1噴霧干燥法
噴霧干燥方法制備微膠囊的原理是將微細芯材穩定的乳化分散于包囊材料的溶液中形成乳化分散液,然后通過霧化裝置將此乳化分散液在干燥的熱氣流中霧化成微細液滴,溶解壁材的溶劑受熱迅速蒸發,從而使包埋在微細化芯材周圍的壁材形成一種具有篩分作用的網狀膜結構,分子較大的芯材被保留在形成的囊膜內,而壁材中的水或其他溶劑等小分子物質因熱蒸發而透過網孔順利移出,使膜進一步干燥固化,得到干燥的粉狀微膠囊。
乳化
影響噴霧干燥微膠囊化過程的主要參數是壁材的組成和干燥性質、芯材的分子量、乳狀液的粘度、芯壁比率和殼層的孔隙度。
在乳化過程中,由于壁材的乳化穩定性,其組成對微膠囊的質量具有重要的影響,例如,對于芯材的保留率,阿拉伯膠高于麥芽糊精。這是因為阿拉膠具有高的乳化性質和成膜性質,能夠充分吸附在芯材和分散相之間的界面上,防止干燥過程中芯材液滴的損失。
芯材的分子量與擴散系數密切相關,因此對于保留率也有較大的影響。增加可溶性固形物的含量可以縮短恒速干燥階段,降低殼低層形成的時間,提高芯材的保留率,對于每一種壁材,進料固形物含量是壁材的大溶解度。
在干燥液滴周圍形成的殼層的孔隙度也影響著液滴的干燥時間,封閉性的殼層增加了液滴的干燥時間,而多孔的殼層降低了壁材形成的時間。
2包合法制備微膠囊的優缺點
包合法,又稱包接配位法、分子包埋法,該法是利用β-環糊精中空且內部疏水外部親水的結構特點,將疏水性芯材通過形成包結絡合物而形成分子水平上的微膠囊。
環糊精對風味物質具有很好的保護作用,它能有效的防止熱和蒸氣的破壞。β-環糊精是含有7個葡萄糖基毗喃環的冠狀分子,環糊精的內部呈親油性,外部呈親水性,象一個空的分子微膠囊,環糊精可以捕集具有合適的形狀和極性的客體分子。當復合物處于干燥狀態時,客體分子可以被很好的保護起來,避免光、熱和氧氣的破壞。在與水接觸時膠囊化的分子可以從分子包埋體系中釋放出來。
該法形成的微膠囊具有吸濕低,可以長期保存,包覆均勻、結合牢固的優點。
缺點為該法載量低,一般為9-14%,對一些分子來說,β-環糊精相當于”人工酶“,加速了酯的水解反應,造成風味的改變對于水溶性風味物質,產率更低,該法要求芯材分子大小要適應疏水中心的空間位置,而且必須是極性分子,這就大大限制了該法的應用。包合法目前主要應用于香精、色素及維生素等微膠囊化。
3擠壓法制備微膠囊的原理及優缺點
擠壓法是一種比較新的微膠囊技術,其處理過程可以采用高溫或低溫方式,低溫方式適用于各種風味物質、香料、維生素和色素等熱敏性物質的包埋,其微膠囊化產品的穩定性明顯好于采用其他微膠囊技術制得的產品,延長了諸如桔油這種易氧化的風味料的貨架期。
由于擠壓法采用親水性玻璃態基質為壁材,空氣擴散進入的速度非常慢,因而能阻隔氧化對芯材的作用 。
噴霧干燥法制備的香精油微膠囊貨架期一般為一年,而擠壓法制備的香精油微膠囊貨架期較長,甚至可達五年。
擠壓法經過不斷的發展,載量由8%增加40%左右。具有良好的兩親性質的疏水性改性淀粉作為壁材取代普通淀粉,不僅可將載量提高到40%,而且具有較長的貨架期。
盡管擠壓工藝比噴霧干燥工藝要昂貴一些,但其良好的阻氧性彌補了不足,使其應用成本降低。
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