茶多酚油包水微乳液的制备及其性能研究

颜秀花;邱德梅;唐晨

【摘 要】制备了W/O型微乳液作为茶多酚的载体;考察了温度和pH值对微乳液区域的影响,并用黏度仪和激光粒度仪研究了空白微乳和茶多酚微乳液的微结构.结果表明,制备的微乳区域在不同温度、不同pH值下基本不变;制备的微乳液为球形结构,加入的茶多酚对微乳的粒径、分散度及流变性均无显著影响. 【期刊名称】《南通职业大学学报》 【年(卷),期】2016(030)004 【总页数】5页(P88-92)

【关键词】W/O型微乳液;茶多酚;黏度;粒径 【作 者】颜秀花;邱德梅;唐晨

【作者单位】盐城工学院 化学与化工学院,江苏 盐城 224051;南通职业大学 化学与生物工程学院,江苏 南通 226007;盐城工学院 化学与化工学院,江苏 盐城 224051

【正文语种】中 文 【中图分类】R977.15

多酚中的羟基很活泼，在光照、氧气、高温等环境条件下，极易发生氧化、缩合、聚合等反应，从而失去活性，还可能导致食品发生褐变，这在一定程度上制约了植物多酚的应用[1]。解决这一应用难题的途径有：（1）采用分子修饰法，将植物多酚分子结构的某些部位酰化或酯化。我国主要是采用酰化法，但植物多酚在改性的

过程中酚羟基损失较大，从而导致植物多酚的生物活性大大降低。（2）用载体对其进行包封，常采用高分子壁材将其制成胶囊剂。该法虽能克服其不足，但造价太高，同时对婴幼儿和危重病人，服用大粒径胶囊剂还存在一定的潜在危险性。近年来有研究用壳聚糖来包封多酚以提高其抗菌性，但其抗氧化活性没有得到改善[2]。 本文在实验中以茶多酚为研究对象，采用微乳化技术，制备茶多酚油包水微乳液，并对其性能进行研究，以期在保持茶多酚的生物活性、提高其食品药品的应用价值的同时，大幅降低生产成本并增强其服用的安全性。 1．1 实验原料

Tween80（化学纯）、Span80（化学纯）、磺基琥珀酸钠二辛酯（AOT）（化学纯）、聚氧乙烯蓖麻油（EL-35）（化学纯），天津市密欧化学试剂公司；聚乙二醇400（分析纯）、无水乙醇（分析纯）、乙酸乙酯（分析纯）、肉豆蔻酸异丙酯（分析纯）、油酸乙酯（分析纯），中国国药试剂公司；玉米油、橄榄油，鲁花有限公司；玉米须，来源于盐城农贸市场；茶多酚，南京郎泽科技有限公司。 1．2 仪器设备

CJJ79-1型磁力加热搅拌仪，金坛大地自动化仪器厂；TU-1901双光束紫外可见分光光度计，北京普析通用仪器有限公司；JA2003电子分析天平，上海分析天平仪器厂；Zetasizer Nano激光粒度分析仪，英国MaLvern公司；RVDV-Ⅲ+流变仪，Brookfield Instruments Co．，美国。 1．3 茶多酚微乳液的制备

微乳相图的绘制参考文献[3]、文献[4]并稍作修改：固定所选水相和表面活性剂的比例为9：1、8：2、7：3、6：4、5：5、4：6、3：7、2：8、1：9；在磁力搅拌下逐滴加油相，在水浴恒温条件下（25±1℃）充分搅拌混合均匀；当体系由浊变清或由清变浊时，记录转变时的加油相量，绘制拟三元相图。 1．4 微乳液的电导率分析

电导率法是常用的区分微乳液区域中水包油、油包水及双连续区域的方法之一，微乳液的电导率可在某种程度上反映微乳液的结构[5-6]。水包油型微乳液的电导率高，因为水为连续相，而油包水型微乳液电导率低。

电导率可用来初步判断微乳的类型。在油包水微乳中，极性相分散在油相中，油相为连续相，体系的电导率接近油相的电导率。空白油包水微乳电导率的测定方法如下[7]：先配制一定比例的表面活性剂相和水相的混合物（6：4，7：3，8：2，9：1），在室温条件下搅拌均匀，逐滴滴加油相，每次滴加并充分搅拌后再读数，画出电导率随油量变化的曲线。 1．5 微乳液的结构性能研究 （1）pH值对微乳液的影响

将微乳液应用到食品行业时，考虑到一般的饮料都呈酸性，必须要求微乳液在酸性环境下也能保持足够的稳定性能[7]。所以本实验考虑pH值对相图的影响，研究pH值分别为1．0、3．0和6．0时对微乳体系的影响。 （2）温度对微乳液的影响

