緩釋芳香植物精油產(chǎn)品的開發(fā)與應(yīng)用

1、緩釋芳香植物精油產(chǎn)品的開發(fā)與應(yīng)用（一） 立項(xiàng)的背景和意義：緩釋技術(shù)是指在一個(gè)特定的體系內(nèi)，采取某些措施來減小某種活性制劑的釋放速度，從而在某段時(shí)間內(nèi)，體系中的活性制劑可以維持有效濃度。緩釋技術(shù)是一種新興的技術(shù)，其顯著的優(yōu)越性引起了人們濃厚的興趣。近年來，緩釋技術(shù)已廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、石油化工、日用化工等各領(lǐng)域。本項(xiàng)目將著重研究緩釋技術(shù)在芳香植物精油方面的應(yīng)用。芳香植物是一種兼有藥用植物和香料植物所共有屬性的植物類群。芳香植物除了所具有藥用價(jià)值外，還具有某些香氣成分。這種成分往往作為揮發(fā)油而被提取，廣泛用于醫(yī)藥、食品加工、日用化妝品等許多領(lǐng)域。我國具有非常豐富芳香植物資源，有開發(fā)利用價(jià)值的芳香

2、植物種類就有400多種之多，由于受到技術(shù)的局限性，國內(nèi)目前還沒有大規(guī)模對(duì)芳香植物進(jìn)行開發(fā)利用，這些植物資源大多用于中草藥的開發(fā)或作為調(diào)味料或精油進(jìn)行利用，研究?jī)?nèi)容與工藝過程開發(fā)仍沿用比較陳舊的技術(shù)，根本談不上對(duì)芳香植物進(jìn)行有效的綜合利用。 目前國內(nèi)對(duì)芳香植物的利用僅僅進(jìn)行精油的提取加工，芳香植物精油中含有的有機(jī)化合物成分多、易揮發(fā)、且有些成分化學(xué)性質(zhì)極不穩(wěn)定，在使用和貯存期間容易揮發(fā)、散失香味和香氣或容易分解變質(zhì)。所以，對(duì)芳香植物精油的保存、使用就成了芳香植物精油研發(fā)開發(fā)的重點(diǎn)問題。為使芳香植物精油免受外界環(huán)境因素的影響，并控制或延長(zhǎng)其釋香時(shí)間，保證香氣成分均一，以期達(dá)到人們對(duì)香料的使用目的，

3、緩釋技術(shù)的應(yīng)用就為芳香植物精油產(chǎn)品的深加工提供了一條有益的途徑。芳香植物精油緩釋技術(shù)，是以微膠囊技術(shù)用于芳香植物精油的深加工，以提高芳香植物精油的高附加值及拓寬芳香植物精油的應(yīng)用領(lǐng)域。芳香植物精油微膠囊化，可以解決芳香植物精油的貯藏、氧化、留香時(shí)間等諸多以往無法解決的問題，同時(shí)芳香植物微膠囊化后將拓寬芳香植物的應(yīng)用領(lǐng)域，無論在醫(yī)藥、保健、食品、印染、造紙、日用化工行業(yè)中，芳香植物精油微膠囊化將有力地促進(jìn)這些行業(yè)本身的發(fā)展，而且芳香植物緩釋技術(shù)同樣也會(huì)給這些行業(yè)帶來新一輪的技術(shù)創(chuàng)新，芳香植物緩釋技術(shù)的發(fā)展本身也會(huì)促進(jìn)芳香植物種植業(yè)發(fā)展，由此將帶動(dòng)芳香植物深加工業(yè)的發(fā)展。因此，芳香植物精油緩釋技術(shù)

