CN107459661A - 一种新型的食品级高内相乳液制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型的食品级高内相乳液制备方法，包括以下步骤：(1)将多糖溶液与蛋白质溶液混合，调节pH值，室温低速搅拌直至溶液变浑浊；(2)然后边恒温搅拌边将油滴加到溶液中，直至将有油花析出，即形成高内相乳液。本发明的高内相乳液制备方法所用原料均为食品级，安全性高，制备条件温和，操作简单，无需使用乳化剂及均质乳化设备，易于工业化生产，在新型食品添加剂及新型食品开发方面具有广阔的应用前景。

Description

一种新型的食品级高内相乳液制备方法

技术领域

本发明属于乳液制备技术领域，具体涉及一种新型的食品级高内相乳液制备方法。

背景技术

高内相乳液是指分散相(即内相)的体积分数在74％以上，甚至高达99％的乳液。一般乳液的分散相的体积分数最多可以达到50％，分散相中的液滴以互不相连的球形分散在连续相中。若增加分散相的体积分数至74％以上，即高内相乳液，分散相液滴会变形成为由连续相薄膜分隔的“多面液胞”，最终占据整个空间。由于高内相乳液中多面液胞的形成，使体系成为不可自由流动的胶冻状态，极大地提高了分散相的体积分数。

高内相乳液的制备方法有两种，分别是表面活性剂法和Pickering乳液法。其中，前者需要使用大量的表面活性剂(5％及以上)，且表面活性剂多为有机合成的高分子物质，因此，目前表面活性剂法主要用于多孔材料和吸附材料的制备，并不适用于食品工业；Pickering乳液是指以超细固体颗粒作为乳化剂而得到的乳状液，具有稳定性强、环境友好等优点，现有技术中，用于制备Pickering乳液的固体颗粒多为黏土、二氧化硅、金属氢氧化物、石墨、炭黑等无机材料；并非所有的Pickering乳液均为高内相乳液，只有当Pickering乳液中的内相含量超过74％时才可称为Pickering高内相乳液，目前关于适用于食品领域Pickering高内相乳液的报道还比较少见。

刘浩(“基于壳聚糖的新型Pickering乳液及相应功能材料的制备和应用”，华南理工大学博士学位论文)于2014年提出利用壳聚糖来制备pH可逆的Pickering乳液，该研究利用壳聚糖在pH 6.7下无法质子化和溶解的原理来得到壳聚糖颗粒，然后，利用壳聚糖颗粒成功制备了乳液，但是，该方法所得乳液的内相含量最高只有66.7％，尚达不到高内相乳液的标准。胡亚琼(“小麦醇溶蛋白胶体颗粒稳定的Pickering乳液、高内相乳液的制备及特性”，华南理工大学硕士学位论文)于2016年提出以小麦醇溶蛋白胶体颗粒和小麦醇溶蛋白/壳聚糖复合胶体颗粒制备Pickering高内相乳液，成品中油相的浓度达到了80％，但是，该方法提及的胶体颗粒制备工艺非常复杂，涉及反溶剂、均质、旋转蒸发等多个环节，并且乳液的制备需要20000rpm的高速搅拌，在一些基础条件较差的企业很难投入使用。

发明专利CN 106832350 A公布了一种淀粉纳米颗粒稳定的Pickering乳液的制备方法，该发明选取直链含量为20％-40％的淀粉，糊化后用无水乙醇滴定，离心，将沉淀冻干得到淀粉纳米颗粒，将淀粉纳米颗粒加入到油水混合液中，制备Pickering乳液。该发明制备的Pickering乳液的油相含量最高可达75％，但是该方法制备淀粉纳米颗粒的工艺较为繁琐，需要经过糊化、搅拌、离心、冻干等诸多步骤，而且在制备乳液时需要10000～30000rmp的高速均质，对设备要求较高，也不适合在一些基础条件较差的企业推广使用。

申请人实验室长期从事食品级聚电解质之间相互作用及产物性质与应用的研究。研究中发现，通过控制适当的条件可使两种带相反电荷的聚电解质形成具有特定表面活性的纳米颗粒。这种纳米颗粒的制备工艺极其简单，只需混合、搅拌即可达到，而且当制备条件合适时纳米颗粒具有极佳的表面性质，无需剧烈乳化或均质即可得到稳定的高内相乳液，因此，在食品级Pickering高内相乳液制备中具有广泛的应用前景。

发明内容

针对现有技术中食品级Pickering高内相乳液制备中遇到的纳米颗粒制备工艺繁琐、需要高速搅拌乳化等技术问题，本发明提供了一种新型的食品级高内相乳液制备方法。

为实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案予以实现：

一种新型的食品级高内相乳液制备方法，包括以下步骤：

(1)将多糖溶液与蛋白质溶液混合，调节pH值，室温低速搅拌直至溶液变浑浊；

(2)然后边恒温搅拌边将油滴加到溶液中，直至将有油花析出，即形成高内相乳液。

对上述技术方案的进一步改进，所述步骤(1)中的多糖为果胶或海藻酸钠。

对上述技术方案的进一步改进，所述步骤(1)中的蛋白质为乳清分离蛋白或卵清蛋白。

对上述技术方案的进一步改进，所述步骤(1)中的多糖溶液中多糖的浓度为2％～3％(w/v)，蛋白质溶液中蛋白质的浓度为1％～2％(w/v)；所述步骤(1)中将多糖溶液与蛋白质溶液等体积混合。

