Viên nang siêu nhỏ và công nghệ viên nang siêu nhỏ
01.Viên nang siêu nhỏ
Đề cập đến một hộp đựng siêu nhỏ hoặc gói có vỏ polymer. Kích thước của nó thường dao động từ 5-200μm và hình dạng của nó thay đổi, tùy thuộc vào nguyên liệu thô và phương pháp chuẩn bị.
02. Công nghệ đóng gói vi mô
Đề cập đến công nghệ đóng gói chất rắn, chất lỏng hoặc khí trong các viên nang nhỏ và kín để chúng chỉ có thể được giải phóng với tốc độ được kiểm soát trong các điều kiện cụ thể.
Trong số đó, chất đóng gói được gọi là vật liệu cốt lõi, bao gồm hương vị và mùi thơm, chất axit, chất làm ngọt, chất màu, lipid, vitamin, khoáng chất, enzyme, vi sinh vật, khí và các chất phụ gia khác. Vật liệu bao bọc vật liệu lõi để đạt được sự tạo gel vi bao được gọi là vật liệu thành.
03.Vật liệu tường
Các polyme tự nhiên, polyme bán tổng hợp và polyme tổng hợp có thể được sử dụng làm vật liệu đóng gói vi nang. Tùy thuộc vào tính chất của chất đóng gói (lõi viên nang), vật liệu lõi hòa tan trong dầu cần chọn vật liệu tường hòa tan trong nước và vật liệu lõi hòa tan trong nước cần chọn vật liệu tường hòa tan trong dầu, nghĩa là vật liệu lõi và vật liệu tường không hòa tan và không phản ứng.
Vật liệu thành vi nang phải tuân thủ các tiêu chuẩn phụ gia thực phẩm quốc gia, không độc hại, có đặc tính tạo màng tốt, tính lưu động và độ hút ẩm thấp và không phản ứng hóa học với vật liệu lõi.
Vì vậy, vật liệu ốp tường thường có thể được chia thành các loại sau:
|
loại |
Chất |
|
Vật liệu polyme tự nhiên |
Tinh bột, sucrose, maltodextrin, xi-rô ngô, cellulose, chitosan, protein đậu nành, whey protein, gliadin, nhựa thông paraffin, axit stearic, lecithin, alginate, gum arabic, gelatin, agar, v.v. |
|
Vật liệu polyme bán tổng hợp |
Methyl cellulose, ethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, nitrocellulose, hydroxypropyl cellulose, tinh bột biến tính, v.v. |
|
Vật liệu polyme tổng hợp |
Polyethylene, polyvinyl clorua, polystyrene, polybutadiene, polyamit, polyester, polyether, polyacrylamide, cao su tổng hợp, axit polyamino, axit polyacrylic, v.v. |
Hình thái của viên nang siêu nhỏ
Do vật liệu lõi, vật liệu thành và phương pháp vi bao khác nhau nên kích thước, hình thái và cấu trúc của vi nang rất khác nhau. Đường kính hạt của viên nang siêu nhỏ dao động từ vài micron đến vài nghìn micron, thường là 5 đến 200um và độ dày thành viên nang là 0,5 đến 150um. Hiện nay, các viên nang siêu nhỏ có kích thước milimet có kích thước từ vài mm đến các viên nang siêu nhỏ có kích thước nanomet từ 0,1 đến 1nm đã đạt được.
Kích thước của viên nang siêu nhỏ được điều chế bằng một số phương pháp khác nhau được thể hiện trong bảng sau:
|
Phương pháp vi nang |
Phạm vi kích thước hạt (um) |
|
Sấy phun |
20-150 |
|
Lớp phủ treo khí |
50-10000 |
|
Phương pháp túi nồi |
＞500 |
|
Đông máu đơn/phức tạp |
1-500 |
|
Liposome |
0.1-1 |
|
Công nghệ vi nang nano |
＜0.1 |
Phương pháp công nghệ vi nang
Có nhiều phương pháp công nghệ vi nang, nhưng ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm chủ yếu bao gồm trùng hợp bề mặt, phương pháp lỗ sắc, phương pháp sấy phun, phương pháp làm mát phun, phương pháp ép đùn và phương pháp huyền phù khí.
01.Phương pháp trùng hợp bề mặt
Vật liệu cốt lõi được nhũ hóa bằng chất nhũ hóa thích hợp và được thêm vào dung dịch vật liệu làm tường. Chất phản ứng được thêm vào để bắt đầu quá trình trùng hợp, một màng polymer được hình thành trên bề mặt của giọt và sau đó các viên nang siêu nhỏ được tách ra khỏi pha dầu hoặc pha nước. Vi nang được điều chế bằng phương pháp này có mật độ tốt, điều kiện phản ứng nhẹ và tốc độ phản ứng nhanh.
