CN1015963B - 微包囊的制法 - Google Patents

Abstract

本制造微包囊方法包括溶解蜡或蜡与蛋白质的混合物于一有机溶剂与水的混合溶剂中，在45℃或更低温度下，用所得溶液润湿芯料粒子表面，以选择性地沉积蜡或蜡与蛋白质的混合物于所述粒子表面，并使之包涂于粒子表面。然后对含粒子的浆料进行溶剂脱除处理。

Description

本发明涉及微包囊的制法。更具体地说，本发明是涉及用蜡或蜡与蛋白质的混合物包涂的微包囊制法，此微包囊适用于饲料（特别是鱼苗饵料）、医药、食品、化学制品等。

正如Chemical    Engineering，46卷10期（1982）第547-551页（特别是548页）中“变更细粉表面的包囊技术”（Technique    for    Surface    Modification    of    Fine    Powder    by    Encapsulation）所介绍，已知有14种制备微包囊的常规方法，例如，界面聚合法、浸液干燥法等。

如上述文献所述，用这些方法制备的微包囊正在许多工业领域得到应用，如食品、医药、农业化学药品、饲料、香料、酶、活性炭等。在上述14种方法中，已知用蜡包涂芯料粒子的典型方法有，气相悬浮法（流体中涂层法）和熔化-分散-冷却法（喷涂和固化的造粒法）。

但上述方法有如下缺点：芯料粒子易于引起热变性;在粒子上形成的膜呈鳞状因而不均匀和为了在粒子上涂上一层完整的膜需要消耗大量的蜡。

美国专利4675236公开了单芯类微包囊及其制法。

此专利是涉及一种涂蜡微包囊，蜡涂层是采用在芯粒表面上的蜡粒一次熔化和接着把它们再固化的方法。

但从另一方面来看，同时用疏水性的蜡（特别是脂类）和亲水性的蛋白质包涂的微包囊及其制法，现在还不为人知。

本发明的目的就是为了解决常规方法中的上述缺欠而提出的微包 囊及其制法。

本发明的另一目的是提供微包囊的制法，即均匀地包涂蜡或蜡与蛋白质的混合物的微包囊制法。

根据本发明提供的微包囊，它包含5微米至5毫米的粒子，其上包涂一层蜡或蜡与蛋白质的混合物，在芯料粒子表面此包层厚度为0.1至10微米。另外，本发明还提供了用蜡或蜡与蛋白质的混合物包涂的微包囊的制备方法，其特征在于，在由一种有机溶剂与水组成的混合溶剂中至少溶解一种蜡或蜡与蛋白质的混合物;用所得溶液浸渍芯料粒子，使蜡或蜡与蛋白质的混合物选择性地沉积在芯料粒子表面，并使蜡或蜡与蛋白质的混合物包涂粒子表面;然后对含有已包涂的粒子的浆料进行溶剂脱除处理。

图1是本发明方法一个典型实施例的流程示意图。图2是扫描电子显微镜图片的仿制图，它表示出实例1所制得的微包囊的结构。图3是扫描电子显微镜图片的仿制图，它表示出实例1经熔化-冷却-固化处理所制得的微包囊的结构。图4-6亦是扫描电子显微镜图片的仿制图，它们分别表示实例2-4所制得的微包囊的结构。

本发明可以使用任一有机溶剂，只要它们可与水混溶，并能溶解前面提到的本发明所用的蜡或蜡与蛋白质的混合物。有机溶剂最好选自甲醇、乙醇、丙醇、丙酮和甲乙酮，它们都是极性溶剂。其中最好的是乙醇和丙酮。

在混合溶剂中的有机溶剂浓度通常为65-95%（体积），视所用的蜡和/或蛋白质的种类和所需的蜡和/或蛋白质的量而定。有机溶剂的浓度，例如，在使用甲醇时为65-85%（体积），最好为75-80%（体积）;使用乙醇时，浓度为70-95%（体积）， 最好为75-90%（体积）;使用丙醇时，浓度为80-95%（体积），最好为85-90%（体积）;使用丙酮时，浓度为70-95%（体积），最好75-90%（体积）;使用甲乙酮时，浓度为80-95%（体积），最好为85-90%（体积）。当有机溶剂的溶度低于65%（体积）时，蜡的溶解度明显降低，因此必须升高溶液温度至45℃以上。当有机溶剂浓度高于95%（体积）时，蜡和蛋白质在粒子表面的选择性沉积就变得困难。

此外，选择混合溶剂中有机溶剂的浓度，还可以调节所制备的微包囊的类型，大芯类或多芯类。当在所述范围内提高有机溶剂在混合溶剂中的浓度时，就制得单芯类的微包囊。反之，当降低浓度时，就制得多芯类的微包囊。

具体地，当制备单芯类微包囊时混合溶剂中有机溶剂的浓度为80-95%（体积），最好为80-90%（体积）;当制备多芯类微包囊时有机溶剂浓度为65-85%（体积），最好为70-80%（体积）。

