復凝聚法制備微膠囊的研究進展

朱林 邴芮 程馨蘭 劉素雅 鄭曉瑜 萬琪

【摘 要】本文引見了復凝聚法制備微膠囊的有關(guān)知識，分析了復凝聚法制備微膠囊的影響因素，并對主要影響微膠囊的因素進行簡單分析，之后對目前復凝聚法的應用進行陳述，最后對復凝聚法制備微膠囊進行了展望。

【關(guān)鍵詞】復凝聚法;微膠囊

引言

微膠囊是研究人員在上世紀30年代發(fā)現(xiàn)的一種精細聚合物材料，其是由精細高分子材料包裹內(nèi)部物質(zhì)而構(gòu)成的球狀顆粒，這種物質(zhì)被研究人員稱為微膠囊。而將物體進行微膠囊化不僅能夠改變物質(zhì)的一些物理性質(zhì)，還可以控制芯材的釋放，隔離組分，降低加工和保存過程的揮發(fā)損失[1]，自從微膠囊進入人類視覺領(lǐng)域后，其制備措施或進程成為眾多研究者研究的重點，許多微膠囊的制備措施逐漸涌現(xiàn)。本文主要介紹了有關(guān)復合凝聚法制備微膠囊的知識與成果。復合凝聚法是制備微膠囊的主要方法之一，通過對其的了解與研究會對微膠囊的進一步發(fā)展產(chǎn)生重要意義。

1復凝聚法的制備

復凝聚法的兩種壁材要在制備環(huán)境中能分別具有陽離子和陰離子，這樣將其與芯材物質(zhì)混合一起均質(zhì)乳化得到混合液時，壁材便由于電荷之間的相互作用而進一步引起溶解度下降發(fā)生凝聚反應逐漸形成微膠囊[2]。

1.1以明膠-阿拉伯膠為壁材

以明膠-阿拉伯膠制備微膠囊的機理如下：明膠是一種具有兩性離子電解質(zhì)這種特殊性質(zhì)的蛋白質(zhì)，當它是在 pH 值約為 4.0 的水溶液時，明膠溶液含有最多的正電荷，阿拉伯膠是一種多糖。里面有大量的羧酸基團，在水溶液中帶有較多的負電荷。因此，當有明膠和阿拉伯樹膠混合在pH值為4.0左右的水溶液中時，明膠和阿拉伯樹膠會因帶反電荷而中和構(gòu)成一種絡(luò)合物沉淀出來形成微膠囊。而明膠作為膠原蛋白水解的產(chǎn)物，原料來源豐富，具備生物降解、生物相容性等優(yōu)秀功能，因此成為廣泛使用的微膠囊壁材。阿拉伯膠常與明膠一同運用，由于它在水中具備良好的溶解性和乳化性，能夠增加植入過程中包埋材料的微囊化效率。蓋旭[3]以明膠-阿拉伯膠為包覆材料微囊化芥末油，通過實驗確定了芥末油微膠囊的最佳制備工藝，制得的微膠囊包埋率在92%以上，微膠囊表面光滑，粒徑大小均勻。

1.2以殼聚糖-海藻酸鈉為壁材

殼聚糖和海藻酸鈉作為復合壁材具有制備過程溫和，成囊速度快的優(yōu)點，它們是優(yōu)良且便宜的自然高分子材料。殼聚糖分子鏈中有大量的伯氨基，海藻酸鈉分子鏈中有大量的羧基，所以殼聚糖和海藻酸鈉能夠通過正負電荷之間的吸引形成聚電解質(zhì)膜，這種制備微膠囊的方法可以分為一步法，兩步法和復合法[4]。彭勇剛[5]利用一步法制備金銀花微膠囊，得到的微膠囊包埋率較高，機械強度好，可有效的提高金銀花內(nèi)部綠原酸物質(zhì)的穩(wěn)定性，可擴展其在中醫(yī)臨床與抗菌領(lǐng)域的應用。金言[6]以殼聚糖-海藻酸鈉為包覆材料采用復合法微囊化丁香酚，所得的微膠囊產(chǎn)率與包埋率較高并提高了丁香酚的抗氧化能力。

1.3其它壁材制備微膠囊

壁材的選取將決定微膠囊性能的好壞，壁材的選擇要看其所處制備環(huán)境以及芯材的性質(zhì)，因此對于一些情況下利用明膠-阿拉伯膠以及殼聚糖-海藻酸鈉作為基本壁材就有些不太適用，隨著微膠囊復凝聚技術(shù)的深入與應用領(lǐng)域的蓬勃開展，越來越多的新型壁材因其獨特的性能和適用性逐漸走進了研究者的視野。例如陳敦[7]首次利用假單胞菌胞外多糖和明膠作為包覆材料，通過復凝聚法將芯材紅花油制備成具有抗氧化作用的微膠囊，實驗結(jié)果證實制得的微膠囊包埋效果較高，顆粒均勻且壁材穩(wěn)定不易破裂。