4、從經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益都將產(chǎn)生積極作用。（二）國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)：1. 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀：緩釋技術(shù)是21世紀(jì)食品、藥品、紡織、化妝品等諸多工業(yè)領(lǐng)域中重點(diǎn)開發(fā)的高新技術(shù)之一。緩釋技術(shù)采用天然或半合成或合成的高分子成膜材料把固體或液體或氣體包覆，形成一種微小粒子的技術(shù)。（1） 在食品中研究現(xiàn)狀： 食品防腐劑是植物精油微膠囊的一大應(yīng)用，將精油微膠囊化后能大大提高其防腐功效，并且能夠延長(zhǎng)防腐劑作用時(shí)間。華東師范大學(xué)譚龍飛等人將肉桂精油和五香粉精油制成微膠囊后，發(fā)現(xiàn)微膠囊對(duì)蛋糕、饅頭具有顯著的抑菌防霉效果，相應(yīng)的保鮮期比空白對(duì)照要延長(zhǎng)1-3倍。此外，精油微膠囊作為食品抗氧化劑也有潛在的應(yīng)用。jh an

5、n等人將迷迭香、西蘭花、和柑橘的精油，同葵花籽油一起微膠囊化，發(fā)現(xiàn)可以有效地抑制葵花籽油的氧化。（2） 紡織品中研究現(xiàn)狀：芳香織物是一個(gè)有發(fā)展前景的領(lǐng)域，傳統(tǒng)工藝采用簡(jiǎn)單吸附或是涂層的方法，留香時(shí)間短，水洗后香味損失大，經(jīng)濟(jì)價(jià)值不高。東華大學(xué)的王俊華采用聚氨酯為壁材，制備了以薰衣草精油為芯材的微膠囊芳香整理劑，應(yīng)用于織物后得到了一種留香時(shí)間較長(zhǎng)的芳香織物。d alonso把包含葡萄柚種子精油的微膠囊轉(zhuǎn)移到織物纖維上，制得的材料對(duì)兩種有害菌株有抑菌作用，而且精油的芳香氣味存留了6個(gè)月之久。（3） 日用化妝品中研究現(xiàn)狀： 上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院在研究中發(fā)現(xiàn)，精油微膠囊化后，植物精油以微膠囊為載體，自動(dòng)而

6、均勻地緩釋作用于皮膚組織，在有效濃度內(nèi)保持較長(zhǎng)時(shí)間，同時(shí)起到穩(wěn)定有效成分、減少特殊添加劑對(duì)皮膚的刺激。美國專利報(bào)道了一種含有微膠囊化精油的清新劑，它具有緩慢釋放氣體的性能。微膠囊精油能在口腔的唾液中溶解并釋放。該組分與牙齒膠黏劑共同用于假牙上，以適當(dāng)?shù)乃俣仍诳谇恢芯徛亻L(zhǎng)期釋放香味，掩飾不良的氣味。（4） 皮革中研究現(xiàn)狀： 煙臺(tái)大學(xué)的王全杰實(shí)驗(yàn)中利用微膠囊化艾蒿精油粉末，添加到皮革產(chǎn)品中后，可以穩(wěn)定的存在于皮革的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，并且當(dāng)皮革產(chǎn)品在使用過程中產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)變時(shí)，能夠?qū)锞途徛尫懦鰜?，起到持久的高效防腐作用，同時(shí)不影響皮革的外觀。2.發(fā)展前景：緩釋技術(shù)微膠囊化是新世紀(jì)重點(diǎn)研發(fā)的高新

7、技術(shù)之一，將之應(yīng)用到植物精油中制備精油微膠囊，具有很高的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的發(fā)展前景。但目前對(duì)于精油微膠囊技術(shù)本身而言，還有一些問題需要進(jìn)一步深入研究。首先，要全面準(zhǔn)確表征微膠囊性能，如壁材厚度，植物精油包埋率等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，這是精油微膠囊深入研究和有效應(yīng)用的重要理論基礎(chǔ)。其次，還要繼續(xù)進(jìn)行有關(guān)微膠囊中精油控制釋放機(jī)理的研究，找出過程條件，建立數(shù)學(xué)模型，從而能夠有效控制精油在實(shí)際應(yīng)用中的釋放速率。此外，要積極開發(fā)安全環(huán)保、成本低廉的微膠囊壁材，盡可能降低微膠囊的生產(chǎn)成本。最后，將微膠囊技術(shù)同其他高新技術(shù)，如納米技術(shù)、超臨界流體技術(shù)等相結(jié)合，探索和優(yōu)化精油微膠囊制備的新技術(shù)，研發(fā)能夠滿足市場(chǎng)不同需要的產(chǎn)

