【正文】 β、γ三種，分別由8個葡萄糖以α1,4鍵結(jié)合而成，其分子外型呈圓臺，表面是親水區(qū)，內(nèi)有一中空的近似圓柱形的疏水區(qū)，其空穴尺寸為5~8能容納6～17個水分子。一些極性較低的芯材可取代空穴中的水形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，此絡(luò)合物在干燥情況下很穩(wěn)定，可以耐受200℃；在口腔的許多生物組分和適宜的溫濕度下，芯材可被釋放。β－環(huán)狀糊精是研究和應(yīng)用最多的，其相對分子質(zhì)量為1135，而空穴能容納的分子大小為150，理論上的最大包埋率約11%(w/w)，而比空穴大的分子不能完全被包埋，一端進(jìn)入腔中，親水端露在外面，另外環(huán)狀糊精的溶解度低、成本高也限制了這一技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用。所以這一技術(shù)在實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)中困難較大，需要深入研究。 總之，在設(shè)計一種微膠囊時，必須依據(jù)芯材特性和對所需微膠囊的性能要求選擇適當(dāng)?shù)奈⒛z囊化方法?？紤]選定方法下的各種因素，或綜合幾種微膠囊化方法，將其中的有益性能優(yōu)化，可望制備出適合實際需要的微膠囊產(chǎn)品。由于微膠囊的化學(xué)與物理性質(zhì)可根據(jù)需要選擇，具有其它物質(zhì)所不能具備的優(yōu)異功能。因此，微膠囊化技術(shù)作為一種有效的商品化技術(shù)，已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。作為這一技術(shù)的延伸，納米微膠囊已經(jīng)受到關(guān)注，相信這一技術(shù)會具有更為寬廣的發(fā)展前景。微膠囊的應(yīng)用 微膠囊在醫(yī)藥方面的應(yīng)用 許多藥物分子結(jié)構(gòu)中的某些成分會對舌頭味蕾或鼻腔有刺激性，這種苦味或難聞的氣味給病人尤其是老人和兒童帶來了服用上的困難。微膠囊化技術(shù)使這一問題迎刃而解。該技術(shù)借助于人體消化系統(tǒng)不同部位消化液的組成和pH值的差異及不同囊壁溶解環(huán)境的不同要求，不僅可以達(dá)到控制不良味道的目的，還可以使藥物在所需部位控制釋放。例如，由鄰苯二甲酸醋酸纖維素制成的腸溶藥物微膠囊因其在中性口腔環(huán)境及酸性胃液中均不溶解，避免了食藥之苦和對胃壁黏膜的刺激。微膠囊藥物作用示意見下圖。圖6 微膠囊化藥物作用 另外，許多化學(xué)藥物都有一最佳療效濃度范圍，濃度過高會對人體產(chǎn)生較明顯的毒副作用；濃度過低則起不到應(yīng)有的治療效果而貽誤病情，同時造成藥物的浪費。通過調(diào)整微膠囊壁的厚度、材料、微孔大小等，可以控制藥物向外擴(kuò)散的速度，使囊內(nèi)藥物與體內(nèi)藥物呈現(xiàn)一種動態(tài)平衡，適時向人體內(nèi)釋放藥物，保證藥物維持最佳藥效濃度?；畹纳锛?xì)胞經(jīng)微膠囊化以后，可以保持其生物活性，這項微膠囊化人造細(xì)胞已經(jīng)取得了成功。例如，用有生物活性的胰島素制成的微膠囊，可以有效地控制糖尿病患者體內(nèi)的血糖水平。