CN101984185B - 香料微胶囊分散涂覆液以及由其制得的香味无纺布 - Google Patents

Abstract

本发明主要涉及一种香料微胶囊分散涂覆液及其制备方法以及由其制得的香味无纺布。该香料微胶囊分散涂覆液包括疏水性香料液体、包覆香料液体的凝聚胶体和分散稳定剂，所述凝聚胶体包括一种亲水性蛋白胶体和一种阴离子亲水胶体，涂覆液通过如下步骤制备而成：首先，在亲水性蛋白胶体的溶液中乳化分散疏水性香料液体，充分乳化分散后，加入阴离子亲水胶体溶液形成香料分散溶液；其次，在所得香料分散溶液中加入酸溶液，进行pH调节至分散溶液发生凝聚形成香料微胶囊；最后，所得香料微胶囊溶液中加入分散稳定剂使香料微胶囊乳化分散形成香料微胶囊分散涂覆液。由此香料微胶囊分散涂覆液制备的香味无纺布具有留香时间长，无毒性，香味稳定的优点。

Description

香料微胶囊分散涂覆液以及由其制得的香味无纺布

技术领域

本发明涉及一种香料微胶囊分散涂覆液以及由其制得的香味无纺布，特别是稳定分散乳化香料微胶囊分散涂覆液以及由其制得的香味无纺布。

背景技术

一般香料在储存或加工成芳香性制品时，香料暴露于环境中，致使香味成分迅速挥发，保持香味时间短；而且香料大面积与空气接触，容易被氧化，促使香味变坏，保质期短。香料微胶囊是通过壁材将香料芯材包裹起来，对香料起到缓释和保护作用的一种产品。目前香料微胶囊的常用制备方法有喷雾干燥微胶囊化法和凝聚微胶囊化法。

其中，喷雾干燥微胶囊化法是将香料芯材乳化分散在壁材溶液中，然后在热气流中雾化，使水溶剂迅速蒸发除去，壁材固化包埋香料芯材，形成包含有香料芯材的固体粉末。喷雾干燥微胶囊化法是在食品中应用最为广泛的方法，其成本低廉、生产能力高、适宜连续化、自动化的工业化大生产。目前市场香料微胶囊产品90％以上是采用这种方法。但是，该法缺点是包埋率低、设备尺寸大、价格高；所用壁材为水溶性材料，不适用制作水性微胶囊涂层，无法作为无纺布涂覆材料。

而，凝聚微胶囊化法常用是复凝聚法，也称为水相分离法，是一种用于包覆疏水性液体的技术，可包覆油性香料及其组成物。该方法是将芯材均匀分散在一种水溶性蛋白胶体溶液中，再加入一种阴离子亲水胶体溶液，通过改变溶液的pH或是调节溶液浓度，使水溶性蛋白胶体呈现正电荷，两种相反电荷的材料由于静电作用凝聚成溶解度下降的细小胶粒，并沉积在芯材液滴表面形成囊壁，进一步凝聚包覆芯材形成微胶囊。该方法包括四个基本步骤，分别为分散乳化、调节凝聚、囊壁形成和囊壁固化。油性液体芯材在蛋白胶体溶液中分散乳化形成水包油乳液后，加入阴离子亲水胶体溶液进行融合分散；通过加水稀释或调节体系的pH，使蛋白胶体和阴离子亲水胶体通过电荷中和形成凝聚包覆油性液滴的胶囊；将反应体系降温至10℃以下，使胶囊囊壁进一步胶凝；最后加入蛋白交联剂使囊壁固化。复凝聚法易控制，包埋率高，可制的十分微小的胶囊颗粒，粒径不到1μm。但是，复凝聚法制备的微胶囊悬浮溶液静置后，胶囊之间容易进一步交联团聚，结块沉积，胶囊粒子很难均匀分散，所制得的微胶囊悬浮液需要立即通过过滤、离心等方法进行收集、干燥得到微胶囊粉末；而且在微胶囊囊壁固化步骤中，常需要使用醛类，如甲醛或戊二醛，依靠醛基和蛋白胶体中氨基的反应使微胶囊囊壁固化，由于醛基和蛋白胶体氨基的化学反应无法进行完全，微胶囊制备体系会残留有甲醛或戊二醛，对眼睛、皮肤和粘膜有强烈的刺激作用，吸入过量可引起喉、支气管的炎症、化学性肺炎、肺水肿等，因此，复凝聚法制备的微胶囊不适用于直接与人体接触的口罩无纺布的处理。

