五味子籽油微膠囊乳液制備及其穩(wěn)定性研究

王艷梅，王雅珍，郭紅玲，張文斌，劉云蘋（黑龍江工業(yè)學(xué)院環(huán)境工程系，黑龍江雞西158100）

五味子籽油微膠囊乳液制備及其穩(wěn)定性研究

王艷梅，王雅珍，郭紅玲，張文斌，劉云蘋
（黑龍江工業(yè)學(xué)院環(huán)境工程系，黑龍江雞西158100）

研究以吐溫-80、十聚甘油單硬脂酸酯為乳化劑，單獨(dú)或復(fù)配后加入95%乙醇，制備五味子籽油乳液，以乳液粒徑大小及分布評(píng)價(jià)乳化效果。結(jié)果表明：當(dāng)吐溫-80∶十聚甘油單硬脂酸酯∶油=2∶2∶10，再加入95%乙醇，乳化效果最好，中位徑為0.499 μm，體積平均徑為0.502 μm；還考察放置8 d、加熱、加入不同濃度NaCl溶液、不同濃度五味子多糖等對(duì)乳液穩(wěn)定性影響，結(jié)果表明：放置8d對(duì)乳液沒影響；加熱、加入多五味子多糖都使乳液顆粒尺寸變大，穩(wěn)定性變差；NaCl濃度小于1%，能使乳液顆粒尺寸減少，粒徑范圍變小，大于1%，隨NaCl濃度增大，乳液粒子變大。

五味子籽油；乳化；穩(wěn)定性

微膠囊技術(shù)是采用合成或天然材料將固體、液體或氣體包埋并封存在一種膠囊內(nèi)成為固體微粒產(chǎn)品的技術(shù)［1］，微膠囊化能最大限度保持油脂原有的功能活性［2］、良好的氣味或掩蓋不良?xì)馕?，而且含高不飽和脂肪酸的油脂被包埋后（如亞麻油、魚油等），其氧化速率大大降低，氧化穩(wěn)定性能明顯提高，目前國(guó)內(nèi)外已經(jīng)成功地對(duì)魚油、堅(jiān)果油、亞麻籽油、燕麥胚芽油的微膠囊化工藝進(jìn)行了優(yōu)化［3］，并且微膠囊化使油脂由液態(tài)轉(zhuǎn)化為較穩(wěn)定的固態(tài)形式，便于工業(yè)化的加工、貯藏和運(yùn)輸［2］。

微膠囊乳狀液的穩(wěn)定性對(duì)微膠囊產(chǎn)品質(zhì)量有非常重要的影響，制備穩(wěn)定性較高的乳狀液是成功制作微膠囊產(chǎn)品的第一步［4］；乳狀液是很好脂溶性食品功能因子輸送體系［5］，能包埋、保護(hù)和傳遞親脂性功能成分，被廣泛應(yīng)用于食品、飲料、醫(yī)藥和化妝品等行業(yè)。乳化液液滴粒徑大小和分布是反映乳化液穩(wěn)定性的一個(gè)重要參數(shù)，乳化液平均粒徑小、分布均一有利于乳化液的穩(wěn)定，防止乳化液在均質(zhì)后發(fā)生聚結(jié)［6］，所以本文選用乳液粒徑大小及分布作為乳化效果評(píng)價(jià)指標(biāo)。

北五味子（Schisandra chinensis（Turcz.）Baill.）是木蘭科五味子屬（Schisandra）落葉木質(zhì)藤本植物，北五味子習(xí)稱為“五味子”［7］。2000年衛(wèi)生部印發(fā)《可用于保健食品的物品名單》，五味子列于其中。木脂素是五味子屬藥用植物主要有效成分，除保肝降酶作用外，還有抗HIV、抗炎、抗癌、PAF（血小板活化因子）拮抗［8］、保護(hù)心血管、降血脂、保護(hù)神經(jīng)元、增強(qiáng)記憶力［9］等多種生物活性，在臨床、藥物和保健食品上的應(yīng)用越來越廣泛［10］。五味子種子壓榨油含大量木脂素成分和不飽和脂肪酸，劉長(zhǎng)嬌［11］、測(cè)定了五味子種子壓榨油木脂素成分及含量、脂肪酸種類及含量，其中不飽和脂肪酸占92.86%，亞油酸占72.8%，亞油酸在預(yù)防動(dòng)脈粥樣硬化和心肌梗塞等心血管疾病方面有良好作用［12］。由此可見，五味子果實(shí)具有極高藥用和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，是新型“藥食同源”功能性保健食品，國(guó)際上已成為新興重要食品原料，前景廣闊［13］。

