食品加工新技術(shù) 第二章 食品造粒新技術(shù)（DOC 22頁(yè)）

1、天馬行空官方博客： ;qq:1318241189第二章 食品造粒新技術(shù) 第一節(jié) 總 論一、微膠囊造粒的基本概念、微膠囊是指一種具有聚合物壁殼的微型容器或包裝物。、微膠囊造粒技術(shù)就是將固體、液體或氣體物質(zhì)包埋、封存在一種微型膠囊內(nèi)，使之成為一種固體微粒產(chǎn)品的技術(shù)。、心材（囊心物質(zhì)）微膠囊內(nèi)部裝載的物料。、壁材（包囊材料）微膠囊外部包囊的壁膜。二、微膠囊造粒的基本原理 針對(duì)不同的心材和用途，選用一種或幾種復(fù)合的壁材進(jìn)行包覆。通常，油溶性心材采用水溶性壁材，而水溶性心材必須采用油溶性壁材。三、微膠囊造粒技術(shù)的優(yōu)點(diǎn) 保護(hù)被包裹的物料，使之與外界不宜環(huán)境相隔絕，最大限度地保持原有的色香味、性能和生物活性

2、，防止?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)的破壞和損失； 掩蓋物料的異味； 將不易加工貯藏的氣體、液體轉(zhuǎn)化成較穩(wěn)定的固體形式，防止或延緩產(chǎn)品劣變的發(fā)生。四、微膠囊的常見形狀 有球形、腎形、粒狀、絮狀和塊狀等。 五、已經(jīng)使用的心材、生物活性物質(zhì)：、氨基酸：、微生素：、礦物元素：、食用油脂：、酒類：、微生物細(xì)胞：、甜味劑：、酸味劑：、防腐劑：、酶制劑：、香精香油：、其它：六、常見壁材（膜材、包裹材料、成膜材料）、選擇壁材的原則 能與心材相配伍但不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)； 能滿足安全、衛(wèi)生要求； 具備適當(dāng)?shù)臐B透性、吸濕性、溶解性和穩(wěn)定性。、食品工業(yè)中可使用的壁材舉例：（）植物膠：阿拉伯膠、瓊脂、藻酸鹽、瓜兒膠、羅望子膠和卡拉膠等；（）多

3、糖：黃原膠、阿拉伯半乳聚糖、半乳糖甘露聚糖、殼聚糖等；（）淀粉：玉米淀粉、馬鈴薯淀粉、交聯(lián)改性淀粉和接枝共聚淀粉等；（）纖維素：羧甲基纖維素、羧乙基纖維素、乙基纖維素、二醋酸纖維素、丁基醋酸纖維素、硝酸纖維素等；（）蛋白質(zhì)：明膠、 蛋白、玉米蛋白、大豆蛋白等；（）聚合物：聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酰氨、聚苯乙烯等；（）蠟與類脂物：石蠟、蜂蠟、硬脂酸、甘油酸酯等。七、微膠囊的功能與局限性、改變物料的存在狀態(tài)、質(zhì)量與體積、隔離物料間的相互作用，保護(hù)敏感性物質(zhì)。、掩蓋不良風(fēng)味、降低揮發(fā)性。、控制釋放速度，延長(zhǎng)有效時(shí)間、降低食品添加劑的毒理作用、局限性：如要控制心材的釋放速度，則要權(quán)衡

4、壁材的厚度； 要選擇能夠同時(shí)溶解于水的心材和壁材，難度很大。八、微膠囊造粒的步驟、將心材分散于微膠囊化的介質(zhì)中；、將壁材放入該分散體系中；、通過(guò)某一種方法將壁材聚集、沉漬，或包敷在已分散的心材周圍；、用化學(xué)或物理方法處理，加強(qiáng)其機(jī)械強(qiáng)度。 九、微膠囊造粒方法的分類（一）分類依據(jù)（二）造粒方法的種類十、微膠囊的釋放（一）釋放方法：、緩慢釋放：選擇合適的壁材種類和厚度來(lái)控制釋放速度；、立即釋放：采用機(jī)械方法（如加壓、揉破、毀形或磨擦）、加熱融化、化學(xué)處理（酶、溶劑溶解、水的溶解、萃?。⒃谛牟闹蟹湃肱蛎泟┗虿捎秒姶欧椒ǖ?。（二）釋放機(jī)理、心材通過(guò)囊壁膜的擴(kuò)散作用釋放、用外壓或內(nèi)壓使囊膜破裂釋放心材

