微胶囊技术在食品中的应用

1、微胶囊技术在食品中的应用食品021班姜旭 2002051022微胶囊(micro-encapsulation)技术是一项用途广泛而又发展迅速的新技术。在食品、化工、医药、生物技术等许多领域中已得到成功的应用,尤其在食品工业,许多由于技术障碍而得不到开发的产品,通过微胶囊技术得以实现,使得传统产品的品质得到大大的提高,由于此项技术可以改变物质形态,保护敏感成分,隔离活性物质,降低挥发性,使不相溶成分混合并降低某些化学添加剂的毒性等,为食品工业高新技术的开发展现了良好前景。微胶囊技术原理微胶囊技术又称微胶囊化,是用特殊手段将固体、液体或气体物质包裹在一微小的、半透性或封闭胶囊内的过程。微胶囊可简单

2、地看作由心材和壁材组成,食品工业中心材的范围很广泛,如维生素、色素、挥发性香料、风味物质、油脂、抗氧化剂、防腐剂、缓冲盐及无机盐等;此外,食品中一些不易贮存的或对其它组分产生不良影响的物质均可作为心材。常用的壁材物质有蛋白类、植物胶类、纤维素类、缩聚物类、油类、无机盐类等,这些壁材既可单独使用,又可混合使用,同时还可添加一些增塑剂、表面活性剂、色素等改良剂来提高品质。食品工业中,壁材的选用需根据产品的粘度、渗透性、吸湿性、溶解性及澄清度等因素来决定,并要求无毒、无嗅,对心材无不良影响。微胶囊化方法喷雾干燥法喷雾干燥法以其操作灵活,成本低廉,具有良好的产品质量而成为食品工业中应用最广泛的微胶囊化

3、方法。喷雾干燥微胶囊化过程,首先是制备心材和壁材的混合乳化液,然后将乳化液在干燥器内进行喷雾干燥而成。壁材在遇热时形成一种网状结构,起着筛分作用,水或其它溶剂等小分子物质因热蒸发而透过“网孔”顺利的移出,分子较大的心材滞留在“网”内,使微胶囊颗粒成型心材通常是香料等风味物质和油类,壁材常选用明胶、阿拉伯胶、变性淀粉、蛋白质、纤维酯等食品级胶体。喷雾冷却法喷雾冷却法是从喷雾干燥法发展起来的,其操作过程和喷雾干燥法相似,只是喷雾冷却法是将已加热熔融的壁材迅速降温凝固。喷雾冷却法中,典型的壁材有氢化植物油、脂肪酸酯、脂肪醇、单和双甘油酸酯等。其中,单和双甘油酸酯可增强微胶囊的分散度,有利于新物系的形

4、成。应用喷雾冷却法可包埋硫酸亚铁、酸类、维生素类、风味物质等食品添加剂及其它敏感性物质和一些不溶于一般溶剂的物质,利用该产品对水溶性风味物质的缓释有保护作用,可用于焙烤食品、固体汤料和高级脂肪中。空气悬浮法空气悬浮法又称硫化床法或喷雾包衣法,其工作原理是将心材颗粒置于硫化床中,冲入空气使心材随气流做循环运动,溶解或熔融的壁材通过喷头雾化,喷洒在悬浮上升的心材颗粒上,并沉积于其表面。这样经过反复多次的循环,心材颗粒表面可以包上厚度适中且均匀的壁材层,从而达到微胶囊化目的。凝聚法凝聚法又称相分离法,其形成过程一般可分为3个阶段,即凝聚相的形成、壁膜的沉积、壁膜的固化。凝聚相是在心材和壁材的混合物中

5、加入另一种物质,或将壁材的溶解度降低,从混合液中凝聚而产生的一种新的相。壁膜沉积过程是壁材凝聚出来附着在心材表面,形成包裹层,壁膜形成后通过加热、交联、去除溶剂等使壁膜进一步固化,最后完成整个微胶囊化过程。挤压法挤压法是一种比较新的微胶囊技术,特别适用于包埋各种风味物质、香料、维生素C和色素等热敏感性物质,因为其处理过程采用低温方式。流程为先将心材分散到熔融的碳水化合物中,然后将混合液装入密封容器,在压穿台上利用压力作用压迫混合液通过一组膜孔而呈丝状液,挤入吸水剂中。当丝状混合液与吸水剂接触后,液状的壁材会脱水、硬化,将心材包裹在里面成为丝状固体,尔后将丝状固体打碎并从液体中分离出来,干燥而成

6、。包接络合法包接络合法又称分子包埋法,利用具有特殊分子结构的壁材进行包埋而成。如常用的-环糊精进行分子包埋取得了令人满意的效果。-环糊精是由7个吡喃型葡萄糖分子以-1,4-糖苷键连接成环状化合物,其外形成圆台状,亲水性基团分布在表面而形成亲水区,内部的中空部位则分布着疏水性基团(疏水中心),疏水中心可与许多物质形成包接络合物将外来分子置于中心部位而完成包埋过程。包接络合法的方法较简单,一般将环糊精配制成饱和溶液,加入等摩尔量的心材,混合后充分搅拌30min,即得到所需络合物。对一些溶解度大的心材分子,其络合物在水中的溶解度也比较大,可加入有机溶剂促使析出沉淀,对不溶于水的固体心材,需先用少量溶

