一种薄荷油凝胶珠的制备方法与流程

本发明涉及微胶囊工艺，具体为一种薄荷油凝胶珠的制备方法。

背景技术：

1、薄荷油是一种无色或淡黄色液体，具有驱除异味、防腐、抑菌以及驱虫等功效，常添加在糖果、糕点等加工食品、饮料、化妆品中。薄荷油存在薄荷醇、薄荷酮、柠檬烯等挥发性成分，使得薄荷油的性质并不稳定，在氧气、光、湿气和高温存在的情况下容易降解。

2、微胶囊是指将固体、液体或者气体包埋在微小而密封的胶囊中；其中，被包埋的物质称之为芯材，包埋芯材实现微胶囊化的物质称之为壁材。薄荷油的微胶囊化能够有效地提高薄荷油的稳定性，使其免受环境的影响，以减少加工及贮藏过程中薄荷油的损失和降解，达到延长贮藏期，方便运输的目的。

3、专利申请cn110074456a公开了一种薄荷油凝胶珠及其制备方法。薄荷油滴加至β-环糊精水溶液中，获得薄荷油包合物；将氯化钙、吐温80、司盘80和多糖增稠剂混合，然后加入薄荷油，得到薄荷油乳液；薄荷油包合物和薄荷油乳液混合，得到复配完成的芯材分散液。芯材分散液滴加到海藻酸钠溶液中，得到薄荷油凝胶珠；薄荷油凝胶珠依次在氯化钙和壳聚糖醋酸溶液中固化后捞出，通过真空干燥获得成品。现有技术采用环糊精包合薄荷油，依次在两种凝固浴固化，从而提高制备薄荷油凝胶珠的稳定性，但是，凝胶珠的包埋率无法得到显著提高。

4、针对此方面的技术缺陷，现提出一种解决方案。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种薄荷油凝胶珠的制备方法，用于解决现有技术中制备的凝胶珠包埋率低、包埋芯材不稳定的技术问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种薄荷油凝胶珠的制备方法，包括以下步骤：

4、s1、制备羧基化的壳聚糖：壳聚糖粉末和去离子水混合、搅拌至均匀，得到悬浮液；所述悬浮液中加入氯乙酸，后升温至70-75℃，在此温度下混合反应3-4h，反应结束后，得到混合液；混合液离心、静置分层，收集下层液体即为羧基化的壳聚糖；

5、壳聚糖存在亚氨基，亚氨基中的n原子有一对孤对电子，导致n原子呈碱性。n原子和水溶液中的氢离子形成配位键-nh3+，从而使得-nh3+和cl-之间形成离子键。壳聚糖中的氨基和氯乙酸中的羧基发生中和反应，生成羧基化的壳聚糖，丰富了壳聚糖自身的官能团的数量。

6、s2、制备改性的玉米秸秆纤维素：将植酸粉末、盐酸和去离子水混合均匀，得到植酸水溶液；将玉米秸秆纤维素、植酸水溶液和cucl2粉末混合均匀，于65-70℃下隔绝空气反应24h，后过滤，得到固体；将固体采用超纯水洗涤至滤液为中性，即得到改性的玉米秸秆纤维素；

7、本发明采用植酸和cucl2粉末对玉米秸秆纤维素进行改性。玉米秸秆纤维素表面含有丰富的羟基，可以和植酸中的磷酸基团发生反应。而植酸作为螯合剂，本身对于金属离子铜拥有极高的络合性。改性后的玉米秸秆纤维素利用自身多羟基、磷酸基团和螯合的金属铜离子，从而提高和壳聚糖的交联能力，对薄荷油的吸附能力。

8、本发明在制备改性的玉米秸秆纤维素时，通过两次研磨，将玉米秸秆纤维素一维度的尺寸不断减低，从而增加玉米秸秆纤维素的比表面积，较小尺寸的纤维素在凝胶珠中提供更加稳定的空间框架。

9、s3、制备薄荷油凝胶珠：

10、将羧基化的壳聚糖和改性的玉米秸秆纤维素混合，加入去离子水，升温至50-60℃，混合搅拌反应2-3h，后采用超声去除气泡，得到混合均匀的溶胶；称取1-2ml的薄荷油加入到溶胶中，磁力搅拌30min，得到混合液；采用注射器将混合液滴加至交联液中，滴加完成后搅拌固化1-2.5h，得到凝胶珠；凝胶珠采用蒸馏水多次洗涤，后吸干表面水分、干燥，得到薄荷油凝胶珠。

11、本发明采用锐孔-凝固浴法制备薄荷油凝胶珠。本发明以羧基化的壳聚糖和改性的玉米秸秆纤维素的混合物作为壁材，以薄荷油作为芯材；将芯材和壁材组成的混合液滴加至交联液中，得到薄荷油凝胶珠。

12、进一步的，所述壳聚糖粉末、去离子水和氯乙酸的用量比为10-20g:50ml:3-5g。

13、进一步的，混合液离心速度为1000-1200rpm、离心时长为30min；静置分层的时长为1-2h。

14、进一步的，植酸粉末、盐酸和去离子水的用量比为2-3g:0.1g:100ml；玉米秸秆纤维素、植酸水溶液和cucl2粉末的用量比为10g:20-30ml:1-2g。

