ไมโครแคปซูลและเทคโนโลยีไมโครแคปซูล
01.ไมโครแคปซูล
หมายถึงภาชนะขนาดเล็กหรือบรรจุภัณฑ์ที่มีเปลือกโพลีเมอร์ โดยทั่วไปขนาดจะอยู่ในช่วงตั้งแต่ 5-200μm และรูปร่างจะแตกต่างกันไป ขึ้นอยู่กับวัตถุดิบและวิธีการเตรียม
02.เทคโนโลยีไมโครแคปซูล
หมายถึงเทคโนโลยีการห่อหุ้มของแข็ง ของเหลว หรือก๊าซในแคปซูลขนาดเล็กและปิดผนึก เพื่อให้สามารถปล่อยออกมาในอัตราที่ควบคุมภายใต้เงื่อนไขเฉพาะเท่านั้น
ในบรรดาสารเหล่านั้น สารห่อหุ้มเรียกว่าวัสดุหลัก ซึ่งรวมถึงรสชาติและน้ำหอม สารเพิ่มความเป็นกรด สารให้ความหวาน เม็ดสี ไขมัน วิตามิน แร่ธาตุ เอนไซม์ จุลินทรีย์ ก๊าซ และสารเติมแต่งอื่นๆ วัสดุที่ห่อหุ้มวัสดุแกนกลางเพื่อให้ได้เจลแบบไมโครแคปซูลเรียกว่าวัสดุผนัง
03.วัสดุผนัง
โพลีเมอร์ธรรมชาติ โพลีเมอร์กึ่งสังเคราะห์ และโพลีเมอร์สังเคราะห์สามารถใช้เป็นวัสดุห่อหุ้มไมโครแคปซูลได้ ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของสารห่อหุ้ม (แกนแคปซูล) วัสดุแกนที่ละลายในน้ำมันจำเป็นต้องเลือกวัสดุผนังที่ละลายน้ำได้ และวัสดุแกนที่ละลายน้ำได้จำเป็นต้องเลือกวัสดุผนังที่ละลายในน้ำมัน นั่นคือ วัสดุแกนและ วัสดุผนังไม่ละลายน้ำและไม่ทำปฏิกิริยา
วัสดุผนังไมโครแคปซูลควรเป็นไปตามมาตรฐานวัตถุเจือปนอาหารแห่งชาติ ไม่เป็นพิษ มีคุณสมบัติในการขึ้นรูปฟิล์มที่ดี มีความลื่นไหลและดูดความชื้นต่ำ และไม่ควรทำปฏิกิริยาทางเคมีกับวัสดุแกนกลาง

ดังนั้นวัสดุผนังจึงมักแบ่งออกได้เป็นประเภทต่างๆ ดังนี้
|
หมวดหมู่ |
สาร |
|
วัสดุโพลีเมอร์ธรรมชาติ |
แป้ง, ซูโครส, มอลโตเด็กซ์ตริน, น้ำเชื่อมข้าวโพด, เซลลูโลส, ไคโตซาน, โปรตีนจากถั่วเหลือง, เวย์โปรตีน, ไกลอาดิน, พาราฟินขัดสน, กรดสเตียริก, เลซิติน, อัลจิเนต, กัมอารบิก, เจลาติน, วุ้น ฯลฯ |
|
วัสดุโพลีเมอร์กึ่งสังเคราะห์ |
เมทิลเซลลูโลส, เอทิลเซลลูโลส, คาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส, ไนโตรเซลลูโลส, ไฮดรอกซีโพรพิลเซลลูโลส, แป้งดัดแปร ฯลฯ |
|
วัสดุโพลีเมอร์สังเคราะห์ |
โพลีเอทิลีน, โพลีไวนิลคลอไรด์, โพลีสไตรีน, โพลีบิวทาไดอีน, โพลีเอไมด์, โพลีเอสเตอร์, โพลิอีเทอร์, โพลีอะคริลาไมด์, ยางสังเคราะห์, กรดโพลีอะมิโน, กรดโพลีอะคริลิก ฯลฯ |
สัณฐานวิทยาของไมโครแคปซูล
