微胶囊发展简史共83页文档

• 胰脏的功能是分泌胰岛素,有人将活的胰细胞微胶囊化,封 闭在凝胶中,借助细胞培养技术,使细胞在微胶囊中增殖,进 而形成一种小的组织,具有了胰脏的一些功能,这个小的组 织就成为人工胰脏。不仅可以将胰细胞微胶囊化,而且对 所有的活细胞和微生物都是可以进行微胶囊化,由于这种 技术是用没有抗原性的聚合物膜将活细胞保护起来,因而 避免了免疫性排斥反应,同时保持了活细胞所具有的生理 活性能力。利用微胶囊将动物红血球的有效成分一血溶质 (Homolysate)微胶囊化,制成了人工红血球,作为红细胞的 代用品.有人将含羊血溶质的人造红血球与羊红血球的氧 吸收曲线相对比,两者输送氧的能力极其相似。 • Thomson R.C.等将明胶微球用乳酸一经基乙酸共聚物制 备成三维可生物降解的泡沫用于骨质再生。如果将抗体微 胶囊化,还要以制成免疫诊断物。
1.3微胶囊的功能
• 一、改善物料的存在状态、质量和体积 • 在食品工业中应用最早、最广泛的微胶囊功能是物料形态 的改变，即把液态原料固体化，变成微细、具有流动性的 粉末，除便于使用、运输、保存外、它还能简化食品生产 工艺和开发出新型产品，如粉末香精就是固体饮料开发的 前提，粉末油脂的出现促成了许多方便食品的开发，如咖 啡伴侣、维生素强化奶粉等。 • 二、保护敏感性成分 • 微胶囊化可使芯材免受外界不良因素（如光、氧气、温度、 适度、pH）的影响，以保护食品成分原有的特性，提高 其在加工时的稳定性并延长产品的货架寿命。许多食品添 加剂制成微胶囊产品后，由于有壁材的保护，能够防止其 氧化，避免或降低紫外线。温度和湿度等方面的影响，确 保营养成分不缺失，特殊功能不丧失。许多香料精油、维 生素、高度不饱和的油脂（如DHA、EPA）等材料很易被 氧化而失去功能，生产中又要求这些成分在食品中高度分 散与易被氧化的环境中，微胶囊化就是解决这一矛盾的最 好方法。

微胶囊原理及应用技术
芯材：可为油溶性、水溶性化合物或混合物,其状态可为粉 末、固体、液体或气体。可包囊物的品种极其繁多,如交联 剂、催化剂、化学反应剂、显色剂、给湿剂、药物、杀虫 剂、矿物油、水溶液、染料、颜料、洗涤剂、食品、液晶、 溶剂、气体、疏水化合物及无机胶体等。
壁材：可用作微胶囊包囊材料的有天然高分子、半合成高
•1940年10月，明胶产品有限公司提出了采用一种同心的三层锐孔，创备 含药物双壁微胶囊的专利申请。
•1949年1月：威斯康星校友研究基金会提出了利用Wurster发明的空气悬 浮法，将固体微粒微胶囊化的专利申请。
•1950年4月：东方柯达(Eastman Kodak)公司提出了将彩色照片用的乳液 和三种基色颜料包敷(即微胶囊化)制备混合颗粒的专利申请。
1958年5月；NCR公司提出了利用微胶囊化制备热敏粘合剂的专利申请。
1958年6月：NCR公司提出了有关含油的聚苯乙烯微胶囊制备方法的专利申 请。该法中使用了单体，并应用了原位聚合反应的工艺。
1958年12月：厄普约翰(Upjohn)公司提出了近20个专利申请。它们均是有
关“乳液”的微胶囊化方法。在这些专利中，有的改进了NC R的凝聚方法，
•1950年11月：通用邓洛普(General Dunloberge)公司提出了通过使用一
种双层锐孔来制褐藻酸微胶20囊20/的8/4专利申请。
微胶囊原理及应用技术
1953一1954年：NCR公司提出了利用凝聚法制备含油明胶微胶囊之基本 方法的二个专利，以及利用上述基本方法制备微胶囊型压敏复写纸的四个 专利。除日本外，全世界都应用了这个专利。
微胶囊化：制备微胶囊的过程称为微胶囊化。
微胶囊化技术：指将固体、液体或气体包埋在微小而密封