迄今為止鮮見文獻(xiàn)研究報(bào)道五味子油乳化的相關(guān)內(nèi)容，本試驗(yàn)選用使用吐溫-80（T-80）、十聚甘油單硬脂酸酯（十聚單甘酯）為乳化劑、95%乙醇為助乳化劑，以乳液粒徑大小及分布為評(píng)價(jià)指標(biāo)考察乳化效果，制備五味子壓榨油乳狀液，并考察了影響乳液穩(wěn)定性的因素，為進(jìn)一步將乳液噴霧干燥制得五味子油微膠囊做提供參考和依據(jù)，更為五味子油在功能食品、飲料、食品添加劑領(lǐng)域的開發(fā)利用等提供理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1儀器與試劑

6YL-95植物油螺旋榨油機(jī)：河南新象機(jī)械有限公司；FS-600N超聲波處理器：廣州德科生物科技有限公司；BT-9300Z型激光粒度分布儀：丹東市百特儀器有限公司；DK-98-11A型電熱恒溫水浴鍋：天津市秦斯特儀器有限公司；FA2004N型電子天平：上海精密科學(xué)儀器有限公司；PHS-3B型精密pH計(jì)：上海雷磁。

十聚甘油單硬脂酸酯：合肥中旭生物技術(shù)有限公司；五味子多糖（純度為50%）：西安瑞盈生物科技有限公司；吐溫-80、95%乙醇、NaCl、HCl、NaOH：均為分析純；五味子：采摘于黑龍江雞西虎林林業(yè)局；水。

1.2方法

1.2.1北五味子油制備

稱取干燥五味子種子1 000 g，置于6YL-95植物油螺旋榨油機(jī)（小型植物油料榨油機(jī)）中壓榨，收集壓榨五味子油脂，4 000 r/min離心10 min，取上清液得五味子籽油樣品。

1.2.2不同乳化劑的乳化液制備及乳液粒度分布測(cè)定

1.2.2.1T-80為乳化劑

T-80為非離子表面活性劑，本身不電離、不帶電荷，分子間無靜電斥力，易形成膠束而乳化；另外分子結(jié)構(gòu)緊湊、空間位阻作用小，容易在油水界面形成致密的乳化劑層，從而迅速降低界面張力，促進(jìn)小顆粒的形成［14］，本研究首先選T-80為乳化劑。T-80分別取0.5、2.5、3.5 g（與油質(zhì)量比分別為1∶10、5∶10、7∶10），加入到5 g五味子油中，適度攪拌后加200 mL純凈水，F(xiàn)S-600N超聲波處理器500 W超聲乳化兩次，每次2 min，BT-9300Z型激光粒度分布儀測(cè)其粒度分布。

1.2.2.2T-80與95%乙醇混合物為乳化劑

助乳化劑可以插入到表面活性劑分子之間，降低表面活性劑分子間相互斥力與電荷斥力，有助于降低表面張力，增加乳液穩(wěn)定性，常用的助乳化劑有低醇、有機(jī)胺等，本文選擇乙醇為助乳化劑。分別取0.5、2.5 g（與油質(zhì)量比分別為1∶10、5∶10）T-80，加入到5 g五味子油加中，適度攪拌后加入5 mL95%乙醇作為助乳化劑，再加200 mL純凈水，F(xiàn)S-600N超聲波處理器500 W超聲乳化兩次，每次2 min，BT-9300Z型激光粒度分布儀測(cè)其粒度分布。

