纳米微胶囊
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日期：2014年9月28日
纳米微胶囊
摘要：随着微胶囊技术的发展，纳米微胶囊技术受到越来越多的关注，本文对纳米微胶囊的定义、与传统微胶囊相比的优点以及最新制备方法进行了介绍，并综述了近年来纳米微胶囊技术的应用研究进展，同时探讨了纳米微胶囊技术在各领域中的研究现状及以后的研究趋势。
关键词：纳米微胶囊；制备方法；应用研究
Abstract:With the development of microcapsule technology, nanocapsule technology has received more attention. The definition,characteristic and preparation methods of nanocapsule compared with traditional microcapsule are introduced in this paper, and the new research progress of nanocapsule technology applications in different fields in recent years are reviewed. In addition, current studies and future applications of nanocapsule technology in these fields are explored.
Key words: nanocapsule, preparation method, application and research
1 引言
微胶囊技术是指将固体颗粒、液体微滴或气体作为胶囊的芯料，在其外部形成一层连续而极薄包裹的过程。其制备技术起源于20世纪50年代，在70年代中期得到迅猛发展，在此期间出现了许多微胶囊化产品和工艺[1]。微胶囊具有保护芯材物质免受环境影响，屏蔽味道、颜色、气味，改变物质重量、体积、状态或表面性能，隔离活性成分，降低挥发性和毒性, 控制芯材物质的可持续释放等多种作用，目前该技术已经成为材料、化学、化工、生物和医学等诸多学科领域工作者的研究热点，已被广泛应用于生物医学、食品、农药、化妆品、金属切割、涂料、油墨、添加剂等多个领域，因其具有广阔的应用前景，国际上将它列为21世纪重点研究开发高新技术之一[2]。
伴随着微胶囊技术的迅速发展，有学者在20世纪70年代末提出了“纳米微胶囊技术”这一概念。纳米微胶囊(nanocapsule)，即具有纳米尺寸的微胶囊，其颗粒微小，易于分散和悬浮在水中，形成均一稳定的胶体溶液，并且具有良好的靶
向性和缓释作用[3]。纳米微胶囊的粒径在1～1000nm之间，这是区别一般微胶囊(粒径介于5～2000μm之间)的最重要的指标之一。近年来，随着对纳米微胶囊的进一步认识，一些特殊的光、电、热、磁及表面性能等领域研究特别活跃，纳米胶囊已发展成一个跨学科、高性能、多用途的研究及应用领域。
本文主要介绍了纳米微胶囊定义和与传统微胶囊相比的优点，着重阐述了有关纳米微胶囊的最新制备方法，包括细乳液聚合法、逐层自组装法、超临界流体技术，并对纳米微胶囊在食品中的应用前景及发展趋势做了展望。
2概述
2.1纳米微胶囊的定义
微胶囊技术（microencapsulation）是指利用天然的或者是合成的高分子包裹材料，将固体的、液体的甚至是气体的囊核物质包覆形成的一种直径在5～2000μm范围内，具有半透性或密封囊膜的微型胶囊技术。纳米微胶囊技术是指利用纳米复合、纳米乳化和纳米构造等技术在纳米尺度范围内（1～1000nm）对囊核物质进行包裹形成微型胶囊的新型技术[4]。其中，被包裹的物质成为微胶囊的芯材，用来包裹的物质称为微胶囊的壁材。纳米微胶囊是一种多相功能材料，由于其颗粒微小，易于分散和悬浮在水中形成均一稳定的胶体溶液，外观上清澈透明，并且与传统微胶囊相比具有良好的靶向性和缓释作用，因而具有广阔的应用前景。
2.2纳米微胶囊的优点
纳米微胶囊的粒径大小处于纳米尺度，是影响其功能特性的一个重要因素。纳米粒子的吸收能够有效地提高功能食品中的营养成分的生物利用率，特别是一些溶解度较低的物质，如功能性油脂、天然抗氧化剂等。传统的微胶囊壁材主要包括天然高分子材料(如蛋白质类、植物胶类、蜡类、海藻酸盐类和壳聚糖类等)、半合成高分子材料(如纤维素类)和合成高分子材料(如生物降解型、非生物降解型、水溶性和智能高分子材料等)三大类。传统微胶囊壁材在实际运用中存在一些问题，如天然高分子材料机械强度差，质量不稳定；半合成高分子材料容易水解，耐酸性差且不耐高温；而合成高分子材料具有一定的毒性，且成本较高。纳
米微胶囊主要优点表现在：壁材不同于普通壁材，可防止外界环境中的水、pH、氧气等对芯材的影响，提高芯材的稳定性；保留易挥发的物质，减少香味成分的损失，掩蔽不良风味的释放；有效减少生物活性成分的添加量和毒副作用[2-3]。纳米粒子尺寸的减小，能增加活性物质对组织的附着力，提高其生物利用率；纳米粒子还能透过毛细血管，穿过粘膜上皮层渗透进入到组织（如肝脏）中，并被组织中的细胞吸收，从而将生物活性物质有效地输送到体内的靶细胞处，使芯材对靶细胞具有精确的靶向性；纳米粒子尺寸大小不仅影响到最终食品产品的性质，如口感、香味、质地和外观，也决定了载体中生物活性物质的释放速率，并关系到最终被人体吸收的生物活性物质的数量，从而影响活性物质的总体吸收效率。如蛋白水凝胶微粒和微米级微粒中的生物活性成分，要想被胃肠道壁吸收必须从机体中释放出来，而纳米微粒中的生物活性成分可以被胃肠道壁吸收从而延长活性成分在胃肠道内的滞留时间，或可以被上皮细胞直接吸收，提高活性成分的吸收率[5]。纳米粒子还可制成缓释颗粒，延长药物疗效。纳米微胶囊与传统微胶囊的比较如表1所示[6]。
表1 纳米微胶囊与传统微胶囊的比较
类别传统微胶囊纳米微胶囊
胶囊粒径大小粒径大小5～2000um，分散于
水中为悬浊液粒径大小1～1000nm，易分散于水中形成透明的胶体溶液
壁材选择壁材广泛，常用的是天然高
分子化合物、合成高分子化
合物及半合成的纤维素衍生
类三大类
主要为可生物降解的聚合物，
如：聚氰基丙烯基烷基酯、聚
乳酸和聚己内酯、明胶、阿拉
伯胶、壳聚糖等
功能特性具有一定的缓释作用，为长
效制剂具有良好的靶向性和缓释作用
制备方法主要分为物理法、化学法和
物理化学法三大类主要采用乳液聚合法、界面聚合法、逐层自组装法、超临界流体技术、脂质体技术等
3纳米微胶囊的最新制备方法及应用3.1超临界流体技术
3.1.1背景
在超临界流体中，超临界CO2由于其低临界温度和无毒而受到广泛应用。超临界CO2是指处于临界压力和临界温度以上状态的一种可压缩高密度CO2流体，超临界CO2的分子间力很小，类似于气体，而密度却很大，接近于液体,是一种气液共混状态。它具有低黏度、高溶剂性、高扩散性以及高传质性等优点[7]。运用超临界CO2制备纳米微胶囊可以减少有机溶剂的使用，所得产品粒径小，分布范围窄，适用于处理热敏性物质。
3.1.2分类及原理
超临界流体技术制备微胶囊的方法中，有两种应用非常广泛：超临界溶液快速膨胀法（Rapid Expansion of Supercritical Solution，RESS）和超临界抗溶剂法（Supercritical Antisolvent，SAS）。
超临界溶液快速膨胀法主要过程是先将溶质溶于超临界流体中达到饱和，再通过预热喷嘴进入低压室中，由于压力突然降低，溶质迅速达到饱和并以极小颗粒析出。由于压力变化在流体中是瞬时实现的，所以得到的超细颗粒粒径分布均匀[8]。但由于极性物质和大部分聚合物往往不溶于超临界CO2中，大大地限制了超临界溶液快速膨胀法的应用范围，这使得更多的研究转向了超临界抗溶剂法[9]。超临界抗溶剂法主要原理是超临界流体改变了溶质在有机溶剂中的溶解度，在二者接触后发生快速的相互扩散和传质过程，使有机溶剂对溶质的溶解能力下降，瞬间产生过饱和状态，最终溶质沉淀形成微胶囊。所以超临界抗溶剂法应用于纳米微胶囊的制备，需要满足两个条件：第一，溶质微溶或不溶于超临界CO2；第二，有机溶剂在超临界CO2中的溶解度较大，能被超临界CO2溶胀并萃取带走[10]。
3.1.3超临界抗溶剂法(SAS)应用举例
制备羟丙基甲基纤维素邻苯二甲酸酯(HPMCP)／叶黄素纳米微胶囊
