第六章食品工藝學(xué)食品工業(yè)新技術(shù)

1、第六章第六章 食品工業(yè)新技術(shù)食品工業(yè)新技術(shù)第一節(jié)第一節(jié) 食品超微粉碎技術(shù)食品超微粉碎技術(shù) 第二節(jié)第二節(jié) 食品微膠囊技術(shù)食品微膠囊技術(shù) 第三節(jié)第三節(jié) 食品分離技術(shù)食品分離技術(shù) 第一節(jié)第一節(jié) 食品超微粉碎技術(shù)食品超微粉碎技術(shù)一、食品超微粉碎的定義及分類一、食品超微粉碎的定義及分類 物料粉碎是用物理的方法克服物料內(nèi)部物料粉碎是用物理的方法克服物料內(nèi)部的結(jié)合力使其達(dá)到一定粒度的過(guò)程。根據(jù)原的結(jié)合力使其達(dá)到一定粒度的過(guò)程。根據(jù)原料和成品顆粒的大小，粉碎可分為粗粉碎、料和成品顆粒的大小，粉碎可分為粗粉碎、細(xì)粉碎、微粉碎（超細(xì)粉碎）和超微粉碎細(xì)粉碎、微粉碎（超細(xì)粉碎）和超微粉碎4種種類型。類型。1.定義定義

2、超微粉碎是在超微粉碎是在20世紀(jì)世紀(jì)70年代以后誕生的一種年代以后誕生的一種物料加工新技術(shù)，物料加工新技術(shù)，通常是將物料粉碎到通常是將物料粉碎到10um以下以下，而一般的粉碎技術(shù)只能使物料粒徑達(dá)，而一般的粉碎技術(shù)只能使物料粒徑達(dá)到到45um左右。當(dāng)物料被加工到左右。當(dāng)物料被加工到10umm以下以下后，微粉體就具有巨大的比表面積、空隙率后，微粉體就具有巨大的比表面積、空隙率和表面能，從而使物料具有高溶解性、高吸和表面能，從而使物料具有高溶解性、高吸附性、高流動(dòng)性等多方面的活性和物理化學(xué)附性、高流動(dòng)性等多方面的活性和物理化學(xué)方面的新特性。方面的新特性。2.分類分類超微粉碎技術(shù)分超微粉碎技術(shù)分化學(xué)法

3、化學(xué)法和和機(jī)械法機(jī)械法?；瘜W(xué)粉碎?；瘜W(xué)粉碎法能夠制得微米級(jí)、亞微米級(jí)甚至納米級(jí)的法能夠制得微米級(jí)、亞微米級(jí)甚至納米級(jí)的粉體，但產(chǎn)量低，加工成本高。粉體，但產(chǎn)量低，加工成本高。機(jī)械粉碎法產(chǎn)量大，成本低，是制備超微粒機(jī)械粉碎法產(chǎn)量大，成本低，是制備超微粒粉體的主要手段，根據(jù)粉碎過(guò)程中顆粒的機(jī)粉體的主要手段，根據(jù)粉碎過(guò)程中顆粒的機(jī)械運(yùn)動(dòng)形式及受力情況，機(jī)械粉碎法可分為械運(yùn)動(dòng)形式及受力情況，機(jī)械粉碎法可分為沖擊粉碎沖擊粉碎、氣流粉碎氣流粉碎和和媒體攪拌粉碎媒體攪拌粉碎法。法。二、食品超微粉碎技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用二、食品超微粉碎技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用 超微粉碎在粉碎過(guò)程中不產(chǎn)生局部過(guò)熱現(xiàn)超微粉碎在粉碎過(guò)程中不產(chǎn)生

4、局部過(guò)熱現(xiàn)象，在低溫狀態(tài)下也能達(dá)到粉碎的目的，避象，在低溫狀態(tài)下也能達(dá)到粉碎的目的，避免了在高溫對(duì)營(yíng)養(yǎng)素的損害。免了在高溫對(duì)營(yíng)養(yǎng)素的損害。經(jīng)過(guò)超微粉碎后的食品，尤其是保健食品，經(jīng)過(guò)超微粉碎后的食品，尤其是保健食品，更容易被機(jī)體所吸收。食物細(xì)胞破壁后，細(xì)更容易被機(jī)體所吸收。食物細(xì)胞破壁后，細(xì)胞內(nèi)的有效成分的釋放速度及釋放量會(huì)大幅胞內(nèi)的有效成分的釋放速度及釋放量會(huì)大幅提高，容易被人體吸收。提高，容易被人體吸收。三、超微技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用三、超微技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用 1.1.畜、禽鮮骨的利用。畜、禽鮮骨的利用。 2.2.農(nóng)產(chǎn)品加工后的副產(chǎn)品如小麥麩皮、農(nóng)產(chǎn)品加工后的副產(chǎn)品如小麥麩皮、燕麥皮、蘋

5、果皮等膳食纖維資源的利用。燕麥皮、蘋果皮等膳食纖維資源的利用。 3.3.蔬菜在低溫下經(jīng)超微粉碎。蔬菜在低溫下經(jīng)超微粉碎。 4.4.茶葉超微粉碎茶葉超微粉碎。 第二節(jié)食品微膠囊技術(shù) 一、微膠囊的基本組成和作用一、微膠囊的基本組成和作用1.1.組成組成 微膠囊是一種具有聚合物壁殼的微型包覆體，制備時(shí)先微膠囊是一種具有聚合物壁殼的微型包覆體，制備時(shí)先將被包覆內(nèi)容物分散成微粒，然后使成膜材料在微粒上沉積將被包覆內(nèi)容物分散成微粒，然后使成膜材料在微粒上沉積聚合或于燥固化，形成外層包衣而制成，被包覆的物料稱為聚合或于燥固化，形成外層包衣而制成，被包覆的物料稱為芯材，微膠囊外部的包覆膜稱為壁材。芯材，微膠囊