เนื่องจากวัสดุแกนกลาง วัสดุผนัง และวิธีการไมโครแคปซูลที่แตกต่างกัน ขนาด สัณฐานวิทยา และโครงสร้างของไมโครแคปซูลจึงแตกต่างกันอย่างมาก เส้นผ่านศูนย์กลางอนุภาคของไมโครแคปซูลมีตั้งแต่ไม่กี่ไมครอนไปจนถึงหลายพันไมครอน โดยทั่วไปคือ 5 ถึง 200um และความหนาของผนังแคปซูลคือ 0.5 ถึง 150um ในปัจจุบัน ไมโครแคปซูลขนาดมิลลิเมตรที่มีขนาดตั้งแต่หลายมิลลิเมตรไปจนถึงไมโครแคปซูลขนาดนาโนเมตรที่มีขนาดตั้งแต่ 0.1 ถึง 1 นาโนเมตร ได้เกิดขึ้นแล้ว

ขนาดของไมโครแคปซูลที่เตรียมโดยวิธีการต่างๆ หลายวิธีแสดงไว้ในตารางต่อไปนี้:
|
วิธีการไมโครเอนแคปซูเลชัน |
ช่วงขนาดอนุภาค (um) |
|
การอบแห้งแบบสเปรย์ |
20-150 |
|
เคลือบกันสะเทือนอากาศ |
50-10000 |
|
วิธีถุงหม้อ |
>500 |
|
การแข็งตัวแบบเดี่ยว/แบบซับซ้อน |
1-500 |
|
ไลโปโซม |
0.1-1 |
|
เทคโนโลยีนาโนไมโครแคปซูล |
<0.1 |
วิธีการเทคโนโลยีไมโครแคปซูล
เทคโนโลยีไมโครแคปซูลมีหลายวิธี แต่การใช้งานในอุตสาหกรรมอาหารส่วนใหญ่รวมถึงการพอลิเมอไรเซชันแบบพอลิเมอไรเซชันแบบพอลิเมอไรเซชัน วิธีรูแหลม วิธีการทำแห้งแบบสเปรย์ วิธีทำความเย็นแบบสเปรย์ วิธีการอัดขึ้นรูป และวิธีการแขวนลอยด้วยอากาศ
01.วิธีการพอลิเมอไรเซชันระหว่างผิวหน้า
วัสดุแกนกลางจะถูกทำให้เป็นอิมัลชันด้วยอิมัลซิไฟเออร์ที่เหมาะสม และเติมลงในสารละลายวัสดุผนัง สารตั้งต้นจะถูกเติมเพื่อเริ่มปฏิกิริยาโพลีเมอไรเซชัน โดยจะเกิดฟิล์มโพลีเมอร์ขึ้นบนพื้นผิวของหยด จากนั้นไมโครแคปซูลจะถูกแยกออกจากเฟสน้ำมันหรือเฟสน้ำ ไมโครแคปซูลที่เตรียมโดยวิธีนี้มีความหนาแน่นที่ดี มีสภาวะการเกิดปฏิกิริยาไม่รุนแรงและมีอัตราการเกิดปฏิกิริยาเร็ว
02.วิธีการเจาะรูแบบแหลมคม
ขั้นแรก วัสดุแกนกลางจะถูกละลายในสารละลายวัสดุผนัง จากนั้นจึงแข็งตัวและขึ้นรูปด้วยภาชนะบางประเภท และเติมลงในของเหลวที่ทำให้แข็งตัว มันถูกทำให้แข็งตัวและขึ้นรูปโดยการตกตะกอนร่วม และใช้การทำให้แห้งแบบสุญญากาศเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ไมโครแคปซูล โดยปกติแล้ว สารบ่มจะถูกเติมเข้าไปหรือมีการใช้การควบแน่นด้วยความร้อน และการบ่มสามารถทำได้โดยการทำให้เกิดปฏิกิริยาเชิงซ้อนกับโพลีเมอร์ที่มีประจุต่างกัน
03.วิธีการอบแห้งแบบพ่นฝอย