现有技术中已提出了醛固化剂的替代品，例如，在US6325951和US6039901所公开的一种采用转谷氨酰胺酶对凝聚后包覆在油芯液滴的蛋白胶体囊壁进行酶促交联固化，以获得热稳定的微胶囊。但是，这种酶促方法从产业化角度来说是昂贵的，而且难以控制，需要非常严格的控制制备条件才能获得产品一致的效果。中国专利CN200810070712.5也公开了一种采用葡萄糖固化与阿拉伯胶凝聚后的大豆分离蛋白胶体，但是由于葡萄糖的羟基与蛋白胶体的氨基反应活性较小，因此微胶囊囊壁的固化效果较差，在过滤和干燥过程中，微胶囊囊壁很有可能会破裂失效。

发明内容

针对现有技术中凝聚微胶囊化法的复凝聚法需要冷冻后加入醛类有机交联剂进行囊壁固化，有机交联剂对人体有毒性；微胶囊悬浮液需要立即进行过滤干燥，如果用于无纺布加工处理，还需要重新分散加工，增加了制造成本等问题，提出一种环保无毒、低成本且稳定的香料微胶囊分散涂覆液，该香料微胶囊分散涂覆液无需进行冷冻和使用有机交联剂对囊壁固化，而在一定时间内可以保持胶囊的分散状态，在涂覆使用时可直接进行无纺布涂覆加工。

为了实现上述目的，本发明提供一种香料微胶囊分散涂覆液，其包括疏水性香料液体、包覆香料液体的凝聚胶体和分散稳定剂，所述凝聚胶体包括一种亲水性蛋白胶体和一种阴离子亲水胶体，涂覆液通过如下步骤制备而成：

首先，将疏水性香料液体分散在一种亲水性蛋白胶体溶液中，再加入一种阴离子亲水胶体溶液形成香料分散溶液；

其次，依靠调节香料分散溶液的pH至蛋白胶体的等电点以下，使蛋白胶体带正电荷，与香料分散溶液中带负电荷的阴离子亲水胶体通过静电作用发生凝聚，沉积到香料芯材液滴的表面，形成微胶囊囊壁；

最后，待微胶囊形成后，加入一种中性水溶性高分子溶液，通过调节微胶囊溶液体系的粘度，使微胶囊体系保持稳定乳液状态。

优选的，所述稳定剂是一种中性水溶性高分子溶液。

所述的中性水溶性高分子溶液的质量浓度为2％～10％。

进一步的，所述中性水溶性高分子为纤维素醚类高分子化合物或聚乙烯醇。

进一步的，所述纤维素醚类高分子化合物为甲基纤维素、羧甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素以及羟丙基甲基纤维素中至少一种。

进一步的，所述聚乙烯醇的分子量为20000～200000。

优选的，所述亲水蛋白胶体的化学成分为明胶。

优选的，所述阴离子亲水胶体溶液是阿拉伯胶溶液、海藻酸钠溶液或羧甲基纤维素钠溶液的一种。

所述的疏水性香料为醇类、醛类、酮类、酯类或酸类香料的一种或几种，或是天然香料。

在微胶囊分散乳液制备过程还可加入水溶性阴离子表面活性剂和/或非离子表面活性剂作为分散剂，加入硅类或聚醚类表面活性剂作为消泡剂。

该香料微胶囊分散涂覆液可以直接涂覆在无纺布表面，烘干后胶囊囊壁固化，并通过高分子膜在无纺布上粘附形成带香味的涂层。以凝聚胶体为壁材包覆香料微胶囊的应用，防止香味无纺布中香味成分挥发或被氧化，通过囊壁的阻隔缓释作用，可以让香味缓慢释放，提高香味无纺布的留香时间。微胶囊制备不加有毒有机物，使香料微胶囊涂覆的无纺布能够应用于口罩加工制造。

