胭脂蟲紅W/O/W乳液工藝

滕雅蓉

上海統益生物科技有限公司（上海 200444）

食品的色澤能增進食欲，增加消化液分泌量，促進食品在人體中的消化和吸收，為獲得良好的食品色澤，常在食品加工過程中添加食用色素。食用色素按其來源可分為合成色素和天然色素兩大類。合成色素具有色澤鮮艷、著色力強、穩定性好等一系列優點，但大部分合成色素具有毒性（包括毒性、致瀉性和致癌性），會對人體造成不同程度的傷害。來源于天然動植物的可食用色素被稱為天然食用色素，其安全性較高，顏色自然，且其中部分天然色素還具有一定營養價值和藥理作用。隨著健康意識的提高，消費者對天然食用色素的需求急劇增長，然而天然食用色素因其本身穩定性差的缺陷，使得應用受阻，因此對天然食用色素進行物理改性以獲得良好的穩定性、更廣的適用范圍成為食品工業重要的研究方向。

胭脂蟲紅來源于寄生在仙人掌類植物上的雌性胭脂蟲，是蒽醌類的天然色素，被廣泛應用于藥品、食品、化妝品等領域[1]。胭脂蟲紅酸被認為是最安全的天然色素之一，其易溶于水、稀酸、稀堿、乙醇、丙二醇，但其在酸性條件下不穩定、易沉淀，且在肉制品及魚糜制品中不易擴散而形成色斑，極大限制其使用范圍。對胭脂蟲紅酸進行物理包埋，可改善其著色力、在酸性條件下的穩定性及在肉制品和魚糜制品中不易擴散的缺點，使其能更廣泛地應用到食品領域。

雙乳化采用的是兩步制備法，即將單一的W/O型或O/W型乳液（初乳）進一步乳化使其均勻分布在另一種連續相中，通常情況下W/O型進一步分散在水中，可形成W/O/W型復合乳液；O/W乳劑進一步分散在油中，可形成O/W/O型復合乳液。最常見的是W/O/W復合乳液，其中各相依次叫內相（內水相）、中間相（油相）、外相（外水相）[2]。

雙乳化獲得的復合乳液因其特殊的結構可在不改變原物質水油溶解性的條件下實現包埋、保護、穩定、緩釋等多種功能，胭脂蟲紅酸由于本身性質限制，需要通過雙乳化改善其不耐酸、不易擴散的性質，從而擴大應用范圍。

1 材料與方法

1.1 主要原料和試劑

胭脂蟲紅（純度98%，秘魯IMBAREX Natural Color& Ingredients Company）。

大豆油，司盤80，阿拉伯膠，大豆油，水，白砂糖，果膠，奶粉，檸檬酸，冷凍魚糜，玉米淀粉，谷氨酸鈉。

1.2 主要設備

水浴鍋，F25高剪切分散乳化機（德國FLUKO），電子天平，離心機，均質機，Nano-ZA90型粒徑分析儀（英國Malvern）。

1.3 試驗方法

1.3.1 乳液制備方法

以純胭脂蟲紅酸水溶液作為內水相，大豆油為油相，司盤80、磷脂為親油性乳化劑，將內水相、油相、親油性乳化劑混合，在高剪切分散乳化機上以10 000 r/min的轉速攪拌10 min，得到初乳。阿拉伯膠溶于水作為外水相，與初乳混合后用均質機均質后得到胭脂蟲紅W/O/W復合乳液。

1.3.2 乳液穩定性的測試方法

測定胭脂蟲紅復合乳液的離心穩定性：將所制備的胭脂蟲紅W/O/W復合乳液置于25 ℃水浴中恒溫30 min，在1 500 r/min的條件下離心15 min，乳液出現分層，將上層液取出，讀取體積，計算得到其離心穩定性。

離心穩定性=[乳液總體積（mL）-上層液體體積（mL）]/乳液總體積（mL）×100% （1）

1.3.3 乳化條件的確定

以乳液穩定性作為考察指標，設計正交試驗，對乳化工藝參數進行優化，正交試驗因素水平見表1。

表1 正交試驗因素水平表

1.3.4 粒徑分析

稱取0.1 g胭脂蟲紅復合乳液，加入99.9 g水，攪拌均勻得到乳液稀釋液，設置折光率為1.45，測試乳液粒徑。

1.3.5 飲料應用試驗

取100 g白砂糖、0.3 g果膠、800 g水，在80 ℃條件下攪拌30 min，加入20 g奶粉，繼續攪拌30 min，加入1.5 g檸檬酸和0.1 g胭脂蟲紅復合乳液，攪拌10 min，測得pH 3.5，在20 MPa壓力下進行均質，在85℃條件下殺菌10 min后進行灌裝。陽光下放置10 d。

