CN115011361A - 一种复配物乳化剂及其制备方法与应用 - Google Patents

一种复配物乳化剂及其制备方法与应用 Download PDF

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潘荣
覃慧
关晓燕
金志敏
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Abstract

本发明公开了一种复配物乳化剂及其制备方法与应用，属于乳化剂技术领域，所述阳离子淀粉‑胆酸钠复配物乳化剂按如下方法制备：将胆酸钠与阳离子淀粉混合后，加入蒸馏水，在油浴50～60℃下加热搅拌0.5～2h，即得所述阳离子淀粉‑胆酸钠复配物乳化剂溶液，然后将所得阳离子淀粉‑胆酸钠复配物乳化剂溶液在4℃下密封保存3～5h，然后在‑30℃下真空冷冻干燥24～36h，即得到阳离子淀粉‑胆酸钠复配物乳化剂；本发明的制备工艺简单，原料来源丰富、成本低廉，易于工业化生产的使用；本发明提供的复配物乳化剂性质稳定、乳化能力强；本发明是以阳离子淀粉与胆酸钠为原料，安全无毒，没有药害和污染等问题，绿色环保。

Description

一种复配物乳化剂及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及乳化剂技术领域，具体涉及一种以阳离子淀粉和胆酸钠形成复配物作为植物油乳化剂及其制备方法与应用。
背景技术
乳化剂是一类亲油基团、亲水基团兼具的表面活性剂，其分子能够定向排列降低混合体系中水相、油相的界面能，使体系相对稳定均匀，能够使互不相溶的液体形成稳定乳状液的有机化合物，乳化剂是表面活性物质，分子中同时具有亲水基和亲油基，它聚集在油/水界面上，可以降低界面张力和减少形成乳状液所需要的能量，从而提高乳状液的能量。根据HLB值，将乳化剂分为油包水型(W/O型，即亲油型)及水包油型(O/W型，即亲水型)两大类。乳化剂种类繁多，可应用在清洁、石油、食品、制药、化妆品、日用化工等行业。
阳离子淀粉是由胺类化合物与淀粉分子羟基反应生成具有氨基的淀粉醚，属于化学改性淀粉。由于阳离子淀粉在淀粉大分子中引入阳离子基团，带有正电荷，容易与带负电荷的基质结合，并能将带负电荷的其他添加剂吸附并保持在基质上，从而赋予淀粉阳离子特性，成为重要的淀粉衍生物。由于其优良特性，使之在国外具有广泛的用途，主要应用于造纸、纺织、食品、粘合剂、化妆品、医药及采矿业等行业，目前我国除造纸行业外的其他行业正处于推广应用阶段。
胆酸钠系自牛或猪胆中提取的胆汁酸盐的混合物，临床上作为利胆药，用于胆汁缺乏及胆囊炎等，也可用于生化研究、配制细菌培养基、消炎、非变性去垢剂用于抽提膜蛋白等。胆酸钠分子的立体构象具有亲水和疏水两个侧面，能降低油/水两相之间的表面张力，是一种乳化剂，但其单独使用时乳化效果不佳。
植物油，是由高级脂肪酸和甘油反应而成的化合物，广泛分布于自然界中，其用途极为广泛，是肥皂、油漆、油墨、橡胶、制革、纺织、蜡烛、润滑油、合成树脂、化妆品及医药等工业品的主要原料，同样也在食品等众多行业大量使用。
发明内容
本发明提供了一种复配物乳化剂及其制备方法与应用，乳化性能优良，稳定性好。原料来源丰富、价格低廉，绿色环保等优点，组合物的制配方法简单易行，易于工业化生产的使用。
本发明提供的复配物乳化剂由阳离子淀粉和胆酸钠组成，按如下方法制备：
