微乳體系的制備及其穩(wěn)定性研究進(jìn)展

韓冰，鄭野，徐嘉，張?zhí)扃?，韓春然

(哈爾濱商業(yè)大學(xué) 食品工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱，150076)

微乳是一種熱力學(xué)穩(wěn)定體系，界面張力極低。HOAR等[1]在1943年首次報道了水、油、表面活性劑和助表面活性劑(一般為中等鏈長的醇)混合，能自發(fā)的形成透明或半透明的體系。1959年，這種體系被命名為“微乳狀液”或“微乳”[2]。近年來，微乳被廣泛應(yīng)用于無機材料制備、生物催化、燃油、石油、制藥和食品等多個領(lǐng)域[3-4]。

微乳粒徑一般為10～100 nm，屬膠體分散體系，且乳滴呈球狀，大小均勻，外觀透明，加熱或離心不能使微乳分層。微乳不但具有制備工藝簡單、增溶效果好、緩釋、生物利用度高等優(yōu)點，還可以增大油相在水中的溶解度，提高載油量，在生物、食品、醫(yī)藥等各領(lǐng)域中展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力[5-7]。然而，截至目前為止，微乳體系的相關(guān)文獻(xiàn)較少，而且微乳在某些領(lǐng)域的應(yīng)用還存在一些尚未解決的問題。因此，微乳的深入研究，對于擴大微乳在各個領(lǐng)域的應(yīng)用范圍，具有很大的實踐意義。本文總結(jié)了微乳體系的類型、特點、形成機理、制備方法及其在食品、藥品領(lǐng)域的應(yīng)用，以期為微乳體系在食品體系中的廣泛應(yīng)用提供理論指導(dǎo)。

1 微乳概述

微乳與普通乳狀液之間差異較大。普通乳狀液不是熱力學(xué)平衡體系，不均勻，外觀不透明。而微乳屬于熱力學(xué)穩(wěn)定體系，能夠自發(fā)形成，質(zhì)地均勻，微乳粒徑一般<100 nm，外觀為透明或半透明，離心穩(wěn)定性好，不易分層。微乳的穩(wěn)定性與膠束相似，但它們在本質(zhì)上是2種不同的體系，主要是增溶程度上的差異。微乳、普通乳狀液和膠束溶液的具體差異見表1。

表1 微乳、普通乳狀液和膠束的性質(zhì)比較[8-11]Table 1 Comparison of the properties of microemulsion, ordinary emulsion and micelle

微乳主要分為3種類型。(1)油包水(water/oil,W/O)型微乳，即水相分散在油相中的微乳，此時，表面活性劑和助表面活性劑相互混合構(gòu)成的表面活性物質(zhì)吸附在油水界面，一端作為極性端與水相連，一端作為非極性端與油相相連。水相與微乳之間的界面張力小，而水相和油相之間的界面張力大，因此，能夠增加水溶性藥物的給藥時間，具有緩釋效果。(2)水包油(oil/water,O/W)型微乳，即油相分散在水相中的微乳，這就能夠提高親脂性原料在水相中的溶解度。(3)雙相連續(xù)型微乳。當(dāng)油水兩相比例適宜時，會形成雙相連續(xù)型微乳。此時，水相包裹著部分油相，油相也可以與其他的油相組成連續(xù)相再將水相包圍。微乳的3種基本結(jié)構(gòu)如圖1所示[12]。

a-油包水型微乳；b-水包油型微乳；c-雙相連續(xù)型微乳圖1 微乳的類型Fig.1 Types of microemulsions

2 微乳形成機理

關(guān)于微乳液的自發(fā)形成，近年來，很多學(xué)者采用動力學(xué)和熱力學(xué)理論對微乳的形成機理進(jìn)行分析和闡明，但其具體內(nèi)在機制爭議較大。微乳形成原理主要有以下幾種學(xué)說：雙層膜理論、增溶理論、負(fù)表面張力理論、幾何排列理論和R比理論，其中最為成熟的是R比理論。