5、、用水、溶劑等浸漬或加熱等方法使囊膜降解而釋放心材十一、產(chǎn)品的質(zhì)量評(píng)定、溶出速度的測(cè)定 片劑藥品中微膠囊產(chǎn)品的溶出速度采用美國(guó)藥典版中描述的轉(zhuǎn)藍(lán)式釋放儀或國(guó)產(chǎn)的片劑儀以及改進(jìn)的燒杯法測(cè)定。、心材含量測(cè)定 對(duì)揮發(fā)油類的測(cè)定，通常采用索氏提取法，其它類型的產(chǎn)品采用溶劑提取法或者水提取法。、微膠囊尺寸大小的測(cè)定 用顯微鏡法。第二節(jié) 物理法造粒技術(shù)一、噴霧干燥法（一）優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)、優(yōu)點(diǎn)是： 適于熱敏性物料的造粒，因?yàn)槲锪媳砻娴乃终舭l(fā)帶走熱量，使得物料溫度始終較低； 工藝簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)化操作，生產(chǎn)能力大；、缺點(diǎn)是： 包裹率低，心材用可能附于顆粒的表面； 設(shè)備造價(jià)高，耗能大。（二）噴霧法造粒原理 將心材

6、分散在已液化的壁材中混合均勻，并將此混合物經(jīng)霧化器噴霧成小液滴，此小液滴的基本要求是壁材必須將心材包裹住。然后在噴霧干燥室內(nèi)使之與熱空氣直接接觸，使溶解壁材的溶劑瞬間蒸發(fā)除去，促使膜壁的形成與固化，最好形成一種顆粒粉末狀的微膠囊產(chǎn)品。 概念 初始溶液由心材和壁材調(diào)制而成的膠囊化溶液。 概念 囊漿型初始溶液初始溶液有三中類型，即水溶液型、有機(jī)溶液型、囊漿型。 概念 水溶性型初始溶液是由水溶性壁材調(diào)制而成的初始溶液； 概念 有機(jī)溶劑型初始溶液是由有機(jī)溶液可溶性壁材調(diào)制而成的初始溶液； 概念 囊漿型初始溶液是向已經(jīng)微膠囊化的絮狀分散液中混入少量聚合物粘合劑，所調(diào)制而成的初始溶液。用囊漿型初始溶液經(jīng)過(guò)

7、干燥所得的微膠囊產(chǎn)品叫做雙壁微膠囊或微膠囊簇。（三）噴霧法微膠囊造粒的基本裝置、初始溶液調(diào)制系統(tǒng)、溶液輸送霧化系統(tǒng)、空氣加熱輸送系統(tǒng)、氣液接觸干燥系統(tǒng)、成品分離、氣體凈化系統(tǒng) 二、噴霧凍凝法、噴霧凍凝法造粒原理 將壁材加熱至熔融狀態(tài)，再混合入心材調(diào)制而成膠囊化熔融液，使用噴霧器形成熔融狀微膠囊細(xì)顆粒，于冷凝條件下干燥固化。、噴霧凍凝法與噴霧干燥法的異同點(diǎn) 相似之處在于：將心材分散于已經(jīng)液化的壁材中； 利用噴霧法進(jìn)行造粒； 利用外界條件使膠囊化壁膜固化。 不同之處在于：一是壁材的液化方法不同：噴霧干燥法是將壁材溶解于溶解中形成溶液，而噴霧凍凝法是將壁材加熱成熔融狀態(tài)； 二是膠囊化微粒壁膜的固化手