1.2.2.3T-80、十聚單甘酯與95%乙醇混合物為乳化劑

T-80有溶血有特性，為安全因素，本文嘗試使用HLB值較大的親水性十聚甘油硬脂酸酯取代部分T-80。聚甘油脂肪酸酯由于其高度安全性，早已被聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織和世界衛(wèi)生組織（FAO/WHO）、歐共體、美國(guó)、日本等國(guó)家和組織批準(zhǔn)用作為食品添加劑（洪有生），具有乳化、結(jié)晶調(diào)整、保鮮防腐、品質(zhì)改良等作用［15］。

燒杯中加入2 g T-80、2 g十聚單甘酯，加入五味子油10 g，攪拌后再加10 mL 95%乙醇，加200 mL純凈水，F(xiàn)S-600N超聲波處理器500 W超聲乳化兩次，每次2 min，BT-9300Z型激光粒度分布儀測(cè)其粒度分布。

1.2.2.4乳液穩(wěn)定性考察

選取以上試驗(yàn)所得乳化效果最好的乳液，分別將其室溫密閉放置8 d、置于70、80℃水浴中10 min、置于不同濃度NaCl溶液中、置于不同濃度五味子多糖溶液中，分別以BT-9300Z型激光粒度分布儀測(cè)其粒度分布。

2　結(jié)果與分析

2.1不同乳化劑所得乳液粒度分布及其乳化效果分析

2.1.1以T-80乳化劑

以不同質(zhì)量T-80為乳化劑，所得五味子油乳液經(jīng)超聲乳化后，測(cè)其粒度分布如表1和圖1所示。

由表1數(shù)據(jù)知，T-80與油質(zhì)量比≤10∶5時(shí)，乳化液的D50、D［4，3］、大粒徑粒子數(shù)量隨T-80量的增加而降低，小粒徑粒子數(shù)量隨T-80量的增加而增加，這可能因?yàn)槿榛瘎舛冗^低，液滴界面不能達(dá)到飽和吸附，不足以形成緊密的界面膜，可能造成較小乳滴的聚合，不利于乳液獲得較小粒徑［16］；T-80與油質(zhì)量比≥10∶5時(shí)，乳化液D50、D［4，3］、大粒徑粒子數(shù)量隨T-80量的增加而增大，小粒徑粒子數(shù)量隨T-80量的增加而減少，其原因可能是T-80為非離子表面活性劑，當(dāng)其濃度超過臨界膠束濃度時(shí)，隨其濃度的增大，表面張力不再降低，而其形成的膠束不斷增大聚集成膠團(tuán)，導(dǎo)致乳液粒徑增大。

表1　油與T-80不同質(zhì)量比所得乳液粒度分布Table 1　Size distribution of emulsion under different mass mixing ratios blending oil with Tween-80

圖1　油與T-80不同質(zhì)量比所得乳液粒度頻率分布曲線Fig.1　Frequency distribution curves of emulsion under different mass mixing ratios blending oil with Tween-80

由圖1可看出，油與乳化劑不同質(zhì)量比混合時(shí)，粒徑從小于0.1 μm到100 μm都有分布，粒子大小不均，二者10∶5粒徑小于10 μm的粒子數(shù)量最多，二者10∶1時(shí)粒徑大于10 μm的粒子數(shù)量最多。

2.1.2T-80與95%乙醇混合物為乳化劑

以T-80為乳化劑、95%乙醇為助乳化劑制得的五味子油乳液，經(jīng)超聲后粒徑分布如表2和圖2所示。

表2　T-80加入助乳化劑95%乙醇后所得乳液粒度分布Table 2　Size distribution of emulsion adding ethanol cosurfactants

對(duì)比表1、2可看出，其他條件相同，加95%乙醇后，油與乳化劑無論是10∶1組還是10∶5組，體積平均徑D［4，3］都減少，10∶1組減少程度更大，D［4，3］由加乙醇前的9.237 μm減少到2.417 μm；

圖2 加入95%乙醇助乳化劑后所得乳液粒度頻率分布曲線

Fig.2Frequency distribution curves of emulsion size distribution of emulsion adding ethanol cosurfactants

