复凝聚法制备微胶囊的研究进展

朱林 邴芮 程馨兰 刘素雅 郑晓瑜 万琪

【摘 要】本文引见了复凝聚法制备微胶囊的有关知识，分析了复凝聚法制备微胶囊的影响因素，并对主要影响微胶囊的因素进行简单分析，之后对目前复凝聚法的应用进行陈述，最后对复凝聚法制备微胶囊进行了展望。

【关键词】复凝聚法;微胶囊

引言

微胶囊是研究人员在上世纪30年代发现的一种精细聚合物材料，其是由精细高分子材料包裹内部物质而构成的球状颗粒，这种物质被研究人员称为微胶囊。而将物体进行微胶囊化不仅能够改变物质的一些物理性质，还可以控制芯材的释放，隔离组分，降低加工和保存过程的挥发损失[1]，自从微胶囊进入人类视觉领域后，其制备措施或进程成为众多研究者研究的重点，许多微胶囊的制备措施逐渐涌现。本文主要介绍了有关复合凝聚法制备微胶囊的知识与成果。复合凝聚法是制备微胶囊的主要方法之一，通过对其的了解与研究会对微胶囊的进一步发展产生重要意义。

1复凝聚法的制备

复凝聚法的两种壁材要在制备环境中能分别具有阳离子和阴离子，这样将其与芯材物质混合一起均质乳化得到混合液时，壁材便由于电荷之间的相互作用而进一步引起溶解度下降发生凝聚反应逐渐形成微胶囊[2]。

1.1以明胶-阿拉伯胶为壁材

以明胶-阿拉伯胶制备微胶囊的机理如下：明胶是一种具有两性离子电解质这种特殊性质的蛋白质，当它是在 pH 值约为 4.0 的水溶液时，明胶溶液含有最多的正电荷，阿拉伯胶是一种多糖。里面有大量的羧酸基团，在水溶液中带有较多的负电荷。因此，当有明胶和阿拉伯树胶混合在pH值为4.0左右的水溶液中时，明胶和阿拉伯树胶会因带反电荷而中和构成一种络合物沉淀出来形成微胶囊。而明胶作为胶原蛋白水解的产物，原料来源丰富，具备生物降解、生物相容性等优秀功能，因此成为广泛使用的微胶囊壁材。阿拉伯胶常与明胶一同运用，由于它在水中具备良好的溶解性和乳化性，能够增加植入过程中包埋材料的微囊化效率。盖旭[3]以明胶-阿拉伯胶为包覆材料微囊化芥末油，通过实验确定了芥末油微胶囊的最佳制备工艺，制得的微胶囊包埋率在92%以上，微胶囊表面光滑，粒径大小均匀。

1.2以壳聚糖-海藻酸钠为壁材

壳聚糖和海藻酸钠作为复合壁材具有制备过程温和，成囊速度快的优点，它们是优良且便宜的自然高分子材料。壳聚糖分子链中有大量的伯氨基，海藻酸钠分子链中有大量的羧基，所以壳聚糖和海藻酸钠能够通过正负电荷之间的吸引形成聚电解质膜，这种制备微胶囊的方法可以分为一步法，两步法和复合法[4]。彭勇刚[5]利用一步法制备金银花微胶囊，得到的微胶囊包埋率较高，机械强度好，可有效的提高金银花内部绿原酸物质的稳定性，可扩展其在中医临床与抗菌领域的应用。金言[6]以壳聚糖-海藻酸钠为包覆材料采用复合法微囊化丁香酚，所得的微胶囊产率与包埋率较高并提高了丁香酚的抗氧化能力。

1.3其它壁材制备微胶囊

壁材的选取将决定微胶囊性能的好坏，壁材的選择要看其所处制备环境以及芯材的性质，因此对于一些情况下利用明胶-阿拉伯胶以及壳聚糖-海藻酸钠作为基本壁材就有些不太适用，随着微胶囊复凝聚技术的深入与应用领域的蓬勃开展，越来越多的新型壁材因其独特的性能和适用性逐渐走进了研究者的视野。例如陈敦[7]首次利用假单胞菌胞外多糖和明胶作为包覆材料，通过复凝聚法将芯材红花油制备成具有抗氧化作用的微胶囊，实验结果证实制得的微胶囊包埋效果较高，颗粒均匀且壁材稳定不易破裂。

