第6卷第2期 华南热带农业大学学报 2000年6月 Vol.6No.2 JOURNALOFSOUTHCHINAUNIVERSITYOFTROPICALAGRICULTURE Jun.2000
微胶囊化技术在食品工业中的应用
潘江球
(中国热带农业科学院农产品加工设计研究所 广东湛江 524001)
摘要 关键词 微胶囊化技术 、液、囊内的技术。该技术出现于20世纪30年代,最先主要应用于医药工业。最先申请专利的是1936年美国大西洋海岸渔业公司提出的用石蜡制作鱼肝油明胶囊。我国在20世纪80代中期引进了这一概念,到目前已得到了很大的发展[1]。微胶囊化技术具有独特的功能特点,能有效地提高食品的产品质量,解决食品加工领域中某些古老难题,把食品工业的发展带进了一个新的领域,展现其美好的前景。
1 微胶囊化技术的特点和主要技术方法111 微胶囊化技术的特点
阿拉伯胶、海藻酸纳、卡拉胶、琼脂等,其次是淀粉及其衍生物,如各种类型的糊精、低聚糖。此外还有蛋白质类、油脂类等。在微胶囊化技术中,根据不同芯材的要求,选择适当的壁材,可达到改变物态、体积和质量,控制释放和降低物质挥发性,隔离活性成份以及保护敏感物质等功能。112 微胶囊化技术的主要方法
目前还没有一种完善的分类方法可以
系统地包括所有的微胶囊技术方法,因为许多微胶囊化方法都是两种或两种以上方法的综合。微胶囊化大致可分为化学法、物理化学法和机械法,具体方法有20多种,如喷雾干燥法、喷雾冷冻法、喷雾冷却法、空气悬浮法(又称沸腾床法)、真空蒸发沉积法、多孔离心法、静电结合法、单凝聚法、复合凝聚法、油脂分离法、挤压法、锐孔法、粉末床法、熔融分散法、复相乳液法、界面聚合法、原位聚合法、分子包埋法和幅射包埋法等。在食品工业中应用较多的主要技术方法有喷雾干燥法、喷雾冷却法、喷雾冷冻法、空气悬浮成膜法、挤压法、凝聚法、分子包埋法和微胶囊化酶等技术方法,它们各自在食品领域中
微胶囊化技术将被包埋物作为芯材,外面聚合物为壁壳的微容器或包装体。微胶囊的大小为5～200μm,囊壁的厚度一般在012μm至几微米内,在特定的条件下,囊壁
所包埋的组分可以在控制的速率下释放。在食品工业中,为了获得特殊的胶囊化产品,关键就是要选择好具有该特性的壁材。目前在食品工业中最常用的壁材为植物胶、
第2期 潘江球: 微胶囊化技术在食品工业中的应用 发挥其独特的优势。
2 微胶囊化技术在食品工业中的应用211 利用微胶囊化改变物态、体积和质量
19
囊心成分与环境中的水分、氧气以及紫外线等不利因素隔离,从而避免受其不良影响。这对于易氧化而变质的一些食品,如油脂的抗氧化有较大的意义,对于巯为活性中心的一些酶类如菠萝蛋白酶、木瓜蛋白酶以及猕猴桃蛋白酶等的贮存都具有重要意义。如在香精、香料的生产中,香精或天然香料提取物含有精油、性,就到广泛的应用,它的壁材为熔点处于45～122℃的脂肪,芯材为作为强化剂的食品添
将液态或气态物质微胶囊化后,可得到细粉状产物,虽然在使用上获得了固体的特征,但其内部仍然是液体和气体,因而可保持其良好的反应性,这有利于食品的使用、运输和保存。如目前发展较多的粉末香精和粉末油脂前提,发。工为椰角、。对于椰子粉末的开发,一直没能解决它的物态问题,或在产品质量上没有达到一定的要求,通过微胶囊化就可以大大地提高其产品质量。我所于1995年利用喷雾干燥法生产椰子奶粉,在纯椰子奶中,椰油含量为98%左右(干物质计),利用麦芽糊精、酪蛋白作为壁
加剂Fe2+等和风味物质,微胶囊化后的产物不溶于水
,在壁材的熔点温度附近,心材可被释放出来,易氧化物质和易挥发物质均得到有效的保护。文献[2]报道的利用分子包埋喷雾干燥法生产的奶油香精微胶囊,能有效地提高奶油香精的稳定性。它是采用淀粉磷酸酯钠作为壁材,壁材与芯材比为015～1∶1的条件下喷雾干燥获得的[2]。213 微胶囊化可以使芯材控制性地释放
