香味微胶囊及其制备方法和应用与流程

本发明属于精细化工
技术领域：
，具体涉及一种香味微胶囊的制备方法。
背景技术：
：随着印刷技术的迅速发展，油墨的改进与制备是行业内的研究热点。香味油墨作为香味印刷的一种功能性油墨，也是近几年来的研究热点。香味油墨的主要是由连结料，色料，助剂以及香味微胶囊组成。为了保持香味的稳定性以及持久性，将香料包裹在微胶囊中形成香味微胶囊，经微胶囊的破裂或通过微胶囊的孔隙释放出香味。香味微胶囊主要有囊壳和囊芯组成，囊壳通常由薄膜组成，一般比较坚固，而囊芯是一些合成香料的细粉，香味微胶囊的直径一般为5-200μm，囊壁厚度一般为0.2μm到几微米之间。微胶囊可呈球型、谷粒型、肾型、条形等各种形状，囊壁可以是单层结构，也可以是多层结构，而囊芯可以是一种或多种形状。香味微胶囊的功能主要是降低香味的挥发、控制释放、隔离活性成分等功能。降低香味挥发是使易挥发的香味物质微胶囊化后，其挥发性能够被抑制。控制释放即微胶囊所含的芯材可以即刻释放出来，也可经一段时间逐渐释放出来。隔离活性成分，即微胶囊具有防护囊芯香味物质，使其免受外界环境的影响。微胶囊的制备方法主要包括界面聚合法、原位聚合法、复合凝聚法以及喷雾合成法。技术实现要素：目前现有技术中存在的技术问题是，目前的香味微胶囊存在香料包裹不均匀、微囊形貌和粒径不均、时效短等问题。现有文献有采用明胶和阿拉伯树胶交联固化制备微胶囊的技术方案，但是目前看来，现有文献公开的技术方案所得到的微胶囊分散性较差，团聚较为严重。另一些技术方案得到的微胶囊粒径较大(平均粒径60μm)，对于香料微胶囊的应用具有限制。而一些纺织品对于微胶囊具有特殊的要求，需要香料微胶囊粒径更小，包埋率更高，包裹性更好，分散更均匀。本发明人为解决上述技术问题，运用复合凝聚的方法，调整了原料用量以及混合工艺，来优化香味微胶囊的制备工艺，进而改善香味微胶囊的包裹效果、形貌和时效性。具体来说，本发明提出了如下技术方案：一方面，本发明提供了一种香味微胶囊，包含香料核心和树脂外壳，其特征在于，所述微胶囊的平均粒径为38-50μm。优选的是，上述的香味微胶囊，其中，所述微胶囊的平均粒径为38-45μm；优选的是，所述微胶囊的平均粒径为38-42μm。优选的是，上述的香味微胶囊，其中，所述微胶囊的粒径为30-50μm的微胶囊的数量百分比为69％-88％，粒径为35-45μm的微胶囊的数量百分比为36％-63％，粒径为38-42μm的微胶囊的数量百分比为28％-55％；优选的是，所述微胶囊的粒径为30-50μm的微胶囊的数量百分比为74％-88％，粒径为35-45μm的微胶囊的数量百分比为39％-63％，粒径为38-42μm的微胶囊的数量百分比为32％-55％；进一步优选的是，所述微胶囊的粒径为30-50μm的微胶囊的数量百分比为79％-82％，粒径为35-45μm的微胶囊的数量百分比为60％-63％，粒径为38-42μm的微胶囊的数量百分比为50％-55％。优选的是，上述的香味微胶囊，其中，所述香味微胶囊通过含有香料、交联剂、成壳材料a、成壳材料b和表面活性剂的原料经复合凝聚制备得到，其中，所述成壳材料a的浓度为15-25g/l，成壳材料b的浓度为15-25g/l，所述表面活性剂的浓度为0.01-0.015g/l；优选的是，所述成壳材料a的浓度为20-25g/l，成壳材料b的浓度为20-25g/l，所述表面活性剂的浓度为0.012-0.015g/l；进一步优选的是，所述成壳材料a的浓度为20-22g/l，成壳材料b的浓度为20-22g/l，所述表面活性剂的浓度为0.012-0.013g/l；进一步优选的是，所述成壳材料a的浓度为20g/l，成壳材料b的浓度为20g/l，所述表面活性剂的浓度为0.012g/l。