微胶囊技术及其在食品添加剂中的应用与展望

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题目：微胶囊技术及其在食品添加剂中的应用与展望

学生姓名：张琪 学号：201540520147 学院：机电学院

班级：化学工程与工艺（精细化工）2015（1）班

二〇一 年 月

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湖北理工学院

微胶囊技术及其在食品添加剂中的

应用与展望

张琪

(湖北理工学院，湖北黄石435003)

摘要：微胶囊技术是21世纪重点研究开发的高新技术之一，正逐步在食品工业中得到广泛应用。它的出

现解决了食品工业中的许多难题，尤其在食品添加剂工业中，许多由于技术障碍而不能得到开发的产品，通过微胶囊技术都得以实现。文章综述微胶囊的主要制备技术，阐述微胶囊技术在营养强化剂、防腐剂、香精、香料、色素等食品添加剂中的应用情况，并对微胶囊技术在食品工业中的应用前景进行展望。 关键词：微胶囊；食品添加剂；

Microencapsulationtechnologyanditsapplicationiofoodadditives

Zhangqi

(HubeiPolytechnicUniversity，HubeiHuangshi435003，China)

Abstract

：

Microcapsuletechnologyisoneofthekeytechnologiesforresearchanddevelopmentinthe21stcenturyandisgraduallybeingwidelyusedinthefoodindustry.Itsemergencehassolvedmanyproblemsinthefoodindustry.Especiallyinthefoodadditiveindustry,manyproductsthatcannotbedevelopedduetotechnicalobstacleshavebeenachievedthroughmicroencapsulationtechnology.Thisarticlesummarizesthemainpreparationtechniquesofmicrocapsules,describestheapplicationofmicroencapsulationtechnologyinfoodadditivessuchasnutritionalfortifiers,preservatives,flavors,spices,andpigments,andlooksintotheapplicationprospectsofmicrocapsuletechnologyinthefoodindustry. Keywords:microcapsules;foodadditives;

引言

微胶囊技术作为一种食品加工方法，已得到国际上的认可并被列为２１世纪重点研究开发的高新技术。微胶囊技术虽然发展历史比较短，但是它的出现却解决了食品方面的许多难题，表现出了巨大的优越性。特别是在食品添加剂工业中，许多因为技术障碍而不能得到开

［１］

发的产品，通过微胶囊技术都得以解决。中国食品工业从２０世纪８０年代中期引入“微胶囊技术”这一概念，虽然到目前为止该技术已得到了极大的发展，但仍然远远落后于欧美

［２］

国家，进口的微胶囊在生产中仍然处于主导地位，其应用范围也远远落后于医药工业。微胶囊技术可以实现液体的粉末化，将活性成分与外界环境隔离，降低或掩盖食品中的某些组分给产品带来的苦味、异味、不良颜色等，保护对热、ｐＨ值、水分、氧化剂等环境条件敏感的食品组分，达到组分的瞬间释放或控制释放的功能。利用微胶囊技术可以开发更多的食品原料和食品添加剂，以满足人们日益增加的消费需求。

微胶囊技术正处于发展的成熟期，随着新材料、新设备和新工艺的不断完善，其会对食品工业产生更大的推动作用。文章综述了微胶囊的主要制备技术，并对其在食品添加剂中的应用情况进行了阐述和展望。

1.微胶囊技术简介

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微胶囊（ｍｉｃｒｏｃａｐｓｕｌｅ，ＭＣ）是一种具有聚合物壁材的微型包埋物。微胶囊技术是指通过特定的工艺手段，将固体、液体或气体物质包埋在微胶囊壁材中，使其成

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为固体颗粒产品，在需要的情况下将其释放出来的一种技术。微胶囊的性能同时由芯材、壁材和微胶囊技术决定，可以作为微胶囊壁材的物质大致分为：天然、半合成和全合成高分子材料以及无机材料。壁材的选择取决于芯材的性质、聚合物的性质以及微胶囊产品的应用性能要求，壁材选择的恰当，可以使芯材的活性得到充分的发挥。

2.微胶囊的制备技术

传统的微胶囊制备方法从原理上可分化学法、物理法和物理化学法三类。具体方法有２０余种，喷雾干燥法、空气悬浮法、挤压法等在食品工业上应用较多，其中喷干燥法研究和

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使用最为广泛。随着新材料的不断涌现，技术的不断发展，微胶囊制备技术也迅速发展，一些新型的制备技术也随之出现。

2.1微胶囊制备方法

2.1.1物理法制备微胶囊技术

物理法制备微胶囊所用的壁材主要有明胶、淀粉、ＰＶＡ、纤维素、蜡、聚酰胺、聚氨酯等。运用机械法生产的微胶囊主要应用于食品、医药品、化妆品、农药等领域。谢中国等［4］

利用空气悬浮法制备微胶囊饲料，选择乙基纤维素为壁材，在最适条件下，微胶囊饲料的包含率和脂类包埋率分别为（９７．２±１．７）％，（６３．２±３．７）％。楠楠等利用喷雾干燥法，以阿拉伯胶、大豆分离蛋白为壁材对芝麻油进行包埋，大大提高了芝麻油的热稳定性。