15、进一步的，玉米秸秆纤维素的制备方法，包括以下步骤：

16、玉米秸秆用蒸馏水洗涤、去除杂质，后在沸水中蒸煮1-2h，再将秸秆放入真空干燥箱中干燥；后粉碎秸秆、过100目筛，得到玉米秸秆粉末；玉米秸秆粉末与10-15％wt的naoh溶液、1％wt的亚氯酸钠和3％wt的冰醋酸水溶液的混合物均按照固液比1:3混合，在70-80℃下反应1-2h，得到白色沉淀；白色沉淀采用去离子水洗涤至滤液为中性，后再次研磨，过20目筛，得到玉米秸秆纤维素。

17、进一步的，羧基化的壳聚糖、改性的玉米秸秆纤维素、去离子水和薄荷油的用量比为5-10g:5-10g:30-40ml:200-300ml。

18、进一步的，交联液具体为200-300ml、0.1％wt的cacl2溶液；溶胶的滴加速度为500ul/min；凝胶珠在60℃下干燥3-4h，得到薄荷油凝胶珠。

19、玉米秸秆纤维素经改性后，负载cu2+，氯化铜能够和氨基、羧基等官能团反应，起到了交联剂的作用。本发明中减少了交联剂的含量，避免高浓度的金属离子溶液进一步渗透进入凝胶珠与薄荷油发生反应。

20、本发明具备下述有益效果：

21、1、本发明采用天然高分子材料壳聚糖和玉米秸秆纤维素的复配物作为壁材。其中，壳聚糖采用氯乙酸进行羧基化改性，提高自身羧基官能团的含量。玉米秸秆纤维素采用植酸进行改性，提高自身磷酸官能团的含量。各官能团层层叠加，凝胶珠形成致密的网络结构，从而提高凝胶珠对于包埋芯材的稳定性和包埋率。

22、2、本发明改性后的玉米秸秆纤维素纤维负载一定量的cu离子，薄荷油中的烯、醇和酮类官能团能够和cu离子络合，从而提高壁材和壁芯之间的吸附能力，进而提高凝胶珠的包埋率。此外，植酸和纤维素分子上的羟基发生酯化反应，使得原本光滑的纤维素表面变得粗糙，从而增加对重金属离子的吸附能力。

23、3、本发明在制备改性的玉米秸秆纤维素纤维时，将玉米秸秆进行两次研磨，缩小玉米秸秆的尺寸、提高玉米秸秆纤维素的比表面积，从而使得玉米秸秆纤维素为凝胶珠提供更加稳定的空间框架。

技术特征：

1.一种薄荷油凝胶珠的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种薄荷油凝胶珠的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述壳聚糖粉末、去离子水和氯乙酸的用量比为10-20g:50ml:3-5g。

3.根据权利要求1所述的一种薄荷油凝胶珠的制备方法，其特征在于，步骤s1中，混合液离心速度为1000-1200rpm、离心时长为30min；静置分层的时长为1-2h。

4.根据权利要求1所述的一种薄荷油凝胶珠的制备方法，其特征在于，步骤s2中，植酸粉末、盐酸和去离子水的用量比为2-3g:0.1g:100ml；玉米秸秆纤维素、植酸水溶液和cucl2粉末的用量比为10g:20-30ml:1-2g。

5.根据权利要求1所述的一种薄荷油凝胶珠的制备方法，其特征在于，步骤s2中，玉米秸秆纤维素的制备方法，包括以下步骤：

6.根据权利要求1所述的一种薄荷油凝胶珠的制备方法，其特征在于，步骤s3中，羧基化的壳聚糖、改性的玉米秸秆纤维素、去离子水和薄荷油的用量比为5-10g:5-10g:30-40ml:200-300ml。

7.根据权利要求1所述的一种薄荷油凝胶珠的制备方法，其特征在于，步骤s3中，交联液具体为200-300ml、0.1％wt的cacl2溶液；溶胶的滴加速度为500ul/min；凝胶珠在60℃下干燥3-4h，得到薄荷油凝胶珠。

技术总结本发明公开了一种薄荷油凝胶珠的制备方法，属于微胶囊工艺技术领域。本发明用于解决现有技术中挥发性薄荷油采用凝胶珠进行包埋，凝胶珠的包埋率低、稳定性有待进一步提高的技术问题。一种薄荷油凝胶珠的制备方法包括以下步骤：采用氯乙酸改性壳聚糖，制备得到羧基化的壳聚糖；玉米秸秆纤维素采用植酸水溶液和CuCl2改性，得到改性的玉米秸秆纤维素；羧基化的壳聚糖和改性的玉米秸秆纤维素作为壁材，薄荷油作为芯材，采用锐孔‑凝固浴法得到薄荷油凝胶珠。利用改性壁材多官能团相互交联、壁材和壁芯的吸附络合，提高制备的薄荷油凝胶珠的稳定性和包埋率。技术研发人员：张涛,邱松,王贺受保护的技术使用者：安徽恒达药业有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/18