• 例如:有些粉状食品对酸味剂十分敏感。 因为酸味剂吸潮会引起产品结块;并且酸 味剂所在部位pH 值变化很大,导致周围 色泽变化,使整包产品外观不雅。将酸味 剂微胶囊化以后,可延缓对敏感成分的接 触和延长食品保存期限。
7 隔离活性成分
能保持食品中微量营养素和生理活性物质对人体的活性 作用。
释放的方式
• 1 碳水化合物
• 麦芽糊精、玉米淀粉糖浆这两种碳水化合物本身不 具备乳化能力,成膜能力也差,但它们具有高浓度时 低粘度的特点,因此如果与其他具有乳化性的壁材配 合后,可提高体系的固形物浓度,有利于降低干燥能 耗,减少生产成本。
• 环糊精也不具备乳化能力,但其分子中疏水性空腔能 同具有一定大小与形状的疏水性分子形成稳定的非 共价复合物,从而起到稳定心材,掩盖心材异味的作
• 之后,美国NCR 公司的B K Green利用相分 离复合凝聚法成功地制备了含油明胶微胶 囊
• 20 世纪50 年代末到60 年代,人们开始研 究把聚合方法应用于微胶囊制备,
• 20 世纪70 年代后微胶囊工艺日臻成熟,应 用范围也逐渐扩大,微胶囊技术得到了更大 的发展。
• 微胶囊技术是当今一项用途广泛而又发展迅 速的新技术，目前已成为食品科技领域内的研 究热点之一
• 油溶性囊心物需选水溶性包囊材料
• 水溶性囊心物则选油溶性包囊材料
• 即包囊材料应不与囊心物反应,不与囊心物混溶。
• 高分子包囊材料本身的性能也是选择包囊材料所 要考虑的因素,如渗透性、稳定性、溶解性、可聚 合性、粘度、电性能、吸湿性及成膜性等。
微胶囊的不同结构 图
微胶囊的功能
敏感性成分经过胶囊化后，可改变产品原来 的色泽、形状、质量、体积、溶解性、反 应性、耐热性、贮藏性等待性，能够贮存 微细状态的心材物质并在需要时释放出来。

ENDLeabharlann 微胶囊的制备技术及其应用进展
21、没有人陪你走一辈子，所以你要 适应孤 独，没 有人会 帮你一 辈子， 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候，留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运，首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首，因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿． 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ，它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ，以便 让别一 只脚能 够再往 上登。
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃

应用


颜料、染料中的应用:在颜料粒子表面形成一层或多层 改性包覆膜,可提高颜料在分散介质中的润湿性和分散 性。不同的颜料,通过选择不同的包覆材料,可制得具 有良好着色力、光泽度及耐光、耐热、耐溶剂等性能 的微胶囊颜料。 粘合剂中的应用:微囊化的粘合剂通常以固态存在,使 用前并无粘性,仅在施压后产生粘性,所以使用极为方 便,操作简单,并降低了粘合剂中某些组分的毒性及挥 发性,而且不会因为久置而失云粘接效果。

（三）微囊化的方法和步骤
干燥浴法： 1.选择一种与水不相混的溶剂,沸点比水低的易挥发有机溶剂 2.把载体聚合物溶解在这种溶剂中 3.把药物水溶液分散到上述溶液中,通过搅拌加入表面活性剂等手段形 成油包水型乳液。 4.单独制备一种含有胶体稳定剂的水溶液作微胶囊化的介质溶液,在搅 拌作用下将油包水乳液加到介质溶液中并分散形成水包(油包水)乳 液的多相乳液,然后除去有机溶剂,水洗,收集微球,冻干。
微胶囊技术：
•1936年11月：大西洋海岸渔业公司(Atlantic Coast Fishers)提出了适用于 在液体石蜡中，制备含鱼肝油明胶微胶囊的专利申请。
•1940年10月，明胶产品有限公司提出了采用一种同心的三层锐孔，创备 含药物双壁微胶囊的专利申请。
•1949年1月：威斯康星校友研究基金会提出了利用Wurster发明的空气悬 浮法，将固体微粒微胶囊化的专利申请。 •1950年4月：东方柯达(Eastman Kodak)公司提出了将彩色照片用的乳液 和三种基色颜料包敷(即微胶囊化)制备混合颗粒的专利申请。

此方法制得的药物包封率可接近100%。
（四）性能测试

微胶囊的性能一般指微胶囊的大小、包囊层厚度、囊 心物的质量百分数、包囊膜的渗透性、表面电荷密度、 微胶囊的形态等。 影响微胶囊性能的因素有:pH、离子强度、搅拌速度、 温度、表面活性剂的种类及用量、包囊材料的性能、 囊心物与包囊材料的比率、包囊材料与溶剂的比率等。 除此以外,对于释放型微胶囊,包囊膜的孔洞大小及几 率、介质性能等均影响其释放性能。