在這方面，特別令人振奮的是將酶、蛋白質(zhì)或其他生物活性物質(zhì)、藥物與磁性材料一起微膠囊化，這種微膠囊化的“航空母艦”，在外加磁場的“精確制導(dǎo)”下，通過血液循環(huán)等能夠迅速駐扎于人體的特定位置，對病變組織進(jìn)行針對性的“轟炸”，避免了“傷及無辜”，從而有效地控制藥物在人體內(nèi)的按需分布，提高藥物釋放的靶向性和藥用效率。 利用活性炭過濾血液，吸附其中的毒廢物是醫(yī)學(xué)上常用的血液凈化方法。但當(dāng)活性炭與血液直接接觸時，除了會有細(xì)小的活性炭混入血液中造成毛細(xì)管堵塞外，活性炭還會對血細(xì)胞特別是血小板有很強(qiáng)的凝聚副作用。采用高分子半透膜把活性炭包覆起來形成的活性炭微膠囊，可以很方便地將活性炭與血細(xì)胞隔離，而又保持活性炭對血液中毒廢物的吸附作用。這種方法去除毒廢物效果較傳統(tǒng)的透析法要好，而且速度比透析法還快得多。因此，此技術(shù)可望在不遠(yuǎn)的將來替代傳統(tǒng)的透析法。 微膠囊技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用 微膠囊在食品工業(yè)中的應(yīng)用主要包括食品微膠囊化、食品添加劑微膠囊化、營養(yǎng)素微膠囊化及酶的微膠囊化。微膠囊技術(shù)在食品及調(diào)味品方面的應(yīng)用十分廣泛。 香料 長期以來，人們都是將天然香辛料直接加入菜肴調(diào)味，而有些香辛料如花椒、大料等，由于本身的特性決定了它在菜肴中不能被充分利用，造成了很大的浪費，同時又不便于使用。在科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)的今天，人們對調(diào)味品提出了更高的要求，要求使用方便，易于攜帶，儲存時間長。除了將食品添加劑微膠囊化，食品營養(yǎng)素、酶等也可進(jìn)行微膠囊處理。茉莉花茶是我國的特產(chǎn)，據(jù)統(tǒng)計，近幾年茉莉花茶的年加工量均保持在11萬噸左右，并暢銷國內(nèi)外。但傳統(tǒng)加工花茶的方法是在茉莉花開花季節(jié)，采鮮花與干茶層層相間疊壓窨制，一定時間后再將茶葉與花分開，棄去殘花。吸附花香的茶葉需烘干，脫去窨花時帶進(jìn)去的水分，這使香氣損失不少。而且這種作坊式的加工手續(xù)繁雜，常受季節(jié)與地域的限制，損耗高，生產(chǎn)量也極為有限。如采用生物微膠囊技術(shù)將天然提取的茉莉花香氣成分固定化，并添加于干茶中，不但可避免季節(jié)和地域?qū)ιa(chǎn)茉莉花茶的限制，而且保香期長，不易變質(zhì)。同時簡化窨制工藝，提高生產(chǎn)效率。 乳制品 在乳品生產(chǎn)中，應(yīng)用微膠囊技術(shù)，可生產(chǎn)各種風(fēng)味奶制品，如可樂奶粉、果味奶粉、姜汁奶粉、發(fā)泡奶粉、啤酒奶粉、粉末乳酒及膨化乳制品等。將大麥牙、啤酒花、香精以一定比例混合包埋后再與奶粉、NaHCO3等以一定比例混合后干燥、包裝，制得保健啤酒奶粉，具有沖調(diào)性好、啤酒風(fēng)味突出、泡沫潔白細(xì)膩等特點。 茶飲料 βCD較適合于包埋茶湯中的兒茶素等物質(zhì)，有利于茶湯原有的風(fēng)味和色澤，將紅茶用水經(jīng)95℃萃取后迅速冷卻至35℃再用βCD處理，過濾后可得澄清透明、風(fēng)味良好的茶飲料。在綠茶中，加入βCD可包埋芳香物質(zhì)，減少其在加熱殺菌中的變化和包埋臭味物質(zhì)。βCD還可提高速溶茶香氣、防止茶葉提取物乳化、有利于速溶茶賦形和防潮、延長保質(zhì)期、包埋芳香物質(zhì)、給茶葉調(diào)香等。 