[发明专利]二氧化硅微胶囊及其制备方法

说明书

公开了一种微胶囊，所述微胶囊含有：(i)具有活性材料的微胶囊核，和(ii)由第一聚合物和第二聚合物形成的微胶囊壁。第一聚合物是溶胶‑凝胶聚合物。第二聚合物是阿拉伯胶、超纯胶、明胶、壳聚糖、黄原胶、植物胶、羧甲基纤维素、羧甲基瓜尔胶钠或其组合。第一聚合物和第二聚合物之间的重量比为1:10至10:1。还公开了用于制备微胶囊的方法以及微胶囊用于消费品的用途。

背景技术

微胶囊用于香料、芳香剂和营养物的控释。它们还保护敏感食物成分免于分解。尽管微胶囊技术取得了进展，但是由于适用于食品消费的材料有限，开发食品级的微胶囊仍是一项挑战。

已经使用溶胶-凝胶微胶囊如二氧化硅微胶囊来递送用于个人护理产品如止汗剂产品的香精。参见美国专利号9,044,732以及美国专利申请公开号2012/0104639和2004/0256748。这些微胶囊含有通常在氯化十六烷基三甲基铵(CTAC)的存在下制备的二氧化硅微胶囊壁。二氧化物，作为一种自然丰富的材料，已经被食品及药物管理局(Food and DrugAdministration)和其他健康组织如世界卫生组织(World Health Organization)和欧洲食品安全局(European Food Safety Authority)认为是安全的食品添加剂。然而，CTAC是非食品级乳化剂。已知的由CTAC和其他非食品级分散剂制备的二氧化硅微胶囊不适合于在食物产品中递送香料。

还使用生物聚合物如蛋白质和多糖来制备微胶囊。参见US2015/0250689。Erni等描述了一种制备蛋白质水凝胶微胶囊的方法。参见Erni等，Angew.Chem.Int.Ed.52，10334-38(2013)。首先利用蛋白质支架形成水凝胶微胶囊。然后将非晶二氧化硅沉积在支架上，得到对有机化合物具有低渗透性的致密壳。该方法需要将水凝胶微胶囊从水相中分离，然后将它们浸入纯液体二氧化硅前体中。参见同上，第10335页。在按照该方法的大规模制造中仍存在挑战，如在分离中消耗的时间延长以及使用大量的昂贵的纯二氧化硅前体。

需要开发这样的微胶囊，其对于食品消费是安全的以高效地递送香料、芳香剂、营养物等，并且可以以有成本效益的方式制造。

发明概述

本发明基于特定的适用于食品的稳定溶胶-凝胶微胶囊的发现。

因此，本发明的一个方面涉及微胶囊，其各自含有(i)含有活性材料的微胶囊核，(ii)由第一聚合物和第二聚合物形成的微胶囊壁，和(iii)任选地食品级分散剂。第一聚合物和第二聚合物之间的重量比为1:10至10:1。

第一聚合物可以是溶胶-凝胶聚合物，例如，包含二氧化硅的硅聚合物、聚二烷基硅氧烷如聚二甲基硅氧烷和聚二乙基硅氧烷等。

示例性的第二聚合物包括但不限于阿拉伯胶、超纯胶(purity gum ultra)、明胶、壳聚糖、黄原胶、植物胶、羧甲基纤维素、羧甲基瓜尔胶钠及其组合。在一些实施方案中，第二聚合物是以1:5至5:1(例如，1:2至2:1)的重量比存在的阿拉伯胶和明胶的组合。

食品级分散剂可以选自由以下各项组成的组：皂树皂苷、N-月桂酰基-L-精氨酸乙酯、脱水山梨糖醇酯、卵磷脂、溶血卵磷脂、聚乙氧基化脱水山梨糖醇酯、聚甘油酯、脂肪酸酯、阿拉伯胶、果胶、角叉菜胶、壳聚糖、硫酸软骨素、纤维素胶、改性淀粉、乳清蛋白、豌豆蛋白、蛋清蛋白、丝蛋白、鱼明胶、猪源或牛源的蛋白质、酯胶、脂肪酸及其组合。典型地，食品级分散剂以微胶囊的0.3至10重量％、优选0.5至5重量％并且更优选1至3重量％的水平存在。

在一些实施方案中，活性材料是香精、前香精(pro-fragrance)、香料、恶臭抵消剂、抗炎剂、麻醉剂、止痛剂、抗病毒剂、抗感染剂、祛痘剂、皮肤光亮剂、驱昆虫剂(insectrepellant)、软化剂(emollient)、皮肤保湿剂、维生素或其衍生物、纳米至微米尺寸的无机固体、聚合物或弹性体颗粒、味道调节剂、益生菌、细胞或其组合。