微乳的流變特性及貯存優(yōu)化

張佩華，梅 子，傅玉穎，*

（1.浙江省質量檢測科學研究院，浙江杭州310013；2.浙江工商大學食品與生物工程學院，浙江杭州310035）

流變性是指在適當外力作用下，物質所具有的流動和變形的性能，是物質內部微粒間及粒子與溶劑間相互作用的結果[1]，有關復雜流體如聚合物溶液、聚合物熔體、乳劑、微乳等的流變行為，在技術和理論研究上都有廣泛關注。對微乳體系流變性的研究，可以推測微乳的微觀結構和類型，如O/W結構、雙連續(xù)結構、W/O結構和層狀液晶結構等；掌握流變特性，如某些微乳的層狀結構具有剪切稠化現(xiàn)象和負觸變性[2]。微乳液可分為單相微乳液和多相微乳液：前者是均勻相體系，有三種結構，即O/W型、W/O型和雙連續(xù)型；后者是指微乳液處于二相平衡或三相平衡中。相行為、界面張力、流變特性，是決定微乳流體優(yōu)良特性的關鍵因素[3]。微乳液在高剪切力下多表現(xiàn)為牛頓流體行為，一般認為W/O型微乳的黏度隨著水含量的增加而增加，O/W型微乳黏度隨著水含量增加會減小，雙連續(xù)型微乳多表現(xiàn)為非牛頓流體行為，幾乎沒有剪切稀釋性[4]。流變性質是體系內部微觀結構的的宏觀表現(xiàn)，本文對微乳流變行為進行研究，結果將有利于微乳在實際中的應用。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

單辛酸甘油酯（GMC） 食品級，河南正通化工有限公司；吐溫80 食品級，廣州匯科精細化工有限公司；乙醇、丙二醇 均為分析純，天津市永大化學試劑有限公司；雙蒸水 實驗室自制；試劑 無特殊說明外均為分析純。

MCR302流變儀 奧地利安東帕有限公司；78HW-1磁力攪拌器 杭州儀表電機有限公司；Zatasizer Nano ZS粒度分析儀 英國馬爾文公司；AR2140分析天平 美國奧豪斯儀器有限公司；LRH生化培養(yǎng)箱 上海一恒科學儀器有限公司；BCD-261E冰箱 伊萊克斯股份有限公司；SZ-93自動雙重純水蒸餾器 上海亞榮生化儀器廠。

1.2 實驗方法

1.2.2 黏度的測定 所有樣品測試前，均需攪拌均勻后在室溫條件下靜置24h，選用安東帕MCR302流變儀，同軸雙狹縫夾具，DG26.7轉子。

1.2.3 穩(wěn)定性實驗

1.2.3.1 粒徑測定 將T82、T82-1、T82-100微乳，分別在-18、0、25、40、60℃下貯藏30d后，均配制成T82-100微乳，25℃下靜置24h，采用Zatasizer Nano ZS馬爾文粒度分析儀平行測定三次。

1.2.3.2 渾濁度觀察 將不同處理制成的T82-100微乳樣品，25℃下貯藏，定期觀察并描述表觀性狀變化。

2 結果與分析

2.1 流變特性

圖1 各相微乳穩(wěn)態(tài)掃描圖Fig.1 The effect of shear rate on viscosity of microemulsions

流體的流變特性與體系密切相關，它能反映流體微觀結構的存在，對其應用有著重要的作用。由圖1可知，各相微乳穩(wěn)態(tài)掃描中看出，所有相微乳在低剪切力下隨著剪切力的增加，表觀黏度下降迅速，而在相對高剪切力區(qū)域，表觀黏度與剪切無依賴性，表現(xiàn)出牛頓流體的特性。表觀黏度的微量減小可能是外力破壞了微乳中一些分子鏈的物理纏結而使流動性增大。Gregory G W等[5]認為，剪切會引起雙連續(xù)相中海綿相所包含的水管收縮、變細和擠壓斷離。微乳液在高剪切力下表現(xiàn)為牛頓流體，低剪切力下表現(xiàn)出剪切變稀的非牛頓流體的流變特性在許多文獻中都有顯現(xiàn)[6-8]，這些特性有利于食品微乳制備過程的進行。

