CN113678899A - 一种界面结晶稳定的油凝胶基乳液及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于乳液加工技术领域，提供了一种由界面结晶稳定的油凝胶基乳液及其制备方法和应用。本发明油凝胶分散相由凝胶剂和液体油组成，水连续相由两亲性的功能性脂质和水组成，将油凝胶分散相与水连续相混合通过均质乳化制成油水界面附着凝胶剂晶体的水包油凝胶型乳液，具有两亲性的功能性脂质与凝胶剂相互作用从而诱导不具备界面活性的凝胶剂晶体锚定在油水界面，形成类固体的刚性界面膜，以界面结晶来稳定油凝胶基乳液，增强了油凝胶基乳液的储藏稳定性，拓宽了油凝胶基乳液在食品、化妆品等各领域的应用。

Description

一种界面结晶稳定的油凝胶基乳液及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于乳液加工技术领域，更具体地，涉及一种由界面结晶稳定的油凝胶基乳液及其制备方法和应用。

背景技术

乳液广泛应用于食品、化妆品、制药、涂料和农化等领域。在食品体系中，乳液用作营养素、生物活性物和风味化合物的载体，在保护、控释和特定位点靶向递送生物活性成分方面表现出优异的性能。乳液也是化妆品中最重要的剂型之一，尤其在皮肤护理类和彩妆类产品之中，用于改善或提高产品功能、气味、肤感以及其他质量，如货架期、黏度等。乳液最主要的特征是存在巨大的界面面积，这也是导致其热力学不稳定的重要因素。为了提高乳液的稳定性，目前多使用具有表面活性的化合物覆盖油水界面并以此稳定乳液，例如表面活性剂、蛋白质等物质。然而非离子表面活性剂无法防止因液滴静电排斥力不足而引起的絮凝的发生；蛋白质则对环境条件比较敏感，如温度、pH、离子浓度等。传统乳液在储藏过程中由于液滴的重力作用或液滴之间的碰撞而引起的聚结、絮凝等失稳问题，已经不足以满足人们对于长期稳定的乳液的需求。

目前研究表明，油凝胶技术可以在一定程度上提升乳液的稳定性。如，专利CN110215416A公开了一种山茶油油凝胶乳液及其制备方法，利用油凝胶技术在分散相中加入凝胶剂，在加热情况下，剪切均质将液态山茶油油凝胶与水和乳化剂混合均匀，冷却过程中山茶油小油滴进行结晶或自组装，获得稳定性较好的乳液。其结晶可以阻止亲脂性液体的流动和储存过程中生物活性物质的消耗，利用油凝胶技术对传统乳液进行调整、改造，以适应不同产品应用要求，满足人们对产品低热量、新性能、新结构的需求。

还有研究表明具有粘弹性的刚性界面膜可以提高乳液的长期稳定性，然而大多数凝胶剂都不具备界面活性，因而无法附着在油水界面，这大大限制了油凝胶基乳液在提高乳液稳定性方面的应用。因此，亟待设计出一种使凝胶剂附着在油水界面上形成刚性界面膜的方法，并以此提高油凝胶基乳液的长期稳定性，广泛应用于食品、化妆品等领域。

发明内容

本发明的首要目的在于提供一种界面结晶稳定的油凝胶基乳液。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供了一种由界面结晶稳定的油凝胶基乳液，所述油凝胶基乳液包括油凝胶分散相和水连续相；将油凝胶分散相与水连续相混合，通过均质乳化制成油水界面附着凝胶剂晶体的水包油凝胶型乳液；

