二十八碳醇在功能饮料中的乳化工艺探讨

曾伟山

摘要：二十八烷醇具有良好的医学生理效应和运动机能效应， 以二十八烷醇为原料可制成各种健康功能食品，包括糖果、糕点饮料等行业都可应用二十八烷醇，但由于二十八碳醇是一种高级脂肪醇，加入饮料体系存在需要乳化的问题，此为生产工艺中首先需要解决的问题。本文详细介绍了二十八烷醇在加入饮料体系时在乳化剂品种、用量选择等方面的实验研究，尤其探讨了乳化剂的复配使用问题。

关键词：二十八碳醇 乳化剂 功能饮料 体系 稳定性

中图分类号：TS275.4 文献标识码：A 文章编号：1672-5336（2014）08-0004-03

Abstract：Octacosanol has a good medical effects of physical exercise and functional effect ， Octacosanol for raw materials can be made from a variety of functions of health foods， including candy， cakes and drinks industries can be applied Octacosanol ， However due to Octacosanol is a high-alcohol fatty alcohol， adding there is need for beverage Emulsion system， for the production process to be resolved first. This paper describes Octacosanol in the system when they joined the beverage in the emulsifier varieties to choose the amount of experimental research in such areas， especially on the emulsifier mixed use.

Key Words：Octacosanol Emulsion Sports drinks System Stability

本研究是开发功能饮料而作，基本的研究设想是开发一种饮料，满足现代人群缓解紧张感，缓解体乏，解除脑疲劳之专用饮品。

本文推荐的功能性成分是二十八烷醇（或n-二十八烷醇），俗名蒙旦醇，日本称为高粱醇，结构式：CH3（CH2）26CH2OH，外观为白色粉末或鳞片状晶体，溶点为83℃。可溶于热乙醇、乙醚、苯、甲苯、氯仿、二氯甲烷、石油醚等有机溶剂，不溶于水。对酸、碱、还原剂稳定，不吸潮。二十八烷醇是天然存在的高级醇，主要存在于蔗蜡，糠蜡，小麦胚芽油，蜂蜡及虫蜡等天然产物中。自1937年，国外学者发现它对人体的生殖障碍疾病有治疗作用后，渐渐为人所知。从1949年美国依利诺依大学的T.K.Cureton博士等学者花费了20年的时间，作了894人、42个项目的测试研究，确定了二十八烷醇积极促进的生理功能效果。

1 原理

由于二十八碳醇是一种高级脂肪醇，加入饮料体系存在需要乳化的问题，此为生产工艺中首先需要解决的问题，实验在乳化剂品种、用量选择等方面均做了细致的研究，尤其解决了乳化剂的复配使用问题。

食品乳化剂是一类能使两种或两种互不相容构成相（如：油和水，二十八烷醇和水）均匀地形成分散或乳状体的活性物质。其特性取决于乳化剂的HLB值（亲水亲油平衡值），而HLB值的大小取决于乳化剂的分子构成，乳化剂的分子亲水基团数量多，表现出强的亲水性，即HLB值高，形成水包油形乳化剂；若乳化剂分子中碳氢链越长，亲油基团大，则亲油性强，HLB值小，形成油包水型乳化剂，人们规定亲水性100%乳化剂，HLB值为20，亲油性100%，HLB值为0，期间分成20等分。

乳化剂的内部结构由两部分组成，亲水部分和亲油部分。乳化剂中的亲油基与油脂结构中长链烷烃相似，故乳化剂中的烷烃可与油脂互溶，而乳化剂中亲水基与水和溶水性物质都存在或多或少的羟基，能相互相容。在互相排斥的油水体系中，加入乳化剂，经过恰当的加工过程（如强力搅拌、均质等），可使之形成均质状态的分散体系。

2 实验材料和主要仪器

2.1 实验材料

二十八碳醇（10%含量）：广东省食品工业研究所提供。乳化剂：分子蒸馏单甘酯、糖酯（SE-9，SE-13，SE-15），Tween60，Tween80，SPAN60，聚甘油酯，均为市售食品级。中间相：丙二醇、乙醇以及食用油脂，均为市售食品级。基料：葡萄糖，维生素，矿物质，香精，色素，山梨酸钾，均为市售食品级。

2.2 主要仪器

电子天平（德国萨得利斯公司），乳化搅拌机（德国服洛克公司），均质机（利乐公司），生化培养箱，冰箱（德国西门子），恒温水浴箱，离心机。

2.3 乳化液的稳定性评价

将配制好的乳化液10ml置于带刻度的离心管中，在3000转/分钟的速度下离心10分钟，读取顶部上浮层高度及液体总高度，并观察底部是否有絮狀沉淀.采用以下公式计算上浮指数，该数值越小，表示乳化液越稳定.再各取乳化液倒入比色管中，在生化培养箱中37℃恒温静置1天.然后将其拿出横向对比，观察其稳定性：

3 实验方法和结果讨论

以添加0.1%二十八碳醇为固定添加量，把二十八碳醇加入到乳化剂（或中间相）中，加热至85℃至分散或溶解；再用85℃水定容至所需浓度，在18000转/分钟的高速乳化剪切30分钟，自然冷却至室温，观察其稳定性并作评价。

