CN101844061B - 一种以ssos为壁材的微胶囊制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种以SSOS为壁材的微胶囊制备方法，其工艺上更为简单，包封效果也更为理想，以辛烯基琥珀酸淀粉酯作为微胶囊化的壁材，将芯材与SSOS的糊液进行搅拌乳化，然后加入凝聚剂和交联剂，使SSOS沉积并固化于芯材形成表面微胶囊，与传统的凝聚法相比，SSOS可自发地沉积在油水界面，且不需外加乳化剂，不但克服了传统的凝聚法容易发生壁材聚合物主体凝聚的缺点，得到更高的包封率，而且避免了乳化剂残留的问题。

Description

一种以SSOS为壁材的微胶囊制备方法

技术领域

本发明涉及微胶囊制备技术，具体地说是一种以SSOS为壁材的微胶囊制备方法——自乳化-凝聚法。

背景技术

辛烯基琥珀酸淀粉酯(SSOS)是一种优良的高分子乳化剂，具有无毒、无异味、可降解等优点，由于其可在水包油型(O/W)乳液的油水界面形成一层坚韧的界面膜，因此不但可使乳液具有极高的稳定性，而且是一种性能优良的微胶囊壁材(文献1.袁长贵，邓林伟，杨艳，陈永富.辛烯基琥珀酸淀粉酯作为微胶囊壁材的应用研究.中国食品添加剂：2008年第1期：91-95)。

目前以SSOS为壁材的微胶囊化方法主要为喷雾干燥法，(文献2.Drusch S.，Schwarz K..Microencapsulation properties of twodifferent types of n-octenylsuccinate-derivatised starch.EuropeanFood Research and Technology.2006 Volume 222：Pages 155-164；文献3.Krishnan S.，Kshirsagar A.C.，Singhal R.S..The use of gumarabic and modified starch in the microencapsulation of a foodflavoring agent.Carbohydrate Polymers.2005 Volume 62：Pages309-315；文献4.Loksuwan J..Characteristics of microencapsulatedβ-carotene formed by spray drying with modified tapioca starch，native tapioca starch and maltodextrin.Food Hydrocolloid..2007Volume 21：928-935)但该法不能用于温度敏感的物质的微胶囊化。本发明以SSOS为壁材，采用一种新的方法——自乳化-凝聚法进行油溶性物质的微胶囊化，传统的凝聚法一般需外加乳化剂(文献5.朱晓丽，顾相伶，***，孔祥正.单凝聚与复凝聚法制备昆虫激素十二醇微胶囊及其释放行为.高分子学报.2007年第5期：294-300)，一方面容易发生聚合物主体的凝聚，另一方面微胶囊产品中会有乳化剂残留。SSOS兼具壁材和乳化剂功能，由于SSOS的乳化特性，具有自发聚集在油水界面处的趋势，因此，当加入凝聚剂使其溶解度下降而发生沉积时，这种沉积更趋于发生在油相芯材的表面，从而可以达到很高的微胶囊收率及包封率；同时也避免了乳化剂对产品的污染。

发明内容

针对以SSOS为壁材的现有微胶囊制备方法——喷雾干燥法存在的上述问题，本发明设计一种以SSOS为壁材的新的微胶囊制备方法——自乳化-凝聚法。由于SSOS具有两亲性，因此在形成乳液时可自发聚集在油水界面处，当加入凝聚剂后，SSOS更易沉积在油相芯材的表面而形成微胶囊，如图1所示。该方法操作简单、工艺参数控制容易、微胶囊化包封率高。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种以SSOS为壁材的微胶囊制备方法，

以辛烯基琥珀酸淀粉酯SSOS为壁材，在搅拌条件下使SSOS的溶液和油溶性的芯材物质形成稳定乳液，然后向其中加入凝聚剂和交联剂进行凝聚和交联反应，使SSOS沉积在油水界面处从而形成微胶囊。

油溶性芯材与SSOS的质量比为1-5；凝聚剂为中性盐溶液，通常为硫酸铵，硫酸镁、硫酸钠或氯化钠的饱和溶液，用量为乳液体积的60％-150％；交联剂为戊二醛或甲醛，用量为0.2-1.0g/g SSOS。

所述的SSOS取代度范围从0.01-0.15；SSOS溶液的浓度为2％-15％(w/v)；所述乳化过程的搅拌速度为400rpm-1500rpm；凝聚和交联反应过程的搅拌速度为200rpm-500rpm。用加热糊化或冷水直接溶解的方法配制浓度在2％-15％(w/v)。

具体为：

1.SSOS的溶液的制备：用加热糊化或冷水直接溶解的方法配制浓度在2％-15％(w/v)之间，取代度在0.01-0.15之间的SSOS糊液；

2.按芯壁比1∶1-1∶5(w/w)的比例向糊液中加入油溶性芯材物质；

3.使用机械搅拌在400rpm-1500rpm的转速下搅拌乳化30min；

4.乳化结束后在200rpm-500rpm的搅拌转速下向乳液中滴加乳液体积60％-150％凝聚剂，滴加时间控制在30-120分钟；

5.加入SSOS质量20％-100％(w/w)的交联剂进行交联固化1hr，即可得到包裹了芯材的SSOS微胶囊悬浮液。

所述油溶性芯材物质可为油溶性有机农药、油溶性药物、油溶性香精或香料、油溶性功能性食品添加剂等。这是由于SSOS材料本身就是一种水包油的表面活性剂，能够在形成水包油乳液时自发聚集在油水界面处，当加入凝聚剂后，SSOS即沉积在油相芯材的表面而形成微胶囊。因此，从该制备工艺适用于所有油溶性物质的包埋。

