相分離方法

相分離亦稱為凝聚作用(coacervation)，是製備微膠囊的一種物理化學方

法，此微膠囊化系統是從兩相交互作用的水溶性聚合物調控相析出，形成 混合的聚合凝聚薄膜而包覆油滴(Porzio, 2004)。相分離法主要包含三個階 段：1.聚合物的混合，2.囊壁物質聚集沈降在核心物質表面，3.經過收縮 (shrinkage) 和 固 化 (solidification) ， 形 成 微 膠 囊 (Barbosa-Canovas et al., 2005)。凝聚可分為兩類型，一種為簡單凝聚法，只含一種膠體溶液(如明 膠)，與核心物質均勻混合，加入電解質、有機溶媒、鹽類，或因改變溫度、

pH 值、離子強度等，致使溶液之溶解度迅速降低，產生相分離，而析出囊 壁物質，將核心材料包覆形成微膠囊(Haug et al., 2003)。

另一種為複合凝聚法，是利用相反電荷之膠體溶液，典型例子如明膠

和阿拉伯膠與核心物質均勻混合後，調整至明膠等電點以下(3.8-4.3)，明膠 帶正電，阿拉伯膠帶負電，經由靜電交互作用形成結合，造成相分離現象 而析出囊壁物質，將核心物質包覆，系統經冷卻，以戊二醛或其它硬化劑 固化，再經過水洗、乾燥而收集微膠囊(Kruif et al., 2004)。

利用明膠不溶於乙醇的性質，先配製一定濃度的明膠溶液，將維生素 D₂溶於乙醇中，使用注射器，將乙醇溶液加至明膠溶液中，隨著加入量的 增加，明膠開始絮凝出來，利用複合凝聚法製備出粒徑較小(0.1-0.5mm)，

安定性之較好之水溶性維生素D₂微膠囊，可以作為食品的營養添加劑(詹，

2006)。Haug等(2003)以魚皮明膠和κ-鹿角菜膠(κ-carrageenan)利用溫度進行

相分離，達60℃時，聚離子呈現random coil構形和聚集的相分離，Musampa 等(2007)則利用κ-鹿角菜膠和豌豆分離蛋白(pea protein isolate)在 60℃時，pH

達7 以及調整離子強度進行相分離。

Kruif 等(2004)曾歸納蛋白質和多醣的複合凝膠時，凝聚的機制如下：

(1) 假如聚離子是強的聚電解物，沈澱較液態凝聚相容易形成。

(2) 相分離之前，在溶液中會先形成聚合物。

(3) 凝聚作用最大的混合比例，形成的複合物呈中性。

(4) 即使有過量聚電解物，複合物僅具適當的電荷。

(5) 鹽對所有聚電解複合物有解離效應(dissociating effect)。

(6) 在稀釋和濃縮相中鹽濃度幾乎是相同的。

(7) 在液態凝聚相中，兩個聚合物有明顯的移動。

(8) 溫度對相界面實際上沒影響。

沈(1986)曾利用此方法製備精油微膠囊，可獲得流動性微膠囊，許多微

膠囊會聚集在一起構成較大的凝集體，可能由原來的單核形成多核微膠 囊。為了提高微膠囊的安定性，楊(1990)也嘗試此法，利用明膠與陰電性多 醣類-三仙膠藉由強大的靜電交互作用，製備包覆油脂之高度熱安定性的微 膠囊。Vinetsky and Magdassi (1997)利用大豆沙拉油分散至明膠溶液中，形 成乳化液，加入SDS 後，明膠會沈澱在油滴表面，可獲得微膠囊的聚合體。

相分離方法應用在食品上是有限制的，因為許多水溶性香料和界面活 性的香料成分會抑制凝聚在油-水界面濕潤和包覆動力。另外，在食品法規 上，戊二醛當交聯劑是有限制的(FDA, 2003)，現在較新的非化學方法，利 用轉胺酶(如轉麩胺酸酶)作為交聯劑，已應用在食品工業上(Porzio, 2004)。

在日本味之素公司的專利(US patent 6,592,916)是將疏水性物質，如動

物油、植物油和脂肪酸、香料或脂溶性維生素等，以蛋白質和可食性鹽類 進行鹽析(salting-out)形成囊壁，並以轉麩胺酸酶作為硬化囊壁的交聯劑，

然後再添加至食品中，其中一個實例將含芝麻油微膠囊與豆腐、餡料以及 調味料一起裝入殺菌軟袋中殺菌，經三個月貯存後，打開軟袋食物仍保有 芝麻的風味(Soeda et al., 2003；張等，2005)。

在相分離方法中，亦可利用鹽析的原理包覆核心物質，鹽析在親水溶

液中(包含溶在高濃度的鹽類和保護的膠體)形成一個黏性的膠體，此聚合物 形成大量的分子(bulk of the particle)，欲包覆的物質另溶解在有機及水溶性 的溶劑(如丙酮)中。兩種溶液與乳化劑充分混合攪拌形成 O/W 乳化液，再 添加至親水相中。水不溶性的聚合物將同時聚集，而且會包覆存在有機相 的其它成分，形成微膠囊，最後將丙酮及鹽類以過濾方式去除，但此方法 限制了親油性物質(lipophilic compounds)的微膠囊化(Weiss et al., 2006)。