8、段不同：噴霧干燥法是利用加熱手段是溶解壁材的溶劑蒸發(fā)而固化，而噴霧凍凝法是借助冷凍或冷卻的方法使熔融狀的壁膜固定。、工藝舉例：vb1 （硝酸鹽或鹽酸鹽）對(duì)堿不穩(wěn)定，且具有明顯的異味，這就限制了它在食品中的應(yīng)用范圍。如用微膠囊法進(jìn)行包裹處理，既可提高其穩(wěn)定性，又可掩蓋其異味。 采用噴霧凍凝法的方法是：將100g微生素b1 硝酸鹽分散于200g預(yù)先加熱熔化(7075)的棕櫚酸及硬脂酸甘油酯混合液中攪拌均勻，通過(guò)變形的多葉式圓盤在15000r/min轉(zhuǎn)速下進(jìn)行離心霧化，所形成的細(xì)小液滴進(jìn)入冷卻室，在冷氣流的作用下冷卻，使壁膜固化，便得到直經(jīng)為50微米的微膠囊產(chǎn)品。、與噴霧干燥法的設(shè)備比較 噴霧干燥法

9、 噴霧凍凝法 空氣加熱輸送系統(tǒng) 冷氣發(fā)生輸送設(shè)備 干燥室 冷卻室 三、空氣懸浮法（wurster法） 空氣懸浮法是將流態(tài)化技術(shù)與微膠囊技術(shù)結(jié)合起來(lái)的空氣懸浮微膠囊造粒法。流態(tài)化技術(shù)是使固體微粒與氣體接觸轉(zhuǎn)變成類似流體狀態(tài)的單元操作。（一）wurster法的裝置 由柱筒、流化床和噴霧管組成。（二）工作原理 當(dāng)空氣氣流速度界于臨界流態(tài)化速度 和懸浮速度 之間時(shí)（ 再將壁材溶劑于有機(jī)溶劑中（）將二者分散制成/型乳化液配制膠體保護(hù)劑水溶液（），將此溶液分散在上述溶液中，制成/型乳化液加熱或減壓使有機(jī)溶劑蒸除，得到微膠囊產(chǎn)品。 實(shí)例： 取份酶水溶液（）配制份聚苯乙烯苯溶液（）將二者分散制成/型乳化液配制

10、100分膠體保護(hù)水溶液（水溶液），分散于上述溶液中，形成/乳化液。加熱，使苯蒸除。干燥后得到微膠囊產(chǎn)品。（）/復(fù)相乳液法（適于水溶性壁材對(duì)油溶性心材的微膠囊化） 步驟： 將油溶性心材溶液（）分散在水溶性壁材聚合物中（），形成/型乳化液將混合液分散在膠體穩(wěn)定油溶性材料中（），形成/型乳化液。干燥后得到微膠囊化產(chǎn)品 實(shí)例: 制備魚甘油明膠微膠囊產(chǎn)品:將200g魚甘油分散在1000g33%的明膠水溶液中,制成o/w乳化液在將其加到300ml礦物油中,制成o/w/o型乳化液干燥后得到微膠囊產(chǎn)品第四節(jié) 化學(xué)法微膠囊造粒技術(shù)一、界面聚合法、概念 界面聚合法是利用分別溶解在不同溶劑中的兩中活性單體，當(dāng)一種溶

11、液分散在另一種溶液中時(shí)，兩中活性單體相互間在界面發(fā)生聚合，從而形成膠囊壁的一種微膠囊造粒技術(shù)。、原理及步驟 二、原位聚合法、概念 在原位聚合法中，單體及催化劑全部位于心材液滴的內(nèi)部或外部，單體是可溶的，它僅由分散相或者僅由連續(xù)相供給，而聚合物是不可溶的。聚合反應(yīng)在心材液滴的表面發(fā)生，生成的薄膜覆蓋住心材液滴的全部表面。、酶或細(xì)胞的固定化過(guò)程 三、分子包裹法、概念 分子包裹法，是一種發(fā)生在分子水平上的微膠囊化法，它主要是利用環(huán)糊精作為膠囊化的包覆介質(zhì)。、原理及原理圖 、環(huán)狀糊精包裹外來(lái)分子的主要方法把環(huán)狀糊精與外來(lái)分子混合在一起，然后攪拌混合。如果外來(lái)分子不溶于水，則應(yīng)首先用水溶性溶劑溶解它。把