2.1 雙層膜理論

BOWCOTT等[10]認(rèn)為在水-油-表面活性劑-助表面活性劑的復(fù)雜體系中，表面活性劑和助表面活性劑首先相互結(jié)合形成混合雙層膜，然后吸附在油水界面上。由于雙層膜具有較好的柔韌性，可以在油水界面彎曲，根據(jù)彎曲程度和彎曲方向的差異，可以得到不同類型的微乳。因此，表面活性劑和助表面活性劑的種類和添加量，對于微乳形成過程十分重要。一般來說，形成O/W型微乳所需的醇含量和表面活性劑含量較低，與此相反，只有添加大量的醇與表面活性劑才能制備出W/O型微乳。由雙層膜理論可知，微乳形成的2個必備條件：一是大量表面活性劑和助表面活性劑形成混合雙層膜并吸附在油水界面上；二是該油水界面具有較好的柔韌性[12]。

2.2 增溶理論

DUN等[13]研究發(fā)現(xiàn)，將助表面活性劑添加至高濃度膠束中，膠束可以轉(zhuǎn)換成微乳。而當(dāng)溶液中表面活性劑濃度達(dá)到臨界膠束濃度值時，則會形成膠束，此時，繼續(xù)加入油脂，隨著油脂溶解量的增加，膠束開始溶脹形成小液滴，進(jìn)而形成微乳。而且，微乳和膠束在外觀和穩(wěn)定性方面具有部分相似的性質(zhì)，一些學(xué)者認(rèn)為，微乳的形成是由于膠束中水和油的溶解度增加造成的，所以，微乳也被稱為“溶脹的膠束”或“增溶的膠束”[13]。

2.3 負(fù)表面張力理論

GEORGE[14]研究發(fā)現(xiàn)，表面活性劑可以通過降低油水界面的張力形成穩(wěn)定的界面膜，此時，助表面活性劑的添加，使得界面張力再次下降直至極低水平，表面張力甚至快速轉(zhuǎn)化為負(fù)值。因為負(fù)表面張力理論上不存在，所以體系會自動調(diào)整使界面擴張，此時由于油水界面上的表面活性劑和助表面活性劑吸附，形成了微乳。在負(fù)表面張力原理學(xué)說中，助表面活性劑沒有乳化作用，但能夠大幅度提高表面活性劑的活性，加速微乳的形成。目前，這一假說主要有2個缺陷，一是某些情況下，即使只有表面活性劑而不加入任何助表面活性劑，也可以制備出微乳；二是即便某些表面活性劑具有極低的表面張力，可以使油水界面的表面張力瞬間達(dá)到負(fù)值，但仍然不會形成微乳[15]。盡管負(fù)表面張力原理學(xué)說存在缺陷，但仍在很大程度上豐富了微乳的形成機理。

2.4 幾何排列理論

近年來，GU等[16]從雙親聚集物的幾何結(jié)構(gòu)出發(fā)，提出了幾何排列理論，解釋了界面膜的優(yōu)先彎曲和微乳結(jié)構(gòu)的問題。該理論認(rèn)為，表面活性劑極性端的親水基與水相連，非極性端如一些烷基鏈則與油相相連，形成分開的均勻界面。MITSOU等[17]從幾何的角度，設(shè)定了填充系數(shù)V/aoLc，其中V是表面活性劑分子中烷基鏈的體積，ao是表面活性劑極性端的截面積，Lc是烷基鏈的長度。當(dāng)V/aoLc=1時，油水界面是平的，體系為層狀液晶相；當(dāng)V/aoLc>1時，界面發(fā)生凸向油相的界面彎曲，形成W/O型微乳體系；當(dāng)1/3

