胭脂虫红W/O/W乳液工艺

滕雅蓉

上海统益生物科技有限公司（上海 200444）

食品的色泽能增进食欲，增加消化液分泌量，促进食品在人体中的消化和吸收，为获得良好的食品色泽，常在食品加工过程中添加食用色素。食用色素按其来源可分为合成色素和天然色素两大类。合成色素具有色泽鲜艳、着色力强、稳定性好等一系列优点，但大部分合成色素具有毒性（包括毒性、致泻性和致癌性），会对人体造成不同程度的伤害。来源于天然动植物的可食用色素被称为天然食用色素，其安全性较高，颜色自然，且其中部分天然色素还具有一定营养价值和药理作用。随着健康意识的提高，消费者对天然食用色素的需求急剧增长，然而天然食用色素因其本身稳定性差的缺陷，使得应用受阻，因此对天然食用色素进行物理改性以获得良好的稳定性、更广的适用范围成为食品工业重要的研究方向。

胭脂虫红来源于寄生在仙人掌类植物上的雌性胭脂虫，是蒽醌类的天然色素，被广泛应用于药品、食品、化妆品等领域[1]。胭脂虫红酸被认为是最安全的天然色素之一，其易溶于水、稀酸、稀碱、乙醇、丙二醇，但其在酸性条件下不稳定、易沉淀，且在肉制品及鱼糜制品中不易扩散而形成色斑，极大限制其使用范围。对胭脂虫红酸进行物理包埋，可改善其着色力、在酸性条件下的稳定性及在肉制品和鱼糜制品中不易扩散的缺点，使其能更广泛地应用到食品领域。

双乳化采用的是两步制备法，即将单一的W/O型或O/W型乳液（初乳）进一步乳化使其均匀分布在另一种连续相中，通常情况下W/O型进一步分散在水中，可形成W/O/W型复合乳液；O/W乳剂进一步分散在油中，可形成O/W/O型复合乳液。最常见的是W/O/W复合乳液，其中各相依次叫内相（内水相）、中间相（油相）、外相（外水相）[2]。

双乳化获得的复合乳液因其特殊的结构可在不改变原物质水油溶解性的条件下实现包埋、保护、稳定、缓释等多种功能，胭脂虫红酸由于本身性质限制，需要通过双乳化改善其不耐酸、不易扩散的性质，从而扩大应用范围。

1 材料与方法

1.1 主要原料和试剂

胭脂虫红（纯度98%，秘鲁IMBAREX Natural Color& Ingredients Company）。

大豆油，司盘80，阿拉伯胶，大豆油，水，白砂糖，果胶，奶粉，柠檬酸，冷冻鱼糜，玉米淀粉，谷氨酸钠。

1.2 主要设备

水浴锅，F25高剪切分散乳化机（德国FLUKO），电子天平，离心机，均质机，Nano-ZA90型粒径分析仪（英国Malvern）。

1.3 试验方法

1.3.1 乳液制备方法

以纯胭脂虫红酸水溶液作为内水相，大豆油为油相，司盘80、磷脂为亲油性乳化剂，将内水相、油相、亲油性乳化剂混合，在高剪切分散乳化机上以10 000 r/min的转速搅拌10 min，得到初乳。阿拉伯胶溶于水作为外水相，与初乳混合后用均质机均质后得到胭脂虫红W/O/W复合乳液。

1.3.2 乳液稳定性的测试方法

测定胭脂虫红复合乳液的离心稳定性：将所制备的胭脂虫红W/O/W复合乳液置于25 ℃水浴中恒温30 min，在1 500 r/min的条件下离心15 min，乳液出现分层，将上层液取出，读取体积，计算得到其离心稳定性。

离心稳定性=[乳液总体积（mL）-上层液体体积（mL）]/乳液总体积（mL）×100% （1）

1.3.3 乳化条件的确定

以乳液稳定性作为考察指标，设计正交试验，对乳化工艺参数进行优化，正交试验因素水平见表1。

表1 正交试验因素水平表

1.3.4 粒径分析

称取0.1 g胭脂虫红复合乳液，加入99.9 g水，搅拌均匀得到乳液稀释液，设置折光率为1.45，测试乳液粒径。

1.3.5 饮料应用试验

取100 g白砂糖、0.3 g果胶、800 g水，在80 ℃条件下搅拌30 min，加入20 g奶粉，继续搅拌30 min，加入1.5 g柠檬酸和0.1 g胭脂虫红复合乳液，搅拌10 min，测得pH 3.5，在20 MPa压力下进行均质，在85℃条件下杀菌10 min后进行灌装。阳光下放置10 d。