本发明的优点：

1.克服了喷雾干燥法不适用于温度敏感物质的缺点；

2.壁材SSOS为高分子表面活性剂，具有优异的乳化稳定性，加入凝聚剂时更容易形成微胶囊，因此操作控制容易，微胶囊包封率高达95％以上；

3.以无毒、可降解，生物相容性好的SSOS为微胶囊壁材进行油溶性物质的微胶囊化，适用范围广，可广泛用于农药，香精香料、功能性食品添加剂、油溶性药物等；

4.微胶囊产品中没有常规乳化剂的残留；

5.可通过调整搅拌速度、芯壁比、SSOS取代度、浓度等参数对微胶囊的粒径、载药量等进行调节，以适用于不同物质包埋的需要。

附图说明

图1为本发明的原理示意图。

图2为实施例6制备得到的包埋有磷酸三丁酯的微胶囊显微照片。

具体实施方式

本发明工艺上更为简单，包封效果也更为理想，其以辛烯基琥珀酸淀粉酯(SSOS)作为微胶囊化的壁材，将芯材与SSOS的糊液进行搅拌乳化，然后加入凝聚剂和交联剂，使SSOS沉积并固化于芯材形成表面微胶囊，与传统的凝聚法相比，SSOS可自发地沉积在油水界面，且不需外加乳化剂，不但克服了传统的凝聚法容易发生壁材聚合物主体凝聚的缺点，得到更高的包封率，而且避免了乳化剂残留的问题。