2.5 R比理論

R比理論是從分子間相互作用來描述微乳形成的原理。SOLANS等[18]定義了內(nèi)聚能比值R=(Aco-Aoo-ALL)/(Acw-Aww-AHH)，并將其數(shù)值變化與微乳的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)相關(guān)聯(lián)。其中，Aco為表面活性劑親油基與油分子間的內(nèi)聚能；Aoo為油分子間的內(nèi)聚能；ALL為親油基間的內(nèi)聚能；Acw為親水基與水之間的作用能；Aww為水分子之間的作用能；AHH為親水基間的內(nèi)聚能。當(dāng)R<1時，膠束膨脹成為O/W型微乳體系，并且隨著R值的增大，油的增溶量也隨之增加直至形成液晶相結(jié)構(gòu)；當(dāng)R>1時，形成W/O型微乳體系，并且隨著R值的減小，水的增溶量和液滴半徑都隨之增大，當(dāng)R值降至1時形成雙連續(xù)相微乳體系。上述3種微乳相分別又被稱為WinsorI型、WinsorⅡ型和WinsorⅢ型微乳體系[7]。

3 微乳的制備方法

3.1 基于相圖的自發(fā)乳化法

自發(fā)乳化法是通過繪制三元相圖，找出微乳形成區(qū)域，確定微乳成分的用量，再從相圖中確定合適的處方來制備微乳[18]。三元相圖的制備方法有4種，即水滴定法、油滴定法、乳化劑滴定法和交替滴定法。水滴定法是將乳化劑和助乳化劑混合物采用磁力攪拌進(jìn)行充分?jǐn)嚢杌靹?，再與油相混合，此過程會有漩渦出現(xiàn)，在漩渦的不斷振蕩過程中逐步添加水，在體系由渾濁變?yōu)槌吻宓倪^程中，記錄臨界點時各組分的百分比。油滴定法是將乳化劑和助乳化混合物中加入水相，一同放置在磁力攪拌器下充分振蕩混合，混勻后再加入油相。乳化劑滴定法是先將一定比例的水相和油相混合成乳濁液，再加入表面活性劑溶液。交替滴定法是在不斷振蕩過程中，向水中交替加入油相和混合乳化劑。

潘國梁等[19]對4種制備方法進(jìn)行了比較，得出了如下結(jié)論。水滴定法在高水相區(qū)由于數(shù)據(jù)點的跨度大，所以得到數(shù)據(jù)較少，很難對整個相區(qū)域面積進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，所以此法測定結(jié)果不準(zhǔn)確；油滴定法只有在含水量較大時才有靈敏變化的臨界點，其他區(qū)域很難判斷從澄清到渾濁的終點；乳化劑滴定法的臨界點變化很好判斷，而且在高水相區(qū)和高油相區(qū)數(shù)據(jù)點都較充分，所以這個方法誤差較小，準(zhǔn)確性較高；交替滴定法在高油相區(qū)的數(shù)據(jù)點較密集，但很難控制點與點之間的間距，會出現(xiàn)數(shù)據(jù)點擁擠或間距太大的情況；另外在制備吐溫-80微乳相圖時，乳化劑滴定法和交替滴定法在臨界點的判斷會有誤差，因此如果使用高黏度乳化劑時，水滴定法或油滴定法判斷得到的結(jié)果比較準(zhǔn)確。

3.2 轉(zhuǎn)相乳化法

轉(zhuǎn)相乳化法是把W/O型乳化劑加入到油相中使其溶解或融化，在不斷緩慢的攪拌下加入水相，隨著加水量的增加，連續(xù)相發(fā)生了變化，由油相變?yōu)樗?，形成了O/W型微乳。最初，溶有表面活性劑的油相中水量很少，當(dāng)體系轉(zhuǎn)變?yōu)楸砻婊钚詣?油-水液晶后，隨著水相的持續(xù)加入，水包圍著油相，成為連續(xù)相。其乳化過程如圖2所示[20]。

a-W/O型微乳；b-相反轉(zhuǎn)過程；c-O/W型微乳圖2 W/O型微乳的乳化過程Fig.2 Emulsification process of water-in-oil microemulsion

