CN103157415A - 一种彩色微胶囊及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种彩色微胶囊，其包括囊壁及非水溶性囊芯，该囊壁是以天然色素、明胶以及具有与明胶相反电荷的水溶性聚合物做为壁材采用复合凝聚法所形成。本发明还涉及该彩色微胶囊的制备方法。与现有技术相比，本发明所提供的该彩色微胶囊及其制备方法能够按照不同的颜色需求来制备具有相同功能的微胶囊产品，并且所制备出的彩色微胶囊色彩均匀且不易褪色。

Description

一种彩色微胶囊及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种彩色微胶囊及其制备方法。 

背景技术

颜色不但可以使得商品变得更加的绚丽多彩，而且还可以借助于颜色信息来表达更多的商品信息，从而达到吸引顾客的目的。 

目前，具有各种不同功能的微胶囊产品已经在各种产品中得到广泛应用，然而，现有的微胶囊产品，其所呈现出来的颜色多为微胶囊壁材或者微胶囊芯材其本身固有的颜色，无法按照特定的颜色需求来制备微胶囊，当这些原色微胶囊使用于产品中时，很可能会因为其本身的颜色和产品的其他部分的颜色不协调而影响了产品的视觉效果。 

发明内容

有鉴于此，提供一种具有预定颜色的彩色微胶囊及其制备方法实为必要。 

一种彩色微胶囊，其包括囊壁及非水溶性囊芯，该囊壁是以天然色素、明胶以及在明胶等电点下具有与明胶相反电荷的水溶性聚合物做为壁材采用复合凝聚法所形成。 

优选的，该在明胶等电点下具有与明胶相反电荷的水溶性聚合物是阿拉伯胶。 

优选的，该在明胶等电点下具有与明胶相反电荷的水溶性聚合物是果胶。 

优选的，该在明胶等电点下具有与明胶相反电荷的水溶性聚合物是羧甲基纤维素钠。 

优选的，该在明胶等电点下具有与明胶相反电荷的水溶性聚合物是壳聚糖。 

优选的，该在明胶等电点下具有与明胶相反电荷的水溶性聚合物是海藻酸钠。 

优选的，该天然色素选自胡萝卜素类、蒽醌类、萘醌类、类黄酮类、姜黄素类、靛蓝类、叶绿素类中的至少一种。 

一种彩色微胶囊的制备方法，其包括如下步骤：采用复合凝聚法制备以明胶和在明胶等电点下具有与明胶相反电荷的水溶性聚合物为壁材、以非水溶性材料为芯材的微胶囊；提供天然色素，将该天然色素在该明胶交联固化之前加入到上述微胶囊的制备体系中，以使该天然色素与该明胶相结合。 

在上述彩色微胶囊的制备过程中，用于与明胶相配合的在明胶等电点下具有与明胶相反电荷的水溶性聚合物可以是包括阿拉伯胶、果胶（例如桃胶等）、壳聚糖、海藻酸钠以及羧甲基纤维素钠等聚合物中的任意一种。 

优选的，该天然色素的加入量为微胶囊制备体系内的明胶加入量的0.01%~20%，在此添加范围内，所制得的彩色微胶囊的色彩均匀性以及染色率为最佳。 

与现有技术相比，本发明所提供的该彩色微胶囊及其制备方法，其采用复合凝聚法以明胶以及在明胶等电点下与明胶具有相反电荷的水溶性聚合物为壁材来制备微胶囊，并且在制备过程中，将天然色素在明胶交联固化之前加入到微胶囊的制备体系中，借助天然色素与明胶之间所具有的优异的吸附作用使天然色素与明胶分子相结合，这样，当明胶交联固化后天然色素就会掺杂在固化后的微胶囊壁内而使形成的微胶囊壁具有颜色。在上述过程中，可以根据不同的颜色要求来使用具有相应颜色的天然色素，因此，可以根据客户的不同颜色需求来制备具有相同功能但颜色各异的微胶囊产品。同时，由于该天然色素是在明胶固化之前加入到微胶囊制备体系内并与明胶结合，在明胶交联固化后，该天然色素能够很好的渗透并掺杂在固化后的微胶囊壁中，从而使得所制得的彩色微胶囊产品色彩均匀且不易褪色。另外，本发明所提供的该彩色微胶囊及其制备方法中对微胶囊壁材进行染色的是天然色素，由于天然色素具有无毒、无害、无污染且色调高雅的特性，因此，使得制备出来的彩色微胶囊产品也具有高雅的色调以及安全的使用性能。 

