（农产品加工及贮藏工程专业论文）水分散性DHA乳油制备及稳定性研究.pdf

摘要 摘要 水分散性d i - i a 乳油制备及稳定性研究 学科、专业：工科，农产品加工及贮藏工程入学时间：2 0 0 7 年9 月 硕士研究生姓名：祝艳梅答辩时间：2 0 0 9 年7 月 指导教师：张连富教授授予学位时间：2 0 0 9 年8 月 d h a 是一种重要的t , 0 3 系多不饱和脂肪酸，具有多种重要的生理功能。现在市场 上的多不饱和脂肪酸产品多以胶囊和油剂形式为主，而将其制备成乳状液的研究鲜有报 道。本研究致力于水包油型d h a 乳液的制备研究，以开发一种比d h a 油剂稳定且使 用更方便、d h a 载量与微胶囊类产品相当但生产成本更低的产品形式，为d h a 应用企 业提供一种新的选择。研究内容如下： 以亲水亲油平衡( h l b ) 值法作为乳化剂选择的依据，确定乳化体系需要的h l b 值为1 1 3 ，然后选择几种常见的乳化剂进行复配，确定出较好复配乳化剂为：分子蒸馏 单甘酯( 3 6 ) + t w e e n 4 0 ( 6 4 ) 。乳化剂最适添加量为1 2 。选择了黄原胶、海藻酸 钠和c m c 三种增稠剂，以乳化相对层体积为指标，确定了对体系稳定性较好的增稠剂 为黄原胶，添加量为0 0 6 。 通过正交试验和单因素试验对乳状液制备最佳工艺条件进行优化，结论为：初乳制 备的最佳工艺条件是乳化温度为6 0 ，搅拌强度为1 9 0 0 0 r p m ，乳化时间为1 5 m i n 。选 择均质压力、均质温度和均质次数分别为6 0 m p a 、5 5 和3 次制备出来的乳状液稳定性 最好。 将制备好的乳状液分别在2 5 和4 下贮藏，考察了乳状液理化性质的变化。2 5 贮藏时，原油的p o v 从1 0 5 7 m e q k g 急剧上升到4 6 0 9 m e q k g ，乳状液的p o v 从 1 0 8 5 m e q k g 上升到2 3 1 6 m e q k g 。4 贮藏时，原油的p o v 从1 0 5 7 m e q k g 增加到 3 0 8 3 m e q k g ，乳状液的p o v 从1 0 8 5 m e q k g 增加到了1 7 5 2 m e q k g ，增速较缓慢。同时， 通过气相测定了乳状液贮藏前后d h a 、e p a 总量的变化，贮藏前、2 5 和4 贮藏结 束后乳状液中e p a 和d h a 的总量分别为3 3 3 2 ，3 0 8 8 ，3 1 0 1 。稳定性试验结 果表明，乳状液体系对延缓油脂氧化有一定作用。 关键词：d h a ；乳状液；乳化剂；p o v a b s t r a c t a b s t r a c t d h a ，a ni m p o r t a n t - 3p o l y u n s a t u r a t e df a t t ya c i d ，h a sav a r i e t yo fp h y s i o l o g i c a l f u n c t i o n s o nt h em a r k e t ，p o l y u n s a t u r a t e df a t t ya c i d sa r ep r o c e s s e di n t oe n c a p s u l a t i o na n d o i l b a s e df o r m t h e r ea r ef e wr e p o r t sa b o u tp r e p a r i n gp o l y u n s a t u r a t e df a t t ya c i de m u l s i o n s t h i ss t u d yi st op r e p a r eam o r es t a b l ea n dm o r ec o n v e n i e n td h ao i l - i n - - w a t e re m u l s i o nw h i c h h a sl o w e rp r o c e s s i n gc o s t st h a nm i c r o e n c a p s u l a t e dd h aa n dp r o v i d e san e wc h o i c ef o r a p p l i c a t i o no fd h a t h em a i nr e s e a r c hc o n t e n t sa n d t h er e s u l t sg o t t e na r ea sf o l l o w s h y d r o p h i l i c - l i p o p h i l i cb a l a n c e ( h l b ) ，o n eo ft h em o s tc l a s s i cm e t h o d sf o rc h o o s i n g e m u l s i f i e r s ，w a sa p p l i e di nt h i sp a p e r f i r s t l y , t h eh l bv a l u