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噴霧干燥是一種廣泛應用的技術，可將水溶液或有機溶液、乳劑、分散劑和懸浮液轉換為干粉。這是一個快速且一步完成的過程，使其在降低成本、易于擴大規模和操作方面具有優勢。重要的是，對溫度敏感和揮發性物質，如酶、蛋白質、抗生素、香精和香料，可以在不損失活性的情況下進行噴霧干燥。其原因是粒子在該過程中的平均停留時間僅有幾秒鐘。

瑞士步琦是噴霧干燥市場領導者，在全球擁最廣泛的用戶，噴霧干燥儀產品久經考驗，性能出眾，圖2 顯示了噴霧干燥儀 B-290 的原理示意圖。液體樣品通過蠕動泵送至噴嘴，由于噴嘴尖端的霧化作用，液體樣品被分散成細小的液滴。干燥的空氣由電加熱器加熱，并由抽氣機在系統中流通。液滴經加熱的干燥室落下，溶劑迅速蒸發。位于干燥室下游的旋風分離器，將干燥的顆粒與氣流分離，干燥的產品落入收集容器中。出口過濾器捕獲非常細的顆粒，防止它們離開系統。從而避免了環境污染，保護操作者和儀器免受這些細小顆粒可能對抽氣機造成的腐蝕和磨損。

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用噴霧干燥法制備香精和香料微膠囊通常是首選，并已被許多研究開發利用。通常，生產多芯微膠囊，芯材分散在整個載體中以形成有效的保護。也可制備芯-殼型微膠囊。微膠囊中芯材可達乳液總固形物含量的 20-30%。芯材和壁材經過混合、乳化、噴霧干燥工藝后就可以獲得香精香料微膠囊粉末。但生產過程中：芯材、壁材、乳化劑、乳化工藝的選擇、噴霧干燥參數調節等都是影響產品質量的重要因素。

2.1 香精和香料

香精和香料的性質通常是不溶于水、易揮發且對環境敏感，如魚油、植物油、硫磺香精、d-檸檬烯類植物甾醇、核桃油、奇亞籽油等。

2.2 載體材料選擇

可以選擇多種載體或基質材料進行封裝。其性能應具有水溶性、成膜性、乳化性、低粘度、低吸濕性、低成本、口感溫和、穩定性好等特點。考慮到這些先決條件，必須選擇最佳的載體材料或載體組合。常見的載體材料有：

1. 碳水化合物：麥芽糊精、果膠、蔗糖、纖維素（如：羥丙基甲基纖維素（HPMC）、阿拉伯樹膠、環糊精、改性淀粉（如：Hi-CAP100,N-LOK,CAPSUL,ENCAPSUL855,CRYSTAL TEX 627,CIEmCAP12633,CIEmCAP12634, CIEmCAP12635等)。

2. 蛋白質類：乳清濃縮蛋白（WPC）、乳清分離蛋白（WPI）、大豆蛋白、酪蛋白酸鹽。

3. 其他材料：脫脂奶粉（SMP）、明膠、蠟。

2.3 乳液特征

在微囊化中，其目的是控制包埋化合物的釋放和保留。包埋香精香料的一個關鍵步驟是初始乳液的制備。它是決定活性化合物的保留率和揮發性成份包封率的重要因素。

通過有效的乳化液，載體被吸附在油滴表面，降低了界面張力，并防止由于在油滴周圍形成保護膜而凝聚。

在這里，我們介紹乳化條件，例如固體濃度、乳液粘度、乳液穩定性、乳液液滴大小，這些條件被證明會影響微膠囊化產品的質量。

固體濃度（載體材料）

固體濃度的影響取決于芯材的類型，即取決于要封裝的香精香料。干燥過程有一個最佳的固體濃度值。例如，研究發現薄荷醇的保留率隨著載體材料麥芽糊精濃度的增加而增加。此外，也有研究觀察到固體濃度的增加會導致包封率的提高。原因可以解釋為高的固體含量減少了液滴干燥過程中干燥顆粒表面形成半透膜所需的時間。固體顆粒表面的快速形成可能與表面含油量低有關，因為芯材液滴進入顆粒表面的機會更少。

乳液粘度

待噴霧干燥的初始進料乳液粘度應低于 300 mPa·s。高粘度會延長霧化過程并迅速形成半透膜。這將抑制液滴的內部循環和振蕩，減少表面油并提高活性物質的保留。然而，增加粘度超過某一值并不能幫助揮發性化合物的進一步保留，因為在霧化過程中暴露程度越大，同時越難形成液滴。

乳液穩定性

乳液穩定性應該被考察，即乳液應在整個噴霧干燥期間保持穩定。乳液的穩定性可以通過乳化指數來分析。靜置 24h 后，由濃縮乳清蛋白和麥芽糊精（DE10）穩定的乳狀液分離成油相和水相，不能用于噴霧干燥進料。然而，添加麥芽糊精乳清蛋白濃縮物和果膠乳液可穩定 24h，可用于噴霧干燥。這是因為蛋白質多糖復合物可以產生更高的液滴密度，降低了油相和水相的密度差，降低了導致相分離的驅動力。

 初始乳滴尺寸

最終的干燥產品規格，如粒徑、包封率、表面油和揮發性保留率通常受乳液液滴尺寸的影響。研究發現，隨著乳液直徑的降低，包封率會增加。實驗證明，小的乳液液滴將被使得香精香料更有效地包裹和嵌入最終的微膠囊中。薄荷精油在較小的乳液顆粒中比在較大乳液顆粒中保留得更好。相反，在霧化過程中，香料更容易從大乳液顆粒中蒸發。香料化合物的高揮發性和溶解度也可能導致在噴霧干燥過程中更高的損失。

可以使用光學顯微鏡觀察乳液的形態。總的來說，窄粒徑分布有利于噴霧干燥過程。

如需了解更多應用和噴霧干燥解決方案，歡迎聯系瑞士步琦公司。

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