CN109170881A - 制备柑橘油乳液的方法以及柑橘油乳液 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种制备柑橘油乳液的方法以及柑橘油乳液，该方法包括：将含有果胶的水溶液与柑橘油混合，得到混合液，然后将所述混合液进行剪切处理和均质处理；其中，所述含有果胶的水溶液的pH值小于7且含有水、果胶和食品上可接受的酸。本公开的方法不引入乳化剂等有机试剂，安全环保，制备得到的柑橘油乳液具有较好的稳定性，可应用于乳液香精、功能食品等行业。

Description

制备柑橘油乳液的方法以及柑橘油乳液
技术领域
本公开涉及农产品加工领域，具体地，涉及一种制备柑橘油乳液的方法以及柑橘油乳液。
背景技术
柑橘油作为一种天然的植物精油，其主要成分是萜烯类、倍半萜烯类以及高级醇类、醛类、酮类、酯类等组成的含氧化合物，具有浓郁的柑橘特征的芳香气味，常被用于食品、饮料工业。由于水溶性低，柑橘(橙、桔、柚、柠檬等)精油无法直接应用于饮料体系，而O/W乳液可提高芳香油的水分散度、抑制其快速挥发，所以通常是将柑橘精油制备成乳液香精，再进行添加使用。目前针对柑橘油乳液的制备，常使用的乳化剂包括小分子表面活性剂(吐温系列、司盘系列等)、生物大分子乳化剂(果胶、阿拉伯胶、改性淀粉、蛋白质等)。
随着经济增长，生活条件改善，人们对食品消费品的健康、天然有了更高的要求。在对食品配料的选择上，消费者更加青睐由天然成分构成的食品。CN106987313A公布了一种利用大量添加了化学合成的Tween系列乳化剂制备小粒径柠檬油微乳的方法，但Tween的蓄积会对人体产生毒性，因此制备出的乳液却无法满足当下消费者对绿色、天然、健康产品的诉求。由于蛋白质对环境pH较敏感，蛋白质稳定的乳液在贮藏环境条件发生改变时，容易发生聚集并导致不稳定。多糖类乳化剂主要靠空间排斥来稳定乳液，对乳液环境中的pH值、离子强度有较强的抵抗能力，因此应用范围更加广泛。CN102907746B公布了一种以辛烯基琥珀酸酯改性淀粉为乳化剂制备柑橘油乳液的方法，但这种改性淀粉并非天然来源，制备中所加入的辛烯基琥珀酸酐是一种有机试剂，有可能给健康带来潜在威胁。CN107535621A利用大豆可溶多糖制备出橙油乳液，但制备过程中乳化剂的浓度高达5wt％-12wt％，造成制备成本高昂。果胶是一种天然的乳化剂，根据文献报道，果胶的乳化能力优于阿拉伯胶和玉米胶(Bai,Huan,Li&McClements,2017)。柑橘果胶的酯化度远远高于甜菜果胶、苹果果胶等果胶，来源广泛、具有较好的乳化性质，且柑橘果胶还具备稳定柑橘油乳液的潜力(Ettoumi,Zouambia&Moulai-Mostefa,2017)。除此之外，柑橘油和柑橘果胶都源自柑橘加工副产物——柑橘残渣，以柑橘果胶稳定柑橘油乳液，在制备天然柑橘油乳液产品的同时，能扩大柑橘副产物利用率、提高其经济价值。但以柑橘果胶稳定柑橘油乳液往往需要加入大量乳化助剂才能稳定柑橘油乳液，如Ettoumi等研究者以1wt％柑橘果胶为乳化剂制备了柑橘油乳液，乳液制备过程中大量添加了乳化助剂(甘油，甘油：水＝1:2)在水相，这种方法大大增加了制备柑橘油乳液的成本。
因此，需要开发出一种简单有效、不引入有机试剂的方法来提升柑橘果胶乳化柑橘油的能力，改善柑橘油乳液的乳液性质和稳定性。
发明内容
本公开的目的是提供一种制备稳定柑橘油乳液的方法以及柑橘油乳液。
为了实现上述目的，本公开第一方面：提供一种制备柑橘油乳液的方法，该方法包括：将含有果胶的水溶液与柑橘油混合，得到混合液，然后将所述混合液进行剪切处理和均质处理；其中，所述含有果胶的水溶液的pH值小于7且含有水、果胶和食品上可接受的酸。