ef o re m u l s i o nw a s 11 3 f u r t h e r m o r e ，s e v e r a lc o m m o ne m u l s i f i e r sw e r em i x e da n dt h ec o m p o u n de m u l s i f i e r sw e r g c o m p o s e do fd i s t i l l e dm o n o g l y c e r i d ea n dt w e e n 4 0a n dt h er a t i ow a s9 ：16 t h eo p t i m u m a d d i t i v ea m o u n to fe m u l s i f i e r sw a s1 2 x a n t h a ng u m ，s o d i u ma l g i n a t ea n dc m cw e r e c h o s e na st h i c k e n i n ga g e n t sa n dt h er e l a t i v ee m u l s i o nl a y e rv o l u m ew a sa si n d e xt oj u d g eo f e m u l s i o ns t a b i l i t y t h eb e t t e ro n ei sx a n t h a ng u m ，i t sa d d i t i v ea m o u n t0 0 6 a c c o r d i n gt oo r t h o g o n a lt e s ta n ds i n g l e - f a c t o rt e s t ，t h eo p t i m i z e dp r o c e s s i n gc o n d i t i o n s f o r p r e p a r i n g d h ae m u l s i o nw e r et h a te m u l s i f i c a t i o n t e m p e r a t u r e6 0 。c ，s t i r r i n g i n t e n s i t y l9 0 0 0 r p m ，e m u l s i f i c a t i o nt i m e15r n i n h o m o g e n i z a t i o np r e s s u r e ，h o m o g e n i z a t i o n t e m p e r a t u r ea n dh o m o g e n i z a t i o nt i m e sw e r e6 0 m p a , 5 5 c a n d3 ，r e s p e c t i v e l y p r e p a r e de m u l s i o nw a ss t o r e da t2 5 a n d4 c ，r e s p e c t i v e l y s t u d yo nt h ep h y s i c a la n d c h e m i c a lp r o p e r t i e sc h a n g e so fd h ae m u l s i o n a t2 5 。c ，t h ep o vo fc r u d eo i lr a p i d l y i n c r e a s e df r o m lo 5 7 m e q k gt o4 6 0 9 m e q k g ，a n dt h ep o vo ft h ee m u l s i o ns l o w l yi n c r e a s e d f r o m l 0 8 5 m e q k gt 02 3 1 6 m e q k g a t4 c ，t h ep o v o fc r u d eo i li n c r e a s e df r o m1 0 5 7 m e q 蚝t 03 0 8 3 m e q k g ，a n dt h ep o v o fd h ae m u l s i o ns l o w l yi n c r e a s e df r o m10 8 5 m e q k gt o 17 5 2 m e q k g a tt h es a m et i m e ，t h et o t a lc o n t e n to fd h aa n de p ai ne m u l s i o nw a s d e t e r m i n e db yg cb e f o r ea n da f t e rs t o r a g e t h et o t a lc o n t e n to fd h aa n de p ab e f o r e s t o r a g e ，a t2 5 a n d4 cw e r e3 3 3 2 3 0 ，3 0 8 8 5 3 ，3 1 0 0 4 7 ，r e s p e c t i v e l y s t a b i l i t yt e s t r e s u l t ss h o wt h a tt