Mikrokapsule i tehnologija mikrokapsula
01.Mikrokapsule
Odnosi se na mikro-kontejner ili paket sa polimernom ljuskom. Njegova veličina općenito se kreće od 5-200 μm i njegov oblik varira, ovisno o sirovinama i metodama pripreme.
02. Tehnologija mikrokapsuliranja
Odnosi se na tehnologiju kapsuliranja čvrstih tvari, tekućina ili plinova u male i zapečaćene kapsule tako da se mogu oslobađati samo kontroliranom brzinom pod određenim uvjetima.
Među njima, inkapsulirana supstanca se naziva osnovnim materijalom, uključujući arome i mirise, sredstva za kiseljenje, zaslađivače, pigmente, lipide, vitamine, minerale, enzime, mikroorganizme, gasove i druge aditive. Materijal koji inkapsulira materijal jezgre kako bi se postigla mikrokapsulirana gelacija naziva se zidni materijal.
03. Zidni materijal
Prirodni polimeri, polusintetički polimeri i sintetički polimeri mogu se koristiti kao materijali za inkapsulaciju mikrokapsula. Ovisno o svojstvima inkapsulirane tvari (jezgra kapsule), materijali jezgre topivih u ulju trebaju odabrati materijale za zidove topive u vodi, a materijali jezgre topivih u vodi trebaju odabrati materijale za zidove topive u ulju, odnosno materijal jezgre i zidni materijali su netopivi i nereaktivni.
Materijal za zid mikrokapsule treba da bude u skladu sa nacionalnim standardima za prehrambene aditive, da bude netoksičan, da ima dobra svojstva stvaranja filma, tečnost i nisku higroskopnost i ne bi trebalo da hemijski reaguje sa materijalom jezgra.

Stoga se zidni materijali često mogu podijeliti u sljedeće kategorije:
|
kategorija |
Supstanca |
|
Prirodni polimerni materijali |
Škrob, saharoza, maltodekstrin, kukuruzni sirup, celuloza, hitozan, proteini soje, proteini surutke, gliadin, parafinska kolofonija, stearinska kiselina, lecitin, alginat, arapska guma, želatin, agar itd. |
|
Polusintetički polimerni materijali |
Metil celuloza, etil celuloza, karboksimetil celuloza, nitroceluloza, hidroksipropil celuloza, modifikovani skrob itd. |
|
Sintetički polimerni materijali |
Polietilen, polivinil hlorid, polistiren, polibutadien, poliamid, poliester, polieter, poliakrilamid, sintetička guma, poliamino kiselina, poliakrilna kiselina itd. |
Morfologija mikrokapsula
Zbog različitih materijala jezgre, materijala zidova i metoda mikrokapsuliranja, veličina, morfologija i struktura mikrokapsula uvelike variraju. Promjer čestica mikrokapsula se kreće od nekoliko mikrona do nekoliko hiljada mikrona, općenito 5 do 200um, a debljina stijenke kapsule je od 0,5 do 150 um. Trenutno su postignute mikrokapsule milimetarske skale u rasponu od nekoliko milimetara do nanometarskih mikrokapsula u rasponu od 0,1 do 1 nm.

Veličine mikrokapsula pripremljenih na nekoliko različitih metoda prikazane su u sljedećoj tabeli:
|
Metoda mikrokapsuliranja |
Raspon veličine čestica (um) |
|
Sušenje raspršivanjem |
20-150 |
|
Premaz zračnog ovjesa |
50-10000 |
|
Metoda lonac vrećice |
>500 |
|
Pojedinačna/kompleksna koagulacija |
1-500 |
|
Liposomi |
0.1-1 |
|
Tehnologija nano-mikrokapsula |
<0.1 |
Metode tehnologije mikrokapsula
Postoji mnogo metoda tehnologije mikrokapsula, ali primjena u prehrambenoj industriji uglavnom uključuje međufaznu polimerizaciju, metodu oštrih rupa, metodu sušenja raspršivanjem, metodu hlađenja raspršivanjem, metodu ekstruzije i metodu zračne suspenzije.
01.Metoda interfacijalne polimerizacije
Materijal jezgre se emulgira odgovarajućim emulgatorom i dodaje u otopinu materijala za zid. Reaktant se dodaje kako bi se inicirala polimerizacija, na površini kapljice se formira polimerni film, a zatim se mikrokapsule odvajaju od uljne ili vodene faze. Mikrokapsule pripremljene ovom metodom imaju dobru gustinu, blage uslove reakcije i brzu reakciju.