一般情况下，温度对非离子表面活性剂形成的微乳液影响较大[8]，为分析温度对相图的影响并测试微乳液对温度的敏感性，分别考察了20℃、30℃和40℃时其对微乳体系的影响。 （3）微乳液的粒径及分散度

在25℃下，用Nano-Zs90马尔文激光散射仪测定微乳样品的粒径大小。 （4）流变性质测量

流变性质的测量参考文献[3]：在相图中选择样品点，按组成配置样品，搅拌均匀，密封恒温放置一周，以保证体系平衡并无气泡。在应力控制流变仪上进行流变性能测试。锥板直径为40mm，锥角为2°，板间距0．05mm，测量温度为25（±0．1）℃；所有样品都在测量开始前稳定10min，以促使加样过程中被破坏

的结构得到恢复，刮去锥板周围挤出的样品（避免边缘效应）后，开始测量。稳态剪切实验采用CR模式，在10-5～5 000 S-1剪切速率范围内进行扫描。 2．1 影响微乳形成能力的各要素分析

表面活性剂、助表面活性剂、油相、表面活性剂和助表面活性剂之间的比值（Km）以及温度都会影响微乳的形成能力[3]。考虑到高载水量、低表面活性剂含量以及良好粒径均一性的原则，以微乳相区面积为指标筛选形成W/O型微乳的最佳配方。 （1）混合表面活性剂最佳配方的选择

初步选择的乳化剂为：Span80（4．3），Tween80（15）复配。Span80为亲脂性乳化剂，Tween80为亲水性乳化剂，复配可有较大的HLB范围。1 g Span80和Tween80复配最大增溶水量的关系如图1。由图1可看出：当m（Span80）：m（Span80+ Tween80）为 0．53，即 m（Span80）：m（Tween80）= 1．13：1时能得到最大增溶水量0．91 g。 （2）助表面活性剂的选择

初步选择的助表面活性剂为：乙醇、聚乙二醇400、丙三醇、异丙醇、乙二醇。其中异丙醇有毒，丙三醇含有羟基较多，亲水性较强，较难形成油包水微乳液。无水乙醇、聚乙二醇400最大增溶油量如表1所示。

表1结果表明：乙醇较PEG400的增溶油量较大，可能是由于聚乙二醇400碳链太长、分子体积大，会使嵌入膜的阻力增大，而乙醇的碳链很短，在界面膜上容易形成弯曲。考虑到短链、无毒安全及微乳区域大小等影响因素，选择乙醇作为助乳化剂。在制备微乳液相图的时候，通常是将助表面活性剂与表面活性剂进行复配作为混合表面活性剂使用到微乳液的制备中[7]，但乙醇作为助乳化剂，先加入到油相和乳化剂的混合物中后，容易形成油包醇性乳化而降低溶水量。因此，在本实验中，试将助表面活性剂与水相进行复配作为混合水相。由表1可知，水与助表面活性剂乙醇的比例为7：3、6：4时増溶油量较大，再在这两个比例间进一步选择

不同的比例做増溶油量实验，以期得到最佳的水醇混合比例。实验结果表明，当水醇以2：1时増溶油量较大，达0.55 g。 （3）油相的选择

实验初步选用肉豆蔻酸异丙酯（IPM）、油酸乙酯、乙酸乙酯、玉米油、橄榄油为制备微乳液的油相。通过作相图进一步确定油相，结果如图2所示。

由图2可以看出，用肉豆蔻酸异丙酯（IPM）作为油相所得的微乳区域面积较油酸乙酯、乙酸乙酯、玉米油、橄榄油都大，植物油虽然无毒无副作用，但形成的微乳相区面积较小，可能是由于植物油中均含有大量的油酸、硬脂酸等长链脂肪酸[2]。 2.2 最佳微乳配方的确定和研究

由2.1得到最佳微乳的配方：将Tween80与Span80以1：1.13复配作为混合表面活性剂、乙醇与水以1：2作为混合水相、肉豆蔻酸异丙酯为油相制备的微乳液作为茶多酚载体。 （1）微乳液电导率的研究

由图3可以看出，电导率变化较小，均在1.5 ms/cm范围内，形成微乳的电导率均较低，由于微乳体系中水相为分散相，油相为连续相，但在电场中油相不导电，依靠水相液滴发生碰撞，从而连接形成导电链，使微乳体系在电场中可以导电，但W/O型微乳体系含水量相对较低，液滴之间碰撞次数有限，形成导电链较少，所以微乳体系的电导率较低[2，7]。实验中所测数据符合W/O型微乳电导率随含油量变化的规律，说明了由Tween80-Span80/乙醇/肉豆蔻酸异丙酯/水体系得到的拟三元相图微乳区域中只有一种W/O类型的微乳结构，没有出现相转变现象。 （2）温度对相图的影响