วัสดุแกนกลางจะถูกเพิ่มลงในสารละลายวัสดุผนังที่เป็นของเหลวก่อนเพื่อสร้างระบบกระจายความร้อน และพ่นแห้งด้วยลมร้อนเพื่อระเหยวัสดุผนังและยึดเมมเบรนแคปซูลไว้เพื่อสร้างสารที่ต้องการ วิธีนี้เหมาะสำหรับสารที่ไวต่อความร้อน ซึ่งมีต้นทุนต่ำและกระบวนการที่เรียบง่าย แต่สารออกฤทธิ์จะถูกยับยั้งได้ง่าย อัตราการห่อหุ้มต่ำ และการใช้พลังงานสูง
04.วิธีทำความเย็นแบบหมอก
วัสดุแกนกลางผสมกับน้ำมันหลอมเหลวเพื่อสร้างของเหลวหลอมเหลว และหลังจากสร้างอนุภาคขนาดเล็กของไมโครแคปซูลด้วยเครื่องฉีดน้ำ วัสดุผนังจะถูกทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็วด้วยอากาศเย็นเพื่อแข็งตัวเป็นไมโครแคปซูล วิธีนี้เหมาะสำหรับสารที่ไวต่อความร้อนเพื่อปกป้องการทำงานของวัสดุแกนกลาง
05.วิธีการอัดขึ้นรูป
วัสดุแกนกลางจะกระจายตัวอยู่ในวัสดุน้ำตาลละลาย จากนั้นจึงใส่ลงในสารละลายการคายน้ำหลังจากการอัดขึ้นรูปและการวาด วัสดุน้ำตาลแข็งตัวและมีวัสดุแกนกลางฝังอยู่ในนั้น จากนั้นจะได้ผลิตภัณฑ์ไมโครแคปซูลโดยการบด แยกและทำให้แห้ง วัสดุผนังของกระบวนการนี้โดยทั่วไปจะใช้ซูโครส มอลโตเด็กซ์ตริน และแป้งดัดแปร ซึ่งส่วนใหญ่จะใช้สำหรับเทคโนโลยีไมโครเอนแคปซูเลชัน เช่น วัสดุแต่งกลิ่นรสและน้ำมันหอมระเหย แต่มีอัตราการฝังต่ำ
06.วิธีการระงับอากาศ
ขั้นแรก วัสดุแกนที่เป็นเม็ดแข็งจะถูกกระจายและแขวนลอยอยู่ในกระแสลมของตัวพา จากนั้นวัสดุผนังจะถูกพ่นบนวัสดุแกนที่หมุนเวียนอยู่ในห้องห่อหุ้ม วัสดุห่อหุ้มจะถูกแขวนไว้ตามการไหลของอากาศที่เพิ่มขึ้น และผลิตภัณฑ์จะถูกทำให้แห้งโดยอาศัยการควบคุมความชื้นของกระแสลมของตัวพาเอง วิธีการนี้ใช้ได้กับบรรจุภัณฑ์ของวัสดุแกนแข็งเท่านั้น และโดยทั่วไปใช้สำหรับรสชาติ เครื่องเทศ และวิตามินที่ละลายในไขมัน

การประยุกต์เทคโนโลยีไมโครเอนแคปซูเลชันในอุตสาหกรรมอาหาร
เนื่องจากข้อได้เปรียบที่เป็นเอกลักษณ์ เทคโนโลยีไมโครเอนแคปซูเลชันจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอาหารประเภทต่างๆ ซึ่งประสบความสำเร็จในการแก้ปัญหาที่กระบวนการแบบเดิมไม่สามารถแก้ไขได้ และส่งเสริมการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมอาหาร
01.ไมโครแคปซูลของน้ำมันและไขมัน
น้ำมันและไขมันเป็นสารสำคัญในชีวิตประจำวันของผู้คนและการแปรรูปอาหาร แต่พวกมันจะถูกออกซิไดซ์และเสื่อมสภาพได้ง่ายเพื่อให้ได้รสชาติที่ไม่ดี และมีความลื่นไหลต่ำ ซึ่งทำให้บรรจุภัณฑ์และการบริโภคไม่สะดวก ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใช้เทคโนโลยีไมโครเอนแคปซูเลชันเพื่อรักษาคุณสมบัติการทำงานไว้