实施例1

①用加热糊化的方法配制4％的取代度为0.015的高粘度SSOS糊液；

②以榄香烯为芯材，按榄香烯/SSOS质量比为2/1的比例将榄香烯加入SSOS溶液中；

③使用机械搅拌在1200rpm的转速下搅拌乳化30min

④乳化结束后在200rpm的搅拌转速下向乳液中滴加乳液体积60％的凝聚剂饱和硫酸铵，滴加时间为60min；

⑤加入的交联剂戊二醛用量为1.0g/gSSOS，进行交联固化1hr，得到榄香烯的SSOS微胶囊分散液。

实施例2

①用加热糊化的方法配制3％的取代度为0.117的高粘度SSOS糊液；

②以莪术油为芯材，按莪术油/SSOS质量比为3/1的比例将莪术油加入SSOS溶液中；

③使用机械搅拌在1000rpm的转速下搅拌乳化30min

④乳化结束后在450rpm的搅拌转速下向乳液中滴加乳液体积90％的凝聚剂饱和氯化钠，滴加时间为60min；

⑤加入的交联剂戊二醛用量为0.3g/gSSOS，进行交联固化1hr，得到莪术油的SSOS微胶囊分散液。

实施例3

①用加热糊化的方法配制6％的取代度为0.049的高粘度SSOS糊液；

②以月见草油为芯材，按月见草油/SSOS质量比为1.5/1的比例将月见草油加入SSOS溶液中；

③使用机械搅拌在600rpm的转速下搅拌乳化30min

④乳化结束后在350rpm的搅拌转速下向乳液中滴加乳液体积1.3倍的凝聚剂饱和氯化钠，滴加时间为60min；

⑤加入的交联剂戊二醛用量为0.4g/gSSOS，进行交联固化1hr，得到月见草油的SSOS微胶囊分散液。

实施例4

①用冷水直接溶解的方法配制10％的取代度为0.01的低粘度SSOS糊液；

②以43.6％的维生素E石油醚溶液为芯材，按维生素E溶液/SSOS质量比为1/1的比例将维生素E溶液加入SSOS溶液中；

③使用机械搅拌在1500rpm的转速下搅拌乳化30min

④乳化结束后在500rpm的搅拌转速下向乳液中滴加乳液等体积的凝聚剂饱和氯化钠，滴加时间为45min；

⑤加入的交联剂戊二醛用量为0.6g/gSSOS，进行交联固化1hr，得到维生素E溶液的SSOS微胶囊分散液。

实施例5

①用冷水直接溶解的方法配制8％的取代度为0.057的低粘度SSOS糊液；

②以橘子油香精为芯材，按橘子油香精/SSOS质量比为4/1的比例将橘子油香精加入SSOS溶液中；

③使用机械搅拌在800rpm的转速下搅拌乳化30min

④乳化结束后在400rpm的搅拌转速下向乳液中滴加乳液体积1.5倍的凝聚剂饱和硫酸钠，滴加时间为60min；

⑤加入的交联剂戊二醛用量为0.5g/gSSOS，进行交联固化1hr，得到橘子油香精的SSOS微胶囊分散液。

实施例6

①用加热糊化的方法配制3％的取代度为0.050的高粘度SSOS糊液；

②以磷酸三丁酯为芯材，按磷酸三丁酯/SSOS质量比为5/1的比例将磷酸三丁酯加入SSOS溶液中；

③使用机械搅拌在500rpm的转速下搅拌乳化30min

④乳化结束后在250rpm的搅拌转速下向乳液中滴加与乳液体积相同的凝聚剂饱和硫酸镁，滴加时间为15min；

⑤加入的交联剂甲醛用量为0.7g/gSSOS，进行交联固化1hr，得到磷酸三丁酯的SSOS微胶囊分散液。

实施例7

①用冷水直接溶解的方法配制12％的取代度为0.150的低粘度SSOS糊液；

②以对硫磷为芯材，按对硫磷/SSOS质量比为2/1的比例将对硫磷加入SSOS溶液中；

③使用机械搅拌在800rpm的转速下搅拌乳化30min

④乳化结束后在300rpm的搅拌转速下向乳液中滴加乳液体积1.1倍的凝聚剂饱和硫酸钠，滴加时间为60min；

⑤加入的交联剂甲醛用量为0.2g/gSSOS，进行交联固化1hr，得到对硫磷的SSOS微胶囊分散液。

实施例8

①用加热糊化的方法配制2％的取代度为0.132的高粘度SSOS糊液；

②以葡萄籽油为芯材，按葡萄籽油/SSOS质量比为2/1的比例将葡萄籽油加入SSOS溶液中；

③使用机械搅拌在700rpm的转速下搅拌乳化30min

④乳化结束后在250rpm的搅拌转速下向乳液中滴加乳液体积80％倍的凝聚剂饱和氯化钠，滴加时间为60min；

⑤加入的交联剂戊二醛用量为0.8g/gSSOS，进行交联固化1hr，得到葡萄籽油的SSOS微胶囊分散液。

实施例9

①用冷水直接溶解的方法配制15％的取代度为0.021的低粘度SSOS糊液；

②以农药嘧霉胺50％的正辛醇溶液为芯材，按嘧霉胺溶液/SSOS质量比为2/1的比例将嘧霉胺溶液加入SSOS溶液中；

③使用机械搅拌在1200rpm的转速下搅拌乳化30min

④乳化结束后在500rpm的搅拌转速下向乳液中滴加乳液体积1.4倍的凝聚剂饱和硫酸镁，滴加时间为60min；

⑤加入的交联剂甲醛用量为0.3g/gSSOS，进行交联固化1hr，得到嘧霉胺溶液的SSOS微胶囊分散液。

实施例10

①用加热糊化的方法配制5％的取代度为0.029的高粘度SSOS糊液；

②以玫瑰香精为芯材，按玫瑰香精/SSOS质量比为3/1的比例将玫瑰香精加入SSOS溶液中；

③使用机械搅拌在600rpm的转速下搅拌乳化30min

④乳化结束后在300rpm的搅拌转速下向乳液中滴加乳液体积1.2倍的凝聚剂饱和硫酸铵，滴加时间为60min；

⑤加入的交联剂戊二醛用量为0.6g/gSSOS，进行交联固化1hr，得到玫瑰香精的SSOS微胶囊分散液。

实施例11

①用加热糊化的方法配制6％的取代度为0.049的高粘度SSOS糊液；

②以紫三醇为芯材，按紫三醇/SSOS质量比为1.5/1的比例将紫三醇加入SSOS溶液中；

③使用机械搅拌在900rpm的转速下搅拌乳化30min

④乳化结束后在350rpm的搅拌转速下向乳液中滴加乳液体积1.5倍的凝聚剂饱和硫酸钠，滴加时间为60min；

●加入的交联剂戊二醛用量为0.6g/gSSOS，进行交联固化1hr，得到紫三醇的SSOS微胶囊分散液。

Claims (7)

1.一种以SSOS为壁材的微胶囊制备方法，其特征在于：

以辛烯基琥珀酸淀粉酯SSOS为壁材，在搅拌条件下使SSOS的溶液和油溶性的芯材物质形成稳定乳液，向其中加入凝聚剂进行凝聚反应，然后再和交联剂进行交联反应，使SSOS沉积在油水界面处从而形成微胶囊。

2.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于：油溶性芯材与SSOS的质量比为1-5；凝聚剂为无机盐溶液，用量为乳液体积的60％-150％；交联剂为戊二醛或甲醛，用量为0.2-1.0g/g SSOS。

3.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述凝聚剂为硫酸铵、硫酸镁、硫酸钠或氯化钠的饱和溶液。

4.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的SSOS取代度范围从0.01-0.15；SSOS溶液的浓度为2％-15％w/v。

5.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于：乳化过程的搅拌速度为400rpm-1500rpm；凝聚和交联反应过程的搅拌速度为200rpm-500rpm。

6.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于：SSOS的溶液的制备过程为，用加热糊化或冷水直接溶解的方法配制，浓度在2％-15％w/v。

7.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述油溶性芯材物质为油溶性药物或油溶性功能性食品添加剂。

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