本發(fā)明涉及微膠囊，尤其是涉及一種麥芽糊精基溫度響應(yīng)微膠囊及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、天然精油具有舒緩、美白、抗菌、抗炎、除味等多重功效，因此廣泛應(yīng)用于護(hù)膚、芳療、家居清潔、食品保鮮等領(lǐng)域。隨著社會生產(chǎn)消費(fèi)水平和綠色化學(xué)的發(fā)展，消費(fèi)者們對天然精油的需求將進(jìn)一步增長。然而，天然精油含有大量萜烯類化合物，穩(wěn)定性較差，易氧化變質(zhì)，這影響了精油的實(shí)際應(yīng)用。

2、使用微膠囊壁材包封精油，能減少精油與外界的接觸，極大程度改善精油的穩(wěn)定性。麥芽糊精由淀粉水解而得，具有安全性，良好的水溶解性、成膜性，穩(wěn)定的物理和化學(xué)特性，且成本較低，十分適用于用作微膠囊壁材。溫敏材料如明膠等受溫度變化影響而發(fā)生相變，當(dāng)溫度低于材料的最高臨界共溶溫度(ucst)時，材料由液態(tài)向固態(tài)轉(zhuǎn)變，當(dāng)溫度高于材料的ucst時，材料由固態(tài)向液態(tài)轉(zhuǎn)變。

3、中國專利cn103949196a公開了一種桂花香精微膠囊粉末及其制備方法與應(yīng)用，該桂花香精微膠囊為耐熱緩釋型，其成分按重量百分比計(jì)為：油溶性桂花香精為5～25％；改性阿拉伯膠a-2010為30～47％；麥芽糊精為43～51％。方法簡單可控，重復(fù)性好，高溫下香氣保留率達(dá)到85％，三個月香氣保留率達(dá)到90％，具有較高的耐熱性和較好的緩釋性，但是該桂花香精微膠囊無法應(yīng)對環(huán)境溫度變化，只能被動釋放精油。其次，中國專利cn101104596a公開了一種三羥甲基長鏈烷烴-二異氰酸酯加成物及其制備方法，并提供了一種以該加成物為原料的溫度響應(yīng)型自封閉芳香緩釋微膠囊及其制備方法。但所使用材料二異氰酸酯類毒性較大，對環(huán)境污染的影響較大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的就是為了提供一種麥芽糊精基溫度響應(yīng)微膠囊及其制備方法與應(yīng)用，可應(yīng)對環(huán)境溫度變化實(shí)現(xiàn)對精油的控釋且使用的材料毒性較低或無毒，綠色環(huán)保。

2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

3、一方面，本發(fā)明提供一種麥芽糊精基溫度響應(yīng)微膠囊，所述微膠囊的芯材為天然精油，所述微膠囊的壁材為麥芽糊精基溫敏材料。

4、優(yōu)選地，所述的微膠囊，以去離子水為溶劑，其原料包括有：1～5wt％的天然精油，2～10wt％的麥芽糊精基溫敏材料，1～5wt％的表面活性劑。

5、進(jìn)一步優(yōu)選地，所述天然精油的質(zhì)量百分比為1～5wt％是指天然精油與去離子水的質(zhì)量比為(1～5)：100。

6、進(jìn)一步優(yōu)選地，所述麥芽糊精基溫敏材料的質(zhì)量百分比為2～10wt％是指麥芽糊精基溫敏材料與去離子水的質(zhì)量比為(2～10)：100。

7、進(jìn)一步優(yōu)選地，所述表面活性劑的質(zhì)量百分比為1～5wt％是指表面活性劑與去離子水的質(zhì)量比為(1～5)：100。

8、優(yōu)選地，所述的天然精油選自薰衣草精油、迷迭香精油、檸檬精油、茉莉精油中的一種或多種，所述的表面活性劑選自十二烷基硫酸鈉、吐溫80、吐溫20、司班80、羧甲基纖維素鈉中的一種或多種。

9、優(yōu)選地，所述的麥芽糊精基溫敏材料，以去離子水為溶劑，其原料包括有5～30wt％的麥芽糊精，5～10wt％的酸酐，20～50wt％的溫敏材料，0.1～2wt％的鹽酸，0.1～2wt％的氫氧化鈉。

