微膠囊技術

具體來說是指將某一目的物（芯或內相）用各種天然的或合成的高分子化合物連續薄膜（壁或外相）完全包復起來，而對目的物的原有化學性質絲毫無損，然後逐漸地通過某些外部刺激或緩釋作用使目的物的功能再次在外部呈現出來，或者依靠囊壁的屏蔽作用起到保護芯材的作用，微膠囊的直徑一般為 1~500μm，壁的厚度為0.5~150μm，已開發了粒徑在1μm以下的超微膠囊。微膠囊粒子在某些實例中擴大到0.25～1000μm。當微膠囊粒徑小於5μm時，因布朗運動加劇而不容易收集；當粒徑大於300μm時，其表面摩擦係數會突然下降而失去微膠囊作用。一般膠囊膜壁厚度為1-30μm。化妝品中用的多為32μm和180μm。超薄壁微膠囊膜壁厚度為0.01μm。國外微膠囊已用於遮蓋霜、保濕劑、口紅、眼影、香水、浴皂、香粉等中。微膠囊能夠提高產品的穩定性，防止各種組分之間的相互干擾。

微膠囊：指一種具有聚合物壁殼的微型容器或包物。其大小一般為5-200μm不等，形狀多樣，取決於原料與製備方法。l微膠囊化：製備微膠囊的過程稱為微膠囊化。l微膠囊化技術：指將固體、液體或氣體包埋在微小而密封的膠囊中，使其只有在特定條件下才會以控制速率釋放的技術。其中，被包埋的物質稱為芯材，包括香精香料、酸化劑、甜味劑、色素、脂類、維生素、礦物質、酶、微生物、氣體以及其它各種飼料添加劑。包埋芯材實現微囊膠化的物質稱為壁材。

芯材：可為油溶性、水溶性化合物或混合物，其狀態可為粉末、固體、液體或氣體。可包囊物的品種極其繁多，如交聯劑、催化劑、化學反應劑、顯色劑、給濕劑、藥物、殺蟲劑、礦物油、水溶液、染料、顏料、洗滌劑、食品、液晶、溶劑、氣體、疏水化合物及無機膠體等。

壁材：可用作微膠囊包囊材料的有天然高分子、半合成高分子和合成高分子材料，視所包囊物質（囊心物）的性質，油溶性囊心物需選水溶性包囊材料，水溶性囊心物則選油溶性包囊材料，即包囊材料應不與囊心物反應，不與囊心物混溶。高分子包囊材料本身的性能也是選擇包囊材料所要考慮的因素，如滲透性、穩定性、溶解性、可聚合性、粘度、電性能、吸濕性及成膜性等。

⒈可以有效減少活性物質對外界環境因素（如光、氧、水）的反應

⒉減少心材向環境的擴散和蒸發

⒊控制心材的釋放

⒋掩蔽心材的異味

⒌改變心材的物理性質（包括顏色、形狀、密度、分散性能）、化學性質等

對於食品工業，可以使純天然的風味配料、生理活性物質融入食品體系，並能保持生理活性，它可以使許多傳統的工藝過程得到簡化，同時它也使許多用通常技術手段無法解決的工藝問題得到解決。

1、粉末化將不易加工貯存的氣體、液體原料固體化，從而提高其溶解性、流動性和貯藏穩定性，如粉末香精、粉末食用油脂、粉末乙醇等。例如：將液體油脂作為心材，選擇適當的壁材，運用微膠囊技術就可產生出固體粉末油脂，非常方便地添加於各種食品原料中。有報導說，在國外，約有數十種微膠囊產品的粉末油脂作為食品工業原料，應用於各類營養保健食品或功能型食品。

2、降低揮發性防止風味成分的揮發，減少風味損失。

3、降低毒性減少食品添加劑的毒理作用等，如硫酸亞鐵阿司匹林等藥物包裹后，可通過控制釋放速度來減輕對腸胃副作用。對於製藥工業來說，可採用微膠囊技術製造靶製劑，達到定向釋放效果。

4、提高物質的穩定性（易氧化，易見光分解，易受溫度或水分影響的物質）許多食品添加劑製成微膠囊產品后，由於有壁材的保護，能夠防止其氧化，避免或降低紫外線、溫度和濕度等方面的影響，確保營養成分不損失，特殊功能不喪失。

5、能使不相容成分均勻地混合運用微膠囊技術，將可能相互反應的組分分別製成微膠囊產品，使它們穩定在一個物系中，各種有效成份有序地釋放，分別在相應時刻發生作用，以提高和增進食品產品的風味和營養。例如：有些粉狀食品對酸味劑十分敏感。因為酸味劑吸潮會引起產品結塊；並且酸味劑所在部位pH 值變化很大，導致周圍色澤變化，使整包產品外觀不雅。將酸味劑微膠囊化以後，可延緩對敏感成分的接觸和延長食品保存期限。

6、掩味某些營養物質具有令人不愉快的氣味或滋味，這些味道可以用微膠囊技術加以掩蔽。這種微膠囊產品在口腔里不溶化，而在消化道中才溶解，釋放出內容物，發揮營養作用。

7、隔離活性成分能保持食品中微量營養素和生理活性物質對人體的活性作用。

8、控制心材釋放和作用的時間和數量微膠囊產品經由預先設計的溶解和釋放的機理，可提供特殊的釋放方式。

在微膠囊化領域裡，Wuster和Green是兩位偉大的先驅者。

微膠囊化始於上世紀30年代，但發展非常迅速。迄今有一百多個研究室在開發微膠囊技術。

隱色壓敏複寫紙的發明是微膠囊化技術第一次成功應用於商業中，至1981年，此種微膠囊的產量就超過5×106t.

