微膠囊包填機(jī)是指將固體、液體或氣體物料包埋、封存在一種微型膠囊內(nèi)成為一種固體微粒產(chǎn)品的機(jī)器。微膠囊包填機(jī)可保護(hù)被包埋的物料,使之與不良的外界環(huán)境隔絕,保持其原有的色、香、味、性能和生理活性,防止其營養(yǎng)物質(zhì)的破壞和損失。近年來微膠囊包填機(jī)技術(shù)發(fā)展迅速,已在食品、醫(yī)藥、飼料、精細(xì)化工及機(jī)械制造業(yè)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用;特別是在食品工業(yè)中的應(yīng)用,有力地推動了新型食品添加劑的開發(fā)和合理使用。
食品添加劑微膠囊化的作用
食品添加劑經(jīng)微膠囊化處理后,通過改變物質(zhì)的色澤、形狀、質(zhì)量和體積等,能大地提高其穩(wěn)定性和儲藏性,從而控制釋放,確保持久穩(wěn)定地發(fā)揮作用;降低揮發(fā),延長保質(zhì)期與儲藏時間。掩蓋不良風(fēng)味,降低揮發(fā)性。部分食品添加劑,因帶明顯的異味或色澤,會影響被添加食品的品質(zhì),若將這些添加劑制成微膠囊粒,既可掩蓋其所帶來的不良口味與色澤,又能改善它在食品工業(yè)上的應(yīng)用;部分易揮發(fā)的食品添加劑,如香味料的香味,經(jīng)微膠囊化后還可抑制揮發(fā),減少它在儲存加工時的揮發(fā)損失。
提高穩(wěn)定性,避免發(fā)生不良化學(xué)反應(yīng)。有些食品添加劑不穩(wěn)定,需經(jīng)微膠囊化來隔離其與外界環(huán)境的接觸,才能大限度地保持原有的性能和生理活性;有些食品添加劑加入豐富的食品配料系統(tǒng)中會對某種配料造成不良影響,或相互發(fā)生化學(xué)反應(yīng),而經(jīng)微膠囊包填機(jī)處理后,可避免這種現(xiàn)象的發(fā)生。
控制釋放,延長作用時間。在食品添加劑中,利用控制釋放可滯留一些揮發(fā)性化合物,使其在條件下釋放,確保持久穩(wěn)定地發(fā)揮作用。對于酸味劑來說,在加工初始就與其他配料相混合,可能會使部分配料(如蛋白質(zhì))發(fā)生變性而影響產(chǎn)品的質(zhì)地,而經(jīng)微膠囊化后即可控制它在需要時再釋放出來;飲料工業(yè)上部分防腐劑與酸味劑的直接作用往往會引起失效,如將苯甲酸鈉微膠囊化后可增強(qiáng)對酸的忍耐性,并可設(shè)計在下釋放出來發(fā)揮防腐作用,從而延長其防腐作用的時間。降低食品添加劑的毒性。利用微膠囊控制釋放技術(shù),可使食品添加劑中的有毒成分遺留在壁材內(nèi)而不被揮發(fā)出來,從而降低某些食品添加劑的毒性。
微膠囊化用材選擇
微膠囊粒子一般由芯材和壁材所組成。在食品工業(yè)中,微膠囊粒子的大小一般為5~200μm。當(dāng)粒徑<5μm時,會因布朗運(yùn)動加劇而很難收集到;當(dāng)粒徑>300μm時,其表面靜電摩擦系數(shù)會突然減小,而失去膠囊的作用;膠囊壁的厚度一般為0.2~10μm。
芯材選擇
微膠囊內(nèi)部被包埋的物質(zhì)叫芯材。它可以是固體、液體或氣體,也可以是混合物。
一般在食品工業(yè)中,氣體芯材即為香味料、香味之類易揮發(fā)的配料或添加劑。在不同的行業(yè)、不同的用途中,芯材的物質(zhì)也有很多。與食品
添加劑有關(guān)的芯材有以下幾種:
香味料香料。如橘子香味料、檸檬香味料、薄荷油、冬青油等。
酸味劑。如檸檬酸、乳酸、酒石酸、磷酸、醋酸等。
甜味劑。如甜味素、甜菊苷、阿斯芭甜等。
防腐劑。如苯甲酸鈉、山梨酸等。
壁材選擇
微膠囊外部包裹的材料為壁材。針對不同的芯材和不同的用途,可以選用一種或幾種復(fù)合壁材進(jìn)行包埋。一般情況下,油溶性芯材選用水溶性壁材,水溶性芯材選用油溶性壁材。一般選用壁材原則是,既能與芯材相配,但又不會發(fā)生化學(xué)變化,并能滿足食品衛(wèi)生要求,具有滲透性、吸濕性、穩(wěn)定性。在食品工業(yè)上可使用的壁材有:
植物膠。如卡拉膠、阿拉伯膠、海藻酸鈉等。
淀粉。如玉米淀粉、交聯(lián)改性淀粉、接枝共聚淀粉等。
多糖。如黃原膠、殼聚糖等。
纖維素。如羥甲基纖維素、羥乙基纖維素等。