香料微膠囊分散塗覆液以及由其製得的香味無紡布的製作方法
2023-05-29 03:09:21
專利名稱：香料微膠囊分散塗覆液以及由其製得的香味無紡布的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種香料微膠囊分散塗覆液以及由其製得的香味無紡布，特別是穩定 分散乳化香料微膠囊分散塗覆液以及由其製得的香味無紡布。
背景技術：
一般香料在儲存或加工成芳香性製品時，香料暴露於環境中，致使香味成分迅速 揮發，保持香味時間短；而且香料大面積與空氣接觸，容易被氧化，促使香味變壞，保質期 短。香料微膠囊是通過壁材將香料芯材包裹起來，對香料起到緩釋和保護作用的一種產品。 目前香料微膠囊的常用製備方法有噴霧乾燥微膠囊化法和凝聚微膠囊化法。其中，噴霧乾燥微膠囊化法是將香料芯材乳化分散在壁材溶液中，然後在熱氣流 中霧化，使水溶劑迅速蒸發除去，壁材固化包埋香料芯材，形成包含有香料芯材的固體粉 末。噴霧乾燥微膠囊化法是在食品中應用最為廣泛的方法，其成本低廉、生產能力高、適宜 連續化、自動化的工業化大生產。目前市場香料微膠囊產品90%以上是採用這種方法。但 是，該法缺點是包埋率低、設備尺寸大、價格高；所用壁材為水溶性材料，不適用製作水性微 膠囊塗層，無法作為無紡布塗覆材料。而，凝聚微膠囊化法常用是復凝聚法，也稱為水相分離法，是一種用於包覆疏水性 液體的技術，可包覆油性香料及其組成物。該方法是將芯材均勻分散在一種水溶性蛋白膠 體溶液中，再加入一種陰離子親水膠體溶液，通過改變溶液的PH或是調節溶液濃度，使水 溶性蛋白膠體呈現正電荷，兩種相反電荷的材料由於靜電作用凝聚成溶解度下降的細小膠 粒，並沉積在芯材液滴表面形成囊壁，進一步凝聚包覆芯材形成微膠囊。該方法包括四個 基本步驟，分別為分散乳化、調節凝聚、囊壁形成和囊壁固化。油性液體芯材在蛋白膠體溶 液中分散乳化形成水包油乳液後，加入陰離子親水膠體溶液進行融合分散；通過加水稀釋 或調節體系的PH，使蛋白膠體和陰離子親水膠體通過電荷中和形成凝聚包覆油性液滴的膠 囊；將反應體系降溫至10°C以下，使膠囊囊壁進一步膠凝；最後加入蛋白交聯劑使囊壁固 化。復凝聚法易控制，包埋率高，可制的十分微小的膠囊顆粒，粒徑不到lPm。但是，復凝聚 法製備的微膠囊懸浮溶液靜置後，膠囊之間容易進一步交聯團聚，結塊沉積，膠囊粒子很難 均勻分散，所製得的微膠囊懸浮液需要立即通過過濾、離心等方法進行收集、乾燥得到微膠 囊粉末；而且在微膠囊囊壁固化步驟中，常需要使用醛類，如甲醛或戊二醛，依靠醛基和蛋 白膠體中氨基的反應使微膠囊囊壁固化，由於醛基和蛋白膠體氨基的化學反應無法進行完 全，微膠囊製備體系會殘留有甲醛或戊二醛，對眼睛、皮膚和黏膜有強烈的刺激作用，吸入 過量可引起喉、支氣管的炎症、化學性肺炎、肺水腫等，因此，復凝聚法製備的微膠囊不適用 於直接與人體接觸的口罩無紡布的處理。現有技術中已提出了醛固化劑的替代品，例如，在US6325951和US6039901所公開 的一種採用轉穀氨醯胺酶對凝聚後包覆在油芯液滴的蛋白膠體囊壁進行酶促交聯固化，以 獲得熱穩定的微膠囊。但是，這種酶促方法從產業化角度來說是昂貴的，而且難以控制，需 要非常嚴格的控制製備條件才能獲得產品一致的效果。中國專利CN200810070712. 5也公開了一種採用葡萄糖固化與阿拉伯膠凝聚後的大豆分離蛋白膠體，但是由於葡萄糖的羥基 與蛋白膠體的氨基反應活性較小，因此微膠囊囊壁的固化效果較差，在過濾和乾燥過程中， 微膠囊囊壁很有可能會破裂失效。
發明內容