h ee m u l s i o ns y s t e mc o u l dr e t a r dt h eo x i d a t i o no fo i l sa n df a t s k e yw o r d s ：d h a ：e m u l s i o n ；e m u l s i f i e r ；p o v i i 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地 方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含 本人为获得江南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明 确的说明并表示谢意。 砷年7 月五日 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解江南大学有关保留、使用学位论文的规 定：江南大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和 磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编 入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、 汇编学位论文，并且本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。 保密的学位论文在解密后也遵守此规定。 签名二聋兰茎进导师签名：j 整坠盈 日期：年7 月磊日 引言 1 引言 1 1d h a 等3 系列的多不饱和脂肪酸 d h a ( d o e o s a h e x a e n o i ea c i d ) 是二十二碳六烯酸，e p a ( e i e o s a p e n t a e n o i ea c i d ) 是二十碳 五烯酸，d h a 和e p a 碳氢链中分别含有六个和五个不饱和双键，又因为从甲基端数第 1 个双键出现在第3 碳位上，故它们都属于c o 3 p u f a s ( 多不饱和脂肪酸) 。d h a 也可表 示为c 2 2 ：6 ，3 ；或者2 2 ：6 a 4 z ，亿1 0 z 1 3 z ，1 6 z ，1 9 z 。同理，e p a 可表示为c 2 0 ：5 ，3 或者2 2 ：5 a 5 z ，8 z ，1 1 z ，1 4 z ，1 7 z 。其分子结构如下： e p a 一入少八北o o h d h a 八一，八一一，一1 八一，八一，八c o o h 图1 - 1e p a 和d h a 的分子结构 f i g 1 - 1t h em o l e c u l a rs t r u c t u r eo f e p aa n dd h a 1 1 1d h a 等t o - 3 系列的多不饱和脂肪酸的生理功能 1 9 7 8 年，丹麦科学家d y e r b e r g 等通过流行病学调查发现，与西欧人相比，格陵兰 岛上的爱斯基摩人的心血管发病率明显低于周边国家居民，主要原因可能在于爱斯基摩 人食用了大量的海鱼，因为地处寒带，所食鱼类脂质含量高，因而从中摄取了较多的 d h a 和e p a t l l 。自此以后，对于d h a 和e p a 的研究进入了一个迅猛发展阶段，人们发 现d h a 和e p a 的生理功能主要表现在如下几个方面【3 。引，如：l 、抑制血小板凝聚，减 少血栓形成，预防心血管疾病；2 、降血脂、防动脉硬化；3 、抗炎、抗过敏作用；4 、 抑制肿瘤生长，降低癌症发病率；5 、健脑益智；6 、保护视力等。d h a 和e p a 的多种 生理功能汇总于表1 2 1 。 1 1 2 人体摄取d h a 的必要性 营养学家在研究3 系列不饱和脂肪酸肪酸对人类健康的影响时，发现膳食及体内 保持6 p u f a s m 3p u f a s 比例的平衡对健康很重要。但从人们的膳食结构来看，相对 缺乏3p u f a s ，因此营养学家认为适量增加一3p u f a s 的摄入有利于健康。e p a 和 d h a 为一3p u f a s 的典型代表，人不能自身合成这两种脂肪酸，但能通过食物中摄入 的q 亚麻酸转化而来，但这一转化过程在人体内进行的非常缓慢，效率很低，转化过 程也会受到其它因素的影响【9 】。因此，仅通过摄食海、鱼产品等补充e p a 和d h a 的量 是很有限的，直接补充d h a 是最好的选择，尤其，对于代谢功能出现衰退、病变的中 老年人和代谢功能发育不完全的婴幼儿而言，直接补充d h a 显得更为重要。 江南大学硕士学位论文 表1 1e p a 和d h a 的生理作用和摄取效果 t a b 1 - 1p h y s i o l o g i c a le f f e c to fe p aa n dd h a 【注】表中+ ”表示通过动物试验证明有效；奎表示已用于治疗动脉硬化；表示已用于治 疗高血脂症。 1 2d h a 乳状液的研究进展 乳状液是一种或几种液体以液珠形式均匀地分散在另一不相混溶的液体中构成的 具有相当稳定性的多相分散体系【l o l ，其主要由油相，水相和表面活性剂三部分组成【】。 