3.3 脂质

脂质一般用作喷雾冷却法微胶囊工艺的壁材,主要用于水溶性材料或固体 物质等的微胶囊技术,以它为壁材的微胶囊产品在水中不溶解但具有一定 条件释放的功能。 卵磷脂应用于微胶囊技术的主要在于它在较低温度下就可形成卵磷脂胶 束,因而可用于生物活性物质如酶类的微胶囊。卵磷脂作为乳化剂与其他 壁材如聚乙烯复配可对甜味剂、风味料等进行微胶囊化,作为一种营养强 化剂,它本身也已被制成微胶囊化产品。 脂质体微胶囊化技术主要应用在医学上作为药物载体,除保持药物的生理 活性外,还有定向释放的作用,该技术对于食品工业而言尚不现实。
微胶囊
1. 2. 3. 4.
发展简史 基本概念 微胶囊的常用壁材 微囊化的方法
ห้องสมุดไป่ตู้5.
6.
性能测试
应用
1 发展简史

在微胶囊化领域里，Wuster和Green是两位伟大的先驱者。 微胶囊化始于本世纪30年代，但发展非常迅速。迄今有 一百多个研究室在开发微胶囊技术。 隐色压敏复写纸的发明是微胶囊化技术第一次成功应用 于商业中，至1981年，此种微胶囊的产量就超过5×106t. 应用范围扩大到医药，农用化学品，黏胶剂和夜晶等各 个领域。


3.4 蛋白质

主要在于其乳化性能,能够在两相界面形成有良好粘弹性的界面膜,从 而有效促进微胶囊过程。 研究表明乳清蛋白能与麦芽糊精配合作为奶油或挥发性良好的微胶囊 化壁材。 大豆蛋白是一种分子量极大的球状蛋白,在制备O/ W乳状液时能定向 吸附到油/ 水界面形成较强的界面膜,但乳化油滴过程中其球状结构 的受热展开使大量憎水基团暴露,导致其在水相的溶解度大大下降。 因此以其为主要壁材的微胶囊产品溶解性能欠佳,人们在大豆蛋白功 能性质的长期研究中发现采用酶法改性是解决大豆蛋白溶解性的行之 效的方法 ,即通过酶水解,打断大豆蛋白质的分子主链,一方面减小分 子的大小,另一方面由于肽键的断裂,使体系的亲水基团大大增加,从 而使分子的亲水性增加,达到改善溶解性之目的。

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（2）微胶囊的粒径及分布的测定 不同用途的微胶囊对粒径有不同的要求。 微胶囊粒径的测定有多种方法如库尔特 计数法、激光法等都可用于粒径及其分 布的测定。
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（3）芯材含量的测定 芯材含量是评价微胶囊产品的重要指标 之一，采用的方法根据具体产品及不同 的芯材性质作具体的选择。
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8.3.4 微胶囊化技术（微胶囊化方法）

概述

微胶囊化的核心


壁材选取 微胶囊化技术

微胶囊化技术：即制备微胶囊的工艺方法
微胶囊化技术
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微胶囊制备方法

化学法 物理化学法 物理机械法


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化学法

基本原理

利用单体小分子发生聚合反应生成高分子 成膜材料将芯材包覆

种类



生物提取物微胶囊制备方法 涂料制备方法
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生物提取物微胶囊制备方法

用密胺树脂对染料和生物提取物包封制 得微胶囊
微胶囊制备方法采用原位聚合法。

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生物低表面能船舶防污涂料制备方法

在反应器中按配方剂量加入溶剂及纳米 复合氟～硅树脂（制备氟－硅树脂时， 将纳米二氧化硅添加到树脂中）
充分搅拌混合后，搅拌下依次加入规定 剂量的生物提取物微胶囊、微孔型二氧 化硅，搅拌30min后出料

芯材

油相相分离法：包覆的芯材为亲水性物质；水相相分 离法：包覆的芯材为疏水性物质 油相相分离法：壁材溶解在有机溶剂中；水相相分离 法：壁材溶解于水中 油相相分离法：无包覆膜的固化；水相相分离法：需 固化

