【上海应用技术大学-应用案例】Carbohyd. Polym.(IF=10.7)磁场对季铵壳聚糖微胶囊结构及其香气释放的影响

2026-03-25

机械刺激响应型微胶囊(MSRM)是一种可以嵌入纸张、皮革和纺织品中的芳香物质,机械刺激其香气释放,释放阈值则取决于微胶囊壁的机械强度。季铵壳聚糖是一种可用于微胶囊生产的天然材料,具有良好的水溶性和抗菌性能,但机械强度较低。已有研究表明磁场能够辅助微胶囊的香气释放,然而,磁场感应诱导的微胶囊变形和力学性能变化的研究仍有待进一步探索。


上海应用技术大学香料香精技术与工程学院赵迪副教授研究团队在化学领域Top期刊Carbohydrate Polymers发表了题为“Microstructure induction of quaternary ammonium chitosan microcapsules based on magnetic field and study of their aroma release”的文章,采用高磁场恒湿恒温箱(英都斯特(无锡)感应科技有限公司),在0-300 mT磁场环境下辅助处理MSRM,探究磁场对MSRM微观结构的影响,此外,将磁场辅助制备的薰衣草精油MSRM吸附于棉花产品上,分析其精油释放和抗菌性能。

研究发现,磁场处理会改变MSRM的微观结构,处理时间为6 h时,磁场强度从0到200 mT,对应胶囊的微观形状从球形变化为椭球形;磁场强度为300 mT时,处理时间从0~24 h,对应胶囊的微观形状从球形变成椭球形,最后变成多面体状。通过分析MSRM的力曲线,与对照组相比,磁场组的刚度下降了12.6%,粘附力提高了1.77倍。MSRM能够很好地吸附在棉花上,在棉纤维表面结块,形成薄膜状聚集体,提高了C-H键的数目。MSRM能增大棉花的比表面积和平均孔径,改善棉的透气性。磁场诱导的薰衣草MSRM处理棉花在200次摩擦循环后释放了63.40%的薰衣草精油,相比对照组增加了11.30%。此外,磁场诱导能够提高吸附的MSRM总量,促进精油的缓释。磁场处理的MSRM的加入能够大大增强棉花对革兰氏阴性菌的抗菌效果,其中对照组和磁场组对大肠杆菌的平均抑制率分别为10.83%和96.52%。磁场处理的季铵壳聚糖微胶囊对棉花具有良好的吸附效果,能够促进芳香物质的释放,提高棉花的抗菌性能。磁场技术与微胶囊相结合,为香精香料制品的创新开发及功能性材料的应用提供了一种新的方法。

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参考文献:

https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2024.122453


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