7、剂溶解后,再混入环糊精的饱和溶液中。微胶囊技术在食品工业中的应用 1.香料 在食品贮藏过程中，为防止香味的挥发和与其他物质反应并对热和潮湿敏感， 应用微胶囊化和控释技术使香味在食品中能长期保存。如在口香糖、咖啡香料、蒜味香料组分、 橙油等生产中，可提高产品香料含量，延长释放时间，有利于包囊香料的贮存，防止氧化。 一般应用明胶、阿拉伯胶、羧甲基纤维素# 乙基纤维素、糊精、麦麸等作为壁材，用锐孔挤压、喷雾干燥、喷雾冷却等方法制备微胶囊。 2.乳制品 在乳品生产中，应用微胶囊技术，可生产各种风味奶制品，如可乐奶粉、果味奶粉、 姜汁奶粉、发泡奶粉、 啤酒奶粉、粉末乳酒及膨化乳制品等。将大麦牙、啤酒花、

8、香精以一定比例混合包埋后再与奶粉、NaHCO3等以一定比例混合后干燥、 包装，制得保健啤酒奶粉，具有冲调性好、啤酒风味突出、泡沫洁白细腻等特点。 3.茶饮料 CD较适合于包埋茶汤中的儿茶素等物质! 有利于茶汤原有的风味和色泽、将红茶用水经95萃取后迅速冷却至35 再用CD处理，过滤后可得澄清透明、风味良好的茶饮料。在绿茶中，加入CD可包埋芳香物质，减少其在加热杀菌中的变化和包埋臭味物质。CD还可提高速溶茶香气，防止茶叶提取物乳化，有利于速溶茶赋形和防潮，延长保质期，包埋芳香物质，给茶叶调香等。陆晓滨等研究了微胶囊法生产酥油茶工艺，采用微胶囊包埋技术结合传统制造方法，以CD和明胶等多种包埋材料复

9、合为壁材， 以酥油、生育酚为芯材，利用喷雾干燥法进行微胶囊化，产品的包埋率可达90以上，并通过二次造粒，改善了产品的流动性和溶解性。 4.糖果 在糖果生产中，用CD包埋胡萝卜素、核黄素、 叶绿素铜钠、甜菜红等，对糖果进行调色，经日光照射不褪色。营养素经包埋后加入糖果中，可强化糖果营养，产品亦不会产生风味劣变、氧化酸败，并能延长保质期。用CD包埋大豆磷脂，并进行均质和喷雾干燥后加入糖果中，可明显掩盖其异味。香精经CD包埋后加入糖果中，其挥发性、 热分解和氧化作用显著减慢。经微胶囊化的香精具有较大的稳定性和特殊的水溶性，制成干剂后利于生产加工。在果汁奶糖的生产中，将果汁包埋后再加入奶粉、炼乳中制成

10、奶糖，可防止果汁中的单宁、有机酸等成分与奶中蛋白质反应而变性和降低营养价值，并能改善产品品质，提高人体对蛋白质的吸收率。 5.油脂 油脂是人们日常生活和食品加工的重要物质，但油脂易氧化变质，氧化后的油脂会产生不良风味，并引起机体的氧化，从而引发癌症和人体衰老。另外，油脂的流动性差，给调料和汤料在包装和食用时带来很大不便。经微胶囊化处理后，可将油脂制成粉末，克服了油脂本身的缺点。使其成为性质稳定、取用方便、流动性好且营养价值高的优质原料。 6.甜味剂、防腐剂和抗氧化剂 微胶囊化是一种稳定食品添加剂的方法。阿斯巴甜作为一种广泛应用的甜味剂，通常将其以微胶囊的形式包裹在脂肪、油、淀粉等材料内，以防因

11、水、高温等而带来的甜味丧失。 为防止食品污染，可将柠檬酸、抗坏血酸、乳酸等胶囊化，作为杀菌剂，起到食品防腐作用。 茶多酚是一种天然的食品抗氧化剂，它还具有降血糖血脂、抗菌消炎、清除人体自由基、抗癌、抗衰老等一系列药理作用。但茶多酚易溶于水，难溶于油。邓泽元等进行了微胶囊油溶性茶多酚的工艺研究，通过微胶囊技术既提高了茶多酚的稳定性，以免遭外界因素的破坏，又使其适用于油溶性食品的抗氧化，扩大其使用范围。天然维生素E作为一种抗氧化剂，有其独特的优点，为增加其稳定性，用水包油的乳化系统对其加以乳化包囊，使其应用更为广泛、有效。葛毅强等研究了天然维生素E的微胶囊技术，以阿拉伯胶、 糊精、玉米糖浆作为壁材

12、，采用喷雾干燥微胶囊化，确定出最佳工艺配方，制得包埋率高，产品质量好的新型微胶囊维生素E。 7.饮料 利用微胶囊技术制备固体饮料，可使产品颗粒均匀一致，具有独特浓郁的香味，在冷热水中均能迅速溶解，色泽与新鲜果汁相似，不易挥发，产品能长期保存。芦荟中含有多种游离氨基酸和生物活性物质，其营养价值和有效成分都很高。但新鲜的芦荟液汁中有效成分的性质不稳定，易挥发，而且芦荟汁中有一种令人难以接受的青草味和苦涩味，直接应用于食品不宜被人们接受/采用微胶囊技术将其包埋处理，可减少或消除异味，稳定其性质，并能延长保存期。蔡华珍等研究了用CD制备芦荟微胶囊技术，以CD为壁材，采用真空冷冻干燥技术，制得平均粒度为11.85的芦荟微胶囊。 8.其他方面 微胶囊技术还应用于烘焙食品、保健食品、酶的包囊，以及固定化酵母培养等方面。随着微胶囊技术的不断发展和成熟，其在食品工业中的应用领域将越来越广泛。综上可知,微胶囊技术在我国食品工业中虽然刚刚起步,但其发展速度很快,相信随着人们对微胶囊技术研究的不断深入,一定会开发出丰富多彩的新型食品。参考文献1. 陆晓滨等,微胶囊法生产酥油茶工艺的研究,食品与发醇工业,2003,29(5)57-602. 鲍鲁生,香辛料精油