糖果 在糖果生產(chǎn)中，用βCD包埋胡蘿卜素、核黃素、葉綠素銅鈉、甜菜紅等，對糖果進(jìn)行調(diào)色，經(jīng)日光照射不褪色。營養(yǎng)素經(jīng)包埋后加入糖果中，可強(qiáng)化糖果營養(yǎng)，產(chǎn)品亦不會產(chǎn)生風(fēng)味劣變、氧化酸敗，并能延長保質(zhì)期。用βCD包埋大豆磷脂，并進(jìn)行均質(zhì)和噴霧于燥后加入糖果中，可明顯掩蓋其異味。香精經(jīng)βCD包埋后加入糖果中，其揮發(fā)性、熱分解和氧化作用顯著減慢。經(jīng)微膠囊化的香精具有較大的穩(wěn)定性和特殊的水溶性，制成干劑后利于生產(chǎn)加工。在果汁奶糖的生產(chǎn)中，將果汁包埋后再加入奶粉、煉乳中制成奶糖，可防止果汁中的單寧、有機(jī)酸等成分與奶中蛋白質(zhì)反應(yīng)而變性和降低營養(yǎng)價值，并能改善產(chǎn)品品質(zhì)，提高人體對蛋白質(zhì)的吸收率。 油脂 油脂是人們?nèi)粘Ｉ詈褪称芳庸さ闹匾镔|(zhì)，但油脂易氧化變質(zhì)，氧化后的油脂會產(chǎn)生不良風(fēng)味，并引起機(jī)體的氧化，從而引發(fā)癌癥和人體衰老。另外，油脂的流動性差，給調(diào)料和湯料在包裝和食用時帶來很大不便。經(jīng)微膠囊化處理后，可將油脂制成粉末，克服了油脂本身的缺點。使其成為性質(zhì)穩(wěn)定、取用方便、流動性好且營養(yǎng)價值高的優(yōu)質(zhì)原料。 甜味劑、防腐劑和抗氧化劑 微膠囊化是一種穩(wěn)定食品添加劑的方法。阿斯巴甜作為一種廣泛應(yīng)用的甜味劑，通常將其以微膠囊的形式包裹在脂肪、油、淀粉等材料內(nèi)，以防因水、高溫等而帶來的甜味喪失。為防止食品污染，可將檸檬酸、抗壞血酸、乳酸等膠囊化，作為殺菌劑，起到食品防腐作用。茶多酚是一種天然的食品抗氧化劑，它還具有降血糖血脂、抗菌消炎、清除人體自由基、抗癌、抗衰老等一系列藥理作用。但茶多酚易溶于水，難溶于油。微膠囊技術(shù)既可提高茶多酚的穩(wěn)定性，以免遭外界因素的破壞，又使其適用于油溶性食品的抗氧化，擴(kuò)大其使用范圍。天然維生素E作為一種抗氧化劑，有其獨特的優(yōu)點，為增加其穩(wěn)定性，用水包油的乳化系統(tǒng)對其加以乳化包囊，使其應(yīng)用更為廣泛、有效。 飲料 利用微膠囊技術(shù)制備固體飲料，可使產(chǎn)品顆粒均勻一致，具有獨特濃郁的香味，在冷熱水中均能迅速溶解，色澤與新鮮果汁相似，不易揮發(fā)，產(chǎn)品能長期保存。如蘆薈( Aloe)中含有多種游離氨基酸和生物活性物質(zhì)，其營養(yǎng)價值和有效成分都很高。但新鮮的蘆薈液汁中有效成分的性質(zhì)不穩(wěn)定，易揮發(fā)，而且蘆薈汁中有一種令人難以接受的青草味和苦澀味，直接用于食品不宜被人們接受。采用微膠囊技術(shù)將其包埋處理，可減少或消除異味、穩(wěn)定其性質(zhì)，并能延長保存期。 酶制劑 酶為生物催化劑極不穩(wěn)定，在食品加工過程中易受外界因素影響而失活?？刂泼羔尫诺某Ｓ梅椒ㄊ怯弥|(zhì)體將其包埋，常用的脂質(zhì)體為磷脂。脂質(zhì)體包埋的酶除作為控制釋放系統(tǒng)外，還可作為固定酶反應(yīng)器，提高酶的穩(wěn)定性，允許反應(yīng)底物和產(chǎn)物自由進(jìn)出，并利于酶的回收。 