微胶囊制备及研究进展

微胶囊制备及研究进展

奚人杰 上海实验中学 秦睿康 山东省日照第一中学东校 李 超 李保国 上海理工大学

随着科技的进步、人们需求的增加，微胶囊技术被应用于生物医药、食品等领域，并得到长足发展。通过实际应用发展出多种新的微胶囊性能分析方法、新的微胶囊制备工艺、新的表征微胶囊外部和内部结构的理论等。文章综述微胶囊结构和性能等方面的最新研究成果。

制备微胶囊的新方法

微胶囊的制备方法有相分离法、凝聚反应法、物理机械法三大类。其中相分离包括水相分离和油相分离；凝聚反应包括原位聚合、界面聚合和悬浮胶联；物理方法包括微囊颗粒干燥、萃取等方法。

相分离法

通过加入聚合物的非溶剂、降低温度等手段，使已乳化的芯材或溶有壁材的连续相形成黏稠的非沉淀液相，包裹在芯材料上形成微胶囊，即为相分离法，又称凝聚法。不同壁材在水中溶解度的不同，相分离法又分为水相分离法和油相分离法。

凝聚反应法

将选配好的凝化剂制成油包水（或水包油）悬浮液，再通过喷洒水溶性（或油溶性）反应物的水溶液（或油溶液）进入已制成的油包水（或水包油）悬浮液中，通过加入非水溶性（或水溶性）的反应物引发凝聚反应，从而形成表面聚合物膜，使含水微胶囊（或含油微胶囊）从水相（或油相）中分离，即为凝聚反应法。利用凝聚反应法制备的乳酸菌胶囊用于乳酸发酵时，会增加发酵时活菌的数量。一些学者通过将乳酸杆菌液与添加聚甘油脂肪酸的氢化油混合，形成复合型乳状液，再分散于乳酸钙溶液中，最终形成W/O/W型乳状液，被称为复乳状液法。将W/O/W型乳状液逐滴加到果胶类的成模液中，制成内部为乳状液的微胶囊，这就形成一层固化的油脂膜作为屏障，有效地提高在酸性环境下菌体的稳定性。

外压法

以海藻酸钠为材料进行微胶囊固化应用是最传统、最普通的方法，即外压法。部分学者将1%的CaCl2溶液作为囊壁，乳酸菌与0.5%的海藻酸钠溶液混合液作为芯材，进行外压固化成囊，所得微囊贮藏在低温条件下，研究发现乳酸菌的活菌数较未固化前提高了2个数量级。由于成囊凝胶壁材网络结构被菌体破坏，使小分子物质易通过断裂处进入，导致菌体死亡，故产品不具有耐胃酸性。以海藻酸钠为壁材，CaCl2为固化液制备的微胶囊，其芯材乳酸菌有较好的包裹率和成品产率，但由于制备过程中的干燥程序对微胶囊化乳酸菌的存活率有很大影响，仍有待改进。近年来，针对微胶囊壁材无法有效地适应胃酸环境，部分学者进行大量尝试，其中将海藻酸钠与乳酸菌菌液在固化液中固化，制得微囊颗粒，然后加入壳聚糖与海藻酸钠的混合物形成壁膜，这样制得的微胶囊具有较好的耐胃酸性，可在模拟胃液中存放1.5 h，取得较好的效果。

微囊颗粒干燥法

采用单一手段将溶液、乳液或悬浮液等干燥后制成粉状胶囊制品的方法被称为微囊颗粒干燥法。该方法使用较多的微胶囊化材料为液体石蜡、柠檬油和羟基化糊精。为提高乳酸菌的存活率，则需材料成囊时的干燥温度远低于材料本身的干燥温度，而液体石蜡、柠檬油和羟基化糊精等正好达到要求。魏华等人验证了这一理论，他们对保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌进行微囊颗粒干燥微胶囊化，实验发现活菌的存活期明显延长。相较于界面聚合法、相分离法和挤压法，喷雾干燥法效率高，时间短、所需温度低、产品的分散性和溶解性好等优点，便于应用于工业生产中，但成品微胶囊中乳酸菌分散不均、制备过程中成活率不高等问题制约了其发展，有待进一步研究。

微胶囊技术应用于食品工业

食品化微胶囊

微胶囊技术应用于食品行业后，迅速在很多食品领域发挥极其重要的作用，如粉末油脂、粉末酒类、微胶囊饮料和人造鱼子酱等，以粉末油脂和微胶囊饮料为例具体阐述。

1.粉末油脂

实用油在常温下呈液态或固态，液态为油，固态为脂。传统的食用油脂，不易保存，在空气中易氧化变质，影响产品质量，限制其使用。而采用微胶囊技术生产的粉末油脂可以克服上述弊病。

2.微胶囊饮料

（1）微胶囊乳制品

微胶囊乳制品主要包括以下两种：①果味奶粉是将果汁等调味剂与奶粉进行混合调配形成微胶囊，有效地隔绝了奶粉蛋白与有机酸等物质的直接接触，保证果味奶粉等乳制品的质量。②可乐奶粉将可乐饮料中的香精、膏剂和磷酸等先进行包埋，再与奶粉混合，所得可乐奶粉不结块，冲泡后有明显的可乐风味，且泡沫丰富、细腻、持久。

（2）微胶囊化茶饮料

利用微胶囊技术对茶叶中的敏感成分进行选择性包埋，避免不利现象和反应，最大限度地保持茶制品应有的色泽和风味。常见的微胶囊化茶饮料有保香茶饮料（包括绿茶饮料、加香茶叶等）、澄清茶饮料、高香优质速溶茶。

（3）胶囊果蔬饮料

将微胶囊技术应用于果蔬饮料中，把果蔬汁制成彩色胶囊，再加入饮料中，营养物质均匀，色素稳定，可提高饮料的感官特性。

微胶囊化添加剂

微胶囊技术应用于添加剂行业，可显著改善添加剂的性状和稳定性，主要应用于香精、色素、甜味剂、营养强化剂、防腐剂和抗氧化剂等。

微胶囊技术在食品加工中其他方面的应用

微胶囊技术在食品加工中其他方面也有很多重要的应用，主要在于益生菌的包埋、功能成分的微胶囊化、蘑菇增长促进剂和酶工程方面。

结语

微胶囊的特殊结构和性质决定了微胶囊的研发和应用具有十分广阔的前景。但微胶囊技术起步较晚，其基础研究不够成熟，仍需深入研究和解决一些理论和实际问题。例如，精密控制形成微胶囊的平均粒径、控制微囊表面点位的位置、细致控制微胶囊在释药位置的缓释速率、使载药微胶囊组织相容性增至最大而抗原性减至最小、开发出性价比较高的微胶囊囊壁壁材。从实验到实际应用，仍有一段很长的路要走，所以要克服暂时的困难，开发出有利于社会发展进步、有益于人们生活生产的技术，实现微胶囊的价值。

李超。