針對現有技術中凝聚微膠囊化法的復凝聚法需要冷凍後加入醛類有機交聯劑進 行囊壁固化，有機交聯劑對人體有毒性；微膠囊懸浮液需要立即進行過濾乾燥，如果用於無 紡布加工處理，還需要重新分散加工，增加了製造成本等問題，提出一種環保無毒、低成本 且穩定的香料微膠囊分散塗覆液，該香料微膠囊分散塗覆液無需進行冷凍和使用有機交聯 劑對囊壁固化，而在一定時間內可以保持膠囊的分散狀態，在塗覆使用時可直接進行無紡 布塗覆加工。為了實現上述目的，本發明提供一種香料微膠囊分散塗覆液，其包括疏水性香料 液體、包覆香料液體的凝聚膠體和分散穩定劑，所述凝聚膠體包括一種親水性蛋白膠體和 一種陰離子親水膠體，塗覆液通過如下步驟製備而成
首先，將疏水性香料液體分散在一種親水性蛋白膠體溶液中，再加入一種陰離子親水 膠體溶液形成香料分散溶液；
其次，依靠調節香料分散溶液的PH至蛋白膠體的等電點以下，使蛋白膠體帶正電荷， 與香料分散溶液中帶負電荷的陰離子親水膠體通過靜電作用發生凝聚，沉積到香料芯材液 滴的表面，形成微膠囊囊壁；
最後，待微膠囊形成後，加入一種中性水溶性高分子溶液，通過調節微膠囊溶液體系的 粘度，使微膠囊體系保持穩定乳液狀態。優選的，所述穩定劑是一種中性水溶性高分子溶液。所述的中性水溶性高分子溶液是指溶液不帶電荷，呈電中性。所述的中性水溶性高分子溶液的質量濃度為29TlO%。進一步的，所述中性水溶性高分子為纖維素醚類高分子化合物或聚乙烯醇。進一步的，所述纖維素醚類高分子化合物為甲基纖維素、羧甲基纖維素、乙基纖維 素、羥乙基纖維素、羥丙基纖維素以及羥丙基甲基纖維素中至少一種。進一步的，所述聚乙烯醇的分子量為20000 200000。優選的，所述親水蛋白膠體的化學成分為明膠。優選的，所述陰離子水溶性膠體溶液是阿拉伯膠、海藻酸鈉或羧甲基纖維素鈉的一種。該香料微膠囊分散塗覆液可以直接塗覆在無紡布表面，烘乾後膠囊囊壁固化，並 通過高分子膜在無紡布上粘附形成帶香味的塗層。以凝聚膠體為壁材包覆香料微膠囊，防 止香味無紡布中香味成分揮發或被氧化，通過囊壁的阻隔緩釋作用，可以讓香味緩慢釋放， 提高香味無紡布的留香時間。微膠囊製備不加有毒有機物，使香料微膠囊塗覆的無紡布能 夠應用於口罩加工製造。其中無紡布香味塗覆工藝可以為刮塗或輥塗。且塗覆工藝中的烘乾溫度為60°C -150°C，烘乾時間lmin-15min為宜。在塗覆無紡布過程中，為了使液體能夠快速潤溼無紡布纖維表面，可在微膠囊分散塗覆液中加入潤溼劑，通常為水溶性陰離子表面活性劑和/或非離子表面活性劑，如 十二烷基苯磺酸鈉、烷基酚聚氧乙烯醚等；為了防止泡沫的出現使塗覆不均勻，也可加入消 泡劑，消泡劑可以是聚醚類、有機醇類、有機矽類的一種或者多種，如環氧乙烷環氧丙烷共 聚物、丙二醇、乳化矽油等。本發明所提供的與現有技術相比具有如下優點
1、由於香味成分被封裹在膠囊中，因而抑制了香味的揮發耗損，從而延長了留香時間。 香味成分與周圍環境隔離，防止香味成分因氧化或揮發使成分組成改變等因素促使香味變 質的可能性，從而延長了產品的保質期。2、通過微膠囊製造方法的改進，解決了傳統復凝聚法製備微膠囊需要加入有害有 機物的問題；
3、通過在微膠囊溶液加入中性水溶性高分子溶液調節粘度，解決傳統復凝聚法製備微 膠囊靜置後、膠囊出現粘連和團聚的現象，製備出分散均勻、穩定的微膠囊乳液；
4、製備的香料微膠囊分散液無需進行過濾烘乾，可直接應用於塗覆無紡布進行香味處 理，所用原料為明膠、阿拉伯膠、聚乙烯醇、纖維素醚類高分子化合物等無毒環保、易生物降 解物質，這種處理得到香味無紡布可應用於製備香味口罩，具有留香時間長、無毒性，香味 穩定等優勢。