6、外部的包覆膜稱為壁材。 微膠囊粒子的大小和形狀因制備工藝不同而在很大差異，微膠囊粒子的大小和形狀因制備工藝不同而在很大差異，通常制備的微膠囊粒子大小一般在通常制備的微膠囊粒子大小一般在2-1000um2-1000um范圍。范圍。微膠囊可以包埋一種或多種物質(zhì)芯材，可形成單核、多核、微膠囊可以包埋一種或多種物質(zhì)芯材，可形成單核、多核、多核無(wú)定形微膠囊；囊壁可以是單層、多層和不同壁層，可多核無(wú)定形微膠囊；囊壁可以是單層、多層和不同壁層，可形成微膠囊簇和復(fù)合微膠囊。形成微膠囊簇和復(fù)合微膠囊。2.2.作用作用 微膠囊能夠以微細(xì)狀態(tài)保存物質(zhì)，而在需要時(shí)可以方便地微膠囊能夠以微細(xì)狀態(tài)保存物質(zhì)，而在需要時(shí)可以

7、方便地釋放，對(duì)食品工業(yè)的貢獻(xiàn)主要包括：釋放，對(duì)食品工業(yè)的貢獻(xiàn)主要包括： (1)(1)將液體、氣體轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀滋幚淼墓腆w，使液態(tài)反應(yīng)將液體、氣體轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀滋幚淼墓腆w，使液態(tài)反應(yīng)物變得物變得“易于操作易于操作”，可以在任，可以在任何指定的時(shí)間使微膠囊破裂，發(fā)生預(yù)期的化學(xué)反應(yīng)。何指定的時(shí)間使微膠囊破裂，發(fā)生預(yù)期的化學(xué)反應(yīng)。 (2)(2)保護(hù)敏感成分免受由環(huán)境中的氧化、紫外輻射和溫、保護(hù)敏感成分免受由環(huán)境中的氧化、紫外輻射和溫、濕度等因素的影響，有利于保濕度等因素的影響，有利于保持物料特性和營(yíng)養(yǎng)。持物料特性和營(yíng)養(yǎng)。 (3)(3)隔離活性成分，使易于反應(yīng)的物質(zhì)處于同一物系而隔離活性成分，使易于反應(yīng)的物質(zhì)處

8、于同一物系而相互穩(wěn)定。相互穩(wěn)定。 (4(4）降低揮發(fā)性，保存易揮發(fā)物質(zhì)，減少食品香氣成分）降低揮發(fā)性，保存易揮發(fā)物質(zhì)，減少食品香氣成分損失，并掩蓋不良?xì)馕兜尼尫?。損失，并掩蓋不良?xì)馕兜尼尫拧?(5)(5)控制物質(zhì)的釋放時(shí)機(jī)，包括風(fēng)味物質(zhì)的釋放，減少控制物質(zhì)的釋放時(shí)機(jī)，包括風(fēng)味物質(zhì)的釋放，減少其在加工過(guò)程中的損失，降低生產(chǎn)成本。其在加工過(guò)程中的損失，降低生產(chǎn)成本。二、微膠囊化方法和材料二、微膠囊化方法和材料1.1.方法方法微膠囊化的基本步驟是先將芯材分散成微粒，后以壁材包敷微膠囊化的基本步驟是先將芯材分散成微粒，后以壁材包敷其上，最后固化定形。芯材為固態(tài)時(shí)，可用磨細(xì)后過(guò)篩的方其上，最后固化定形。

9、芯材為固態(tài)時(shí)，可用磨細(xì)后過(guò)篩的方法控制其粒度，或者制備成溶液，按液態(tài)芯材包法控制其粒度，或者制備成溶液，按液態(tài)芯材包埋；液態(tài)芯材可用均質(zhì)、攪拌、超聲震動(dòng)等方法分散成小液埋；液態(tài)芯材可用均質(zhì)、攪拌、超聲震動(dòng)等方法分散成小液滴，均勻分布在分散相中。滴，均勻分布在分散相中。2.2.材料材料微膠囊芯材和壁材的種類繁多，性能各異，在材料和工藝選微膠囊芯材和壁材的種類繁多，性能各異，在材料和工藝選擇上必須正確合理，才可能制備成功。擇上必須正確合理，才可能制備成功。芯材：食品工業(yè)的芯材主要是：油脂類、調(diào)味品類、香精類、芯材：食品工業(yè)的芯材主要是：油脂類、調(diào)味品類、香精類、色素類、酸味劑類、營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑類和生物

10、活性材料類，可以色素類、酸味劑類、營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑類和生物活性材料類，可以是固體，也可以是液體；可能是親油性的，也可能是親水性是固體，也可以是液體；可能是親油性的，也可能是親水性的。的。壁材：壁材：食品微膠囊的壁材首先要求安全無(wú)毒，可降食品微膠囊的壁材首先要求安全無(wú)毒，可降解，因此常用天然高分子化合物做壁材。解，因此常用天然高分子化合物做壁材。如：谷蛋白，清蛋白，明膠，骨膠原，阿拉如：谷蛋白，清蛋白，明膠，骨膠原，阿拉伯樹(shù)膠，黃蓄膠，角叉膠，黃原膠，瓊脂，伯樹(shù)膠，黃蓄膠，角叉膠，黃原膠，瓊脂，海藻酸鹽，淀粉，殼聚糖，甲基纖維素，乙海藻酸鹽，淀粉，殼聚糖，甲基纖維素，乙基纖維素，乙酸纖維素，乙酸丁酸纖