材,添加一定的乳化剂,经微胶囊化后得的椰子粉性能稳定,粒度好,溶解率达98%,贮存一年后未发现有脂肪渗出和哈变等现象出现。又如美国Albamg实验室Schaltz等人在桔皮油乳化熔融的葡萄糖中加入少量的玉米糖浆固体以延迟结晶,然后将乳化液倒在不锈钢的薄板上冷却,固化后研磨成粉末即成包埋了心材的微胶囊食品,产品表现出很好的稳定性,风味保持时间可达6个月[1]。
212 利用微胶囊化降低挥发性物质的挥发
在食品工业中,有些成份需控制性地释放,以达到生产出最佳产品的目的。例如天然石膏就有天然缓释Ca2+的能力。在传统的豆腐生产中使用石膏可生产出细嫩的南豆腐。MgCl2没有缓释功能,但采用MgCl2作为凝固剂生产出的豆腐风味更好,采用微胶囊化技术,将MgCl2进行微胶囊化,使其缓慢地释出Mg2+,用于豆腐的生产将会获得口感细嫩风味甚佳的产品[3]。在焙烤工业中使用的膨松剂原理也是如此,要求在面胚表面升温到某一程度,淀粉糊化和蛋白质变性已具备了保气功能后再产气,生成的气
性,防止易氧化物质的氧化变质
在食品工业中,防止某些不稳定的食品原料、辅料的挥发、氧化、变质,是解决某些食品的加工工艺的关键。由于微胶囊化,使
华南热带农业大学学报 第6卷20
体形成的气泡才不会溢散,从而使产品膨松性好,这是焙烤食品中的关键工艺。采用微胶囊化技术,利用具有一定的耐温材料作为壁材,等温度升高到一定的程度后壳体破裂或融化放出的芯材,释放产气材料,这样就有效地解决了该工艺的难点,得到高质量的焙烤食品。该种缓解功能在食品保鲜领域中也有很大的意义,如日本有微胶囊化的乙醇保鲜剂,在密封包装中缓缓释放乙醇蒸汽以防止霉菌[3]氧化酶作为保鲜剂,中,,,则会在蛋白液中产生大量的泡沫,使操作无法进行。为解决这一问题,科研人员进行了大量的研究,最后的方法是在葡萄糖氧化酶中加入一定量的过氧化氢酶,分次加入适量的双氧水。加入的双氧水的量一定要控制好,否则会影响葡萄糖氧化酶的活性[4]。笔者认为若采用微胶囊化技术将氧气作为芯材或将双氧水作为芯材均可能有效地解决该问题。214 采用微胶囊化技术可以降低或掩盖食
超过60℃即会苦味剧增,这给加工带来极大困难。如何解决苦味的问题一直是科技工作者苦心研究的问题。微胶囊化的分子包埋理论将为油梨加工的研究开辟一条新的途径,如何选择高效率的壁材有效地包埋苦味物质,以降低或掩盖苦味,将对油梨加工和油梨果树的推广种植具有极其重要的意义。
微胶囊化技术是食品行业中引入的一项新技术,它的引入对食品工业的发展产生了极大的推动作用。目前影响微胶囊化技术在食品工业中的推广障碍主要是成本较高,其次是所用的壁材中,相当一部分不属于食品添加剂范围,还必须开发同样性能的食品壁材,有些方法还遇到废水回收或处理等相关问题而限制了它的应用。但随着人们对微胶囊化技术认识的不断加深,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工业中。
参考文献
品中某些不良气味或苦味
食品加工原料中有可能会存在某些不良气味或苦味,或某些原料在加工过程中经过一定的物理化学变化也会产生不良的气味或苦味,这样就会给加工带来很大的困难,若采用一般的方法则很难去除,有些甚至还会破坏原有的香气。例如在油梨加工中,油梨是一种热带水果,产量高,营养丰富,质感极象冰淇淋,但它有一种令人不快的苦味,不易被人们所接受,而且它一遇热
1 高孔荣,黄惠华,
梁照为1食品分离技术1华南
理工大学出版社,19981172～184
2 黄泽元,徐群英1奶油香精微胶囊研究1食品
科学,1999(9):42～44
3 鲍鲁生1食品中应用的微胶囊技术1食品科
学,1999(9):6～9
4 郭勇等,郑穗平1酶在食品工业中的应用1北
京:中国轻工业出版社,1996126～27
