透性、吸湿性、溶解性和稳定性等。（3）食品工业中壁材举例植物胶---阿拉伯胶,琼脂,藻酸盐,瓜儿胶,罗望子胶和卡拉胶等多糖---黄原胶,阿拉伯聚半乳糖等淀粉---玉米,马玲薯等交联改性、接枝共聚纤维素---羧甲基,羧乙基,乙基,二醋酸,丁基醋酸,硝酸等蛋白质---明胶,酪蛋白,玉米蛋白,大豆蛋白等聚合物---聚乙烯醇,聚氯乙烯

4、等蜡与类脂物---石蜡,蜂蜡,硬脂酸和甘油酸脂等（三）微胶囊造粒方法1.物理方法喷雾干燥,喷雾凝冻,空气悬浮,真空蒸发沉积,静电结合,多孔离心2.物理化学方法水相分离,油相分离,囊心交换,挤压锐孔粉末床,熔化分散,复相乳液3.化学方法界面聚合,原位聚合,分子包囊,辐射包囊（四）微胶囊的释放1.释放时间立即延时（缓释）2.释放方法物理电磁化学机械方法(加压破形摩擦)加热方法燃烧熔化用酶,溶剂或水对其溶解3.释放模型（1）零级型式中M----囊心物活性（或质量）t----时间k0----常数（2）一级型式中M0----t=0时囊心

5、物活性（或质量）（3）时间平方根倒数（4）其他模型对于特殊情况，根据实际需要，而采用的模型。4.释放机理（1）活性心材物质通过囊壁膜的扩散释放（2）用外压或内压使囊膜破裂释放出心材（3）用水溶剂等浸渍或加热等方法使囊膜降解而释放出心材（五）微胶囊产品的质量评定1.溶出速度反映囊心物质释放速度的指标测定方法：因产品具体形式而定2.心材含量测定方法也因产品不同而异，多用采用溶剂或水提取法测定。如：挥发性油类心材含量常用索氏提取法测定3.微胶囊尺寸胶囊大小可用显微镜进行测量，也可用别的粒度测定方法测定二、物理法造粒技术（一）喷雾干燥

6、法1.步骤心材+壁材溶液→混合液→喷雾干燥（分散相）（连续相）（初始液）（小囊滴）（颗粒成品）2.特点优点：简单，易工业化流水作业，生产能力大，成本低。缺点：包囊率低，心材可能在壁材外面，影响质量，设备造价高，能耗大。3．喷干法应用举例壁材水溶液的调制10-50%的-环状糊精+香味物质糊精量的5-40%↓均质乳化↓喷雾干燥进风温度130-190ºC,排风温度60-90ºC↓成品图例：（二）喷雾冻凝法1.造粒原理壁材以熔融（而非溶解）液体状与心材混成混合液,雾化液滴受冷却后呈固态粒。2.特点低温或常温颗粒化。3.适合室温下为

7、固态的物质,如氢化植物油,脂肪酸脂,脂肪醇,蜡类,糖类和某些聚合物作为壁材的场合，以及特别热敏性物质，如维生素,矿物元素(硫酸亚铁)和风味物质等。图例：（三）空气悬浮法（流化床法）又称Wurster法。1.装置构成2．关键因素心材性质---相对密度，熔点，脆碎度，挥发度,粘度等；壁材性质---粘度，浓度，附着力，所含溶剂的性质等；操作条件---喷入方式，气流的湿度、速度（临界流速）等。3.局限性心材状态---须为固体；有湿颗粒互粘和干颗粒碰碎的现象。（四）旋转悬浮分离法1.原理心材分散于壁材注入转盘（物料呈单层被壁材包裹）

8、分离干燥/凝冻产品。2.特点包裹率高；多余壁材与微胶囊产品的分离效果好。壁材一般为纯物质，为热熔型，最好熔化后粘度小于5000cP；心材最好为球形（可小于150m）。工作原理图：三、物化法微胶囊造粒技术（一）相分离法（水相，油相分离法）（二）囊心交换法（三）挤压法（四）