香精香料微胶囊化及其控制释放.doc

香精香料微胶囊化及其控制释放微胶囊技术（Microencapsulation）是20世纪30年代发展起来的一种利用天然或者合成的高分子材料，将固体、液体甚至是气体物质，包覆形成为直径在1~1000μm范围内的微型胶囊以及保留或截留其他物质的微粒，从而达到保护、控释等效果，实现微胶囊化过程的技术。该技术经过几十年的不断发展，目前已相继在食品、化工、医药、生物技术等领域中得到广泛的应用。尤其在香精香料行业中近年来发展迅速，已有商品化产品生产。香精香料微胶囊化技术是用壁材包裹香精香料确保其在食品加工过程中挥发而损失，食品的风味和香气是食品产品的主要质量指标之一，在世界消费趋向崇尚香味的潮流下，香精香料微胶囊化就显得越来越重要。香精香料的微胶囊化和其他微胶囊技术相比，有其自身的特点：（1）风味物质是由多种对水和油的溶解性各不相同的成分组成，因此在微胶囊化过程中难免有所损失；（2）风味物质的沸点一般为30℃~180℃，挥发性强，易损失；（3）许多环境敏感性物质，对pH、氧、光、热要求苛刻，微胶囊化相对困难；（4）风味物质从微胶囊中的释放问题尤为重要，这就给壁材选用和制造工艺带来了更复杂的问题。香精香料微胶囊化从20世纪50年代开始发展，至今这方面的研究仍处于方兴未艾之势，本文就香精香料微胶囊化的壁材种类、制备工艺及控制释放等方面作详细综述，以期促进香精香料微胶囊技术理论研究和实际应用的进一步发展。1香精香料微胶囊壁材种类通常把包在微胶囊内部的物质称为“芯材”，将微胶囊的外壳材料称为“壁材”，微胶囊壁材的选择在很大程度上影响其性能。一般对香精香料微胶囊壁材的要求主要有：无毒稳定，符合食品添加剂卫生标准，不和芯材发生反应；壁材应具有高浓度低粘性；壁材在干燥过程中，溶剂能完全地被脱去；壁材能保护活性物质；壁材应保证良好的乳液稳定性和有效分散性，使香料能在合适的时间和部位释放。要对食品中香料释放进行控制，就需要对香料化合物和食品主要成分（如油脂、多聚糖、蛋白质等）发生的物理化学反应有很好的了解。目前研究报道中使用较多的壁材主要包括天然材料、半合成材料和高分子材料三大类，具体见表1。表1微胶囊技术中常用的壁材种类类型材料天然材料脂类蜂蜡、石蜡、卵磷脂、神经鞘髓磷脂等多糖海藻酸盐、壳聚糖、琼脂、虫胶、淀粉等蛋白质明胶、阿拉伯胶、白蛋白、纤维蛋白等半合成材料纤维素类衍生物羧甲基纤维素、乙基纤维素、邻苯二甲酸醋酸纤维素、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、硝酸纤维素等合成材料可降解型聚酯、聚氨基酸、聚乙烯、聚乙二醇聚合物酸酐等非降解型聚酰胺、聚苯乙酸、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、树脂等天然材料一般都具有无毒、成膜性好或成球性较好、免疫原性低、生物相容性较好、可降解且产物无毒副作用等优点，因此，它是目前最常用的微胶囊制备材料。合成材料则一般具有化学稳定性高和成膜性好等特点，但其价格较高，且生物相容性也较差。因此，有些研究者将天然材料与合成高分子材料混合作为制备微胶囊的材料，这样既可以利用合成材料弥补天然材料强度上的不足，又可以利用天然材料弥补合成材料生物相容性较差的缺点。1.1油溶性芯材微胶囊化常用的壁材目前，香精香料行业中常用的包埋油溶性物质的微胶囊化壁材有：碳水化合物类、蛋白质等。碳水化合物类有变性淀粉、麦芽糊精、蔗糖、环糊精、阿拉伯胶、海藻酸盐等。变性淀粉是淀粉通过化学改性以取得某些实用性状的一类碳水化合物，在引入疏水基团后则具备如花的能力可应用于微胶囊中，如辛酰基琥珀酸酯化变性淀粉，目前变性淀粉广泛应用与油溶性物质的微胶囊化。麦芽糊精因结构上不具备亲脂基，乳化性和成膜性差，但具有价格低廉、溶解度高、粘度低等优点，常作为填充剂与其它具有乳化性能的壁材复配后使用。蔗糖具有融解速度快、热稳定性高、价格低等优点，对乳脂和风味物质的微胶囊化效果较好。阿拉伯胶含有5%的蛋白质，这部分蛋白质使阿拉伯胶具有一定的乳化能力，形成稳定的乳状液。另外，阿拉伯胶易溶于水，其溶液粘度较低，主要作为风味物质的微胶囊化壁材。蛋白质类包括明胶及其衍生物、酪蛋白和大豆分离蛋白等。采用蛋白质作为微胶囊壁材主要在于蛋白质的乳化性能和成膜性，能够在两相界面形成有良好粘弹性的界面膜，从而有效地促进了微胶囊化过程。明胶同时具备乳化性和成膜性，并且价格低、来源广、易溶于水，可形成热可逆凝胶，因此是目前微胶囊技术中用的最广泛的一种蛋白质材料。大豆蛋白具有较好的乳化能力、胶凝能力和持水、持油能力，在制备O/W乳状液时大豆蛋白能定向吸附到两相界面形成较强的界面膜，它主要用于喷雾干燥法微胶囊技术。1.2水溶性芯材微胶囊化常用的壁材水溶性物质微胶囊化常用的壁材为蜡质、卵磷脂、脂质体等。蜡质一般用于喷雾冷却法微胶囊化，以它为壁材的微胶囊化产品在水中不溶，但在一定条件下可以破壁，具有控制释放功能。1980年，蜡