偽三元相圖法制備O/W型蜂膠微乳

田進軍 薛 艷 候振健

（南陽理工學(xué)院，河南 南陽 473004）

偽三元相圖法制備O/W型蜂膠微乳

田進軍 薛 艷 候振健

（南陽理工學(xué)院，河南 南陽 473004）

以花生油為油相、無水乙醇為助乳化劑，吐溫80作為乳化劑制備空白微乳，通過偽三元相圖的比較對配方進行最佳空白微乳選擇，并通過紫外可見分光光度法考察微乳體系對蜂膠的增溶效果。結(jié)果表明，微乳體系中蜂膠的溶解度為19.24mg/mL，是水中溶解度的33倍，油中溶解度的14倍，達到微乳體系對蜂膠的增溶目的。

微乳；偽三元相圖；蜂膠；電導(dǎo)率；紫外分光光度法

蜂膠（propolis）是蜜蜂從植物芽孢和枝條上采集的樹脂狀分泌物并混入蜜蜂上顎腺分泌液和蜂蠟等形成的復(fù)雜物質(zhì)，迄今已經(jīng)被鑒定出的化學(xué)成分達180余種。蜂膠含有豐富的生物活性物質(zhì)，其成分主要有黃酮類化合物，酸類化合物，醇類化合物，烯、萜類化合物，酶類物質(zhì)，以及其它物質(zhì)，如多種氨基酸、多糖、甾類化合物等［1］。黃酮在蜂膠中含量很高，Bankovaff（1982）測知保加利亞南部產(chǎn)的蜂膠樣品中，總黃酮含量達35%［2］。

微乳 （microemulsions）是由表面活性劑、輔助表面活性劑、油和水以適當(dāng)比例混合形成的粒徑在10～100nm的一種熱力學(xué)穩(wěn)定的分散系統(tǒng)［3］。自20世紀90年代起，微乳應(yīng)用迅速發(fā)展，目前已滲透到日用化工、生物技術(shù)、環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域。歐陽海峰［4］在微乳生物柴油的制備及其性能研究過程中，通過對表面活性劑和助表面活性劑進行復(fù)配、篩選，將自制的生物柴油微乳化后作為柴油機燃料，能夠有效的降低HC（總碳氫化合物）、CO、NOx（氮氧化合物）排放和燃油消耗量，HC排放量最大降幅達41.2%，CO和NOx排放分別降低36.1%和14.1%，其節(jié)能、環(huán)保和經(jīng)濟效果相當(dāng)顯著。但在食品中的應(yīng)用還處于起步階段，微乳食品的相關(guān)報道很少。

蜂膠的乳化工藝主要是利用吐溫系列的乳化劑，在一定溫度下對蜂膠進行乳化，能夠形成穩(wěn)定的微乳體系，同時增加蜂膠的溶解度［5］。王嘉軍［6］按照納米乳劑形成的新理論，以硝酸銀水溶液為水相，表面活性劑吐溫－80為乳化劑，以適當(dāng)?shù)谋壤旌虾?，在室溫下溫和攪拌制備成水包油型（O/W）蜂膠－銀離子復(fù)合納米乳劑，含蜂膠20g/L，總黃酮含量5.61g/L。在等溫等壓下，三組分體系的相行為用平面三角形來表示，稱三元相圖。對四組分或以上的體系，采取變量合并法，比如固定某兩上組分的的配比，使實際獨立變量不超過3個，仍用三元相圖表示，稱偽三元相圖。偽三元相圖在優(yōu)化和篩選乳化劑中應(yīng)用比較多［7］。本試驗借助偽三元相圖的研究手段，確定適當(dāng)表面活性劑和助表面活性劑制備微乳的最佳配比，旨在使蜂膠的溶解度顯著增大，并改善其穩(wěn)定性。

1 材料與儀器

1.1 試驗材料

粗蜂膠：南陽華興蜂膠公司；

蘆丁標準品：生化試劑，上海試劑二廠；

吐溫80、吐溫20、斯潘20：廣州匯科精細化工有限公司；

花生油：山東魯花集團有限公司；

無水乙醇：南陽天冠酒精總廠。

1.2 試驗儀器

紫外－可見分光光度計：752，上海精密科學(xué)儀器有限公司；

電子天平：BS110S，北京賽多利斯天平有限公司；

電熱恒溫水浴鍋：DK－98－1，天津市泰斯特儀器有限公司；

低速大容量離心機：TDL－40B，上海安亭科學(xué)儀器廠；

磁力攪拌器：85－1，上海精密科學(xué)儀器有限公司；

電導(dǎo)率儀：DDS－11型，上海安亭科學(xué)儀器廠。

1.3 試驗方法

1.3.1 粗蜂膠的提純

粗蜂膠→75%乙醇（浸泡24h）→離心→上清液→抽濾→濾液90℃蒸餾回收乙醇（剩余液經(jīng)分層除去水即得蜂膠提純物）

1.3.2 蜂膠微乳液的制備 取過量的蜂膠置于50mL磨口錐形瓶中，分別加入適量花生油及適量表面活性劑，再加水10mL。在50℃下于振蕩器上振蕩12h，達到飽和狀態(tài)。振蕩完畢后，將液體置離心管中以3 000r/min離心15min，取上清液置試管中待用。