用含蜡混合溶剂润湿粒子表面的操作，是在温度为45℃或更低的温度下进行，通常是在20-40℃进行。如果温度高于45℃，就会引起芯料的热变性。

本发明的微包囊，其芯料可以是有机物，也可以是无机物。这些物质最好含有水溶物。有机物的例子不仅包括后面将叙述的实例1-4内的有机物，还有食品、调味品、医药、医药添加剂、香料、酶、饲料等的粒子。无机物的例子有，氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷、无机盐、活性炭、沸石等。

这些芯料粒子的直径为5微米至5毫米，最好为5至500微米。 它们最好是球形或接近于球形。

作为蜡，是使用那些溶于有机溶剂的蜡。具体的例子如下。

（1）脂肪酸

碳原子数为10-20（C₁₀～C₂₀）的饱和脂肪酸和碳原子数为18-24（C₁₈～C₂₄）的不饱和脂肪酸。例子：癸酸、十一烷酸、月桂酸、十三烷酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、反油酸、十九烷酸、花生酸、二十二烷酸、二十四烷酸、十八烯酸、11-十八烯酸、芥酸、巴西烯酸、蜡酸、褐煤酸、十六烯酸、二十烯酸、十五烷酸、十七烷酸、二十七烷酸、三十烷酸、三十二烷酸、十一烯酸、二十二烯酸、花生四烯酸、十八炔酸等。

（2）高级醇

碳原子数为10-20（C₁₀～C₂₀）的高级醇。

例子：十一烷醇、月桂醇、十三烷醇、肉豆蔻醇、十六烷醇、硬脂醇、反油醇、十九烷醇、二十烷醇、二十六烷醇、十五烷醇、十七烷醇、三十烷醇、三十二烷醇、十一烯醇等。

（3）脂肪酸甘油酯

碳原子数为10-24（C₁₀～C₂₄）的高级脂肪酸的单，二和三甘油酯。

例子：棕榈酸甘油酯、硬脂酸甘油酯、肉豆蔻酸甘油酯、月桂酸甘油酯。

（4）其它

甾醇（胆甾醇及其衍生物）

磷脂（卵磷脂）

这些蜡可以单独使用，可以联合使用，也可以与蛋白质混合在一 起使用。

在使用蜡与蛋白质混合物的情况下，如以芯料粒子的重量为100%，则所用蜡的重量一般为1-30%（重量），最好为2-10%（重量）。

作为蛋白质，属于谷醇溶蛋白的麦醇溶蛋白（小麦），大麦醇溶蛋白（大麦），玉米醇溶蛋白（玉米）等简单蛋白质均可使用。以芯料粒子的重量为100%，则所用蛋白质的重量一般为0.5-8%（重量），最好为1-3%（重量）。

为控制微包囊膜的破损（Collapse）时间，必要时可向蜡或蜡与蛋白质的混合物中加入水溶性物质。因此需要根据微包囊的使用时间，来选择加入的水溶性物质的种类和数量。

作为可加入的水溶性物质，可以提到的有：明胶、阿拉伯胶、羧甲基纤维素钠盐、聚乙烯醇（PVA）、蜡酸纤维素邻苯＝甲酸酯（CAP）、Eudragit    L30D-55（商标名;即甲基异丁烯酸酯-甲基丙烯酸共聚物）等。

通过在粒子表面沉积蜡或蜡与蛋白质的混合物，使表面包涂蜡或蜡与蛋白质的混合物所得的微包囊，接着进行溶剂脱除处理，以制得本发明的微包囊。

溶剂脱除处理可按照已知的处理方法容易地实行，如喷雾干燥，联合真空干燥与分解等。

本发明方法表现出下述的令人惊异的现象。

在制备微包囊的常规方法中，为制得彼此分开和不粘连的微包囊，必须完全分散芯料粒子。但本发明方法，仅简单地用蜡溶液或蜡与蛋白质的溶液来润湿芯料粒子的表面，就可以容易地制得这种单芯的微 包囊，而无需分散粒子。需要时，亦可容易地制得多芯微包囊。

此外，在本发明中，蜡或蜡与蛋白质混合物的总量均沉积在芯料的表面，而且蜡或蜡与蛋白质的混合物的沉积，甚至在相互粘附的粒子之间也发生。因此，在溶剂脱除处理后，当涂蜡的粒子或涂蜡与蛋白质混合物的粒子被分解时，就能得到互相分离的单个微包囊，而不会造成蜡膜或蜡与蛋白质混合物膜的破裂。