1.3.6 魚丸應用試驗

取200 g冷凍魚糜、10 g大豆油、5 g玉米淀粉、0.5 g谷氨酸鈉、0.1 g胭脂蟲紅復合乳液，在攪拌機中充分混合后，用模具壓制成球狀，獲得粉紅色魚丸，觀察顏色分布情況。

2 結果與討論

2.1 乳化工藝正交試驗結果分析

由表2可知，各因素的極差R大小順序為B＞C＞A＞D，各因素對乳液穩定性影響的主次順序為：阿拉伯膠用量＞磷脂用量＞司盤80用量＞均質壓力。從表2可以看出，試驗2的穩定性最高，達96.5%。通過比較k值看出最佳工藝組合為A1B3C2D2，即2%司盤、20%阿拉伯膠、1%磷脂、30 MPa均質壓力。按最優乳化工藝A1B3C2D2進行3次試驗，結果取平均值，測得乳液穩定性為98.3%，說明通過正交試驗優化得到的最優乳化工藝可靠。將最優工藝條件下制備的胭脂蟲紅W/O/W復合乳液在25 ℃條件下存儲1個月后，肉眼觀察乳液不分層，再次測離心穩定性，得其乳液穩定性為97.8%，說明試驗所制備的乳液穩定性較好，可長時間存儲。

表2 正交試驗結果

2.2 粒徑分析

稱取0.1 g胭脂蟲紅復合乳液，加入99.9 g水，攪拌溶解充分后，取樣測試粒徑。測試結果表明：平均粒徑為162 nm，粒徑分布較為均勻。由此說明所制備的乳液較均一，穩定性較好。

圖1 胭脂蟲紅復合乳液粒徑分布圖

2.3 飲料應用試驗

取100 g白砂糖、0.3 g果膠、800 g水，在80 ℃條件下攪拌30 min，加入20 g奶粉，繼續攪拌30 min，加入1.5 g檸檬酸和0.1 g胭脂蟲紅復合乳液，攪拌10 min，調整pH 3.5，在20 MPa壓力下進行均質，在85℃條件下殺菌10 min后進行灌裝。將所制備的胭脂蟲紅W/O/W復合乳液及10%未經乳化的胭脂蟲紅酸水溶液按上述方法分別應用在酸性含乳飲料中，同樣放置陽光下10 d。

由表3可以看出，雙乳化法制備的胭脂蟲紅W/O/W復合乳液應用在飲料中時，顏色均勻未出現明顯沉淀，克服胭脂蟲紅酸不耐酸的缺點，能在酸性條件下穩定存在，從而擴大其在酸性飲料中的應用。

表3 飲料應用試驗

2.4 魚丸應用試驗

取200 g冷凍魚糜、10 g大豆油、5 g玉米淀粉、0.5 g谷氨酸鈉、0.1 g胭脂蟲紅復合乳液，在攪拌機中充分混合后，用模具壓制成球狀，獲得粉紅色魚丸。按上述方法將所制備的胭脂蟲紅復合乳液及10%未經乳化的胭脂蟲紅酸水溶液分別添加在魚丸中，觀察魚丸表面顏色分布情況。

表4 魚丸應用試驗

如表4所示，雙包埋法制備的胭脂蟲紅W/O/W復合乳液可以均勻分散在魚糜制品中，不會形成色斑，能簡化生產工藝，從而擴大胭脂蟲紅酸在食品中的應用范圍。

3 結論

試驗采用司盤80及磷脂作為親油性乳化劑、阿拉伯膠為親水性乳化劑，通過雙乳化法制備胭脂蟲紅W/O/W復合乳液，該乳液離心穩定性可達98.3%，在25℃條件下存儲1個月后，肉眼觀察乳液不分層，離心穩定性為97.8%。說明試驗所制備的胭脂蟲紅乳液具有較高的穩定性。通過應用試驗表明，該法制備的胭脂蟲紅W/O/W復合乳液在酸性飲料中放置一段時間無明顯沉淀，在魚丸應用中顏色均勻，無明顯色斑。

與現有技術相比，試驗采用天然的胭脂蟲紅酸為原料，符合食品安全相關法規，無健康安全隱患。試驗采用物理雙乳化法制備W/O/W型胭脂蟲紅復合乳液，不改變胭脂蟲紅酸的化學結構，僅通過物理手段實現胭脂蟲紅酸在酸性條件下及魚糜制品中均勻穩定著色，拓寬胭脂蟲紅的應用范圍。