附图说明

图1是本发明所提供的彩色微胶囊的结构示意图。 

主要元件符号说明 

彩色微胶囊	10
		囊壁	1
囊芯	2

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

在复合凝聚法制备微胶囊中，常用明胶、阿拉伯胶来作为壁材，其制备机理大致如下：明胶为蛋白质，在水溶液中，分子链上含有-NH₂和-COOH及其相应解离基团-NH₃ ⁺与-COO-，但含有-NH₃ ⁺与-COO-离子多少，受介质pH值的影响，当pH值低于明胶的等电点时，明胶溶液中的离子形态主要为-NH₃ ⁺形式，相反，当溶液pH高于明胶等电点时，明胶溶液中的离子形态主要为-COO-形式。阿拉伯胶为多聚糖，在水溶液中仅含有-COOH和-COO-，为带负电的胶体溶液。因此在明胶与阿拉伯胶混合的水溶液中，当溶液的pH值调节至明胶的等电点以下时（通常pH值约为4.5时），明胶中的-NH3+正电荷与阿拉伯胶负电荷达到最佳比例，此时，带有相反电荷的-NH3+与-COO-就会形成牢固的盐键，使两种胶体发生凝聚而沉积于芯材微粒周围并自整个溶液体系中凝聚成囊析出，再加入固化剂使明胶分子交联成网状结构，保持微囊的形状，成为不可逆的微囊。 

请参见图1所示，本发明所提供的该彩色微胶囊10，其包括囊壁1以及囊芯2，其中，该囊壁1是以天然色素、明胶以及在明胶等电点下具有与明胶相反电荷的水溶性聚合物做为壁材采用复合凝聚法所形成，该囊芯2为非水溶性材料。 

本发明所提供的该彩色微胶囊的制备方法，是在复合凝聚法的基础上，以明胶和具有与明胶相反电荷的水溶性聚合物为壁材、以非水溶性材料为芯材，并将天然色素在明胶交联固化之前加入到微胶囊制备体系中而形成的。由于明胶与天然色素之间具有优异的吸附性能，因此，在本发明中采用天然色素与明胶体系相配合来制备彩色微胶囊，并且将天然色素向微胶囊制备体系内添加的加入点限定在对明胶进行交联固化之前，通过这种方式使得天然色素在加入后首先能够与未交联的明胶进行良好的结合，然后在之后的明胶交联固化过程中，与明胶相结合的该天然色素就能够很好的渗透并掺杂在固化后的微胶囊壁中，从而使得制得的彩色微胶囊不易褪色。另外，本发明所提供的该彩色微胶囊及其制备方法中对微胶囊壁材进行染色的是天然色素，由于天然色素具有无毒、无害、无污染且色调高雅的特性，因此，使得制备出来的彩色微胶囊产品也具有高雅的色调以及安全的使用性能。 

在本发明中，在该微胶囊的制备体系中，用于与明胶相配合的在明胶等电点下具有与明胶相反电荷的水溶性聚合物可以是包括阿拉伯胶、果胶（例如桃胶等）、壳聚糖、海藻酸钠以及羧甲基纤维素钠等聚合物中的任意一种。该天然色素选自胡萝卜素类、蒽醌类、萘醌类、类黄酮类、姜黄素类、靛蓝类、叶绿素类中的至少一种。并且，优选的，该天然色素的加入量为微胶囊制备体系内的明胶加入量的0.01%~20%，在此范围内所制得的彩色微胶囊的色彩均匀性以及染色率为最佳。 