可选地，所述含有果胶的水溶液的pH值为2～4。
可选地，所述食品上可接受的酸为盐酸、硫酸、醋酸、柠檬酸、苹果酸或草酸，或者它们中的两种及两种以上的组合。
可选地，所述果胶为桔果胶、橙果胶、柚果胶或柑橘果胶，或者它们中的两种及两种以上的组合；
优选地，所述果胶为桔果胶。
可选地，所述含有果胶的水溶液通过将水、果胶和食品上可接受的酸进行酸化混合后得到，所述酸化混合在搅拌的条件下进行，所述搅拌的比功率为2-20W/L；速度为100～1000rpm，时间为3～24h。
可选地，所述含有果胶的水溶液中果胶的含量为0.1～3重量％，优选为0.75～1.25重量％。
可选地，以100重量份的所述混合液为基准，所述柑橘油的用量为2～7.5重量份，优选为3～6重量份。
可选地，所述剪切处理的条件包括：速率为5000～10000rpm，时间为1～5min；
所述均质处理的条件包括：压力为300～800bar，重复次数为2～5次。
本公开第二方面：提供由本公开第一方面所述的方法制备得到的柑橘油乳液。
本公开第三方面：提供一种柑橘油乳液，该柑橘油乳液含有柑橘油、果胶、食品上可接受的酸和水，所述柑橘油乳液的乳液平均粒径为0.78～5.6μm，电位为-30.0～1.65mV，果胶界面张力为8.1～12.5mN/m。
通过上述技术方案，本公开不引入乳化剂等有机试剂，而是通过调整含有果胶的水溶液的pH值，改善了果胶对柑橘油的乳化能力，降低了乳液粒径，提高了柑橘油乳液的稳定性。本公开的方法安全环保，简单有效，能够提高橘类副产物利用率和经济价值；制备得到的柑橘油乳液可应用于乳液香精、功能食品等行业。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是实施例1-3和对比例1制备的柑橘油乳液贮藏30天后的外观照片。
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
本公开第一方面：提供一种制备柑橘油乳液的方法，该方法包括：将含有果胶的水溶液与柑橘油混合，得到混合液，然后将所述混合液进行剪切处理和均质处理；其中，所述含有果胶的水溶液的pH值小于7且含有水、果胶和食品上可接受的酸。
本公开中，通过调整所述含有果胶的水溶液的pH值，能够有效改善其界面性质，从而提高对柑橘油的乳化能力，降低柑橘油乳液的平均粒径，最终提高了柑橘油乳液的稳定性。进一步地，所述含有果胶的水溶液的pH值可以为2～4。
根据本公开，所述食品上可接受的酸的种类可以在很大范围内改变，例如可以为盐酸、硫酸、醋酸、柠檬酸、苹果酸或草酸，或者它们中的两种或三种的组合。
根据本公开，所述果胶可以为桔果胶、橙果胶、柚果胶或柑橘果胶，或者它们中的两种或三种的组合。优选地，所述果胶可以为桔果胶和/或柚果胶。本公开对所述果胶的来源没有特殊的限制，可以采用现有技术中的方法制备得到，也可以为市售的产品。
根据本公开，所述含有果胶的水溶液通过将水、果胶和食品上可接受的酸进行酸化混合后得到。进一步地，可以先配置具有适宜pH值的酸溶液，然后再将果胶与该酸溶液混合。为了达到理想的效果，所述酸化混合可以在搅拌的条件下进行，所述搅拌的比功率为2-20W/L；速度为100～1000rpm，时间为3～24h。
根据本公开，所述含有果胶的水溶液中，果胶的含量可以为0.1～3重量％，优选为0.75～1.25重量％，进一步优选为1～1.25重量％。酸的用量为使得所述含有果胶的水溶液达到所需的pH值即可。
根据本公开，以100重量份的所述混合液为基准，所述柑橘油的用量可以为2～7.5重量份，优选为3～6重量份。
