[发明专利]一种通过复合凝聚法制备疏水物质为芯材的微胶囊化方法

说明书

技术领域

本发明涉及食品和香精香料行业，特别涉及一种通过调节pH来引发复合凝聚反应，包埋芯材，制备微胶囊的技术。所选芯材为疏水性物质，可以是油溶性香精，如肉桂醛、甜橙油、薄荷油等，也可以是功能性物质：如鱼油、VE等。

背景技术

微胶囊化的作用主要有：(1)改善物质的物理性质，液态物质微胶囊化后可以变成固态粉末，便于贮藏和运输，也方便于添加到食品中。这对于通常呈油状，分散性差的疏水性物质是很重要的；(2)提高物质的稳定性，微胶囊技术将芯材与周围环境隔开，避免了光、氧气、温度等的影响，也避免了由于不同组分间的相互作用，失去其特有的性质而导致的产品品质劣变，保护了芯材。例如，肉桂醛遇光和热不稳定，在空气中易被氧化，鱼油和VE也极易被空气中的氧气氧化，降低其营养价值。采用微胶囊化技术可延缓其氧化速度，增强稳定性；(3)控制释放。将香精香料微胶囊化后，可根据需要在恰当的时间和恰当的位置以一定的速率进行释放。例如经微胶囊化的食用香精可以直到食用时才释放出来，不仅增加了风味，而且减少了加工过程中挥发性风味的损失，可以减少香精香料的使用量，节约成本，提高附加值；(4)屏蔽味道和气味。微胶囊化可以用于掩饰某些物质令人不愉快的味道或气味。例如可以减弱肉桂醛的浓烈香辛味，掩盖鱼油氧化后的鱼腥味，提高它们的可接受性。

目前微胶囊化的方法很多，有喷雾干燥法、喷雾冷凝法、挤压法、空气悬浮法、界面聚合法、相分离法、环糊精法和锐孔法等。喷雾干燥法工艺简单，生产成本低，是工业化较为成功的一种。但此类微胶囊的缺点在于当外壁略有破裂时，即会迅速全部释放芯材，不具备缓释效果，而且在湿度较大的环境中，其玻璃化的壁材容易溶胀破裂，释放内部芯材。因此若想得到在高温高湿下应用的微胶囊，必须采用特殊的微胶囊化方法。

复合凝聚法是相分离法的一种，是由组成壁材的两种高分子聚合物在适当的条件下，通过改变外部环境，如稀释或调节pH，使聚合物间由于静电相互作用形成复合凝聚相，沉积于芯材乳状液滴表面形成微胶囊的方法。

复合凝聚微胶囊技术具有微胶囊大小和载量可调范围广、包埋产率高的优点。最重要的是，复合凝聚微胶囊由于在制备过程中经过固化处理，囊壁形成了三维网状的刚性结构，能耐受高温、高湿的环境，并具有基于机械力或温度的控制释放及缓释能力。此外，微胶囊经喷雾干燥后能形成流动性很好的粉末产品，方便后续添加与应用，是一种极具特色又富有前景的微胶囊化方法。

目前的复合凝聚微胶囊技术多以明胶和阿拉伯胶为壁材，对其它壁材组合研究不多。阿拉伯胶是从金合欢树和阿拉伯胶树的树干分泌而来，由于该类植物产地的限制，使得阿拉伯胶只能依靠进口，价格较高，同时植物来源的特性使得其不同品牌、不同批次间差异较大，稳定性不高。而由于复合凝聚微胶囊技术是基于两种带相反电荷壁材间发生的静电相互作用，阿拉伯胶性质的改变将直接影响所得微胶囊的各方面性质。理论上带负电荷的高分子材料均可与带正电荷的明胶发生复合凝聚反应，有望成为复合凝聚微胶囊的壁材。本发明即基于此寻找能替代阿拉伯胶的新型微胶囊壁材。同时，当使用其它多糖取代阿拉伯胶与明胶组合制备微胶囊时，由于它们带有较多的负电荷，使得它们与明胶的比例往往低于阿拉伯胶，形成的复合凝聚物中明胶含量较高，相比明胶和阿拉伯胶制备的微胶囊，更易于凝胶化和硬化。

发明内容

本发明涉及一种通过复合凝聚技术制备疏水性物质为芯材的微胶囊化方法。该方法反应条件简单，操作方便，且壁材成本较低，易于工业化生产。

本发明的最大特点在于使用廉价的羧甲基纤维素取代了价格昂贵的阿拉伯胶，且羧甲基纤维素的用量远小于原阿拉伯胶用量。

一种通过复合凝聚法制备疏水性物质为芯材的微胶囊化方法，包含以下步骤：

(1)按照一定比例称取明胶和羧甲基纤维素，在热水中搅拌使其溶解，得到壁材溶液；

(2)精确称取一定质量的疏水性物质作为芯材，加入到上述壁材溶液中，高速分散均质得到均一的乳状液；

(3)恒温搅拌过程中，加酸调节pH至4.4～4.6，反应5分钟；

(4)冷却至15℃以下，调节pH至6.0，加入谷氨酰胺转氨酶，在室温下固化4～6h；

(5)抽滤，得到湿微胶囊产品，再经干燥得到粉末状微胶囊产品。

所述的方法，其特征在于所述的明胶等电点为4.7～5.0。

所述的方法，其特征在于所述步骤(1)中壁材溶液中明胶和羧甲基纤维素总的质量分数为1％。