CN109806782B

CN109806782B - 一种基于黑茶纳米聚集体稳定的Pickering乳液及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN109806782B
Application number: CN201910101196.6A
Authority: CN
Inventors: 林晓蓉; 叶锡光; 李斌; 陈忠正; 张媛媛; 黄欣琪
Original assignee: South China Agricultural University
Current assignee: South China Agricultural University
Priority date: 2019-01-31
Filing date: 2019-01-31
Publication date: 2021-05-11
Anticipated expiration: 2039-01-31
Also published as: CN109806782A

Abstract

本发明属于材料技术领域，公开了一种基于黑茶纳米聚集体稳定Pickering乳液及其制备方法和应用。该方法包括以下步骤：(1)黑茶水提取物浸提，通过超滤离心分离黑茶纳米聚集体；(2)以黑茶纳米聚集体为乳液稳定剂，使其在油水界面发生不可逆吸附，得到稳定Pickering乳液。本发明以不同类型黑茶的纳米聚集体为Pickering乳液稳定剂，其来源天然，绿色健康，不需改性既能有效稳定Pickering乳液。此外，黑茶纳米聚集体中茶褐素、茶多酚、茶多糖等物质具有抗氧化、降脂减肥等功效，可赋予Pickering乳液黑茶纳米聚集体生物活性组分的功效，拓宽Pickering乳液的应用领域，提高其应用价值。

Description

一种基于黑茶纳米聚集体稳定的Pickering乳液及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于材料技术领域，特别涉及一种基于黑茶纳米聚集体稳定的Pickering乳液及其制备方法和应用。

背景技术

乳状液是指两种互不相溶的液体，一种液体均匀分散在另一种液体中得到的热力学上不稳定的分散体系。Pickering乳液是利用同时具有亲水/亲油性的固体颗粒替代传统表面活性剂稳定的新型乳液，与传统乳液相比，其乳化效果好、乳化剂用量少、成本低、毒性小，乳液稳定性强，不易受环境温度、pH值、盐浓度等的影响，一般具有长期稳定性，在化妆品、食品等多个领域均有广泛的应用。

Pickering乳液稳定剂主要为无机粒子，包括：TiO₂、SiO₂、锂皂石(硅酸镁锂)、蒙脱石(硅铝酸盐)、羟磷灰石(碱式磷酸钙)等，无机粒子稳定的Pickering乳液的生物降解能力和生物相容性会限制其在食品和药学领域的应用。近年来，人们对于“绿色食品”和“清洁标签”的关注逐渐增多，研究者更倾向利用生物来源的材料稳定乳液，增加食品乳液的安全性和环境相容性。目前，食品级Pickering乳液稳定剂主要包括多糖类、蛋白质类和多糖-蛋白质复合物，多糖类物质包括淀粉、纤维素、壳聚糖等，蛋白质类包括大豆蛋白、豌豆蛋白、玉米醇溶蛋白、乳铁蛋白等。多糖类或蛋白质类通常过于亲水或疏水，需通过修饰改性才能有效稳定Pickering乳液，如专利CN201710027460公开了一种淀粉纳米颗粒稳定的Pickering乳液的制备方法，提供了一种高校、绿色环保的淀粉纳米颗粒的制备方法，并利用该淀粉颗粒稳定Pickering乳液。多糖-蛋白质类复合物包括：玉米醇溶蛋白-壳聚糖复合颗粒、乳铁蛋白-卡拉胶复合颗粒等，天然的采用多糖-蛋白类复合物，可利用亲、疏水性互补的方式获得润湿性好、适宜稳定Pickering乳液的复合颗粒，如专利CN201610375510公开了一种可食性蛋白稳定Pickering乳液制备方法，通过壳聚糖和小麦醇溶蛋白复合有效稳定Pickering乳液，天然的多糖-蛋白质复合物避免了修饰改性剂的加入，有效提高乳液的安全性，因此，寻找亲疏水性互补的天然复合物用于稳定Pickering乳液成为研究热点。

黑茶纳米聚集体是黑茶中茶褐素、茶多酚、蛋白质、茶多糖等多种化学组分自发聚集形成的聚集体结构，含有羟基、羧基、氨基等亲水性基团和疏水性区域，具有一定亲/疏水性。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的首要目的在于提供一种基于黑茶纳米聚集体稳定的Pickering乳液的制备方法；以不同黑茶纳米聚集体为Pickering稳定剂，制备黑茶纳米聚集体Pickering乳液。

本发明的另一目的在于提供一种上述制备方法制备得到的Pickering乳液。

本发明的再一目的在于提供一种上述Pickering乳液的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种基于黑茶纳米聚集体稳定的Pickering乳液的制备方法，包括以下步骤：