轉(zhuǎn)相乳化法設(shè)備簡單，操作方便，實驗周期短，但此法制備的微乳性能受液滴大小、表面活性劑添加量及親水疏水平衡值等因素的影響。習(xí)娟等[21]研究了乳化劑配比、添加量、乳化方式及乳化時間對微乳穩(wěn)定性的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)乳化劑添加量為4%，陰離子型乳化劑和非離子型乳化劑比例為1∶1，乳化3～4 h，采用轉(zhuǎn)相乳化法可制得平均粒徑為170 nm的穩(wěn)定性良好的微乳。金永香等[22]闡述了采用轉(zhuǎn)相乳化法制備水性環(huán)氧樹脂微乳的研究進(jìn)展，提出目前該領(lǐng)域存在對乳化劑要求苛刻、生產(chǎn)成本較高以及固化物性能有待突破等主要問題。

3.3 轉(zhuǎn)相溫度乳化法

轉(zhuǎn)相溫度乳化法是通過溫度改變進(jìn)而影響表面活性劑的自發(fā)曲率，使得體系發(fā)生相轉(zhuǎn)變形成微乳。當(dāng)溫度升高時，表面活性劑的增溶模式發(fā)生改變，非離子型表面活性劑與水之間的氫鍵斷裂，親水性下降，形成雙連續(xù)微乳，此時，原有的乳化性質(zhì)發(fā)生改變使微乳發(fā)生相轉(zhuǎn)變[23]。

ANTON等[24]對轉(zhuǎn)相溫度乳化法制備乳液的過程進(jìn)行了描述，這個過程包括4個步驟，如圖3所示。當(dāng)溫度低于轉(zhuǎn)相溫度時，非離子表面活性劑主要表現(xiàn)出親水性；隨著溫度的升高，表面活性劑親水性減弱，親油性增強，并逐漸被油所溶解；當(dāng)溫度為轉(zhuǎn)相溫度時，形成雙連續(xù)相；當(dāng)溫度高于轉(zhuǎn)相溫度時，乳液發(fā)生反轉(zhuǎn)，水分子均勻分散到親油表面活性劑混合物中。

圖3 轉(zhuǎn)相溫度乳化法制備微乳的過程[24]Fig.3 Preparation of microemulsion by phase inversion temperature emulsification

采用轉(zhuǎn)相溫度乳化法制備固體脂質(zhì)微粒液晶時，在發(fā)生相轉(zhuǎn)變前會經(jīng)歷一個雙連續(xù)相，雙連續(xù)相有利于形成細(xì)小的粒子和液晶結(jié)構(gòu)[25]。因此，轉(zhuǎn)相溫度乳化法與其他乳化法相比，形成的液晶結(jié)構(gòu)形態(tài)較好，分布均衡，大小均勻，微乳分散度高，穩(wěn)定性好。

4 微乳穩(wěn)定性的影響因素

4.1 制備條件對微乳穩(wěn)定性的影響

4.1.1 均質(zhì)處理對微乳穩(wěn)定性的影響

均質(zhì)壓力和均質(zhì)時間對微乳的穩(wěn)定性影響較大。趙劍等[26]在研究柴油微乳穩(wěn)定性的影響因素時發(fā)現(xiàn)，隨著均質(zhì)壓力的增加，微乳的穩(wěn)定性出現(xiàn)了先增高后降低的趨勢，這可能是由于低速旋轉(zhuǎn)條件下，對流擴散不足以使較大顆粒的微乳混合均勻，隨著均質(zhì)壓力的提高，渦流作用不但使微乳之間相互碰撞，還使得粒子粉碎變小，進(jìn)而提高了微乳穩(wěn)定性。但如果均質(zhì)壓力過高，在劇烈的攪拌作用下，攪拌器發(fā)生振動，對微乳的作用力不均勻，反而降低了微乳的穩(wěn)定性。研究還發(fā)現(xiàn)，隨著均質(zhì)時間的增加，微乳的穩(wěn)定性也呈現(xiàn)先增高后降低的趨勢，這可能是因為隨著乳化時間的延長，能夠提高對流作用和渦流擴散作用，進(jìn)而提高微乳的穩(wěn)定性，體系達(dá)到動態(tài)平衡。乳化時間過長，劇烈的攪拌作用會破壞平衡體系，增加粒子間相互碰撞的幾率，微乳穩(wěn)定性反而會下降。