以下，是本发明以明胶以及天然色素分别配合不同的在明胶等电点下具有与明胶相反电荷的水溶性聚合物来制备彩色微胶囊的具体制备过程。 

实施例1 

本实施例采用复合凝聚法以明胶、阿拉伯胶为壁材，以桉树油为芯材制备彩色微胶囊，具体步骤如下。

分别配制质量百分浓度为10wt%的明胶溶液以及阿拉伯胶溶液。 

称取明胶溶液51.4g、阿拉伯胶溶液51.4g、去离子水75g，混合后将其保持在40℃，然后加入72g桉树油得到混合溶液A。 

对混合溶液A进行乳化，以使其粒径范围达到约为0.5-5微米。 

在乳化完成的混合溶液A中加入预热的去离子水80-100g进行稀释，并搅拌约10min。 

对乳液进行酸碱度调节以使其pH至4~5之间，从而使明胶以及阿拉伯胶发生凝聚以形成微胶囊，此过程持续进行搅拌约10min。 

对整个体系进行冰浴降温至5-6℃，并保持约30-40min。 

在上述步骤中的任意一个步骤所得到的溶液中加入具有预定颜色的天然染料，所述天然染料的加入量约为溶液体系内明胶加入量的0.01%~20%。 

加入约为纯明胶加入量4-12%的戊二醛固化剂以对形成的微胶囊壁进行固化，搅拌约10 min后，将整个体系由冰浴中取出并升温至20℃后反应1h。 

加入约为戊二醛加入量50%-100%的亚硫酸氢钠搅拌10min。 

将整个微胶囊溶液体系的pH调回至4.5-5，得到微胶囊悬浮液。 

如须粉质微胶囊产品，可将得到的微胶囊悬浮液经静止，倾去上清液，收集沉淀水洗，抽滤，干燥后得到微胶囊产品。 

实施例2 

本实施例采用复合凝聚法以明胶、羧甲基纤维素钠（CMC）为壁材，以辣椒素为芯材制备彩色微胶囊，具体步骤如下。

分别配制质量百分浓度为10wt%的明胶溶液以及CMC溶液。 

称取上述明胶溶液90g以及CMC溶液10g进行混合，并将其保持在40℃的水浴中使明胶溶液以及CMC溶液充分混合，然后降至室温后加入10g辣椒素得到混合溶液A。 

向混合溶液A中加入预热的去离子水890g进行稀释，以得到稀释液B。 

对稀释液B进行乳化，以使其粒径范围达到约为0.5-5微米。 

在40℃恒温搅拌条件下，用10%的乙酸溶液对乳液进行酸碱度调节以使其pH至4~5之间，从而使明胶以及CMC发生凝聚以形成微胶囊，此过程持续恒温搅拌30min。 

对整个体系进行冰浴降温至5-6℃，并保持约30-40min。 

在前面步骤中的任意一个步骤所得到的溶液中加入具有预定颜色的天然染料，所述天然染料的加入量约为溶液体系内明胶加入量的0.01%~20%。 

加入约为纯明胶加入量4-12%的戊二醛溶液以对形成的微胶囊壁进行固化，搅拌约10 min后，将整个体系由冰浴中取出并升温至20℃后反应1h。 

加入约为戊二醛加入量50%-100%的亚硫酸氢钠搅拌10min。 

将整个微胶囊溶液体系的pH调回至4.5-5，得到微胶囊悬浮液。 

如须粉质微胶囊产品，可将得到的微胶囊悬浮液经静止，倾去上清液，收集沉淀水洗，抽滤，干燥后得到微胶囊产品。 

实施例3 

本实施例采用复合凝聚法以明胶、桃胶为壁材，以辛硫磷原油为芯材制备彩色微胶囊，具体步骤如下。

将3.75g辛硫磷原油(纯度80％)和5％桃胶溶液40ml混合，加温至50～55℃，搅拌，乳化得到乳化液。 

在不断搅拌的条件下，向上述乳化液中加入5％明胶水溶液35ml得到混合液A。 