02.Phương pháp lỗ nhọn
Đầu tiên, vật liệu cốt lõi được hòa tan trong dung dịch vật liệu tường, sau đó nó được đông đặc và hình thành bởi một bình nhất định và được thêm vào chất lỏng đông đặc. Nó được đông đặc và hình thành bằng quá trình đồng kết tủa, và sấy chân không được sử dụng để thu được sản phẩm vi nang. Thông thường, người ta thêm chất đóng rắn hoặc sử dụng phương pháp ngưng tụ nhiệt và việc đóng rắn cũng có thể đạt được bằng cách tạo phức các polyme với các điện tích khác nhau.
03.Phương pháp sấy phun
Vật liệu cốt lõi được thêm vào dung dịch vật liệu tường hóa lỏng trước để tạo thành hệ thống phân tán nhiệt và sấy phun trong luồng không khí nóng để làm bay hơi vật liệu tường và cố định màng nang để tạo thành chất cần thiết. Phương pháp này phù hợp với các chất nhạy cảm với nhiệt, chi phí thấp, quy trình đơn giản nhưng hoạt chất dễ bị bất hoạt, tốc độ đóng gói thấp, tiêu tốn nhiều năng lượng.
04.Phương pháp làm mát bằng sương mù
Vật liệu lõi được trộn với dầu nóng chảy để tạo thành chất lỏng nóng chảy, và sau khi tạo thành các hạt mịn vi nang bằng máy phun, vật liệu thành được làm lạnh nhanh chóng bằng không khí lạnh để đông đặc thành các viên nang siêu nhỏ. Phương pháp này phù hợp với các chất nhạy cảm với nhiệt để bảo vệ hoạt động của vật liệu lõi.
05.Phương pháp ép đùn
Vật liệu cốt lõi được phân tán trong nguyên liệu đường nóng chảy, sau đó được đưa vào dung dịch khử nước sau khi ép đùn và kéo. Nguyên liệu đường đông đặc lại và nguyên liệu cốt lõi được nhúng vào trong đó. Sau đó, sản phẩm vi nang thu được bằng cách nghiền, tách và sấy khô. Vật liệu thành của quá trình này thường sử dụng sucrose, maltodextrin và tinh bột biến tính, chủ yếu được sử dụng cho công nghệ vi bao như vật liệu hương liệu và tinh dầu, nhưng tỷ lệ nhúng thấp.
06. Phương pháp treo khí
Đầu tiên, vật liệu lõi dạng hạt rắn được phân tán và lơ lửng trong luồng không khí mang, sau đó vật liệu thành được phun lên vật liệu lõi tuần hoàn trong buồng đóng gói. Vật liệu đóng gói bị lơ lửng trong luồng không khí tăng lên và sản phẩm được sấy khô bằng cách dựa vào sự điều chỉnh độ ẩm của chính luồng khí mang. Phương pháp này chỉ áp dụng cho việc đóng gói vật liệu lõi rắn và thường được sử dụng để đóng gói hương liệu, gia vị và vitamin tan trong chất béo.
Ứng dụng công nghệ vi bao trong ngành thực phẩm
Do những ưu điểm vượt trội, công nghệ vi bao đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều loại thực phẩm, đã giải quyết thành công các vấn đề mà quy trình truyền thống không thể giải quyết được và thúc đẩy sự phát triển nhanh chóng của ngành thực phẩm.
01.Vi nang dầu và mỡ
Dầu, mỡ là những chất quan trọng trong đời sống hằng ngày của con người và trong chế biến thực phẩm nhưng dễ bị oxy hóa, hư hỏng tạo ra mùi vị khó chịu, tính lưu động kém nên việc đóng gói và tiêu thụ trở nên bất tiện. Vì vậy, cần sử dụng công nghệ vi bao để duy trì các đặc tính chức năng của chúng.
02. Đóng gói vi mô hương vị và gia vị
Hương liệu và chiết xuất gia vị rất dễ bay hơi và dễ bị oxy hóa để thay đổi hương vị. Vì vậy, để ngăn chặn sự bay hơi của hương vị và phản ứng với các chất khác, có thể sử dụng phương pháp vi bao để chuyển gia vị lỏng thành bột rắn nhằm nâng cao tính ổn định và tính thực tiễn.
