Page 173 - 《精细化工》2020年第12期
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第 12 期                     杨瑞婷，等:  氧指示剂在香料微胶囊壁材筛选中的应用                                   ·2535·


                 microcapsule, indicating that the MC/SA/MC system had a better protection effect on rose oil.
                 Key words: microcapsule wall material; selection; oxygen indicator; oxygen blocking; spice microcapsule


                 微胶囊是由天然或合成高分子制成的微型容                           精油微胶囊，探究其在微胶囊中的实际应用情况。
            器，直径一般为 1~1000  μm。被包裹在微胶囊内的
                                                               1   实验部分
            物质称为芯材，其物理状态可以是固态、液态甚至
            气态；包覆在外层的成膜材料称为壁材，可以是天
                                                               1.1    试剂与仪器
            然的或者合成的高分子化合物，也可以是小分子无
                                                                   MC（黏度 400 mPa·s，AR）、SA〔黏度(200±
            机化合物。微胶囊能保护芯材物质免受环境条件的
                                                               20) mPa·s，AR〕、TiO 2 （BR），阿拉丁试剂有限公司；
            影响，屏蔽不良味道、颜色和气味，降低毒性，改
                                                                               5
                                                               CMC（M w 为 5×10  g/mol），AR，浙江金壳生物化
            变芯材的性质或性能，延长挥发性芯材的储存时间，                            学有限公司；亚甲基蓝（MB），BR，上海麦克林生
                                 [1]
            控制释放芯材进入外界 。香精香料是目前日用化
                                                               化科技有限公司；甘油（Gly）、无水乙醇，均为
            学品、食品、药品等诸多行业广泛应用的化学品，
                                                               AR，西陇化工股份有限公司；去离子水，自制；格
            但是香料具有很强的挥发性、释放不可控制性、化
                                                               伦芙玫瑰精油，AR，惠州市绿亚生物材料有限公司。
            学不稳定性，在长期储存中，香料易受空气、光照、                                BSA224S-CW 型电子天平，赛多利斯科学仪器
            湿气和高温的影响发生物理化学变化，造成品质下                             （北京）有限公司；VD53 型真空干燥器，德国 Binder
              [2]
            降 。香料微胶囊化是一种成效显著的香料保护技
                                                               公司；WFH-203 型箱式紫外分析仪，济南海诺实验
            术，目前已广泛应用于香精香料的前处理，以降低                             仪器有限公司；Tensor 27 型傅里叶变换红外光谱仪，
            其挥发性、提高稳定性及实现香料缓控释放等。喷                             德国 Buker 公司；CR-400 型色差仪，日本 Konica
            雾干燥法是工业中最常用的微胶囊化技术，喷雾干                             Minolta Holdings 公司；尼康 8900 型照相机，尼康
            燥法的干燥速度快、包封率高，且干燥过程中液滴                             株式会社；GJJ-1/25 型均质机，杭州亿安机械设备
                                     [3]
            温度不高，产品稳定性良好 。                                     有限公司；XO-5200DTD 型超声波清洗器，上海机
                 微胶囊的壁材对香料的包埋及保护起着至关重                          械仪器公司；YC-015 型喷雾干燥机，上海雅程仪器
            要的作用，要求其具有良好的成膜性、无毒性、稳                             设备公司；7890N 型气相色谱仪、7890B-7000B 型
            定性，常用的壁材有天然高分子及其衍生物，如海                             气相色谱-质谱联用仪，美国安捷伦科技有限公司。
            藻酸钠（SA）、明胶、壳聚糖、羧甲基壳聚糖（CMC）、                        1.2   实验方法
            羧甲基纤维素、甲基纤维素（MC）等。香料微胶囊                            1.2.1   氧指示剂用量配比的优化
            需有良好的屏氧功能，以阻止壁外的氧分进入微胶                                 称取 1.00 g MC 溶于 50 mL 去离子水中，搅拌
            囊，导致芯材氧化变质，因此，有必要对微胶囊壁                             均匀；将 0.05 g MB 加到上述 MC 溶液中，待搅拌
                                                        [4]
            材进行屏氧功能研究，筛选出透氧性低的香料壁材 。                           均匀后继续加入 1.00 g TiO 2 和 0.50 mL 甘油，搅拌
                 氧指示剂是化学指示剂中的一类，在一定的介                          均匀，超声脱除气泡进行涂膜（根据微胶囊形成中
            质条件下，其能发生颜色变化、能产生浑浊或沉淀，                            壁材添加顺序的不同，按顺序在聚苯乙烯培养皿中
            以及有荧光现象等来指示氧气的变化                  [5-6] 。部分半导      涂膜。在涂不止一层壁材时，等到前一层壁材彻底
            体在可见光范围内存在光吸收，且可通过与氧气的                             风干后再涂下一层，且涂膜过程中不能产生气泡），
            结合反应、氧化还原反应或光致氧化还原反应过程                             得到 MB/TiO 2 /Gly/MC 氧指示剂复合薄膜。按相同
            发生颜色变化，起到反映氧含量的作用。如果将微                             操作，改变 MB（1.00、0.50、0.25、0.10、0.05 g）、
            胶囊壁材与氧指示剂结合，制备成香料微胶囊氧指                             TiO 2 （0.10、0.25、0.50、1.00、1.50 g）、甘油（0.10、
            示剂复合薄膜，通过薄膜对氧含量变化的响应，判                             0.25、0.50、1.00、2.00 g）的用量配比，以光催化
            断微胶囊壁材的屏氧效果，即可协助筛选有效的香                             效率（在紫外光下褪色快慢）为考察标准，考察指
            料微胶囊壁材       [7-9] 。                               示剂各组分用量对氧指示剂复合薄膜的光催化激活
                 本文选用不同的天然多糖及多糖衍生物为壁                           过程的影响，优化出最佳的指示剂用量配比。
            材，作为氧指示剂的成膜材料，以亚甲基蓝/TiO 2 /                        1.2.2   精油微胶囊的制备
            甘油为氧指示剂，制备不同壁材体系的微胶囊氧指                                （1）以 MC/CMC/SA 为壁材体系时，MC/CMC/
            示剂复合薄膜，通过氧指示剂复合薄膜随氧气和时                             SA 精油胶囊的制备流程如图 1 所示。具体步骤为：
            间等条件的变色情况，筛选屏氧效果良好的壁材；                             在装有 50 mL 去离子水的烧杯中边搅拌边缓慢地加
            并将性能较好的壁材体系通过喷雾干燥法制备玫瑰                             入 1 g  MC，待 MC 完全溶解后移取 1.5 mL 精油芯材
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