納米姜油乳液乳化劑復配研究

梁博 楊帥 杜野 劉甲奇 林川 左擁金

摘 要：為了提高納米姜油乳液的穩定性，以平均粒徑為指標，采用均勻實驗優化姜油乳化劑的復配工藝。最后得到乳化劑最佳配方為：Span-80、Tween-80、D-95的濃度分別為0.80 g/10mL、0.05g/10mL、0.15g/10mL。制備的納米姜油乳液的平均粒徑為84.27 nm，具有較好的存儲穩定性。

關鍵詞：姜油；納米乳液；穩定性；超聲波

姜油具有抗氧化、抑菌、抗炎、鎮痛、抗癌、保護腸胃和改善心血管系統等功能，不僅用作食品及飲料的調味品，也可作為價格高昂的醫藥和香精的原料。由于姜油為油溶性物質，在水中的溶解性和分散性較差，使其應用受到很大的限制。由于納米乳液具有粒徑小，穩定性高的特點，所以制備納米姜油乳液可以大大提高姜油的適用范圍[1-4]。

本文首先加入乳化劑，在機械攪拌下制備姜油粗乳液，然后在超聲波輻射下得到姜油納米乳液，并采取均勻實驗方法優化了乳化劑配方，制備的納米乳液具有很好的穩定性。

1 材料、儀器與方法

1.1 材料

姜油，食品級，廣州晶晶生物科技有限公司；聚乙二醇400、Span-80、Tween-80，食品級，江蘇省石油化工廠；D-95（蒸餾單硬脂酸甘油酯），食品級，佳力士添加劑（海安）有限公司；SE-15（蔗糖脂肪酸酯），食品級，杭州瑞林化工有限公司；松香甘油酯，食品級，無錫市雙惠化工有限公司。

1.2 設備與儀器

DF-101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器，邦西儀器科技（上海）有限公司；電子天平，賽多利斯科學儀器（化工）有限公司；玻璃儀器氣流烘干器儀器，鄭州英峪領科技儀器有限公司；TGL-18C高速臺式離心機，上海安亭科技儀器廠；馬爾文Zetasizer Nano ZS90激光粒度儀，英國馬爾文儀器有限公司，SCIENTZ-950E超聲波細胞粉碎機，寧波新芝生物科技股份有限公司。

1.3 納米姜油乳液制備

將一定量的乳化劑加入到盛有蒸餾水的燒杯中，攪拌5 min，使其充分溶解形成溶液。將2g姜油緩慢加入水相中，用恒溫磁力攪拌機在2400r/min下攪拌10min，形成20%姜油粗乳液。將scientz-950E型超聲波細胞破碎儀輻射桿浸入粗乳液中，輻射15min，得納米姜油姜油乳液。

1.4 納米姜油乳液粒度測定

以平均粒徑來表征姜油納米乳液穩定性，粒徑越小越好。采用Zetasizer Nano ZS90型激光粒徑分布儀在室溫下測量姜油納米乳液的平均粒徑，設定60s為平衡時間，每10s為一間隔，每次掃描5次。

2 結果與討論

2.1 均勻設計及實驗結果

通過均勻實驗確定最優的乳化劑復配方案，選取6因素11水平（均勻設計因素水平表見表1）的均勻設計表進行試驗，實驗安排及結果見表2。

2.2 二次回歸模型

運用DPS 7.05 軟件對上述實驗數據進行回歸分析，得到回歸方程為：

由方程得出的最佳配方為：Span-80，Tween-80，D-95的濃度分別為0.80g/10mL、0.05g/10mL、0.15g/10mL（SE-15、聚乙二醇400和松香甘油酯則被剔除），預測在此條件下制備的納米乳液的平均粒徑為70.70nm。根據上述實驗條件進行實驗驗證，重復3次求平均值，得平均粒徑為68.27nm，接近預測值，證明二次回歸模型合理。

2.3 納米乳液穩定性研究

2.3.1 納米乳液粒徑分布

最佳配方下制備納米乳液的粒徑分布圖如圖1所示。由圖可知，納米乳液粒徑分布窄，其平均粒徑為84.27nm，制備的納米姜油乳液具有較好的貯存穩定性。

2.3.2 納米乳液的離心穩定性

納米乳液在10000r/min下離心10 min后，無分層現象，且分別稀釋10、20、30、40、50、60、70、80、90與100倍后離心，同樣無明顯分層現象，說明納米乳液具有良好的離心穩定性。

3 結論

為了提高納米姜油乳液的穩定性，擴大其在食品生產應用范圍，本文采用均勻設計實驗設計，篩選最佳的乳化劑配方。通過二次回歸方程優化了各乳化劑的濃度，確定了最佳工藝參數為：Span-80、Tween-80、D-95的濃度分別為0.80g/10mL、0.05g/10mL、0.15 g/10mL。最佳配方制備的納米姜油乳液的平均粒徑為84.27nm，納米乳液粒徑分布窄，并且在10000r/min下離心10 min后無分層現象，以上均表明納米姜油乳液具有良好的穩定性。

參考文獻

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基金項目：黑龍江省普通本科高等學校青年創新人才培養計劃（編號：UNPYSCT-2018205）；黑龍江省普通高校基本科研業務費專項資金（編號：LGYC2018JC052）。

作者簡介：梁博（1986—），男，漢族，山東聊城人，博士，副教授。研究方向：納米乳液的制備及應用。

通訊作者：杜野（1976—），男，漢族，黑龍江綏化人，博士，副教授。研究方向：IPMC人工肌肉的制備及應用。