优选的是，上述的香味微胶囊，其中，所述成壳材料a选自明胶、壳聚糖、酪氨酸和/或白蛋白；优选的是，所述成壳材料a选自明胶。优选的是，上述的香味微胶囊，其中，所述成壳材料b选自阿拉伯树胶、羧甲基纤维素钠和/或海藻酸钠；优选的是，所述成壳材料b选自阿拉伯树胶。优选的是，上述的香味微胶囊，其中，所述交联剂选自醛类化合物，优选甲醛，戊二醛，乙二醛；进一步优选的是，所述交联剂选自戊二醛。优选的是，上述的香味微胶囊，其中，所述表面活性剂选自聚山梨酯、泊洛沙姆、聚乙二醇、十二烷基硫酸钠和/或司盘；优选的是，所述表面活性剂选自十二烷甲基硫酸钠。优选的是，上述的香味微胶囊，其中，所述香料选自油溶性香料；优选的是，所述香料和含有成壳材料a的水溶液的体积比为2-4:1，优选2:1。另一方面，本发明还提供了上述的香味微胶囊的制备方法，包括以下步骤：步骤(1)：将香料分散到含有成壳材料a的水溶液中，形成第一混合液；步骤(2)：向所述第一混合液中加入含有成壳材料b的水溶液，形成第二混合液；步骤(3)：向所述第二混合液中加入含有表面活性剂的水溶液，形成第三混合液；步骤(4)：加热所述第三混合液，然后调节ph，形成第四混合液；步骤(5)：降低所述第四混合液的温度，加入交联剂，反应得到产物；和步骤(6)：洗涤产物得到香味微胶囊；其中，步骤(1)、步骤(2)和步骤(3)中的成壳材料a、成壳材料b和表面活性剂的加入顺序并不限定于上述步骤(1)-(3)中，可以任意交换，例如，步骤(1)中使用成壳材料b的水溶液，步骤(2)中使用表面活性剂，步骤(3)中使用成壳材料a的水溶液；或者，步骤(1)中使用表面活性剂，步骤(2)中使用成壳材料b的水溶液，步骤(3)中使用成壳材料a的水溶液；或者步骤(1)中使用成壳材料a的水溶液，步骤(2)中使用表面活性剂，步骤(3)中使用成壳材料b的水溶液。优选的是，上述的方法，其中，步骤(4)加热温度为35-45℃，优选为40℃；进一步优选的是，加热时间为20-40min。优选的是，上述的方法，其中，所述步骤(4)中ph调节为3-4。优选的是，上述的方法，其中，所述步骤(4)中，调节ph后停止加热，并搅拌第四混合液，优选的是，搅拌时间为30-60min，优选为45-60min；进一步优选的是，搅拌速度200-300r/min，优选为250-300r/min。优选的是，上述的方法，其中，所述步骤(5)中温度降低至5℃以下，优选3-5℃；优选通过加入冷冻介质降低温度。优选的是，上述的方法，其中，所述反应时搅拌速度为200-300r/min，优选250-300r/min。本发明还提供通过上述方法制备的香味微胶囊。