一般将乳状液划分为水包油和油包水型两大类。而不同类型的乳状液在食品、化工、医 药、农药、化妆品和石油开采领域都有广泛的应用。 目前，油脂制备成乳状液形式在食品和医药工业中应用的报道并不多见，其研究的 热点主要集中在将油微胶囊化后以提高功能性成份的稳定性。k a t r i n h 和k n u t f t l 2 1 以酪 蛋白酸钠、麦芽糊精和乳糖等为壁材，采用冷冻干燥法制备鱼油微胶囊；s t e p h a nd l l 3 j 以甜菜果胶为壁材，通过喷雾干燥法制备了鱼油微胶囊；路宏波，夏书芹和张晓鸣等人 2 引言 研究了采用复合凝聚法制备鱼油微胶囊的工艺和技术。朱迅涛、许时婴【1 5 】以大豆分离 蛋白、麦芽糊精、乳化剂等复配作为壁材，以喷雾干燥法制备微胶囊化鱼油乙酷产品。 万义玲，洪鹏志和邱彩虹【1 6 】采用酵母浸膏海藻酸钠壳聚糖为壁材，以自制鱼油为芯材， 采用层一层组装技术制备了鱼油微胶囊产品。 经查阅文献资料发现，国内外较常见的还是将鱼油制备成脂肪乳剂，应用到临床治 疗和试验中。1 9 9 8 年欧洲研制出了一种专门应用于肠外营养的鱼油乳剂( 尤文) 【l 丌， 这种1 0 鱼油脂肪乳剂中有高含量的3 系列p u f a s ( d h a 和e p a ) ，可以作为添加 物使用。j j m 范德伯格，e a f 范托尔，j w c 西杰本等【1 8 】人将2 0 9 琉璃苣油、3 0 9d h a 和e p a 油、1 0 9 初乳和2 0 9 麦芽糊精混合，制成1 0 0 m l 营养混合液，用于治疗h i v 患 者的肠道功能障碍。l d a y ，m x u 和e h o o b i n 1 9 j 等人以酪蛋白酸钠为乳化剂，使用高剪 切分散乳化机在2 0 5 0 0 r p m 搅拌1 5 r a i n 制得初乳，再经1 4 m p a 压力均质制得了鱼油质 量浓度为2 5 的稳定的乳状液。d a v i d j m ，m i l lh u 和e r i c a d e c k e r 2 0 】等人以乳清蛋白 为乳化稳定剂，将微藻油以搅拌方式分散到水相中制成的粗乳液，粗乳液经高压均质机 制得油浓度为5 的乳状液。j e a na ，d a v i d j m ，e r i ca d 2 l 】等人利用高剪切分散乳化机将 2 的三文鱼油分散到水相中，再经均质机循环三次制得乳状液。s e u n gj c ，e r i ca d e c k e r 和d a v i dj m t 2 2 】等人将1 6 的鱼油和含表面活性剂的8 4 的水相预混合，以膜均质过滤 器制各了水包油型鱼油乳液。 黄升【2 3 】将活性钙、维生素a 、d 、e 、适量的香精、蔗糖粉与d h a 原液加水混合， 经搅拌制成含d h a 0 5 2 的口服液。朱斌、章丽云和田景美洲等人将d h a 油溶于醇和 多元醇中，添加0 1 0 5 的表面活性剂，在搅拌和超声作用下，缓慢滴加或以喷雾的方 式将d h a 油相分散到水中，利用减压蒸馏除去有机溶剂，制得了粒径小于1 0 0 n m 的 d h a 纳米悬液。曹栋和宋文明【2 5 1 将鱼油分散于水中制成了o w 型乳状液。选用蔗糖脂 肪酸酯系列乳化剂和乳粉作为乳化稳定剂，加入了1 3 环糊精和茶多酚能有效的抑制鱼油 的残余腥味。易美华、王锡彬和段振华等瞄】以0 1 5 t w e e n 8 0 与0 5 5 大豆卵磷脂为复 配乳化剂，制得了油水比为3 5 ：6 5 的o w 型的稳定的罗非鱼油乳状液。 1 3 本课题的立题背景与意义 关于d h a 和e p a 作为食品营养强化剂的保健品市场正快速发展，但是，这类不饱 和脂肪酸为脂溶性的，难溶于水，易氧化，应用起来较困难。目前，市场出售的微胶囊 产品虽然在一定程度上能延缓氧化的速度，但是微胶囊粒径大，一般在微米级，人体利 用率低；应用不方便，添加到食品中分散性不好；生产工艺复杂，成本高。乳状液虽然 为热力学不稳定体系，但是由于其粒径较小，分布范围较窄，其在食品和药品中应用起 来也较方便。本文主要是将d h a 油乳化，制备成液滴粒径在5 0 0 h m 以下的乳液，这种 方法研制的乳状液具备以下特征：( 1 ) 解决脂溶性成份不溶于水相的问题，使其均匀分 散在食品和药品中；( 2 ) 食品材料制成小于l u m 的颗粒，能有效的提高其成份的吸收率 和生物利用率暖7 】。( 3 ) 本文主要采用高压均质法制备乳状液，工艺过程简单，投资小， 在工厂生产中较容易实现；( 4 ) 与微乳液的制备相比，纳米乳状液的制备所需的表面活 3 江南大学硕士学位论文 性剂量较少，对人体产生毒副作用的几率可能更低；( 5 ) 微胶囊制备过程中，前期制备 较好、稳定的乳状液对于后期喷雾干燥工序中微胶囊的成型具有重要意义。 1 4 本课题研究的主要内容 本课题研究d h a 油的乳化技术。通过以下工作，期望制得稳定、均一，且添加起 来较微胶囊方便、成本更低的乳化产品形式，为此类脂溶性功能成分的应用提供一条新 的、有效的途径。