Nói chung, gelatin, kẹo cao su arabic, carboxymethyl cellulose, ethyl cellulose, dextrin, v.v. có thể được chọn làm vật liệu tường, và các sản phẩm vi bao của hương vị và gia vị có thể được điều chế bằng phương pháp lỗ nhọn, phương pháp ép đùn, phương pháp sấy phun, phương pháp làm mát phun, vân vân.
03.Vi nang sắc tố
Nhiều chất màu ăn được hòa tan trong dầu và có độ ổn định kém. Đặc biệt, các sắc tố tự nhiên rất nhạy cảm với ánh sáng, nhiệt, oxy, axit và kiềm và dễ bị phai màu hoặc đổi màu. Đóng gói vi mô có thể tránh được các yếu tố môi trường gây ra sự thay đổi sắc tố và cũng có thể cải thiện khả năng phân tán và hòa tan của các sắc tố hòa tan trong dầu trong dung dịch nước.
04.Vi nang men vi sinh
Hoạt tính của các sản phẩm probiotic sẽ bị giảm đi dưới tác dụng của axit dạ dày, đồng thời công nghệ vi bao có thể bảo vệ probiotic trước các môi trường bất lợi. Vật liệu thành ruột được sử dụng để ngăn ngừa tổn thương do dịch dạ dày gây ra, để càng nhiều vi khuẩn sống càng tốt có thể đến được ruột, điều này thực sự có lợi cho sức khỏe.
05.Vi nang chất chống oxy hóa
Các chất chống oxy hóa như vitamin, flavonoid, polyphenol trong trà, BHT… được sử dụng rộng rãi trong thực phẩm nhưng những chất này tương đối không ổn định và dễ bị ảnh hưởng bởi môi trường bên ngoài. Vì vậy, cần phải thay đổi các đặc tính đặc trưng của chúng thông qua công nghệ vi bao.
06.Đóng gói vi mô các chất axit và chất ngọt
Chất axit có thể thúc đẩy quá trình oxy hóa thực phẩm, ảnh hưởng đến độ pH ban đầu của thực phẩm và gây hư hỏng thực phẩm. Do đó, chất axit có thể được bao bọc thông qua công nghệ vi bao để tránh tiếp xúc trực tiếp với thực phẩm và kéo dài thời hạn sử dụng của thực phẩm.
Việc sản xuất chất axit hóa vi nang thường sử dụng các phương pháp vật lý, chẳng hạn như sử dụng dầu hydro hóa, axit béo và các vật liệu khác để đóng gói chất axit và làm nguội chúng để tạo thành các viên nang siêu nhỏ. Công nghệ này đã được sử dụng rộng rãi trong chế biến nhân bánh, bột làm bánh ngọt, đồ uống đặc và thịt.
Chất làm ngọt vi nang có thể làm giảm độ hút ẩm, cải thiện tính lưu động và kéo dài vị ngọt. Chất làm ngọt trong kẹo cao su Wrigley là một viên nang siêu nhỏ được phủ một lớp dầu cứng, giúp cải thiện độ ổn định và thời gian bảo quản.
07.Vi nang các chất tạo men
Sử dụng công nghệ vi bao để đóng gói các chất tạo men có thể làm cho các chất tạo men chỉ phản ứng trong điều kiện thích hợp để tránh phản ứng trước khi nướng.
08.Chế phẩm enzym được đóng gói vi nang
Các chế phẩm enzyme được sử dụng rộng rãi trong thực phẩm nhưng dễ bị hư hỏng do môi trường bên ngoài. Do đó, một số chất polyme nhất định có thể được sử dụng làm vật liệu vách để bao bọc nhiều loại enzym ở dạng vi nang trong màng bán thấm. Các chế phẩm enzyme vi nang được tạo ra để duy trì hoạt động của enzyme, kéo dài thời gian tác dụng và thực hiện quá trình sản xuất hoặc lên men enzyme liên tục.
09. Vi nang hóa chất bảo quản
Việc thêm chất bảo quản trực tiếp vào thực phẩm sẽ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm nên các chất này có thể được vi nang hóa trước khi cho vào thực phẩm. Sử dụng mỡ cứng làm vật liệu thành để nhúng axit sorbic không chỉ có thể tránh tiếp xúc trực tiếp giữa axit sorbic và các sản phẩm thịt mà còn giải phóng từ từ axit sorbic thông qua tác dụng giải phóng bền vững của vật liệu thành để đóng vai trò bảo quản và khử trùng.
|
|
|
|
Công nghệ vi nang của HSF
 |
 |
Để biết thêm chi tiết, vui lòng liên hệ với chúng tôi:
E-mail: sales@healthfulbio.com
Whatsapp: +86 18992720900