叶黄素是一种广泛存在于水果、蔬菜、鲜花和一些藻类天然色素，很早就被用于食品添加剂[11]。它作为一种宝贵的功能性食品添加剂，在防止老化、保护眼睛、抗氧化、抗癌等市场具有良好前景。但由于它光敏性和热敏性，所以需要有保护封装技术来保证食品添加剂防止变质和挥发损失，阻碍食品组分间不良反应，保持食品风味并抵制不良气味。流化床干燥法、碾磨法、喷雾干燥法和冷冻干燥技术等都是应用于封装技术的传统方法。然而，目前在食品和制药工业中禁
止过度使用有机溶剂，高残留量的有毒溶剂等。例如在喷雾干燥过程中过度使用有机溶剂能对组分的热稳定性和生物活性有不利影响。下面我们介绍的叶黄素包埋方法属于超临界CO2流体抗溶剂法。心材物质为叶黄素，壁材物质为羟丙基甲基纤维素邻苯二甲酸酯（HPMCP），它是一种纤维素衍生物，在有机溶剂中具有良好的溶解度。下面是该实验仪器设备图：
图3-1 SAS实验仪器设备图
1—CO2钢瓶；2—制冷系统；3—活塞泵；4—热交换器；5—高效液相泵；6—溶液；7—沉淀釜；8—分离器；9—喷嘴；10—压力表首先CO2从汽缸中进入冷却系统被冷却为液态，然后在活塞泵作用下通过热交换器和喷嘴进入沉淀釜，然后通过分离器降压使CO2与有机溶剂分离，回到冷却装置中循环。在压力和温度达到设定值时，溶液通过喷嘴进入沉淀釜，并在进入之前与超临界CO2进行预混合。
图3-2 喷嘴的内部结构
上图为喷嘴的内部结构，它包括两部分。溶液和超临界CO2分别通过内部细管(Φ=0.2 mm)和外部细管(Φ=1mm)进入沉淀釜，内管比外管稍短，超临界CO2扮演着抗溶剂和雾化强化剂两种角色。当溶质溶液和超临界CO2 从喷嘴喷出时，由于喷出速度的差异，导致溶质溶液被快速的超临界CO2流体雾化成细小和均匀的液滴，这样既加强了溶液的雾化效果，也有利于溶质溶液与超临界CO2之间的传质作用和速率。因为超临界CO2在溶液中的快速扩散降低了溶剂的溶解性造成溶质瞬间过饱和而沉淀析出，溶剂则被超临界CO2带走，羟丙基甲基纤维素邻苯二甲酸酯(HPMCP)/叶黄素纳米微胶囊析出。沉淀釜上有两个窗口，可以观察到沉淀现象发生。溶液的流速可以通过高效液相泵来调节。待样品溶液通入完毕后，继续通入超临界CO2一段时间以出去残留的有机溶剂。有机溶剂被超临界CO2带入分离装置中分离并循环利用。当沉淀釜中压力变为大气压时即可取出纳米微胶囊[12]。
在适当条件下微胶囊粒径大约在163 nm到219 nm之间，电镜观察到微胶囊颗粒大多呈球形，当叶黄素初始浓度达到饱和时最高产量可达到95.35%。
3.1.4 超临界流体技术制备纳米微胶囊的优缺点
（1）优点
温度较低，颗粒中的残留溶剂少
●溶剂和抗溶剂可以回收循环利用，大大减少了有机溶剂的用量，减少了对
环境的污染
●所得纳米微胶囊粒径分布较均匀、无明显的分子结构变化且形态良好（2）缺点
关于喷嘴的防堵塞、密封的简化等问题的改进缺乏系统的理论基础以及具体数学模型的指导，所以难以解决现行SAS 装置中存在的所有问题。
3.1.5 超临界流体技术的应用前景
在实现规模化的道路上，可从以下三方面对现有规模的超临界抗溶剂装置进行改进[3]：
（1）CO2的循环利用
（2）喷嘴和高压釜结构的改造，有利于特定结构产品的制备和方便产品的快速收集
（3）管道的设计，实现造粒装置的多功能化，根据生产的需要，通过多个容器和高压釜间的切换来选择特定的装置流程。
3.2 逐层自组装法
3.2.1 定义
利用逐层自组装法（layer-by-layer，LBL）来制备聚合物纳米微胶囊，是用活性成分的胶体颗粒作为组装模板，然后使单体在模板颗粒表面聚合或沉积，可以制备出壁厚为10nm～40nm的各种纳米或微米胶囊[13-14]。
3.2.2 原理
利用活性成分的胶体颗粒（如胶乳或细胞）作为组装模板，交替吸附带有相反电荷的物质，如聚电解质（包括多聚阳离子和多聚阴离子）、酶类、抗体、病毒或纳米级的无机小粒子，通过静电引力相互吸引并在模板颗粒表面聚合或沉积，层层自组装形成二维或三维的具有核壳结构的粒子。
3.2.3 逐层自组装法制备微胶囊的示意图[15]
图3-3 逐层自组装法制备微胶囊的示意图
例如，用逐层自组装法制备纯聚电解质胶囊（a）和聚电解质-无机纳米粒子杂化或纯无机纳米粒子胶囊（b）的过程：
步骤：
1.将胶体粒子的悬浮液加入到过量的、与其表面电荷极性相反的聚电解质溶液中，利用静电相互吸引作用在胶体粒子表面吸附一层带相反电荷的聚电解质层（（a）①或（b）①；
2.通过离心、洗涤除去过量的聚电解质，然后再选择另外一种带相反电荷的聚电解质溶液（（a）②）或无机纳米粒子溶胶（（b）②）；
3.重复上述过程，使聚电解质或无机纳米粒子在胶体粒子表面交替吸附，反复多次可以形成多层膜结构；
4.当这种在粒子表面的层层自组装完成后，采用合适有机溶剂溶解（（a）③或（b）
③）或高温煅烧（（b）④）的方法除去核，即可得到纳米空腔胶囊。
3.2.4 逐层自主装法制备纳米微胶囊的优缺点
（1）优点
●具有多样性，是最重要的优点
●能够在纳米尺度上对胶囊的大小、囊壁的组成、厚度、结构、表面状态进
行精确地控制
（a）通过模板胶体粒子直径和形状控制胶囊空腔的尺寸和形状
（b）利用沉积次数和聚电解质种类调控胶囊的壁厚与表面特性
（c）改变聚电解质电荷密度、分子链刚性及溶液条件（如离子强度、pH值等）调节胶囊囊壁的微观组织状态，从而改变囊壁的亲和力和透过率
●由于胶囊表面带有电荷能够稳定分散，不需要使用表面活性剂
（2）缺点
●不适合用于制备直径小于200nm的中空结构；
●制备多层中空结构时，LBL法就显得单调且繁杂；
●与其他方法相比，用这种方法制备的无机混合中空结构材料的机械强度不
够；
●制备的聚合腔体结构物只有在溶液中才比较稳定，经干燥后结构容易坍塌
而破坏；
●该法对体系的要求较严格，微量的杂质就可能影响自组装行为，从而影响
到其应用性能，因此该方法目前只适合实验室研究，很难用于工业生产。
3.2.5 逐层自组装法的应用前景
可利用LBL技术将多层可食性涂膜（如壳聚糖、果胶、海藻酸盐等）层层组装成带电荷的多层结构，包括带点的脂质液滴、固体粒子、胶束或表面活性剂等。将组装的多层可食性涂膜应用于新鲜果蔬或最小加工果蔬中，可以解决可食性涂膜与亲水性鲜切果蔬表面附着性差的问题，并可开发新的可食性涂膜，改善可食性涂膜的功能特性以及保护新鲜和鲜切果蔬中的芳香物质。
3.3乳液聚合法
3.3.1 原理
乳液聚合法(emulsion polymerization)制备纳米微胶囊的主要原理是，利用表面活性剂、乳化剂及机械搅拌作用等将芯材和高聚物单体分散至纳米尺度形成乳状液，然后引发聚合反应生成高聚物实现对芯材的包覆，形成纳米微胶囊[16]。
目前用于制备纳米微胶囊的乳液主要有微乳液和纳米乳液。
3.3.1微乳液聚合法
微乳液是由油相、水相和大量乳化剂或表面活性剂共同作用下自发形成的一个热力学稳定体系。与普通的乳液聚合相比，微乳液聚合的优势在于：微乳液的制备是一个自发乳化过程，能量输入少，只需通过简单的混合搅拌，不需要提供较高的剪切能量(如强均化作用或超声粉碎强剪切作用)：微乳液外观透明或半透明，体系更加稳定，即使在超离心场下也不会出现分层现象，相容性更好；液滴均匀且尺寸小，尺寸大小在几至几十纳米之间[17]。
微乳液聚合机理
在微乳液聚合中，反应中心为乳化单体液滴，主要经历种核生成和粒子成长两个阶段。种核的生成：对于水溶性引发剂引发的系统，首先自由基于水中分解，引发溶于水中的单体形成低聚体自由基，然后进入单体微乳液滴(单体自由基直接进入也是可能的，视单体及乳化剂而定) 继续引发，继而增长成为种核；而对于油溶性引发剂，其溶于单体微液滴，在里面分解成为自由基进而引发微液滴。Mark[18]等人对正相、反相微乳液聚合体系进行研究认为，在整个聚合过程中始终有粒子成核。粒子的成长：微乳液聚合反应中心为微乳液滴，正常情况下由于每个微液滴本身就是一个微反应器，反应过程中不会再象经典的乳液聚合那样有单体补充。随着粒子的成长，单体的浓度减少，聚合速率也就减慢，直至单体消耗结束。所以在微乳液聚合过程中无明显的恒速期，只有增速期和降速期[19]。然而，当自由基的生成速率大大低于种核的生成和粒子的生长速率时，由于未曾引发的微液滴可作为单体库供给已引发的微液滴，出现类似于经典乳液聚合相似的情况( 三个阶段) [20]。这往往仅发生在单体浓度较高、引发剂浓度较低和温度不高的情况下。当引发剂浓度增大，或温度升高时，这一现象将消失。
3.3.2 细乳液聚合法
纳米乳液(又叫细乳液)是一种以50～1000nm液滴形式分散于第二相的热力学不稳定体系，形成O／W或W／O型的胶体分散体系。纳米乳液呈透明或半透明状或乳白色。由于纳米乳液的液滴很小，在一定条件下具有一定的动力学稳定性，在较长时间内也不会在体系内发生分层、絮凝、聚结或沉淀等现象。