圖2 各相微乳黏度隨溫度變化曲線Fig.2 The viscosity-temperature curves of different microemulsion systems

2.2 貯藏優(yōu)化

為進一步了解不同相微乳的貯藏穩(wěn)定性，選用-18、0、25、40、60℃溫度下貯藏T82、T82-1、T82-100微乳30d，再二次配制成T82-100微乳，探討穩(wěn)定性。

圖3是各相微乳在-18～60℃范圍內貯藏30d后，二次配制成T82-100微乳，25℃下靜置24h后測得的平均粒徑。T82-100微乳在-18、0、60℃的貯藏溫度下，平均粒徑均大于60nm，60℃時超過100nm，肉眼觀察渾濁。25、40℃時能較好得維持小粒徑微粒，但在后期貯藏中發(fā)現(xiàn)，只有25℃貯藏下的原T82-100微乳能保持澄清透明，其他均表現(xiàn)出不同程度的渾濁。而由T82、T82-1二次配制的T82-100微乳，平均粒徑均維持在20nm之內，在之后90d的貯藏期內，一直保持澄清狀態(tài)。

表1描述的是T82、T82-1、T82-100各相微乳分別在-18、0、25、40、60℃下貯藏30d后，全部配制成T82-100，轉放在25℃下不同貯期的性狀。表1中看出，25℃的處理溫度下，各樣品配制成的T82-100微乳在90d的貯藏期內均能保持澄清透明狀態(tài)。其他溫度處理的原T82-100樣品，90d后，均有不同程度的渾濁，而T82、T82-1配制的T82-100在90d貯藏期內，依舊保持澄清透明狀態(tài)，相比于T82-100微乳，T82、T81-1微乳具有更好的耐溫性。這與黏度測定時的結果相對應。同時對微乳的貯藏也具有指導意義，如果采用運輸微乳原液，目的地摻水配制，可以節(jié)約運輸成本，提高微乳貨架期。

圖3 各微乳在不同貯藏溫度下的平均粒徑Fig.3 The mean partical size of the microemulsions after storing at different temperatures

表1 各微乳在不同貯藏溫度下的性狀描述Table 1 The character of microemulsions during storing at different temperatures

3 結論

[1]吳順芹.氟比洛芬微乳制劑的研究[D].沈陽：沈陽藥科大學藥劑學，2004.

[2]王世權，陳宗淇，郝策，等.非離子型表面活性劑所組成微乳液的異常流變性[J].化學學報，1993，51：736-743.

[3]Bennett K，Macosko C，Scriven L E，et al.Microemulsion rheology：Newtonian and non-Newtonian regimes[C].San Antonio：Conference paper of SPE Annual Technical Conference and Exhibition，1981：13.

[4]牟建海，李干佐.表面活性劑聚集體的流變性質[J].日用化學工業(yè)，2002，32（1）：38-42.

[5]Gregory G W.Shear and elongational rheology of ternary microemulsions[J].Colloids and Surfaces A：Physicochemical and Engineering Aspects，1995，103（3）：273-279.

[6]鄭敏英，劉峰，劉楊，等.魚油微乳液的制備與特性研究[J].食品與藥品，2011，13（1）：14-18.

[7]張莉，張志榮，吳文超，等.卵磷脂微乳的流變學特性[J].生物醫(yī)學工程學雜志，2004，21（3）：436-439.

[8]顏秀花.β-胡蘿卜素微乳制劑的研究[D].無錫：江南大學，2008.

[9]Kommuru T R，Gurley B，Khan M A，et al.Self emulsifying drug delivery systems（SEDDS） of coenzyme Q10：formulation developmentand bioavailability assessment[J].International Journal of Pharmaceutics，2001，212（2）：233-246.