具體實施方案為了進一步說明本發明所提供的香料微膠囊分散塗覆液，下面列舉幾個實現本發 明目的的優選實施例。明膠是肽分子聚合物質，是膠原蛋白質的水解產物。商業明膠常分A型和B型兩 類。A型明膠主要以動物皮為原料，用酸水解方法製得，其等電點為pH=7. 0-9. 0 ；B型明膠 主要以動物皮、骨、腱為原料，用鹼水解方法製得，其等電點為PH=4. 6-5. 2。試驗材料中香料選擇檸檬油和甜橙香油；蛋白膠體選擇A型明膠；陰離子水溶性 高分子選擇阿拉伯膠、海藻酸鈉、羧甲基纖維素鈉；中性水溶性高分子選擇羥乙基纖維素、 羥丙基甲基纖維素、聚乙烯醇0588、聚乙烯醇2488 ；採用復凝聚法進行多個試驗。留香時間測試方法將香味處理後的無紡布放置於溼度溫度的空間中，初始1-10 天，每天測試一次，10天後為每10天測定一次，經由5人同時聞香，確認是否存在揮發香味 或香味是否產生變質。實施例1 取檸檬油2g與4%A型明膠溶液50ml混合，攪拌乳化30min，得到0/W 分散乳液；將乳液轉移250ml燒杯中，置50 55°C水浴中，加入4%阿拉伯膠溶液50ml，輕 輕攪拌使混合均勻；在攪拌速率為400轉/分鐘下，滴加10%醋酸溶液於乳液中調節體系 的pH至4. 0 』凝聚30min後，取微膠囊乳液樣品，採用光學顯微鏡觀察微膠囊的粒徑大小為 3-50 u m ；將反應體系溫度下降至室溫，加入10%的聚乙烯醇0588溶液，攪拌溶合後，得到穩 定的香料微膠囊乳液。將上述製備的微膠囊乳液通過刮塗方式塗敷到無紡布上，60°C烘乾15min，得到用 於製備口罩的香味無紡布，測試留香時間為3個月以上，且香味不變質。實施例2 取甜橙香油2g與4%A型明膠溶液50ml混合，攪拌乳化30min，得到0/ W分散乳液；將乳液轉移250ml燒杯中，置50 55°C水浴中，加入4%海藻酸鈉溶液50ml，輕輕攪拌使混合均勻；在攪拌速率為600轉/分鐘下，滴加10%醋酸溶液於乳液中調節體系 的pH至4. 1 』凝聚30min後，取微膠囊乳液樣品，採用光學顯微鏡觀察微膠囊的粒徑大小為 2-21 y m ；將反應體系溫度下降至室溫，加入5%的羥乙基纖維素，攪拌溶合後，得到穩定的 香料微膠囊乳液。將上述製備的微膠囊乳液通過刮塗方式塗敷到無紡布上，150°C烘乾lmin，得到用 於製備口罩的香味無紡布，測試留香時間為3個月以上，且香味不變質。實施例3 取甜橙香油2g與4%A型明膠溶液50ml混合，攪拌乳化30min，得到0/ W分散乳液；將乳液轉移250ml燒杯中，置50 55°C水浴中，加入4%羧甲基纖維素鈉溶液 50ml，輕輕攪拌使混合均勻；在攪拌速率為600轉/分鐘下，滴加10%醋酸溶液於乳液中調 節體系的PH至4. 1 』凝聚30min後，取微膠囊乳液樣品，採用光學顯微鏡觀察微膠囊的粒徑 大小為1-18 u m ；將反應體系溫度下降至室溫，加入5%的聚乙烯醇2488，攪拌溶合後，得到 穩定的香料微膠囊乳液。將上述製備的微膠囊乳液通過輥塗方式塗敷到無紡布上，100°C烘乾8min，得到用 於製備口罩的香味無紡布，測試留香時間為3個月以上，且香味不變質。實施例4 取檸檬油2g與4%A型明膠溶液50ml混合，攪拌乳化30min，得到0/W 分散乳液；將乳液轉移250ml燒杯中，置50 55°C水浴中，加入4%阿拉伯膠溶液50ml，輕 輕攪拌使混合均勻；在攪拌速率為800轉/分鐘下，滴加10%醋酸溶液於乳液中調節體系 的pH至4. 0 』凝聚30min後，取微膠囊乳液樣品，採用光學顯微鏡觀察微膠囊的粒徑大小為 1-12 y m ；將反應體系溫度下降至室溫，加入2%的羥丙基甲基纖維素溶液，攪拌溶合後，得 到穩定的香料微膠囊乳液。將上述製備的微膠囊乳液通過輥塗方式塗敷到無紡布上，80°C烘乾12min，得到用 於製備口罩的香味無紡布，測試留香時間為3個月以上，且香味不變質。