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虫白蜡高级烷醇微乳液的制备及其在功能饮料 [复制链接]

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年5月31日,国家卫计委通过了将高级脂肪烷醇混合物添加至新资源食品中的审查并发布了公告,因此高级烷醇应用于食品领域具有广阔的前景。虫白蜡是由白蜡虫分泌的一种绿色天然产物,是我国特有的资源昆虫产品,其中约含有88%~96%的高级脂肪酸酯,用还原法或皂化法可制备高含量的高级烷醇,即虫白蜡高级烷醇。

中国林业科学研究院资源昆虫研究所,国家林业局特色森林资源工程技术研究中心的马金菊、马李一、张弘*等人选用GB—《食品添加剂使用标准》允许使用的几种添加剂作为乳化剂和助乳化剂制备了高负载量的高级烷醇微乳原液,并严格控制其用量在国家食品标准允许添加范围内,当把微乳原液进一步应用于功能饮料等食品领域时,其中乳化剂含量更微乎其微,提升了食用安全性,大大拓展了高级烷醇的应用范围。

1、虫白蜡高级烷醇中金属残留

虫白蜡高级烷醇中砷、铅、汞、镉、铝的残留量均在国家标准规定的最大限量范围内,说明虫白蜡高级烷醇符合国标对食品添加剂的要求,可微乳化后应用于功能饮料。

2、乳化剂HLB值的选择

HLB值为10时微乳液原液的平均粒径最小,且粒径分布均匀,确定HLB值10为最佳,得到的微乳液原液中高级烷醇、大豆油、聚甘油蓖麻醇酯、吐温-20、1,2-丙二醇、卵磷脂、水质量比为1.00:2.00:2.25:2.25:6.00:1.50:.40。此时,得到的高级烷醇微乳原液粒径为(12.43±0.12)nm,Zeta电位为(56.40±0.33)mV,PDI为0.10±0.04。Zeta电位是评判分散液稳定性的有效指标之一,理论上来说Zeta电位的绝对值大于30mV说明分散液的稳定性较好。

3、乳化温度对高级烷醇微乳原液制备的影响

50、55℃条件下高级烷醇乳化很不完全,静置后上浮分层,粒径分布不均匀(12.0nm~9.0μm),Zeta电位很低;60、65℃条件下得到未分层的高级烷醇乳状液,外观为乳白色、不透明,平均粒径约为.57nm;当乳化温度为70~85℃时即可制备得到透明略发蓝光、稳定、平均粒径约为12.33nm的高级烷醇微乳液。

4、高级烷醇微乳原液的稳定性

制备的高级烷醇微乳原液经5次冷热循环后,平均粒径为(16.63±0.86)nm,Zeta电位为(40.10±1.14)mV,PDI为0.12±0.08,仍具有良好的均匀性;高级烷醇微乳原液经5次冷热循环及离心后,平均粒径为(20.68±0.54)nm,Zeta电位为(37.55±1.50)mV,PDI为0.15±0.07,仍然保持相当好的稳定性。

5、伪三元相图分析

基于一定的预实验,发现1,2-丙二醇更有助于高级烷醇微乳液的形成,根据微乳双重膜理论和负界面张力理论,亲水性较强的1,2-丙二醇作为助乳化剂,可与聚甘油蓖麻醇酯、吐温-20、卵磷脂复配乳化剂协同作用形成混合膜,使界面张力进一步下降至超低,以致产生瞬间负界面张力,体系自发扩张界面,增加界面膜的流动性,促使微乳液的形成和稳定性的增强。虫白蜡高级烷醇由于其较高的HLB值极难被乳化为微乳液,在不同的Km值下微乳区域都较小,当Km为2:1时,油相:混乳为1:9~4:6可得到高级烷醇微乳液,油相:混乳为5:5~9:1不能得到微乳液;当Km为1:2时,油相:混乳为1:9~2:8才可得到高级烷醇微乳液,即,随着Km值的减小,微乳区域不断减小。

6、高级烷醇功能饮料的配制配制的高级烷醇功能饮料于r/min离心30min,仍然保持澄清透明、无分层、无上浮、无沉淀;配制的高级烷醇功能饮料经5次冷热循环-离心后,仍然保持着相当好的稳定性;将高级烷醇功能饮料室温贮藏45d,依然澄清透明,无上浮、无沉淀。前面制备的高级烷醇微乳原液中高级烷醇的负载量为0.22%,根据日本油脂株式会社的报道,通常每人每天口服0.2~0.8mg高级烷醇即可达到增强体力和耐力、消除疲劳的目的,因此配制一瓶mL的高级烷醇运动饮料只需要0.5mL高级烷醇微乳原液即可满足消除疲劳的需求。

结论

本实验制备出高负载量的虫白蜡高级烷醇微乳原液,确定最佳乳化温度为70~75℃,此时所得微乳粒径约为12.43nm,分布均匀,Zeta电位约为56.40mV,微乳原液中各乳化剂和助乳化剂的用量严格控制在食品国家标准允许添加范围内。微乳原液的离心稳定性、冷热循环稳定性等均为1级;微乳原液室温静置65d后,依然透明,无上浮和沉淀,平均粒径无变化,具有良好的贮藏稳定性;微乳原液具有良好的稀释稳定性,分别稀释2、5、10、50倍和倍后依然透明稳定、无破乳现象。虫白蜡高级烷醇微乳的微乳区域随着Km值的减小而不断缩小。本实验制备的微乳简单易行,有效解决了虫白蜡高级烷醇不溶于水、分散性较差等问题,作为新型功能原料所制备的功能饮料澄清透明、稳定性良好且工艺简单,此外,高级烷醇微乳还可应用于其他保健品、药品制剂等产品的开发研究,具有广阔的市场前景。

本文《虫白蜡高级烷醇微乳液的制备及其在功能饮料中的应用》来自于《食品科学》年40卷12期78-84页,作者:马金菊,马李一,李凯,张雯雯,张玉荣,杨茂栋,陈晓鸣,张弘。DOI:10./spkx2---。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

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修改/编辑:袁艺;责任编辑:张睿梅

图片来源于百度图片

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