4.1.2 超聲處理對微乳穩(wěn)定性的影響

超聲功率和超聲處理時間對微乳的穩(wěn)定性影響較大。田甜等[27]通過研究射流空化對大豆分離蛋白-磷脂酰膽堿乳化特性的影響。結(jié)果可知，隨著超聲功率的持續(xù)增加，微乳的穩(wěn)定性出現(xiàn)先降低后升高的趨勢。主要原因是，當(dāng)超聲功率較低時，微乳不會發(fā)生空化作用，微乳中的某些粒子在超聲波作用下吸收能量，克服排斥力聚集成為較大的顆粒，此時顆粒分布不均勻，體系穩(wěn)定性較差。而當(dāng)超聲功率>600 W時，微乳發(fā)生空化作用，微乳在剪切等作用力下粒徑變小，分散度提高，穩(wěn)定性提高[28]。而隨著超聲處理時間的延長，微乳的穩(wěn)定性呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢，這可能是由于超聲波作用下，微乳中的液滴首先會發(fā)生破碎和合并兩種作用，當(dāng)超聲處理時間為15 min時，體系達(dá)到平衡，此時微乳平均粒徑最小，分散度最高，穩(wěn)定性最好。如果超聲處理時間過長，體系中的微粒吸收了多余的能量，平衡被破壞，穩(wěn)定性下降[26]。

4.1.3 溫度對微乳穩(wěn)定性的影響

李兆敏等[29]研究溫度對CO2乳液微觀穩(wěn)定性的影響，結(jié)果可知，25 ℃的CO2乳液穩(wěn)定性優(yōu)于40 ℃的CO2乳液穩(wěn)定性，即溫度升高，穩(wěn)定性下降。這可能是由于隨著溫度升高，分子運動加劇，聚合速度增加，此時液膜黏度和強度也隨之下降，最終導(dǎo)致穩(wěn)定性下降。

4.1.4 pH對微乳穩(wěn)定性的影響

微乳在不同的pH條件下呈現(xiàn)不同的穩(wěn)定性。枸杞色素微乳的理化穩(wěn)定性研究表明，酸性條件下微乳的穩(wěn)定性較差[30]。白藜蘆醇在不同pH的微乳體系降解過程符合二級動力學(xué)方程，由實驗結(jié)果可知，白藜蘆醇微乳最穩(wěn)定的pH值為3.6～5.0[31]。張佩華等[32]還發(fā)現(xiàn)，pH還會通過電解質(zhì)的含量變化來改變微乳的微觀結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響微乳的粒徑分布。

4.2 配方組分對微乳穩(wěn)定性的影響

4.2.1 表面活性劑對微乳穩(wěn)定性的影響

表面活性劑是微乳制備的必要成分之一，制備過程中多采用復(fù)合表面活性劑，表面活性劑的種類和比例對微乳穩(wěn)定性影響較大。一般來說，如果表面活性劑親水性增加，那么油水界面張力會下降，油滴粒徑變小，此時微乳具有較好的穩(wěn)定性。如果添加親油性較強的表面活性劑時，乳液呈透明狀態(tài)，隨著親油性表面活性劑的持續(xù)加入，體系傾向于形成粗乳濁液，變成不透明的乳白色。因此，在制備微乳時，最好選用親水性與親油性平衡的表面活性劑[33]。

4.2.2 助表面活性劑對微乳穩(wěn)定性的影響

助表面活性劑可以通過降低界面張力和黏度、增加界面流動性和增溶量，來提高乳化效率，促進(jìn)微乳的形成。劉欣等[34]在玫瑰精油微乳制備的研究中，比較了不同助表面活性劑對微乳外觀、流動性和穩(wěn)定性的影響，結(jié)果可知，乙醇作為助表面活性劑時，微乳區(qū)域的面積比最大，最小可稀釋比最小，微乳最穩(wěn)定。具體見表2。

表2 助表面活性劑對微乳穩(wěn)定性的影響Table 2 Effect of cosurfactant on the stability of microemulsion