(1)细乳液聚合机理
纳米乳液是非平衡体系，一般需要借助机械设备的能量(高速搅拌、高压均质、超声波或相转变过程等)分散得到纳米尺寸的单体液滴。理论而言，纳米乳液的形成不需要加入乳化剂，实际上，由于纳米乳液的高度不稳定性，并且油相在高压均质过程中具有较高的黏度和界面张力，难以产生小液滴，表面活性剂的加入有助于纳米乳液的形成以及保证其在贮藏过程中的动态稳定性。细乳液单体液滴的表面积非常大，水相中的乳化剂基本上会被单体液滴所吸附，在水相中没有足够乳化剂能形成胶束，单体液滴是细乳液体系的唯一粒子[20-21]。
2001年，Landfester等[22]的研究表明，细乳液的动态特性完全不同于微乳液。在后一体系中，溶胀胶束是一个动态的个体，胶束迅速地解散和形成；与此相反，细乳液中亚微米分散液滴非常稳定，液滴间几乎没有物质交换。根据这一发现，Landfester 等认为细乳液体系中的细小液滴可视为各自独立的纳米反应器，细乳液液滴的这种稳定性非常适合于制备各种结构的纳米粒子。
细乳液的制备通常包括三个步骤：①预乳化：将乳化剂(如SDS)和助稳定剂如HD或CA) 溶于水；②乳化：将油相(单体或单体混合物) 加入上述水溶液，并通过搅拌使之混合均匀；③细乳化：将上述混合物通过超声振荡进一步均化。而常规的乳液聚合是没有超声第三步骤的，同时在配方上也不需要用助稳定剂。
图3-4 细乳液聚合制备示意图
如图3-5所示，在常规乳液体系中，单体溶胀的胶束(M)被认为是颗粒成核的主要场所，经过第三步超声振荡后，体系的液滴(N) 成为成核的主要场所[23]。
图3-5 常规乳液体系与细乳液体系的乳化及成核示意图
(2)细乳液聚合法实例
孙志娟等[24]利用细乳液聚合法制备了聚苯乙烯裹液体石蜡（可视为一种长链烷烃）的纳米聚合物胶囊，发现用少量亲水性单体甲基丙烯酸与苯乙烯或甲基丙烯酸甲酯进行共聚，并使用少量链转移剂（十二烷基硫酸钠）调节聚合物的分子量，促使聚合物较易迁移到纳米粒子的外层，形成聚合物壳层，可制备得到核/壳结构的纳米聚合物胶囊，其制备过程如图3-6。聚合反应前，将石蜡与单体共混合形成油相，然后将油相分散在乳化剂水溶液中，搅拌预乳化形成粗乳液，粗乳液在超声粉碎机下经强剪切分散作用即得到细乳液。聚合反应后，单体转化成聚合物，由于聚合物不溶于石蜡与单体的混合物，也不溶于水，通过合理调节界面能，使得聚合物只沉析在乳胶粒外层形成聚合物壳层，从而得到聚合物包裹石蜡的纳米胶囊。
图3-6 细乳液聚合制备石蜡
3.3.3 细乳液聚合法优势与局限性
通过细乳液聚合，仅需一步聚合即可制得微/纳米聚合物胶囊，过程极为简单。更重要的是，作为纳米反应体系，细乳液聚合体系的突出优点在于反应是在
1018~1020 L-1纳米反应器中“并行”进行，效率极高，适合工业生产。然而一般的细乳液聚合体系所制备的胶囊结构有其局限性，如所得胶囊结构的一致性较差、壳层厚度不均一，难以获得超薄壳层胶囊、加入交联剂后对形成核壳结构的形成有不良影响，因而难以制备高度交联的聚合物壳层。究其原因在于：聚合反应在整个粒子内进行，且生成的聚合物分子量很大，因而在反应的中后期，粒子内黏度很高，在粒子内部生成的聚合物沉淀后难以迁移，即使在热力学有利的情况下亦难以形成完整的核壳形态结构。
4 纳米微胶囊技术的其他方面应用
4.1 在果蔬汁和固体饮料加工中的应用
有研究表明[25]，将苹果汁用天然脂类包埋制成纳米微胶囊，再添加到水中制成纳米苹果汁，它进入人体后具有缓释功能，非常有利于人体的吸收，这样的苹果汁比通常的苹果汁在体内滞留时间延长了2倍~3倍；由于它不能被胃肠道中各种生物因子（酶蛋白等）所破坏，因而更易被机体吸收，它的生物利用率是普通苹果汁的1.8倍~2.2倍利用纳米微胶囊技术制备的固体饮料，所得产品颗粒均一，香味独特浓郁，更不易挥发，在冷热水中均有良好的溶解性，色泽与新鲜果汁相似，产品能长期保存。
4.2 在粉末油脂中的应用[26]
油脂在食品工业生产中需求量非常大，利用纳米微胶囊技术可将本身不稳定易氧化变质的原液状油脂制成固态粉末油脂，从而能有效地提高油脂的稳定性，延长产品的货架期，使其更易保存运输和使用；提高了所得产品的溶解性乳化分散能力，因而大大拓宽了油脂的应用范围。
4.3 包埋生物活性物质
功能性食品中往往需要添加生物活性物质如多肽蛋白质类多糖等，这些生物活性物质在食品的加工或贮藏过程中，易受外界环境因素的影响而丧失营养价值。利用纳米微胶囊技术可以提高生物活性成分的稳定性延缓释放延长半衰期，促使其活性的最大发挥[26]。保存活性物质的一种方法就是将活性物质放入到一
个具有保护作用的囊中，该囊可以在一定的条件下溶解，或者在特定的条件下将活性成分释放出来。
4.4 在化妆品方面的应用[3]
由于纳米胶囊颗粒微小，易于分散和悬浮在水中形成胶体溶液，外观上清澈透明，具有与普通微胶囊不同的独特性质，因此在许多领域得到了广泛的应用, 尤其是在医药、化妆品和塑料工程材料领域。将功效成分包裹在直径为纳米尺寸的胶囊中，以纳米胶囊作为载体，自动而匀速地缓释作用于皮肤组织，使功效成分较长时间维持在有效浓度内,起到稳定有效成分、减少特殊添加剂对皮肤的刺激等作用。例如将黄芪、甘草、芦荟、熊果苷、当归、沙棘等提取物包于纳米胶囊中，利用其恒速缓释可延长活性成分的作用时间；将维生素C、维生素E、氨基酸、SOD等易受空气、温度等外界条件影响的活性物质包于纳米胶囊中，可提高稳定性；将维生素A、果酸等对皮肤有良好再生、抗衰老功效，但直接与皮肤接触会产生刺激的物质包于纳米胶囊中，既能防止刺激，又可为皮肤提供持久的保护。
5 展望
纳米微胶囊技术在各个领域中的应用与发展取得了一些进展，但对于纳米微胶囊技术本身而言，在理论和应用方面都还刚刚起步，需要进行更深入的研究。首先，现有的纳米微胶囊技术的制备方法，如纳米乳液聚合法、纳米脂质体、逐层自组装技术、超临界流体技术等，还存在着对功效成分的包埋效率低，形成的纳米微胶囊粒径大小和分布、均匀程度和圆整性无法控制，纳米微胶囊的功能性还无法准确预测，纳米结构和性质的稳定性不高等问题。其次，要解决纳米微胶囊技术制备成本较高、壁材以及辅助材料的安全性等问题。新型壁材应该具备原料易得、价格低廉、制备简单、应用范围广、加工性能好、生物可降解性好等优点，同时食用安全，对人体无毒副作用，如对改性淀粉、壳聚糖、聚合物等物质的开发利用。纳米微胶囊新技术的不断开发与完善，也是当前研究工作者的迫切任务。再次，各领域成品的功效成分经过纳米微胶囊化产生的新功能和新特性，如溶解度提高、贮藏稳定性增强、功能靶向性增强、缓释控制、生物活性（抗氧化、抗肿瘤、抗突变等）提高、生物利用率提高等，纳米微胶囊的壁材在人体消
化道的变化规律、芯材的控制释放机制与释放动力学以及功能靶向特性、纳米微胶囊粒度对功能的影响等还有待深入研究。另外，纳米微胶囊技术的产业化效果也不理想，很多技术项目还只是停留在实验室水平上，无法实现纳米微胶囊技术成果从基础研究到产业化的顺利转化。
随着人们对纳米微胶囊技术研究和认识的不断加深，特别是新的壁材、新的制备技术和新的生产设备的不断开发，纳米微胶囊将具有更加宽广而光明的发展前景，会给人们的生活带来更多的益处。
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大数据技术原理与应用第四章课后作业 黎狸 1.试述在Hadoop体系架构中HBase与其他组成部分的相互关系。 HBase利用Hadoop MapReduce来处理HBase中的海量数据，实现高性能计算；利用Zookeeper作为协同服务，实现稳定服务和失败恢复；使用HDFS作为高可靠的底层存储，利用廉价集群提供海量数据存储能力; Sqoop为HBase的底层数据导入功能，Pig 和Hive为HBase提供了高层语言支持，HBase是BigTable的开源实现。 2.请阐述HBase和BigTable的底层技术的对应关系。 3.请阐述HBase和传统关系数据库的区别。 4.HBase有哪些类型的访问接口？ HBase提供了Native Java API , HBase Shell , Thrift Gateway , REST GateWay , Pig , Hive 等访问接口。 5.请以实例说明HBase数据模型。
6.分别解释HBase中行键、列键和时间戳的概念。 ①行键标识行。行键可以是任意字符串，行键保存为字节数组。 ②列族。HBase的基本的访问控制单元，需在表创建时就定义好。 ③时间戳。每个单元格都保存着同一份数据的多个版本，这些版本采用时间戳进行索 引。 7.请举个实例来阐述HBase的概念视图和物理视图的不同。 8.试述HBase各功能组件及其作用。 ①库函数：链接到每个客户端； ②一个Master主服务器：主服务器Master主要负责表和Region的管理工作； ③③许多个Region服务器：Region服务器是HBase中最核心的模块，负责存储和 维护分配给自己的Region，并响应用户的读写请求