對比實施例1 取檸檬油2g，直接5%的聚乙烯醇2488中攪拌乳化30min，得到0/ W香油分散乳液；採用光學顯微鏡觀察微膠囊的粒徑大小為1-12 y m ；將香油分散乳液通過 刮塗方式塗敷到無紡布上，60°C烘乾15min，得到用於製備口罩的香味無紡布，測試留香時 間為3天以下，香味在1天後變質。上述實施例僅是實現本發明目的的優選方案，其中的材料以及用量可以根據需要 任意選用，且根據工藝需要通過簡單實驗而確定用量，故上述實施例所述用量不對本發明 的保護範圍進行限制，且本領域技術人員在本發明的啟示下所做的顯而易見的材料和用量 改變，均在本發明的保護範圍之內。
權利要求
一種香料微膠囊分散塗覆液，其包括疏水性香料液體、包覆香料液體的凝聚膠體和分散穩定劑，所述凝聚膠體包括一種親水性蛋白膠體和一種陰離子親水膠體，塗覆液通過如下步驟製備而成(1)在親水性蛋白膠體的溶液中乳化分散疏水性香料液體，充分乳化分散後，加入陰離子親水膠體溶液形成香料分散溶液；(2)在第(1)步驟所得香料分散溶液中加入酸溶液，進行pH調節至分散溶液發生凝聚形成香料微膠囊；(3)在第(2)步驟所得香料微膠囊溶液中加入分散穩定劑使香料微膠囊乳化分散形成香料微膠囊分散塗覆液。
2.根據權利要求1所述的香料微膠囊分散塗覆液，其特徵在於，所述穩定劑是一種中 性水溶性高分子溶液。
3.根據權利要求2所述的香料微膠囊分散塗覆液，其特徵在於，所述的中性水溶性高 分子溶液的質量濃度為2% 10%。
4.根據權利要求2所述的香料微膠囊分散塗覆液，其特徵在於，所述中性水溶性高分 子為纖維素醚類高分子化合物或聚乙烯醇。
5.根據權利要求4所述的香料微膠囊分散塗覆液，其特徵在於，所述纖維素醚類高分 子化合物為甲基纖維素、羧甲基纖維素、乙基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基纖維素以及羥 丙基甲基纖維素中至少一種。
6.根據權利要求4所述的香料微膠囊分散塗覆液，其特徵在於所述聚乙烯醇的分子 量為 20000 200000。
7.根據權利要求1所述的香料微膠囊分散塗覆液，其特徵在於，所述親水蛋白膠體的 化學成分為明膠。
8.根據權利要求1所述的香料微膠囊分散塗覆液，其特徵在於，所述陰離子親水膠體 溶液是阿拉伯膠、海藻酸鈉或羧甲基纖維素鈉的一種。
9.一種香味無紡布，其特徵在於，在無紡布表面塗覆有如權利要求1 8所述香料微膠 囊分散塗覆液，並經過烘乾形成香味無紡布。
10.根據權利要求9所述的香味無紡布，其特徵在於，所述香料微膠囊分散塗覆 液塗覆到無紡布上的塗覆工藝為刮塗或輥塗；所述烘乾溫度為60°C _150°C，烘乾時間 lmin-15min。
全文摘要
本發明主要涉及一種香料微膠囊分散塗覆液及其製備方法以及由其製得的香味無紡布。該香料微膠囊分散塗覆液包括疏水性香料液體、包覆香料液體的凝聚膠體和分散穩定劑，所述凝聚膠體包括一種親水性蛋白膠體和一種陰離子親水膠體，塗覆液通過如下步驟製備而成首先，在親水性蛋白膠體的溶液中乳化分散疏水性香料液體，充分乳化分散後，加入陰離子親水膠體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，進行pH調節至分散溶液發生凝聚形成香料微膠囊；最後，所得香料微膠囊溶液中加入分散穩定劑使香料微膠囊乳化分散形成香料微膠囊分散塗覆液。由此香料微膠囊分散塗覆液製備的香味無紡布具有留香時間長，無毒性，香味穩定的優點。
文檔編號D06M13/00GK101984185SQ20101053335
公開日2011年3月9日 申請日期2010年11月5日 優先權日2010年11月5日
發明者張原 , 杜學曉, 管映亭 申請人:北京潔淨易超淨技術有限公司;深圳市新綸科技股份有限公司