食品学年论文.doc

生命科学学院本科学年论文学号：119300241052本科学年论文题 目：微胶囊技术及其在添加剂中的运用学 院：生命科学学院 专 业：食品科学与工程 年级：11食品1班 姓 名：张景 指导教师：李华 完成日期：2013年7月5日 10目 录中文摘要及关键词1英文摘要及关键词2引言31.食品微胶囊化的作用41.1微胶囊技术功能41.2保护，稳定性41.3控制芯材释放 41.4降低或掩盖不良味道、降低挥发性41.5隔离组分42食品微胶囊化的方法53食品微胶囊的壁材531适当选择壁材54.微胶囊技术在食品工业中应用64.1微胶囊技术在食品添加剂中的应用64.1.1营养素64.1.2天然色素64.1.3甜味剂74.1.4酸味剂74.1.5抗氧化剂7结束语8参考文献9致谢10摘 要本文简要介绍了食品工业中食品微胶囊化的壁材、方法及作用并阐述胶囊技术的概念及其在食品工业中的应用及前景。近10年来多项新型微囊化技术的采用和不同行业对微胶囊产品的特殊要求使之越来越受到人们的重视,尤其是微胶囊产品应用于不同食品的添加和加工,解决了许多食品工业中的难题,带动了调味和方便食品的加工与生产,并使食品行业向前迈进了一步。关键词：微胶囊；食品加工；应用AbstractThis article summarized the basic principles，function，Methods and materialwere mircroen capsulation in food industry. And the applicationsand prospect of this technology in the food industry were introducedKeywords：Mircroen capsulation；Food Process；Application引 言微胶囊技术（Microencapsulation），定义：是微量物质包裹在聚合物薄膜中的技术，是一种储存固体、液体、气体的微型包装技术。具体来说是指将某一目的物（芯或内相）用各种天然的或合成的高分子化合物连续薄膜（壁或外相）完全包覆起来，而对目的物的原有化学性质丝毫无损，然后逐渐地通过某些外部刺激或缓释作用使目的物的功能再次在外部呈现出来，或者依靠囊壁的屏蔽作用起到保护芯材的作用。该技术研究已经得到广泛应用，从最初的药物包裹和无碳复写纸扩展到食品，医药等各个领域。在20世纪30年代研究职员1发现了一类直径在微米到毫米范围内的球状颗粒,它由精细高分子外壳和不同的核层物质组成,研究职员称之为微胶囊(MC)。核层物质可以是固体、液体或气体。所谓微胶囊技术(Microencapsulation)，实在指的就是利用自然的或者是合成的高分子包囊材料，将固体的、液体的、甚至是气体的微小囊核物质包覆形成为直径在1um5000um范围内(通常是在5um400um大小之间)的一种具有半透性或密封囊膜的微型胶囊的技术。选择具体的胶囊化方法时，要特别留意以下几种性质(1)心材的可润湿性。凝聚法是要在聚合物溶液中形成第二种液相。其方法有多种，如加进非溶剂，改变温度、PH值等。此时心材的可润湿性决定了胶囊化的成败。研究表明2当液体心材在凝聚浓中很难溶解时，适当的润湿是很因难的。因而胶囊化的程度会很低，即包埋率很低。固体心材只要能润湿，通常比液体心材易于胶囊化。原则上讲，固体的润湿程度，在具体的凝聚过程中很易确定。而实践中，要精确地丈量心材表面的润湿度和扩张系数则很难做到。检验心材的可润湿程度，经常是在凝聚法胶囊化的实际操纵中，看心材能否被包埋而确定的。(2)心材的溶解性。在凝聚法中，关键的要求是心材不溶于聚合物中。在一些情况下，所使用的心材在聚合物中不一定具有溶解性，而更多的是良好的分解性。如喷雾干燥包埋时，心材是以用乳化的方法均匀地分散在水活性的聚合物溶液中，由于水能迅速地从壁材中蒸发出往，而心材蒸发和扩散却很少。(3)壁材的渗透性、弹性和可溶性。聚和物的渗透性决定了心材能否放出及开释的速率，能经受一定的处理过程，但也需要在一定的要求压力下破裂且在一定的条件下溶解而开释心材3。1.食品微胶囊化的作用1.1微胶囊技术在食品加工中的功能微胶囊技术应用于食品工业,使许多传统的工艺过程得到简化,同时也使许多用通常技术手段无法解决的问题得到了解决,极大的推动了食品工业由低级初加工向高级深加工产业的转变4。