五味子籽油微胶囊乳液制备及其稳定性研究

王艳梅，王雅珍，郭红玲，张文斌，刘云苹（黑龙江工业学院环境工程系，黑龙江鸡西158100）

五味子籽油微胶囊乳液制备及其稳定性研究

王艳梅，王雅珍，郭红玲，张文斌，刘云苹
（黑龙江工业学院环境工程系，黑龙江鸡西158100）

研究以吐温-80、十聚甘油单硬脂酸酯为乳化剂，单独或复配后加入95%乙醇，制备五味子籽油乳液，以乳液粒径大小及分布评价乳化效果。结果表明：当吐温-80∶十聚甘油单硬脂酸酯∶油=2∶2∶10，再加入95%乙醇，乳化效果最好，中位径为0.499 μm，体积平均径为0.502 μm；还考察放置8 d、加热、加入不同浓度NaCl溶液、不同浓度五味子多糖等对乳液稳定性影响，结果表明：放置8d对乳液没影响；加热、加入多五味子多糖都使乳液颗粒尺寸变大，稳定性变差；NaCl浓度小于1%，能使乳液颗粒尺寸减少，粒径范围变小，大于1%，随NaCl浓度增大，乳液粒子变大。

五味子籽油；乳化；稳定性

微胶囊技术是采用合成或天然材料将固体、液体或气体包埋并封存在一种胶囊内成为固体微粒产品的技术［1］，微胶囊化能最大限度保持油脂原有的功能活性［2］、良好的气味或掩盖不良气味，而且含高不饱和脂肪酸的油脂被包埋后（如亚麻油、鱼油等），其氧化速率大大降低，氧化稳定性能明显提高，目前国内外已经成功地对鱼油、坚果油、亚麻籽油、燕麦胚芽油的微胶囊化工艺进行了优化［3］，并且微胶囊化使油脂由液态转化为较稳定的固态形式，便于工业化的加工、贮藏和运输［2］。

微胶囊乳状液的稳定性对微胶囊产品质量有非常重要的影响，制备稳定性较高的乳状液是成功制作微胶囊产品的第一步［4］；乳状液是很好脂溶性食品功能因子输送体系［5］，能包埋、保护和传递亲脂性功能成分，被广泛应用于食品、饮料、医药和化妆品等行业。乳化液液滴粒径大小和分布是反映乳化液稳定性的一个重要参数，乳化液平均粒径小、分布均一有利于乳化液的稳定，防止乳化液在均质后发生聚结［6］，所以本文选用乳液粒径大小及分布作为乳化效果评价指标。

北五味子（Schisandra chinensis（Turcz.）Baill.）是木兰科五味子属（Schisandra）落叶木质藤本植物，北五味子习称为“五味子”［7］。2000年卫生部印发《可用于保健食品的物品名单》，五味子列于其中。木脂素是五味子属药用植物主要有效成分，除保肝降酶作用外，还有抗HIV、抗炎、抗癌、PAF（血小板活化因子）拮抗［8］、保护心血管、降血脂、保护神经元、增强记忆力［9］等多种生物活性，在临床、药物和保健食品上的应用越来越广泛［10］。五味子种子压榨油含大量木脂素成分和不饱和脂肪酸，刘长娇［11］、测定了五味子种子压榨油木脂素成分及含量、脂肪酸种类及含量，其中不饱和脂肪酸占92.86%，亚油酸占72.8%，亚油酸在预防动脉粥样硬化和心肌梗塞等心血管疾病方面有良好作用［12］。由此可见，五味子果实具有极高药用和营养价值，是新型“药食同源”功能性保健食品，国际上已成为新兴重要食品原料，前景广阔［13］。

迄今为止鲜见文献研究报道五味子油乳化的相关内容，本试验选用使用吐温-80（T-80）、十聚甘油单硬脂酸酯（十聚单甘酯）为乳化剂、95%乙醇为助乳化剂，以乳液粒径大小及分布为评价指标考察乳化效果，制备五味子压榨油乳状液，并考察了影响乳液稳定性的因素，为进一步将乳液喷雾干燥制得五味子油微胶囊做提供参考和依据，更为五味子油在功能食品、饮料、食品添加剂领域的开发利用等提供理论依据。

