生姜精油的乳化效果研究

◎ 孙 俊，卢建龙，王 丽

（1.广州市领航食品有限公司，广东 广州 511458；2.广东岭南职业技术学院，广东 广州 510663）

生姜是姜科多年生草本植物姜的新鲜根茎，高30～100 cm，我国大部分地区都有种植，在全国各地的市场均有出售，属于国内大宗农贸产品，产量大，品种多，是人们重要的日常香辛料调味品之一[1-3]。生姜精油是生姜活性成分的富集物，由生姜辛辣成分组成，气味芳香浓烈，因其油溶性大，挥发性强，不溶于水的物理特点，生姜精油在水溶性物质中的使用很受限制，所以将生姜精油制备成一种水溶乳液是一种非常理想的方式。

膜乳化技术是制备乳液的一种新型技术，其原理是分散相在氮气压力的作用下透过微孔膜的膜孔，在膜表面形成液滴，在沿膜表面流动的连续相的冲洗作用下，液滴的直径达到一定值后，就从膜表面剥离，从而形成乳液。该技术自1994年开始引入中国后，一直由相关科研机构不断地探索完善，现已能够实现所制备乳液粒径均一，大小可控，且过程能耗少，条件温和[4-5]。目前采用膜乳化法制备生姜精油乳液的应用未见报道，本实验研究了膜乳化法制备生姜精油乳液的效果，为扩展生姜精油乳液的食品应用打下理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

生姜精油，郑州雪麦龙食品香料有限公司。

SPG快速膜乳化装置，日本SPG公司；高速剪切均质乳化机BRS500，安徽博进化工机械有限公司；奥林巴斯显微镜400。

1.2 方法

1.2.1 高速剪切均质机乳化法

分别称取1 g、3 g、5 g的乳化剂（吐温80），分别加入纯净水50 g、生姜精油5 g置于烧杯中，用高速剪切均质机乳化1 min（10 000 r·min-1），样品分别标识为乳液1号、乳液2号、乳液3号。

1.2.2 SPG快速膜乳化法

称取乳化剂（吐温80）1 g、纯净水50 g、生姜精油5 g置于烧杯中，用高速剪切均质机乳化1 min（10 000 r·min-1），然后作为初乳液再通过SPG膜乳化装置进行膜乳化，样品标识为乳液4号。

2 结果与分析

2.1 乳液微观形态比较结果

用相同倍镜电子显微镜观察4种乳液的形态大小，1号、2号、3号、4号乳液微观形态观察图分别如图1、图2、图3、图4所示。

图1 乳液1号微观形态图

图2 乳液2号微观形态图

图3 乳液3号微观形态图

图4 乳液4号微观形态图

通过显微镜观察可看出，对于不同比例乳化剂制备的生姜精油乳液，高速剪切均质机乳化法得到的乳液液滴大小均无法控制，形态大小不一，而在乳化剂最小用量条件下的SPG快速膜乳化法制备的生姜精油乳液形态均匀，大小均一，稳定性较好。说明采用SPG快速膜乳化法制备生姜精油乳液，比常规方法——高速剪切均质机乳化法有非常大的优势：乳化剂用量少，乳液液滴大小均一，乳液状态稳定，为后续研究生姜精油乳液的应用范围打下了坚实基础。

2.2 乳液稳定性分析

各乳液的稳定性观察结果如下表1。

表1 乳液的稳定性表

通过长时间的观察发现，乳液1号、2号、3号均有破乳分层，上层有浮油，说明乳液1号、2号、3号的乳液体系不稳定，生姜精油没有充分被乳化剂包埋，对照乳液1号、2号、3号的显微镜图片来看，乳化后的液滴直径较大且不均匀，是导致体系不稳定的内在因素之一。而乳液4号经过长达1周以上的常温观察，仍然稳定均一，和乳化初期一致，结合乳液4号的显微镜观察来看，乳液4号液滴大小很小，约3～5 μm，整体均一，这是也乳液4号体系稳定的一个重要因素。

结合以上观察，要达到乳液体系稳定，必须要做到乳液液滴直径达到微米级，且大小均一。液滴直径越小，乳化体系越稳定，越不容易破乳分层。同时乳化方法和乳化剂的用量对最终的乳化结果有直接影响，乳化剂的用量关系到生姜精油是否能被包埋乳化，乳化方法决定了乳液液滴的直径大小，在两者的协调作用下，液滴直径越小，所用的乳化剂量也越少，

通过研究发现，膜乳化技术相比传统的均质乳化技术，在同等量生姜精油条件下，膜乳化技术使用的乳化剂量更少，乳液液滴直径更小，乳液体系更稳定。

3 结论

生姜精油经高剪切均质机乳化后，再采用膜乳化法进行乳化，液滴大小可控，形态均一，整体稳定，相比常规乳化方法，乳化剂用量少，乳液整体状态稳定，说明膜乳化法的应用优势明显。膜乳化法乳化生产的生姜精油乳液有利于扩展生姜精油在水溶性食品中的应用范围。