根据本公开，将所述含有果胶的水溶液与柑橘油混合得到的混合液进行剪切处理，可得到粗乳液，将该粗乳液继续进行均质处理，可得到稳定精细的柑橘油乳液。其中，所述剪切处理的条件可以包括：速率为5000～10000rpm，时间为1～5min。所述均质处理的条件可以包括：压力为300～800bar，重复次数可以为2～5次。
本公开第二方面：提供由本公开第一方面所述的方法制备得到的柑橘油乳液。
采用本公开的方法所制备的柑橘油乳液中，果胶的界面性质好，乳液平均粒径小，表现出较好的乳液稳定性。因此，本公开第三方面：提供一种柑橘油乳液，该柑橘油乳液含有柑橘油、果胶、食品上可接受的酸和水，所述柑橘油乳液的乳液平均粒径为0.78～5.6μm，电位为-30.0～1.65mV，果胶界面张力为8.1～12.5mN/m。其中，所述果胶界面张力是指，形成柑橘油乳液中的含有果胶的水溶液与柑橘油之间的界面张力，其可以采用本领域的常规方法测得，例如悬滴法。
以下通过实施例进一步说明本公开，但并不因此而限制本公开。
实施例中所使用的柑橘油、柑橘果胶购自上海源叶生物科技有限公司，所使用的橙果胶、桔果胶和柚果胶分别提取自橙皮、桔皮、柚皮。提取方法如下：将柑橘皮(橙皮、桔皮、柚皮)在50℃烘箱中烘干，用粉碎机打粉，过100目筛，得到柑橘皮粉。将300g柑橘皮粉加入到4.5L的pH＝2的盐酸溶液中，加热至95℃，提取1h，提取完成后用四层纱布过滤，将滤液在4000rpm下离心20min，收集上清液，加入等量无水乙醇以沉淀果胶，经过夜沉淀后，用四层纱布将果胶沉淀滤出，并用手尽力将沉淀中的溶剂挤出，最后在50℃的烘箱中烘干，用粉碎机打粉，得到果胶(橙、桔、柚果胶)。
实施例1
将1g桔果胶加入到94gpH值为2的盐酸溶液中，用磁力搅拌器在比功率为10W/L，转速为500rpm的条件下，搅拌酸化混合24h，使桔果胶充分溶解，得到95g pH值为2的含有桔果胶的水溶液。将5g柑橘油加入到上述水溶液中，用高速剪切机在9000rpm转速下剪切处理3min，得到粗乳液，再利用高压均质机对该粗乳液进行均质处理，均质压力为600bar，重复3次，得到稳定的柑橘油乳液。该柑橘油乳液贮藏30天后的外观照片如图1，可见其呈均匀连续相，未发生水油分离现象，稳定性好。
实施例2
将1g桔果胶加入到94g pH值为3的盐酸溶液中，用磁力搅拌器在比功率为10W/L，转速为500rpm的条件下，搅拌酸化混合24h，使桔果胶充分溶解，得到95g pH值为3的含有桔果胶的水溶液。将5g柑橘油加入到上述水溶液中，用高速剪切机在9000rpm转速下剪切处理3min，得到粗乳液，再利用高压均质机对该粗乳液进行均质处理，均质压力为600bar，重复3次，得到稳定的柑橘油乳液。该柑橘油乳液贮藏30天后的外观照片如图1，可见其呈均匀连续相，未发生水油分离现象，稳定性好。
实施例3
将1g桔果胶加入到94g pH值为4的盐酸溶液中，用磁力搅拌器在比功率为10W/L，转速为500rpm的条件下，搅拌酸化混合24h，使桔果胶充分溶解，得到95g pH值为4的含有桔果胶的水溶液。将5g柑橘油加入到上述水溶液中，用高速剪切机在9000rpm转速下剪切处理3min，得到粗乳液，再利用高压均质机对该粗乳液进行均质处理，均质压力为600bar，重复3次，得到稳定的柑橘油乳液。该柑橘油乳液贮藏30天后的外观照片如图1，可见其呈均匀连续相，未发生水油分离现象，稳定性好。
实施例4-6
按照实施例1的方法制备柑橘油乳液，区别在于，分别采用橙果胶、柚果胶和柑橘果胶替换实施例1中的桔果胶。
实施例7