8、品，大力開拓精油微膠囊的應(yīng)用領(lǐng)域。（三）項(xiàng)目主要研究開發(fā)內(nèi)容、技術(shù)關(guān)鍵及主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)：一）.研究?jī)?nèi)容：1、尋找不少于3種適用于精油（如玫瑰精油）及復(fù)方精油（含玫瑰精油）的包埋材料。2、研究精油微膠囊的包埋制作工藝，以包合物產(chǎn)率、精油包合率、包合物的含油率和穩(wěn)定性作為指標(biāo)。3、建立精油（如玫瑰精油）和一個(gè)具有功效性的復(fù)方精油（含玫瑰精油）的微膠囊制作工藝技術(shù)。二)、關(guān)鍵技術(shù)1、微膠囊精油包膜原料的確定精油微膠囊化常用的壁材有植物膠類(阿拉伯膠、海藻酸鈉、卡拉膠等)、淀粉及其衍生物(各種類型的糊精、低聚糖淀粉衍生物等，具有良好的乳化性、成膜性、質(zhì)密性，是很好的包埋香精的壁材)，蛋白質(zhì)類(明膠、酪蛋白

9、大豆蛋白、乳清蛋白等)，多種纖維素衍生物(cm乙基纖維素、甲基纖維素物質(zhì)等)，蠟(蟲蠟、石蠟、蜂蠟等)等。2、 儀器與設(shè)備的選定和購置 85-2 型恒溫磁力攪拌器，shz-d（iii）循環(huán)水式真空泵， dzf-6050真空干燥箱，nunico uv-2102型紫外可見分光光度計(jì)，dj-1 型旋轉(zhuǎn)式粘度計(jì)，jms-50膠體磨，jrj-300-i 剪切乳化攪拌機(jī)，gyb 小型高壓均質(zhì)機(jī)，lpg-5 高速離心式噴霧干燥機(jī)，dxm1200f 數(shù)碼顯微成像系統(tǒng)，ls 13320型激光粒度儀，tg 209f1等。3、精油微膠囊制備技術(shù)1）、乳化包裹噴霧干燥制備精油微膠囊工藝2）、分子包埋法制備精油微膠囊工

10、藝3）、膠體溶液凝聚法制備精油微膠囊工藝4）、物理吸附法制備精油緩釋制劑三）、創(chuàng)新點(diǎn)：1、采用緩釋技術(shù)，通過微膠囊化，保留了植物精油的全組分。2、新型膠囊材料的應(yīng)用和改良微膠囊化工藝技術(shù)，使其能小型工業(yè)化。3、應(yīng)用單方精油的二次包裹技術(shù)生產(chǎn)復(fù)方精油，改變傳統(tǒng)的簡(jiǎn)單混合。（四）項(xiàng)目預(yù)期目標(biāo)一）、技術(shù)指標(biāo)1）、顆粒結(jié)構(gòu)、顆粒大小與分布、表面和內(nèi)部形態(tài)采用帶有刻度的光學(xué)顯微鏡或者掃描電子顯微鏡。顆粒大小10100微米，表面比較光滑、囊壁相對(duì)完整的微膠囊粒子對(duì)芯材的保護(hù)效果和微膠囊產(chǎn)品的貯存穩(wěn)定性都較為優(yōu)秀。2）、產(chǎn)品的流動(dòng)性：采用休止角來評(píng)定。將裝滿待測(cè)粉末的下端平齊的漏斗，放到光滑平面上，提到適當(dāng)

