纳米姜油乳液乳化剂复配研究

梁博 杨帅 杜野 刘甲奇 林川 左拥金

摘 要：为了提高纳米姜油乳液的稳定性，以平均粒径为指标，采用均匀实验优化姜油乳化剂的复配工艺。最后得到乳化剂最佳配方为：Span-80、Tween-80、D-95的浓度分别为0.80 g/10mL、0.05g/10mL、0.15g/10mL。制备的纳米姜油乳液的平均粒径为84.27 nm，具有较好的存储稳定性。

关键词：姜油；纳米乳液；稳定性；超声波

姜油具有抗氧化、抑菌、抗炎、镇痛、抗癌、保护肠胃和改善心血管系统等功能，不仅用作食品及饮料的调味品，也可作为价格高昂的医药和香精的原料。由于姜油为油溶性物质，在水中的溶解性和分散性较差，使其应用受到很大的限制。由于纳米乳液具有粒径小，稳定性高的特点，所以制备纳米姜油乳液可以大大提高姜油的适用范围[1-4]。

本文首先加入乳化剂，在机械搅拌下制备姜油粗乳液，然后在超声波辐射下得到姜油纳米乳液，并采取均匀实验方法优化了乳化剂配方，制备的纳米乳液具有很好的稳定性。

1 材料、仪器与方法

1.1 材料

姜油，食品级，广州晶晶生物科技有限公司；聚乙二醇400、Span-80、Tween-80，食品级，江苏省石油化工厂；D-95（蒸馏单硬脂酸甘油酯），食品级，佳力士添加剂（海安）有限公司；SE-15（蔗糖脂肪酸酯），食品级，杭州瑞林化工有限公司；松香甘油酯，食品级，无锡市双惠化工有限公司。

1.2 设备与仪器

DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器，邦西仪器科技（上海）有限公司；电子天平，赛多利斯科学仪器（化工）有限公司；玻璃仪器气流烘干器仪器，郑州英峪领科技仪器有限公司；TGL-18C高速台式离心机，上海安亭科技仪器厂；马尔文Zetasizer Nano ZS90激光粒度仪，英国马尔文仪器有限公司，SCIENTZ-950E超声波细胞粉碎机，宁波新芝生物科技股份有限公司。

1.3 纳米姜油乳液制备

将一定量的乳化剂加入到盛有蒸馏水的烧杯中，搅拌5 min，使其充分溶解形成溶液。将2g姜油缓慢加入水相中，用恒温磁力搅拌机在2400r/min下搅拌10min，形成20%姜油粗乳液。将scientz-950E型超声波细胞破碎仪辐射杆浸入粗乳液中，辐射15min，得纳米姜油姜油乳液。

1.4 纳米姜油乳液粒度测定

以平均粒径来表征姜油纳米乳液稳定性，粒径越小越好。采用Zetasizer Nano ZS90型激光粒径分布仪在室温下测量姜油纳米乳液的平均粒径，设定60s为平衡时间，每10s为一间隔，每次扫描5次。

2 结果与讨论

2.1 均匀设计及实验结果

通过均匀实验确定最优的乳化剂复配方案，选取6因素11水平（均匀设计因素水平表见表1）的均匀设计表进行试验，实验安排及结果见表2。

2.2 二次回归模型

运用DPS 7.05 软件对上述实验数据进行回归分析，得到回归方程为：

由方程得出的最佳配方为：Span-80，Tween-80，D-95的浓度分别为0.80g/10mL、0.05g/10mL、0.15g/10mL（SE-15、聚乙二醇400和松香甘油酯则被剔除），预测在此条件下制备的纳米乳液的平均粒径为70.70nm。根据上述实验条件进行实验验证，重复3次求平均值，得平均粒径为68.27nm，接近预测值，证明二次回归模型合理。

2.3 纳米乳液稳定性研究

2.3.1 纳米乳液粒径分布

最佳配方下制备纳米乳液的粒径分布图如图1所示。由图可知，纳米乳液粒径分布窄，其平均粒径为84.27nm，制备的纳米姜油乳液具有较好的贮存稳定性。

2.3.2 纳米乳液的离心稳定性

纳米乳液在10000r/min下离心10 min后，无分层现象，且分别稀释10、20、30、40、50、60、70、80、90与100倍后离心，同样无明显分层现象，说明纳米乳液具有良好的离心稳定性。

3 结论

为了提高纳米姜油乳液的稳定性，扩大其在食品生产应用范围，本文采用均匀设计实验设计，筛选最佳的乳化剂配方。通过二次回归方程优化了各乳化剂的浓度，确定了最佳工艺参数为：Span-80、Tween-80、D-95的浓度分别为0.80g/10mL、0.05g/10mL、0.15 g/10mL。最佳配方制备的纳米姜油乳液的平均粒径为84.27nm，纳米乳液粒径分布窄，并且在10000r/min下离心10 min后无分层现象，以上均表明纳米姜油乳液具有良好的稳定性。

参考文献

[1]杨显辉，代培春，曾磊，等，姜缬草挥发油微胶囊制备工艺优化及稳定性研究[J].粮食与油脂，2018（8）：10-14.

[2]刘凯，方晓璞，苗永军，等.红花籽油和茶油氧化过程中紫外可见吸收光谱的变化[J].粮食与食品工业，2015， 22（6）：47-50.

[3]许明君，徐振秋，董兴叶.响应面法优化海英菜籽油微胶囊化工艺[J].食品研究与开发，2016，37（16）：110-114.

[4]董志俭，张晓鸣，许时婴，等.复合凝聚球状多核薄荷油微胶囊的耐热性研究[J].食品科学，2009，30（5）：120-123.

基金项目：黑龙江省普通本科高等学校青年创新人才培养计划（编号：UNPYSCT-2018205）；黑龙江省普通高校基本科研业务费专项资金（编号：LGYC2018JC052）。

作者简介：梁博（1986—），男，汉族，山东聊城人，博士，副教授。研究方向：纳米乳液的制備及应用。

通讯作者：杜野（1976—），男，汉族，黑龙江绥化人，博士，副教授。研究方向：IPMC人工肌肉的制备及应用。