加95%乙醇后，油與乳化劑無論是10∶1組還是10∶5組，小粒徑區(qū)間粒子數(shù)量增多，而大粒徑區(qū)間粒子數(shù)量減少，這些都說明加入95%乙醇后，粒子整體變小，乳液穩(wěn)定性增強(qiáng)。這是因?yàn)?5%乙醇作為助表面活性劑劑能夠與表面活性劑形成混合界面膜，調(diào)節(jié)表面活性劑的HLB，進(jìn)一步降低油水間的界面張力，降低表面活性劑的相互排斥力和電荷斥力，增加界面膜的柔順性和流動(dòng)性［17］，由此可知，加入少量95%乙醇做助乳化劑就可以使用較少乳化劑用量達(dá)到相同的乳化效果。

由圖2可以明顯看出，加入助乳化劑5 mL 95%乙醇后，油與乳化劑10∶1組與10∶5組乳化效果相差不大。由此可知，當(dāng)使用使用助乳化劑95%乙醇后，僅使用較少量乳化劑T-80就達(dá)到與較大量類似乳化效果，可大大減少T-80用量。

2.1.3以T-80、十聚單甘酯和95%乙醇為乳化劑

以等質(zhì)量T-80和十聚單甘酯混合物、95%乙醇為復(fù)合乳化劑，所得乳液粒徑分布如表3和圖3所示。

表3　復(fù)合乳化劑所得乳液粒度分布Table 3　Size distribution of compound emulsifier emulsion

圖3　復(fù)合乳化劑所得乳液粒度頻率分布圖Fig.3　Frequency distribution curves of compound emulsifier emulsion

由表3和圖3可看出，T-80與十聚單甘酯兩種乳化劑按質(zhì)量比1∶1復(fù)配，再加入助乳化劑后，所得乳液粒徑范圍小，粒子大小均勻；中位徑為0.499 μm，體積平均徑為0.502 μm，且96.1%的粒子粒徑在1.08 μm以下，沒有粒徑超過10.4 μm的粒子，乳化效果非常好。以此乳液為對(duì)照，考察時(shí)間、加熱、加鹽、加入五味子多糖對(duì)乳液粒徑大小及分布的影響。

2.2對(duì)2.1.3所得乳液穩(wěn)定性的研究

2.2.1時(shí)間對(duì)乳液穩(wěn)定性影響

取2.1.3所得乳液10 mL，在室溫密閉放置8 d后測(cè)其粒度分布，考察時(shí)間對(duì)乳液粒徑大小及分布的影響，結(jié)果如表4所示。

表4　放置8天后乳液粒度分布Table 4　Size distribution of compound emulsifier emulsion after placement for 8 days

由表4可看出，放置8 d后，乳液D90、D90、D ［4，3］、各粒徑區(qū)間粒子數(shù)量幾乎沒變化，并沒發(fā)生絮凝、奧氏熟化等現(xiàn)象而使粒度增大，說明8 d內(nèi)乳液很穩(wěn)定。

2.2.2加熱乳液穩(wěn)定性影響

取2.1.3所得乳液10 mL于試管中，將試管分別置于70、80℃水浴中10 min，取出后冷卻至室溫測(cè)其粒度分布，考察加熱對(duì)乳液粒徑大小及分布的影響，結(jié)果如表5所示。

表5　加熱到不同溫度時(shí)乳液粒度分布Table 5　Size distribution of compound emulsifier emulsion with increasing temperature

由表5數(shù)據(jù)可知，水浴加熱后，乳液D90、D［4，3］都增大，小粒徑區(qū)間粒子數(shù)量減少，而大粒徑區(qū)間粒子數(shù)量增多，溫度越高，這種現(xiàn)象越明顯，分析原因可能是溫度升高，液滴布朗運(yùn)動(dòng)加快，相互碰撞幾率大，界面膜破裂而使液滴相互合并的現(xiàn)象，即發(fā)生聚結(jié)現(xiàn)象。對(duì)比表5和表3數(shù)據(jù)可以看出，乳液受熱前后粒子大小及分布變化很大。受熱前，粒徑幾乎都小于1 μm，而受熱后，粒徑大于1 μm的粒子數(shù)量大大增加，粒徑分布范圍變大，粒子大小不均勻，說明升溫促使粒子聚集；且粒子主要集中在1 μm以下和10 μm以上兩個(gè)區(qū)間，而1 μm～10 μm之間粒子數(shù)量較少。