其中无纺布香味涂覆工艺可以为刮涂或辊涂。

且涂覆工艺中的烘干温度为60℃-150℃，烘干时间1min-15min为宜。

本发明所提供的与现有技术相比具有如下优点：

1、由于香味成分被封裹在胶囊中，因而抑制了香味的挥发耗损，从而延长了留香时间。香味成分与周围环境隔离，防止香味成分因氧化或挥发使成分组成改变等因素促使香味变质的可能性，从而大大延长了产品的保质期。

2、通过微胶囊制造方法的改进，解决了传统复凝聚法制备微胶囊需要加入有害有机物的问题；

3、通过在微胶囊溶液加入中性水溶性高分子溶液调节粘度，解决传统复凝聚法制备微胶囊静置后、胶囊出现粘连和团聚的现象，制备出分散均匀、稳定的微胶囊乳液；

4、制备的香料微胶囊分散乳液无需进行过滤烘干，可直接应用于涂覆无纺布进行香味处理，这种处理得到香味无纺布可应用于制备香味口罩，具有留香时间长、提高过滤效果等优势。

具体实施方案

为了进一步说明本发明所提供的香料微胶囊分散涂覆液，下面列举几个实现本发明目的的优选实施例。

明胶是肽分子聚合物质，是胶原蛋白质的水解产物。商业明胶常分A型和B型两类。A型明胶主要以动物皮为原料，用酸水解方法制得，其等电点为pH＝7.0-9.0；B型明胶主要以动物皮、骨、腱为原料，用缄水解方法制得，起等电点为pH＝4.6-5.2。

本发明试验材料中，香料选择柠檬油和甜橙香油；蛋白胶体选择A型明胶；阴离子水溶性高分子选择阿拉伯胶、海藻酸钠、羧甲基纤维素钠；中性水溶性高分子选择羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、聚乙烯醇0588、聚乙烯醇2488；采用复凝聚法进行多个试验。

留香时间测试方法：将香味处理后的无纺布放置于湿度温度的空间中，初始1-10天，每天测试一次，10天后为每10天测定一次，经由5人同时闻香，确认是否存在挥发香味或香味是否产生变质。

实施例1：取柠檬油2g与4％A型明胶溶液50ml混合，搅拌乳化30min，得到O/W分散乳液；将乳液转移250ml烧杯中，置50～55℃水浴中，加入4％阿拉伯胶溶液50ml，轻轻搅拌使混合均匀；在搅拌速率为400转/分钟下，滴加10％醋酸溶液于乳液中调节体系的pH至4.0；凝聚30min后，取微胶囊乳液样品，采用光学显微镜观察微胶囊的粒径大小为3-50μm；将反应体系温度下降至室温，加入10％的聚乙烯醇0588溶液，搅拌溶合后，得到稳定的香料微胶囊乳液。

将上述制备的微胶囊乳液通过刮涂方式涂敷到无纺布上，60℃烘干15min，得到用于制备口罩的香味无纺布，测试留香时间为3个月以上，且香味不变质。

实施例2：取甜橙香油2g与4％A型明胶溶液50ml混合，搅拌乳化30min，得到O/W分散乳液；将乳液转移250ml烧杯中，置50～55℃水浴中，加入4％海藻酸钠溶液50ml，轻轻搅拌使混合均匀；在搅拌速率为600转/分钟下，滴加10％醋酸溶液于乳液中调节体系的pH至4.1；凝聚30min后，取微胶囊乳液样品，采用光学显微镜观察微胶囊的粒径大小为2-21μm；将反应体系温度下降至室温，加入5％的羟乙基纤维素，搅拌溶合后，得到稳定的香料微胶囊乳液。

将上述制备的微胶囊乳液通过刮涂方式涂敷到无纺布上，150℃烘干1min，得到用于制备口罩的香味无纺布，测试留香时间为3个月以上，且香味不变质。

实施例3：取甜橙香油2g与4％A型明胶溶液50ml混合，搅拌乳化30min，得到O/W分散乳液；将乳液转移250ml烧杯中，置50～55℃水浴中，加入4％羧甲基纤维素钠溶液50ml，轻轻搅拌使混合均匀；在搅拌速率为600转/分钟下，滴加10％醋酸溶液于乳液中调节体系的pH至4.1；凝聚30min后，取微胶囊乳液样品，采用光学显微镜观察微胶囊的粒径大小为1-18μm；将反应体系温度下降至室温，加入5％的聚乙烯醇2488，搅拌溶合后，得到稳定的香料微胶囊乳液。