膨松劑 利用微膠囊技術(shù)對膨松劑進(jìn)行包埋，可有效地控制氣體的產(chǎn)氣速度，林家蓮等用淀粉和固體奶油采用復(fù)相乳化法對Ca(H2PO4)H2O進(jìn)行包埋，并在饅頭中應(yīng)用，試驗發(fā)現(xiàn)可改善膨松劑的產(chǎn)氣性能，效果佳。 微膠囊化微生物 雙歧桿菌必需到達(dá)人體腸道才能發(fā)揮生理功能，而其對營養(yǎng)條件要求高、對氧極為敏感、對低pH值的抵抗力差以及胃酸的殺菌作用等使得產(chǎn)品中絕大多《現(xiàn)代食品科技》Modern Food Science and Technology Vol。21 No。3(總85)數(shù)活菌被殺死。采用微膠囊技術(shù)可以保護(hù)雙歧桿菌以抵抗不利的環(huán)境，有報道采用雙層包裹法，用棕櫚油作內(nèi)層壁材將雙歧桿菌包裹起來，再用大分子明膠溶液包裹制成雙層微囊，活菌數(shù)高、保存性好，可到達(dá)人體腸道，發(fā)揮相應(yīng)的生理功能，真正起到有益于健康的作用。 在卷煙生產(chǎn)上的應(yīng)用 國外微膠囊技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到卷煙工業(yè)的生產(chǎn)中，在我國，微膠囊技術(shù)應(yīng)用于卷煙工業(yè)尚處于研究階段。微膠囊技術(shù)在卷煙工業(yè)中的應(yīng)用有著廣闊的前景，它將對傳統(tǒng)的卷煙添加劑產(chǎn)生創(chuàng)新的變革。煙草在加工精制過程中需在煙絲中添加不同組合的香料物質(zhì)，以制成多種風(fēng)味不同的卷煙，因此，香煙的香料配方與添加工藝一直受到格外重視。目前存在的問題是煙卷點燃后，煙頭溫度可達(dá)800℃，靠吸附作用粘附于煙絲的香氣物質(zhì)，受高溫的影響極易揮發(fā)，致使煙卷的香氣總是剛開始抽時可被明顯感受到，而后則銳減，這對煙草風(fēng)味的顯現(xiàn)十分不利。 在卷煙的加香過程中，采用微膠囊技術(shù)將液體香料轉(zhuǎn)變成固體粉末香料，改善了卷煙的理化特性，使消費者獲得特定的味覺、嗅覺和觸覺的感受，并增進(jìn)卷煙的可接受性。富含香氣成分的生物微膠囊可降低高溫對香氣物質(zhì)的影響，將其均勻灑布在煙絲或過濾嘴中，可使吸食煙卷的整個過程都能明顯地感受到香味。不僅可防止抽吸前香味的揮發(fā)，而且防止了成分直接燃燒而改變香味。同時，對于容易變質(zhì)和敏感性高的香料，經(jīng)微膠囊化后使之免受外界因素的影響，提高了貯藏穩(wěn)定性。煙葉在調(diào)制、存貯及自然陳化過程中許多成分會發(fā)生變化，如蛋白質(zhì)、淀粉、煙堿等在陳化過程中進(jìn)行轉(zhuǎn)化、降解反應(yīng)形成可溶性的糖和氨基酸。微膠囊能使活性生物物質(zhì)的外面形成保護(hù)層包膜，這樣能避免活性生物物質(zhì)直接與空氣接觸從而避免影響生理活性，同時還能有效地控制活性物質(zhì)的釋放速度。另外，為了提高煙葉的質(zhì)量，添加活性物質(zhì)來改變煙葉中某些組分，從而達(dá)到有舒服口感的目的。 在紡織工業(yè)中的應(yīng)用 在紡織工業(yè)上，已有微膠囊技術(shù)的應(yīng)用和研究，給紡織染整技術(shù)帶來了極大的革新和進(jìn)步。具體應(yīng)用表現(xiàn)在微膠囊染料和涂料的染色和印花、微膠囊功能整理劑、微膠囊加工制劑(包括消毒劑、洗滌劑、漂白劑等)方面。