食品香精微胶囊的制造与应用.pdf

广州食品工业科技 Guangzhou Food Science and Technology Vol.20 No.3(总81) 146 中图分类号：T S 2 6 ；文献标识码：A ；文章篇号: 1 0 0 7 - 2 7 6 4 ( 2 0 0 4 ) 0 3 - 0 0 1 4 6 - 0 5 6 食品香精微胶囊的制造与应用 张海霞 陆洁毅 张文启 ( 广州百花香料股份有限公司, 广州 5 1 0 3 7 0 ) 摘 要：本文主要讨论了食品香精微胶囊化的几种方法，以及其在烘焙食品、糖果、饮料、调味料中的应用。 关键词：食品香精；微胶囊化；制造；应用 The Manufacturing and Application of Flavor Microcapsule Zhang Haixia, Lu Jieyi, Zhang Wenqi (Guangzhou Baihua Flavor and Fragrances Co.Ltd., Guangzhou 510370) Abstract: This paper introduces the methods of producing microencapsulation flavorings and its application on baking, candy, drinking, seasoning. Keywords: Flavoring; Microencapsulate; Manufacturing; Application 在食品工业中运用微胶囊技术， 可使许多传统工 艺不可能解决的问题迎刃而解，对食品的开发与食品 的质量起了关键性的作用，推动了食品工业的发展， 因而关于微胶囊技术的研究成为一个重要的研究领 域，国际上已将其列为 21 世纪重点开发的高新技术。 香精微胶囊化是微胶囊技术中的一个分支，也是 微胶囊技术的一个颇为典型的应用，指的是心材为香 精的微胶囊化。虽然制造微胶囊的技术有许多，根据 不同的制备原理可分为化学法；物理化学法；还有利 用物理和机械原理的方法。而应用化学原理制备微胶 囊的技术又有界面聚合法、 原位聚合法、 锐孔- 凝聚法； 应用物理化学原理的技术有复合凝聚法、单凝聚法、 油相分离法、干燥浴法和熔化分散冷凝法；应用物理 和机械原理的技术有锅包法、空气悬浮成膜法、喷雾 法和包结络合法、挤压法等等1。可是香精是由许多 易挥发的化合物混合组成，这些化合物大部分对环境 敏感，当香精受外界环境如：光、温度、湿度、氧、 水分等因素影响，其香气与香味就会发生变化；以及 香精应用到不同的领域就有不同的使用要求，所以采 用何种方法制造微胶囊香精，使其香气和香味得以完 整的保存，是制造微胶囊香精关键。本文就微胶囊香 精的制造及其应用技术作一简要介绍。 1 食品香精微胶囊化制造方法 1.1 喷雾干燥法 收稿日期：2 0 0 4 - 4 - 1 3 张海霞，毕业天津科技大学食品工程系，主要从事食品香精的开发与研究 喷雾干燥法的原理是：将含有香料和壁材的混合 乳状液通过喷头的作用进行雾化，液滴以细微的球状 喷入热空气中，当其中的水分蒸发后，分散在液滴中 的固体（壁材）即被干燥并形成近乎球状的粉末，而 香料则被壁材包裹在球里面的空间内，不受外界环境 因素的影响。生产工艺过程主要为： 微胶囊初始溶液配制微胶囊制备液的乳化喷雾干燥 产品分级、造粒 2 此方法是目前制造香精香料微胶囊最普遍的方 法，具有的优点是可连续化生产；生产操作简单、方 便、经济、环保；设备是常规设备；产品得率比较高， 颗粒均匀，且溶解性好3。但这一方法又有其缺陷： 颗粒太小（一般小于 100m） ，使得流动性较差；操 作控制不好时，会有较多的香料吸附在胶囊的表面， 发生氧化，影响风味；而且，在干燥过程中，为了迅 速把水蒸发，干燥温度会比较高，容易造成高挥发性 香料的损失。 为了改善这一状况， 可在后道工序中增加造粒技 术，目前是形成较大的微胶囊颗粒，适用于要求香精 以粒化使用的情况，如确保香精不在茶袋中分离或从 薄孔中筛出。其工艺流程如下。 790g 明胶?加入 2000g60oC 水?明胶溶液 6768oC?加 入 133g 小蜡树脂、343g 薄荷油的混合物?均质?用水调黏度 至 0.18Pa s?