FLANDERS' FOOD RADAR

Bescherm uw kostbaarste ingrediënten via microencapsulatie

Microencapsulatie is een techniek waarbij gevoelige ingrediënten omhuld worden door een beschermende laag die de inhoud tijdelijk beschermt tegen ongunstige omstandigheden tijdens processing, bewaring of na opname door de mens. Om de vele mogelijkheden van deze innovatieve techniek te demonstreren, stelde Flanders’ FOOD een overzichtelijk synthesedocument op dat u in het artikel kan downloaden.

Toepassingen in de voedingsindustrie

Microencapsulatie wordt al verschillende decennia succesvol toegepast in de farmaceutische sector. In de voedingsindustrie wordt de techniek pas heel recent aangewend. Om u te laten kennismaken met deze techniek en de verschillende mogelijkheden werd beschikbare kennis samengevat in het Flanders’ FOOD synthesedocument Microencapsulatie (klik op de link om dit document te downloaden)

Microencapsulatie kan gebruikt worden voor diverse voedingstoepassingen. Cruciaal bij deze toepassingen is het vrijzetten van de ingrediënten op de juiste plaats en op het juiste moment. Enkele mogelijkheden zijn:

  • Gecontroleerde/vertraagde vrijzetting (functionele ingrediënten)
  • Maskeren van smaak, geur en kleur (visolie, plantextracten)
  • Stabiliseren van volatiele constituenten om de houdbaarheid te verlengen
  • Reduceren van interacties tussen reactieve ingrediënten in premixen of finale producten
  • Bescherming tegen oxidatie, warmte, UV, zuren, basen (kleurstoffen en vitamines)
  • Stabiliseren van starterculturen en enzymen
  • Vloeistoffen behandelen als vaste stoffen

Niet beschermd deeltje 
vast/ vloeibaar/ gas(kern)

Microencapsulatie proces (inkapselen)

Beschermd deeltje (microcapsule 
=kern + mantel)


Kerninhoud

De kerninhoud kan zowel in vaste vorm, vloeibare vorm of gasvorm ingekapseld worden. Voor een hele reeks ingrediënten is microencapsulatie zinvol. Gekende voorbeelden zijn flavour moleculen (geur en smaakstoffen), vitaminen en mineralen, vetten en oliën, kruiden en bioactieve componenten (vb probiotica), kleurstoffen, conserveermiddelen, antioxidantia, rijsmiddelen en enzymen

2 types mantelmateriaal

Voor de microencapsulatie van ingrediënten kunnen 3 types biopolymeren gebruikt worden als mantelmateriaal: koolhydraten, proteïnen en lipiden.

Grosso modo kunnen de mantelmaterialen opgedeeld worden in 2 groepen: “Hot melt” coatings en solvent gebaseerde coatings. “Hot melt” coatings zijn doorgaans lipiden zoals gehydrogeneerde plantaardige olie, vetzuren, emulgatoren en wassen. Voor “hot melt” coatings wordt gekoelde lucht gebruik om het mantelmateriaal te harden en de microcapsules te vormen. Microcapsules met dit type mantelmateriaal laten hun inhoud vrij bij verhoogde temperatuur of via fysische breuk. Solvent gebaseerde coatings zijn bv (gemodificeerd) zetmeel, gommen, maltodextrinen. Bij deze materialen die initieel opgelost zijn in solvent (water) wordt hete lucht gebruikt om het solvent te verdampen. De inhoud van de microcapsules wordt doorgaans vrijgegeven wanneer later opnieuw water toegevoegd wordt.

Microencapsulatie methoden

Microencapsulatie kan volgens verschillende methoden gebeuren. Men onderscheidt mechanisch/fysische en chemische methoden . De verschillende methoden, hun toepassingen en voor- en nadelen worden in meer detail beschreven in het synthesedocument Microencapsulatie . De uiteindelijke keuze van de encapsulatie methode is afhankelijk van het geselecteerde mantelmateriaal maar hangt ook af van de kerninhoud en van de verwachte functionaliteit in de finale toepassing.


In het algemeen kan gesteld worden dat vetgebaseerde kerncomponenten ingekapseld worden via sproeidrogen, wervelbed technologie, emulsie stabilisatie, coacervatie of extrusie. De coatings die voor deze applicatie meestal gebruikt worden zijn wateroplosbare of water gevoelige mantelmaterialen zoals zetmeel, gelatine, suikers, polyolen of Arabische gom.Water oplosbare kerncomponenten worden doorgaans ingekapseld via sproeikoelen (spray chilling), roterende disk of via wervelbed technieken. Encapsulatie met lipiden als mantelmateriaal is voor deze kernen meestal de beste keuze. Doelstelling is hier om een waterbarrière te bekomen voor het maskeren van smaken, voor gewijzigde vrijzetting, verbeterde stabiliteit en verlaagde solubilisatie.

Economische haalbaarheid

De uiteindelijke kost van de microencapsulatie dient aanvaardbaar te zijn voor het finale product. Sommige microencapsulatie technieken zijn minder of niet geschikt voor voedingstoepassingen, ondanks uitmuntende wetenschappelijke resultaten. Wanneer microencapsulatie wordt gebruikt om excessieve degradatie van gevoelige componenten tegen te gaan of om het verlies van aroma’s tijdens thermische processen te beperkten, dan moet de “cost-in-use” lager zijn dan die van niet ingekapselde ingrediënten. Als het encapsulatieproces het ingrediënt echter unieke eigenschappen geeft, die niet bekomen kunnen worden zonder encapsulatie, dan mag de kostprijs iets hoger liggen dan deze van de niet ingekapselde ingrediënten.

Efficientie en kwaliteit van de microcapsulses

Na de keuze van het mantelmateriaal en de encapsulatiemethode en het ontwikkelen van microcapsules op pilootschaal is het noodzakelijk om de efficiëntie van de microcapsules te controleren. Vervullen ze de functies waarvoor ze ontwikkeld werden? Is de barrière-werking van de mantel voldoende efficiënt? Naast de efficiëntie is het ook nuttig om de kwaliteit (vorm, manteloppervlak, deeltjesgroote verdeling,) te evalueren, bv aan de hand van NMR of m.b.v. een elektronenmicroscoop.

Bron

Flanders’ FOOD synthesedocument Microencapsulatie

Nuttige links