微囊技术在食品添加剂中的应用.doc

微胶囊技术在食品添加剂应用中的研究进展摘 要：作为21世纪重点研究开发的高新技术之一的微胶囊技术，大大地推动了食品工业的进步。近年来，该技术广泛应用于食品添加剂工业中，其独特的功能使许多传统工艺无法解决的难题得以解决，使食品添加剂工业得到长足发展。简要介绍了微胶囊技术的概念、基本原理、功能作用、制备技术，并阐述了微胶囊技术在食品添加剂中的应用及其发展前景。关键词：微胶囊技术；食品添加剂；应用Microencapsulation Technology and the Application in Food AdditivesZHU Yong(College of Biotechnology and Food Engineering, Xuzhou Institute of Technology, Xuzhou 221008, China)Abstract:Microencapsulation technology as one of the high-tech 21st century focus on research and development, promote the progress of the food industry. In recent years, the technology is widely used in food additive industry, its unique features resolve the problem that many traditional technology can not solved, so that the food additive industry by leaps and bounds. Briefly introduced the concept of microencapsulation technology, the basic principle, functional roles, preparation techniques, and described the application of microencapsulation technology in the food additives and its development prospects.Key words：Micro-encapsulation,Food additives,Application 微胶囊技术，又称微胶囊造粒技术，起源于20世纪50 年代。该技术就是将固体、液体或气体物质包埋、封存在一种微型胶囊中成为一种固体微粒产品的技术。微胶囊技术的最大优点是能够保护囊芯物质不受环境条件的影响，将囊芯物质或环境条件的负面影响大幅降低1。在国内，微胶囊技术在食品行业拥有非常大的应用前景2。在美国，英国等西方国家，目前已经拥有了数百计的微胶囊化食品添加剂或食品配料。 1 微胶囊造粒技术的基本原理 微胶囊技术的基本原理是针对不同的心材和用途，选用一种或几种复合的壁材进行包埋。一般来说，油溶性心材应采用水溶性壁材，而水溶性心材必须采用油溶性壁材。对一种微胶囊产品来说，合适的壁材很重要，不同的壁材在很大程度上决定着产品的物化性质。选择壁材的基本原则是：能与心材相配伍但不发生化学反应，能满足食品工业的安全卫生要求，同时还应具备适当的渗透性、吸湿性、溶解性和稳定性等。2 微胶囊技术的功能作用 经微胶囊化后，物质的形状、质量、体积、色泽、溶解性、反应性、耐热性和贮藏性等性质发生改变。这些性质使微胶囊技术在食品工业中发挥了重要的作用。2.1 改变物料的存在状态、物料的质量与体积可使液体或半固体物料转变成固体颗粒，以便加工、贮藏与运输3。微胶囊化后物料的质量有所增加，且可通过制成含有空气或空心的胶囊而使体积增大。