2影響復凝聚法制備微膠囊的一些因素

利用復凝聚法制備微膠囊的實驗中會有許多因素對制備微膠囊產(chǎn)生影響，例如壁材種類、pH值、攪拌速度和反應溫度以及時間等工藝參數(shù)，壁材種類具有低分子糖及其衍生物、蛋白質(zhì)類、蠟及脂類等等，不同的壁材各有其獨特的優(yōu)缺點，可以根據(jù)芯材的種類選取適當?shù)谋诓?，壁材濃度過高會難以形成均勻的微膠囊，過低會降低微膠囊產(chǎn)率以及包埋率，凝聚溫度過高會破壞壁材與芯材的物質(zhì)結(jié)構(gòu)，降低芯材的活性，過低會使微膠囊強度硬度不夠，芯材易漏出，因此在用復凝聚法制備微膠囊時除了要選擇合適的壁材，對其它影響要素的參數(shù)確定也對微膠囊的成功制備起到重要作用，一般提高進行單因素實驗與正交響應碼實驗確定各影響因素制備微膠囊的最佳參數(shù)，之后利用顯微鏡觀察微膠囊形態(tài)、空囊率，粒徑相似率、以包埋率等為評估指標，進一步確定所制備微膠囊的最佳工藝。

3.復凝聚法在油類微膠囊中的應用

李艷南[7]采用復合凝聚法來制備天然椰子油微膠囊，以包埋率為評價標準采用單因素實驗確定了影響微膠囊因素的制備參數(shù)，進一步通過正交實驗對天然椰子油微膠囊制備工藝進行優(yōu)化，便于運輸?shù)耐瑫r保留了椰子中的有效成分與營養(yǎng)價值，為椰子油在市場中的進一步運用提供了理論依據(jù)。彭勇剛[8]以殼聚糖、海藻酸鈉作為復合壁材微膠囊化艾蒿油，并將制得的微膠囊進行性能測試確定了微膠囊的最佳制備工藝，實驗證明制得的微膠囊性能良好且具有較好的抑菌效果，應用前景廣闊。

4結(jié)束語

復凝聚法制備微膠囊是一種很具有潛力的方法，隨著越來越多的科學家對微膠囊技術(shù)的鉆研不斷深入，其制備工藝方法逐漸完善，雖然現(xiàn)階段大多數(shù)微膠囊制品還停留在實驗階段，沒有進行大規(guī)模應用，但進一步開發(fā)微膠囊技術(shù)的發(fā)展，擴大微膠囊的運用場所以及深入研究微膠囊理論對我國具有重大的意義。

參考文獻：

[1]韓路路，畢良武，趙振東，李大偉. 微膠囊的制備方法研究進展[J]. 生物質(zhì)化學工程，2011，45（03）：41-46.

[2]馬鐵錚，趙宏亮，王靜. 復合凝聚法制備脂溶性食品配料微膠囊的壁材研究進展[J]. 食品工業(yè)科技，2016，37（13）：365-369+375.

[3]蓋旭，李榮，姜子濤. 明膠-阿拉伯膠復凝聚法制備芥末油微膠囊[J]. 中國調(diào)味品，2013，38（09）：48-51

[4]許琳琳，鄭文靜，劉磊，李思佳，崔媛媛，劉容，孫衛(wèi)東. 復凝聚法制備精油微膠囊的研究進展[J]. 中國調(diào)味品，2018，43（07）：165-169.

[5]彭勇剛，周永生，紀俊玲，徐瑞鵬，施建平. 海藻酸鈉-殼聚糖-金銀花提取物微膠囊的制備及性能研究[J]. 印染助劑，2015，32（12）：15-18.

[6]金言. 殼聚糖與海藻酸鈉的復凝聚及其微囊的制備[D].黑龍江大學，2013.

[7]陳敦. 假單胞菌胞外多糖為壁材制備紅花油微膠囊的研究[D].大連工業(yè)大學，2014.

[8]李艷南，宋菲，王揮，鄧福明，沈曉君，呂方方，趙松林. 復合凝聚法制備天然椰子油微膠囊[J]. 中國油脂，2018，43（01）：94-98+120.

基金項目：

黑龍江省大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目（s202110214015）

作者簡介：

朱林（2001-）、男，山東省臨沂人，在讀本科生，專業(yè)為材料成型及控制工程專業(yè)。