2.1.2化学法制备微胶囊

化学法制备微胶囊所用的壁材主要有聚酰胺、聚氨酯、聚脲、聚酯、乙烯基聚合物、三聚氰（酰）胺、尿素树脂、海藻酸、明胶等。运用化学法生产的微胶囊主要用于生产感压复写纸、全色热敏纸、化妆品、油墨、粘合剂、医药和香料等。屈小媛等以黑树莓果汁为芯材，海藻酸钠和壳聚糖为壁材，利用锐孔—凝固浴法微胶囊化黑树莓果汁，在最优条件下，包埋率可达８７．１５％。董利敏等［１１］运用界面聚合法，制备橄榄油－聚氨酯微胶囊，得到的微胶囊颗粒大小均匀，形状规整，平均粒径在３～５μｍ，且以聚乙二醇６００制备的微胶囊比聚乙二醇８００制备的微胶囊多孔性更好，囊芯橄榄油更易释出。

2.1.3物理化学法制备微胶囊

物理化学法制备微胶囊的壁材主要有明胶、有机溶剂、可溶性聚合物、聚苯乙烯、聚乙烯、石蜡等，运用物理法生产的微胶囊广泛应用于药品、食品、香精、香料、酶、饲料等。以乙基纤维素作为壁材，利用复凝聚法制得的杨梅多酚微胶囊颗粒大小均匀，且微胶囊的缓释率在模拟胃酸ｐＨ２．０条件下为２．５６％～１５．１４％，在模拟肠道环境ｐＨ８．０条件下为８７．３７％

2.1.4超临界流体微胶囊制备技术

超临界流体微胶囊制备技术是在超临界ＣＯ２微粒成功制备的基础上发展起来的。该方法制备微胶囊的工艺主要有超临界流体快速膨胀法（ＳＡＳ）和超临界流体辅助溶胀法（ＲＥＳＳ）两种。ＲｉｂｅｉｒｏＤｏｓＳａｎｔｏｓ等以脂质为壁材，牛血清蛋白为芯材，

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利用ＲＥＳＳ法成功制备了牛血清蛋白微胶囊。魏炜等3用改进的超临界流体微胶囊制备技术，将石蜡作为壁材对玻璃珠进行微胶囊化，并得到了最佳工艺条件：温度为７５℃，混合器内压力为２０ＭＰａ，膨胀前温度为１４０℃。

2.2微胶囊制备方法的特点

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传统的微胶囊制备方法依据不同的操作工艺又可进一步分成若干种制备方法，各制备方法都具有各自的特点、适用范围和适用对象。常用的传统微胶囊制备方法及几种新型微胶囊制备方法的特点见表１

3.微胶囊技术在食品添加剂中的应用

食品添加剂在食品加工中既能改善食品的色、香、味等感官品质，也能在一定程度上满足产品的防腐和加工工艺的需要，食品添加剂的出现是食品工业发展历史上的一座里程碑［8］

。但随着食品添加剂的加入，一些不良因素也会被带入食品，如添加剂的不良色泽和气味等，微胶囊技术可以改善物质的物理性质和稳定性，使囊心物质免受外界环境的影响，屏蔽味道和气味并有减少复方制剂配伍禁忌等作用。微胶囊的这些特性决定了其应用的广泛性。

食品中需要强化的营养素主要有维生素、矿物质和氨基酸等，由于这些物质的不稳定性，使其在加工或贮藏过程中，营养价值降低甚至丧失，微胶囊技术可以很好地改善上述情况。此外，微胶囊技术还可以包埋天然化合物，如必需脂肪酸、植物提取物等，同时微胶囊技术也可以对食品和肠道中的益生菌起到保护作用，这种能力可能对功能食品的发展起到很好的

［］

促进作用9

微胶囊化防腐剂主要有两种类型，一是将乙醇微胶囊化，将得到的粉末制品密封在包装容器内，通过其缓慢气化释放出乙醇蒸气达到杀菌的目的；另一种是对现有防腐剂进行包埋，利用其在食品中缓慢释放的特点，制成长效制剂，有助于减少添加剂使用量。

香精和香料本身具有易受外界环境影响，活性成分易与食品发生反应等特点，将其微胶囊化可以有效克服这些弊端。将微胶囊化的香精、香料用于冲饮食品可以增加食品的香气和食欲；将微胶囊化的香精、香料用于膨化食品中可避免香精和香料在高温高压的情况下受到破坏；将微胶囊化的香精和香料应用在糖果、肉制品、鸡精等食品中，可以达到增强食品的

［］

风味和提高食品风味稳定性的目的11。

番茄红素具有优越的生理功能，其抗氧化性在类胡萝卜素中最强，它是一种很有潜力的新型功能性天然色素，现已被联合国食品添加剂委员会（ＪＥＣＦＡ）认定为Ａ类营养素，

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并被５０多个国家和地区作为营养和着色双重作用的食品添加剂，广泛应用于保健食品12。近年来，番茄红素和姜黄素由于具备特殊的生理活性，在国内外的研究都相当广泛，叶黄素和β－胡萝卜素的研究也相对较多。

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表１食品工业中微胶囊制备方法的特点 方法 物理法 化学法 物理化学法 特点 可连续生产，批量可大可小，操作简单，成本低廉，是最简便经济的把液体原料粉末化的方法 只需要一种可溶性单体，成球容易，壁膜厚度及内包物含量可控制，收率高，无副产物，成本低，易于工业化 将壁材和芯材的混合物进行乳化，再以微滴状态分散到水或油性介质中，再通过一定的方式除去溶剂，实现微胶囊化，可用于风味物质的微胶囊化，成膜过程依赖于溶剂的挥发 超临界可以保持活性材料始终以固体状态存在，不需要溶解，可以很好的保持活性成分流体法 的性质，但有效载量较低，设备投资较高 4.展望

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