10、進(jìn)一步優(yōu)選地，所述麥芽糊精的質(zhì)量百分比為5～30wt％是指麥芽糊精與去離子水的質(zhì)量比為(5～30):100。

11、進(jìn)一步優(yōu)選地，所述酸酐的質(zhì)量百分比為5～10wt％是指酸酐與去離子水的質(zhì)量比為(5～10)：100。

12、進(jìn)一步優(yōu)選地，所述溫敏材料的質(zhì)量百分比為20～50wt％是指溫敏材料與去離子水的質(zhì)量比為(20～50):100。

13、進(jìn)一步優(yōu)選地，所述鹽酸的質(zhì)量百分比為0.1～2wt％是指鹽酸與去離子水的質(zhì)量比為(0.1～2)：100。

14、進(jìn)一步優(yōu)選地，所述氫氧化鈉的質(zhì)量百分比為0.1～2wt％是指氫氧化鈉與去離子水的質(zhì)量比為(0.1～2)：100。

15、進(jìn)一步優(yōu)選地，所述的酸酐為二元及以上酸酐，所述的酸酐選自丁二酸酐、戊二酸酐、己二酸酐、檸檬酸酐、聚異丁烯琥珀酸酐、偏苯三酸酐中的一種或多種；所述的溫敏材料選自明膠、彈性蛋白多肽、殼聚糖、羥丁基殼聚糖、甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素中的一種或多種。

16、第二方面，本發(fā)明還提供一種上述的麥芽糊精基溫度響應(yīng)微膠囊的制備方法，包括以下步驟：將麥芽糊精基溫敏材料溶于去離子水中攪拌溶解，按質(zhì)量百分比加入天然精油和表面活性劑并混合攪拌，均質(zhì)后得到麥芽糊精基溫度響應(yīng)微膠囊溶液，將所述微膠囊溶液冷凍干燥后得到麥芽糊精基溫度響應(yīng)微膠囊粉末。

17、優(yōu)選地，所述的麥芽糊精基溫敏材料攪拌溶解的時長為60～120min，攪拌速度為400～600rpm。

18、優(yōu)選地，所述的加入天然精油和表面活性劑后，先以400～600rpm的攪拌速度攪拌20～30min，隨后均質(zhì)3～8min。

19、優(yōu)選地，所述的冷凍干燥的溫度為-50～-60℃，所述的冷凍干燥的時長為40～56h。

20、進(jìn)一步優(yōu)選地，所述均質(zhì)速率為10000～22000rpm。

21、優(yōu)選地，所述的麥芽糊精基溫敏材料通過以下方法制備得到：將麥芽糊精和溫敏材料分別溶于去離子水中得到麥芽糊精溶液和溫敏材料溶液；通過加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)麥芽糊精溶液的ph至6.0～9.0后，加入酸酐反應(yīng)，隨后加入溫敏材料溶液進(jìn)行反應(yīng)，整個反應(yīng)過程中，同時滴加氫氧化鈉使得整個反應(yīng)過程中溶液的ph始終維持在6.0～9.0。反應(yīng)結(jié)束后，通過加入鹽酸調(diào)節(jié)ph至4.5～7.0，將產(chǎn)品倒入無水乙醇中，沉淀、過濾，用無水乙醇洗滌，干燥得到麥芽糊精基溫敏材料。

22、進(jìn)一步優(yōu)選地，所述麥芽糊精溶液的濃度為0.05～0.3g/ml，所述麥芽糊精溶液通過將所述麥芽糊精溶于水后在50～70℃的溶解溫度下以400～600rpm的攪拌速度溶解90～120min制備得到。

23、進(jìn)一步優(yōu)選地，所述麥芽糊精的de值為5～18。

24、進(jìn)一步優(yōu)選地，所述溫敏材料溶液的濃度為0.2～0.5g/ml，所述溫敏材料溶液通過將所述溫敏材料溶于水后在10～40℃的溶解溫度下以400～600rpm的攪拌速度溶解90～120min制備得到。

25、進(jìn)一步優(yōu)選地，所述加入酸酐后反應(yīng)的時間為180～300min，所述加入溫敏材料溶液并調(diào)節(jié)溶液ph后的反應(yīng)時間為180～300min。