02.การห่อหุ้มรสชาติและเครื่องเทศแบบไมโครแคปซูล
สารสกัดจากรสชาติและเครื่องเทศมีความผันผวนสูงและออกซิไดซ์ได้ง่ายเพื่อเปลี่ยนรสชาติ ดังนั้น เพื่อป้องกันการระเหยของรสชาติและปฏิกิริยากับสารอื่นๆ จึงสามารถใช้วิธีการห่อหุ้มแบบไมโครแคปซูลเพื่อแปลงเครื่องเทศเหลวให้เป็นผงแข็งได้ เพื่อปรับปรุงความเสถียรและการปฏิบัติจริง
โดยทั่วไปสามารถเลือกเจลาติน, หมากฝรั่งอารบิก, คาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส, เอทิลเซลลูโลส, เดกซ์ทริน ฯลฯ สามารถเลือกเป็นวัสดุผนังได้ และผลิตภัณฑ์ไมโครแคปซูลที่มีรสชาติและเครื่องเทศสามารถเตรียมได้โดยวิธีรูคม วิธีการอัดรีด วิธีทำแห้งแบบสเปรย์ วิธีทำความเย็นแบบสเปรย์ ฯลฯ
03.ไมโครแคปซูลของเม็ดสี
เม็ดสีที่กินได้หลายชนิดละลายได้ในน้ำมันและมีความคงตัวต่ำ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เม็ดสีธรรมชาติไวต่อแสง ความร้อน ออกซิเจน กรดและด่าง และมีแนวโน้มที่จะซีดจางหรือเปลี่ยนสีได้ง่าย Microencapsulation สามารถหลีกเลี่ยงปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของเม็ดสี และยังสามารถปรับปรุงการกระจายตัวและการละลายของเม็ดสีที่ละลายได้ในน้ำมันในสารละลายที่เป็นน้ำ
04.การห่อหุ้มไมโครโปรไบโอติก
กิจกรรมของผลิตภัณฑ์โปรไบโอติกจะลดลงภายใต้การกระทำของกรดในกระเพาะอาหาร และเทคโนโลยีไมโครแคปซูลสามารถปกป้องโปรไบโอติกจากสภาพแวดล้อมที่ไม่พึงประสงค์ได้ วัสดุผนังลำไส้ถูกนำมาใช้เพื่อป้องกันความเสียหายจากน้ำย่อย เพื่อให้แบคทีเรียที่มีชีวิตจำนวนมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้สามารถเข้าถึงลำไส้ได้ ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อสุขภาพอย่างแท้จริง
05.ไมโครแคปซูลของสารต้านอนุมูลอิสระ
สารต้านอนุมูลอิสระ เช่น วิตามิน ฟลาโวนอยด์ ชาโพลีฟีนอล BHT ฯลฯ มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอาหาร แต่สารเหล่านี้ค่อนข้างไม่เสถียรและได้รับผลกระทบจากสภาพแวดล้อมภายนอกได้ง่าย ดังนั้นจึงจำเป็นต้องเปลี่ยนคุณสมบัติเฉพาะผ่านเทคโนโลยีไมโครเอนแคปซูเลชัน
06.ไมโครแคปซูลของสารเพิ่มความเป็นกรดและสารให้ความหวาน