微胶囊技术在水产品加工中的应用 微胶囊能够储存微细状态的物质, 并在需要时释放该物质。微胶囊亦可转变物质的颜色、形状、重量、体积、溶解性、反应性、耐久性、压敏性、光敏性等特点。鉴于这些特性，微胶囊技术成为当今几大热门技术之一。随着工艺的日益成熟，更多高新技术的应用与开发，微胶囊制备技术也不再仅仅局限于药物包覆方面，应用范围逐渐扩大到食品、医药、农药、纺织、涂料、粘合剂、化妆品等行业。微胶囊技术可以将芯材与周围环境隔开，有效减少了芯材物质对水、光、氧气、温度等环境因素的反应，从而改善和提高芯材物质的这一独特性质，决定了它在食品中发展的必然性。而水产品加工工业作为我国一个巨大的食品产业分支，对这种新技术的需要是不言而喻的。目前，微胶囊技术已经在水产品加工的新产品研发、保鲜、加工助剂改良等诸多方面得到大力发展。本文将对微胶囊及其在水产品加工中的应用进行简要的介绍。 1微胶囊简介 微胶囊加工技术是将固体、液体或气体包埋、封存在一个微型胶囊内成为一种固体微粒产品的技术，它能够使被包囊的物料与外界环境隔离，最大限度地保持其原有的色、香、味、性能和生物活性，防止营养物质破坏和损失，并具有缓释功能。微胶囊主要由包囊和囊芯物组成。 1.1微胶囊的形态 微胶囊是由天然或合成高分子制成的微型容器,直径一般为1~ 1 000μm。微胶囊的形态主要受囊芯物的影响，含液体的微胶囊形状一般是球形的，如图1，含固体微胶囊的形状大多与囊内固体相同。
（图1 球形微胶囊在电镜下的图片） 但是有些也受成囊工艺、囊材的影响，比如用液中干燥法制备蜂胶乙基纤维素微球,由于囊材及囊芯在内相有良好的溶解,制得的微囊表面光滑并有微孔,圆整度较好[1]。 1.2微胶囊的包囊材料 1.2.1包囊材料的选择 包囊材料应该是可以掩盖或改变囊芯物不良性质的载体。其选择主要依据囊芯物的性质和微胶囊产品的应用性能要求。当然，囊材本身性质（如：渗透性、稳定性、粘度等）及价格也是需要考虑的。不同囊材也影响着微胶囊的结构，如图2。因此，我们也需要根据产品对微胶囊结构的要求选择囊材。 （图2 不同囊材的微胶囊的电镜扫描图） 1.2.2包囊材料的种类和性质
《胶体与表面化学》课程期末论文 论文题目：微胶囊的制备与应用 班级：08材料科学与工程专业 姓名: 李崴 学号： 20080403B013 课程老师：张萍 完成日期：2011年6月27日
微胶囊的制备与应用 李崴20080403B013 海南大学材料与化工学院材料科学与工程专业，海南海口（570228） 摘要:综述了微胶囊的制备及其应用。重点介绍了化学法(原位聚合法、界面聚合法等)、物理化学法(复合凝聚法、复相乳液法等)、物理法(喷雾干燥法、溶剂蒸发法、静电喷雾法等)等制备微胶囊的常用方法及研究进展，分析了微胶囊的应用研究现状，并对微胶囊技术发展前景进行了展望。 关键词: 微胶囊，制备，应用，展望 0引言 微胶囊技术是利用成膜材料包覆具有分散性的固体物质、液滴或气体而形成微粒的一种技术。通常包覆膜是致密的由天然或合成高分子材料制成，称为壁材（囊壁）；被包覆的物质称为芯材（囊芯）。囊芯可以是固体、液体或气体，含固体的微胶囊形状一般与固体相同，含液体或气体的微胶囊的形状一般为球形，大小一般在2~200μm范围内。囊壁的厚度一般在0.15~150μm，0.15μm以下囊壁也可生产。微胶囊由于具有独特的功能特性，已应用到医药、农业、计算机、化学品、食品加工、化妆品等工业中，并具有很好的发展前景。随着科技的发展，许多科研工作者把对微胶囊的研究目光投向纳米微胶囊[1]。 应用微胶囊技术的目的主要有3点：1）改变液体的分散状态，降低其挥发性，克服液体与周围介质材料的热力学不兼容性；2）芯材与周围介质之间或芯材颗粒之间的绝缘；3）采用扩散或者壳体破坏的方法延缓被包裹物质向介质的释放。采用微胶囊技术制得的产品有良好的功能性质和贮存稳定性，使用方便，可以解决传统工艺所不能解决的许多问题。 1制备与研究 微胶囊的制备技术涉及到物理和胶体化学、高分子化学及物理化学、材料化学、分散和干燥技术等学科领域。通常根据性质、囊壁形成的机制和成囊的条件分为物理法、物理化学法、化学法等3大类，其中以凝聚法、界面聚合法、原位聚合法应用最为广泛。
大数据技术原理与应用-林子雨版-课后习 题答案
第一章 1.试述信息技术发展史上的3次信息化浪潮及具体内容。 2.试述数据产生方式经历的几个阶段 答：运营式系统阶段，用户原创内容阶段，感知式系统阶段。 3.试述大数据的4个基本特征 答：数据量大、数据类型繁多、处理速度快和价值密度低。 4.试述大数据时代的“数据爆炸”的特性 答：大数据时代的“数据爆炸”的特性是，人类社会产生的数据一致都以每年50%的速度增长，也就是说，每两年增加一倍。 5.数据研究经历了哪4个阶段？ 答：人类自古以来在科学研究上先后历经了实验、理论、计算、和数据四种范式。 6.试述大数据对思维方式的重要影响 答：大数据时代对思维方式的重要影响是三种思维的转变：全样而非抽样，效率而非精确，相关而非因果。 7.大数据决策与传统的基于数据仓库的决策有什么区别 答：数据仓库具备批量和周期性的数据加载以及数据变化的实时探测、传播和加载能力，能结合历史数据和实时数据实现查询分析和自动规则触发，从而提供对战略决策和战术决策。 大数据决策可以面向类型繁多的、非结构化的海量数据进行决策分析。
8.举例说明大数据的基本应用 9.举例说明大数据的关键技术 答：批处理计算，流计算，图计算，查询分析计算 10.大数据产业包含哪些关键技术。 答：IT基础设施层、数据源层、数据管理层、数据分析层、数据平台层、数据应用层。 11.定义并解释以下术语：云计算、物联网 答：云计算：云计算就是实现了通过网络提供可伸缩的、廉价的分布式计算机能力，用户只需要在具备网络接入条件的地方，就可以随时随地获得所需的各种IT资源。 物联网是物物相连的互联网，是互联网的延伸，它利用局部网络或互联网等通信技术把传感器、控制器、机器、人类和物等通过新的方式连在一起，形成人与物、物与物相连，实现信息化和远程管理控制。
microencapsulation (微胶囊技术) 指将物质细微分散包覆后，并在所需的时候将其释放出来的方法 capsules--粒径大于1000μm microcapsules (or microcells)--粒径分布在1~1000μm nanocapsules--粒径小于1μm 2.Principle：微胶囊技术主要是根据Bungenbergde Jong所提的聚集(coacervation)原理 (1) 运用高分子的聚集是微胶囊形成主要方式 (2) 它是利用分子间的化学或物理产生的边界作用力，让分子自行形成微胞的一种方法 3. 微胶囊技术在食品工业上的意义 (1) 将液体形式的食品转变成固体，以利于干燥食品中使用 (2) 留滯挥发性物，以供最佳条件时释放 (3) 避免蒸发及受水分影响 (4) 使不容(incompatible)成分均匀混合 (5) 掩蔽不良味道 (6) 藉由特定的溶释机构，达到特殊效果 (7) 改变固体物质的质地与密度 (8) 保护敏感物质 (1)corematerial(芯材)或nucleus (核心物质)：包覆于壁膜内的物质。 重量约占整个微胶囊的80-99%，并于适当的时候被释放出來。 (2)wallmaterial(壁膜材料或囊壁)或shell (外壳) a.如芯材为亲油性物质，则囊壁材料选择亲水性材料 b.如芯材为亲水性物质，则囊壁材料用水不溶性的合成聚合物 壁材选择基本原则 芯材和壁材的溶解性能相反，芯材亲油、壁材一般要亲水，反之亦然。 壁料对芯材无不良影响 壁材有适当的渗透性、溶解性、可降解性、弹性、流动性、乳化性等 壁材成膜性能好、具有一定的机械强度与稳定性 2.核/壳比值 (1)典型的胶囊含有70-90%wt的核心物质，外壳厚度约为0.1-200μm a.胶囊外壳的厚度与颗粒大小和相对密度有关 b.微胶囊中核心物质和外壳的关系有许多表示方法，最常见的是「核心量」和「核/壳比值」两种表示方式 (2)核心量 a.心材在整个微胶囊中所占百分比 b.核心量可作为商品的重要准则 (3)核/壳比值 a.定义：核心与外壳的重量比值 b.核/壳比值是假设核心是一完美的球体，胶囊外壳厚度也是均匀不变的。