目前,利用微胶囊技术已开发出了许多微囊化食品,如粉末油脂、粉末、胶囊饮料、固体饮料等,风味剂(风味油香辛料、调味品)、天然色素、营养强化剂(维生素、氨基酸、矿质)、甜味剂、酸味剂、防腐剂及抗氧化剂等微胶囊化食品添加剂也已大量应用于生产中。1.2保护敏感成分,增强稳定性可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如光、氧、温度、湿度、pH的影响,以保护食品添加剂原有的特性,减少敏感性物料与外界境的接触时间,提高其贮藏加工时的稳定性并延长产品的货架寿命。1.3控制芯材释放控制释放是微胶囊的重要功能之一。一般来说,微胶囊的体积小,比表面积大,有利于芯材释放。但有时又希望它缓慢释放,因此改变壁材时,就可以使囊芯物质在一定条件下即刻释放出来,有的就可以特定的速度在一定段时间内逐渐释放出来,有的则随着条件的改变而吸收或释放某种物质,以达到调节的目的。利用这一功能,可以起到隔离活性成分和缓释的作用。1.4降低或掩盖不良味道、降低挥发性某些营养物质具有令人不愉快的气味或滋味,如臭味、辛辣味、苦味、异味等,这些味道可以用微胶囊技术加以降低或掩盖。制得的微胶囊产品在口腔中不熔化,而在消化道中溶解,释放出内容物,发挥其营养作用。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,减少其在加工、贮存时的挥发性,同时也减少了损失,节约了成本。1.5隔离组分运用微胶囊技术将可能相互反应的组分分别微胶囊化后,就可稳定的共存于同一物系中,这样就有效的避免了在配料丰富的食品中,不相配伍的组分间相互影响的弊端。各种有效成分有序的释放,分别在相应时刻发生作用,以提高和增进食品的风味。2食品微胶囊化的方法2.1根据微胶囊性质，囊壁形成机制和成囊条件，微胶囊化方法大致可分为物理法、化学法和物理化学法等三大类20余种。真正可用于食品工业的微胶囊方法。一般需符合以下条件：(1)能连续化，批量规模化生产；(2)生产成本低廉，能被食品生产企业所接受；(3)有相应成套设备可引用，设备简单；(4)生产中不产生大量污染物。目前在食品工业中应用较成熟的方法有喷雾干燥法、喷雾冻凝法、空气悬浮法、分子包埋法、凝聚法、物理吸附法、挤压法等。近年来人们不断研究尝试新的微胶囊制备方法，其中超声波法的研究应用比较多。樊振江5等以环糊精为壁材，用超声波法制备花椒精油微胶囊：超声功率为200w、包埋温度为35、包埋时间为30min，在此条件下包埋，微胶囊的包埋率为801，方法简单可行。3食品微胶囊的壁材31选择适当的壁材是微胶囊化工艺成功的关键，壁材在很大程度上决定着产品的理化性质。理想的壁材必须具备如下特性：（1）能与芯材相配伍且不发生化学反应；（2）具有一定的强度和力学性能；(3)具备适当的溶解性、流动性、乳化性、渗透性和稳定性等。由于食品行业的特殊性，所用的壁材必须无毒无害，符合国家食品添加剂卫生标准。目前常用的壁材主要有植物胶类(如阿拉伯胶、黄原胶、卡拉胶等)、淀粉及其衍生物类(如羧甲基淀粉、低聚糖)、糊精类(如麦芽糊精、环糊精等)、糖类(如蔗糖、麦芽糖等)、纤维素类(如甲基纤维素、羧甲基纤维素等)、蛋白质类(明胶、酪蛋白及其盐类、大豆分离蛋白等)和脂类(如硬脂酸甘油三酯、单甘酯、卵磷脂等)。实际应用中，很少只用一种包膜材料来实现微胶囊化，而是常用2种或2种以上的壁材复合物来达到要求的包埋效果。目前关于壁材的开发和研究也很多。NJaruneeLoksuwan分别用变性木薯粉、天然木薯粉以及麦芽糊精包埋p一胡萝b素，结果表明，变性木薯粉效果更好。StephanDrusch研究了甜菜胶在亲酯性食品组分利用喷雾干燥法制备微胶囊中的应用。张久龙等采用脱脂乳粉为壁材通过喷雾干燥法制备色拉油。周德红等利用蛋白酶和纤维素酶水解豆渣所得可溶性产物作为油脂微胶囊壁材，不仅廉价，而且其中可溶性膳食纤维含量较高，对人体健康有益。4.微胶囊技术在食品工业中应用微胶囊技术应用于食品工业,使许多传统的工艺过程得到简化,同时也使许多用通常技术手段无法解决的问题得到了解决,极大的推动了食品工业由低级初加工向高级深加工产业的转变。