1、1 文献综述 茉莉香精微胶囊的研究 一、 引言 微胶囊化技术 (Microencapsulation) 是将液体、固体、气体囊心 (芯或内相 ) 分细 , 然后以这些微滴或微粒为核心 , 使各种天然的或合成的高分子化合物在其上沉积、涂层 , 形成一层连续薄膜 (壁或外相 )将囊心包覆。此过程对核心物质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 【 1】 。微胶囊技术最早出现于 1936年，迄今为止已经有六十多年的历史了，在这段期间微胶囊技术也得到了不断的改进和发展。微胶囊技术从 20 世纪 50 年代进入实用阶段以来得到了广泛的应用。这项技术
2、的发展大大地提升了化工、医药、食品、造纸、农业等各方面的产品档次。尤其近三十年来微胶囊技术作为一项新兴的技术越来越得到重视和利用 【 2】 。 微胶囊膜具有改变物质外观及性质，以及延长和控制膜内物质的释放，提高储存稳定性，将不可混溶成分隔离等作用。微胶囊根据其囊材的不同分为不透微胶囊和半透微胶囊。不透微胶囊的囊材相对比较厚，为芯材提供适合的内部环境，并将芯材和外部环境隔离开来，防止其同外部环境的物质发生反应，当需要释放的时候，用加压、加温或辐射等方法破坏囊 材。半透微胶囊在使用的时候不需要破坏囊材 ,芯材或外部环境中的小分子物质能够自由的通过囊材 ,并快速达到平衡，因而可以达到缓释和控制释放的
3、功能。对于半透微胶囊，微胶囊的表面结构膜厚度、多孔性和芯材分布等物理性质是决定芯材缓释性能的主要因素 【 3,4,5】 。目的物经微胶囊化后 , 许多应用性质也会得到改善 .香精微胶囊是微胶囊 (MC) 技术中的一个分支 ，是以香精为芯材的微胶囊。是一个封闭的薄膜把香料复合物保护起来与外界隔绝，防止其挥发。微胶囊大小通常为1um 到几毫米，也有小于微米的纳米囊 【 6,7， 8】 。微胶囊芯材可以由一种或多种不同成分构成，而囊壁也可以有单层或多层。微胶囊成囊过程通常由两步构成：第一步，将香料芯材和壁材进行乳化，例如： 将多聚糖或蛋白质壁材与香料混合乳化，形成 “壁材 -香料” 乳化体系； 第二
4、步， 对乳化溶液进行干燥或冷凝。香精微胶囊的主要作用有很多 , 香精微胶囊化可把液体香精转化成固体粉末 , 使其在加工使用中更为方便；提高物质的稳定性，减少敏感性物质与外界的接触，防止变质和损失 , 明显改进缓释性 , 延长其 保香期 , 大大减少香精用量。因此 , 香精微胶囊化是克服香精散发快、保香期短的优良方法 【 3,4,5】 。 2 微胶囊香精芯材的主体是香精，被包覆的芯材可以是油溶性、水溶性化合物或混合物，其状态可为固体、液体或气体。香精一般是由芳樟醇、 月桂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。囊芯与壁材的溶解性能必须是不同的，即水溶性囊芯只能用油溶（疏水）
5、性壁材包覆，而油溶性囊芯只能用水溶性壁材；为实现包囊化，包囊膜的表面张力应小于囊芯物的表面张力且包囊材料不与囊芯发生反应。可依芯材而定，要求材料性能稳定 、无毒、无副作用、无刺激性、有配伍性、不影响香精香料的作用，并且要有符合要求的粘度、渗透性、有一定强度和可塑性等。香精微胶囊技术中常用的壁材有植物胶类 (阿拉伯胶、海藻酸钠、卡拉胶等 )、淀粉及其衍生物 (各种类型的糊精 低聚糖、淀粉衍生物等 ,具有良好的乳化性、 成膜性、 质密性 ,是很好的包埋香精的壁材 ) ,蛋白质类 (明胶、酪蛋白、大豆蛋白、 乳清蛋白等 ) ,多种纤维素衍生物 ( CMC、乙基纤维素、 甲基纤维素物质等 ) , 蜡
6、( 虫蜡、 石蜡、 蜂蜡等 ) 等 【 8， 9】 。 二、香精微胶囊的制备方法 微胶囊技术的研究 开始于二十世纪 30年代，取得重大成果是在二十世纪 50年代。传统的微胶囊制备方法从原理上大致可分为化学方法、物理方法和物理化学方法三类，如表 1.1所示。利用物理机械的方法制备微胶囊的先驱者是美国人 D.E.Wurster，在 40年代末他首先采用空气悬浮法制备微胶囊，并成功的运用到药物包衣方面，至今仍常把空气悬浮法称为 Wurster法。美国的 NCR（国家现金出纳）公司的 B.K.Green是利用物理化学原理制备微胶囊的先行者， 50年代初他发明了用相分离复合凝聚法制备含油明胶微胶囊，取得
7、了专利，并用于制备无碳复写纸， 在商业上取得极大成功，由此开创了以相分离为基础的物理化学制备微胶囊的新领域。 50年代末到 60年代，人们开始研究把合成高分子的聚合方法应用于微胶囊的制备，发表了许多以高分子聚合反应为基础的用化学方法制备微胶囊的专利，其中以界面聚合反应的成功最引人注目。 70年代微胶囊制备技术的工艺日益成熟，应用范围也逐渐扩大。 80年代以来，微胶囊技术研究取得更大的进展，不仅发表了许多微胶囊合成技术新专利，而且开发了粒径在纳米范围的纳米胶囊。具体方法以界面聚合法、原位聚合法和凝聚法应用最为广泛 【 12,13,11,10】 。 1.1微胶囊的制备方法 方法 名称 特征 化学方