11、維素等。基纖維素，乙酸纖維素，乙酸丁酸纖維素等。 三、部分壁材的性能三、部分壁材的性能 1.1.碳水化合物類碳水化合物類 (1(1）環(huán)糊精環(huán)糊精（）環(huán)糊精環(huán)糊精（CDCD） 是最常用的食品微膠囊壁材之一，其結(jié)構(gòu)是是最常用的食品微膠囊壁材之一，其結(jié)構(gòu)是-1,4-1,4連接連接的的D-D-吡喃葡萄糖環(huán)狀聚糖，聚合度為吡喃葡萄糖環(huán)狀聚糖，聚合度為6, 7, 86, 7, 8個(gè)葡萄糖單元個(gè)葡萄糖單元的依次稱為的依次稱為-CD,-CD-CD,-CD和和-CD -CD 。 a-a-環(huán)糊精分子結(jié)構(gòu)形成一個(gè)無(wú)還原基的閉合環(huán)形分子，環(huán)糊精分子結(jié)構(gòu)形成一個(gè)無(wú)還原基的閉合環(huán)形分子，中心部分為疏水基，而葡萄糖單體的氫

12、原子朝向環(huán)糊精的空中心部分為疏水基，而葡萄糖單體的氫原子朝向環(huán)糊精的空腔，形成疏水性，能與有機(jī)分子形成包結(jié)絡(luò)合物。腔，形成疏水性，能與有機(jī)分子形成包結(jié)絡(luò)合物。、和和環(huán)糊精的空腔直徑分別是環(huán)糊精的空腔直徑分別是47-53nm, 60-65nm47-53nm, 60-65nm和和75-83nm75-83nm，要形成良好的絡(luò)合物，必須使環(huán)糊精空腔壁與客體分子相互要形成良好的絡(luò)合物，必須使環(huán)糊精空腔壁與客體分子相互匹配，因此不同大小的芯材分子應(yīng)選擇不同的環(huán)糊精。匹配，因此不同大小的芯材分子應(yīng)選擇不同的環(huán)糊精。(2(2）麥芽糊精）麥芽糊精優(yōu)缺點(diǎn)為：優(yōu)缺點(diǎn)為：麥芽糊精不易吸水，包埋的粉狀產(chǎn)品麥芽糊精不易吸

13、水，包埋的粉狀產(chǎn)品不結(jié)塊，可自由流動(dòng)；不結(jié)塊，可自由流動(dòng)；麥芽糊精水溶性好，遇水麥芽糊精水溶性好，遇水即可釋放出所包埋的芯材物料；即可釋放出所包埋的芯材物料；麥芽糊精價(jià)格低麥芽糊精價(jià)格低廉；廉；麥芽糊精的成膜能力和保香效果隨麥芽糊精的成膜能力和保香效果隨DEDE值的增值的增加而提高；加而提高；麥芽糊精的乳化穩(wěn)定性差，需與阿拉麥芽糊精的乳化穩(wěn)定性差，需與阿拉伯膠等混合使用。伯膠等混合使用。麥芽糊精的物化指標(biāo)中最重要的是麥芽糊精的物化指標(biāo)中最重要的是DEDE值，通常值，通常DEDE值值為為15-2015-20的麥芽糊精不易潮解，而且制備的微膠囊的麥芽糊精不易潮解，而且制備的微膠囊化乳狀液具有較低的

14、黏度，便于操作和保證微膠囊化乳狀液具有較低的黏度，便于操作和保證微膠囊化效果?；Ч?。 (3) (3)變性淀粉變性淀粉 變性淀粉是以植物淀粉經(jīng)化學(xué)修飾而得到的具有不同變性淀粉是以植物淀粉經(jīng)化學(xué)修飾而得到的具有不同理化性能的產(chǎn)品，具有親油性的變性淀粉，有良好的包埋性理化性能的產(chǎn)品，具有親油性的變性淀粉，有良好的包埋性質(zhì)，對(duì)易揮發(fā)成分的保留性很好。與阿拉伯膠相比，變性淀質(zhì)，對(duì)易揮發(fā)成分的保留性很好。與阿拉伯膠相比，變性淀粉粘度度要低得多，制備的乳狀液更穩(wěn)定，進(jìn)料時(shí)的固形物粉粘度度要低得多，制備的乳狀液更穩(wěn)定，進(jìn)料時(shí)的固形物濃度可以更高。濃度可以更高。 (4)(4)糖類糖類 蔗糖、麥芽糖和乳糖均可作

15、為油脂的微膠囊化壁材，但蔗糖、麥芽糖和乳糖均可作為油脂的微膠囊化壁材，但是它們必須與其他的壁材成分復(fù)合使用。是它們必須與其他的壁材成分復(fù)合使用。O/WO/W型乳狀液中，型乳狀液中，界面膜上的蛋白質(zhì)是完全水化的，在噴霧干燥時(shí)水分的蒸發(fā)界面膜上的蛋白質(zhì)是完全水化的，在噴霧干燥時(shí)水分的蒸發(fā)會(huì)導(dǎo)致蛋白膜的收縮；當(dāng)乳狀液中含有乳糖時(shí)，乳糖會(huì)部分會(huì)導(dǎo)致蛋白膜的收縮；當(dāng)乳狀液中含有乳糖時(shí)，乳糖會(huì)部分與蛋白質(zhì)結(jié)合，在干燥時(shí)減少蛋白膜的收縮、增加產(chǎn)品表面與蛋白質(zhì)結(jié)合，在干燥時(shí)減少蛋白膜的收縮、增加產(chǎn)品表面穩(wěn)定性。穩(wěn)定性。 2 2植物膠類植物膠類(1(1）阿拉伯膠阿拉伯膠分子中含有自由的梭）阿拉伯膠阿拉伯膠分子中