目前,利用微胶囊技术已开发出了许多微胶囊化食品,如粉末油脂、粉末酒、胶囊饮料、固体饮料等,风味剂(风味油、香辛料、调味品)、天然色素、营养强化剂(维生素、氨基酸、矿物质)、甜味剂、酸味剂、防腐剂及抗氧化剂等微胶囊化食品添加剂也已大量应用于生产中。4.1微胶囊技术在食品添加剂中的应用4.1.1营养素食品中需要强化的营养素主要有氨基酸、维生素和矿物质等,这些物质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。如微胶囊碘剂6具有稳定性好、成本低、碘剂使用效率高等优点,既可用于加碘盐、碘片中,又可用于其他食品、保健品和药品中,显示了极好的实用性。段翰英等7采用挤压法制备微胶囊化维生素C,对其工艺和影响产品稳定性的因素进行了研究。4.1.2天然色素一些天然色素在应用中存在溶解性和稳定性差的问题,微胶囊化后不仅可以改变溶解性能,同时也提高了其稳定性。赵晓燕等8研究了番茄红素微胶囊在不同时间、光、热及微波条件的稳定性。结果表明,番茄红素经微胶囊化后,在低温(4)、避光条件下贮藏,其色素保存率受温度影响较小,保存期明显延长,增加了产品的贮存稳定性,为番茄制品的护色与安全贮藏提供了参考和依据。4.1.3甜味剂食品工业中使用的甜味剂通常是各种天然产物的糖类,湿度、温度对这些甜味剂的性能有很大影响。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。国外著名的箭牌口香糖中的甜味剂就是用硬化油包覆的微胶囊,有贮存稳定、释放温度提高、释放时间延长等优点。4.1.4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。酸味剂还可促进食品氧化、改变配料系统的pH值等。微胶囊化酸味剂的出现,使其在添加剂技术上有了很大的改进。某些酸味剂如柠檬酸、乳酸、苹果酸等,直接添加作为食品的配料,易使配料中某些敏感成分劣变。4.1.5抗氧化剂食品抗氧化剂的主要功能是防止或减慢食品发生氧化作用,避免发生品质劣变,一般作为一种添加剂掺入食品,使其先于食品与氧气发生反应,从而有效防止食品中脂类物质的氧化。例如茶多酚。结 束 语微胶囊技术从20世纪50年代进入实用阶段来已经得到了广泛的应用，这项技术的发展大大地提高了其他行业产品的技术含量。然而对于微胶囊技术本身，在理论上和应用方面还有一些问题需要深入研究。如微胶囊的表征、芯材的扩散机理等，另外这项技术也需要不断改进制备工艺、开发适用不同应用范围的新材料以及研制便于工业生产的设备，才能更好地拓宽应用范围，使许多实验室的研究成果尽早地投入实际生产。参考文献1吴克刚, 柴向华.食品微胶囊技术J. 北京：中国轻工业出版社2002,15(4)55-61.2陆晓滨等.微胶囊法生产酥油茶工艺的研究食品与发醇工业J. 2003,29(5)57-60.3鲍鲁生.香辛料精油微胶囊化过程中油滴粒径的变化M. 食品科学,2000,21(12).4孙兰萍，许晖，张斌，等.食品成分微胶囊制备技术及发展趋势展望.农产品加工学刊M. 2008，5：12-17.5邓泽元等.微胶囊油溶性茶多酚及其抗氧化能力的研究J. 食品科学,2001,22(11).6杨桂馥等.现代饮料生产技术J. 天津科学出版社,1998.7袁吕江等.吸湿性食品物料微胶囊化的研究M. 西南农业大学学报,1995,(5)423-427.8 李延辉, 郑凤荣, 宋人楷.微胶囊技术及其在食品工业中的应用研究,J. 包装与食品机械，2003,(6).致 谢本论文的写作过程中，我的导师李华老师倾注了大量的心血，从选题到开题报告，从写作提纲，到一遍又一遍地指出每稿中的具体问题，严格把关，循循善诱，在此我表示衷心感谢。同时我还要感谢在我学习期间给我极大关心和支持的各位老师以及关心我的同学和朋友。 写作论文是一次再系统学习的过程，论文的完成，同样也意味着新的学习生活的开始。从论文选题到搜集资料，从写稿到反复修改，期间经历了喜悦、聒噪、痛苦和彷徨，在写作论文的过程中心情是如此复杂。如今，伴随着这篇论文的最终成稿，复杂的心情烟消云散，自己甚至还有一点成就感。那种感觉就宛如在一场盛大的颁奖晚会上，我在晚会现场看着其他人一个接着一个上台领奖，自己却始终未能被念到名字，经过了很长很长的时间后，终于有位嘉宾高喊我的大名，这