2影响复凝聚法制备微胶囊的一些因素

利用复凝聚法制备微胶囊的实验中会有许多因素对制备微胶囊产生影响，例如壁材种类、pH值、搅拌速度和反应温度以及时间等工艺参数，壁材种类具有低分子糖及其衍生物、蛋白质类、蜡及脂类等等，不同的壁材各有其独特的优缺点，可以根据芯材的种类选取适当的壁材，壁材浓度过高会难以形成均匀的微胶囊，过低会降低微胶囊产率以及包埋率，凝聚温度过高会破坏壁材与芯材的物质结构，降低芯材的活性，过低会使微胶囊强度硬度不够，芯材易漏出，因此在用复凝聚法制备微胶囊时除了要选择合适的壁材，对其它影响要素的参数确定也对微胶囊的成功制备起到重要作用，一般提高进行单因素实验与正交响应码实验确定各影响因素制备微胶囊的最佳参数，之后利用显微镜观察微胶囊形态、空囊率，粒径相似率、以包埋率等为评估指标，进一步确定所制备微胶囊的最佳工艺。

3.复凝聚法在油类微胶囊中的应用

李艳南[7]采用复合凝聚法来制备天然椰子油微胶囊，以包埋率为评价标准采用单因素实验确定了影响微胶囊因素的制备参数，进一步通过正交实验对天然椰子油微胶囊制备工艺进行优化，便于运输的同时保留了椰子中的有效成分与营养价值，为椰子油在市场中的进一步运用提供了理论依据。彭勇刚[8]以壳聚糖、海藻酸钠作为复合壁材微胶囊化艾蒿油，并将制得的微胶囊进行性能测试确定了微胶囊的最佳制备工艺，实验证明制得的微胶囊性能良好且具有较好的抑菌效果，应用前景广阔。

4结束语

复凝聚法制备微胶囊是一种很具有潜力的方法，随着越来越多的科学家对微胶囊技术的钻研不断深入，其制备工艺方法逐渐完善，虽然现阶段大多数微胶囊制品还停留在实验阶段，没有进行大规模应用，但进一步开发微胶囊技术的发展，扩大微胶囊的运用场所以及深入研究微胶囊理论对我国具有重大的意义。

参考文献：

[1]韩路路，毕良武，赵振东，李大伟. 微胶囊的制备方法研究进展[J]. 生物质化学工程，2011，45（03）：41-46.

[2]马铁铮，赵宏亮，王静. 复合凝聚法制备脂溶性食品配料微胶囊的壁材研究进展[J]. 食品工业科技，2016，37（13）：365-369+375.

[3]盖旭，李荣，姜子涛. 明胶-阿拉伯胶复凝聚法制备芥末油微胶囊[J]. 中国调味品，2013，38（09）：48-51

[4]许琳琳，郑文静，刘磊，李思佳，崔媛媛，刘容，孙卫东. 复凝聚法制备精油微胶囊的研究进展[J]. 中国调味品，2018，43（07）：165-169.

[5]彭勇刚，周永生，纪俊玲，徐瑞鹏，施建平. 海藻酸钠-壳聚糖-金银花提取物微胶囊的制备及性能研究[J]. 印染助剂，2015，32（12）：15-18.

[6]金言. 壳聚糖与海藻酸钠的复凝聚及其微囊的制备[D].黑龙江大学，2013.

[7]陈敦. 假单胞菌胞外多糖为壁材制备红花油微胶囊的研究[D].大连工业大学，2014.

[8]李艳南，宋菲，王挥，邓福明，沈晓君，吕方方，赵松林. 复合凝聚法制备天然椰子油微胶囊[J]. 中国油脂，2018，43（01）：94-98+120.

基金项目：

黑龙江省大学生创新创业训练计划项目（s202110214015）

作者简介：

朱林（2001-）、男，山东省临沂人，在读本科生，专业为材料成型及控制工程专业。