本课题研究的主要内容： 1 以h l b 值法作为乳化剂选择的理论依据，首先确定适合乳化体系的h l b 值，然后 选择食品中常用的乳化剂进行复配，确定适合体系的乳化剂。同时探讨了稳定剂的 添加对体系稳定性的影响。 2 探讨了工艺化条件对乳化体系的影响。主要从初乳的制备以及均质条件确定两方面 着手，确定制备乳状液的最佳工艺参数。 3 将乳状液分别在2 5 和4 c 贮藏3 0 天，考察其物理化学性质的变化。以过氧化值为 指标，并初步探讨了乳状液的贮藏稳定性。 4 将d h a 油、乳液和微胶囊分别添加到豆奶中，比较三种形式应用的差别。 4 实验仪器、材料与方法 2 1 实验仪器 2 实验仪器、材料与方法 高剪切分散乳化机 h h - 4 数显恒温水浴锅 高压均质机a p v - 1 0 0 0 e b a 2 0 台式离心机 旋转式黏度计n d j 7 9 奥林巴斯( o l y m p u s ) 显微镜( c k x 3 1 ) 电子精密天平 d d s 3 0 7 型数显电导率仪 a r - 1 0 0 0 流变仪 紫外可见分光光度计p c s 210 2 岛津g c 2 0 1 0 气相色谱仪 d e i ，1 隗3 2 0 p h 计 s k - 1 快速混匀器 n a n o z s 9 0 型纳米粒度及z e t a 电位分析仪 2 2 实验材料与试剂 上海弗鲁克流体机械制造有限公司 江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司 美国a p v 公司 德国h e t t i c h 公司 同济大学机电厂 日本奥林巴斯仪器有限公司 梅特勒托利多( 上海) 有限公司 上海天达仪器有限公司 英国t a 公司 尤尼科( 上海) 仪器有限公司 岛津公司 梅特勒托利多( 上海) 仪器有限公司 江苏省金坛市环保仪器厂 m a l v o ni n s t r u m e n t s ，i d h a 油、微胶囊湖北友芝友生物科技有限公司( 赠送) 分子蒸馏单甘脂，三聚甘油单硬脂酸酯广州品秀精细化工有限公司 蔗糖脂肪酸酯3 、1 5杭州金鹤来食品添加剂有限公司 黄原胶郑州天明食品添加剂有限公司 特丁基对苯二酚( t b h q )广州聚邦化工有限公司 海藻酸钠、卡拉胶青岛九龙褐藻有限公司 羧甲基纤维素钠、阿拉伯胶国药集团化学试剂有限公司 吐温2 0 、4 0 、8 0广州市华润食品添加剂有限公司 斯潘2 0 、6 0 、8 0国药集团化学试剂有限公司 氢氧化钠、浓硫酸、硫酸氢钾、硫酸亚铁( f e s 0 4 7 h 2 0 ) 、浓盐酸、高锰酸钾、氯化钡、 异丙醇、异辛烷、甲醇、正己烷国药集团化学试剂有限公司 双重蒸馏水自制 江南大学硕士学位论文 2 3 实验方法 2 3 1 乳状液的制备 将1 的乳化剂加入去离子水中，加热至6 0 7 0 ，使其充分溶胀过夜，形成水相， 在1 3 0 0 0 r p m 高速剪切乳化机的搅拌下，用注射器吸取油相( 油相：水相= 1 ：5 ) 以细射 流方式加入水相中，剪切2 0 m i n ，使两相充分混合，形成初乳液。将初乳液通过5 0 m p a 压力均质两次即制得d h a 乳状液【2 引。 2 3 2 油相浓度的确定： 将油水按照1 ：9 ，l ：8 ，1 ：7 ，1 ：6 ；1 ：5 ；1 ；4 ；l ：3 ；1 ：2 的比例添加到油相 中，1 3 0 0 0 r p m 高速剪切2 0 m i n 制备初乳液，将初乳液通过5 0 m p a 压力均质两次制备d h a 乳状液。观察初乳化效果，并测定相对乳化层体积。 2 3 3 乳化剂的筛选方法 为了制备稳定优良的乳状液，选择适合体系的乳化剂是十分关键的。本文采用h l b 值法作为乳化剂选择的依据。混合乳化剂的h l b 值计算采用加权平均法，即【2 9 】： 耽h l b a + w e h l b n + 肌m 1 - 1 l d 混2 一 w a + w b + w c w a ，w b ，w c 一乳化剂a ，b ，c 的质量 说明：在应用时应当注意，当混合乳化剂各组份的h l b 值相差较小时，可按上式计 算，当混合乳化剂各组的h l b 值相差较大时，则不能用上式计算。 实验中乳化剂的筛选主要分为两个步骤：首先，选择一对乳化剂，设计出一系列不 同的h l b 值，通过测定相对乳化层体积，确定体系乳化所需的h l b 值的；其次，选择 实验中一些较常见，效果较好的乳化剂，根据上步确定的体系h l b 值，复配出一系列 h l b 值在选定范围的不同乳化剂组合，测定不同的乳化剂组合对本实验d h a 油乳化的 效果，确定出适合体系的乳化剂配方。 2 3 4 乳化剂最佳添加量的确定 乳化剂按照0 ，0 2 ，0 4 ，0 6 ，o 8 ，1 0 ，1 2 ，1 4 ，1 6 的浓度添加， 制备乳状液，测定相对乳化层体积。 2 3 5 增稠剂的选择 将黄原胶、阿拉伯胶、卡拉胶、海藻酸钠和羧甲基纤维素钠( c m c ) 等按照不同量 添加到水相中，制备成乳状液，取制各好的乳状液1 0 m l 于离心管中，2 5 静置7 2 小 时，记录顶部脂肪上浮体积和底部析出水层体积。 经过预实验，选择对本实验d h a 油乳状液稳定较好的三种增稠剂( 海藻酸钠、黄 原胶和c m c ) 进行稳定性试验。