4.2.3 鹽類、抗氧化劑和金屬離子螯合劑對微乳穩(wěn)定性的影響

加入鹽類后，微乳體系的滲透壓升高，溶解氧含量下降，微乳體系中部分成分氧化的幾率也隨之下降，進(jìn)而提高了微乳的穩(wěn)定性[35]。此外，在微乳體系中添加抗氧化劑，也可以通過阻止微乳體系的部分成分發(fā)生氧化，而提高穩(wěn)定性。微乳體系中的金屬離子往往會促進(jìn)油脂和色素等成分的氧化，金屬離子螯合劑通過與金屬離子螯合，進(jìn)而提高微乳體系的穩(wěn)定性[35]。

4.2.4Km值對微乳穩(wěn)定性的影響

Km值是表面活性劑與助表面活性劑的質(zhì)量比。玫瑰精油微乳制備的研究發(fā)現(xiàn)，隨Km值不斷增加，微乳粒徑和多分散指數(shù)都呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢[34]。這可能是由于當(dāng)Km值較大時，助表面活性劑比例小，助乳化作用小，表面張力大，形成的微乳粒徑也較大，微乳不穩(wěn)定。

5 微乳在食藥領(lǐng)域的應(yīng)用

5.1 微乳在制藥領(lǐng)域的應(yīng)用

5.1.1 微膠囊的制備

微膠囊技術(shù)一般是借助某些物理、化學(xué)或者生物學(xué)手段，將均勻分散的芯材，采用單體聚合或聚合物界面沉積等方式在芯材表面形成壁材，起到提高芯材穩(wěn)定性的作用，最終得到微膠囊制品。彭群等[35]探究了乳液粒徑對微囊化甜橙油穩(wěn)定性的影響，結(jié)果表明，隨著乳液粒徑的增加，粒徑分布呈雙峰分布的趨勢，同時粒子粒徑越大，其表面油含量越高，微囊化效率越低。該技術(shù)能夠有效改善和保護某些天然活性物質(zhì)的理化和功能特性，拓寬其使用范圍，在食品、生物、醫(yī)藥、化工等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，近年來已成為廣大科研工作者的關(guān)注熱點。

5.1.2 微乳作為經(jīng)皮治療載體的應(yīng)用

經(jīng)皮治療系統(tǒng)是指通過皮膚表面給藥，使得藥物通過皮膚吸收最終進(jìn)入血液循環(huán)，從而達(dá)到有效血藥濃度，起到治療或預(yù)防疾病的的一類劑型。經(jīng)皮治療操作簡單、用藥停藥靈活、藥效穩(wěn)定[36]。

對于親油性的藥物，微乳具有明顯的增溶效果。而且微乳體系穩(wěn)定性高、制備工藝簡單、生產(chǎn)成本低，可以提高藥物的經(jīng)皮滲透。將微乳作為經(jīng)皮治療載體不但可以避免肝臟的首過效應(yīng)，還能避免活性成分被唾液和胃腸道進(jìn)一步降解[37]。某些鐵、鈣和鎂等礦物類藥物既不溶于油相也不溶于水相，經(jīng)常在微乳給藥治療系統(tǒng)中形成混懸液，因此，微乳通常不作為這類藥物的載體。張海紅等[38]對微乳作為經(jīng)皮治療載體的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)對于非甾體抗炎藥的微乳經(jīng)皮治療系統(tǒng)相關(guān)研究較多，目前已知的微乳抗炎藥有酮洛芬，布洛芬，吲哚美辛等。它們與傳統(tǒng)的非甾體抗炎藥相比，具有經(jīng)皮滲透率提高的優(yōu)勢。

5.1.3 微乳在中藥分析中的應(yīng)用

微乳具有分離效果好、待測物質(zhì)的極性適用范圍廣和操控性強等特性，因此被廣泛應(yīng)用于中藥成分的量化分析。薄層色譜法經(jīng)常用于中藥成分的分析，倪媛媛等[39]提出若選用微乳為薄層色譜分析的展開劑，能顯著提高該法的靈敏度和選擇性。若采用毛細(xì)管微乳電動色譜法，可同時分析鑒定極性范圍分布較廣的復(fù)雜成分，尤其在難溶組分的分離鑒定方面具有獨特的優(yōu)勢，由此可見，微乳在中藥分析中具有良好的發(fā)展前景。

