朱林 邴芮 程馨蘭 劉素雅 鄭曉瑜 萬(wàn)琪

【摘 要】本文引見了復(fù)凝聚法制備微膠囊的有關(guān)知識(shí)，分析了復(fù)凝聚法制備微膠囊的影響因素，并對(duì)主要影響微膠囊的因素進(jìn)行簡(jiǎn)單分析，之后對(duì)目前復(fù)凝聚法的應(yīng)用進(jìn)行陳述，最后對(duì)復(fù)凝聚法制備微膠囊進(jìn)行了展望。

【關(guān)鍵詞】復(fù)凝聚法;微膠囊

引言

微膠囊是研究人員在上世紀(jì)30年代發(fā)現(xiàn)的一種精細(xì)聚合物材料，其是由精細(xì)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(jìn)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(jìn)入人類視覺領(lǐng)域后，其制備措施或進(jìn)程成為眾多研究者研究的重點(diǎn)，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(fù)合凝聚法制備微膠囊的知識(shí)與成果。復(fù)合凝聚法是制備微膠囊的主要方法之一，通過對(duì)其的了解與研究會(huì)對(duì)微膠囊的進(jìn)一步發(fā)展產(chǎn)生重要意義。

1復(fù)凝聚法的制備

復(fù)凝聚法的兩種壁材要在制備環(huán)境中能分別具有陽(yáng)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(shí)，壁材便由于電荷之間的相互作用而進(jìn)一步引起溶解度下降發(fā)生凝聚反應(yīng)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(jī)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(dāng)它是在 pH 值約為 4.0 的水溶液時(shí)，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(tuán)，在水溶液中帶有較多的負(fù)電荷。因此，當(dāng)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(shí)，明膠和阿拉伯樹膠會(huì)因帶反電荷而中和構(gòu)成一種絡(luò)合物沉淀出來(lái)形成微膠囊。而明膠作為膠原蛋白水解的產(chǎn)物，原料來(lái)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(yùn)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(shí)驗(yàn)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(fù)合壁材具有制備過程溫和，成囊速度快的優(yōu)點(diǎn)，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(fù)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(fù)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(jī)械強(qiáng)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(kuò)展其在中醫(yī)臨床與抗菌領(lǐng)域的應(yīng)用。金言[6]以殼聚糖-海藻酸鈉為包覆材料采用復(fù)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(duì)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(fù)凝聚技術(shù)的深入與應(yīng)用領(lǐng)域的蓬勃開展，越來(lái)越多的新型壁材因其獨(dú)特的性能和適用性逐漸走進(jìn)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(fù)凝聚法將芯材紅花油制備成具有抗氧化作用的微膠囊，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)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(fù)凝聚法制備微膠囊的一些因素

利用復(fù)凝聚法制備微膠囊的實(shí)驗(yàn)中會(huì)有許多因素對(duì)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(yīng)溫度以及時(shí)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(dú)特的優(yōu)缺點(diǎn)，可以根據(jù)芯材的種類選取適當(dāng)?shù)谋诓?，壁材濃度過高會(huì)難以形成均勻的微膠囊，過低會(huì)降低微膠囊產(chǎn)率以及包埋率，凝聚溫度過高會(huì)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(huì)使微膠囊強(qiáng)度硬度不夠，芯材易漏出，因此在用復(fù)凝聚法制備微膠囊時(shí)除了要選擇合適的壁材，對(duì)其它影響要素的參數(shù)確定也對(duì)微膠囊的成功制備起到重要作用，一般提高進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)與正交響應(yīng)碼實(shí)驗(yàn)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(píng)估指標(biāo)，進(jìn)一步確定所制備微膠囊的最佳工藝。

3.復(fù)凝聚法在油類微膠囊中的應(yīng)用

李艷南[7]采用復(fù)合凝聚法來(lái)制備天然椰子油微膠囊，以包埋率為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)采用單因素實(shí)驗(yàn)確定了影響微膠囊因素的制備參數(shù)，進(jìn)一步通過正交實(shí)驗(yàn)對(duì)天然椰子油微膠囊制備工藝進(jìn)行優(yōu)化，便于運(yùn)輸?shù)耐瑫r(shí)保留了椰子中的有效成分與營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，為椰子油在市場(chǎng)中的進(jìn)一步運(yùn)用提供了理論依據(jù)。彭勇剛[8]以殼聚糖、海藻酸鈉作為復(fù)合壁材微膠囊化艾蒿油，并將制得的微膠囊進(jìn)行性能測(cè)試確定了微膠囊的最佳制備工藝，實(shí)驗(yàn)證明制得的微膠囊性能良好且具有較好的抑菌效果，應(yīng)用前景廣闊。

4結(jié)束語(yǔ)

復(fù)凝聚法制備微膠囊是一種很具有潛力的方法，隨著越來(lái)越多的科學(xué)家對(duì)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(shí)驗(yàn)階段，沒有進(jìn)行大規(guī)模應(yīng)用，但進(jìn)一步開發(fā)微膠囊技術(shù)的發(fā)展，擴(kuò)大微膠囊的運(yùn)用場(chǎng)所以及深入研究微膠囊理論對(duì)我國(guó)具有重大的意義。

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[5]彭勇剛，周永生，紀(jì)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.

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

基金項(xiàng)目：

黑龍江省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（s202110214015）

作者簡(jiǎn)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)。