海藻酸钠和黄原胶和c m c 添加量都按照0 0 2 ，0 0 4 ， 6 壅竺查鲨 0 0 6 ，0 0 8 ，0 1 0 ，0 1 2 浓度添加，制备乳状液，测定体系粘度，并计算相对乳 化层体积。 2 3 6 抗氧剂的选择 试验所用的原料d h a 油富含多种不饱和脂肪酸，易受光、氧和热等因素的影响而 被氧化，因此需要加入抗氧化剂延缓氧化的速度，以提高油脂的稳定性。油脂中常用到 的抗氧化剂有b h a 、v e 、b h t 和t b h q 等，其中t b h q 为油溶性的，有耐高温和抗 菌的特点。所以，试验中以t b h q 为抗氧化剂，按照油质量的0 0 2 添加。 2 3 7 初乳化最优工艺条件的确定 选择对乳化效果影响较大的乳化温度，乳化时间和乳化强度三个主要因素设计l 9 ( 3 4 ) 正交试验，以相对乳化层体积为指标，确定制备初乳的最佳工艺条件。表2 是正交试验 的因素与水平。 表2 1 正交试验的因素与水平 t a b 2 - 1t h ef a c t o r sa n dt h el e v e lo fo r t h o g o n a lt e s t 2 3 8 均质工艺条件的确定 乳状液的制备过程中，均质也是一道关键的工序。均质因素对乳化效果的影响也十 分重要，本文主要通过单因素试验探讨均质压力、均质温度和高压均质机循环次数对乳 化效果产生的影响。 固定均质温度为3 0 ，均质2 次，选择均质压力为3 0 、4 0 、5 0 、6 0 、7 0 、8 0 、9 0 m p a 进行试验，测定乳化相对层体积。 固定均质压力为6 0 m p a ，均质2 次，在温度3 5 、4 0 、4 5 、5 0 、5 5 、6 0 、6 5 、7 0 条件下进行均质，测定相对乳化层体积。 固定均质压力为6 0 m p a ，均质温度5 5 ，选择均质机循环次数为0 、1 、2 、3 、4 、 5 进行试验，测定相对乳化层体积。 2 3 9 乳状液稳定性评价方法 取制备好的一定体积的乳状液装入玻璃离心管中，在3 0 0 0 r m i n 的条件下，离心 2 0 m i n ，乳化效果【3 0 】用相对乳化层体积即乳化层体积占溶液总体积的百分比( ) 来表示。 乳状液总体积为h ，乳化层体积为h ，计算所得的h h 越大，则表明乳化效果越好，乳 状液常温稳定性越高。 7 江南大学硕士学位论文 2 3 1 0 粘度的测定 采用n d j 7 9 旋转式粘度计测定乳状液的粘度，单位为mp a s 。平行测定3 次，取 平均值。 2 3 1 l 乳状液结果类型判断 本文选择稀释法和电导率法作为乳状液结果类型判断的依据。 稀释法测定的原理【3 1 】：根据乳状液易被外相( 分散介质) 稀释而不易被内相稀释， 凡能与乳状液混合的液体应该是与乳状液的外相是同一物质。 方法：取5 m l 乳状液加入到2 5 m l 水中，若立即与水形成均一液体，则乳状液为o w 乳状液，不易分散到水中则为w o 型乳状液。也可以将乳状液加入到油中，操作与前 相同。 电导率法测定原理【3 2 】：此法是根据水是良导体，而油是不良导体的原理来判断乳状 液的连续相是油相还是水相。一般来说，如果水是连续相，乳状液的电导接近于水的电 导；反之，如果油是连续相，则乳状液的电导相当低，接近或略大于油的电导。 通过电导率仪平行测定三次，取平均值。 2 3 1 2 乳状液粒径大小及分布的测定 激光光散射法能快速简单地测定纳米体系中粒径分布和平均粒径。采用配有h e n e 激光器( 7 l = 6 3 3 n m ) 的n a n o z s 9 0 粒径分析仪，散射角为9 0 0 ，将准备好的待测样品装 入聚苯乙烯比色皿中( 折光系数1 3 3 ) ，( 2 5 + 0 1 ) 下保存3 m i n ，测定乳状液的粒径， 记录z 均粒径和粒径分布情况( 多分散指数p d i ) 。 测定方法p 3 】：将样品稀释1 0 0 0 倍，利用激光粒度分析仪测量样品的粒度。 2 3 1 3 乳状液流变学性质的测定 取一定量制备好的d h a 乳状液，用a r - 1 0 0 0 流变仪测定其在2 0 时的表观粘度随 剪切速率变化趋势。剪切速率设定的范围为0 - - 6 0 s 。 2 3 1 4 乳状液灭菌试验 按照最优工艺制备乳状液。分别用o 1 m o l l - 1 的n a o h 和h c l 溶液调节乳状液的 p h 值到4 5 、5 0 、5 5 、6 0 、7 0 、7 5 、8 0 、8 5 、9 0 。不同p h 值的乳状液于高压灭菌 锅中1 2 1 灭菌1 5 m i n ，考察灭菌前后乳状液的p h 值、外观的变化，同时在显微镜下观 察乳状液的微观结构。 2 3 1 5 乳状液在2 5 和4 1 2 贮藏稳定性试验 将d h a 原料油和乳状液分别置于室温( 2 5 ) 和冰箱( 4 ) 考察乳状液的稳定性， 贮藏时间为3 0 天，间隔一段时间，观察乳状液物理性质的变化，按照3 8 所示方法测定 样品的过氧化值。 8 壅墼查鎏 2 3 1 6 乳状液在重力场中稳定时间的确定 取1 0 m l 乳状液于离心管中，以5 2 0 0r m i n 离心。