5.1.4 微乳在胰島素制劑中的應(yīng)用

胰島素是目前糖尿病治療的重要藥物，具有不可替代的作用。但王建磊[40]在微乳的制備及其在胰島素制劑中的應(yīng)用中提到，要想獲得較好的治療降糖效果和較高的生物利用度，注射給藥仍屬首選。此時，微乳可以作為胰島素載體，具有制備簡單、穩(wěn)定性好、增容量大等優(yōu)勢。

5.2 微乳在食品領(lǐng)域的應(yīng)用

5.2.1 增溶營養(yǎng)物質(zhì)

近年來，隨著人們對健康養(yǎng)生關(guān)注度的提高，含有高含量生物活性成分的食品成為研究開發(fā)的主流，但是高含量生物活性成分具有一些缺陷，如水溶性差、油溶性差、穩(wěn)定性差等，使食品開發(fā)受到了一定限制[41]。微乳可以作為活性成分的載體，通過提高該物質(zhì)的水溶性或油溶性，進(jìn)而改善其分散性和生物利用率。

植物油脂微乳可以增溶一些穩(wěn)定性差的營養(yǎng)物質(zhì)和色素，防止它們在食品加工和儲存過程中被破壞而導(dǎo)致食品質(zhì)量下降，植物油脂微乳還可以對活性物質(zhì)進(jìn)行可控釋放。趙嘉敏等[42]在使用吐溫-80制備食品級微乳的研究中發(fā)現(xiàn)，大豆油微乳對姜黃素的飽和增溶量最大，可以使姜黃素保持很高的穩(wěn)定性，提高了生物利用度，對于食品行業(yè)有很大幫助。VD可以促進(jìn)骨骼發(fā)育，預(yù)防癌癥，但是VD微溶于油，水溶性差，只能通過外界攝入。在外界環(huán)境中，VD很容易被破壞，所以有學(xué)者利用自發(fā)乳化法制備了VD水包油納米乳液，增加它的可利用度，提高穩(wěn)定性[43]。

5.2.2 擴展食用色素的用途

常用的食用色素主要分為水溶性色素和油溶性色素兩類，與人工合成色素相比，天然提取色素具有穩(wěn)定性差和容易氧化等缺陷，使其在食品行業(yè)的應(yīng)用受到限制，最典型的是胡蘿卜素。顏秀花等[44]通過繪制擬三元相圖法選擇合適的微乳成分，制備了β-胡蘿卜素微乳，成功解決了胡蘿卜素在水溶液中溶解性低和易氧化等問題，增強了它的生物利用率。

近年來，為了滿足消費者的營養(yǎng)和健康需求，食品加工者往往用天然色素來代替人工合成色素，其中，辣椒紅色素是一種很好的天然色素，無任何毒副作用，可以用于醬油，色拉和飲料等食品調(diào)色。郝長虹[45]對辣椒紅色素微乳的制備方法和穩(wěn)定性進(jìn)行了研究，結(jié)果表明辣椒紅色素乳液穩(wěn)定性高，貨架壽命長，是理想的食品天然著色劑。

5.2.3 食品微乳抑菌劑的開發(fā)

微生物主要在水中進(jìn)行繁殖，但當(dāng)前常用的抑菌劑多為親脂性的，所以抑菌效果不好。若將其制備成O/W型的微乳，可顯著增強其抗菌效果，防止食品受到微生物的污染。芳香植物精油具有很好的抑菌作用，而且作為食材，其安全性也具有保障，但在貯藏過程中會因為穩(wěn)定性被破壞而失去抑菌作用。如果用微乳體系將芳香植物精油進(jìn)行包埋，那么精油的穩(wěn)定性和水溶性會提高，可以更廣泛地應(yīng)用于食品行業(yè)。單一植物精油也可以與其他抑菌性更強的精油進(jìn)行復(fù)配，或者與食品添加劑(如殼聚糖)結(jié)合來提高抑菌效果。目前在食品領(lǐng)域應(yīng)用最多的是具有良好殺菌作用的草本類，柑橘類和花香類的植物精油。