1　材料与方法

1.1仪器与试剂

6YL-95植物油螺旋榨油机：河南新象机械有限公司；FS-600N超声波处理器：广州德科生物科技有限公司；BT-9300Z型激光粒度分布仪：丹东市百特仪器有限公司；DK-98-11A型电热恒温水浴锅：天津市秦斯特仪器有限公司；FA2004N型电子天平：上海精密科学仪器有限公司；PHS-3B型精密pH计：上海雷磁。

十聚甘油单硬脂酸酯：合肥中旭生物技术有限公司；五味子多糖（纯度为50%）：西安瑞盈生物科技有限公司；吐温-80、95%乙醇、NaCl、HCl、NaOH：均为分析纯；五味子：采摘于黑龙江鸡西虎林林业局；水。

1.2方法

1.2.1北五味子油制备

称取干燥五味子种子1 000 g，置于6YL-95植物油螺旋榨油机（小型植物油料榨油机）中压榨，收集压榨五味子油脂，4 000 r/min离心10 min，取上清液得五味子籽油样品。

1.2.2不同乳化剂的乳化液制备及乳液粒度分布测定

1.2.2.1T-80为乳化剂

T-80为非离子表面活性剂，本身不电离、不带电荷，分子间无静电斥力，易形成胶束而乳化；另外分子结构紧凑、空间位阻作用小，容易在油水界面形成致密的乳化剂层，从而迅速降低界面张力，促进小颗粒的形成［14］，本研究首先选T-80为乳化剂。T-80分别取0.5、2.5、3.5 g（与油质量比分别为1∶10、5∶10、7∶10），加入到5 g五味子油中，适度搅拌后加200 mL纯净水，FS-600N超声波处理器500 W超声乳化两次，每次2 min，BT-9300Z型激光粒度分布仪测其粒度分布。

1.2.2.2T-80与95%乙醇混合物为乳化剂

助乳化剂可以插入到表面活性剂分子之间，降低表面活性剂分子间相互斥力与电荷斥力，有助于降低表面张力，增加乳液稳定性，常用的助乳化剂有低醇、有机胺等，本文选择乙醇为助乳化剂。分别取0.5、2.5 g（与油质量比分别为1∶10、5∶10）T-80，加入到5 g五味子油加中，适度搅拌后加入5 mL95%乙醇作为助乳化剂，再加200 mL纯净水，FS-600N超声波处理器500 W超声乳化两次，每次2 min，BT-9300Z型激光粒度分布仪测其粒度分布。

1.2.2.3T-80、十聚单甘酯与95%乙醇混合物为乳化剂

T-80有溶血有特性，为安全因素，本文尝试使用HLB值较大的亲水性十聚甘油硬脂酸酯取代部分T-80。聚甘油脂肪酸酯由于其高度安全性，早已被联合国粮农组织和世界卫生组织（FAO/WHO）、欧共体、美国、日本等国家和组织批准用作为食品添加剂（洪有生），具有乳化、结晶调整、保鲜防腐、品质改良等作用［15］。

烧杯中加入2 g T-80、2 g十聚单甘酯，加入五味子油10 g，搅拌后再加10 mL 95%乙醇，加200 mL纯净水，FS-600N超声波处理器500 W超声乳化两次，每次2 min，BT-9300Z型激光粒度分布仪测其粒度分布。

1.2.2.4乳液稳定性考察

选取以上试验所得乳化效果最好的乳液，分别将其室温密闭放置8 d、置于70、80℃水浴中10 min、置于不同浓度NaCl溶液中、置于不同浓度五味子多糖溶液中，分别以BT-9300Z型激光粒度分布仪测其粒度分布。