02. Metoda oštre rupe
Prvo, materijal jezgre se rastvara u rastvoru materijala za zid, a zatim se skrućuje i formira u određenoj posudi i dodaje se tečnosti za očvršćavanje. Očvršćava se i formira koprecipitacijom, a vakuumsko sušenje se koristi za dobijanje mikrokapsuliranog proizvoda. Obično se dodaje sredstvo za očvršćavanje ili se koristi termička kondenzacija, a očvršćavanje se može postići i kompleksiranjem polimera s različitim nabojima.
03. Metoda sušenja raspršivanjem
Materijal jezgre se dodaje u otopinu prethodno ukapljenog materijala za zid kako bi se formirao sistem termičke disperzije i suši se raspršivanjem u struji vrućeg zraka kako bi se ispario zidni materijal i fiksirala membrana kapsule kako bi se formirala potrebna supstanca. Ova metoda je pogodna za tvari osjetljive na toplinu, s niskom cijenom i jednostavnim postupkom, ali se aktivne tvari lako inaktiviraju, brzina inkapsulacije je niska, a potrošnja energije velika.
04. Metoda hlađenja maglom
Materijal jezgre se miješa sa rastopljenim uljem kako bi se formirala rastopljena tekućina, a nakon formiranja finih čestica mikrokapsula s raspršivačem, materijal zida se brzo hladi hladnim zrakom kako bi se stvrdnuo u mikrokapsule. Ova metoda je prikladna za tvari osjetljive na toplinu kako bi se zaštitila aktivnost materijala jezgre.
05. Metoda ekstruzije
Materijal jezgre se raspršuje u rastopljenom šećernom materijalu, a zatim se stavlja u otopinu za dehidraciju nakon ekstruzije i izvlačenja. Šećerni materijal se stvrdnjava i materijal jezgre se ugrađuje u njega. Zatim se mikrokapsulirani proizvod dobije drobljenjem, odvajanjem i sušenjem. Materijal zida ovog procesa uglavnom koristi saharozu, maltodekstrin i modificirani škrob, koji se uglavnom koristi za tehnologiju mikrokapsuliranja kao što su materijali za okus i eterična ulja, ali je stopa ugradnje niska.
06. Metoda zračnog ovjesa
Prvo, čvrsti granulirani materijal jezgre se raspršuje i suspendira u protoku zraka nosača, a zatim se materijal zida raspršuje na cirkulirajući materijal jezgre u komori za kapsuliranje. Materijal za kapsuliranje je suspendovan u rastućem protoku vazduha, a proizvod se suši oslanjajući se na regulaciju vlažnosti samog protoka vazduha nosača. Ova metoda je primjenjiva samo na pakiranje čvrstih jezgri i općenito se koristi za arome, začine i vitamine rastvorljive u mastima.

Primjena tehnologije mikrokapsuliranja u prehrambenoj industriji
Zbog svojih jedinstvenih prednosti, tehnologija mikrokapsuliranja našla je široku primjenu u raznim vrstama hrane, što je uspješno riješilo probleme koje tradicionalni procesi ne mogu riješiti i potaknulo brzi razvoj prehrambene industrije.
01.Mikrokapsuliranje ulja i masti
Ulja i masti su važne tvari u svakodnevnom životu ljudi i preradi hrane, ali se lako oksidiraju i propadaju da proizvode loše arome, te imaju slabu tečnost, što pakiranje i konzumaciju čini nezgodnim. Stoga je potrebno koristiti tehnologiju mikrokapsuliranja kako bi se zadržala njihova funkcionalna svojstva.
02.Mikrokapsuliranje aroma i začina
Arome i ekstrakti začina su vrlo hlapljivi i lako se oksidiraju kako bi promijenili svoj okus. Stoga, kako bi se spriječilo isparavanje okusa i reakcije s drugim supstancama, metode mikrokapsuliranja mogu se koristiti za pretvaranje tekućih začina u čvrste prahove kako bi se poboljšala stabilnost i praktičnost.
