噴霧乾燥前のマイクロカプセル化のための超音波ナノ乳化
- 噴霧乾燥により有効成分をマイクロカプセル化するためには、微細なサイズの安定したマイクロエマルジョンまたはナノエマルジョンを調製しなければならない。
- 超音波乳化は、安定したマイクロおよびナノエマルジョンを製造するための容易で信頼性の高い技術です
- 代替界面活性剤として、アラビガムまたはWPIなどの生体高分子は、食品グレードの安定剤として超音波乳化プロセスで使用することができる。
カプセル化
エマルジョンとエマルジョンの品質は、噴霧乾燥などのカプセル化プロセスによって調製された油性微粒子の効率と安定性に関して重要な役割を果たします。エマルジョンの安定性、粘度、液滴サイズ、油水比は重要な要素です。エマルジョンの調製から始まり、噴霧乾燥で終わる処理中、微粒子の劣化を防ぐために、エマルジョンの物理的および化学的特性をすべて維持する必要があります。マイクロカプセル化とエマルジョンの安定性の品質は密接に関連しており、最終的な粉末製品の品質に大きく影響します。そのため、信頼性の高い乳化技術が必要です。超音波乳化は、マクロ、ナノ、およびマイクロエマルジョンを製造するために世界中の様々な産業で使用されている確立された技術です。
超音波ナノエマルジョン
高性能超音波装置は、食品、製薬、化粧品業界の乳化プロセスで確立されています。強い超音波の適用は、ミクロンまたはナノサイズの液滴を有するエマルジョンを製造するための効率的な方法である。超音波乳化は、高強度の超音波とその高速液体ジェットが液滴をせん断するキャビテーションの原理に基づいています’ 表面、それにより小さな液滴と安定したエマルジョンを作成します。
エマルジョン安定剤
超音波エマルジョンは、従来の乳化剤(例えば、ポリソルベート、ソルビタンなど)を使用して安定化することができるが、生体高分子(例えば、グアーガム、アラビアガム、WPIなど)を使用しても安定化することができる。産業界は、エマルジョン安定剤としてのバイオポリマーの大きな可能性を認識しています。特に食品、医薬品、化粧品のエマルジョンの場合、バイオポリマーは、 “綺麗” ラベル。バイオポリマーおよびバイオポリマー複合体は、食品グレードの品質で大量に入手可能です。生体高分子複合体(多糖-タンパク質複合体など)は、各高分子単体よりも優れた特性を提供するため、生体高分子よりも優れています。タンパク質と多糖類(=複合糖ポリマー)からなる生体高分子は、それぞれの分子の良さを引き出しています。タンパク質は表面活性を増加させるため、有意に低い濃度でより高い表層飽和が得られます。複合体中の多糖類は、界面張力を低下させ、したがって新しい表面を生成するために必要なエネルギーを減少させます。これにより、多糖類は小さな液滴の形成を促進します。生体高分子複合体は、その両方の成分の長所を提供し、したがって強力な安定剤になります。
高性能超音波装置
ヒールシャーの高性能超音波プロセッサは、安定したマクロ、ナノ、マイクロエマルジョンの調製のために世界中に設置されています。小型ハンドヘルド型から幅広い製品ポートフォリオ 超音波ラボデバイス 宛先 高出力産業用超音波システム エマルジョンの大規模なインラインストリームの商業生産のために、ヒールシャー超音波はあなたにあなたのプロセスに最も適した超音波装置を提供します。
入力電力、振幅(ソノトロードでの変位)、温度、および流量は、お客様の製剤の要件に合わせて調整できます。当社の産業用超音波プロセッサは、非常に高い振幅を提供できます。最大200μmの振幅は、24/7操作で簡単に連続運転できます。さらに高い振幅のために、カスタマイズされた超音波ソノトロードが利用可能です。
超音波処理パラメータの正確な制御と内蔵SDカードへの自動データ記録により、高い処理品質が保証され、プロセスの標準化が可能になります。当社のすべての超音波プロセッサは、全負荷状態での24/7動作用に設計されています。堅牢性、低メンテナンス性、使いやすさは、ヒールシャーの超音波装置のさらなる利点であり、それはそれらを生産におけるあなたの働き者にします。
ヒールシャーならではのアクセサリー マルチフェーズキャビテーター、カニューレを介してキャビテーションホットスポットに直接第2フェーズを注入するフローセルインサート(左の写真を参照)は、最適な超音波乳化システムのセットアップに役立ちます。
以下の表は、当社の超音波装置のおおよその処理能力を示しています。
バッチボリューム | 流量 | 推奨デバイス |
---|---|---|
1〜500mL | 10〜200mL/分 | UP100Hの |
10〜2000mL | 20〜400mL/分 | UP200HTの, UP400セント |
0.1〜20L | 0.2 から 4L/min | UIP2000hdT |
10〜100L | 2〜10L/分 | UIP4000hdTの |
N.A. | 10〜100L/min | UIP16000 |
N.A. | 大きい | クラスタ UIP16000 |
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文献/参考文献
- Campelo, Pedro Henrique; Junqueira, Luciana Affonso; de Resende, Jaime Vilela; Domingues Zacarias, Rosana; de Barros Fernandes, Regiane Victória; Alvarenga Botrel, Diego; Vilela Borges, Soraia (2017): Stability of lime essential oil emulsion prepared using biopolymers and ultrasound treatment. International Journal of Food Properties Vol.20, No.S1, 2017. 564-579.
- Maphosa, Yvonne; Jideani, Victoria A. (2018): Factors Affecting the Stability of Emulsions Stabilised by Biopolymers. In: Science and Technology Behind Nanoemulsions (Edited by Selcan Karakuş). 2018
知っておく価値のある事実
エマルジョン安定剤としての生体高分子
安定剤と界面活性剤は、ほとんどのエマルジョンを長期的に安定させるために必要です。多糖類やタンパク質などの生体高分子は、エマルジョンシステムの機能性成分として広く使用されています。生体高分子は天然の乳化剤であり、ゲル化および乳化能力により良好なエマルジョン安定化性能を提供します。安定エマルジョンの製造は、食品の噴霧乾燥によるカプセル化を成功させるための前提条件であるため、生体高分子は安定剤の好ましいタイプです。バイオポリマーは、単独で、または組み合わせて安定剤として使用できます。
アラビアガムやホエイプロテインアイソレート(WPI)などの生体高分子は安価で、食品製造で容易に加工できます。アラビアガムは、アニオン性炭水化物といくつかのタンパク質の混合物です。多糖類の構造に密接に関連しているその高度に分岐したタンパク質は、アラビアガムに良好な乳化特性を与えます。ホエイプロテインアイソレートは、球状タンパク質の混合物から構成されています。これらの球状タンパク質は、均質化中に油滴表面に素早く吸着できるため、小さな液滴の形成が容易になります。
乳化剤として使用される他の一般的な生体高分子は、ゼラチン、キサンタンガム、デンプン、カゼイン、ペクチン、マルトデキストリン、オボアルブミン、アルギン酸ナトリウム、およびカルボキシメチルセルロースなどです。
生体高分子複合体は、2つ以上の生体高分子で構成されています。生体高分子複合体は、化学的、酵素的、または熱的処理によって合成できます。錯体化は一般に、最終的な生体高分子複合体の堅牢性と溶解性を高め、それらの有用性と安定性を向上させます。特に、さまざまな温度、pH、イオン強度に関して結果として得られる高い安定性は、乳化プロセスの重要な要素です。