将1g桔果胶加入到94g pH值为1的盐酸溶液中，用磁力搅拌器在比功率为10W/L，转速为500rpm的条件下，搅拌酸化混合24h，使桔果胶充分溶解，得到95g pH值为1的含有桔果胶的水溶液。将5g柑橘油加入到上述水溶液中，用高速剪切机在9000rpm转速下剪切处理3min，得到粗乳液，再利用高压均质机对该粗乳液进行均质处理，均质压力为600bar，重复3次，得到稳定的柑橘油乳液。
实施例8
将1g桔果胶加入到94g pH值为5的盐酸溶液中，用磁力搅拌器在比功率为10W/L，转速为500rpm的条件下，搅拌酸化混合24h，使桔果胶充分溶解，得到95g pH值为5的含有桔果胶的水溶液。将5g柑橘油加入到上述水溶液中，用高速剪切机在9000rpm转速下剪切处理3min，得到粗乳液，再利用高压均质机对该粗乳液进行均质处理，均质压力为600bar，重复3次，得到稳定的柑橘油乳液。
实施例9
按照实施例1的方法制备柑橘油乳液，区别在于，采用醋酸溶液替换实施例1中的盐酸溶液。
实施例10
按照实施例1的方法制备柑橘油乳液，区别在于，采用柠檬酸溶液替换实施例1中的盐酸溶液。
实施例11
将1.75g桔果胶加入到93.25g pH值为2的盐酸溶液中，用磁力搅拌器在比功率为10W/L，转速为500rpm的条件下，搅拌酸化混合24h，使桔果胶充分溶解，得到95g pH值为2的含有桔果胶的水溶液。将5g柑橘油加入到上述水溶液中，用高速剪切机在9000rpm转速下剪切处理3min，得到粗乳液，再利用高压均质机对该粗乳液进行均质处理，均质压力为600bar，重复3次，得到稳定的柑橘油乳液。
实施例12
将1g桔果胶加入到92g pH值为2的盐酸溶液中，用磁力搅拌器在比功率为10W/L，转速为500rpm的条件下，搅拌酸化混合24h，使桔果胶充分溶解，得到93g pH值为2的含有桔果胶的水溶液。将7g柑橘油加入到上述水溶液中，用高速剪切机在9000rpm转速下剪切处理3min，得到粗乳液，再利用高压均质机对该粗乳液进行均质处理，均质压力为600bar，重复3次，得到稳定的柑橘油乳液。
对比例1
配制pH值为7的含有桔果胶的水溶液，然后按照实施例1的方法制备柑橘油乳液。该柑橘油乳液贮藏30天后的外观照片如图1，可见其已发生水油分离现象，稳定性差。
对比例2-4
按照对比例1的方法制备柑橘油乳液，区别在于，分别采用橙果胶、柚果胶和柑橘果胶替换对比例1中的桔果胶。
测试实施例1
测试实施例1-12与对比例1-4的柑橘油乳液的果胶界面张力、乳液平均粒径和电位，测试结果见表1。
界面张力测试方法：利用视频光学接触角测量仪(OCA25，Dataphysics，德国)，采用悬滴法测定，具体步骤为：为避免产生气泡，将柑橘油缓慢放置入样品池中，将进样器尖端置于柑橘油液面一下，注射10μL含果胶的水溶液形成液滴，对液滴形状进行图像采集，持续2500s，软件对液滴形状轮廓进行分析得到果胶溶液-柑橘油的界面张力。
乳液粒径、电位测试方法：利用马尔文zeta电位仪(Zetasizer Nano ZS，Malvern，英国)进行测定，测试条件为：柑橘油和水的折光指数分别设定为1.47和1.33，每个乳液样本稀释500倍后进行测定，每个样本重复测定三次。
表1
果胶界面张力(mN/m) 乳液平均粒径(μm) 电位(mV)
实施例1 9.60±0.32 0.82±0.04 -1.54±0.39
实施例2 10.92±0.24 1.36±0.11 -10.29±0.61
实施例3 10.89±0.53 1.57±0.23 -25.47±0.61
实施例4 12.3±0.13 3.10±0.36 -1.28±0.28
实施例5 10.85±0.17 0.95±0.02 -0.08±0.02
实施例6 11.29±0.35 2.22±0.02 -7.51±0.29