2　结果与分析

2.1不同乳化剂所得乳液粒度分布及其乳化效果分析

2.1.1以T-80乳化剂

以不同质量T-80为乳化剂，所得五味子油乳液经超声乳化后，测其粒度分布如表1和图1所示。

由表1数据知，T-80与油质量比≤10∶5时，乳化液的D50、D［4，3］、大粒径粒子数量随T-80量的增加而降低，小粒径粒子数量随T-80量的增加而增加，这可能因为乳化剂浓度过低，液滴界面不能达到饱和吸附，不足以形成紧密的界面膜，可能造成较小乳滴的聚合，不利于乳液获得较小粒径［16］；T-80与油质量比≥10∶5时，乳化液D50、D［4，3］、大粒径粒子数量随T-80量的增加而增大，小粒径粒子数量随T-80量的增加而减少，其原因可能是T-80为非离子表面活性剂，当其浓度超过临界胶束浓度时，随其浓度的增大，表面张力不再降低，而其形成的胶束不断增大聚集成胶团，导致乳液粒径增大。

表1　油与T-80不同质量比所得乳液粒度分布Table 1　Size distribution of emulsion under different mass mixing ratios blending oil with Tween-80

图1　油与T-80不同质量比所得乳液粒度频率分布曲线Fig.1　Frequency distribution curves of emulsion under different mass mixing ratios blending oil with Tween-80

由图1可看出，油与乳化剂不同质量比混合时，粒径从小于0.1 μm到100 μm都有分布，粒子大小不均，二者10∶5粒径小于10 μm的粒子数量最多，二者10∶1时粒径大于10 μm的粒子数量最多。

2.1.2T-80与95%乙醇混合物为乳化剂

以T-80为乳化剂、95%乙醇为助乳化剂制得的五味子油乳液，经超声后粒径分布如表2和图2所示。

表2　T-80加入助乳化剂95%乙醇后所得乳液粒度分布Table 2　Size distribution of emulsion adding ethanol cosurfactants

对比表1、2可看出，其他条件相同，加95%乙醇后，油与乳化剂无论是10∶1组还是10∶5组，体积平均径D［4，3］都减少，10∶1组减少程度更大，D［4，3］由加乙醇前的9.237 μm减少到2.417 μm；

图2 加入95%乙醇助乳化剂后所得乳液粒度频率分布曲线

Fig.2Frequency distribution curves of emulsion size distribution of emulsion adding ethanol cosurfactants

加95%乙醇后，油与乳化剂无论是10∶1组还是10∶5组，小粒径区间粒子数量增多，而大粒径区间粒子数量减少，这些都说明加入95%乙醇后，粒子整体变小，乳液稳定性增强。这是因为95%乙醇作为助表面活性剂剂能够与表面活性剂形成混合界面膜，调节表面活性剂的HLB，进一步降低油水间的界面张力，降低表面活性剂的相互排斥力和电荷斥力，增加界面膜的柔顺性和流动性［17］，由此可知，加入少量95%乙醇做助乳化剂就可以使用较少乳化剂用量达到相同的乳化效果。

由图2可以明显看出，加入助乳化剂5 mL 95%乙醇后，油与乳化剂10∶1组与10∶5组乳化效果相差不大。由此可知，当使用使用助乳化剂95%乙醇后，仅使用较少量乳化剂T-80就达到与较大量类似乳化效果，可大大减少T-80用量。

2.1.3以T-80、十聚单甘酯和95%乙醇为乳化剂

以等质量T-80和十聚单甘酯混合物、95%乙醇为复合乳化剂，所得乳液粒径分布如表3和图3所示。

表3　复合乳化剂所得乳液粒度分布Table 3　Size distribution of compound emulsifier emulsion

图3　复合乳化剂所得乳液粒度频率分布图Fig.3　Frequency distribution curves of compound emulsifier emulsion

由表3和图3可看出，T-80与十聚单甘酯两种乳化剂按质量比1∶1复配，再加入助乳化剂后，所得乳液粒径范围小，粒子大小均匀；中位径为0.499 μm，体积平均径为0.502 μm，且96.1%的粒子粒径在1.08 μm以下，没有粒径超过10.4 μm的粒子，乳化效果非常好。以此乳液为对照，考察时间、加热、加盐、加入五味子多糖对乳液粒径大小及分布的影响。