2.2.3鹽溶液對(duì)乳液穩(wěn)定性影響

配制質(zhì)量濃度為2%、4%、10%、20%NaCl溶液，分別與2.1.3所得乳液等質(zhì)量混合，得含NaCl濃度為1%、2%、5%、10%的乳液，震蕩混勻，再靜置1 h后測(cè)其粒度分布，結(jié)果表6和圖4所示。

表6　 置于不同NaCl溶液中乳液后粒度分布Table 6　Size distribution of compound emulsifier emulsion with adding NaCl solution

圖4　置于不同NaCl溶液中乳液粒度頻率分布曲線Fig.4　Frequency distribution curves of compound emulsifier emulsion with adding NaCl solution

由表6可看出，當(dāng)乳液中NaCl濃度為1%時(shí)，與對(duì)照相比，粒子D50、D90、D［4，3］都減小，粒子幾乎都在1.08 μm以下，說明此濃度NaCl能顯著降低乳液粒徑，使乳液更穩(wěn)定；當(dāng)乳液中NaCl濃度≥1%，NaCl濃度的增大D50、D90、D［4，3］都增大，小粒徑區(qū)間粒子數(shù)量減少，而大粒徑區(qū)間粒子數(shù)量增多；由此可知，一定濃度NaCl能降低粒子粒徑，使乳液穩(wěn)定性增強(qiáng)，而當(dāng)NaCl溶液濃度大于某一臨界值后，反而使乳液粒徑增大，使乳液變得不穩(wěn)定。這是因?yàn)槿橐阂旱伍g主要存在著3種主要的相互作用力：一是范德華相互吸引作用，另外兩種是排斥相互作用，即靜電相互作用和空間位阻相互作用［18］。

低濃度電解質(zhì)存在，引起帶相反電荷的離子在液滴表面的累積，因此能夠降低或屏蔽乳液液滴間的范德華相互吸引作用，增大液滴間距離［18］，有效防止了液滴相互聚集而形成絮凝現(xiàn)象；但是在較高的離子強(qiáng)度下，由于帶相反電荷的離子在液滴表面的大量積累，液滴自身所帶電荷被屏蔽，靜電排斥降低，易引起乳狀液的失穩(wěn)［19］。

由圖4可見，NaCl濃度對(duì)乳液粒子大小及分布影響很大。隨NaCl濃度增大，曲線右移，說明隨NaCl濃度增大乳液粒子粒徑變大；另外，濃度為2%、5%的兩條曲線幾乎重疊，說明NaCl濃度為2%～5%范圍內(nèi)，NaCl濃度變化對(duì)乳液粒度影響不大。

2.2.4北五味子多糖溶液對(duì)乳液穩(wěn)定性影響

五味子多糖有保肝、提高免疫力、抗衰老、抗疲勞等藥理作用，且多糖因其高親水性和大分子量，不但能使乳液液滴之間存在長(zhǎng)期空間位阻斥力，也能夠改善乳液黏稠度，使乳液具有長(zhǎng)期的穩(wěn)定性［20］。

由此本試驗(yàn)在乳液中加入五味子多糖，以期提高乳液穩(wěn)定性且增加由該乳液制成的微膠囊的保健功效。

配制五味子多糖溶液2.5%、5%、10%，分別與2.1.3所得乳液等質(zhì)量混合，得多糖濃度為1.25%、2.5%、5%的乳液，震蕩混勻，再靜置1 h后測(cè)其粒度分布，結(jié)果表7和圖5所示。

表7　置于不同五味子多糖溶液中乳液粒度分布Table 7　Size distribution of compound emulsifier emulsion with adding fructus schisandrae polysaccharides