对上述技术方案的进一步改进，所述步骤(1)中的多糖溶液中还包含0～0.4mol/L的NaCl；所述步骤(1)中的蛋白质溶液中还包含0～0.4mol/L的NaCl。

对上述技术方案的进一步改进，所述步骤(1)中调节pH值至3.5～4.5。

对上述技术方案的进一步改进：所述步骤(1)中的低速搅拌是在100～400r/min下搅拌反应10～20min直至溶液变得混浊。

对上述技术方案的进一步改进，所述步骤(2)中以20～25℃的恒温条件、以800-1000r/min的转速搅拌。

对上述技术方案的进一步改进，所述步骤(2)中的油包括食用植物油、脂溶性维生素、脂溶性色素、功能性油脂、香精、精油中的一种或几种。

本发明还提供了根据新型的食品级高内相乳液制备方法制备得到的胶冻状的高内相乳液。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

(1)本发明利用特定的带相反电荷的食品级聚电解质通过静电相互作用可形成不溶性复合物的原理来制备纳米颗粒，该过程极其简单，只需简单的混合、pH调节及低速搅拌即可达到；并且，所得颗粒的表面活性极好，只需以较低速度搅拌即可得到高内相乳液，对设备要求低，免去了通常所需的高速均质或乳化环节，因此工艺更加简单可行，更加适合工业化生产，更加适用于食品工业，在一些基础条件较差的企业也可推广使用。

(2)本发明的高内相乳液制备方法所用原料均为食品级，未引入司盘、吐温或其他一些表面活性剂物质及乙醇等有机溶剂，安全性高，制备过程绿色环保，不会产生酸性或者碱性废液，无毒、无有害物质排出，制备条件温和，耗时、耗能少，产量高。

(3)本发明在组成连续相的蛋白质溶液和多糖溶液中选择性添加NaCl，对静电相互作用有重要影响，进而能够调节所得的连续相的纳米颗粒的表面活性，并且，NaCl是日常中常食用的安全食品材料，对人体无任何副作用。

(4)本发明将多糖和蛋白质混合，调节混合溶液pH后，低速搅拌一段时间使两者形成不溶性复合物，边搅拌边加油，直至有油花冒出，形成外观类似胶冻状的高内相乳液，该乳液的油相含量可高达74％以上，具有良好的水分散性和稳定性，冷藏2个月无油花析出。

(5)采用本专利方法可以制备食用油、脂溶性维生素、脂溶性色素、功能性油脂、香精、精油等高内相乳液，将液态脂溶性成分转变为胶冻状，在食品质构修饰、新型功能性食品配料方面具有广阔的应用前景。

(6)本发明中，这些液态油脂、脂溶性维生素、脂溶性色素或功能性油脂转变成胶状之后，不仅具有良好的分散性及加工与储运稳定性，还方便储存、运输及加工。

综合上述，本发明的高内相乳液制备方法所用原料均为食品级，安全性高，制备条件温和，操作简单，无需使用乳化剂及均质乳化设备，易于工业化生产，在新型食品添加剂及新型食品开发方面具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为本发明的流程示意图；

图2为通过本发明的四个实施例制备的高内相乳液示意图；

图3为通过本发明的四个实施例制备的高内相乳液冷藏2个月后的示意图。

具体实施方式

下面以具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细的说明。

实施例1

1％卵清蛋白溶液(w/v)的配制：将1g卵清蛋白加入到50mL去离子水中，待充分溶解后用去离子水定容到100mL，得到1％的卵清蛋白溶液，储存于4℃冰箱。

2％果胶溶液(w/v)的配制：将2g果胶加入到50mL去离子水中，磁力搅拌至充分溶解后用去离子水定容到100mL，得到2％的果胶溶液，储存于4℃冰箱。

将15mL1％卵清蛋白溶液和15mL2％果胶溶液混合，调节混合溶液pH到3.5，在室温条件下以100r/min搅拌反应10min后形成复合物，然后再在25℃的恒温条件下以1000r/min的转速边搅拌边滴加大豆油，直至将有油花析出，此时即得到外观类似胶冻状的高内相乳液样品A，其载油量(即内相)达80％。而单独的1％卵清蛋白、2％果胶在此条件下的载油量分别仅为1.5％和0.5％。该高内相乳液(样品A)冷藏2个月时没有油花析出。