2.2对2.1.3所得乳液稳定性的研究

2.2.1时间对乳液稳定性影响

取2.1.3所得乳液10 mL，在室温密闭放置8 d后测其粒度分布，考察时间对乳液粒径大小及分布的影响，结果如表4所示。

表4　放置8天后乳液粒度分布Table 4　Size distribution of compound emulsifier emulsion after placement for 8 days

由表4可看出，放置8 d后，乳液D90、D90、D ［4，3］、各粒径区间粒子数量几乎没变化，并没发生絮凝、奥氏熟化等现象而使粒度增大，说明8 d内乳液很稳定。

2.2.2加热乳液稳定性影响

取2.1.3所得乳液10 mL于试管中，将试管分别置于70、80℃水浴中10 min，取出后冷却至室温测其粒度分布，考察加热对乳液粒径大小及分布的影响，结果如表5所示。

表5　加热到不同温度时乳液粒度分布Table 5　Size distribution of compound emulsifier emulsion with increasing temperature

由表5数据可知，水浴加热后，乳液D90、D［4，3］都增大，小粒径区间粒子数量减少，而大粒径区间粒子数量增多，温度越高，这种现象越明显，分析原因可能是温度升高，液滴布朗运动加快，相互碰撞几率大，界面膜破裂而使液滴相互合并的现象，即发生聚结现象。对比表5和表3数据可以看出，乳液受热前后粒子大小及分布变化很大。受热前，粒径几乎都小于1 μm，而受热后，粒径大于1 μm的粒子数量大大增加，粒径分布范围变大，粒子大小不均匀，说明升温促使粒子聚集；且粒子主要集中在1 μm以下和10 μm以上两个区间，而1 μm～10 μm之间粒子数量较少。

2.2.3盐溶液对乳液稳定性影响

配制质量浓度为2%、4%、10%、20%NaCl溶液，分别与2.1.3所得乳液等质量混合，得含NaCl浓度为1%、2%、5%、10%的乳液，震荡混匀，再静置1 h后测其粒度分布，结果表6和图4所示。

表6　 置于不同NaCl溶液中乳液后粒度分布Table 6　Size distribution of compound emulsifier emulsion with adding NaCl solution

图4　置于不同NaCl溶液中乳液粒度频率分布曲线Fig.4　Frequency distribution curves of compound emulsifier emulsion with adding NaCl solution

由表6可看出，当乳液中NaCl浓度为1%时，与对照相比，粒子D50、D90、D［4，3］都减小，粒子几乎都在1.08 μm以下，说明此浓度NaCl能显著降低乳液粒径，使乳液更稳定；当乳液中NaCl浓度≥1%，NaCl浓度的增大D50、D90、D［4，3］都增大，小粒径区间粒子数量减少，而大粒径区间粒子数量增多；由此可知，一定浓度NaCl能降低粒子粒径，使乳液稳定性增强，而当NaCl溶液浓度大于某一临界值后，反而使乳液粒径增大，使乳液变得不稳定。这是因为乳液液滴间主要存在着3种主要的相互作用力：一是范德华相互吸引作用，另外两种是排斥相互作用，即静电相互作用和空间位阻相互作用［18］。

低浓度电解质存在，引起带相反电荷的离子在液滴表面的累积，因此能够降低或屏蔽乳液液滴间的范德华相互吸引作用，增大液滴间距离［18］，有效防止了液滴相互聚集而形成絮凝现象；但是在较高的离子强度下，由于带相反电荷的离子在液滴表面的大量积累，液滴自身所带电荷被屏蔽，静电排斥降低，易引起乳状液的失稳［19］。

由图4可见，NaCl浓度对乳液粒子大小及分布影响很大。随NaCl浓度增大，曲线右移，说明随NaCl浓度增大乳液粒子粒径变大；另外，浓度为2%、5%的两条曲线几乎重叠，说明NaCl浓度为2%～5%范围内，NaCl浓度变化对乳液粒度影响不大。

2.2.4北五味子多糖溶液对乳液稳定性影响

五味子多糖有保肝、提高免疫力、抗衰老、抗疲劳等药理作用，且多糖因其高亲水性和大分子量，不但能使乳液液滴之间存在长期空间位阻斥力，也能够改善乳液黏稠度，使乳液具有长期的稳定性［20］。