另一方面，本发明还提供了一种调控香味微胶囊的粒径的方法，加入的原料成壳材料a、成壳材料b和表面活性剂的浓度为：所述成壳材料a的浓度为15-25g/l，成壳材料b的浓度为15-25g/l，所述表面活性剂的浓度为0.01-0.015g/l；优选的是，所述成壳材料a的浓度为20-25g/l，成壳材料b的浓度为20-25g/l，所述表面活性剂的浓度为0.012-0.015g/l；进一步优选的是，所述成壳材料a的浓度为20-22g/l，成壳材料b的浓度为20-22g/l，所述表面活性剂的浓度为0.012-0.013g/l；进一步优选的是，所述成壳材料a的浓度为20g/l，成壳材料b的浓度为20g/l，所述表面活性剂的浓度为0.012g/l。另一方面，本发明还提供了上述的香味微胶囊在芳香产品中的应用，优选在香味油墨、香味涂料或香味纺织品中的应用。本发明的有益效果包括：1、本发明的香味微胶囊分散性较好、囊芯包裹均匀。2.本发明的香味微胶囊的粒径较小，粒径分布窄。下面结合附图和各个具体实施方式，对本发明及其有益技术效果进行详细说明：附图说明图1是实施例1制备的香味微胶囊的粒径分布图。图2是实施例2制备的香味微胶囊的粒径分布图。图3是实施例3制备的香味微胶囊的粒径分布图。图4是实施例4制备的香味微胶囊的粒径分布图。图5是实施例5制备的香味微胶囊的粒径分布图。具体实施方式下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。以下实施方式将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。如上所述，发明解决的技术问题在于解决如何分散微胶囊，改善包裹效果、形貌和时效性。为了解决上述技术问题，本发明提供一种香味微胶囊的制备方法，有效的改善了香味微胶囊的性能。本发明的技术方案是将油溶性香料(例如甜橙油，柠檬油，薄荷油)分散在明胶的水溶液中，再加入阿拉伯树胶水溶液，以戊二醛为交联剂，采用复合凝聚法，利用明胶和阿拉伯树胶之间的凝聚和交联固化作用，将香料包裹于明胶-阿拉伯树胶之中，形成香味微胶囊。利用十二烷基硫酸钠、搅拌控制微胶囊的分散性，利用冰乙酸控制体系的ph值。本发明优选的技术方案中，明胶溶液的浓度为15-25g/l。阿拉伯树胶的用量为15-25g/l。十二烷基硫酸钠溶液的浓度为0.01-0.015g/l。冰乙酸控制体系的ph值为3-4。本发明优选的方法，将香料均匀分散在明胶的水溶液中，再加入阿拉伯树胶水溶液，以戊二醛为交联剂，采用复合凝聚法，利用明胶和阿拉伯树胶之间的凝聚和交联固化作用，将香料包裹于明胶-阿拉伯树胶之中，形成香味微胶囊。本发明优选的一种香味微胶囊的制备方法，具体按照以下步骤：步骤1，制备浓度为15-25g/l的明胶溶液，并将40-80ml香料(甜橙油，柠檬油，薄荷油)分散在其中。步骤2，制备浓度为15-25g/l的阿拉伯树胶溶液，并将其与上述制备的明胶溶液混合均匀。步骤3，制备浓度为0.01-0.015g/l的十二烷基硫酸钠溶液，并与上述制备的混合溶液混合均匀。通过逐次加入香料、成壳材料和表面活性剂，有利于微胶囊的分散。步骤4，将制备的混合溶液放置在40℃的恒温水浴锅中加热20-40min.步骤4，用冰乙酸水溶液将溶液ph调节到3-4，停止加热。保持搅拌，时间30-60min，搅拌速度200-300r/min。步骤5，将溶液温度降至5℃以下，加入交联剂50％的戊二醛4-6ml，使交联固化6-8小时。保持搅拌，搅拌速度200-300r/min。步骤6，将产物反复水洗、过滤、干燥便得到了需要的香味微胶囊。下面通过具体实施例来说明本发明的香味微胶囊，并对香味微胶囊的粒径分布进行检测。