圖5　置于不同五味子多糖溶液中乳液粒度頻率分布曲線Fig.5　Frequency distribution curves of compound emulsifier emulsion with adding fructus schisandrae polysaccharides

由表7可知，加五味子多糖后，乳液D50、D90、D ［4，3］都顯著增大；小粒徑區(qū)間粒子數(shù)量隨多糖濃度增大而減少；大粒徑區(qū)間粒子數(shù)量隨多糖濃度增大而增多；結(jié)果與預(yù)期的完全相反，分析其原因可能是純度不夠，或者多糖濃度太大，導(dǎo)致乳液界面結(jié)構(gòu)改變，使乳液顆粒增大。

對(duì)比圖5與圖3可知，加五味子多糖對(duì)乳液粒子大小及分布影響很大，粒徑范圍變大，大小不同的粒子占粒子總數(shù)百分比也有很大變化。

3　結(jié)論

通過本研究可知，T-80能很好地乳化五味子籽油；以T-80乳化劑制備五味子油乳液中加入助乳化劑95%乙醇后，不但減少了吐溫用量而且達(dá)到了更好的效果，乳液粒徑顯著減小，中位徑為0.499 μm，體積平均徑為0.502 μm，且96.1%的粒子粒徑在1.08 μm以下，粒子分布區(qū)域也減小。

雖然T-80有良好乳化效果，但是它有溶血有特性，當(dāng)質(zhì)量濃度為4 mg/mL時(shí)，其溶血系數(shù)達(dá)到60%左右［21］，攝入量最可高可每千克體重25 mg/d，所以在食品級(jí)乳液構(gòu)建中，盡量減少其用量，由此本文選用HLB值（T-80：15；十聚甘油單硬脂酸酯：14.5）與T-80相當(dāng)?shù)氖鄹视蛦斡仓狨砗蚑-80復(fù)配，作為復(fù)合乳化劑，以減少T-80的使用量，減少對(duì)人體潛在危害，經(jīng)本研究證明完全可以達(dá)到此目的，即T-80與十聚單甘酯等質(zhì)量復(fù)配，再加助乳化劑95%乙醇，乳化效果非常好。在今后還研究中還可以探索使用天然生物大分子如乳清蛋白、變性淀粉為乳化劑，以達(dá)到更好乳化效果，也使產(chǎn)品更安全健康。

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Study on the Preparation and Stability of Microcapsule Emulsion of Schisandra chinensis Seed Oil

WANG Yan-mei，WANG Ya-zhen，GUO Hong-ling，ZHANG Wen-bin，LIU Yun-ping
（Department of Environmental Engineering，Heilongjiang University of Technology，Jixi 158100，Heilongjiang，China）

This paper is a research into the method，using Tween-80，ten polyglycerol monostearate as an emulsifier separate or compound after adding 95%ethanol to make fructus Schisandra chinensis pressure oil emulsion respectively.Evaluate the effects of emulsification according to the particle size and distribution of emulsion.The results showed that after mixing Twain-80，polyglycerol monostearate，oil as 2∶2∶10 ratio，and adding 95%ethanol，the smallest grain and the best effect of emulsifying can be obtained.The median diameter was 0.499μm and mean radius per unit volume was 0.502 μm.This paper also studied that emulsion was under the following conditions，such as placed in 8 d，heat，NaCl，and fructus Schisandra chinensis polysaccharides which impact on the stability of emulsion，the results showed that emulsion placed 8 d had no effect on the stability；fructus Schisandra chinensis polysaccharides could enlarges particle size，and stability became poor.Concentration of NaCl less than 1%，the emulsion particle size and range of the carbon was decreased. When concentration of NaCl was greater than 1%，particle size of emulsifier grew with increase of concentration of NaCl.

Schisandra chinensis seed oil；emulsion；stability

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.15.035

黑龍江大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（2015114450007）

王艷梅（1976—），女（漢），講師，碩士研究生，研究方向：食品生物技術(shù)。

2016-04-18