第一章 1.试述信息技术发展史上的3次信息化浪潮及具体内容。 2.试述数据产生方式经历的几个阶段 答：运营式系统阶段，用户原创内容阶段，感知式系统阶段。 3.试述大数据的4个基本特征 答：数据量大、数据类型繁多、处理速度快和价值密度低。 4.试述大数据时代的“数据爆炸”的特性 答：大数据时代的“数据爆炸”的特性是，人类社会产生的数据一致都以每年50%的速度增长，也就是说，每两年增加一倍。 5.数据研究经历了哪4个阶段？
答：人类自古以来在科学研究上先后历经了实验、理论、计算、和数据四种范式。 6.试述大数据对思维方式的重要影响 答：大数据时代对思维方式的重要影响是三种思维的转变：全样而非抽样，效率而非精确，相关而非因果。 7.大数据决策与传统的基于数据仓库的决策有什么区别 答：数据仓库具备批量和周期性的数据加载以及数据变化的实时探测、传播和加载能力，能结合历史数据和实时数据实现查询分析和自动规则触发，从而提供对战略决策和战术决策。 大数据决策可以面向类型繁多的、非结构化的海量数据进行决策分析。 8.举例说明大数据的基本应用 答： 9.举例说明大数据的关键技术
答：批处理计算，流计算，图计算，查询分析计算 10.大数据产业包含哪些关键技术。 答：IT基础设施层、数据源层、数据管理层、数据分析层、数据平台层、数据应用层。 11.定义并解释以下术语：云计算、物联网 答：云计算：云计算就是实现了通过网络提供可伸缩的、廉价的分布式计算机能力，用户只需要在具备网络接入条件的地方，就可以随时随地获得所需的各种IT资源。 物联网是物物相连的互联网，是互联网的延伸，它利用局部网络或互联网等通信技术把传感器、控制器、机器、人类和物等通过新的方式连在一起，形成人与物、物与物相连，实现信息化和远程管理控制。 12.详细阐述大数据、云计算和物联网三者之间的区别与联系。
收稿日期:2002-11-22 第一作者简介:刘永霞(1973-),女,硕士研究生。 微胶囊技术的应用及其发展 刘永霞,于才渊 (大连理工大学化工学院工程研究室,辽宁大连 116012) 摘 要:微胶囊化方法是功能性材料制备中一项重要的应用技术,近年来受到普遍关注。本文中详细地介绍了几种重要的胶囊制备方法及其在食品、渔业、医药和生物化工领域的应用实例,指出了该技术的发展前景。关键词:微胶囊;纳米微胶囊;功能材料中图分类号:T B34 文献标识码:A 文章编号:1008-5548(2003)03-0036-05 Application and Recent Progress of Microencapsulation Technology LIU Yong -xia ,Y U Cai -yuan (School of Chemical Engineering ,Dalian University of Technology ,Dal ian 116012,China ) A bstract :M icroencapsulation is an impor tant techmology of the production of functio nal powders ,and in recent y ears more and mo re attentin is paid to it .Several impo rtant microencapsula tio n technologies and applications in the field of food ,fish industiy ,medicine ,biochemical engineering ,et al .are introduced ,and the prog ress of microencapsulation technolog y is also pointed out .Key words :microcapsule ;nano -microcapsule ;functional materi -als 微胶囊技术是指利用成膜材料将固体、液体或气体囊于其中,形成直径几十微米至上千微米的微小容器的技术[1]。微小容器被称为微胶囊,器壁被称为壁材或壳材,而其内部包覆的物质则称为芯材 或囊芯。含固体的微胶囊形状一般与固体相同,含液体或气体的微胶囊的形状一般为球形。 从不同的角度出发,微胶囊有多种分类方法:从芯材来看,分为单核和复核微胶囊;从壁材结构来分,可分为单层膜和多层膜微胶囊;从壁材的组成来看,分为无机膜和有机膜微胶囊;从透过性来讲,又 分为不透和半透微胶囊,半透微胶囊通常也称为缓释微胶囊。 微胶囊具有保护物质免受环境的影响,降低毒 性,掩蔽不良味道,控制核心释放,延长存储期,改变物态便于携带和运输,改变物性使不能相容的成分均匀混合,易于降解等功能[2～4] 。这些功能使微胶囊技术成为工业领域中有效的商品化方法。美国的NRC 公司利用微胶囊技术于1954年研制成第一代无碳复写纸微胶囊[5～6],并投放市场,从此,微胶囊技术得到突飞猛进的发展。 1 微胶囊技术简介 微胶囊技术从20世纪30年代发展至今已有 60多年的历史。随着新材料的不断出现,到目前为止,微胶囊化的方法已将近200种[7],但还没有一套系统的分类方法。目前人们大致上将其分为:物理法、物理化学法和物理机械法[8] 。微胶囊化方法选择的依据主要是生产要求的粒子平均粒径、芯材及壁材的物理化学特性、微胶囊的应用场合、控制释放的机理、工业生产的规模及生产成本等。本文主要介绍其中的锐孔-凝固浴法、凝聚相分离法、喷雾干燥法和流化床喷涂法。之所以介绍这几种方法,主要是因为它们都适用于工业大规模生产。 锐孔-凝固浴法:是指将喷嘴喷出的微粒通过 多联化而后形成微胶囊。该法是Mabbs 于1940年和Rabbool 于1950年提出的[9]。此法一般是以可熔(溶)性高聚物作原料包覆囊芯,而在凝固浴中(水或溶液)固化形成微胶囊,固化过程可能是化学反应,也可能是物理过程。它采用的成膜材料多为褐藻酸钠、聚乙烯醇、明胶、蜡和硬化油脂等。由于在凝固浴中发生固化反应,一般进行得很快,因此含有囊芯的聚合物壁膜在到达凝固浴之前预先形成,这就需要锐孔装置(滴管是其中最简单的一种)。图1为该法流程图。 此项技术的关键除芯壁材的配比外,是否在凝固浴中加入搅拌也是相当重要的,如王显伦[9]在制 第9卷第3期2003年6月 中 国 粉 体 技 术 China Powder Science and Technology Vol .9No .3June 2003 DOI :10.13732/j .issn .1008-5548.2003.03.011
纳米微胶囊 小组成员： 日期：2014年9月28日
纳米微胶囊 摘要：随着微胶囊技术的发展，纳米微胶囊技术受到越来越多的关注，本文对纳米微胶囊的定义、与传统微胶囊相比的优点以及最新制备方法进行了介绍，并综述了近年来纳米微胶囊技术的应用研究进展，同时探讨了纳米微胶囊技术在各领域中的研究现状及以后的研究趋势。 关键词：纳米微胶囊；制备方法；应用研究 Abstract:With the development of microcapsule technology, nanocapsule technology has received more attention. The definition,characteristic and preparation methods of nanocapsule compared with traditional microcapsule are introduced in this paper, and the new research progress of nanocapsule technology applications in different fields in recent years are reviewed. In addition, current studies and future applications of nanocapsule technology in these fields are explored. Key words: nanocapsule, preparation method, application and research 1 引言 微胶囊技术是指将固体颗粒、液体微滴或气体作为胶囊的芯料，在其外部形成一层连续而极薄包裹的过程。其制备技术起源于20世纪50年代，在70年代中期得到迅猛发展，在此期间出现了许多微胶囊化产品和工艺[1]。微胶囊具有保护芯材物质免受环境影响，屏蔽味道、颜色、气味，改变物质重量、体积、状态或表面性能，隔离活性成分，降低挥发性和毒性, 控制芯材物质的可持续释放等多种作用，目前该技术已经成为材料、化学、化工、生物和医学等诸多学科领域工作者的研究热点，已被广泛应用于生物医学、食品、农药、化妆品、金属切割、涂料、油墨、添加剂等多个领域，因其具有广阔的应用前景，国际上将它列为21世纪重点研究开发高新技术之一[2]。 伴随着微胶囊技术的迅速发展，有学者在20世纪70年代末提出了“纳米微胶囊技术”这一概念。纳米微胶囊(nanocapsule)，即具有纳米尺寸的微胶囊，其颗粒微小，易于分散和悬浮在水中，形成均一稳定的胶体溶液，并且具有良好的靶