Generalno, želatina, guma arabika, karboksimetil celuloza, etil celuloza, dekstrin itd. mogu se odabrati kao materijali za zidove, a proizvodi mikrokapsuliranja aroma i začina mogu se pripremiti metodom oštrih rupa, metodom ekstruzije, metodom sušenja raspršivanjem, metodom hlađenja raspršivanjem, itd.
03.Mikrokapsuliranje pigmenata
Mnogi jestivi pigmenti su rastvorljivi u ulju i slabo su postojani. Konkretno, prirodni pigmenti su vrlo osjetljivi na svjetlost, toplinu, kisik, kiseline i alkalije, te su skloni blijeđenju ili promjeni boje. Mikrokapsuliranjem se mogu izbjeći faktori okoline koji uzrokuju promjene pigmenta, a također može poboljšati disperzibilnost i topljivost pigmenata topivih u ulju u vodenim otopinama.
04.Mikrokapsuliranje probiotika
Aktivnost probiotičkih proizvoda će biti smanjena pod dejstvom želučane kiseline, a tehnologija mikrokapsuliranja može zaštititi probiotike od nepovoljnog okruženja. Materijali za crijevne zidove se koriste kako bi se spriječilo oštećenje želučanog soka, kako bi što više živih bakterija dospjelo do crijeva, što je zaista korisno za zdravlje.
05.Mikrokapsuliranje antioksidansa
Antioksidansi kao što su vitamini, flavonoidi, polifenoli čaja, BHT, itd. imaju široku primjenu u hrani, ali su te tvari relativno nestabilne i lako podliježu vanjskom okruženju. Stoga je potrebno promijeniti njihova karakteristična svojstva kroz tehnologiju mikrokapsuliranja.
06.Mikrokapsuliranje sredstava za zakiseljavanje i zaslađivača
Kiseline mogu potaknuti oksidaciju hrane, utjecati na izvorni pH hrane i uzrokovati kvarenje hrane. Stoga se sredstva za zakiseljavanje mogu inkapsulirati kroz tehnologiju mikrokapsuliranja kako bi se izbjegao direktan kontakt s hranom i produžio vijek trajanja hrane.
Proizvodnja mikrokapsuliranih sredstava za zakiseljavanje obično koristi fizičke metode, kao što je korištenje hidrogeniziranih ulja, masnih kiselina i drugih materijala za kapsuliranje zakiseljenih sredstava i njihovo hlađenje kako bi se formirale mikrokapsule. Ova tehnologija se široko koristi u preradi nadjeva za pite, praha za peciva, čvrstih napitaka i mesa.
Mikrokapsulirani zaslađivači mogu smanjiti higroskopnost, poboljšati tečnost i produžiti slatkoću. Zaslađivač u Wrigley's žvakaćim gumama je mikrokapsula obložena stvrdnutim uljem, što poboljšava stabilnost i vrijeme skladištenja.
07.Mikrokapsuliranje sredstava za dizanje
Korištenje tehnologije mikrokapsuliranja za kapsuliranje sredstava za dizanje može dovesti do toga da sredstva za dizanje reagiraju samo pod odgovarajućim uvjetima kako bi se izbjegle reakcije prije pečenja.
08.Mikrokapsuliranje enzimskih preparata
Enzimski preparati se široko koriste u hrani, ali se lako oštećuju od spoljašnje sredine. Stoga se određene polimerne tvari mogu koristiti kao zidni materijali za kapsuliranje raznih enzima u obliku mikrokapsula u polupropusnim membranama. Mikrokapsulirani enzimski preparati su napravljeni da održe aktivnost enzima, produže vreme delovanja i ostvare kontinuiranu enzimsku proizvodnju ili fermentaciju.
09.Mikrokapsuliranje konzervansa
Dodavanje konzervansa direktno u hranu utjecat će na kvalitetu proizvoda, tako da se ove tvari mogu mikrokapsulirati prije dodavanja u hranu. Korištenje stvrdnute masti kao materijala za zid za ugradnju sorbinske kiseline ne samo da može izbjeći direktan kontakt između sorbinske kiseline i mesnih proizvoda, već i polako oslobađa sorbinsku kiselinu kroz efekat produženog otpuštanja materijala zida kako bi igrao ulogu u očuvanju i sterilizaciji.
|
|
|
|
HSF-ova tehnologija mikrokapsuliranja
![]() |
![]() |
Za više detalja, kontaktirajte nas:
Email: sales@healthfulbio.com
Whatsapp: +86 18992720900