掩蔽某些化合物（如药物）的令人不愉快或不适的味 道和气味，常用硬明胶胶囊、糖涂或膜涂法，也可以用 微胶囊法。
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6）隔离不相容的组分 利用微胶囊法隔离两种活性组分，防止它们过早发
生化学反应。如过氧化苯甲酰（自由基引发剂）微胶 囊化后与可固化的聚酯树脂安全混合，一般情况下不 会相互作用，特定条件下微胶囊破裂，释放出过氧化 苯甲酰引发树脂固化。
熔融活性释放：以脂、改性脂以及蜡易熔 融物质做囊壁，在稍高温度下发生熔融而 释放活性物质。在食品工业中有较多应用， 如食盐、营养素、香料等。 生物降解释放：囊壁发生生物降解而被侵 蚀或崩溃，释放出芯材。
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微胶囊的其它性质 1）ZETA电位—影响微胶囊的电迁移性； 2）离子交换性—使微胶囊具有离子交换能力； 3）光学性质—颜色、荧光、透明度、吸收性； 4）流动性—微胶囊水悬浮体系的流变性； 5）装载量—微胶囊芯材的实际与设计装载量； 6）机械性质—微胶囊囊壳强度与壁厚、粒度关系， 囊壁的性质与释放、耐用性的关系等。
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芯材的释放性能： 扩散释放：控制活性物质扩散到胶囊表面来限 制释放，胶囊多为无孔型的，活性物质的释放 取决于囊壳膜的性质（玻璃化转变温度和结晶 特性，溶胀交联程度）、厚度与面积。
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压力活化释放：利用外部压力来释放芯材。如： 无碳复写纸，将油墨的两种组分分别制成微胶 囊，笔在书写时，按压力使致密易碎的囊壁破 裂，两种组分混合而显色。又如：香水广告的 “刮涂”产品，不需要缓释，只在囊壳受压破 碎时释放。
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第二节 微胶囊的组成与制备
1、微胶囊的组成
制备微胶囊的芯材种类繁多，可归纳分为四大类： 1) 水溶性和非水溶性固体； 2）非水溶性液体或气体； 3) 溶液； 4）固体的分散液或分散胶体。

芯材物质的选择
1.针对不同的芯材和用途，选用一种或几种复合的 1.针对不同的芯材和用途， 针对不同的芯材和用途 壁材进行包覆。 壁材进行包覆。如果所包敷的核心物质是亲油性物 一般宜选用亲水性聚合物作为包囊型材。 质，一般宜选用亲水性聚合物作为包囊型材。反之 宜选用非水溶性材料。 宜选用非水溶性材料。 2.在包敷 核心物” 2.在包敷“核心物”时，包囊壁材应具有成膜性和 在包敷“ 一定的粘着力。 一定的粘着力。 3.选择的包囊壁材与核心物不发生化学反应，并同 3.选择的包囊壁材与核心物不发生化学反应， 选择的包囊壁材与核心物不发生化学反应 时考虑到包囊壁材的渗透性、吸湿性、溶解性。 时考虑到包囊壁材的渗透性、吸湿性、溶解性。 4.作为食品添加剂的包裹壁材，一定符合食品卫生 4.作为食品添加剂的包裹壁材 作为食品添加剂的包裹壁材， 要求、无色、无味、无毒。 要求、无色、无味、无毒。 5.包裹壁材来源应比较广泛，而且容易取得，成本 5.包裹壁材来源应比较广泛 而且容易取得， 包裹壁材来源应比较广泛， 较低廉。 较低廉。
压敏印刷是将压敏型微胶囊应用于印刷技 压敏印刷是将压敏型微胶囊应用于印刷技 术。该种微胶囊印刷品有2层组成，在第1 术。该种微胶囊印刷品有2层组成，在第1层 的背面粘上几种不同颜色的颜料微胶囊, 的背面粘上几种不同颜色的颜料微胶囊,不 同颜色的胶囊在不同压力下破裂释放出颜 色。第2层是基底层, 由纸或其他材料制成, 色。第2层是基底层, 由纸或其他材料制成, 当第1 当第1层背面的颜料微胶囊被压破时就会在 第2层的相同位置上染上印迹，形成画面
2.药物 2.药物 在医药领域中使药物微胶囊化后的功效主要有: 在医药领域中使药物微胶囊化后的功效主要有: (1) 可以大大减少服药次数，屏蔽药物的刺激性气味。 可以大大减少服药次数，屏蔽药物的刺激性气味。 如用乙基纤维素包囊维生素和阿斯匹林。 (2) 延长药物的生物活性，控制药物释放剂量，提高 延长药物的生物活性，控制药物释放剂量， 药物疗效。如用聚原酸酯包囊甲氨喋呤(MTX) 药物疗效。如用聚原酸酯包囊甲氨喋呤(MTX) 可 以延长生理活性，制成长效药物。 (3) 选择适当方法，使微胶囊壁膜起到暂时隔离的作 选择适当方法， 将微胶囊药品置于病灶附近，提高疗效， 用，将微胶囊药品置于病灶附近，提高疗效，减 少副作用。如可在特定pH 少副作用。如可在特定pH 条件下释放药物活性组 分。