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3.试述大数据的4个基本特征 答：数据量大、数据类型繁多、处理速度快和价值密度低。 4.试述大数据时代的“数据爆炸”的特性 答：大数据时代的“数据爆炸”的特性是，人类社会产生的数据一致都以每年50%的速度增长，也就是说，每两年增加一倍。 5.数据研究经历了哪4个阶段？ 答：人类自古以来在科学研究上先后历经了实验、理论、计算、和数据四种范式。 6.试述大数据对思维方式的重要影响 答：大数据时代对思维方式的重要影响是三种思维的转变：全样而非抽样，效率而非精确，相关而非因果。 7.大数据决策与传统的基于数据仓库的决策有什么区别 答：数据仓库具备批量和周期性的数据加载以及数据变化的实时探测、传播和加载能力，能结合历史数据和实时数据实现查询分析和自动规则触发，从而提供对战略决策和战术决策。 大数据决策可以面向类型繁多的、非结构化的海量数据进行决策分析。
8.举例说明大数据的基本应用 答： 9.举例说明大数据的关键技术 答：批处理计算，流计算，图计算，查询分析计算 10.大数据产业包含哪些关键技术。 答：IT基础设施层、数据源层、数据管理层、数据分析层、数据平台层、数据应用层。
11.定义并解释以下术语：云计算、物联网 答：云计算：云计算就是实现了通过网络提供可伸缩的、廉价的分布式计算机能力，用户只需要在具备网络接入条件的地方，就可以随时随地获得所需的各种IT资源。 物联网是物物相连的互联网，是互联网的延伸，它利用局部网络或互联网等通信技术把传感器、控制器、机器、人类和物等通过新的方式连在一起，形成人与物、物与物相连，实现信息化和远程管理控制。 12.详细阐述大数据、云计算和物联网三者之间的区别与联系。
微胶囊技术在食品工业中的应用 摘要：本文主要就微胶囊技术的概念.特征及其应用等进行了系统的论述,同时就微胶囊技术在食品工业中的几个应用实例作了简要介绍。实践证明,微胶囊技术为食品的研究与开发提供了一条很重要的途径,具有很高的实用价值。 关键词：微胶囊技术；食品工业；应用 Application of Micronecapsulation Technology in Food Industry Li Ping Feng,20100806159 (School of Food(Biology),Xuzhou Institute of Technology, Xuzhou 221000, China) Abstract：In this paper the concept of microcapsule technology. The features and applicatio is discussed, also introduces several examples of application of microencapsulation technology in food industry. Practice has proved, micro provides an important way capsule technology for food research and development, has very high practical value. Key words：Microcapsule technology; Food industry; Application 微胶囊技术起于20世纪30年代，美国的Wurster用物理方法制备了微胶囊。到20世纪70年代，微胶囊技术的工艺日益成熟，应用范围逐渐扩大，今天它已从最初的药物包覆和无炭复写扩展到了医药、食品、日用化学品、肥料、化工等诸多领域。目前，微胶囊技术在国外发展迅速，美国对它的研究一直处领先地位。在美国约有60%的食品采用这种技术。日本在20世纪60-70年代也逐步赶上来，每年申报的有关微胶囊技术方面的专利可达上百件[1]。全球对微胶囊技术的研究机构从02年的2%增长到06、07年的22%充分说明微胶囊技术在全世界引起的广泛重视。我国的研究起步较晚，在 20 世纪 80 代中期引进了这一概念，虽然在微胶囊技术应用方面也有许多发展，但同国外相比，我国仍处于起步阶段，进口微胶囊在生产中仍占主导地位。微胶囊技术应用于食品工业始于20世纪50年代末，此技术可对一些食品配料或添加剂进行包裹，解决了食品工业中许多传统工艺无法解决的难题，推动了食品工业由低级的农产品初加工向高级产品的转变，为食品工业开发应用高新技术展现了美好前景。目前，油溶性物质微胶囊化研究较为成熟，而水溶性物质微胶囊化则相对研究较少。在食品工业中应用最广的微胶囊技术是喷雾干燥法，应用领域主要是粉末香精，香料与粉末油脂，今后它们仍然要占主导地位[2]。 微胶囊技术的应用现状：出于物质胶囊化后有许多独特的性能，可应用于许多特殊的过程，因而引起了各国科技工作者极大的兴趣。随着人们对微胶囊化技术认识的不断加深，新材料新设备的不断开发，微胶囊化技术将会沿着它这一独特的方式活跃于食品工业中[3]。目前，食品工业中应用微胶囊技术的领域主要有风味料、挥发性物质、微生物类、脂类物质、饮料和粉末状食品等[4]。
大数据技术原理及应用 (总10页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1 -CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除
大数据技术原理及应用 大数据处理架构—Hadoop简介 Hadoop项目包括了很多子项目，结构如下图 Common 原名：Core，包含HDFS, MapReduce和其他公共项目，从Hadoop 版本后，HDFS和MapReduce分离出去，其余部分内容构成Hadoop Common。Common为其他子项目提供支持的常用工具，主要包括文件系统、RPC(Remote procedure call) 和串行化库。 Avro Avro是用于数据序列化的系统。它提供了丰富的数据结构类型、快速可压缩的二进制数据格式、存储持久性数据的文件集、远程调用RPC的功能和简单的动态语言集成功能。其中，代码生成器既不需要读写文件数据，也不需要使用或实现RPC协议，它只是一个可选的对静态类型语言的实现。Avro系统依赖于模式（Schema），Avro数据的读和写是在模式之下完成的。这样就可以减少写入数据的开销，提高序列化的速度并缩减其大小。 Avro 可以将数据结构或对象转化成便于存储和传输的格式，节约数据存储空间和网络传输带宽，Hadoop 的其他子项目（如HBase和Hive）的客户端和服务端之间的数据传输。 HDFS HDFS：是一个分布式文件系统，为Hadoop项目两大核心之一，是Google file system（GFS）的开源实现。由于HDFS具有高容错性（fault-tolerant）的特点，所以可以设计部署在低廉（low-cost）的硬件上。它可以通过提供高吞吐率（high throughput）来访问应用程序的数据，适合那些有着超大数据集的应
微胶囊技术在食品中的应用 姓名黄相尧 学号12110302051 专业食品科学与工程 学校山东理工大学
目录 摘要 ............................................................................................................................................... I 引言 ............................................................................................................................................... I １微胶囊技术在食品配料中的运用. (2) １．１天然香精香料 (2) １．２天然色素 (2) １．３酸味剂 (2) １．４甜味剂 (3) １．５膨松剂 (3) １．６防腐剂 (4) １．７抗氧化剂 (4) １．８粉末油脂 (5) ２微胶囊技术在营养强化剂中的应用 (7) ２．１活性肽和功能性蛋白 (7) ２．２多不饱和脂肪酸 (8) ２．３维生素 (9) ２．４矿物质 (9) ２．５益生菌 (10) ３微胶囊技术在食品酶制剂中的运用 (12) ４展望 (14) 参考文献 (15)