16、含有自由的梭基，在基，在pH 3pH 3以上的水溶液中都帶負(fù)電荷，易以上的水溶液中都帶負(fù)電荷，易溶于水，溶解度可達(dá)溶于水，溶解度可達(dá)50%50%，而且其水溶液黏度，而且其水溶液黏度低。阿拉伯膠具有良好的附著力和成膜性，低。阿拉伯膠具有良好的附著力和成膜性，并具有乳化性能，而且耐酸性強(qiáng)，在并具有乳化性能，而且耐酸性強(qiáng)，在pHpH值為值為3 3時(shí)仍很穩(wěn)定，是一種性能良好呈弱酸性天然時(shí)仍很穩(wěn)定，是一種性能良好呈弱酸性天然陰離子高分子電解質(zhì)，因此很適于用作微膠陰離子高分子電解質(zhì)，因此很適于用作微膠囊壁材。囊壁材。(2)(2)瓊脂瓊脂 瓊脂是紅海藻多糖，其水溶液可形成具有一定瓊脂是紅海藻多糖，其水溶液可

17、形成具有一定強(qiáng)度的穩(wěn)定凝膠。瓊脂溶液在強(qiáng)度的穩(wěn)定凝膠。瓊脂溶液在32-3932-39之間可以凍之間可以凍結(jié)，而生成的凝膠在結(jié)，而生成的凝膠在8585以下不熔化。添加糊精和以下不熔化。添加糊精和蔗糖可使瓊脂的凝膠強(qiáng)度提高，而添加海藻酸鈉和蔗糖可使瓊脂的凝膠強(qiáng)度提高，而添加海藻酸鈉和淀粉可使生成的凝膠強(qiáng)度下降。淀粉可使生成的凝膠強(qiáng)度下降。(3(3）海藻酸鈉）海藻酸鈉 海藻酸鈉易溶于冷水，在低濃度下也具有較高海藻酸鈉易溶于冷水，在低濃度下也具有較高的粘度，而且易形成透明、高韌性的薄膜。當(dāng)海藻的粘度，而且易形成透明、高韌性的薄膜。當(dāng)海藻酸鈉經(jīng)常被用于銳孔酸鈉經(jīng)常被用于銳孔- - 凝固浴法微膠囊制備，形

18、成凝固浴法微膠囊制備，形成的包囊無(wú)毒、有足夠韌性強(qiáng)度，并具有半透性。的包囊無(wú)毒、有足夠韌性強(qiáng)度，并具有半透性。(4)(4)黃原膠黃原膠 黃原膠與其他膠體具有協(xié)同作用，能穩(wěn)定懸浮黃原膠與其他膠體具有協(xié)同作用，能穩(wěn)定懸浮液和乳狀液，具有良好的凍融穩(wěn)定性。在粉末油脂液和乳狀液，具有良好的凍融穩(wěn)定性。在粉末油脂微膠囊制備時(shí)，壁材中添加黃原膠，無(wú)論是對(duì)微膠微膠囊制備時(shí)，壁材中添加黃原膠，無(wú)論是對(duì)微膠囊化的產(chǎn)率及效率、產(chǎn)品抗氧化性、芯材的保留率囊化的產(chǎn)率及效率、產(chǎn)品抗氧化性、芯材的保留率及乳狀液穩(wěn)定性，還是對(duì)產(chǎn)品的微觀結(jié)構(gòu)，都起到及乳狀液穩(wěn)定性，還是對(duì)產(chǎn)品的微觀結(jié)構(gòu)，都起到了非常有利的作用。了非常有利的作

19、用。(5)(5)卡拉膠卡拉膠 卡拉膠能與酪蛋白、大豆蛋白、乳清蛋白、明卡拉膠能與酪蛋白、大豆蛋白、乳清蛋白、明膠等發(fā)生協(xié)同作用，有利于提高微膠囊壁材的穩(wěn)定膠等發(fā)生協(xié)同作用，有利于提高微膠囊壁材的穩(wěn)定性和致密性。性和致密性。 3 3蛋白質(zhì)類蛋白質(zhì)類 在大多數(shù)油脂的微膠囊化工藝中都要用蛋白質(zhì)在大多數(shù)油脂的微膠囊化工藝中都要用蛋白質(zhì)做壁材。蛋白質(zhì)分子帶有許多雙親基團(tuán)，當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)做壁材。蛋白質(zhì)分子帶有許多雙親基團(tuán)，當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)分子與油滴接觸時(shí)能強(qiáng)烈地吸附在油滴上，疏水基分子與油滴接觸時(shí)能強(qiáng)烈地吸附在油滴上，疏水基吸附于油滴表面，而親水基則深人水相。吸附于油滴表面，而親水基則深人水相。用蛋白質(zhì)做壁材時(shí)，一般要

20、考慮到蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)，用蛋白質(zhì)做壁材時(shí)，一般要考慮到蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)，如果乳液的如果乳液的pHpH值接近蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)，必然發(fā)生蛋值接近蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)，必然發(fā)生蛋白溶解度降低、蛋白乳化性能下降，以及蛋白質(zhì)之白溶解度降低、蛋白乳化性能下降，以及蛋白質(zhì)之間的作用力增加，最終降低蛋白質(zhì)的成膜性。間的作用力增加，最終降低蛋白質(zhì)的成膜性。用于壁材的常用蛋白質(zhì)有明膠、酪蛋白及其鹽類等。用于壁材的常用蛋白質(zhì)有明膠、酪蛋白及其鹽類等。四、微膠囊的主要制備方法1噴霧干燥法最常用的微膠囊制備方法，其基本過(guò)程可分為，即囊壁材料的溶解、囊芯在囊壁溶液中的乳化和噴霧干制三個(gè)階段。 根據(jù)芯材和壁材的組成可分為三種情況：把脂