3.1 乳化剂的筛选

本实验选取了不同的亲水性的乳化剂和亲油性的乳化剂，即分子蒸馏单甘酯、糖酯（SE-9，SE-13，SE-15），Tween60，Tween80，SPAN60，聚甘油酯，各乳化剂特性及HLB值如表1所示，分别实验了4个用量时对乳化液稳定性的影响，发现各乳化剂单独使用时效果很不理想。其中的分子蒸馏单甘酯、糖酯（SE-15）和Tween60相对好些，实验结果如图1所示。

3.2 中间相的采用

由于二十八碳醇的特殊性质，实验采用了丙二醇、乙醇以及食用油脂（花生油）作为中间相，以期制备二十八碳醇的浓缩乳状液，实验结果如图2所示。结果表明采用热乙醇10%浓度时效果稍好，但是体系稳定性较差（出现絮状沉淀），需要采用恰当的均质方法能消除（在20MPa压力下），这会给生产带来困难。说明二十八碳醇的乳化应该不是一个相转移的过程。

3.3 乳化剂的复筛

在采用热乙醇作为中间相的同时，对乳化剂进行了复筛，在此基础上选定了3种乳化剂作为混配的基础，即分子蒸馏单甘酯、糖酯（SE-15）和Tween60。并在实验基础上进一步发现，当采用这3种乳化剂时，不再需要热乙醇作为中间相，采用油中法乳化可以获得较稳定的二十八碳醇浓缩乳状液。

3.4 乳化剂用量的确定

乳化剂用量的确定主要与复合以后的乳化剂的HLB值有关，所以将所有复合后的乳化剂的HLB值定为3-12不同的梯度进行产品乳化情况测定，实验将二十八碳醇浓缩20倍、40倍和100倍的情况下进行了体系的乳化情况测定。测定结果如表2所示。

实验设计中的体系浓度为实际二十八碳醇参考用量的倍数。实验结果分析证明，当复合乳化剂的HLB值在8～9之间时效果最为理想，其具体配比为：0.002%分子蒸馏单甘酯、0.002%糖酯（SE-15）和0.01%Tween60 。可以制备成二十八碳醇的100倍浓缩乳状液，实际复合乳化剂的参考用量与二十八碳醇的比例为1：1，最终制备的浓缩乳状液稳定情况如表3所示。

经本方法制备的十八碳醇浓缩乳状液在15小时内具有较好的乳化稳定性，但当时间更长时，此浓缩乳状液会产生絮状分层情况，所以本浓缩乳状液需要在15小时内用完，否则需要制备新的浓缩乳状液。车间生产时按排产情况，提前一个班（8小时）制备浓缩液供下班使用。

3.5 产品稳定性研究报告

分别采用37℃，4℃，-20℃，常温四个储藏条件，37℃，4℃，常温储藏时间为2周，分别检验样品外观、色泽、口感和风味的变化以及微生物生长情况，以试验产品的储藏稳定性。实验结果如表4所示。

运动饮料基本配方：主要成分组成：功能性成分：二十八烷醇（内含10%的28碳醇20mg），维生素等。速效能源物质：葡萄糖；矿物质：NaCl，KCl，MgSO4等。香精：柠檬、橙等，可以开发为系列化品种；色素：柠檬黄、日落黄、胭脂红等，可以开发为系列化品种；酸味剂：柠檬酸。

本产品均通过冷冻、冷藏和常温、高温的储藏实验，具有较好的储藏稳定性。

3.6 最终确定的产品生产工艺如下

（1）二十八碳醇浓缩乳状液制备；制备成100倍的浓缩乳状液：将二十八碳醇和分子蒸馏单甘酯，Tween60在搅拌情况下混合后加热使成为均匀体系，并保持在85℃。将糖酯（SE-15）和水混匀后，在搅拌情况下加热，使成为均匀体系，保持在85℃，将二十八碳醇和分子蒸馏单甘酯，Tween60的混合物迅速加入糖酯和水混合体系，剧烈搅拌30min（18000转/分钟），使成为均匀体系。此均匀体系在密闭容器下，保持85℃慢速搅拌（20转/分钟），按需加入饮料体系，此体系无需均质，需在15小时内用完。（2）基料投放：将除香精，二十八碳醇浓缩乳状液，防腐剂以外的所有基料投放在一起（维生素、色素配成一定浓度的溶液加入），加入水中混合，搅拌20min后，加入防腐剂的水溶液，二十八碳醇浓缩乳状液和香精，继续搅拌5min。（3）体系灭菌：UHT，121℃，15秒。（4）灌装：采用PET热灌装瓶热灌装。

4 结语

配制一种含有28碳醇的均匀稳定的满足现代人群缓解紧张感，缓解体乏，解除脑疲劳的运动饮料，对于丰富我國第三代功能性食品及促进人类的健康事业的发展具有重要的现实意义。

参考文献

[1]胡小松，蒲彪，廖小军.运动饮料软饮料工艺学，中国农业大学出版社.2002.2.

[2]凌关庭.乳化剂、增稠剂和稳定剂食品添加剂手册，第三版，北京：化学工业出版社，2003.1.

[3]刘宝亮，康可佳.食品乳化剂的特性及在油脂乳化中的应用[J].中国食品添加剂2007：61-64.

[4]片平亮太.新健康食品添加剂——二十八碳醇[J].新食品工业，1984，26（3）49-52.

[5]GB/T15266-2000，运动饮料[S].