喷雾干燥条件为酪蛋白喷涂剂(34Kg/min,85oC)， 85 oC 补充热风(3L/min,65oC)流化床干燥(63oC) 1.2 挤压法 挤压法是目前最受推崇的香精香料的微胶囊方 广州食品工业科技 Guangzhou Food Science and Technology Vol.20 No.3(总81) 147 法。将心材物质分散于熔化了的糖类物质中，然后将 其挤压通过一系列模具并进入脱水液体，平时糖类物 质凝固变硬，同时将心材物质包埋于其中，得到一种 硬糖状的微胶囊产品， 这便是挤压法生产的简单过程。 挤压法的优点在于： （1）微胶囊表面孔面积非常 小，能防止挥发性和氧气的渗入； （2）表面油量小， 货价寿命长； （3）操作温度较低，对风味物质的损害 小； （4）具有吸引人的颜色、大小和外观，适合于对 外观有较高要求的产品。挤压法美中不足之处在于产 品不高，只有 70%，而喷雾干燥法可达 90%95%。 另外，它的硬糖颗粒的物性也限制了它在某些食品体 系中的应用。 1.3 包结络合法 包结络合法是用一环糊精作为微胶囊包覆材 料，是一种在分子水平上形成的微胶囊，也是近年来 应用较广的制备微胶囊的物理方法之一。一环糊精 是 7 个吡喃葡萄糖通过-1-4 一糖苷键连接成的具有 环状结构的物质。它具有中空的结构，它的中心具有 疏水性，而外层则呈亲水性。因此许多疏水性的香料 化合物能取代它中心的水分子而和它强烈的络合。分 子包埋香精的生产工艺如下 24。 60g 烟草香精，300g- 环糊精，100ml 水?混合成糊状? 40g乙二醇?4060oC下加热搅拌1h? 冷却至4oC?过滤?干 燥?产品 此方法中环糊精的能防止由氧、光、热和挥 发造成的、风味物质的大小和极性受到了限制，小分 子的短链脂的酐不适合这种方法；对一些香料来说， -环糊精相当于“人工酶” ，加速了酯的水解反应， 造成了风味的改变； 对于水溶性风味物质， 产率更低。 1.4 凝聚法 复合凝聚法的特点是使用两种带有相反电荷的 水溶性高分子电解质做成膜材料，当两种胶体溶液混 合时，由于电荷相互中和而引起膜材料从溶液中凝聚 产生凝聚相。其工艺如下所示。 400g d- 柠檬烯溶液?500g20% 无萜柠檬油的乙醇溶液? 搅拌?除去清液?用3540 oC饱和山梨的乙醇溶液洗涤?10% 无萜柠檬油?流化床干燥?柠檬油微胶囊 复凝聚法生产的微胶囊具有双层胶囊包裹，它的 主要缺点是：成本高；凝聚反应的敏感性使得操作难 度大，并且存在着从实验室到实际生主、产上放大的 问题。但是，用聚合法生产的微胶囊具有控制释放的 功能，是一种很具有潜力的方法。 1.5 共结晶法 共结晶法到目前也许还只是在实验室中讨论的方 法。但随着人们对共结晶认识的加深，它仍存在着工 业应用的美好前景。共结晶法制造香精香料微胶囊所 用的壁材只有一种，即蔗糖。蔗糖从单一的一个很完 整的单斜晶体变成微小尺寸，无规则，聚集状的，增 加了空隙和表面积的许多小晶体的聚集体，这一过程 就是共结晶。每一个晶体大小为 330m 。共结晶 形成的多孔基质更有利于风味物质结合在其中。蔗糖 用于壁材有以下几个特性： （1）价格便宜； （2）溶解 迅速、产品清澈透明； （3）热稳定性好，无吸湿性； （4）在正常情况下货架寿命长。 采用此方法为风味物提供相当好的保护作用。产 品具有好的外观，成圆形， 能自由流动， 而且不粘结， 非常适合于糖果和制药工业。 1.6 其他方法 多重乳状液法，用该方法包埋风味物质制出的是 液体微胶囊；喷雾冷凝法，是在喷雾时降低温度，使 表面液体转变为固体，形成固体颗粒，这种方法主要 适用于壁材是植物油、脂肪和蜡的微胶囊生产。 2 食品香精微胶囊在食品中的应用 2.1 在焙烤制品中的应用 饼干、面包、糕点等焙烤制品一般需经过 180280oC 高温下焙烤。除面包外，饼干、糕点等加 工中常需加入化学疏松剂，为掩盖其产生的异味，必 须加入香精，同时产生特征香味。但在焙烤过程中的 高温、高 PH 值环境下，香料易被破坏或挥发。制成 微胶囊后香料损失大为减少，特别是多层膜的香精微 胶囊，其外层又是非水溶性的，在烘烤的前期，香精 受到保护，只在高温条件下才破裂释放出香精。这样 就可减少香精的分解损失或被破坏。 2.2 在糖果食品中的应用 糖果分为硬糖、半软糖、软糖、夹心糖、巧克力 糖、口香糖等类型。同类型的糠果所用的原料无多大 差别， 往往因加入的香精不同而增加了许多花色品种。 