21、溶性囊芯或固體分散在水溶性壁材溶液中形成水包油型乳液，為水溶液型；把水溶性囊芯分散在疏水性有機(jī)溶液壁材中形成油包水型乳液，為有機(jī)溶液型；以其他方法制成的濕微膠囊濃漿液為囊芯，為囊漿型。影響噴霧干燥法微膠囊化的主要因素：影響噴霧干燥法微膠囊化的主要因素：物料的濃度和黏度。物料的濃度和黏度。一般為一般為30%-6030%-60。通常只要不出現(xiàn)嚴(yán)重的粘。通常只要不出現(xiàn)嚴(yán)重的粘結(jié)現(xiàn)象，物料濃度愈高、粘度度愈大，愈有結(jié)現(xiàn)象，物料濃度愈高、粘度度愈大，愈有利于形成穩(wěn)定的微膠囊體。利于形成穩(wěn)定的微膠囊體。乳化結(jié)構(gòu)。乳化結(jié)構(gòu)。干燥溫度和速率。干燥溫度和速率。 2 2噴霧冷卻法噴霧冷卻法首先都是將芯材均勻地分散

22、于液化的壁材中，用噴首先都是將芯材均勻地分散于液化的壁材中，用噴霧方法使液滴霧化，在設(shè)定條件下使壁膜較快地固霧方法使液滴霧化，在設(shè)定條件下使壁膜較快地固化。化。噴霧冷卻法是通過(guò)加熱手段使壁材呈熔融的液體狀，噴霧冷卻法是通過(guò)加熱手段使壁材呈熔融的液體狀，而通過(guò)在干燥室內(nèi)通入循環(huán)冷風(fēng)，使原來(lái)熔融狀態(tài)而通過(guò)在干燥室內(nèi)通入循環(huán)冷風(fēng)，使原來(lái)熔融狀態(tài)的壁材（油脂類或蠟類）冷凝成微膠囊，或利用冷的壁材（油脂類或蠟類）冷凝成微膠囊，或利用冷的有機(jī)溶劑脫溶劑作用而干燥來(lái)完成的。的有機(jī)溶劑脫溶劑作用而干燥來(lái)完成的。對(duì)于香料等易揮發(fā)或?qū)崽貏e敏感的囊芯適合采用對(duì)于香料等易揮發(fā)或?qū)崽貏e敏感的囊芯適合采用噴霧冷卻法。

23、噴霧冷卻法。 3 3界面聚合法界面聚合法 界面縮聚反應(yīng)是將界面縮聚反應(yīng)是將兩種含有雙（多）官能兩種含有雙（多）官能團(tuán)的單體分別溶解在不團(tuán)的單體分別溶解在不相混溶的兩種液體中，相混溶的兩種液體中，在兩相界面上兩種單體在兩相界面上兩種單體接觸后發(fā)生縮聚反應(yīng)。接觸后發(fā)生縮聚反應(yīng)。 4 4原位聚合法原位聚合法 原位聚合的單體是可溶的，而聚合物是原位聚合的單體是可溶的，而聚合物是不可溶的。聚合反應(yīng)同樣在芯材液滴表面上不可溶的。聚合反應(yīng)同樣在芯材液滴表面上發(fā)生，生成的聚合物薄膜可覆蓋住芯材液滴發(fā)生，生成的聚合物薄膜可覆蓋住芯材液滴的全表面。的全表面。 當(dāng)芯材為固體時(shí)，單體和催化劑應(yīng)處于當(dāng)芯材為固體時(shí)，單體

24、和催化劑應(yīng)處于微膠囊化介質(zhì)中。當(dāng)芯材為液體時(shí)，單體和微膠囊化介質(zhì)中。當(dāng)芯材為液體時(shí)，單體和催化劑可處于芯材液滴或介質(zhì)中，但芯材為催化劑可處于芯材液滴或介質(zhì)中，但芯材為疏水性液體時(shí)，單體一般處于芯材中。疏水性液體時(shí)，單體一般處于芯材中。 5 5水相分離法水相分離法 原理：在分散有囊芯材料的連續(xù)相原理：在分散有囊芯材料的連續(xù)相(a(a）中，利）中，利用改變溫度、在溶液中加入無(wú)機(jī)鹽、成膜材料的凝用改變溫度、在溶液中加入無(wú)機(jī)鹽、成膜材料的凝聚劑，或其他誘導(dǎo)兩種成膜材料間相互結(jié)合的方法，聚劑，或其他誘導(dǎo)兩種成膜材料間相互結(jié)合的方法，使壁材溶液產(chǎn)生相分離，形成兩個(gè)新相，使原來(lái)的使壁材溶液產(chǎn)生相分離，形成兩

25、個(gè)新相，使原來(lái)的兩相體系轉(zhuǎn)變成三相體系（兩相體系轉(zhuǎn)變成三相體系（b)b)，凝聚膠體相可以自，凝聚膠體相可以自由流動(dòng)，并能夠穩(wěn)定地逐步環(huán)繞在囊芯微粒周圍由流動(dòng)，并能夠穩(wěn)定地逐步環(huán)繞在囊芯微粒周圍（c)c)，最后形成微膠囊的壁膜（，最后形成微膠囊的壁膜（d)d)。壁膜形成后還。壁膜形成后還需要通過(guò)加熱、交聯(lián)或去除溶劑來(lái)進(jìn)一步固化（需要通過(guò)加熱、交聯(lián)或去除溶劑來(lái)進(jìn)一步固化（e)e)，收集的產(chǎn)品用適當(dāng)?shù)娜軇┫礈?，再通過(guò)噴霧干燥或收集的產(chǎn)品用適當(dāng)?shù)娜軇┫礈?，再通過(guò)噴霧干燥或流化床等干燥方法，使之成為可以自由流動(dòng)的顆粒流化床等干燥方法，使之成為可以自由流動(dòng)的顆粒狀產(chǎn)品。狀產(chǎn)品。 6 6囊芯交換法囊芯交換法