下面实施例中所用到各试剂来源如下，未列入表格的仪器和试剂均为本领域普通技术人员可常规确定的仪器或者试剂：表1实施例所用试剂试剂/仪器规格来源明胶分析纯西安昊天材料公司甜橙油化学纯国药集团化学试剂柠檬油化学纯国药集团化学试剂薄荷油化学纯国药集团化学试剂阿拉伯树胶分析纯西安昊天材料公司十二烷基硫酸钠分析纯国药集团化学试剂冰乙酸分析纯国药集团化学试剂戊二醛分析纯国药集团化学试剂实施例1称取0.3g明胶，并将其溶于20ml的去离子水中，将60ml甜橙油分散在制备的明胶溶液中。然后称取0.3g阿拉伯树胶，并将其溶于20ml去离子水中。将制备的阿拉伯溶液与明胶溶液通过机械搅拌混合均匀。然后称取1mg十二烷基硫酸钠，将其加入100ml去离子水中，使其完全溶解形成溶液。然后倒入明胶阿拉伯树胶的混合液中，放置在40℃水浴锅中搅拌20min。用冰乙酸水溶液调节溶液的酸碱度，然后用ph试纸测试，使溶液的酸碱度为3到4。这时停止加热，并让溶液自然冷却约30min，同时保持搅拌，搅拌速度为200r/min，然后用冰块将溶液温度降至3℃加入质量分数为50％的戊二醛溶液4ml，使明胶交联固化6h,并保持搅拌，搅拌速度为200r/min。将产物倒入烧杯中反复水洗，再用抽滤瓶进行过滤，将产物放在培养皿中，放入烘干箱干燥，用药匙收集产物，便得到了需要的香味微胶囊，所得到的香味微胶囊分散不均匀，平均粒径约为50μm，其粒径分布图如图1所示。经统计，本实施例制得的微胶囊中，30-50μm微胶囊的数量百分比为69％，35-45μm微胶囊的数量百分比为36％，38-42μm微胶囊的数量百分比为28％。实施例2称取0.4g明胶，并将其溶于20ml的去离子水中，将40ml柠檬油分散在制备的明胶溶液中。然后称取0.4g阿拉伯树胶，并将其溶于20ml去离子水中。将制备的阿拉伯溶液与明胶溶液通过机械搅拌混合均匀。然后称1.2mg十二烷基硫酸钠，将其加入100ml去离子水中，使其完全溶解形成溶液。然后倒入明胶阿拉伯树胶的混合液中，放置在40℃水浴锅中搅拌30min。用冰乙酸水溶液调节溶液的酸碱度，然后用ph试纸测试，使溶液的酸碱度为3到4。这时停止加热，并让溶液自然冷却约45min，同时保持搅拌，搅拌速度为250r/min，然后用冰块将溶液温度降至4℃，加入质量分数为50％的戊二醛溶液5ml，使明胶交联固化7h,并保持搅拌，搅拌速度为250r/min。将产物倒入烧杯中反复水洗，再用抽滤瓶进行过滤，将产物放在培养皿中，放入烘干箱干燥，用药匙收集产物，便得到了需要的香味微胶囊其扫描电镜图如图2所示,所得到的香味微胶囊大小均一，分散性较好，且粒径较小，平均粒径为40μm，其粒径分布图如图2所示。经统计，本实施例制得的微胶囊中，30-50μm微胶囊的数量百分比为79％，35-45μm微胶囊的数量百分比为63％，38-42μm微胶囊的数量百分比为55％。实施例3称取0.44g明胶，并将其溶于20ml的去离子水中，将40ml柠檬油分散在制备的明胶溶液中。然后称取0.44g阿拉伯树胶，并将其溶于20ml去离子水中。将制备的阿拉伯溶液与明胶溶液通过机械搅拌混合均匀。然后称1.2mg十二烷基硫酸钠，将其加入100ml去离子水中，使其完全溶解形成溶液。然后倒入明胶阿拉伯树胶的混合液中，放置在40℃水浴锅中搅拌30min。用冰乙酸水溶液调节溶液的酸碱度，然后用ph试纸测试，使溶液的酸碱度为3到4。