将上述制备的微胶囊乳液通过辊涂方式涂敷到无纺布上，100℃烘干8min，得到用于制备口罩的香味无纺布，测试留香时间为3个月以上，且香味不变质。

实施例4：取柠檬油2g与4％A型明胶溶液50ml混合，搅拌乳化30min，得到O/W分散乳液；将乳液转移250ml烧杯中，置50～55℃水浴中，加入4％阿拉伯胶溶液50ml，轻轻搅拌使混合均匀；在搅拌速率为800转/分钟下，滴加10％醋酸溶液于乳液中调节体系的pH至4.0；凝聚30min后，取微胶囊乳液样品，采用光学显微镜观察微胶囊的粒径大小为1-12μm；将反应体系温度下降至室温，加入2％的羟丙基甲基纤维素溶液，搅拌溶合后，得到稳定的香料微胶囊乳液。

将上述制备的微胶囊乳液通过辊涂方式涂敷到无纺布上，80℃烘干12min，得到用于制备口罩的香味无纺布，测试留香时间为3个月以上，且香味不变质。

对比实施例1：取柠檬油2g，直接5％的聚乙烯醇2488中搅拌乳化30min，得到O/W香油分散乳液；采用光学显微镜观察微胶囊的粒径大小为1-12μm；将香油分散乳液通过刮涂方式涂敷到无纺布上，60℃烘干15min，得到用于制备口罩的香味无纺布，测试留香时间为3天以下，香味在1天后变质。

上述实施例仅是实现本发明目的的优选方案，其中的材料以及用量可以根据需要任意选用，且根据工艺需要通过简单实验而确定用量，故上述实施例所述用量不对本发明的保护范围进行限制，且本领域技术人员在本发明的启示下所做的显而易见的材料和用量改变，均在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种香料微胶囊分散涂覆液，其包括疏水性香料液体、包覆香料液体的凝聚胶体和分散稳定剂，所述凝聚胶体包括一种亲水性蛋白胶体和一种阴离子亲水胶体，涂覆液通过如下步骤制备而成；

(1)在亲水性蛋白胶体的溶液中乳化分散疏水性香料液体，充分乳化分散后，加入阴离子亲水胶体溶液形成香料分散溶液；

(2)在第(1)步骤所得香料分散溶液中加入酸溶液，进行pH调节至分散溶液发生凝聚形成香料微胶囊；

(3)在第(2)步骤所得香料微胶囊溶液中加入分散稳定剂使香料微胶囊乳化分散形成香料微胶囊分散涂覆液；

其中，所述分散稳定剂是一种中性水溶性高分子溶液，该中性水溶性高分子为纤维素醚类高分子化合物或聚乙烯醇。

2.根据权利要求1所述的香料微胶囊分散涂覆液，所述的中性水溶性高分子溶液的质量浓度为2％～10％。

3.根据权利要求1所述的香料微胶囊分散涂覆液，其特征在于，所述纤维素醚类高分子化合物为甲基纤维素、羧甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素以及羟丙基甲基纤维素中至少一种。

4.根据权利要求1所述的香料微胶囊分散涂覆液，其特征在于：所述聚乙烯醇的分子量为20000～200000。

5.根据权利要求1所述的香料微胶囊分散涂覆液，其特征在于，所述亲水性蛋白胶体的化学成分为明胶。

6.根据权利要求1所述的香料微胶囊分散涂覆液，其特征在于，所述阴离子亲水胶体溶液是阿拉伯胶溶液、海藻酸钠溶液或羧甲基纤维素钠溶液的一种。

7.一种香味无纺布，其特征在于，在无纺布表面涂覆有如权利要求1～6所述香料微胶囊分散涂覆液，并经过烘干形成香味无纺布。

8.根据权利要求7所述的香味无纺布，其特征在于，所述香料微胶囊分散涂覆液涂覆到无纺布上的涂覆工艺为刮涂或辊涂；所述烘干温度为60℃-150℃，烘干时间1min-15min。