26、進(jìn)一步優(yōu)選地，所述酸酐應(yīng)緩慢加入至調(diào)節(jié)過ph后的麥芽糊精溶液中，所述酸酐以0.04～0.08g/min的速度加入。

27、第三方面，本發(fā)明還提供一種上述的麥芽糊精基溫度響應(yīng)微膠囊在制備護(hù)膚化妝品、制備棉織物整理劑、制備食品保鮮材料中的應(yīng)用。

28、本發(fā)明提供了一種麥芽糊精基溫度響應(yīng)微膠囊，其中作為原料的麥芽糊精基溫敏材料的制備及其對精油控釋的機(jī)理如下：

29、麥芽糊精是一種由淀粉部分水解得到的可溶性多糖，其主要成分是由葡萄糖單元通過α-1,4-糖苷鍵連接而成的寡糖，含有大量的羥基。二元(及以上)酸酐分子中含有多重酸酐基團(tuán)，可使得麥芽糊精分子中的羥基更具反應(yīng)性。在弱堿性條件下，麥芽糊精的羥基被去質(zhì)子化，與酸酐基團(tuán)反應(yīng)形成酯鍵。隨后，二元(及以上)酸酐分子中的另一(其余)酸酐基團(tuán)可與溫度敏感材料的羥基、羧基或氨基反應(yīng)結(jié)合成酯或酰胺，從而最終實(shí)現(xiàn)麥芽糊精與溫敏材料的同時接枝，改善麥芽糊精及溫敏材料復(fù)合壁材的機(jī)械強(qiáng)度、吸濕性和分散性。制備出的麥芽糊精基溫度響應(yīng)微膠囊用于包封天然精油等芯材。在低溫環(huán)境下，當(dāng)溫度低于微膠囊溫敏壁材的ucst時，水分子的活動性較弱，使得溫敏壁材分子間的氫鍵作用增強(qiáng)，促進(jìn)了分子鏈的排列和交聯(lián)，從而形成凝膠固態(tài)結(jié)構(gòu)，使得精油難以釋放。隨著溫度的升高，一方面，水分子流動性增強(qiáng)，溫敏壁材的親水基團(tuán)與水之間的作用增強(qiáng)，且溫敏壁材分子鏈之間的距離增大，增加了分子鏈的流動性，從而促進(jìn)了壁材的溶解，使得精油釋放。該方法因可改善芯材穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)對芯材的智能控釋，可應(yīng)用于護(hù)膚、食品保鮮、家居清潔等領(lǐng)域。

30、相較于傳統(tǒng)微膠囊而言，本發(fā)明所制得的微膠囊可應(yīng)對環(huán)境溫度變化實(shí)現(xiàn)對精油的控釋，在4℃時，溫敏材料凝結(jié)形成凝膠固態(tài)結(jié)構(gòu)，阻止了精油的釋放，隨著溫度升高至32℃時，溫敏材料與水分子作用增強(qiáng)，發(fā)生溶解，促使精油釋放。并且，本發(fā)明所涉及材料毒性較低或無毒，對環(huán)境友好，符合綠色發(fā)展趨勢。

31、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

32、(1)本發(fā)明提供的麥芽糊精基溫度響應(yīng)微膠囊，通過使用二元(及以上)酸酐將麥芽糊精與溫度敏感材料結(jié)合，形成復(fù)合壁材，可將芯材與外界隔離，改善芯材的穩(wěn)定性，并通過溫度變化實(shí)現(xiàn)對芯材的智能控制釋放。

33、(2)本發(fā)明提供的麥芽糊精基溫度響應(yīng)微膠囊，可通過調(diào)節(jié)麥芽糊精與溫度敏感材料的比例來調(diào)節(jié)其溫度響應(yīng)特性。

34、(3)本發(fā)明提供的麥芽糊精基溫度響應(yīng)微膠囊，所得微膠囊大小均一分散，并在低溫環(huán)境顯示出優(yōu)越的穩(wěn)定性。

35、(4)本發(fā)明提供的麥芽糊精基溫度響應(yīng)微膠囊，制備工藝簡單操控，可廣泛應(yīng)用于多領(lǐng)域。

36、(5)本發(fā)明所涉及的材料毒性較低或無毒，可生物降解，符合綠色發(fā)展趨勢。