实施例2

2％卵清蛋白溶液(w/v)的配制：将2g卵清蛋白加入到50mL去离子水中，再加入0.5844g NaCl，充分溶解后用去离子水定容到100mL，得到2％的卵清蛋白溶液，储存于4℃冰箱。

2％海藻酸钠溶液(w/v)的配制：将2g海藻酸钠加入到50mL去离子水中，再加入0.5844g NaCl，充分溶解后用去离子水定容到100mL，得到2％的海藻酸钠溶液，储存于4℃冰箱。

将15mL2％卵清蛋白溶液和15mL2％海藻酸钠溶液混合，调节混合溶液pH到4.5，在室温条件下以200r/min搅拌反应15min后形成复合物，然后再在20℃的恒温条件下以900r/min的转速边搅拌边滴加V_E油，直至将有油花析出，此时即得到外观类似胶冻状的高内相乳液样品B，载油量达80.5％。而单独的2％卵清蛋白、2％海藻酸钠在此条件下制备乳液时的载油量分别仅为1.0％和0.5％。该高内相乳液(样品B)冷藏2个月时没有油花析出。

实施例3

1％乳清分离蛋白溶液(w/v)的配制：将1.0g乳清分离蛋白加入到50mL去离子水中，充分溶解后用去离子水定容到100mL，得到1.0％的乳清分离蛋白溶液，储存于4℃冰箱。

2％果胶溶液(w/v)的配制：将2g果胶加入到50mL去离子水中，充分溶解后用去离子水定容到100mL，得到2％的果胶溶液，储存于4℃冰箱。

将15mL1.0％乳清分离蛋白溶液和15mL 2.0％果胶溶液混合，调节混合溶液pH到3.5，在室温条件下以300r/min搅拌反应10min后形成复合物，然后再在25℃的恒温条件下以800r/min的转速边搅拌边滴加核桃油，直至将有油花析出，此时即得到外观类似胶冻状的高内相乳液样品C，载油量达76.4％。而单独的1％乳清分离蛋白、2％果胶在此条件下制备乳液时的载油量分别仅为1.8％和0.5％。该高内相乳液(样品C)冷藏2个月时没有油花析出。

实施例4

1.5％乳清分离蛋白溶液(w/v)的配制：将1.5g乳清分离蛋白加入到50mL去离子水中，再加入2.3376g NaCl，充分溶解后用去离子水定容到100mL，得到1.5％的乳清分离蛋白溶液，储存于4℃冰箱。

3％果胶溶液(w/v)的配制：将3g果胶加入到50mL去离子水中，再加入2.3376gNaCl，充分溶解后用去离子水定容到100mL，得到3％的果胶溶液，储存于4℃冰箱。

将15mL 1.5％乳清分离蛋白溶液和15mL 3％果胶溶液混合，调节混合溶液pH到3.5，在室温条件下以400r/min搅拌反应20min后形成复合物，然后再在25℃的恒温条件下以800r/min的转速边搅拌边滴加鱼油，直至将有油花析出，此时即得到外观类似胶冻状的高内相乳液样品D，载油量达78.7％。而单独的1.5％乳清分离蛋白、3％果胶在此条件下制备乳液时的载油量分别仅为2.8％和2.0％。该高内相乳液(样品D)冷藏2个月时没有油花析出。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种新型的食品级高内相乳液制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将多糖溶液与蛋白质溶液混合，调节pH值，室温低速搅拌直至溶液变浑浊；

(2)然后边恒温搅拌边将油滴加到溶液中，直至将有油花析出，即形成高内相乳液。

2.根据权利要求1所述的新型的食品级高内相乳液制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的多糖为果胶或海藻酸钠。

3.根据权利要求2所述的新型的食品级高内相乳液制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的蛋白质为乳清分离蛋白或卵清蛋白。

4.根据权利要求3所述的新型的食品级高内相乳液制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的多糖溶液中多糖的浓度为2％～3％(w/v)，蛋白质溶液中蛋白质的浓度为1％～2％(w/v)；所述步骤(1)中将多糖溶液与蛋白质溶液等体积混合。

5.根据权利要求4所述的新型的食品级高内相乳液制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的多糖溶液中还包含0～0.4mol/L的NaCl；所述步骤(1)中的蛋白质溶液中还包含0～0.4mol/L的NaCl。

6.根据权利要求1所述的新型的食品级高内相乳液制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中调节pH值至3.5～4.5。

7.根据权利要求1所述的新型的食品级高内相乳液制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的低速搅拌是在100～400r/min下搅拌反应10～20min直至溶液变得混浊。

8.根据权利要求1所述的新型的食品级高内相乳液制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中以20～25℃的恒温条件、以800-1000r/min的转速搅拌。

9.根据权利要求1所述的新型的食品级高内相乳液制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中的油包括食用植物油、脂溶性维生素、脂溶性色素、功能性油脂、香精、精油中的一种或几种。

10.根据权利要求1-9任一项所述的新型的食品级高内相乳液制备方法制备得到的胶冻状的高内相乳液。