由于上述现象，本发明方法可以容易地控制薄膜的厚度。从下述的方程式可以求出膜的平均厚度t，方程式是假设所用的蜡或蜡与蛋白质的混合物的总量均粘附在芯料粒子上和粒子为球形。

t＝（R·ρ_P/600·（1-ε）·ρ_W）×d₅₀（微米）

其中：R＝蜡或蜡与蛋白质的混合物对芯料的重量比，（%）

ρ_P＝粒子密度，（克/厘米³）

ρ_W＝蜡或蜡与蛋白质的混合物的密度，（克/厘米³）

d₅₀＝芯料的平均直径，（微米）

ε＝蜡或蜡与蛋白质混合物的空隙率

从上述方程式可以容易地求得膜的厚度。

根据本发明方法制得的微包囊可以进一步进行后处理，即熔化-冷却-固化处理，用这种方法可以得到表面更致密的微包囊。

在熔化-冷却-固化处理的一个实例中，按本发明方法制得的微包囊，仅对其蜡的表面用热空气使之瞬时熔化，从而防止芯料的热变性，然后用冷空气使之冷却固化。

在另一实例中，微包囊在装有高速搅拌器的容器内由摩擦生热而使之熔化，然后再冷却固化。

用前述方法得到的微包囊是5微米至5毫米的粒子，其上包涂一 层蜡或蜡与蛋白质的混合物，在芯料粒子的表面涂层厚度为0.1至10微米。

实例

通过参照实例对本发明进行详细解释。但显然本发明不局限于这些实例。

实例1

参照表示本发明典型流程示意图的图1进行阐述。

在40℃，3克棕榈酸与2克月桂酸的混合物X溶于85毫升乙醇和15毫升水的混合溶剂Y中〔步骤（a）〕。将所得溶液倒在用热水浴加热至40℃的100克纯化的酪素饲料粒子1上（粒子直径：105至250微米），使粒子1在此溶液中浸渍〔步骤（b）〕。迅即开动搅拌以使整个体系均匀，因而蜡沉积在粒子1上。此时涂蜡的粒子附聚，但由于搅拌附聚的微包囊又彼此分解〔步骤（c）〕。

下一步，是对涂蜡粒子的浆料进行溶剂脱除处理（依次在20乇×1小时和1乇×12小时的条件下进行真空干燥）〔步骤（d）〕。接着轻轻地使这些粒子分解，就制得在30℃的微包囊Z₁，它们彼此不粘连。

扫描电子显微镜图片的仿制图图2示出了微包囊Z₁的结构。从图2可以看出蜡是均匀地包涂在粒子表面上的。

对微包囊Z₁进行了熔化-冷却-固化处理（热空气温度220℃，冷空气温度20℃，废气温度50℃）〔步骤（e）〕，就制得表面更致密的微包囊Z₂，它们彼此不粘连。

扫描电子显微镜图片的仿制图图3示出了微包囊Z₂的结构。

实例2

此例按与图1相同的步骤进行。

在40℃将6克棕榈酸、4克月桂酸与4克玉米醇溶蛋白的混合物溶于255毫升乙醇和45毫升水的混合溶剂中。所得溶液倒在已被热水浴加热至40℃的100克水溶性维生素混合物粒子上（粒子直径：10至30微米），使粒子浸渍在溶液内。迅即开动搅拌以使整个体系均匀。

下一步，是对粒子浆料进行溶剂脱除处理（喷雾干燥，入口温度70℃和出口温度50℃）〔步骤（d）〕，制得30℃的微包囊，它们彼此不粘结。

扫描电子显微镜图片的仿制图图4示出了所制得微包囊的结构。

实例3

用与实例1相同的方法制得微包囊，只不过这里使用的蜡是2.5克硬脂酸与2.5克月桂酸的混合物，使用的溶剂是90毫升乙醇与10毫升水的混合溶剂，使用的芯料是100克的农药与乳糖混合物的粒子，粒子直径为44至63微米。

扫描电子显微镜图片的仿制图图5示出了所制得的微包囊的结构。

实例4

用与实例1相同的方法制得微包囊，只不过这里使用的蜡是3克棕榈酸和2克癸酸的混合物，使用的溶剂是80毫升乙醇和20毫升水的混合溶剂，使用的芯料是100克由90%（重量）的矿物质混合物与10%（重量）的糊精形成的粒子，其直径为63至105微米。

扫描电子显微镜图片的仿制图图6示出了所制得的微包囊的结构。

按照制造微包囊的本发明方法，可以包涂任何大小的芯料粒子，而不会引起芯料的热变性。

Claims (4)

1、一种由芯料粒子生产微胶囊的方法，其特征在于，

使蜡或蜡与蛋白质的混合物溶于一种由可溶于水的极性有机溶剂与水组成的混合溶剂中，所述蜡可溶于有机溶剂，该有机溶剂在混合溶剂中的浓度为65～95%(体积)，

在45℃或更低温度下，用上述配制得到的溶液润湿芯料粒子的表面，以使蜡或蜡与蛋白质的混合物选择性地沉积在所述粒子的表面上，并使蜡或蜡与蛋白质的混合物包涂所述粒子的表面，以及

然后，对含有上述已包涂粒子的浆料进行溶剂脱除处理。

2、根据权利要求1所述的方法，其中，所述极性溶剂甲醇、乙醇、丙醇、丙酮或甲乙酮。

3、根据权利要求1所述的方法，其中，所述芯料粒子包含一种水溶性物质，它选自明胶、阿拉伯胶、羧甲基纤维素钠盐、聚乙烯醇、醋酸纤维素苯二甲酸酯、以及甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸共聚物（商标名Eludragit  L30D-55）。

4、根据权利要求1所述的方法，其中，蜡或蜡与蛋白质混合物的沉积层厚度为0.1～10微米。

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