11、高度，粉末形成的堆與平面的夾角即休止角。300以下流動(dòng)性好，300-450流動(dòng)性較好，高于600流動(dòng)性差。產(chǎn)品的流動(dòng)性300以下。3）、微膠囊化產(chǎn)率：指產(chǎn)品中芯材（如精油）的含量與制備時(shí)初始加入芯材含量之比，反映的是制備過程中芯材的保留率。一般的檢測(cè)方法有機(jī)械破碎法、熱熔壁材法、溶劑萃取芯材法。微膠囊化產(chǎn)率50%以上。4)、熱穩(wěn)定性：將微膠囊水溶液在100水浴中加熱1h，觀察微膠囊的囊形是否保持完整、膠囊之間是否聚結(jié)粘連。熱穩(wěn)定性好。5）、芯材的保留率：指的是在一定條件下貯存一定時(shí)間后，產(chǎn)品中芯材含量與初始微膠囊中芯材含量之比。保留率應(yīng)保持在80%以上。6）、微膠囊包埋率：1-（產(chǎn)品表面油含量

12、/產(chǎn)品中的總油含量）*100%。包埋率80%以上。7）、微膠囊緩釋性檢測(cè)：將微膠囊置于一定環(huán)境中，多次稱量不同時(shí)間下的重量，并檢測(cè)其香氣成分。以測(cè)定其釋放性能。應(yīng)能至少2年之內(nèi)微膠囊外觀無變化，具有香氣。二）、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：公司計(jì)劃項(xiàng)目結(jié)束時(shí)實(shí)現(xiàn)，年生產(chǎn)玫瑰精油微膠囊產(chǎn)品產(chǎn)量1000kg，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值116萬元、利潤(rùn)23萬元，稅金5萬元。三）、社會(huì)效益1）、本項(xiàng)目原料來源于農(nóng)業(yè)種植，有利于改善了農(nóng)村的生態(tài)環(huán)境和居住環(huán)境；2)、本項(xiàng)目實(shí)施有利于解決當(dāng)?shù)厣鐣?huì)勞動(dòng)力人員，帶動(dòng)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展；3)、有利于調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，提高農(nóng)產(chǎn)品加工能力和開發(fā)深度。 四）、應(yīng)用或產(chǎn)業(yè)化前景隨著緩釋技術(shù)微膠囊化研究的進(jìn)一步推進(jìn)，以

13、及人們對(duì)植物精油重視程度的不斷加深，植物精油微膠囊由于其高效、環(huán)保、可控等優(yōu)點(diǎn)，會(huì)有更加廣闊的應(yīng)用空間，發(fā)展前景一片光明。五）、知識(shí)產(chǎn)權(quán)情況本項(xiàng)目為本公司委托上海交大芳香植物研發(fā)中心開發(fā)，知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸本公司所有，并簽有相關(guān)協(xié)議加以明確。（五）項(xiàng)目實(shí)施方案、技術(shù)路線、組織方式與課題分解。芯材（如玫瑰精油、薰衣草精油、甜橙精油等）包材（如 -環(huán)糊精、海藻酸鈉明膠、阿拉伯膠、殼聚糖）1.技術(shù)路線： 飽和水溶液法或復(fù)凝聚法 精油微膠囊 微膠囊外觀檢測(cè) 工藝衡量標(biāo)準(zhǔn)（如：顆粒結(jié)構(gòu)與分布） （如：微膠囊化產(chǎn)率 微膠囊化效率、微膠囊含油率） 精油微膠囊穩(wěn)定性檢測(cè) （如：自然儲(chǔ)藏實(shí)驗(yàn)和加速分解實(shí)驗(yàn)）2. 組織方