在食品加工上，这个特性可改善某些食品配料之间的混合均匀性。2.2 隔离物料间的相互作用，保护敏感性物料避免在配料丰富的食品体系中，不相配伍的组分间相互影响4。防止某些不稳定的食品辅料挥发、氧化、变质，提高敏感性物质对环境因素的耐受力，使芯材免受外界不良因素的影响,以保护食品添加剂原有的特性，减少与外界环境的接触时间，提高其贮藏加工时的稳定性并延长产品的货架寿命。2.3 掩盖不良风味、降低挥发性掩蔽部分食品添加剂自身存在的臭味、辛辣味、苦味、异味等不良气味，改善它们在食品工业中的使用性5。部分易挥发的食品添加剂，如香精香料等，经微胶囊化后可抑制挥发，减少其在贮存加工时的挥发性，同时也减少了损失，节约了成本。2.4 控制释放微胶囊可以使核心物质以一定的速率逐渐向外释放，因此可以延长活性物质的释放时间，如在食品中加入香味剂、风味剂，可以达到风味香味持久、连续的目的6。2.5 降低对健康的危害，减少毒副作用利用控制释放的特点，减少食品添加剂的毒副作用等7。3 微胶囊造粒步骤微胶囊造粒是物质微粒（核心）的包衣过程，其过程分为四个步骤：一，将心材分散入微胶囊化的介质中；二，再将壁材放入该分散体系中；三，通过某一种方法将壁材聚集、沉渍或包敷在已分散的心材周围；四，这样形成的微胶囊膜壁在很多情况下不稳定的，尚需要用化学或物理的方法进行处理，以达到一定的机械强度。 自微胶囊技术问世以来，其制备的新工艺、新方法就一直是许多科研工作者研究的主要方向之一， 目前已有的微胶囊的制备技术已超过200种8，通常根据其性质、囊壁形成的原理和微胶囊化条件分为物理法、物理化学法、化学法等3大种方法范围。在每种方法范围内又因为制备工艺的不同而进一步分成许多种具体的制备技术和方法。物理法主要包括喷雾干燥法、喷雾凝冻法、空气悬浮法、真空蒸发沉积法、静电结合法、多孔离心法；化学法主要包括界面聚合法、原位聚合法、分子包囊法、辐射包囊法；物理化学法主要包括水相分离法、油相分离法、囊心交换法、挤压法、锐孔法、粉末床法、熔化分散法、复相乳液法。4 在食品添加剂中应用4.1 酸味剂 许多酸味剂直接添加到食品配料中，会与果胶、蛋白质、淀粉、色素等成分作用而影响食品品质。另外，酸味剂可促进食品氧化，改变配料系统的pH 值，有很强的吸湿性。因此，采用微胶囊技术，将酸味剂包埋起来，大大减少酸味剂与外界的接触，延长食品的贮存期，并可通过控制释放，以增进风味。目前，微胶囊化乳酸、柠檬酸、抗坏血酸等产品已商品化，广泛应用于布丁粉、点心粉、馅饼填充物、固体饮料及肉类的加工中。生产微胶囊化酸味剂通常使用物理方法，如在乳酸钙颗粒上喷涂乳酸形成乳酸微胶囊，或把酸味剂用氢化油脂、脂肪酸等腊质材料融化、涂布、包覆、冷却形成微胶囊或在流化床中形成包覆。4.2 甜味剂甜味剂在加工、储存过程中极易受温度和湿度等条件的影响。将甜味剂微胶囊化后可使其吸湿性大为降低，同时微胶囊的缓释作用能使甜味持久。如阿斯巴甜是目前最常用的一种甜味剂，其甜度高，为蔗糖的150200倍，而热量却远远低于等量蔗糖，但由于这种甜味剂在酸性环境中不稳定，使其使用受到限制，通过微胶囊技术可克服阿斯巴甜在酸性环境不稳定的缺点 。4.3 色素 一些天然色素在应用中存在溶解性与稳定性差的问题，微胶囊化后不仅可以改变溶解性能，同时也提高了其对光、热、氧、pH , 维生素C 等的稳定性。番茄红色素、-胡萝卜素、叶黄素、玉米色素、姜黄色素、花青素等多种色素的微胶囊化均有相关研究。如孙传庆9等对番茄红色素的微胶囊化及稳定性进行了研究。4.4 防腐剂一些常用化学合成防腐剂对人体健康有害，许多国家的食品法律中有严格的限制10。为了解决这些问题，人们研制开发出防腐剂微胶囊，在实际应用中这类产品主要利用微胶囊的控制释放及缓释的特点，避免在加工过程中直接加入山梨酸、苯甲酸等防腐剂影响产品质量。