为了使香精具有较好的分散性、其加香温度都较高 （8090 之间） ，此条件下香料损失较大、易被破坏。 如果用胶囊化香精，可以减少损失和防止被破坏；特 别是糖是以香味为重点的糖果，要求在咀嚼过程中香 味保持长久， 因此要求加入香精香气强烈， 扩散性好， 同时又具有良好的持久性。如果将细小的明胶胶囊化 香精应用于其中，就可以解决上述问题。 2.3 在固体饮料中的应用 固体饮料是颗粒或粉末形态的饮料，在热、冷水 中都可溶解，它除了基本成份之外，还可以添加维生 广州食品工业科技 Guangzhou Food Science and Technology Vol.20 No.3(总81) 148 素及人体所需的无机物成份，形成功能性饮品。它的 生产多采用干粉混合法，生产中各种粉末配料直接混 合，无需加热。因此，生产固体饮料多选用微胶囊香 精，既可以避免添加液体香精所造成的黏结现象，又 能避免固体饮料中其他成份对香精的破坏，保持产品 的风味不变。 2.4 在汤料中的应用 汤料用于制作汤菜、汤面、馄饨或罐头，可分为 液体、膏状与粉末三种，其中以粉末状为多。汤料由 主味香精、鲜味原料、辛香料、糖类、油脂、食用胶 等成份组成。如果使用液体香精或拌和型粉末香精， 由于汤料粉末颗粒表面积较大，香精挥发或变质，使 用微胶囊化香精可以防止变质与挥发，延长保质期。 2.5 在其他食品中的应用 粉末酒是将液态酒中大部分水分去除而制成的 微胶囊形式粉末。 酒用香精本身是由许多低沸点的酸、 酯、醇所调配而成，只有把香精微胶囊化，加到粉末 酒中，弥补酒加工过程中的所损失的香气与香味。另 外，微胶囊香精在再制乳生产中的应用，用微胶囊生 产的再制乳具有口感好，味纯正，质地润滑的特征， 适口性更好。 3 结论 综上所述，采用微胶囊技术制备微胶囊香精，方 法很多，但在选择工艺路线的时候，需要考虑到香精 本身的特性，与香精应用在什么类型的食品中，能否 满足食品加工的要求；应尽量避免高温操作，同时还 需要考虑到操作的可行性与经济性。香精香料经制成 微胶囊后，具有以下几个特点：在储存过程中，能长 时间保持食品的风味，香气不易挥发和损失。防止香 料和食品其他成份之间发生反应。防止香料光化和氧 化反应，影响食品品质。控制香味的释放速率，满足 食品的食用要求。 参考文献 1 鲍鲁生.食品工业中应用的微胶囊技术.食品科学, 1999, ( 11):9 2 王璐,许时缨.香精香料微胶囊化.食品与发酵工业,1999 (3):25 3 梁治齐编著.微胶囊技术及其应用.北京:中国轻工业出版 社,1999 4 李笃信,薄改梅,郭建友.-环糊精包合物的应用.山西化 工,1994(1) 5 岳喜庆,骆承庠,程涛.香精微胶囊在再制乳生产中的应用 研究.农牧产品开发,1997(1) （上接第 1 4 3 页） 酯，乙醇及碱性组分丁烯腈和苯并噻唑与雪里蕻腌菜 的特征风味有很大的关系。雪里蕻腌菜挥发性风味组 分主要是一些烃、醇、酮、酯、腈及杂环类化合物 , 其中二者皆有的组分有芳香烃 ,如乙苯和 1 ,4 二甲 苯 ;醇类 ,如乙醇和叶醇 ;酚类 ,如 4,6-二1 ,1-二甲 基乙基-2-甲基苯酚 ;酯类 ,如醋酸乙酯 ,丁烯腈以及 杂环化合物苯丙噻唑。一些化合物在总组分中没有检 出 ,但在碱性组分中被检出 ,如二甲基二硫醚 .它的 前体是-甲基半胱氨酸亚砜， 为一种游离氨基酸 , 在碱性条件下极易降解生成二甲基二硫醚11。 从以往对于十字花科蔬菜的风味成分研究结果来 看 ,在腌渍雪菜所有的挥发性组分中 ,异硫氰酸酯和 腈类成分对其风味的影响作用应特别引起重视 .尽管 在碱性组分中没有检出I ,但其特征风味仍嗅感 强烈 .因而可以推断 ,碱性组分中含有雪里蕻腌菜的 特征风味成分 .由于在挥发性总组分和碱性组分中皆 检出了 3-丁烯腈和苯并噻唑的存在 ,因此 ,丁烯腈及 苯并噻唑在雪里蕻腌菜特征风味形成中起重要作用。 参考文献 1 李基银.腌菜质量与卫生M.北京：轻工业出版，1988. 2 赵大云，丁雪霖雪里蕻腌菜氨基酸及有机酸成分检测与 分析J.中国调味品，2000.262(12)：13-16. 3 武彦文，欧阳杰.氨基酸和肽在食品中的呈味作用J.中国 调味品，2001.263(1)：21-24 4 欧阳杰.复合调味品调配理论探讨J.中国调味品， 1999.244(6)：5-8. 5 周秀琴.氨基酸的调味功能J.