26、 囊芯交換法可將一些難以進(jìn)行微膠囊化的水溶囊芯交換法可將一些難以進(jìn)行微膠囊化的水溶液、高極性液體和低沸點(diǎn)液體微膠囊化。液、高極性液體和低沸點(diǎn)液體微膠囊化。 囊芯交換法首先是采用復(fù)合凝聚法制成脂溶性囊芯交換法首先是采用復(fù)合凝聚法制成脂溶性囊芯的微膠囊，在囊壁固化處理之前具有高滲透階囊芯的微膠囊，在囊壁固化處理之前具有高滲透階段把水溶性囊芯溶解在介電常數(shù)較低的極性溶劑中，段把水溶性囊芯溶解在介電常數(shù)較低的極性溶劑中，通過(guò)壁膜內(nèi)外的溶劑交換，將水溶性囊芯置換入微通過(guò)壁膜內(nèi)外的溶劑交換，將水溶性囊芯置換入微膠囊中，然后再進(jìn)行固化處理以得到水溶性囊芯的膠囊中，然后再進(jìn)行固化處理以得到水溶性囊芯的微膠囊。

27、微膠囊。7. 7. 干燥浴法干燥浴法 用作微膠囊化的介質(zhì)是水或揮發(fā)性油。用作微膠囊化的介質(zhì)是水或揮發(fā)性油。把壁材溶液和芯材形成的乳化體系以微滴狀把壁材溶液和芯材形成的乳化體系以微滴狀態(tài)分散到上述介質(zhì)中，然后通過(guò)加熱、減壓態(tài)分散到上述介質(zhì)中，然后通過(guò)加熱、減壓攪拌、溶劑萃取、冷卻或凍結(jié)等方式使壁材攪拌、溶劑萃取、冷卻或凍結(jié)等方式使壁材溶液中的溶劑逐漸去除，壁材從溶液中析出溶液中的溶劑逐漸去除，壁材從溶液中析出并將囊芯包覆形成囊壁。并將囊芯包覆形成囊壁。 根據(jù)微膠囊化介質(zhì)的不同，干燥浴法可根據(jù)微膠囊化介質(zhì)的不同，干燥浴法可分為水浴干燥法和油浴干燥法兩種，制備的分為水浴干燥法和油浴干燥法兩種，制備的

28、微膠囊大小一般在數(shù)微米至數(shù)百微米之間。微膠囊大小一般在數(shù)微米至數(shù)百微米之間。 (1)(1)水浴干燥法水浴干燥法 該方法適合于水溶液囊芯的微膠囊。具體過(guò)程是：首先該方法適合于水溶液囊芯的微膠囊。具體過(guò)程是：首先將囊壁材料溶解在一種與水不相混溶、沸點(diǎn)比水低的易揮發(fā)將囊壁材料溶解在一種與水不相混溶、沸點(diǎn)比水低的易揮發(fā)有機(jī)溶劑中，然后把囊芯水溶液分散到該溶液中，加入表面有機(jī)溶劑中，然后把囊芯水溶液分散到該溶液中，加入表面活性劑并均質(zhì)形成油包水型活性劑并均質(zhì)形成油包水型(W/O(W/O）乳液。）乳液。 其次，制備一種含有保護(hù)膠體穩(wěn)定劑的水溶液作為微膠其次，制備一種含有保護(hù)膠體穩(wěn)定劑的水溶液作為微膠囊化的

29、介質(zhì)溶液，在攪拌下將油包水乳液加到介質(zhì)溶液中并囊化的介質(zhì)溶液，在攪拌下將油包水乳液加到介質(zhì)溶液中并分散形成水包（油包水）乳液的復(fù)相乳液仁分散形成水包（油包水）乳液的復(fù)相乳液仁(W/O)/W(W/O)/W，最，最后通過(guò)加熱、溶劑萃取等方法使壁材溶液中的有機(jī)溶劑進(jìn)入后通過(guò)加熱、溶劑萃取等方法使壁材溶液中的有機(jī)溶劑進(jìn)入分散介質(zhì)水中，壁材溶液逐漸濃縮、析出，包覆水溶性囊芯，分散介質(zhì)水中，壁材溶液逐漸濃縮、析出，包覆水溶性囊芯，硬化后完成微膠囊化，因此這種方法也稱為復(fù)相乳液法。硬化后完成微膠囊化，因此這種方法也稱為復(fù)相乳液法。 (2) (2)油相干燥法油相干燥法 用油性材料作分散介質(zhì)，使水包油（用油性材

30、料作分散介質(zhì)，使水包油（O/WO/W型）乳液分散其中形成型）乳液分散其中形成(O/W)/O(O/W)/O型復(fù)相乳型復(fù)相乳液，再用加熱、冷凍、加人吸水的粉末等方液，再用加熱、冷凍、加人吸水的粉末等方式使溶劑水去除，使水溶性壁材凝聚將囊芯式使溶劑水去除，使水溶性壁材凝聚將囊芯包覆形成微膠囊。包覆形成微膠囊。 8. 8.鍋包法鍋包法 糖衣鍋是廣泛使用的片劑、微丸的包衣設(shè)備。糖衣鍋是廣泛使用的片劑、微丸的包衣設(shè)備。鍋包法是利用糖衣鍋在恒速翻動(dòng)的情況下用壁材霧鍋包法是利用糖衣鍋在恒速翻動(dòng)的情況下用壁材霧滴均勻潤(rùn)濕囊芯，干燥成衣后形成微膠囊的方法。滴均勻潤(rùn)濕囊芯，干燥成衣后形成微膠囊的方法。具體操作是：糖

31、衣鍋在電機(jī)驅(qū)動(dòng)下作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而具體操作是：糖衣鍋在電機(jī)驅(qū)動(dòng)下作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而且方向可以變動(dòng)，顆粒隨糖衣鍋旋而上升，然后在且方向可以變動(dòng)，顆粒隨糖衣鍋旋而上升，然后在重力作用下降落和分散，與霧狀的壁材均勻混合，重力作用下降落和分散，與霧狀的壁材均勻混合，并在干燥氣流（熱空氣或冷空氣）作用下成型。并在干燥氣流（熱空氣或冷空氣）作用下成型。鍋包法制備的微膠囊固體顆粒一般大于鍋包法制備的微膠囊固體顆粒一般大于500um500um。 9 9空氣懸浮成膜法空氣懸浮成膜法 沃斯特法，又稱為流化床法或噴霧包埋法。沃斯特法，又稱為流化床法或噴霧包埋法。 該方法是應(yīng)用流化床技術(shù)把囊芯粉末懸浮在空氣中，壁該方法是應(yīng)用