8、法 1.界面聚合法 建立在化合反应基础上的微胶囊制备技术，主要是利用单体小分子发生聚合反应生成高分2.原位聚合法 3 3.锐孔一凝固浴法 子成膜材料并将囊芯包覆。 物理化学方法 4水相分离法 改变条件使溶解状态的成膜材料从溶液中聚沉出来，并将囊芯包覆形成微胶囊。 4.1复合凝聚法 4.2简单凝聚法 5.油相分离法 6.干燥浴法 7.熔化分散冷凝法 8.粉末床法 物理方法 9.锅包法 利用物理机械原理的方法制备微胶 囊。具有设备简单、成本低、易于推广、有利于大规模连续生产等特点。 10.空气悬浮成膜法 11.喷雾法 12.包结络合法 13.多孔离心法 14.旋转悬浮分离法 2.1界面聚合法 界面
9、聚合法的技术特点是 :两种反应单体分别存在于乳液中不相溶的分散相和连续相中，而聚合反应在相界面上进行。这种制备微胶囊的工艺方便、简单、反应速度快，效果好，不需要昂贵复杂的设备，可以在常温下进行。此方法虽简单，但对包覆材料要求较高，包覆单体必须具备高的反应活性，可以进行缩聚反应。 2.2原位聚合法 原位聚合法是将单体和引发剂全部置于囊芯外部，而且要求单体是可溶的，而生成的聚合物是不可溶的，聚合物沉积在囊芯物表面并包覆形成微胶囊。许多高分子反应，如均聚、共聚和缩聚反应都可用于原位聚合法制备微胶囊。原位聚合法与界面聚合法都是以单体为原料，利用合成高分子材料作壳材料的方法。两种方法所不同的是，在界面聚
10、合法微胶囊化的过程中，分散相和连续相两者均要能够提供单体，而且两种以上不相容的单体分别溶解在不相容的两相中 ;而对于原位聚合来说，单体仅由分散相或连续相中的一个提供。比较这两种方法时可以看出，界面聚合法产生微胶 囊壳的速率要比原位聚合法快得名。 2.3凝聚法 4 凝聚法的特点是利用改变温度或在溶液中加入无机盐电解质、成膜材料的非溶剂，或创造条件诱发两种成膜材料间相互结合等方法，使壁材溶液产生相分离，形成两个新相，一个是含壁材浓度很高的聚合物丰富相 (又称包囊材料相 )，另一个是含壁材很少的聚合物缺乏相。形成的聚合物丰富相是可以充分流动的，并能够稳定地逐步环绕在囊芯微粒的周围。相分离步骤是制备微
11、胶囊的关键。凝聚相分离法根据分散介质可分为水相分离法和油相分离法。水相分离法又按成膜材料的不同分为复合凝聚法和简单凝聚法。 复合凝聚法是凝聚法中最常用的方法此方法是由两种或多种带有相反电荷的线性无规聚合物材料做壁材，将囊芯物质分散在壁材的水溶液中，在适当的条件下 (pH值的改变、温度的改变、稀释、无机盐电解质的加入 )，使得相反电荷的高分子材料间发生静电作用。高分子材料的溶解度随之降低而产生了相分离，胶体从溶液中凝聚出来。以明胶与阿拉伯树胶通过复凝聚法在水相中进行微胶囊化可以包覆许多疏水性液体。如采用此方法可以包覆的芯材主要包括压敏复写纸材料、胶粘剂、发泡剂、热敏记录材料、液晶、照片的显影剂、
12、环氧树脂的固化剂、磁性材料等 【 15,16,17，18】 。 三 、 香精微胶囊 的研究方法 微胶囊的各种特性如 :表面形貌、粒径分布和包覆率等是影响微胶囊性能的重要参数，因此研究微胶囊各个参数的影响因素对掌握微胶囊的性能具有重要的意义。 以 -环糊精、 阿拉伯树胶和明胶为壁材，采用不同方法制备茉莉香精微胶囊，研究不同的工艺条件对微胶囊形成所产生的影响。经过实验分析总结制备微胶囊的关键因素包括乳化剂的选择、搅拌速度和体系温度的控制、以及芯材、壁材、乳化剂和固化剂的相对用量。 四、 总结 综上所述微胶囊技术是当今一项用途广泛而又发展迅速的新技术 , 虽然发展时间不长 , 但已给许多行业带来了极
13、大的革新和进步 , 许多以前不能解决的问题 , 因该技术的出现迎刃而解。香精香料运用微胶囊技术 ,在许多领域已得到实际应用和较为深入的研究 ,随着科学技术的进步 ,微胶囊技术将会越来越完善 ,其研究和应用领域将会得到很大的发展和提高。 五、参考文献 【 1】武伟 .微胶囊的控制释放作用及其在食品工业中的应用 J.食品研究与开发， 2001， 2： 26. 【 2】 蒋龙娟 .微胶囊转移印花技术探讨 .东华大学学士论文 .1999 【 3】 A t m ane M adene , Mu ri el Jacquot , Joel Sch er . Flavou rencapsu l at i on
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