这时停止加热，并让溶液自然冷却约45min，同时保持搅拌，搅拌速度为250r/min，然后用冰块将溶液温度降至4℃，加入质量分数为50％的戊二醛溶液5ml，使明胶交联固化7h,并保持搅拌，搅拌速度为250r/min。将产物倒入烧杯中反复水洗，再用抽滤瓶进行过滤，将产物放在培养皿中，放入烘干箱干燥，用药匙收集产物，便得到了需要的香味微胶囊其扫描电镜图如图3所示,所得到的香味微胶囊大小均一，分散性较好，且粒径较小，平均粒径为42μm，其粒径分布图如图3所示。经统计，本实施例制得的微胶囊中，30-50μm微胶囊的数量百分比为82％，35-45μm微胶囊的数量百分比为62％，38-42μm微胶囊的数量百分比为52％。实施例4称取0.5g明胶，并将其溶于20ml的去离子水中，将80ml薄荷油分散在制备的明胶溶液中。然后称取0.5g阿拉伯树胶，并将其溶于20ml去离子水中。将制备的阿拉伯溶液与明胶溶液通过机械搅拌混合均匀。然后称取1.5mg十二烷基硫酸钠，将其加入100ml去离子水中，使其完全溶解形成溶液。然后倒入明胶阿拉伯树胶的混合液中，放置在40℃水浴锅中搅拌40min。用冰乙酸水溶液调节溶液的酸碱度，然后用ph试纸测试，使溶液的酸碱度为3到4。这时停止加热，并让溶液自然冷却约30min，同时保持搅拌，搅拌速度为300r/min，然后用冰块将溶液温度降至5℃，加入质量分数为50％的戊二醛溶液6ml，使明胶交联固化8h,并保持搅拌，搅拌速度为300r/min。将产物倒入烧杯中反复水洗，再用抽滤瓶进行过滤，将产物放在培养皿中，放入烘干箱干燥，用药匙收集产物，便得到了需要的香味微胶囊。所得到的香味微胶囊粒径较实施例2较大，约为45μm，其粒径分布图如图4所示。经统计，本实施例制得的微胶囊中，30-50μm微胶囊的数量百分比为74％，35-45μm微胶囊的数量百分比为39％，38-42μm微胶囊的数量百分比为32％。实施例5称取0.4g明胶，并将其溶于20ml的去离子水中，将80ml薄荷油分散在制备的明胶溶液中。然后称取0.4g阿拉伯树胶，并将其溶于20ml去离子水中。将制备的阿拉伯溶液与明胶溶液通过机械搅拌混合均匀。然后称取1.5mg十二烷基硫酸钠，将其加入100ml去离子水中，使其完全溶解形成溶液。然后倒入明胶阿拉伯树胶的混合液中，放置在40℃水浴锅中搅拌60min。用冰乙酸水溶液调节溶液的酸碱度，然后用ph试纸测试，使溶液的酸碱度为3到4。这时停止加热，并让溶液自然冷却约30min，同时保持搅拌，搅拌速度为300r/min，然后用冰块将溶液温度降至5℃，加入质量分数为50％的戊二醛溶液6ml，使明胶交联固化8h,并保持搅拌，搅拌速度为300r/min。将产物倒入烧杯中反复水洗，再用抽滤瓶进行过滤，将产物放在培养皿中，放入烘干箱干燥，用药匙收集产物，便得到了需要的香味微胶囊。得到的香味微胶囊的平均粒径为44μm，其粒径分布图如图5所示。经统计，本实施例制得的微胶囊中，30-50μm微胶囊的数量百分比为88％，35-45μm微胶囊的数量百分比为52％，38-42μm微胶囊的数量百分比为44％。通过以上实施例可以看出，本发明制备得到的微胶囊平均粒径较小，均不超过50μm，并且微胶囊均一性好，粒径分布集中。以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。当前第1页12