生姜精油的乳化效果研究

◎ 孫 俊，盧建龍，王 麗

（1.廣州市領航食品有限公司，廣東 廣州 511458；2.廣東嶺南職業技術學院，廣東 廣州 510663）

生姜是姜科多年生草本植物姜的新鮮根莖，高30～100 cm，我國大部分地區都有種植，在全國各地的市場均有出售，屬于國內大宗農貿產品，產量大，品種多，是人們重要的日常香辛料調味品之一[1-3]。生姜精油是生姜活性成分的富集物，由生姜辛辣成分組成，氣味芳香濃烈，因其油溶性大，揮發性強，不溶于水的物理特點，生姜精油在水溶性物質中的使用很受限制，所以將生姜精油制備成一種水溶乳液是一種非常理想的方式。

膜乳化技術是制備乳液的一種新型技術，其原理是分散相在氮氣壓力的作用下透過微孔膜的膜孔，在膜表面形成液滴，在沿膜表面流動的連續相的沖洗作用下，液滴的直徑達到一定值后，就從膜表面剝離，從而形成乳液。該技術自1994年開始引入中國后，一直由相關科研機構不斷地探索完善，現已能夠實現所制備乳液粒徑均一，大小可控，且過程能耗少，條件溫和[4-5]。目前采用膜乳化法制備生姜精油乳液的應用未見報道，本實驗研究了膜乳化法制備生姜精油乳液的效果，為擴展生姜精油乳液的食品應用打下理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

生姜精油，鄭州雪麥龍食品香料有限公司。

SPG快速膜乳化裝置，日本SPG公司；高速剪切均質乳化機BRS500，安徽博進化工機械有限公司；奧林巴斯顯微鏡400。

1.2 方法

1.2.1 高速剪切均質機乳化法

分別稱取1 g、3 g、5 g的乳化劑（吐溫80），分別加入純凈水50 g、生姜精油5 g置于燒杯中，用高速剪切均質機乳化1 min（10 000 r·min-1），樣品分別標識為乳液1號、乳液2號、乳液3號。

1.2.2 SPG快速膜乳化法

稱取乳化劑（吐溫80）1 g、純凈水50 g、生姜精油5 g置于燒杯中，用高速剪切均質機乳化1 min（10 000 r·min-1），然后作為初乳液再通過SPG膜乳化裝置進行膜乳化，樣品標識為乳液4號。

2 結果與分析

2.1 乳液微觀形態比較結果

用相同倍鏡電子顯微鏡觀察4種乳液的形態大小，1號、2號、3號、4號乳液微觀形態觀察圖分別如圖1、圖2、圖3、圖4所示。

圖1 乳液1號微觀形態圖

圖2 乳液2號微觀形態圖

圖3 乳液3號微觀形態圖

圖4 乳液4號微觀形態圖

通過顯微鏡觀察可看出，對于不同比例乳化劑制備的生姜精油乳液，高速剪切均質機乳化法得到的乳液液滴大小均無法控制，形態大小不一，而在乳化劑最小用量條件下的SPG快速膜乳化法制備的生姜精油乳液形態均勻，大小均一，穩定性較好。說明采用SPG快速膜乳化法制備生姜精油乳液，比常規方法——高速剪切均質機乳化法有非常大的優勢：乳化劑用量少，乳液液滴大小均一，乳液狀態穩定，為后續研究生姜精油乳液的應用范圍打下了堅實基礎。

2.2 乳液穩定性分析

各乳液的穩定性觀察結果如下表1。

表1 乳液的穩定性表

通過長時間的觀察發現，乳液1號、2號、3號均有破乳分層，上層有浮油，說明乳液1號、2號、3號的乳液體系不穩定，生姜精油沒有充分被乳化劑包埋，對照乳液1號、2號、3號的顯微鏡圖片來看，乳化后的液滴直徑較大且不均勻，是導致體系不穩定的內在因素之一。而乳液4號經過長達1周以上的常溫觀察，仍然穩定均一，和乳化初期一致，結合乳液4號的顯微鏡觀察來看，乳液4號液滴大小很小，約3～5 μm，整體均一，這是也乳液4號體系穩定的一個重要因素。

結合以上觀察，要達到乳液體系穩定，必須要做到乳液液滴直徑達到微米級，且大小均一。液滴直徑越小，乳化體系越穩定，越不容易破乳分層。同時乳化方法和乳化劑的用量對最終的乳化結果有直接影響，乳化劑的用量關系到生姜精油是否能被包埋乳化，乳化方法決定了乳液液滴的直徑大小，在兩者的協調作用下，液滴直徑越小，所用的乳化劑量也越少，

通過研究發現，膜乳化技術相比傳統的均質乳化技術，在同等量生姜精油條件下，膜乳化技術使用的乳化劑量更少，乳液液滴直徑更小，乳液體系更穩定。

3 結論

生姜精油經高剪切均質機乳化后，再采用膜乳化法進行乳化，液滴大小可控，形態均一，整體穩定，相比常規乳化方法，乳化劑用量少，乳液整體狀態穩定，說明膜乳化法的應用優勢明顯。膜乳化法乳化生產的生姜精油乳液有利于擴展生姜精油在水溶性食品中的應用范圍。