图4为Tween80-Span80/乙醇/肉豆蔻酸异丙酯/水体系在20℃、30℃和40℃下的相图。

从图4可以看出，在不同温度下，微乳体系差异不大，因此该体系具有较好的热

稳定性。

（3）pH值对相图的影响

配制一定浓度的HCl溶液，其pH值分别为1、3、6。从图5可知，Tween80-Span80/乙醇/IPM/水微乳液在酸度增加过程中，相图大致保持不变，因此该体系具有很好的耐酸性。 2.3 茶多酚微乳液相图的研究 （1）茶多酚微乳液的粒径图

图6是茶多酚的粒径图。其中，（a）是不加茶多酚的空白微乳液，（b）是当茶多酚浓度不同，而油相和助表面活性剂量相同时的微乳液。

从图6可看出，空白微乳的粒径较茶多酚微乳液粒径小，当茶多酚的质量分数分别为0.3、0.6及1%（wt）时粒径变化不大，且分散度相差小，说明制备的茶多酚微乳稳定。

（2）茶多酚对微乳流变性的影响

流变学是研究物质的流动与变形的科学[9]。研究物质流变，其目的并不单纯看重其力学行为，而是看重于不同物质的力学特性与结构之间的关系[10]。因此，流变性质的测量，对研究微乳液结构及内部结构有重要意义。

图7是不同微乳样品的剪切曲线，由图可知，加入茶多酚对微乳液的黏度影响较小。这表明茶多酚分子嵌入在微乳液的内核或靠近内核的双分子层中，而不是在连续相中[11]。

用微乳技术在室温条件下制备了茶多酚微乳液，其最佳微乳配方为：以Span80和Tween80复配为表面活性剂，乙醇为助表面活性剂，肉豆蔻酸异丙酯为油相，制备的微乳液作为茶多酚的载体。Span80与Tween80的质量比为1.13：1，乙醇与水的质量比为1：2，（Span80/Tween80）与（乙醇/水）的质量比为7：3，配制出的茶多酚微乳粒径均匀，体系稳定。

所配制的微乳在不同温度与不同pH值下，相对稳定。加入茶多酚后，微乳粒径及黏度较空白的稍有增大；茶多酚浓度不同，微乳液的粒径稍有变化，粒径分散得较均匀。

【相关文献】

[1]Queiroz C，da Silva A JR，Lopes M L M，et al.Polyphenol oxidase activity，phenolic acid composition and browning in cashew apple（Anacardium occidentale，L.）after processing[J].Food Chemistry，2011，125（1）：128-132.

[2]Wang L，Dong Y，Men H，et al.Preparation and characterization of active films based on chitosan incorporated tea polyphenols[J]. Food Hydrocolloids，2013，32（1）：35-41. [3]刘峰.食品功能因子/表面活性剂自聚集体系的制备及表征[D].无锡：江南大学，2010. [4]Flanagan J，Kortegaard K，Neil Pinder D，et al.Solubilisation of soybean oil in microemulsions using various surfactants[J].Food Hydrocolloids，2006，20（2）：253-260.

[5]Jada A，Lang J，Zana R.Relation between electrical percolation and rate constant for exchange of material between droplets in water in oilmicroemulsions[J].The Journal of Physical Chemistry，1989，93（1）：10-12.

[6]薛美玲，张积树.微乳液变型及W/O型导电机理的研究[J].青岛化工学院学报：自然科学版，1998，19（1）：21-26.

[7]颜秀花，许伟，邵荣，等.共轭亚油酸的微乳及其性质研究[J].食品工业科技，2010，31（6）：111-114.

[8]刘妙青，卢建军，李文英.非离子型表面活性剂微乳液的制备及影响因素[J].太原理工大学学报，2005，36（3）：276-278.

[9]Zana R.Surfactant solution：New methods of investigation[M]. Marcel Dekker，Inc.，New York，1987：209.

[10]Schechter R S，Bourrel M.Microemulsions and Related Systems [M].New York：Marcel Dekker，1998：160-185.

[11]Fisher S，Wachtel E J，Aserin A，et al.Solubilization of simvastatin and phytosterols in a dilutable microemulsion system[J]. Colloids and Surfaces B：Biointerfaces，2013（107）：35-42.