例如，饮料、罐头等食品的防腐剂微胶囊化，可以减少添加量，控制缓释，达到对使用者健康无害的目的。微胶囊化乙醇杀菌防腐剂，采用变性淀粉、乙基纤维素、硅胶等为壁材制成的高浓度固体防腐剂，应用于食品、水果的包装袋中缓慢释放乙醇蒸汽而达到杀菌的目的11。4.5 营养强化剂随着生活水平不断提高，营养强化剂在食品加工中的应用越来越广泛，对营养强化剂的稳定性要求也随之提高。氨基酸、维生素和矿物质等营养素在加工或贮藏过程中，易受外界环境因素的影响而丧失营养价值或使制品变色变味。例如，含铁食品不仅铁腥味重而且铁盐具有很强的催化氧化作用，使食品变色、变味、变质，难以保存，效价降低。若经微胶囊化后，则可避免上述问题。陈发河 12等采用-环糊精制备天然胡萝卜素微胶囊，提高了它的稳定性和水溶性，减少了贮存过程中的损失，扩大了其在食品中的应用范围。4.6 抗氧化剂维生素E是一种天然的油溶性抗氧化剂，它的氧化物可以与抗坏血酸反应。用脂质体包埋维生素E，维持维生素E被包裹在脂质体壁内，而抗坏血酸盐被亲水相捕获13。微胶囊加到亲水相里，并被水油界面聚集。这样抗氧化剂就集中在氧化反应发生的地方，同时也避免了与其它食品组分的反应。微胶囊化可提高抗氧化剂的稳定性，延长食品的货价期，提高经济效益。陈梅香 14 等用分子包埋法对BHT进行微胶囊化，对阻止或减缓油脂的氧化，BHT微胶囊化产品的效果明显优于未包埋的BHT的效果，且BHT用量明显降低。4.7 生理活性物质 保健食品中的膳食纤维、活性多糖、多不饱和脂肪酸、活性肽和活性蛋白等活性物质，由于不稳定，易与其它配料发生相互作用，用微胶囊化处理可提高它们在功能性食品中的可用性15。5 微胶囊技术的展望微胶囊化技术是食品添加剂行业中引入的一项新技术，具有很高的实用价值。国外特别是美国和日本微胶囊技术已取得了相当的成就，而我国对微胶囊的需求随着其应用领域的不断增加而增大。食品的微胶囊化，既方便食用又不影响产品外观和口感，还能掩盖某些不良气味。但目前对于微胶囊技术本身而言，完全依赖进口的现状使国内的应用开发成本增加，限制了微胶囊在国内的广泛使用。因此，必须解决制备成本过高和壁材及辅助料的安全性等问题。随着人们对微胶囊技术认识的不断加深，科学研究的进一步推进，微胶囊技术在食品加工中的应用将会越来越广泛。另外，作为这一技术的延伸，纳米微胶囊具有更为宽广的发展前景。新材料新设备的不断开发，微胶囊化技术将会沿着它这一独特的方式活跃于食品添加剂工业中，这将产生巨大的经济效益和社会效益。参考文献：1 王忠合, 朱俊晨, 陈惠音. 微胶囊技术的新进展J. 现代食品科技, 2005, 21(3): 165-168. 2 李存芝, 唐书泽, 汪勇等. 复凝聚法麻油微胶囊的制备J. 现代食品科技, 2010, 26(9): 952-955. 3 周洁. 微胶囊技术及其在食品工业中应用J. 粮食与油脂, 2003, 17(9): 10-12.4 洪雁. 微胶囊技术在食品工业中应用J. 西部粮油科技, 2003, 13(5): 38-40.5 李延辉. 微胶囊技术食品工业中应用J. 包装与食品机械, 2003, 21(6): 18-21.6 李锋. 微胶囊技术及其在食品工业中应用J. 中国食品工业, 2004, 5(3): 32-33.7 赵永金. 微胶囊技术应用进展J. 兵团教育学院学报, 2000, 10(3): 42-44.8 刘晓庚, 谢亚桐. 微胶囊制备方法的比较J. 粮食与食品工业, 2005, 12(1): 28-31.9 孙传庆, 胡小明, 朱金玲等. 番茄红色素的微胶囊化研究和稳定性实验J. 食品科技, 2007, 2(1): 166-169.10 熊家材, 张王行. 饲料添加剂M. 北京: 化学工业出版社, 2001: 258-277. 11 高福成. 现代食品工程高新技术M. 北京: 中国轻工业出版社, 2007