14、式：本項(xiàng)目由產(chǎn)學(xué)研合作開發(fā)方式進(jìn)行，項(xiàng)目執(zhí)行過程實(shí)行課題負(fù)責(zé)制，由課題主持人組織實(shí)施小組，全面負(fù)責(zé)研究計(jì)劃的制定與實(shí)施，保證經(jīng)費(fèi)的合理使用。項(xiàng)目承擔(dān)單位負(fù)責(zé)項(xiàng)目資金籌措，原材料準(zhǔn)備，試驗(yàn)方案制定，產(chǎn)品試生產(chǎn)，產(chǎn)品的測(cè)試及產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的制定等工作。項(xiàng)目參與（技術(shù)依托）單位委派專業(yè)技術(shù)人員參與項(xiàng)目研究開發(fā)，并擔(dān)任主要專題組負(fù)責(zé)人，共同完成開發(fā)本項(xiàng)目。本項(xiàng)目共設(shè)三專題：專題1：緩釋膠囊材料的篩選。專題2：緩釋微膠囊的制作。專題3：緩釋微膠囊的測(cè)定。（六）計(jì)劃進(jìn)度安排2014.1.1-2014.3.31 預(yù)備實(shí)驗(yàn)，熟練實(shí)驗(yàn)操作。2014.4.1-2013.8.31 確定包埋材料2014.9.1-2014.

15、12.31 微膠囊的包埋工藝流程2015.1.1-2015.3.31 對(duì)微膠囊進(jìn)行指標(biāo)測(cè)定2015.4.1-2015.5.31 完成精油(如玫瑰精油)和復(fù)方精油（含玫瑰精油）的微膠囊的工藝技術(shù)。（七）現(xiàn)有工作基礎(chǔ)和條件2012-2014年，通過對(duì)玫瑰引種與栽培，已建成玫瑰種植園1500畝；公司目前已建成玫瑰加工車間1000平方，實(shí)驗(yàn)室100平方，引進(jìn)加工設(shè)備10臺(tái)套，實(shí)驗(yàn)設(shè)備若干。目前公司技術(shù)力量團(tuán)隊(duì)較強(qiáng)，其中本科以上專業(yè)技術(shù)人員8名，分別從事芳香植物栽培，食品、保健品、化妝品的研發(fā)工作，專業(yè)技術(shù)人員占總工人數(shù)的比例在50%以上，還分別與浙江大學(xué)，上海交通大學(xué)芳香植物研發(fā)中心簽定合作協(xié)議，共同

16、參與開展芳香植物產(chǎn)品的開發(fā)與研制工作。并與上海交通大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物學(xué)院芳香植物研發(fā)中心實(shí)驗(yàn)室共用實(shí)驗(yàn)儀器、試劑等。二、經(jīng)費(fèi)預(yù)算市級(jí)科技計(jì)劃項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)概算表項(xiàng)目名稱：緩釋芳香植物精油產(chǎn)品的開發(fā)與應(yīng)用 金額單位： 萬元 序號(hào)概算科目名稱合計(jì)市財(cái)政撥款經(jīng)費(fèi)歸口部門配套經(jīng)費(fèi)自籌經(jīng)費(fèi)（1）（2）（3）（4）（5）1一、經(jīng)費(fèi)支出（合計(jì)）1001009021、設(shè)備費(fèi)3（1）購置設(shè)備費(fèi)12124（2）試制設(shè)備費(fèi)5（3）設(shè)備租賃費(fèi)62、材料費(fèi)1721073、測(cè)試化驗(yàn)加工費(fèi)102684、燃料動(dòng)力費(fèi)50595、差旅費(fèi)33106、會(huì)議費(fèi) 22117、合作、協(xié)作研究與交流費(fèi)30624128、出版/文獻(xiàn)/信息傳播/知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)費(fèi)22139、人員勞務(wù)費(fèi)13101410、專家咨詢費(fèi)331511、管理費(fèi)221612、其他開支111二、經(jīng)費(fèi)來源（合計(jì)）100109021、申請(qǐng)市財(cái)政經(jīng)費(fèi)101032、歸口部門配套撥款43、自籌經(jīng)費(fèi)90905（1）單位自有貨幣資金806（2）其他資金10市財(cái)政科技經(jīng)費(fèi)撥付進(jìn)度申請(qǐng)第1年金 額5比例（）50%注：支出概算按照經(jīng)費(fèi)開支范圍確定的支出科目和不同經(jīng)費(fèi)來源編列，同一支出科目一般不同時(shí)在財(cái)政撥款經(jīng)費(fèi)和自籌經(jīng)費(fèi)中概算。原輔材料費(fèi)：用于