康明麗等[46]以生姜精油復(fù)合羧甲基纖維素鈉作為涂層保鮮原料，對草莓進(jìn)行保鮮。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，生姜精油-羧甲基纖維素鈉復(fù)合涂膜液可以明顯降低草莓在貯藏過程中的腐爛程度，抑制草莓的呼吸作用，有效提高草莓的貯藏品質(zhì)。謝晶等[47]為了延長雞蛋的保藏期，將生姜與其他抑菌物質(zhì)復(fù)配成抑菌性微乳進(jìn)行涂膜保鮮處理，通過對雞蛋各項感官指標(biāo)和內(nèi)部品質(zhì)指標(biāo)變化的分析發(fā)現(xiàn)，微乳涂膜處理對延長雞蛋新鮮度有一定作用。

5.2.4 抗氧化劑的增效

大多天然抗氧化劑具有較好的親水性，因此限制了其在油脂行業(yè)中的應(yīng)用，為了提高抗氧化劑在油脂中的溶解性，進(jìn)而拓寬應(yīng)用范圍，許多學(xué)者進(jìn)行了相關(guān)研究。茶多酚是一種天然提取物質(zhì)，具有消炎、殺菌和抗癌的作用，這些性質(zhì)與它的抗氧化性密切相關(guān)。陳夢潔等[48]以食用油為連續(xù)相，成功將抗氧化劑茶多酚添加至食用油中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在微乳中僅添加0.01 g/mL的茶多酚就顯示出良好的抑菌效果。劉彩云等[49]在根皮素抗氧化劑自微乳及微乳凝膠劑的研究中，對根皮素抗氧化劑微乳制備、微乳體系的理化性質(zhì)和穩(wěn)定性能進(jìn)行了深入研究，發(fā)現(xiàn)根皮素抗氧化劑微乳具有較高的穩(wěn)定性和極強的抗氧化活性，有望成為體外皮膚給藥制劑。

6 展望

近年來，促消化和抑菌作用是國內(nèi)外食品微乳體系的研究熱點，微乳體系在食品營養(yǎng)與安全領(lǐng)域的應(yīng)用對于保健食品行業(yè)的發(fā)展具有重要的實踐指導(dǎo)意義。不久的將來，微乳有望成為抗炎藥、麻醉藥、抗真菌藥和甾體類藥物的優(yōu)良給藥載體[5-6]。

高效穩(wěn)定的微乳制備工藝，是近年來科研工作者的關(guān)注熱點。一方面，采用反相微乳體系制備水相芯材微膠囊、固體芯材微膠囊和中空聚合物微膠囊，在生物醫(yī)藥和化工等領(lǐng)域具有較大的應(yīng)用前景和發(fā)展?jié)摿?。而反相乳液穩(wěn)定性差和包埋條件嚴(yán)苛是該項技術(shù)進(jìn)一步推廣的掣肘因素。另一方面，無表面活性劑微乳可能取代傳統(tǒng)的微乳，可以從根本上解決傳統(tǒng)微乳中因大量使用表面活性劑所帶來的問題[50]。目前，無表面活性劑微乳已廣泛應(yīng)用于酶催化、化學(xué)反應(yīng)、納米材料合成等領(lǐng)域，但對其結(jié)構(gòu)和性能的研究十分有限，無表面活性劑微乳在食品和藥物增溶方面的報道也很少。隨著微乳技術(shù)的深入研究，開發(fā)更穩(wěn)定的、增溶性更強、應(yīng)用范圍更廣的微乳體系是微乳技術(shù)接下來的主要研究方向，同時，微乳技術(shù)也將在食品的加工、儲藏、產(chǎn)品開發(fā)等多方面發(fā)揮越來越重要的作用。