以染料為芯材，各種天然或合成的高分子作壁材，制作的微膠囊染料根據(jù)織物的不同需要及工藝，結(jié)合轉(zhuǎn)移印花、多色微粒印花、靜電印花技術(shù)，較傳統(tǒng)的熱轉(zhuǎn)移印花技術(shù)，具有勻染性好、上染速度快、節(jié)省材料等優(yōu)點。利用微膠囊技術(shù)可以提高紡織品的舒適性和增加其功能性。對紡織品的功能整理包括柔軟、防皺、防水、防油、防污、防老化、阻燃、阻熱、抗靜電、抗菌殺蟲、芳香等。由于織物必需耐洗，對于開發(fā)具有高附加值的微膠囊技術(shù)來說，條件極為苛刻，技術(shù)難度較大。對于微膠囊表面上的何種官能團(tuán)，應(yīng)予導(dǎo)入織物表面并與織物表面上的何種官能團(tuán)結(jié)合，以及活性微膠囊本身的固著問題，都有待解決。 微膠囊在化妝品中的應(yīng)用 目前由于化妝品的功能化，常在傳統(tǒng)的油質(zhì)或水基的膏、霜、奶、乳、液等化妝品中加入一些以微膠囊形式使用的維生素、氨基酸、激素、酶營養(yǎng)劑等功能性物質(zhì)。其中的酶微膠囊對皮膚有增加柔軟和潤濕作用的木瓜蛋白酶、對皮膚有保健作用的胃蛋白酶、具有殺菌功能的溶菌酶；洗發(fā)劑中加入微膠囊化的潤濕劑及營養(yǎng)劑，在洗發(fā)時，微膠囊破裂粘附于頭發(fā)表面起到潤濕及營養(yǎng)作用。 微膠囊在攝影材料中的應(yīng)用 在感光材料中，鹵化銀常以明膠混合物為囊芯、以纖維素類為壁材的微膠囊形式使用，可以提高成像分辨率。同樣可以將感光劑鹵化銀與成色劑進(jìn)行組合成囊芯，然后進(jìn)行包覆。通常相片的顯影與定影均在顯影液和定影液中進(jìn)行，將上述兩種溶液經(jīng)微膠囊化后涂覆在底版或相紙上，可很方便地用壓輥壓破微膠囊進(jìn)行顯影和定影。 微膠囊技術(shù)從20世紀(jì)50年代進(jìn)入實用階段以來，已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，這項技術(shù)的發(fā)展大大地提高了其它行業(yè)產(chǎn)品的技術(shù)含量，然而對于微膠囊技術(shù)本身，在理論上和應(yīng)用方面還有一些問題需要深入研究。首先，有必要完善表征微膠囊性能。能夠全面準(zhǔn)確地表征微膠囊的性能，是微膠囊深人研究的基礎(chǔ)，也是其有效應(yīng)用的關(guān)鍵。其次，要研究芯材的擴(kuò)散機(jī)理。另外，從目前研究狀況來看，生物微膠囊要獲得進(jìn)一步的應(yīng)用，其關(guān)鍵問題是制備出生物相容性好、性能參數(shù)適宜和制備成本低的微膠囊。同時生物微膠囊在應(yīng)用上必須滿足以下條件：（1）對生物物質(zhì)沒有毒害作用；（2）必須使氧氣、營養(yǎng)物質(zhì)等小分子物質(zhì)順利通過半透膜，并具有良好的傳質(zhì)性質(zhì)和截留性質(zhì)；（3）物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，并達(dá)到一定的機(jī)械強(qiáng)度。認(rèn)識實習(xí)思考題： 檢索DHA生產(chǎn)、應(yīng)用的相關(guān)文獻(xiàn)（附文獻(xiàn)來源）？ 畫出酒精精餾的工藝圖及講述其原理？ DHA生產(chǎn)中包括哪些生產(chǎn)環(huán)節(jié)？ DHA微膠囊化的原理？ 簡述微生物工業(yè)發(fā)酵的原理、發(fā)展以及操作的注意點？ DHA保存中的關(guān)鍵點是什么？38 / 38