其中，所述油凝胶分散相由凝胶剂和液体油组成；

所述水连续相由两亲性的功能性脂质和水组成。

优选地，所述油凝胶分散相与水连续相的重量比为1：9～6：4。

更优选地，所述油凝胶分散相与水连续相的重量比为1：9～2：8。

优选地，所述凝胶剂为蜂蜡、米糠蜡、神经酰胺、谷甾醇、谷维素、棕榈酸、乙基纤维素中的一种或几种。

优选地，所述两亲性的功能性脂质为单甘酯、双甘酯、卵磷脂、鞘磷脂、乙二醇单硬脂酸酯、胆固醇、鞘糖脂中的一种或几种。

本发明对所述液体油没有特殊限制，能满足各行业的相关要求即可。所述液体油为葵花籽油、大豆油、米糠油、玉米油、鱼油、橄榄油、甘油、葡萄籽油、花生油中的一种或几种。

优选地，所述油凝胶分散相中凝胶剂的浓度为0.1％w/w～10％w/w。

更优选地，所述油凝胶分散相中凝胶剂的浓度为1％w/w～5％w/w。

优选地，所述水连续相中两亲性的功能性脂质的浓度为0.1％w/w～8％w/w。

更优选地，所述水连续相中两亲性的功能性脂质的浓度为1％w/w～5％w/w。

本发明的由界面结晶稳定的油凝胶基乳液制备过程中，具有两亲性的功能性脂质与凝胶剂相互作用从而诱导不具备界面活性的凝胶剂晶体锚定在油水界面，最终形成刚性的界面膜，提高油凝胶基乳液的储藏稳定性。

本发明还提供了一种由界面结晶稳定的油凝胶基乳液的制备方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种由界面结晶稳定的油凝胶基乳液的制备方法，包括如下步骤：

S1、将液体油和凝胶剂混合，加热搅拌至凝胶剂溶解，得到油凝胶分散相；

S2、将两亲性的功能性脂质加入水中，搅拌均匀，得到水连续相；

S3、将步骤S1、S2中制备的油凝胶分散相和水连续相经均质乳化，制备得到水包油凝胶型乳液。

优选地，所述步骤S3中，所述均质乳化方法为高速剪切、超声、高压均质。

优选地，所述由界面结晶稳定的油凝胶基乳液的粒径为0.5～10微米。

更优选地，所述由界面结晶稳定的油凝胶基乳液的粒径为1～5微米。

本发明制备的由界面结晶稳定的油凝胶基乳液形成的刚性界面膜，改善了传统乳液在储存过程中由于液滴重力作用、液滴相互碰撞所产生的液滴聚集而导致的失稳问题，整体粒径在储存过程中保持不变，达到了提高乳液的稳定性的效果。

本发明的另一个目的是提供上述由界面结晶稳定的油凝胶基乳液在制备乳液产品中的应用。

本发明制备的油凝胶基乳液中所采用的物质均为食品级，可作为化妆品的基底料，拓宽了油凝胶基乳液在制备乳液产品中的应用，包括但不限于食品、化妆品领域。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明提供了一种由界面结晶稳定的油凝胶基乳液体系，是以两亲性的功能性脂质与凝胶剂相互作用从而诱导不具备界面活性的凝胶剂晶体锚定在油水界面，最终在油水界面形成刚性的界面膜，防止乳液在贮藏过程中由于液滴重力作用、液滴相互碰撞所产生的液滴聚集，增强了油凝胶基乳液的长期物理稳定性，防止聚结和奥氏熟化。

(2)本发明的油凝胶基乳液体系中稳定油水界面的是油凝胶剂的晶体颗粒，与蛋白质、多糖等大分子稳定的皮克林乳液不同，其能减少因温度、pH、离子等环境因素所导致的乳液失稳，进而增强了油凝胶基乳液在储存或加工过程中的稳定性。

(3)本发明制备的油凝胶基乳液体系中所采用的物质均为食品级，可作为化妆品的基底料，拓宽了油凝胶基乳液在食品、化妆品及其他领域的应用。

附图说明

图1为实施例1-3、对比例1-2界面流变结果图。

图2为实施例2、对比例1-2制备得到的乳液的显微图片(图中第一行为乳液明场图、第二行为乳液偏光图)。

图3为实施例1-3、对比例1-2制备得到的乳液在刚制备和储藏14天后的粒径结果图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实验例中所使用的试验方法如无特殊说明，均为常规方法；所使用的材料、试剂等，如无特殊说明，为可从商业途径得到的试剂和材料。