离心不同时间后用注射器抽取下 层富水相液体1 5 m l 于试管中，在2 5 测其电导值。按照下面公式计算乳状液在重力 场中的稳定时间。计算公式l j 珥j ： 6 0 2r 舌f = 才c g 说明：t c 乳状液在离心场中稳定时间r a i n ；t g 乳状液在重力场中的稳定时间m i n ； g 重力加速度m s 2 ：离心角速度m 珧；r 离心半径m 。 2 3 1 7 乳液中d r a 油过氧化值( p o v ) 测定 实验原理i j 引：首先用异辛烷+ 异丙醇混合溶剂提取乳状体系中的氢过氧化物，然后 利用氢过氧化物在酸性的甲醇+ 正丁醇混合溶剂条件下把f e 2 + 氧化成f e 3 + ，再测f e 2 + 与 硫氰酸盐反应生成红色的硫氰酸铁络合物，最后在波长510 n m 处，测定络合物的吸光度 值，通过f e 3 + 的标准曲线进行比色定量。 采用高速离心破乳提取乳状液中的d h a 油【3 5 d 7 1 。称取1 0 0 0 9 左右的d h a 乳状液 于1 0 m l 离心管中，加入5 m l 异辛烷+ 异丙醇( 2 ：1 ，v ) 混合溶剂，3 0 0 0 r m i n 离心 1 0 m i n ，取上层清液定容于2 5 m l 的容量瓶中。从2 5 甜容量瓶中移取l m l 液体于1 0 r n l 的容量瓶中，用微量进样器分别加2 0 u l 硫氰酸钾和氯化亚铁溶液于容量瓶中，加甲醇+ 正丁醇( 2 ：1 ，v v ) 定容，盖好盖子，涡流混合1 0 s 。在室温下避光静置2 0 m i n ，5 1 0 n m 波长测吸光度值a 样。同时测定试剂空白值a o 。a = a 样- 舢。 标准曲线的绘制【3 8 】：分别吸取铁标准溶液( 1 0 o u g m 1 ) 0 、1 0 、2 0 、4 0 、6 0 、8 0 、 1 0 0 、2 0 0 肛1 于1 0 m l 比色管中，用微量注射器分别吸取2 0 1 d 硫氰酸钾溶液加到比色管中， 用甲醇+ 正丁醇( 2 ：1 ，v v ) 混合溶剂定容至5 m l ，配成含0 、0 1 、0 2 、0 4 、0 6 、0 8 、1 0 、 2 0 9 9f e ”标准系列。迅速盖好塞子，涡流混合1 0 s 。在1 5 , - - 2 5o c 避光静置2 0 m i n ，以甲 醇+ 正丁醇( 2 ：1 ，v ) 混合液作空白对照，于5 1 0 n m 波长下测定吸光值。每个含量重复 测定3 次，以吸光度均值对相应的f e 3 + 的含量( p g ) 绘制标准曲线。 计算公式：p o v ( m e q k g ) = 三 ：i 兰 说明：p o v 为试样油脂的过氧化值，m e q k g ；c 为由回归方程得到试样中的铁的质 量，u g ；v 2 为试样稀释的总体积，m l ；v l 为测定时取样体积，m l ；m 为试样油脂的质 量，g ；5 5 8 6 为铁原子质量；2 为换算因子。 2 3 1 8 乳状液贮藏前后脂肪酸含量的测定 样品预处理【3 9 】：称取样品4 9 置于6 0 m 1 分液漏斗中，用2 4 m l 正己烷分三次萃取( 每 次震摇萃取1 0 m i n ) ，合并提取液，在7 0 水浴上挥发至近干，备用。 甲酯化：取约o 2 9 样品于2 0 m l 试管中，加入0 5 m o l l 的氢氧化钠甲醇溶液2 m l ， 6 0 水浴中加热至油珠完全溶解( 约3 0 m i n ) ，冷却后加入2 5 b f 3 甲醇溶液2 m l ，6 0 江南大学硕士学位论文 水浴酯化2 0 m i n ，冷却后加入2 m l 正已烷，振摇，加入2 m l 饱和氯化钠溶液振摇，离心 取上层有机相于一只干燥试管中并加入少量无水硫酸钠以除去微量的水，供分析使用。 分析条件( c o n d i t i o n s ) ： 色谱柱( c o l u m ) ：p e g2 0 m ，3 0 m m x 0 3 2 m m i d 载气( c a r r i e rg a s ) ：氮气( 流量2 m l m i n ) ，尾气3 0 m l m i m 燃烧气：h e4 7 m l m i m 助燃气：空气4 0 0 m l m i m 程序升温( c o l u mt e m p e r a t u r e ) ：起始温度1 2 0 保留2 m i n ，1 0 m i n ，至1 9 0 ，0 1 m i n ， 2 m i n 至2 2 0 。分析时间、检测温度、汽化温度：3 0 m i n 、2 5 0 ，2 4 0 ；进样量： 0 4 u l ；分流比：2 0 ：1计算方法：面积归一化法。 2 3 1 9d h a 油在豆奶体系中分散性的考察 将2 9 的d h a 油和含等量的d h a 油的乳状液及微胶囊化产品添加到9 0 9 的豆奶中， 添加适量的水补足，制备成1 0 0 9 的豆乳液，经过2 2 m p a 均质两次，制备成含等量d h a 油的豆乳液。室温静置6 h ，取中层豆乳液1 0 9 ，通过酸水解法f 4 0 】测定豆乳液中脂肪的含 量，按下式计算分算系数r 。 