实施例7 9.78±0.19 4.06±1.45 -0.22±0.43
实施例8 11.98±0.18 3.58±0.50 -30.10±0.10
实施例9 9.83±0.27 0.92±0.07 -1.68±0.33
实施例10 9.93±0.41 0.89±0.11 -1.38±0.18
实施例11 8.56±0.37 1.37±0.08 1.48±0.17
实施例12 9.60±0.32 4.86±0.66 1.33±0.28
对比例1 12.98±0.44 3.50±0.36 -38.27±0.32
对比例2 13.40±0.28 12.80±1.45 -1.28±0.27
对比例3 12.88±0.33 7.33±0.31 -0.08±0.02
对比例4 13.27±0.20 4.77±0.15 -7.51±0.28
由表1可见，本公开的柑橘油乳液的平均粒径小，果胶界面张力低，乳液稳定性好。由实施例1-3与实施例7-8的对比可见，当所述含有果胶的水溶液的pH值为2～4时，能够进一步降低柑橘油乳液的平均粒径和果胶界面张力，提高柑橘油乳液的稳定性。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种制备柑橘油乳液的方法，其特征在于，该方法包括：将含有果胶的水溶液与柑橘油混合，得到混合液，然后将所述混合液进行剪切处理和均质处理；其中，所述含有果胶的水溶液的pH值小于7且含有水、果胶和食品上可接受的酸。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述含有果胶的水溶液的pH值为2～4。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述食品上可接受的酸为盐酸、硫酸、醋酸、柠檬酸、苹果酸或草酸，或者它们中的两种或两种以上的组合。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述果胶为桔果胶、橙果胶、柚果胶或柑橘果胶，或者它们中的两种或两种以上的组合；
优选地，所述果胶为桔果胶。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述含有果胶的水溶液通过将水、果胶和食品上可接受的酸进行酸化混合后得到，所述酸化混合在搅拌的条件下进行，所述搅拌的比功率为2-20W/L；速度为100～1000rpm，时间为3～24h。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述含有果胶的水溶液中果胶的含量为0.1～3重量％，优选为0.75～1.25重量％。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，以100重量份的所述混合液为基准，所述柑橘油的用量为2～7.5重量份，优选为3～6重量份。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述剪切处理的条件包括：速率为5000～10000rpm，时间为1～5min；
所述均质处理的条件包括：压力为300～800bar，重复次数为2～5次。
9.由权利要求1-8中任意一项所述的方法制备得到的柑橘油乳液。
10.一种柑橘油乳液，其特征在于，该柑橘油乳液含有柑橘油、果胶、食品上可接受的酸和水，所述柑橘油乳液的乳液平均粒径为0.78～5.6μm，电位为-30.0～1.65mV，果胶界面张力为8.1～12.5mN/m。
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