以下实验例中：

卵磷脂为大豆卵磷脂，摩尔质量为758.1g/mol，纯度大于70％；

神经酰胺为C18神经酰胺III，摩尔质量为584g/mol，纯度大于92％；

单甘脂是指单硬脂酸甘油酸；双甘酯是指双硬脂酸甘油酸。

实施例1

一种由界面结晶稳定的油凝胶基乳液的制备：

(1)将4g葵花籽油和0.04g神经酰胺混合，在120℃下，以900rpm磁力搅拌30min后再静置一段时间后得到冷凝状态的油凝胶分散相；

(2)将0.5g卵磷脂加入16g水中，在75℃下以500rpm磁力搅拌30min，形成水连续相；

(3)将油凝胶分散相加入水连续相中，以超声功率为400W下超声2分钟，得到油凝胶基乳液。

实施例2

一种由界面结晶稳定的油凝胶基乳液的制备：

(1)将4g葵花籽油和0.08g神经酰胺混合，在120℃下，以900rpm磁力搅拌45min后再静置一段时间后得到冷凝状态的油凝胶分散相；

(2)将0.5g卵磷脂加入16g水中，在75℃下以500rpm磁力搅拌30min，形成水连续相；

(3)将油凝胶分散相加入水连续相中，以超声功率为400W下超声2分钟，得到油凝胶基乳液。

实施例3

一种由界面结晶稳定的油凝胶基乳液的制备：

(1)将4g葵花籽油和0.12g神经酰胺混合，在120℃下，以900rpm磁力搅拌45min后再静置一段时间后得到冷凝状态的油凝胶分散相；

(2)将0.5g卵磷脂加入16g水中，在75℃下以500rpm磁力搅拌30min，形成水连续相；

(3)将油凝胶分散相加入水连续相中，以超声功率为400W下超声2分钟，得到油凝胶基乳液。

实施例4

一种由界面结晶稳定的油凝胶基乳液的制备：

(1)将1g葵花籽油和0.04g蜂蜡混合，在90℃下，以900rpm磁力搅拌45min后再静置一段时间后得到冷凝状态的油凝胶分散相；

(2)将1g单甘酯加入15g水中，在70℃下以500rpm磁力搅拌30min溶解后静置至室温，形成水连续相；

(3)将冷凝状态下的油凝胶分散相中加入水连续相，以剪切速率为10000rpm均质乳化3分钟得到油凝胶基乳液。

实施例5

一种由界面结晶稳定的油凝胶基乳液的制备：

(1)将4g葵花籽油和0.04g蜂蜡混合，在90℃下，以900rpm磁力搅拌45min后得到熔融状态的油凝胶分散相；

(2)将1g单甘酯加入16g水中，在70℃下以500rpm磁力搅拌30min，形成水连续相；

(3)将油凝胶分散相加入水连续相中，以剪切速率为10000rpm均质乳化3分钟得到油凝胶基乳液。

实施例6

一种由界面结晶稳定的油凝胶基乳液的制备：

(1)将2g葵花籽油和0.2g蜂蜡混合，在135℃下，以900rpm磁力搅拌45min后并静置到室温，得到冷凝状态的油凝胶分散相；

(2)将0.45g单甘酯加入18g水中，在90℃下以500rpm磁力搅拌30min，形成水连续相；

(3)将油凝胶分散相加入水连续相中，以剪切速率为10000rpm均质乳化3分钟得到油凝胶基乳液。

实施例7

一种由界面结晶稳定的油凝胶基乳液的制备：

(1)将2g葵花籽油和0.04g米糠蜡混合，在85℃下，以900rpm磁力搅拌45min后得到熔融状态的油凝胶分散相；

(2)将0.45g双甘酯加入18g水中，在70℃下以500rpm磁力搅拌30min，形成水连续相；

(3)将油凝胶分散相加入水连续相中，以高压均质压力为50MPa均质2分钟乳化得到油凝胶基乳液。

对比例1

与实施例1不同之处在于：将水连续相中的两亲性的功能性脂质换成常规的乳化剂吐温80，并将其作为水连续相。

对比例2

常规乳液

(1)油相中不添加凝胶剂，以4g葵花籽油作为油相；

(2)将0.5g卵磷脂加入16g水中，在90℃下以500rpm磁力搅拌30min，形成水连续相；

(3)将油相加入水连续相中，以超声功率为50％下超声2分钟，得到常规乳液。

为了进一步说明本发明方案的技术效果，下面对部分实施例及对比例制备得到的乳液性能及微观结构进行试验分析。

试验例1、界面流变试验

以本发明中实施例1、实施例2、实施例3、对比例1、对比例2的油凝胶分散相和水连续相相同组成进行界面流变试验，试验结果见图1。

通过图1的试验结果可以看出，只有实施例1-3形成了界面的弹性模量G’大于界面的损耗模量G”，说明只有实施例1-3可以形成类固体的刚性膜，即神经酰胺晶体吸附到油水界面形成了类固体的刚性膜，并以界面结晶来稳定油凝胶基乳液。而对于对比例1、对比例2而言，界面弹性模量G’始终小于界面损耗模量G”，说明对比例1、对比例2是仅以两亲性的功能性脂质稳定的乳液。