在40~50℃恒温搅拌条件下，向混合液A中缓慢滴加5％的乙酸溶液以对该混合液A进行酸碱度调节以使其pH至4~5之间，然后维持恒温搅拌60min。 

对整个体系进行冰浴降温至5-6℃，并保持约30-40min。 

在前述步骤中的任意一个步骤所得到的溶液中加入具有预定颜色的天然染料，所述天然染料的加入量约为溶液体系内明胶加入量的0.01%~20%。 

加入约为纯明胶加入量4-12%的戊二醛溶液以对形成的微胶囊壁进行固化，搅拌约10 min后，将整个体系由冰浴中取出并升温至20℃后反应1h。 

加入约为戊二醛加入量50%-100%的亚硫酸氢钠搅拌10min。 

将整个微胶囊溶液体系的pH调回至中性，得到微胶囊悬浮液。 

如须粉质微胶囊产品，可将得到的微胶囊悬浮液经静止，倾去上清液，收集沉淀水洗，抽滤，干燥后得到微胶囊产品。 

在上述三个实施例中，皆采用戊二醛来对明胶进行交联固化，可以理解的是，在本发明所提供的该彩色微胶囊的制备过程中，还可以采用其他在微胶囊制备过程中用来对明胶进行固化的明胶固化剂，例如甲醛、转谷氨酰胺酶等，来与明胶发生反应以使明胶分子交联成网状结构。 

另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化。故，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。 

Claims (10)

1.一种彩色微胶囊，其包括囊壁及非水溶性囊芯，其特征在于，该囊壁是以天然色素、明胶以及在明胶等电点下具有与明胶相反电荷的水溶性聚合物做为壁材采用复合凝聚法所形成。

2.如权利要求1所述的彩色微胶囊，其特征在于，该在明胶等电点下具有与明胶相反电荷的水溶性聚合物是阿拉伯胶。

3.如权利要求1所述的彩色微胶囊，其特征在于，该在明胶等电点下具有与明胶相反电荷的水溶性聚合物是果胶。

4.如权利要求1所述的彩色微胶囊，其特征在于，该在明胶等电点下具有与明胶相反电荷的水溶性聚合物是羧甲基纤维素钠。

5.如权利要求1所述的彩色微胶囊，其特征在于，该在明胶等电点下具有与明胶相反电荷的水溶性聚合物是壳聚糖。

6.如权利要求1所述的彩色微胶囊，其特征在于，该在明胶等电点下具有与明胶相反电荷的水溶性聚合物是海藻酸钠。

7.如权利要求1至6任一项所述的彩色微胶囊，其特征在于，该天然色素选自胡萝卜素类、蒽醌类、萘醌类、类黄酮类、姜黄素类、靛蓝类、叶绿素类中的至少一种。

8.一种彩色微胶囊的制备方法，其包括如下步骤：

采用复合凝聚法制备以明胶和在明胶等电点下具有与明胶相反电荷的水溶性聚合物为壁材、以非水溶性材料为芯材的微胶囊；

提供天然色素，将该天然色素在该明胶交联固化之前加入到上述微胶囊的制备体系中，以使该天然色素与该明胶相结合。

9.如权利要求8所述的彩色微胶囊的制备方法，其特征在于，该在明胶等电点下具有与明胶相反电荷的水溶性聚合物选自阿拉伯胶、果胶、壳聚糖、海藻酸钠以及羧甲基纤维素钠中的任意一种。

10.如权利要求8或9所述的彩色微胶囊的制备方法，其特征在于，该天然色素的加入量为微胶囊制备体系内的明胶加入量的0.01%~20%。

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