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微胶囊技术在食品工业上应用广泛,如功能性粉末油脂的制备、香精香料微胶囊化、营养素微胶囊化、食品添加剂的微胶囊化等。微胶囊常被添加到食品载体中进行混合以生产强化食品,而预混料的分布均匀性是强化食品的重要指标。混料的物理性质是影响混合效果的关键因素,而壁材是微胶囊囊壳的主要成分,壁材的流变学性质影响微胶囊的物理性质,因此研究壁材流变学性质具有重要意义。本课题以大豆分离蛋白、阿拉伯胶、变性淀粉、羧甲基纤维素、明胶作为壁材模型,以花生油为芯材,通过喷雾干燥法造粒,探究壁材流变特性对微胶囊物性的影响及微胶囊物性对与载体混合动态行为的影响。利用TA Discovery-DHR流变仪,分别研究了相同稠度条件下,大豆分离蛋白(SPI)、羧甲基纤维素(CMC)、阿拉伯胶(AG)、辛烯基琥珀酸淀粉酯(OSA)及明胶(GEL)五种壁材的表观黏度与剪切速率关系,动态模量、损耗因子与振荡频率的关系,应力-应变关系。研究表明:五种壁材均呈假塑性流体特征,随着剪切速率的增大,表观黏度降低,其表观黏度关系为:SPI<CMC<GEL<OSA<AG;黏度高的GEL、OSA、AG具有较高的储能模量、损耗模量,黏度低的SPI、CMC具有较低的储能模量、损耗模量;黏性大的OSA损耗因子大,弹性大的GEL损耗因子小;黏弹性低的SPI、CMC较AG、OSA、GEL更容易发生形变。利用TA Discovery-DHR流变仪,研究相同稠度的SPI、CMC、AG、OSA、GEL蠕变-回复特性,分析蠕变时间75s、150s、300s、600s,蠕变应力1、6、10、20Pa(GEL 500、1000、2000、5000Pa),25℃与50℃添加MD对壁材蠕变-回复特性的影响。结果表明:蠕变-回复曲线符合Burgers模型,拟合度R2>0.9046。随着蠕变时间的增大,壁材的Jcmax增大,而回复率降低,且黏度越高的GEL、OSA、AG降低越快,黏度较低的SPI、CMC回复性好,弹性大于黏性的GEL、AG在回复阶段主要表现为瞬时回复,弹性小于黏性的OSA在回复阶段主要表现为延迟回复,回复性差;在蠕变应力为1、6、10Pa时,SPI、CMC的Jcmax随应力的增大而增大,AG的Jcmax随应力增大反而减小,而当应力为20Pa时,AG、SPI、CMC部分弹性结构破坏,Jc0、Jc1、Jcmax显著增大,η0及回复率显著降低,OSA、GEL蠕变-回复曲线的Jcmax、Jc0、Jc1随应力增大而增大,且在回复阶段有相应的回复,弹性结构未被破坏;25℃条件下壁材中添加MD后,SPI、CMC、GEL的Jc0、Jc1、Jcmax增大,回复时CMC、GEL的Jr0、Jr1增大,GEL回复率由11.92%增大到34.45%;而AG、OSA的Jc0、Jc1、Jcmax减小,η0增大,OSA的η0由5.37×103Pa.s增大到12.79×103Pa.s,回复时Jr0、Jr1增大,AG回复率由2.59%增大到15.98%;在50℃条件下壁材中添加MD后,AG、OSA、SPI的η0增大一倍,Jc0、Jc1、λc、Jcmax降低,Jr0、Jr1、λr显著降低,且回复率降低,其中OSA回复率由18.69%降为5.13%;而CMC Jr0、Jr1、λr、Jrmax升高,回复率由30.01%增大到61.59%;GEL黏度显著降低,η0由292.86×103Pa.s降低到64.32×103Pa.s,Jc0、Jc1、λc增大,Jcmax增大,Jr0、Jr1、λr显著降低,回复率由18.27%降为1.46%。以不同壁材制备的微胶囊物性不同,乳状液中固形物含量较高,制备的微胶囊水分含量较低,容重较大;壁材中添加MD,制备的微胶囊水分含量升高,休止角、动摩擦系数与容重增大,粉体流动性降低;以SPI、CMC为壁材的微胶囊动摩擦系数较小,以SPI、AG为壁材的微胶囊休止角较小;25℃时,壁材中添加MD,OSA、AG的抗形变能力增强,制备出来的微胶囊表面凹陷得以改善,其中以OSA+MD为壁材的微胶囊颗粒最圆滑,SPI、GEL的抗形变能力降低,微胶囊表观凹陷严重;表观结构致密的微胶囊包埋效果好。采用三维离散元法(DEM)模拟强化颗粒与载体的混合过程,分析了颗粒粒径比(食品载体:强化颗粒)、容重、动摩擦系数及搅拌轴转速对混合效果的影响,结果表明:颗粒容重较小、动摩擦系数较小时,更利于混匀;搅拌轴转速大,颗粒混合效果好;两种颗粒粒径差异较大时,混合时间过长易出现分层现象,不利于混合。本次模拟试验结果基本与实际情况相符合,可为实际生产提供参考依据。