應用範圍擴大到醫藥，農用化學品，黏膠劑和液晶等各個領域。

1936年11月：大西洋海岸漁業公司（Atlantic Coast Fishers）提出了適用於在液體石蠟中，製備含魚肝油明膠微膠囊的專利申請。

1940年10月，明膠產品有限公司提出了採用一種同心的三層銳孔，創備含藥物雙壁微膠囊的專利申請。1949年1月：威斯康星校友研究基金會提出了利用Wurster發明的空氣懸浮法，將固體微粒微膠囊化的專利申請。

1950年4月：東方柯達（Eastman Kodak）公司提出了將彩色照片用的乳液和三種基色顏料包敷（即微膠囊化）製備混合顆粒的專利申請。

1950年11月：通用鄧洛普（General Dunloberge）公司提出了通過使用一種雙層銳孔來制褐藻酸微膠囊的專利申請。

1953一1954年：NCR公司提出了利用凝聚法製備含油明膠微膠囊之基該方法的二個專利，以及利用上述基該方法製備微膠囊型壓敏複寫紙的四個專利。除日本外，全世界都應用了這個專利。

1956年3月：NCR公司提出了有關光電材料微膠囊化的專利申請。

1957年4月：NCR公司提出了有關彩色攝影用的化合物微膠囊化工藝的專利申請。

1957年8月：穆爾企業公司（Moore Buslness）提出了有關應用噴霧乾燥工藝的微膠囊專利申請。

1957年11月：通用安尼萊因（Anlline）膠片公司提出用乙基纖維素將照相乳液微膠囊化后成混合的細粒狀的專利申請。

1958年 3月；靜電複印（xerox）公司提出了製備含有液體顯像調節劑的微膠囊的專利申請。

1958年5月；NCR公司提出了利用微膠囊化製備熱敏粘合劑的專利申請。

1958年6月：NCR公司提出了有關含油的聚苯乙烯微膠囊製備方法的專利申請。該法中使用了單體，並應用了原位聚合反應的工藝。

1958年12月：厄普約翰（Upjohn）公司提出了近20個專利申請。它們均是有關“乳液”的微膠囊化方法。在這些專利中，有的改進了NC R的凝聚方法，應用了增稠劑；有的提出了在有機溶劑體系中的相分離方法；有的提出了明膠微膠囊固化的方法……類似的一些方法。1963年，所有的這些專利全都轉讓給了NCR公司。

微膠囊技術在食品工業中的應用如下：

⑴製造固體飲料

a、配方

阿拉伯樹膠160g，食用鈦白粉70g，食用明膠182g，白糊精300g，桔子油香精182g，胡蘿蔔素57g，檸檬酸380g，檸檬酸鈉45g，苯甲酸36g，白砂糖30，水適量。

b、工藝流程

白砂糖—>；粉碎

↓

原料—>；乳化—>；混合—>；造粒—>；乾燥—>；冷卻—>；成型—>；檢驗—>；包裝—>；出廠

↑

添加劑

乳製品中添加的營養物質具有不愉快的氣味，其性質不穩定易分解，影響產品質量。將這些添加物利用微膠囊技術包埋，可增強產品的穩定性，使產品具有獨特的風味，無異味，不結塊，泡沫均勻細膩，沖調性好，保質期長。利用此法製成的產品有果味奶粉、薑汁奶粉、可樂奶粉、發泡奶粉等。

微膠囊技術可應用於糖果的調色、調香、調味以及糖果的營養強化和品質改善。糖果生產中的天然食用色素、香精、營養強化劑等物質易分解，利用噴霧乾燥等方法將其微膠囊化以確保產品質量的穩定。

常用的壁材有水溶性食用膠、環狀糊精、纖維素衍生物、明膠、酪蛋白等物質，用此法生產的糖果顏色鮮亮持久，產品貨架期長。

⑴酸味劑：

用作微膠囊化酸味劑的壁材一般是氫化油，心材的釋放藉助於熱和水。具體包括肉製品用酸味劑、麵糰品質改良劑（主要指抗壞血酸）、其它用途的酸味劑如磷酸。

⑵風味與調味料：

這方面是微膠囊技術在食品工業中應用最廣的領域。最常見的如：檸檬油、薄荷油、蒜油、咖喱油等。

⑶甜味劑：

如阿斯巴甜。

⑷色素：

一些天然色素在應用中存在溶解性與穩定性差的問題，微膠囊化后不僅可以改變溶解性能同時也提高了她的穩定性。