取上述3種試樣的澄清液適量，分別以水、空白微乳、花生油做空白，測3種液體在510nm處的吸光度，代入回歸方程求得溶解度。

1.3.3 花生油空白乳的制備 選用花生油為油相，無水乙醇為助乳化劑，水相為蒸餾水，乳化劑選擇吐溫80和吐溫20與斯潘20（質(zhì)量比4∶1）復(fù)合乳化劑。按一定質(zhì)量比（1∶1，1∶2，2∶1）稱取一定量乳化劑和助乳化劑，混合均勻。然后置于水浴鍋中（53℃）使乳化劑充分混合，取出后放至室溫，按乳化劑和油相質(zhì)量比（1∶100，1∶60，1∶50，1∶40，1∶30，1∶20，1∶10）稱取定量的花生油，逐滴加入乳化劑使其充分混合。在室溫條件下，邊攪拌邊滴加水，以渾濁和澄清為指標，當(dāng)外觀由澄清變?yōu)闇啙峄蛴蓽啙嶙優(yōu)槌吻鍟r，記錄臨界加入水量。

1.3.4 穩(wěn)定性試驗 將樣品放入離心機中，以3 000r/min離心15min，觀察樣品澄清透明度及穩(wěn)定性。經(jīng)離心后，樣品澄清透明，且沒有分層現(xiàn)象出現(xiàn)，表明形成了穩(wěn)定的微乳結(jié)構(gòu)。

1.3.5 電導(dǎo)率測定 采用電導(dǎo)率儀測定。微乳液分為油包水（W/O）、水包油（O/W）和雙連續(xù)3種結(jié)構(gòu)，電導(dǎo)法是區(qū)分微乳液類型的經(jīng)典方法。O/W型微乳液具有較大的電導(dǎo)率，而以油為連續(xù)相的W/O型微乳則電導(dǎo)率較低；當(dāng)發(fā)生相轉(zhuǎn)變時，電導(dǎo)率有明顯的突變，常被用來指示乳液的轉(zhuǎn)相［8］。因此電導(dǎo)率不但可以反映微乳樣品的類型，也可以表征微乳樣品的理化性質(zhì)。

1.3.6 總黃酮含量的測定

（1）標準溶液的制備：精密稱取無水蘆丁對照品15.00mg，置于50mL容量瓶中，加無水乙醇適量使之溶解，冷卻至室溫，加無水乙醇至刻度，搖勻即得（每1mL中含蘆丁0.3mg）。

（2）測定波長的選擇：取蘆丁標準溶液，于400～600nm波長范圍內(nèi)測定吸收曲線，結(jié)果表明，在510nm波長處有最大吸收，故選擇510nm作為總黃酮測定波長。

（3）標準曲線的繪制：精確吸取對照品溶液0，1.0，2.0，3.0，4.0，5.0，6.0mL分別置于25mL的容量瓶中，加水至6 mL，加5%的亞硝酸鈉溶液l mL，混勻放置6min，加10%的硝酸鋁溶液1mL，混勻放置6min，加氫氧化鈉溶液10mL，再加水至刻度，搖勻放置15min，以相應(yīng)試劑為空白，在510 nm波長處測定吸光度，得相應(yīng)回歸方程：

（4）測定樣品中總黃酮含量：取樣品適量，在紫外－可見分光光度計上進行檢測，記下吸光度。代入回歸方程求得樣品中總黃酮的含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 花生油空白乳的制備

將表面活性劑和助表面活性劑的總量作為一相，花生油作為一相，蒸餾水作為一相，計算各相的質(zhì)量百分比，用Origin6.0軟件繪制偽三元相圖。

由圖1和圖2可知，花生油/吐溫80－無水乙醇/水，花生油/吐溫20－斯潘20－無水乙醇/水體系均可在一定的質(zhì)量配比范圍內(nèi)形成O/W型微乳體系。

圖1 空白微乳在不同Km值時的偽三元相圖（吐溫20－斯潘20）Figure 1 Pseudo－ternary phase diagram of nonleaded microemulsion with different Km

兩種乳化劑體系均為Km為1∶1時形成的微乳區(qū)域面積最大，吐溫20－斯潘20為乳化劑的體系中，Km＝1∶2時，形成的微乳區(qū)域面積非常小，較難形成穩(wěn)定的微乳，而在吐溫80為乳化劑的體系中，Km＝1∶2時，不能形成微乳。