32、流化床技術(shù)把囊芯粉末懸浮在空氣中，壁材以溶液或熔融狀態(tài)噴霧到流化床上的固體顆粒上，在懸浮材以溶液或熔融狀態(tài)噴霧到流化床上的固體顆粒上，在懸浮滾動(dòng)的狀態(tài)下重復(fù)對(duì)囊芯進(jìn)行包覆、干燥或冷凝操作，直至滾動(dòng)的狀態(tài)下重復(fù)對(duì)囊芯進(jìn)行包覆、干燥或冷凝操作，直至得到一定壁厚的微膠囊。得到一定壁厚的微膠囊。 囊芯在包衣室中被壁材溶液潤(rùn)濕后由熱氣流上推并同時(shí)囊芯在包衣室中被壁材溶液潤(rùn)濕后由熱氣流上推并同時(shí)獲得干燥，經(jīng)過(guò)中央室上部的小孔進(jìn)入外室后，由于外室上獲得干燥，經(jīng)過(guò)中央室上部的小孔進(jìn)入外室后，由于外室上升氣流速度比中央室慢，囊芯在外室下降到底部，然后又循升氣流速度比中央室慢，囊芯在外室下降到底部，然后又循環(huán)回到

33、中央室，再一次被壁材溶液潤(rùn)濕和被熱氣流加速推動(dòng)環(huán)回到中央室，再一次被壁材溶液潤(rùn)濕和被熱氣流加速推動(dòng)上升，如此反復(fù)進(jìn)行幾百次，直到囊芯表面包覆上一定厚度上升，如此反復(fù)進(jìn)行幾百次，直到囊芯表面包覆上一定厚度的膜層，達(dá)到一定的重量，被上升氣流從包衣室?guī)藬U(kuò)大室，的膜層，達(dá)到一定的重量，被上升氣流從包衣室?guī)藬U(kuò)大室，經(jīng)過(guò)濾器去除粗大顆粒后連續(xù)輸出。經(jīng)過(guò)濾器去除粗大顆粒后連續(xù)輸出。 10 10粉末床法粉末床法 粉末床法是利粉末床法是利用細(xì)小的固體粉末用細(xì)小的固體粉末可以黏附在液滴周可以黏附在液滴周圍，形成一定厚度圍，形成一定厚度的壁膜的原理來(lái)制的壁膜的原理來(lái)制備微膠囊，用這種備微膠囊，用這種方法制得的微

34、膠囊方法制得的微膠囊顆粒在毫米級(jí)范圍。顆粒在毫米級(jí)范圍。 11 11包結(jié)絡(luò)合法包結(jié)絡(luò)合法 包結(jié)絡(luò)合法是用包結(jié)絡(luò)合法是用-環(huán)糊精作微膠囊包覆材料的、在分環(huán)糊精作微膠囊包覆材料的、在分子水平上形成的微膠囊。子水平上形成的微膠囊。-環(huán)糊精有疏水性內(nèi)腔，可利用環(huán)糊精有疏水性內(nèi)腔，可利用其疏水作用以及空間體積匹配效應(yīng)，與具有適當(dāng)大小、形狀其疏水作用以及空間體積匹配效應(yīng)，與具有適當(dāng)大小、形狀和疏水性的分子通過(guò)非共價(jià)鍵的相互作用形成穩(wěn)定的包合物，和疏水性的分子通過(guò)非共價(jià)鍵的相互作用形成穩(wěn)定的包合物，對(duì)于香料、色素及維生素等，在分子大小適合時(shí)都可與環(huán)糊對(duì)于香料、色素及維生素等，在分子大小適合時(shí)都可與環(huán)糊精形成

35、包合物。精形成包合物。 形成包含物的反應(yīng)一般只能在水存在時(shí)進(jìn)行，當(dāng)形成包含物的反應(yīng)一般只能在水存在時(shí)進(jìn)行，當(dāng)-環(huán)環(huán)糊精溶于水時(shí)，其環(huán)形中心空洞部分也被水分子占據(jù)，當(dāng)加糊精溶于水時(shí)，其環(huán)形中心空洞部分也被水分子占據(jù)，當(dāng)加人非極性外來(lái)分子時(shí)，由于疏水性的空洞更易與非極性的外人非極性外來(lái)分子時(shí)，由于疏水性的空洞更易與非極性的外來(lái)分子結(jié)合，這些水分子很快被外來(lái)分子置換，形成比較穩(wěn)來(lái)分子結(jié)合，這些水分子很快被外來(lái)分子置換，形成比較穩(wěn)定的包合物。定的包合物。 12 12銳孔銳孔- -凝固浴法凝固浴法 銳孔銳孔- -凝固浴法是用可溶性高聚物包覆囊芯材凝固浴法是用可溶性高聚物包覆囊芯材料，然后通過(guò)注射器等具有

36、銳孔的器具形成微小液料，然后通過(guò)注射器等具有銳孔的器具形成微小液滴，進(jìn)入另一液相池，并在池中發(fā)生反應(yīng)，使高分滴，進(jìn)入另一液相池，并在池中發(fā)生反應(yīng)，使高分子材料凝結(jié)成固態(tài)囊壁，完成微膠囊包埋。子材料凝結(jié)成固態(tài)囊壁，完成微膠囊包埋。 與界面聚合法和原位聚合法不同的是，銳孔一與界面聚合法和原位聚合法不同的是，銳孔一凝固浴法不是通過(guò)單體聚合反應(yīng)生成膜材料的，而凝固浴法不是通過(guò)單體聚合反應(yīng)生成膜材料的，而是在凝固浴中固化形成微膠囊的，固化過(guò)程可能是是在凝固浴中固化形成微膠囊的，固化過(guò)程可能是化學(xué)反應(yīng)，也可能是物理變化。化學(xué)反應(yīng)，也可能是物理變化。1313熔化分散冷凝法熔化分散冷凝法 該方法和銳孔該方法和