12、固體環(huán)狀糊精與外來(lái)分子混合，加水制成糊狀，在此過(guò)程中不用任何溶劑。把氣體通入環(huán)狀糊精溶液中。四、輻射包裹法概念與原理 以聚乙烯醇或明膠為壁材，利用射線、射線或電子束進(jìn)行輻照后使壁材在乳濁液狀態(tài)發(fā)生交聯(lián)，得到球狀實(shí)體微囊，然后將微囊浸泡于含心材的水溶液中，使其吸收心材，待水分干燥后，即得到含有心材的微膠囊產(chǎn)品。第五節(jié) 微膠囊造粒技術(shù)在食品工業(yè)中的典型應(yīng)用一、在酶或細(xì)胞固定化方面的應(yīng)用（一）固定化酶和固定化細(xì)胞的特點(diǎn)、固定化酶的優(yōu)點(diǎn)容易與底物和產(chǎn)物分開；可以在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)進(jìn)行反復(fù)分批反應(yīng)；可以提高酶的穩(wěn)定性；酶反應(yīng)過(guò)程得到嚴(yán)格控制；產(chǎn)物溶液中沒(méi)有酶的殘留，因而簡(jiǎn)化了提純工藝；較水溶性酶更適合于多酶反

13、應(yīng)；增加產(chǎn)物的得率，提高產(chǎn)物質(zhì)量；提高酶的使用效率，降低生產(chǎn)成本。、固定化酶的缺點(diǎn)固定化過(guò)程對(duì)酶的活性有所損失；增加了固定化成本；只能用于水溶性底物，而且對(duì)小分子底物較適宜，對(duì)大分子底物不太適宜；與完整菌株相比，它不適宜于多酶反應(yīng)，特別是對(duì)需要輔助因子的反應(yīng)。胞內(nèi)酶必須經(jīng)過(guò)酶的分離。、固定化細(xì)胞的優(yōu)點(diǎn)省去酶的分離費(fèi)用；是多酶系統(tǒng)，無(wú)需輔酶的再生；細(xì)胞生長(zhǎng)停滯的時(shí)間短；細(xì)胞多，且反應(yīng)快；對(duì)污染的抵抗力強(qiáng)；可實(shí)現(xiàn)連續(xù)化發(fā)酵；蒸溜或提取前，不需分離去除細(xì)胞；保持酶的原始狀態(tài)，從而加強(qiáng)了酶的穩(wěn)定性；單批發(fā)酵的細(xì)胞只用一次即行廢棄，而固定化細(xì)胞卻可以連續(xù)使用； 使用固定化細(xì)胞反應(yīng)塔，一邊進(jìn)入培養(yǎng)基，一邊排出發(fā)酵液，可以避免反饋抑制和產(chǎn)物的消耗。、固定化細(xì)胞的缺點(diǎn)必須保持菌體的完整，防止菌體的自溶，否則會(huì)影響產(chǎn)物的純度；必須抑制細(xì)胞內(nèi)蛋白酶對(duì)所需酶的分解作用；細(xì)胞內(nèi)有多種酶的存在，因而易形成副產(chǎn)物，因此，要抑制其它酶的活力。細(xì)胞膜或細(xì)胞壁會(huì)造成底物滲透和擴(kuò)散的障礙。（二）利用固定化處理的部分酶的名稱 （三）實(shí)例（利用包裹化細(xì)胞生產(chǎn)天冬氨酸） 天冬氨酸是重要的食品添加劑，以延胡索酸和氨為原料，經(jīng)天冬氨酸酶的催化作用來(lái)制備。大腸桿菌中的酶活性最高，因此對(duì)大腸桿菌進(jìn)行固定化處理，再將其用于生產(chǎn)。 首先將大腸桿菌進(jìn)行包裹化再將包裹化細(xì)胞用于l-天冬氨酸的連續(xù)化