摘要 重点介绍了微胶囊技术在食品添加剂、功能性营养成分和食品酶制剂中的运用，及在解决食品工业中某些食品成分不稳定的问题或达到控制释放目的方面的各种应用，为推动该技术的进一步发展提供了依据。 关键词：微胶囊；食品工业；应用 Ｍｉｃｒｏｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｆｏｏｄｉｎｄｕｓｔｒｙ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｍｉｃｒｏｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｆｏｏｄａｄｄｉｔｉｖｅｓ，ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｎｕｔｒｉｔｉｏｎｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓａｎｄｆｏｏｄｅｎｚｙｍｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｓｗａｓｆｏｃｕｓｅｄ．Ｉｔｗａｓｅｘｐｅｃｔｅｄｔｏｒｅｓｏｌｖｅｔｈｅｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｓｏｍｅｆｏｏｄｉｎｇｒｅｄｉｅｎｔｓａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅｒｅｌｅａｓｅ，ｗｈｉｃｈｐｒｏｖｉｄｅｄｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓｆｏｒｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｏｆｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｉｃｒｏｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ；ｆｏｏｄｉｎｄｕｓｔｒｙ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
微胶囊技术及其应用 摘要：微胶囊是一门新兴的工艺技术，目前获得了广泛的关注，对微胶囊的开发技术和应用微胶囊技术都在不断发展。本文从微胶囊化的方法及其在食品行业各个领域的应用出发，简要介绍了现在微胶囊技术的发展情况及其使用价值，为更好的了解和认识微胶囊技术打下了铺垫。 关键词：微胶囊技术、食品行业、展望 人们对微胶囊的研究大约始于20世纪30年代，当时的美国人D.E.Wurster用物理方法制备了微胶囊，此后微胶囊技术不断发展[1]，应用范围也从最初的无碳复写纸扩展到医药、食品领域、农药、饲料、涂料、油墨、粘合剂、化妆品、洗涤剂、光感材料、纺织等行业等[2]。目前对微胶囊技术的研究在不断的发展，从微胶囊化的方法到微胶囊的各种应用都是国内外科学家关注的问题，特别是近年来随着人们对食品要求的不断提高，微胶囊技术成为食品行业一项极为重要和广泛应用的技术，本文立足与微胶囊技术在食品行业几个领域的应用，说明微胶囊技术在食品行业的最新应用进展，在一定程度上说明微胶囊技术在食品行业的发展展望，为更深刻的认识微胶囊技术提供了理论依据。 1 微胶囊的方法 微胶囊化技术是指利用天然或者合成高分子材料，将分散的固体、液体、或者气体包裹起来，形成具有半透性或者密封胶囊的微小粒子的技术包裹的过程即为胶囊化，形成的微小粒子成为微胶囊，其大小一般为5~ 200微米不等，形状多样，取决于原料的制备方法，通常把构成微胶囊外壳的材料成为“壁材”或“包衣”，把包在微胶囊内部的物质称为“囊心”或“芯材”[3]。一般可以将微胶囊化方法大致分为三类，即化学法、物理法和物理化学法[4]。其中物理法是用物理和机械原理的方法制备微胶囊具有成本低、易于推广、有利于大规模连续生产等有点，在商业领域特别是药品、食品工业经常利用这种方法来制备微胶囊可以分为，喷雾干燥、喷雾凝冻、空气悬浮、真空蒸发沉积、静电结合、多空离心等[5]；化学法主要是利用单体小分子发生聚合反应生成高分子成膜材料将囊心包覆，许多合成高分子的聚合反应都可以运用到微胶囊制备上，化学法包括，界面聚合、原位聚合、分子包裹、辐射包囊，目前通常使用的方法是界面聚合和原位聚合[6]；物理化学方法是应用物理化学原理制备微胶囊的技术有，水相分离油相分离、囊心交换、挤压、锐孔、粉末床、溶化分散[7]。 近年来人们不断研究尝试新的微胶囊制备方法，樊振江等以环糊精为壁材，用超声波法制备花椒精油胶囊［8］，此外也有人在以阿明胶-阿拉伯胶壁材的复合凝聚法制备番茄红素微
微胶囊技术在食品中的应用 食品科学与工程0801 曾奎杰 微胶囊技术是一项用途广泛而又发展迅速的新技术。在食品、化工、医药、生物技术等许多领域中已得到成功的应用，尤其在食品工业，许多于技术障碍而得不到开发的产品，通过微胶囊技术得以实现，使得传统产品的品质得到大大的提高，由于飞此项技术川以改变物质形态、保护敏感成分、隔离活胜物质、降低挥发胜、使不相溶成分混合并降低某些化学添加剂的毒性等，为食品工业高新技术的开发展现了良好前景。 一、微胶囊技术的基本概念和发展概况 1 微胶囊技术的基本概念 微胶囊技术是指利用天然或合成高分子材料，将分散的固体、液体，甚至是气体物质包裹起来，形成具有半透性或密封囊膜的微小粒子的技术。包裹的过程即为微胶囊化，形成的微小粒子称为微胶囊。微胶囊化后川以实现许多目的：改养被包裹物质的物理性质（颜色、外观、表观密度、溶解胜）；使物质免受环境的影响，提高物质的稳定胜；屏蔽味道和气味；降低物质毒胜；将不相容的物质隔离；根据需要控制物质的释放等 微胶囊化技术将被包埋物作为芯材，外面聚合物为壁壳的微容器或包装体。微胶囊的大小为5 一200um，囊壁的厚度一般在。2um至几微米内，在特定的条件下，囊壁所包埋的组分川以在控制的速率下释放。在食品工业中，为了获得特殊的胶囊化产品，关键就是要选择好具有该特性的壁材。目前在食品工业中最常用的壁材为植物胶、阿拉伯胶、海藻酸纳、卡拉胶、琼脂等，其次是淀粉及其衍生物，如各种类型的糊精、低聚糖。此外还有蛋白质类、油脂类等。在微胶囊化技术中，根据不同芯材的要求，选择适当的壁材，以达到改变物态、体积和质量，控制释放和降低物质挥发胜，隔离活胜成份以及保护敏感物质等功能 二、微胶囊技术在食品工业中的作用 微胶囊技术应用于飞食品工业，使许多传统的工艺过程得到简化，同时也使许多用通常技术手段儿法解决的问题得到了解决，极大的推动了食品工业由低级初加工向高级深加工产业的转变。目前，利用微胶囊技术已开发出了许多微胶囊化食品，如粉末油脂、粉末酒、胶囊饮料、固体饮料等，风味剂（风味油、香辛料、调味品）、天然色素、营养强化剂（维生素、氨基酸、矿物质）、甜味剂、酸味剂、防腐剂及抗氧化剂等微胶囊化食品添加剂也已大量应用于生产中。概括起来，微胶囊技术应用于食品工业川以起到以下作用。 1、改变物料的状态 能将液态、气态或半固态物料固态化，如粉末香精、粉末油脂、固体饮料等，以提高其溶解性、流动性和贮藏稳定性，容易与其他原料混合均匀，便于深加工加工处理，也便于使用、运输和保存。 2、保护敏感成分 以防止某些不稳定的食品辅料挥发、氧化、变质，提高敏感性物质对环境因素的耐受力，确保营养成分不损失，特殊功能不丧失。例如，应用于飞肉类香精和海鲜香精的美拉德反应产物是一种很重要的呈味物质，这种物质以液态形式存在时极不稳定，制成了微胶囊产品后，稳定性得以提高，应用起来更加力便、广