试验例2、微观结构试验

以实施例1、实施例2、实施例3、对比例1、对比例2制备得到的乳液为试验样品进行微观结构观察，通过Olympus显微镜在偏光下观察油凝胶基乳液和常规乳液的结构和晶体分布，试验结果见图2。

通过图2的试验结果可以看出，在实施例1-3制备得到的油凝胶基乳液的偏光图中，乳液的液滴均有晶体覆盖，且覆盖率随着凝胶剂浓度的增大而增加。而对于对比例1而言，油凝胶基乳液中的晶体分布在连续相中，液滴界面均无晶体覆盖。而对于对比例2而言，由于常规乳液没有添加凝胶剂因而观察不到晶体的存在。

试验例3、储藏稳定性试验

以实施例1-3、对比例1-2制备得到的各种油凝胶基乳液和常规乳液为试验样品进行储藏试验，通过测量储藏14天后和刚制备各乳液样品的粒径差来表征乳液的稳定性，试验结果见图3。

通过图3的试验结果可以看出，对比例1-2的乳液在储藏14天后与刚制备的乳液的粒径差均显著高于实施例1-3的粒径差，对比例1采用的是常规乳化剂吐温，对比例2并没有凝胶剂晶体，刚制备的乳液粒径都较小，但在储存14天后仍存在乳液粒径增大的不稳定现象；而实施例1-3的由界面结晶稳定的油凝胶基乳液在储存14天后粒径与刚制备的粒径相比均无较大变化，即并未出现聚结、絮凝等现象，说明与对比例相比本发明制备的油凝胶基乳液储存稳定性更好，改善了乳液在储存及加工过程中极易发生的液滴聚集所引起的失稳问题。

上述实验例为本发明较佳的实验方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种由界面结晶稳定的油凝胶基乳液，其特征在于，所述油凝胶基乳液包括油凝胶分散相和水连续相；将油凝胶分散相与水连续相混合，通过均质乳化制成油水界面附着凝胶剂晶体的水包油凝胶型乳液；

其中，所述油凝胶分散相由凝胶剂和液体油组成；

所述水连续相由两亲性的功能性脂质和水组成；

所述凝胶剂为蜂蜡、米糠蜡、神经酰胺、谷甾醇、谷维素、棕榈酸、乙基纤维素中的一种或几种；

所述两亲性的功能性脂质为单甘酯、双甘酯、卵磷脂、鞘磷脂、乙二醇单硬脂酸酯、胆固醇、鞘糖脂中的一种或几种；

所述液体油为葵花籽油、大豆油、米糠油、玉米油、鱼油、橄榄油、甘油、葡萄籽油、花生油中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的一种由界面结晶稳定的油凝胶基乳液，其特征在于，所述油凝胶分散相与水连续相的重量比为1：9～6：4。

3.根据权利要求1所述的一种由界面结晶稳定的油凝胶基乳液，其特征在于，所述油凝胶分散相中凝胶剂的浓度为0.1％w/w～10％w/w。

4.根据权利要求1所述的一种由界面结晶稳定的油凝胶基乳液，其特征在于，所述水连续相中两亲性的功能性脂质的浓度为0.1％w/w～8％w/w。

5.权利要求1所述的一种由界面结晶稳定的油凝胶基乳液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将液体油和凝胶剂混合，加热搅拌至凝胶剂溶解，得到油凝胶分散相；

S2、将两亲性的功能性脂质加入水中，搅拌均匀，得到水连续相；

S3、将步骤S1、S2中制备的油凝胶分散相和水连续相经均质乳化，制备得到水包油凝胶型乳液。

6.根据权利要求5所述的一种由界面结晶稳定的油凝胶基乳液的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中均质乳化方法为高速剪切、超声、高压均质。

7.权利要求5所述方法制备得到的界面结晶稳定的油凝胶基乳液。

8.权利要求7所述油凝胶基乳液在制备乳液产品中的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述乳液产品包括但不限于食品、化妆品。

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