1.3.6 鱼丸应用试验

取200 g冷冻鱼糜、10 g大豆油、5 g玉米淀粉、0.5 g谷氨酸钠、0.1 g胭脂虫红复合乳液，在搅拌机中充分混合后，用模具压制成球状，获得粉红色鱼丸，观察颜色分布情况。

2 结果与讨论

2.1 乳化工艺正交试验结果分析

由表2可知，各因素的极差R大小顺序为B＞C＞A＞D，各因素对乳液稳定性影响的主次顺序为：阿拉伯胶用量＞磷脂用量＞司盘80用量＞均质压力。从表2可以看出，试验2的稳定性最高，达96.5%。通过比较k值看出最佳工艺组合为A1B3C2D2，即2%司盘、20%阿拉伯胶、1%磷脂、30 MPa均质压力。按最优乳化工艺A1B3C2D2进行3次试验，结果取平均值，测得乳液稳定性为98.3%，说明通过正交试验优化得到的最优乳化工艺可靠。将最优工艺条件下制备的胭脂虫红W/O/W复合乳液在25 ℃条件下存储1个月后，肉眼观察乳液不分层，再次测离心稳定性，得其乳液稳定性为97.8%，说明试验所制备的乳液稳定性较好，可长时间存储。

表2 正交试验结果

2.2 粒径分析

称取0.1 g胭脂虫红复合乳液，加入99.9 g水，搅拌溶解充分后，取样测试粒径。测试结果表明：平均粒径为162 nm，粒径分布较为均匀。由此说明所制备的乳液较均一，稳定性较好。

图1 胭脂虫红复合乳液粒径分布图

2.3 饮料应用试验

取100 g白砂糖、0.3 g果胶、800 g水，在80 ℃条件下搅拌30 min，加入20 g奶粉，继续搅拌30 min，加入1.5 g柠檬酸和0.1 g胭脂虫红复合乳液，搅拌10 min，调整pH 3.5，在20 MPa压力下进行均质，在85℃条件下杀菌10 min后进行灌装。将所制备的胭脂虫红W/O/W复合乳液及10%未经乳化的胭脂虫红酸水溶液按上述方法分别应用在酸性含乳饮料中，同样放置阳光下10 d。

由表3可以看出，双乳化法制备的胭脂虫红W/O/W复合乳液应用在饮料中时，颜色均匀未出现明显沉淀，克服胭脂虫红酸不耐酸的缺点，能在酸性条件下稳定存在，从而扩大其在酸性饮料中的应用。

表3 饮料应用试验

2.4 鱼丸应用试验

取200 g冷冻鱼糜、10 g大豆油、5 g玉米淀粉、0.5 g谷氨酸钠、0.1 g胭脂虫红复合乳液，在搅拌机中充分混合后，用模具压制成球状，获得粉红色鱼丸。按上述方法将所制备的胭脂虫红复合乳液及10%未经乳化的胭脂虫红酸水溶液分别添加在鱼丸中，观察鱼丸表面颜色分布情况。

表4 鱼丸应用试验

如表4所示，双包埋法制备的胭脂虫红W/O/W复合乳液可以均匀分散在鱼糜制品中，不会形成色斑，能简化生产工艺，从而扩大胭脂虫红酸在食品中的应用范围。

3 结论

试验采用司盘80及磷脂作为亲油性乳化剂、阿拉伯胶为亲水性乳化剂，通过双乳化法制备胭脂虫红W/O/W复合乳液，该乳液离心稳定性可达98.3%，在25℃条件下存储1个月后，肉眼观察乳液不分层，离心稳定性为97.8%。说明试验所制备的胭脂虫红乳液具有较高的稳定性。通过应用试验表明，该法制备的胭脂虫红W/O/W复合乳液在酸性饮料中放置一段时间无明显沉淀，在鱼丸应用中颜色均匀，无明显色斑。

与现有技术相比，试验采用天然的胭脂虫红酸为原料，符合食品安全相关法规，无健康安全隐患。试验采用物理双乳化法制备W/O/W型胭脂虫红复合乳液，不改变胭脂虫红酸的化学结构，仅通过物理手段实现胭脂虫红酸在酸性条件下及鱼糜制品中均匀稳定着色，拓宽胭脂虫红的应用范围。