37、銳孔- -凝固浴法的原理相似，是凝固浴法的原理相似，是利用蠟狀物質(zhì)在常溫下為固態(tài)，具有較低的利用蠟狀物質(zhì)在常溫下為固態(tài)，具有較低的熔點(diǎn)的性質(zhì)，使囊芯分散在其中形成微粒，熔點(diǎn)的性質(zhì)，使囊芯分散在其中形成微粒，冷卻后蠟狀物質(zhì)圍繞囊芯形成固態(tài)壁膜而實(shí)冷卻后蠟狀物質(zhì)圍繞囊芯形成固態(tài)壁膜而實(shí)現(xiàn)微膠囊化?，F(xiàn)微膠囊化。 五、微膠囊技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用五、微膠囊技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用 微膠囊在食品工業(yè)中有廣泛的應(yīng)用前景，微膠囊在食品工業(yè)中有廣泛的應(yīng)用前景，將把食品及原料微膠囊化可以把液態(tài)食品固將把食品及原料微膠囊化可以把液態(tài)食品固體體化，使用更方便，質(zhì)量更可靠；食品添加劑化，使用更方便，質(zhì)量更可靠；食品添加

38、劑和營(yíng)養(yǎng)素的微膠囊化可使添加劑和營(yíng)養(yǎng)素免和營(yíng)養(yǎng)素的微膠囊化可使添加劑和營(yíng)養(yǎng)素免受環(huán)境影響而變質(zhì)，而且微膠囊的緩釋功能受環(huán)境影響而變質(zhì)，而且微膠囊的緩釋功能使添加劑和營(yíng)養(yǎng)素的效能發(fā)揮更充分。使添加劑和營(yíng)養(yǎng)素的效能發(fā)揮更充分。 1 1食品及原料的微膠囊食品及原料的微膠囊 (1)(1)粉末油脂微膠囊化能夠?qū)τ椭M(jìn)行有效的保護(hù)，降粉末油脂微膠囊化能夠?qū)τ椭M(jìn)行有效的保護(hù)，降低在保存過(guò)程中的氧化耗敗，而且極大地提高了油脂的使用低在保存過(guò)程中的氧化耗敗，而且極大地提高了油脂的使用方便性，最廣泛應(yīng)用的粉末油脂是人們熟悉的咖啡伴侶，產(chǎn)方便性，最廣泛應(yīng)用的粉末油脂是人們熟悉的咖啡伴侶，產(chǎn)品的保質(zhì)期可達(dá)一年。品的

39、保質(zhì)期可達(dá)一年。此外，深海魚(yú)油、小麥胚芽油、此外，深海魚(yú)油、小麥胚芽油、-亞麻酸、亞麻酸、DHA, EPADHA, EPA等含等含高度不飽和脂肪酸的油脂極易氧化變質(zhì)，而且?guī)в刑厥庑任陡叨炔伙柡椭舅岬挠椭瑯O易氧化變質(zhì)，而且?guī)в刑厥庑任痘虍愇?。通過(guò)微膠囊化使其成為固體粉末，不但能有效降低或異味。通過(guò)微膠囊化使其成為固體粉末，不但能有效降低其氧化變質(zhì)的可能，而且異味也得以掩蔽。其氧化變質(zhì)的可能，而且異味也得以掩蔽。 核桃油的微膠囊（銳孔一凝固浴法）。核桃油的微膠囊（銳孔一凝固浴法）。 棕?cái)R油的微膠囊（噴霧干燥法）。棕?cái)R油的微膠囊（噴霧干燥法）。 (2 (2）粉末酒類）粉末酒類 將酒類微膠囊化，去除

40、酒中最大的組分將酒類微膠囊化，去除酒中最大的組分- -水，保留酒中水，保留酒中有效成分有效成分醇和醋，制成粉末狀微膠囊形式，可以極大地降醇和醋，制成粉末狀微膠囊形式，可以極大地降低酒類產(chǎn)品的貯藏和運(yùn)輸成本，只需在飲用前加水溶解復(fù)原低酒類產(chǎn)品的貯藏和運(yùn)輸成本，只需在飲用前加水溶解復(fù)原即可，非常適合于作為旅行食品等。即可，非常適合于作為旅行食品等。 粉末酒類除了飲用作用外，也可用作食品以及化妝品、粉末酒類除了飲用作用外，也可用作食品以及化妝品、飼料的原料，起到著香、矯味、防腐等作用。如酒心巧克力飼料的原料，起到著香、矯味、防腐等作用。如酒心巧克力的含酒量?jī)H為的含酒量?jī)H為1 1左右，而且巧克力表面容易起霜，降低了左右，而且巧克力表面容易起霜，降低了產(chǎn)品品質(zhì)。使用粉末酒類不僅可使巧克力含酒量達(dá)到產(chǎn)品品質(zhì)。使用粉末酒類不僅可使巧克力含酒量達(dá)到5%5%，而，而且不起霜。且不起霜。 (3(3）固體飲料）固體飲料飲料中總固體的含量一般不超過(guò)飲料中總固體的含量一般不超過(guò)10 %10 %，飲料中的水占據(jù)了產(chǎn)，飲料中的水占據(jù)了產(chǎn)品包裝、運(yùn)輸?shù)慕^大部分，固體飲料則能克服這一缺點(diǎn)，而品包裝、運(yùn)輸?shù)慕^大部分，固體飲料則能克服這一缺點(diǎn)，而且可以長(zhǎng)期保存。且可以長(zhǎng)期保存。 2 2食品添加劑的微膠囊食品添加劑的微膠囊 (1)