第6卷第2期 华南热带农业大学学报 2000年6月 Vol.6No.2 JOURNALOFSOUTHCHINAUNIVERSITYOFTROPICALAGRICULTURE Jun.2000
微胶囊化技术在食品工业中的应用
潘江球
(中国热带农业科学院农产品加工设计研究所 广东湛江 524001)
摘要 关键词 微胶囊化技术 、液、囊内的技术。该技术出现于20世纪30年代,最先主要应用于医药工业。最先申请专利的是1936年美国大西洋海岸渔业公司提出的用石蜡制作鱼肝油明胶囊。我国在20世纪80代中期引进了这一概念,到目前已得到了很大的发展[1]。微胶囊化技术具有独特的功能特点,能有效地提高食品的产品质量,解决食品加工领域中某些古老难题,把食品工业的发展带进了一个新的领域,展现其美好的前景。
1 微胶囊化技术的特点和主要技术方法111 微胶囊化技术的特点
阿拉伯胶、海藻酸纳、卡拉胶、琼脂等,其次是淀粉及其衍生物,如各种类型的糊精、低聚糖。此外还有蛋白质类、油脂类等。在微胶囊化技术中,根据不同芯材的要求,选择适当的壁材,可达到改变物态、体积和质量,控制释放和降低物质挥发性,隔离活性成份以及保护敏感物质等功能。112 微胶囊化技术的主要方法
目前还没有一种完善的分类方法可以
系统地包括所有的微胶囊技术方法,因为许多微胶囊化方法都是两种或两种以上方法的综合。微胶囊化大致可分为化学法、物理化学法和机械法,具体方法有20多种,如喷雾干燥法、喷雾冷冻法、喷雾冷却法、空气悬浮法(又称沸腾床法)、真空蒸发沉积法、多孔离心法、静电结合法、单凝聚法、复合凝聚法、油脂分离法、挤压法、锐孔法、粉末床法、熔融分散法、复相乳液法、界面聚合法、原位聚合法、分子包埋法和幅射包埋法等。在食品工业中应用较多的主要技术方法有喷雾干燥法、喷雾冷却法、喷雾冷冻法、空气悬浮成膜法、挤压法、凝聚法、分子包埋法和微胶囊化酶等技术方法,它们各自在食品领域中
微胶囊化技术将被包埋物作为芯材,外面聚合物为壁壳的微容器或包装体。微胶囊的大小为5～200μm,囊壁的厚度一般在012μm至几微米内,在特定的条件下,囊壁
所包埋的组分可以在控制的速率下释放。在食品工业中,为了获得特殊的胶囊化产品,关键就是要选择好具有该特性的壁材。目前在食品工业中最常用的壁材为植物胶、
第2期 潘江球: 微胶囊化技术在食品工业中的应用 发挥其独特的优势。
2 微胶囊化技术在食品工业中的应用211 利用微胶囊化改变物态、体积和质量
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囊心成分与环境中的水分、氧气以及紫外线等不利因素隔离,从而避免受其不良影响。这对于易氧化而变质的一些食品,如油脂的抗氧化有较大的意义,对于巯为活性中心的一些酶类如菠萝蛋白酶、木瓜蛋白酶以及猕猴桃蛋白酶等的贮存都具有重要意义。如在香精、香料的生产中,香精或天然香料提取物含有精油、性,就到广泛的应用,它的壁材为熔点处于45～122℃的脂肪,芯材为作为强化剂的食品添
将液态或气态物质微胶囊化后,可得到细粉状产物,虽然在使用上获得了固体的特征,但其内部仍然是液体和气体,因而可保持其良好的反应性,这有利于食品的使用、运输和保存。如目前发展较多的粉末香精和粉末油脂前提,发。工为椰角、。对于椰子粉末的开发,一直没能解决它的物态问题,或在产品质量上没有达到一定的要求,通过微胶囊化就可以大大地提高其产品质量。我所于1995年利用喷雾干燥法生产椰子奶粉,在纯椰子奶中,椰油含量为98%左右(干物质计),利用麦芽糊精、酪蛋白作为壁
加剂Fe2+等和风味物质,微胶囊化后的产物不溶于水
,在壁材的熔点温度附近,心材可被释放出来,易氧化物质和易挥发物质均得到有效的保护。文献[2]报道的利用分子包埋喷雾干燥法生产的奶油香精微胶囊,能有效地提高奶油香精的稳定性。它是采用淀粉磷酸酯钠作为壁材,壁材与芯材比为015～1∶1的条件下喷雾干燥获得的[2]。213 微胶囊化可以使芯材控制性地释放