由此本试验在乳液中加入五味子多糖，以期提高乳液稳定性且增加由该乳液制成的微胶囊的保健功效。

配制五味子多糖溶液2.5%、5%、10%，分别与2.1.3所得乳液等质量混合，得多糖浓度为1.25%、2.5%、5%的乳液，震荡混匀，再静置1 h后测其粒度分布，结果表7和图5所示。

表7　置于不同五味子多糖溶液中乳液粒度分布Table 7　Size distribution of compound emulsifier emulsion with adding fructus schisandrae polysaccharides

图5　置于不同五味子多糖溶液中乳液粒度频率分布曲线Fig.5　Frequency distribution curves of compound emulsifier emulsion with adding fructus schisandrae polysaccharides

由表7可知，加五味子多糖后，乳液D50、D90、D ［4，3］都显著增大；小粒径区间粒子数量随多糖浓度增大而减少；大粒径区间粒子数量随多糖浓度增大而增多；结果与预期的完全相反，分析其原因可能是纯度不够，或者多糖浓度太大，导致乳液界面结构改变，使乳液颗粒增大。

对比图5与图3可知，加五味子多糖对乳液粒子大小及分布影响很大，粒径范围变大，大小不同的粒子占粒子总数百分比也有很大变化。

3　结论

通过本研究可知，T-80能很好地乳化五味子籽油；以T-80乳化剂制备五味子油乳液中加入助乳化剂95%乙醇后，不但减少了吐温用量而且达到了更好的效果，乳液粒径显著减小，中位径为0.499 μm，体积平均径为0.502 μm，且96.1%的粒子粒径在1.08 μm以下，粒子分布区域也减小。

虽然T-80有良好乳化效果，但是它有溶血有特性，当质量浓度为4 mg/mL时，其溶血系数达到60%左右［21］，摄入量最可高可每千克体重25 mg/d，所以在食品级乳液构建中，尽量减少其用量，由此本文选用HLB值（T-80：15；十聚甘油单硬脂酸酯：14.5）与T-80相当的十聚甘油单硬脂酸酯来和T-80复配，作为复合乳化剂，以减少T-80的使用量，减少对人体潜在危害，经本研究证明完全可以达到此目的，即T-80与十聚单甘酯等质量复配，再加助乳化剂95%乙醇，乳化效果非常好。在今后还研究中还可以探索使用天然生物大分子如乳清蛋白、变性淀粉为乳化剂，以达到更好乳化效果，也使产品更安全健康。

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Study on the Preparation and Stability of Microcapsule Emulsion of Schisandra chinensis Seed Oil

WANG Yan-mei，WANG Ya-zhen，GUO Hong-ling，ZHANG Wen-bin，LIU Yun-ping
（Department of Environmental Engineering，Heilongjiang University of Technology，Jixi 158100，Heilongjiang，China）

This paper is a research into the method，using Tween-80，ten polyglycerol monostearate as an emulsifier separate or compound after adding 95%ethanol to make fructus Schisandra chinensis pressure oil emulsion respectively.Evaluate the effects of emulsification according to the particle size and distribution of emulsion.The results showed that after mixing Twain-80，polyglycerol monostearate，oil as 2∶2∶10 ratio，and adding 95%ethanol，the smallest grain and the best effect of emulsifying can be obtained.The median diameter was 0.499μm and mean radius per unit volume was 0.502 μm.This paper also studied that emulsion was under the following conditions，such as placed in 8 d，heat，NaCl，and fructus Schisandra chinensis polysaccharides which impact on the stability of emulsion，the results showed that emulsion placed 8 d had no effect on the stability；fructus Schisandra chinensis polysaccharides could enlarges particle size，and stability became poor.Concentration of NaCl less than 1%，the emulsion particle size and range of the carbon was decreased. When concentration of NaCl was greater than 1%，particle size of emulsifier grew with increase of concentration of NaCl.

Schisandra chinensis seed oil；emulsion；stability

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.15.035

黑龙江大学生创新创业训练计划项目（2015114450007）

王艳梅（1976—），女（汉），讲师，硕士研究生，研究方向：食品生物技术。

2016-04-18