圖2 空白微乳在不同Km值時的偽三元相圖（吐溫80）Figure 2 Pseudo－ternary phase diagram of nonleaded microemulsion with different Km

Km為1∶1，選擇吐溫80為乳化劑較吐溫20－斯潘20為乳化劑更為合適，因此選用吐溫80作為乳化劑使用，無水乙醇為助乳化劑，水為水相，乳化劑和助乳化劑質(zhì)量比Km為1∶1。選擇的空白微乳質(zhì)量百分比為花生油/吐溫80/無水乙醇/水＝1.4/25.6/25.6/46。

2.2 蜂膠微乳的性質(zhì)表征

2.2.1 蜂膠微乳的穩(wěn)定性測定 取等量的6種微乳樣品于高速離心機中3 000r/min離心15min。離心后觀察均無分層現(xiàn)象，表明穩(wěn)定性良好，形成了微乳結(jié)構(gòu)。

2.2.2 蜂膠微乳類型鑒別 用電導(dǎo)率儀測所制得微乳樣品的電導(dǎo)率值為155μs/cm，遠遠高于用水滴定過程中樣品未變澄清透明時的電導(dǎo)值，表明形成了O/W型微乳。

2.2.3 蜂膠微乳的溶解度 取上述3種試樣的澄清液適量，分別以水、空白微乳、花生油做空白，測3種液體在510nm處的吸光度。代入回歸方程求得溶解度（見表1）。

表1 蜂膠在不同相中的溶解度Table 1 Solubility of propolis in diffrent phases

由表1可知，蜂膠形成微乳后溶解度顯著增加，在微乳體系中，蜂膠的溶解度為19.24mg/mL，是其在水中溶解度的33倍，在油相中溶解度的14倍。

3 討論

本試驗以花生油為油相、無水乙醇為助乳化劑，吐溫80作為乳化劑制備空白微乳，通過偽三元相圖的比較對配方進行最佳空白微乳選擇，并通過紫外可見分光光度法研究微乳體系對蜂膠的增溶效果。試驗結(jié)果表明，蜂膠主要分布于微乳體系的水相和表面活性劑相，其穩(wěn)定性明顯得到改善，并且在微乳體系中的溶解度明顯大于在水中的溶解度，充分體現(xiàn)出微乳體系對蜂膠的增溶作用。本試驗未對其他表面活性劑進行試驗，如果將其他合適的表面活性劑進行復(fù)配，充分發(fā)揮它們的協(xié)同效應(yīng)，可以進一步提高乳化效率，使微乳的制備更容易，應(yīng)用于其他食品類加工中，將更有助于微乳食品的研制和開發(fā)，這將是下一階段的研究方向。

1 劉紅華.一種新型抑菌劑－納米蜂膠［J］.畜牧畜醫(yī)科技信息，2005（9）：69～70.

2 乞永艷，駱尚驊.蜂膠抗氧化作用研究［J］.中國糧油學(xué)報，2001，16（4）：18～21.

3 Danielsson I，LIndman B.The definition of microemulsion［J］.Colloids and Surfaces，1981（3）：391.

4 歐陽海峰.微乳生物柴油的制備及其性能研究［D］.南昌：南昌大學(xué)，2007.

5 付中民，鄭艷蘋，楊文超.蜂膠乳化工藝的研究［J］.中國蜂業(yè).2008，59（11）：5～9.

6 王嘉軍.蜂膠－銀離子復(fù)合納米乳劑的研制及其生物活性的檢測［D］.北京：中國人民解放軍軍事科學(xué)院，2006.

7 崔正剛，殷福珊.微乳化技術(shù)及應(yīng)用［M］.北京：中國輕工業(yè)出版社，1999：159～162.

8 崔正剛，殷福珊.微乳化技術(shù)及應(yīng)用［M］.北京：中國輕工業(yè)出版社，1999：171.

Research preparation of microemulsion O/W propolis by Pseudo－ternary phase diagrams

TIAN Jin－jun XUE YanHOU Zhen－jian

（Nanyang Institute of Technology，Nanyang，Henan473004，China）

An O/W microemulsion was developed that consists of nonionic surfactant Tween 80，cosurfactant ethanol and peanut oil as oil phase.The best ratio of microemulsion system was developed with pseudo－temary phase diagram.By the method of UV spectrophotometry scenery，the solubility of rutin and propolis in the O/W microemulsion system was investigated.The results showed that in the O/W microemulsion system the solubility of rutin was 19.24mg/mL which was 33times in the water，and 14times in the oil.

microemulsion；pseudo－ternaryphasediagram；propolis；conductivity；UV spectrophoto－metry

10.3969/j.issn.1003－5788.2011.03.039

南陽理工學(xué)院青年基金（編號：200901026）

田進軍（1978－），男，南陽理工學(xué)院講師，碩士。E－mail：tianjinjun2005＠163.com

2011－03－01