材,添加一定的乳化剂,经微胶囊化后得的椰子粉性能稳定,粒度好,溶解率达98%,贮存一年后未发现有脂肪渗出和哈变等现象出现。又如美国Albamg实验室Schaltz等人在桔皮油乳化熔融的葡萄糖中加入少量的玉米糖浆固体以延迟结晶,然后将乳化液倒在不锈钢的薄板上冷却,固化后研磨成粉末即成包埋了心材的微胶囊食品,产品表现出很好的稳定性,风味保持时间可达6个月[1]。
212 利用微胶囊化降低挥发性物质的挥发
在食品工业中,有些成份需控制性地释放,以达到生产出最佳产品的目的。例如天然石膏就有天然缓释Ca2+的能力。在传统的豆腐生产中使用石膏可生产出细嫩的南豆腐。MgCl2没有缓释功能,但采用MgCl2作为凝固剂生产出的豆腐风味更好,采用微胶囊化技术,将MgCl2进行微胶囊化,使其缓慢地释出Mg2+,用于豆腐的生产将会获得口感细嫩风味甚佳的产品[3]。在焙烤工业中使用的膨松剂原理也是如此,要求在面胚表面升温到某一程度,淀粉糊化和蛋白质变性已具备了保气功能后再产气,生成的气
性,防止易氧化物质的氧化变质
在食品工业中,防止某些不稳定的食品原料、辅料的挥发、氧化、变质,是解决某些食品的加工工艺的关键。由于微胶囊化,使
华南热带农业大学学报 第6卷20
体形成的气泡才不会溢散,从而使产品膨松性好,这是焙烤食品中的关键工艺。采用微胶囊化技术,利用具有一定的耐温材料作为壁材,等温度升高到一定的程度后壳体破裂或融化放出的芯材,释放产气材料,这样就有效地解决了该工艺的难点,得到高质量的焙烤食品。该种缓解功能在食品保鲜领域中也有很大的意义,如日本有微胶囊化的乙醇保鲜剂,在密封包装中缓缓释放乙醇蒸汽以防止霉菌[3]氧化酶作为保鲜剂,中,,,则会在蛋白液中产生大量的泡沫,使操作无法进行。为解决这一问题,科研人员进行了大量的研究,最后的方法是在葡萄糖氧化酶中加入一定量的过氧化氢酶,分次加入适量的双氧水。加入的双氧水的量一定要控制好,否则会影响葡萄糖氧化酶的活性[4]。笔者认为若采用微胶囊化技术将氧气作为芯材或将双氧水作为芯材均可能有效地解决该问题。214 采用微胶囊化技术可以降低或掩盖食
超过60℃即会苦味剧增,这给加工带来极大困难。如何解决苦味的问题一直是科技工作者苦心研究的问题。微胶囊化的分子包埋理论将为油梨加工的研究开辟一条新的途径,如何选择高效率的壁材有效地包埋苦味物质,以降低或掩盖苦味,将对油梨加工和油梨果树的推广种植具有极其重要的意义。
微胶囊化技术是食品行业中引入的一项新技术,它的引入对食品工业的发展产生了极大的推动作用。目前影响微胶囊化技术在食品工业中的推广障碍主要是成本较高,其次是所用的壁材中,相当一部分不属于食品添加剂范围,还必须开发同样性能的食品壁材,有些方法还遇到废水回收或处理等相关问题而限制了它的应用。但随着人们对微胶囊化技术认识的不断加深,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工业中。
参考文献
品中某些不良气味或苦味
食品加工原料中有可能会存在某些不良气味或苦味,或某些原料在加工过程中经过一定的物理化学变化也会产生不良的气味或苦味,这样就会给加工带来很大的困难,若采用一般的方法则很难去除,有些甚至还会破坏原有的香气。例如在油梨加工中,油梨是一种热带水果,产量高,营养丰富,质感极象冰淇淋,但它有一种令人不快的苦味,不易被人们所接受,而且它一遇热
1 高孔荣,黄惠华,
梁照为1食品分离技术1华南
理工大学出版社,19981172～184
2 黄泽元,徐群英1奶油香精微胶囊研究1食品
科学,1999(9):42～44
3 鲍鲁生1食品中应用的微胶囊技术1食品科
学,1999(9):6～9
4 郭勇等,郑穗平1酶在食品工业中的应用1北
京:中国轻工业出版社,1996126～27