微乳的流变特性及贮存优化

张佩华，梅 子，傅玉颖，*

（1.浙江省质量检测科学研究院，浙江杭州310013；2.浙江工商大学食品与生物工程学院，浙江杭州310035）

流变性是指在适当外力作用下，物质所具有的流动和变形的性能，是物质内部微粒间及粒子与溶剂间相互作用的结果[1]，有关复杂流体如聚合物溶液、聚合物熔体、乳剂、微乳等的流变行为，在技术和理论研究上都有广泛关注。对微乳体系流变性的研究，可以推测微乳的微观结构和类型，如O/W结构、双连续结构、W/O结构和层状液晶结构等；掌握流变特性，如某些微乳的层状结构具有剪切稠化现象和负触变性[2]。微乳液可分为单相微乳液和多相微乳液：前者是均匀相体系，有三种结构，即O/W型、W/O型和双连续型；后者是指微乳液处于二相平衡或三相平衡中。相行为、界面张力、流变特性，是决定微乳流体优良特性的关键因素[3]。微乳液在高剪切力下多表现为牛顿流体行为，一般认为W/O型微乳的黏度随着水含量的增加而增加，O/W型微乳黏度随着水含量增加会减小，双连续型微乳多表现为非牛顿流体行为，几乎没有剪切稀释性[4]。流变性质是体系内部微观结构的的宏观表现，本文对微乳流变行为进行研究，结果将有利于微乳在实际中的应用。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

单辛酸甘油酯（GMC） 食品级，河南正通化工有限公司；吐温80 食品级，广州汇科精细化工有限公司；乙醇、丙二醇 均为分析纯，天津市永大化学试剂有限公司；双蒸水 实验室自制；试剂 无特殊说明外均为分析纯。

MCR302流变仪 奥地利安东帕有限公司；78HW-1磁力搅拌器 杭州仪表电机有限公司；Zatasizer Nano ZS粒度分析仪 英国马尔文公司；AR2140分析天平 美国奥豪斯仪器有限公司；LRH生化培养箱 上海一恒科学仪器有限公司；BCD-261E冰箱 伊莱克斯股份有限公司；SZ-93自动双重纯水蒸馏器 上海亚荣生化仪器厂。

1.2 实验方法

1.2.2 黏度的测定 所有样品测试前，均需搅拌均匀后在室温条件下静置24h，选用安东帕MCR302流变仪，同轴双狭缝夹具，DG26.7转子。

1.2.3 稳定性实验

1.2.3.1 粒径测定 将T82、T82-1、T82-100微乳，分别在-18、0、25、40、60℃下贮藏30d后，均配制成T82-100微乳，25℃下静置24h，采用Zatasizer Nano ZS马尔文粒度分析仪平行测定三次。

1.2.3.2 浑浊度观察 将不同处理制成的T82-100微乳样品，25℃下贮藏，定期观察并描述表观性状变化。

2 结果与分析

2.1 流变特性

图1 各相微乳稳态扫描图Fig.1 The effect of shear rate on viscosity of microemulsions

流体的流变特性与体系密切相关，它能反映流体微观结构的存在，对其应用有着重要的作用。由图1可知，各相微乳稳态扫描中看出，所有相微乳在低剪切力下随着剪切力的增加，表观黏度下降迅速，而在相对高剪切力区域，表观黏度与剪切无依赖性，表现出牛顿流体的特性。表观黏度的微量减小可能是外力破坏了微乳中一些分子链的物理缠结而使流动性增大。Gregory G W等[5]认为，剪切会引起双连续相中海绵相所包含的水管收缩、变细和挤压断离。微乳液在高剪切力下表现为牛顿流体，低剪切力下表现出剪切变稀的非牛顿流体的流变特性在许多文献中都有显现[6-8]，这些特性有利于食品微乳制备过程的进行。

图2 各相微乳黏度随温度变化曲线Fig.2 The viscosity-temperature curves of different microemulsion systems

2.2 贮藏优化

为进一步了解不同相微乳的贮藏稳定性，选用-18、0、25、40、60℃温度下贮藏T82、T82-1、T82-100微乳30d，再二次配制成T82-100微乳，探讨稳定性。

图3是各相微乳在-18～60℃范围内贮藏30d后，二次配制成T82-100微乳，25℃下静置24h后测得的平均粒径。T82-100微乳在-18、0、60℃的贮藏温度下，平均粒径均大于60nm，60℃时超过100nm，肉眼观察浑浊。25、40℃时能较好得维持小粒径微粒，但在后期贮藏中发现，只有25℃贮藏下的原T82-100微乳能保持澄清透明，其他均表现出不同程度的浑浊。而由T82、T82-1二次配制的T82-100微乳，平均粒径均维持在20nm之内，在之后90d的贮藏期内，一直保持澄清状态。

表1描述的是T82、T82-1、T82-100各相微乳分别在-18、0、25、40、60℃下贮藏30d后，全部配制成T82-100，转放在25℃下不同贮期的性状。表1中看出，25℃的处理温度下，各样品配制成的T82-100微乳在90d的贮藏期内均能保持澄清透明状态。其他温度处理的原T82-100样品，90d后，均有不同程度的浑浊，而T82、T82-1配制的T82-100在90d贮藏期内，依旧保持澄清透明状态，相比于T82-100微乳，T82、T81-1微乳具有更好的耐温性。这与黏度测定时的结果相对应。同时对微乳的贮藏也具有指导意义，如果采用运输微乳原液，目的地掺水配制，可以节约运输成本，提高微乳货架期。

图3 各微乳在不同贮藏温度下的平均粒径Fig.3 The mean partical size of the microemulsions after storing at different temperatures

表1 各微乳在不同贮藏温度下的性状描述Table 1 The character of microemulsions during storing at different temperatures

3 结论

[1]吴顺芹.氟比洛芬微乳制剂的研究[D].沈阳：沈阳药科大学药剂学，2004.

[2]王世权，陈宗淇，郝策，等.非离子型表面活性剂所组成微乳液的异常流变性[J].化学学报，1993，51：736-743.

[3]Bennett K，Macosko C，Scriven L E，et al.Microemulsion rheology：Newtonian and non-Newtonian regimes[C].San Antonio：Conference paper of SPE Annual Technical Conference and Exhibition，1981：13.

[4]牟建海，李干佐.表面活性剂聚集体的流变性质[J].日用化学工业，2002，32（1）：38-42.

[5]Gregory G W.Shear and elongational rheology of ternary microemulsions[J].Colloids and Surfaces A：Physicochemical and Engineering Aspects，1995，103（3）：273-279.

[6]郑敏英，刘峰，刘杨，等.鱼油微乳液的制备与特性研究[J].食品与药品，2011，13（1）：14-18.

[7]张莉，张志荣，吴文超，等.卵磷脂微乳的流变学特性[J].生物医学工程学杂志，2004，21（3）：436-439.

[8]颜秀花.β-胡萝卜素微乳制剂的研究[D].无锡：江南大学，2008.

[9]Kommuru T R，Gurley B，Khan M A，et al.Self emulsifying drug delivery systems（SEDDS） of coenzyme Q10：formulation developmentand bioavailability assessment[J].International Journal of Pharmaceutics，2001，212（2）：233-246.