(1)分离黑茶纳米聚集体；

(2)利用黑茶纳米聚集体稳定Pickering乳液。

步骤(1)所述分离黑茶纳米聚集体具体按照以下步骤：向黑茶原料加入25～100℃水，黑茶原料与水的质量比为1:10～1:250，然后在25～100℃水浴条件下浸提2～120min得到黑茶水提取液，再使用截留分子量为3～100kDa的离心超滤管于温度4℃、离心力1000～4000g条件下离心10～40min，收集内管和外管得到不同粒径范围的黑茶纳米聚集体溶液，冷冻干燥，于-20℃保存，得到黑茶纳米聚集体。

所述黑茶原料是以茶树[Camellia sinensis(L.)O.Kuntze]鲜叶和嫩梢为原料，经杀青、揉捻、渥堆、干燥工艺加工制成的产品，优选为茯砖茶、青砖茶、六堡茶、康砖茶、普洱茶或千两茶。

所述黑茶原料与25～100℃水的质量比为1:50；所述水浴的温度为100℃；所述浸提的时间为30min；所述离心超滤管截留分子量为100kD；所述离心力为4000g；所述离心的时间为20min；所得黑茶纳米聚集体为平均直径＞10nm和平均直径≤10nm两类胶粒。

步骤(2)所述利用黑茶纳米聚集体稳定Pickering乳液具体按照以下步骤：将黑茶纳米聚集体按照质量百分数0.5％～6.0％的量用水溶解，加入质量分数0.02％的叠氮钠，调节黑茶纳米聚集体分散相pH为2～11，按油和水的体积比为1:9～6:4加入油相，10000～20000r/min高速剪切均质1～2min，40MPa高压均质1～3次，得到Pickering乳液。

所述油相与水不相溶。

所述黑茶纳米聚集体按照质量百分数2.0％的量用水溶解；所述黑茶纳米聚集体分散相pH为8；所述油和水的体积比为4:6；所述高速剪切均质的转速为20000r/min，时间为2min；所述高压均质的压力为40MPa，均质次数为3次。

一种根据上述的方法制备得到的Pickering乳液。

上述的Pickering乳液在食品、化妆品和生物医药领域中应用。

通过激光光散射技术测定Pickering乳液液滴粒径，评价本发明所得Pickering乳液液滴大小；通过激光多普勒测速技术测定Pickering乳液体系Zeta电位，评价本发明所得Pickering乳液静电稳定性；通过光学显微镜观察Pickering乳液的微观结构。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及有益效果：

本发明采用食品级Pickering稳定剂，以黑茶纳米聚集体为Pickering粒子，黑茶纳米聚集体含茶褐素、蛋白质、茶多糖、茶多酚等物质，具有一定的亲、疏水性，可有效稳定Pickering乳液；此外，茶多酚等是茶叶保健功效的物质基础，以黑茶纳米聚集体为Pickering乳液稳定剂，可赋予Pickering乳液黑茶纳米聚集体生物活性组分的功效，拓宽Pickering乳液的应用领域，提高其应用价值。

附图说明

图1为黑茶纳米聚集体(平均直径>10nm)Pickering乳液的粒径分布。

图2为黑茶纳米聚集体(平均直径≤10nm)Pickering乳液的粒径分布。

图3为黑茶纳米聚集体(平均直径>10nm和平均直径≤10nm)Pickering乳液的体系Zeta电位，其中PNAs为黑茶纳米聚集体(平均直径>10nm)，PS为黑茶纳米聚集体(平均直径≤10nm)。

图4为黑茶纳米聚集体(平均直径>10nm和平均直径≤10nm)Pickering乳液的微观结构。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

为了使本发明的目的、技术方案更加清晰明确，下面结合以云南普洱茶纳米聚集体作为稳定剂举例，对本发明进一步详细说明。本发明所用设备仪器和试剂均为本领域所常用。应当理解，此处所描述的举例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：黑茶纳米聚集体Pickering乳液的构建。

(1)准确称取4.5g黑茶茶叶于250mL锥形瓶中，加入沸水225mL，沸水浴30min，每10min振荡一次，趁热抽滤，冷却定容。

(2)移取4mL黑茶水提取物于100KDa超滤管内管，于温度4℃和离心力4000g条件下离心20min；收集内/外管溶液得不同粒径范围(平均直径＞10nm和平均直径≤10nm)的纳米聚集体溶液，冷冻干燥得冻干粉，即为黑茶纳米聚集体，待用。

(3)固定黑茶纳米聚集体添加量为质量百分数2％，超纯水溶解，加入质量分数0.02％的叠氮钠，用1mol/L HCl或1mol/L NaOH分别调节黑茶水提取物分散相pH为8，锡箔纸避光静置过夜(12～14h)，按油和水的体积比为4:6加入大豆油(总体积50mL)，20000r/min剪切均质2min，40MPa高压均质3次，测定Pickering乳液液滴粒径、体系Zeta电位，观察乳液液滴微观结构。结果如图1～4所示，黑茶纳米聚集体(平均直径>10nm和平均直径≤10nm)Pickering乳液体系静电稳定性高，液滴呈球型。