สารทำให้เป็นกรดสามารถส่งเสริมการเกิดออกซิเดชันของอาหาร ส่งผลต่อค่า pH ดั้งเดิมของอาหาร และทำให้อาหารเน่าเสีย ดังนั้นจึงสามารถห่อหุ้มสารที่เป็นกรดได้โดยใช้เทคโนโลยีไมโครแคปซูลเพื่อหลีกเลี่ยงการสัมผัสโดยตรงกับอาหารและยืดอายุการเก็บรักษาอาหาร
การผลิตสารเพิ่มความเป็นกรดที่ห่อหุ้มระดับไมโครมักจะใช้วิธีการทางกายภาพ เช่น การใช้น้ำมันที่เติมไฮโดรเจน กรดไขมัน และวัสดุอื่นๆ เพื่อห่อหุ้มสารที่เป็นกรดและทำให้เย็นลงเพื่อสร้างเป็นไมโครแคปซูล เทคโนโลยีนี้มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการแปรรูปไส้พาย ผงขนม เครื่องดื่มที่เป็นของแข็ง และเนื้อสัตว์
สารให้ความหวานที่ห่อหุ้มด้วยไมโครสามารถลดการดูดความชื้น เพิ่มความลื่นไหล และยืดอายุความหวานได้ สารให้ความหวานในหมากฝรั่งของ Wrigley นั้นเป็นไมโครแคปซูลที่เคลือบด้วยน้ำมันชุบแข็ง ซึ่งช่วยเพิ่มความเสถียรและระยะเวลาในการเก็บรักษา
07.ไมโครเอนแคปซูเลชันของหัวเชื้อ
การใช้เทคโนโลยีไมโครเอนแคปซูเลชันเพื่อห่อหุ้มสารหัวเชื้อสามารถทำให้สารหัวเชื้อทำปฏิกิริยาภายใต้สภาวะที่เหมาะสมเท่านั้น เพื่อหลีกเลี่ยงปฏิกิริยาก่อนอบ
08.ไมโครเอนแคปซูเลชันของการเตรียมเอนไซม์
การเตรียมเอนไซม์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอาหาร แต่ถูกทำลายได้ง่ายจากสภาพแวดล้อมภายนอก ดังนั้นสารโพลีเมอร์บางชนิดจึงสามารถใช้เป็นวัสดุผนังเพื่อห่อหุ้มเอนไซม์หลายชนิดในรูปของไมโครแคปซูลในเยื่อกึ่งซึมผ่านได้ การเตรียมเอนไซม์ไมโครแคปซูลถูกสร้างขึ้นเพื่อรักษาการทำงานของเอนไซม์ ยืดเวลาการออกฤทธิ์ และทำให้เกิดการผลิตหรือการหมักของเอนไซม์อย่างต่อเนื่อง
09.ไมโครแคปซูลสารกันบูด
การเติมสารกันบูดลงในอาหารโดยตรงจะส่งผลต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์ ดังนั้นสารเหล่านี้จึงสามารถห่อหุ้มในระดับไมโครก่อนที่จะเติมลงในอาหาร การใช้จาระบีชุบแข็งเป็นวัสดุผนังเพื่อฝังกรดซอร์บิกไม่เพียงแต่หลีกเลี่ยงการสัมผัสโดยตรงระหว่างกรดซอร์บิกและผลิตภัณฑ์จากเนื้อสัตว์เท่านั้น แต่ยังปล่อยกรดซอร์บิกอย่างช้าๆ ผ่านการปลดปล่อยอย่างต่อเนื่องของวัสดุผนังเพื่อมีบทบาทในการเก็บรักษาและการฆ่าเชื้อ
|
|
|
|
เทคโนโลยีไมโครแคปซูลของ HSF
![]() |
![]() |
สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติม โปรดติดต่อเรา:
อีเมล: sales@healthfulbio.com
วอทส์แอป: +86 18992720900