微胶囊技术在纺织工业中的应用 摘要：本文主要介绍了微胶囊技术的特点，制备方法及原理，并介绍了微胶囊技术在纺织染整和功能性整理方面的应用及微胶囊技术的最新进展。 关键词：微胶囊技术；纺织工业；应用 |1、前言 微胶囊技术是指利用天然的或合成的高分子材料将固体的、液体的、甚至是气体的微小物质包覆，形成直径l- 5000ηm的一种具有半透性或封闭膜的微型胶囊技术。微胶囊的外形多样，可以是球状的葡萄串形.也可以是不规则的形状;胶囊外表可以是光滑的.也有折叠的;把包在微胶囊内部的物质称为芯材。囊芯可以是固体，也可以是液体或气体。固体粒子微胶囊的形状几乎与囊内固体一样，而含液体或气体的微胶囊是球形的。另外还可形成椭圆形、腰形、谷粒形、块状与絮状形态闭。微胶囊外部由成膜材料形成的包覆膜称为壳材。微胶囊具有改变物质外观及性质，以及延长和控制膜内物质的释放，提高储存稳定性，将不可混溶成分隔离等作用。微胶囊的囊膜既可以是单层也可以是双层或多层结构;而囊膜所包覆的核心物质既可以是单核也可以是多核如图1所示。 被包覆的芯材可以是油溶性、水溶性化合物或混合物，其状态可为固体、液体或气体。其主要包括的物质如表1所示。囊芯与壁材的溶解性能必须是不同的，即水溶性囊芯只能用油溶(疏水)性壁材包覆，而油溶性囊芯只能用水溶性壁材;为实现包囊化，包囊膜的表面张力应小于囊芯物的表面张力且包囊材料不与囊芯发生反应。
微胶囊制备技术起源于20世纪50年代，美国的NCR公司在1954年首次向市场投放了利用微胶囊制造的第一代无碳复印纸，开创了微胶囊新技术的时代.60年代，由于利用相分离技术将物质包囊于高分子材料中，制成了能定时释放药物的微胶囊，推动了微胶囊技术的发展。近20年，日本对微胶囊技术的大力开发和微胶囊的独特性能，更使微胶囊技术迅速发展。微胶囊技术已应用到医药、农业、计算机、化学品、食品加工、化妆品等工业中，引起世界范围内的广泛关注。每年发表的与微胶囊有关的公开出版物(包括专利)大约以30多种的速度递增，尤其是日本，每年申报的微胶囊技术方面的专利达上百件图.微胶囊化方法己经在几个不同技术领域得到了发展，作为一项高新技术，已经成为各国学者竞相研究的热点。微胶囊可改变囊芯物质的外观形态而不改变它的性质可以使囊芯与外界环境隔绝开来使性质不稳定、易挥发的物质的使用和保存期限延长。若壁材为半透过性膜囊芯物质就能透过膜壁释放出来，因而具有缓控释功能。微胶囊的这些特点使它广泛应用于纺织、化工、医药、农药、香料、无碳复写纸等行业。 2、微胶囊化的方法及原理
收稿日期:2000-04-12。 作者简介:余若冰,湖北工学院化工系高分子材料专业研究生。现从事微胶囊的研究工作。 微胶囊与微胶囊技术 余若冰 彭少贤 郦华兴 (湖北工学院化工系,武汉,430068) 杨敬宇 汪秉坤 (武汉塑料十一厂,430010) (武汉马应龙药业公司,430064) 摘要:介绍了微胶囊、微胶囊的包囊材料的种类及选用原则、微胶囊囊芯物的种类。重点介绍微胶囊化技术,主要的制备方法有水相分离法、有机相分离法、复相乳液聚合法、乳液聚合法、界面聚合法、界面沉积法,后面三种方法主要用来制备纳米微胶囊。对微胶囊建立特性参数进行表征,并对微胶囊的大小、膜厚、微胶囊膜的孔径对微胶囊的扩散性能的影响进行探讨。预测了微胶囊技术的发展前景。 关键词: 微胶囊 微胶化 技术 微胶囊是由天然或合成高分子制成的微型容器,直径一般为1～1000μm 。含固体微胶囊的形状与囊内固体相同,含液体或固体的微胶囊形状是球形的。微胶囊技术包括微胶囊的制备技术和应用技 术。即采用特定的方法和特定的设备,使高分子材料包封住药品、涂料及反应试剂等,制成微胶囊,然后将制备的微胶囊通过一些其他的工艺,再制成具有优良特性的产品。 广义地说,微胶囊具有改善和提高物质表观及其性质的能力。更确切的说,微胶囊能够储存微细状态的物质,并在需要时释放该物质。微胶囊亦可转变物质的颜色、形状、重量、体积、溶解性、反应性、耐久性、压敏性、光敏性等特点。正因为以上特点,所以微胶囊已被广泛地用于医药、农药、涂料、生物固定化技术等行业。 1 微胶囊包囊材料 1.1 微胶囊包囊材料的选择原则 包囊材料应是可以掩盖或改变囊芯物不良性质的载体。选择微胶囊包囊材料应根据被包囊物质的性质、微胶囊产品的应用性能要求;包囊材料应具有足够的渗透性、稳定性、溶解性、粘度、介电性能、吸湿性;囊材对囊芯物有足够的包裹率,易于成囊。 此外,包囊材料的价格也是选择包囊材料所需考虑的因素。 1.2 微胶囊包囊材料 包囊材料可分为天然高分子材料、半合成高分 子材料、合成高分子材料三大类。天然高分子材料为可胶凝的胶体材料,如明胶、阿拉伯胶及淀粉等[1～3] ,这类材料无毒,成膜性好,但是机械强度差,原料质量不稳定。以天然高分子为包囊材料的微胶囊制备方法有许多,主要采用复凝聚法及其改进方法。半合成高分子材料以纤维素衍生物为主,如羧甲基纤维素钠(CMC -Na )、邻苯二甲酸醋酸纤维素(CAP )、乙基纤维素(EC ),纤维素衍生物的优点是毒性小、粘度大、成盐后溶解度增加,缺点是易水解,不耐高温,耐酸性差。在半合成高分子材料中,乙基纤维素(EC )适用于非水体系絮凝工艺制备微胶囊;醋酸纤维素酯适用于非水体系絮凝工艺和水体系中单凝聚的工艺制备微胶囊[4]。合成高分子材料(聚丁二烯、聚乙烯、聚乙烯醇缩醛、聚醚、聚乙二醇、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯、环氧树脂、合成橡胶等)的特点是成膜性好,化学性能好,稳定性好[5]。随着药物控释技术的发展,合成生物降解型高分子材料将成为该领域的热点。由于此种材料可生物降解,也不会在体内滞留, 所以得到人们的关注,如聚乙烯吡咯烷酮(PVP )[6] 、现 代 塑 料 加 工 应 用 第12卷第6期 Modern P lastics Processing and A pplicatio ns 2000年12月
微胶囊技术在食品中的应用 食品科学与工程 0801 曾奎杰 微胶囊技术是一项用途广泛而又发展迅速的新技术。在食品、化工、医药、 生物技术等许多领域中已得到成功的应用， 尤其在食品工业， 许多于技术障碍而 得不到开发的产品， 通过微胶囊技术得以实现， 使得传统产品的品质得到大大的 提高，由于飞此项技术川以改变物质形态、保护敏感成分、隔离活胜物质、降低 挥发胜、使不相溶成分混合并降低某些化学添加剂的毒性等， 术的开发展现了良好前景。 一、微胶囊技术的基本概 念和发展概况 1 微胶囊技术的基本概念 微胶囊技术是指利用天然或合 成高分子材料， 将分散的固体、 物质包裹起来， 形成具有半透性或密封囊膜的微小粒子的技术。 微胶囊化， 形成的微小粒子称为微胶囊。 微胶囊化后川以实现许多目 的： 包裹物质的物理性质（颜色、外观、表观密度、溶解胜）；使物质免受环境的影 响，提高物质的稳定胜； 屏蔽味道和气味； 降低物质毒 胜； 将不相容的物质隔离； 根据需要控制物质的释放等 微胶囊化技术 将被包埋物作为芯材， 外面聚合物为壁壳的微容器或包装体。 微胶 囊的大小为5 一 200um 囊壁的厚度一般在。2um 至几微米内，在特定的条件下， 囊壁所包埋的组分川以在控制的速率下释放。 在食品工业中， 为了获得特殊的胶 囊化产品， 关键就是要选择好具有该特性的壁材。 目前在食品工业中最常用的壁 材为植物胶、阿拉伯胶、海藻酸纳、卡拉胶、琼脂等，其次是淀粉及其衍生物， 如各种类型的糊精、 低聚糖。此外还有蛋白质类、 油脂类等。 在微胶囊化技术中， 根据不同芯材的要求，选择适当的壁材，以达到改变物态、体积和质量，控制释 放和降低物质挥发胜，隔离活胜成份以及保护敏感物质等功能 二、微胶囊技术在食品工业中的作用 微胶囊技术应用于飞食品工业， 使许多传统的工艺过程得到简化， 同时也使许多 用通常技术手段儿法解决的问题得到了解决， 极大的推动了食品工业由低级初加 工向高级深加工产业的转变。 目前，利用微胶囊技术已开发出了许多微胶囊化食 品，如粉末油脂、粉末酒、胶囊饮料、固体饮料等，风味剂（风味油、香辛料、 调味 品）、天然色素、营养强化剂（维生素、氨基酸、矿物质）、甜味剂、酸味 剂、防腐剂及抗氧化剂等微胶囊化食品添加剂也已大量应用于生产中。 微胶囊技术应用于食品工业川以起到以下作用。 1 、改变物料的状态 能将液态、气态或半固态物料固态化， 以提高其溶解性、 流动性和贮藏稳定性， 加工 处理，也便于使用、运输和保存。 2 、保护敏感成分 以防止某些不稳定的食品 辅料挥发、 素的耐受力，确保营养成分不损失，特殊功能不 丧失。例如，应用于飞肉类香精 和海鲜香精的美拉德反应产物是一种很重要的呈味物质， 这种物质以液态形式存 在时极不稳定，制成了微胶囊产品后，稳定性得以提高，应用起来更加力便、广 泛。 3 、控制芯材释放 微胶囊产品与通过预先设计的溶解和释放机理， 在最适时问以最适速率释放 心材物质。为食品工业高新技 液体，甚至是气体 包裹的过程即为 改养被 概括起来， 如粉末香精、 粉末油脂、 容易与其他原料混合均匀， 固体饮料等， 便于深加工 氧化、变质，提高敏感性物质对环境因