实施例2：乳液液滴粒径及粒径分布测定

将本发明制备的新鲜的或储藏后乳液的粒径及粒径分布利用马尔文3000激光粒度仪测量，分别用去离子水和1％SDS作为分散剂。乳液的相对折光系数设为1.095，系大豆油折光系数(1.456)与水折光系数(1.33)的比值。乳液的粒度以d4,3(体积加权平均粒径)表示。结果表明：黑茶纳米聚集体(平均直径>10nm)Pickering乳液液滴粒径为2.93±0.01μm，以小粒子分布为主；黑茶纳米聚集体(平均直径≤10nm)Pickering乳液液滴粒径为7.00±0.06μm，以大粒子分布为主。黑茶纳米聚集体(平均直径>10nm)乳液液滴粒径分布较黑茶纳米聚集体(平均直径≤10nm)乳液液滴粒径分布集中。

实施例3：乳液体系静电稳定性测定

采用LDV技术测定乳液Zeta电位，研究本发明基于黑茶纳米聚集体稳定的Pickering乳液的静电稳定性。结果显示：黑茶纳米聚集体(平均直径>10nm)Pickering乳液体系Zeta电位值为52.0±1.7mV，黑茶纳米聚集体(平均直径≤10nm)Pickering乳液体系Zeta电位值61.9±0.7mV。黑茶纳米聚集体(平均直径>10nm和平均直径≤10nm)Pickering乳液体系Zeta电位值大于50mV，体系静电稳定性高。

实施例4：乳液液滴微观结构观察

分别用超纯水和1％SDS将本发明制备的基于黑茶纳米聚集体稳定的Pickering乳液稀释10倍，利用光学显微镜观察乳液液滴大小和形态(调节物镜倍数，通过计算机采集数据并进行拍照)。结果表明：黑茶纳米聚集体(平均直径>10nm和平均直径≤10nm)Pickering乳液液滴呈球型。其中，黑茶纳米聚集体(平均直径>10nm)Pickering乳液液滴小、数目多，而黑茶纳米聚集体(平均直径≤10nm)Pickering乳液液滴大，数目少。与激光粒度仪结果一致。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种基于黑茶纳米聚集体稳定的Pickering乳液的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）向黑茶原料加入25~100 ℃水，黑茶原料与水的质量比为1:10~1:250，然后在25~100 ℃水浴条件下浸提2~120 min得到黑茶水提取液，再使用截留分子量为3~100 kDa的离心超滤管于温度4 ℃、离心力1000~4000 g条件下离心10~40 min，收集内管和外管得到不同粒径范围的黑茶纳米聚集体溶液，冷冻干燥，于-20 ℃保存，得到黑茶纳米聚集体；

（2）将黑茶纳米聚集体按照质量百分数0.5%~6.0%的量用水溶解，加入质量分数0.02%的叠氮钠，调节黑茶纳米聚集体分散相pH为2~11，按油和水的体积比为1:9~6:4加入油相，10000~20000 r/min高速剪切均质1~2 min，40 MPa高压均质1~3次，得到Pickering乳液。

2.根据权利要求1所述的一种基于黑茶纳米聚集体稳定的Pickering乳液的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述黑茶原料是以茶树鲜叶和嫩梢为原料，经杀青、揉捻、渥堆、干燥工艺加工制成的产品。

3.根据权利要求1所述的一种基于黑茶纳米聚集体稳定的Pickering乳液的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述黑茶原料包括茯砖茶、青砖茶、六堡茶、康砖茶、普洱茶或千两茶。

4.根据权利要求1所述的一种基于黑茶纳米聚集体稳定的Pickering乳液的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述黑茶原料与25~100 ℃水的质量比为1:50；所述水浴的温度为100℃；所述浸提的时间为30 min；所述离心超滤管截留分子量为100 kD；所述离心力为4000g；所述离心的时间为20 min；所得黑茶纳米聚集体为平均直径＞10 nm和平均直径≤10 nm两类胶粒。

5.根据权利要求1所述的一种基于黑茶纳米聚集体稳定的Pickering乳液的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述油相与水不相溶。

6.根据权利要求1所述的一种基于黑茶纳米聚集体稳定的Pickering乳液的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述黑茶纳米聚集体按照质量百分数2.0%的量用水溶解；所述黑茶纳米聚集体分散相pH为8；所述油和水的体积比为4:6；所述高速剪切均质的转速为20000 r/min，时间为 2 min；所述高压均质的压力为40 MPa，均质次数为3次。

7.一种根据权利要求1-6任一项所述的方法制备得到的Pickering乳液。

8.根据权利要求7所述的Pickering乳液在食品、化妆品和生物医药领域中应用。