r - 坠1 0 0 w r 越大，越接近1 ，则表明d h a 油在豆奶中分散性越好，越均匀；越小则说明分 散的越不好，不均匀。 说明：w 样l o g 豆孚l 液中测得的脂肪含量；wd h a 油分散良好时1 0 9 _ 豆孚l 液中脂 肪的含量。理想状态下，分散良好时豆奶体系中总脂肪含量为3 0 8 1 0 结果与讨论 3 1 乳状液的制备研究 3 结果与讨论 3 1 1 油相浓度的选择 在乳状液制备工艺研究过程中，考察了油水相不同比例对乳化效果的影响，结果如 图： l ：9l ：81 ：71 ：61 ：51 ：41 ：31 ：21 ：1 油水相比例 图3 - 1 油相浓度的确定 f i g 3 1c h o o s i n go f c o n c e n t r a t i o no f o i lp h a s e 由图3 1 结果可以看出，当油水相比例从1 ：9 变化到l ：4 时，乳状液测定的相对 乳化层体积基本能保持在9 0 以上，而再继续增加油相的含量后，乳状液相对乳化层体 积急剧下降，初乳化时油水比例超过1 ：4 后油难以在短时间内分散到油相中，分散液 中可见细微油珠。一般而言，乳状液制备过程中，油相的浓度以不超过3 0 为宜，所以， 试验确定油水相的比例为1 ：4 。 3 1 1 乳化体系所需h l b 值的确定 乳化剂吐温和斯潘的结构非常相似，若把它们按一定比例混合，就可以得到优良的 复配乳化剂。本实验中选用了t w e e n 8 0 ( h l b = 1 5 ) 和s p a n 8 0 ( h l b = 4 3 ) 两种不同h l b 值的乳化剂，按照不同的比例混合，根据h l b 值的计算方法，使混合乳化剂的h l b 值 在8 1 4 之间，如表3 1 所示。 暑： 的 )逝签贰as升匿* 江南大学硕士学位论文 表3 1 同h l b 值的乳化剂复配 t h b 3 1m i xt h es a m eh l bv a l u ee m u l s i f i e r s 通过离心后测定乳状液的相对乳化层体积，研究了一系列不同的h l b 值对乳化效 果的影响，结果如图3 2 ： 791 l1 31 5 h l b 值 图3 - 2 同h l b 值乳化剂复配对乳化的影响 f i g 3 2e f f e c to fe m u l s i f i e r so f t h es a m eh l bv a l u e0 1 1e m u l s i f i c a t i o n 从图3 2 可以看出，随着h l b 值的升高，乳状液的相对乳化层体积逐渐增加，在 h l b 为1 1 2 6 时到达了最佳乳化效果，h l b 值继续升高，相对乳化层体积出现了下降趋。 因此，试验中选择体系乳化所需的h l b 值为1 1 3 时，此时乳化效果最好，乳状液相对 乳化层体积高达9 4 。 3 1 2 复配乳化剂的选择 一般而言，乳化剂的h l b 值在3 8 时，适合制备o w 型乳液；乳化剂的h l b 值8 - - 1 6 时，适合制备o w 型乳液【4 1 1 。据研究表明【4 2 4 3 1 ，将h l b 值小的乳化剂和h l b 值大的乳化剂混配使用，比单体乳化剂更容易达到理想效果，且比单体乳化剂用量少， 因而节省了成本。所以，试验中选择多种单体乳化剂进行复配。根据上步实验确定的体 系乳化的h l b 值为1 1 3 ，选择了表4 列举的一些常见乳化剂进行复配。 1 2 鲫 加 如 冰v莲墅餮罂 结果与讨论 表3 - 2 不同乳化剂的h l b 值 1 f a b 3 2h l bv a l h eo fd i f f e r e n te m u l s i f i e r s 乳化剂hlb值 蔗糖脂肪酸酯 分子蒸馏单甘酯 失水山梨醇硬脂酸酯( s p a n 6 0 ) 三聚甘油单硬脂酸酯 蔗糖脂肪酸酯 失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚( t w e e n 2 0 ) 聚氧乙烯山梨醇酐单棕榈酸酯( t w e e n 4 0 ) 3 3 8 4 7 7 0 1 5 0 1 6 7 1 5 6 将以上列举的乳化剂两两复配出h l b 值为1 1 3 的乳化剂组合，各种不同的复配乳 化剂对乳化效果的影响结果如图3 3 。 余 、一 娶 簟 隧 簟 辞 餐 舞 lz34567891 01 1 图3 - 3 不同的乳化剂复配对乳化的影响 f i g 3 - 3e f f e c to fd i f f e r e n te m u l s i f i e r so ne m u l s i f i c a t i o n 图3 3 所标示的序号说明： l ，分子蒸馏单甘酯( 3 3 ) + 蔗糖脂肪酸酯1 5 ( 6 7 ) 2 ，s p a n 6 0 ( 3 6 ) + 蔗糖脂肪酸酯1 5 ( 6 4 ) 3 ，三聚甘油单硬脂酸酯( 4 6 ) + 蔗糖脂肪酸酯1 5 ( 5 4 ) 4 ，蔗糖脂肪酸酯3 ( 3 4 ) + t w e e n 4 0 ( 6 6 ) 5 ，分子蒸馏单甘酯( 3 6 ) + t w e e n 4 0 ( 6 4 ) 6 ，s p a n