步骤一：将胆酸钠与阳离子淀粉混合后，加入蒸馏水，在油浴50～60℃下加热搅拌0.5～2h，即得所述阳离子淀粉-胆酸钠复配物乳化剂溶液；所述阳离子淀粉与胆酸钠的质量比为1∶1～3；
步骤二：将步骤一中所得阳离子淀粉-胆酸钠复配物乳化剂溶液在4℃下密封保存3～5h，然后在-30℃下真空冷冻干燥24～36h，即得到阳离子淀粉-胆酸钠复配物乳化剂。
进一步，所述阳离子淀粉与胆酸钠的质量比为1∶1～3，优选1∶2。
进一步，油浴温度为50～60℃，磁力搅拌时间为0.5～2h，优选1.5～2h。
进一步，所述蒸馏水的加入量以所述的阳离子淀粉和胆酸钠混合后的总质量计为15-40mL/g。
进一步，所述阳离子淀粉的取代度为0.08～0.12。
本发明还提供一种阳离子淀粉-胆酸钠复配物乳化剂溶液作为植物油的乳化剂的应用。
进一步，所述应用为：将所述植物油与所述阳离子淀粉-胆酸钠复配物乳化剂溶液混合，所述阳离子淀粉-胆酸钠乳化剂与所述植物油的体积比为50～60％∶40～50％(优选60％∶40％)。
进一步，所述的植物油为花生油、豆油、亚麻油、蓖麻油、菜子油、缬草油、葵花籽油。
与现有技术相比，本发明有益效果主要体现在：
(1)制备工艺简单，原料来源丰富、成本低廉，易于工业化生产的使用。
(2)本发明提供的复配物乳化剂性质稳定、乳化能力强。
(3)本发明是以阳离子淀粉与胆酸钠为原料，安全无毒，没有药害和污染等问题，绿色环保。
附图说明
说明书附图1为阳离子淀粉的结构式；
说明书附图2为胆酸钠的结构式；
具体实施方式
1、复配物乳化剂的制备
实施例1
一种复配物乳化剂，其制备方法包括以下步骤：
步骤一：将1g胆酸钠、1g取代度为0.1的阳离子淀粉混合后，加入30mL蒸馏水，油浴加热，温度为50℃，搅拌1h，得阳离子淀粉-胆酸钠复配物乳化剂溶液。
步骤二：将步骤一中所得阳离子淀粉-胆酸钠复配物乳化剂溶液在4℃下密封保存3h，然后在-30℃下真空冷冻干燥24h，即得到2g阳离子淀粉-胆酸钠复配物乳化剂。
实施例2
一种复配物乳化剂，其制备方法包括以下步骤：
步骤一：将2g胆酸钠、1g取代度为0.1的阳离子淀粉混合后，加入70mL蒸馏水，油浴加热，温度为55℃，搅拌1.5h，得阳离子淀粉-胆酸钠复配物乳化剂溶液。
步骤二：将步骤一中所得阳离子淀粉-胆酸钠复配物乳化剂溶液在4℃下密封保存4h，然后在-30℃下真空冷冻干燥30h，即得到3g阳离子淀粉-胆酸钠复配物乳化剂。
实施例3
一种复配物乳化剂，其制备方法包括以下步骤：
步骤一：将3g胆酸钠、1g取代度为0.09的阳离子淀粉混合后，加入150mL蒸馏水，油浴加热，温度为60℃，搅拌2h，得阳离子淀粉-胆酸钠复配物乳化剂溶液。
步骤二：将步骤一中所得阳离子淀粉-胆酸钠复配物乳化剂溶液在4℃下密封保存5h，然后在-30℃下真空冷冻干燥36h，即得到4g阳离子淀粉-胆酸钠复配物乳化剂。
实施例4
一种复配物乳化剂，其制备方法包括以下步骤：
步骤一：将1.5g胆酸钠、1g取代度为0.1的阳离子淀粉混合后，加入60mL蒸馏水，油浴加热，温度为55℃，搅拌1.5h，得阳离子淀粉-胆酸钠复配物乳化剂溶液。
步骤二：将步骤一中所得阳离子淀粉-胆酸钠复配物乳化剂溶液在4℃下密封保存4h，然后在-30℃下真空冷冻干燥24h，即得到2.5g阳离子淀粉-胆酸钠复配物乳化剂。
实施例5
一种复配物乳化剂，其制备方法包括以下步骤：
步骤一：将2.5g胆酸钠、2g取代度为0.11的阳离子淀粉混合后，加入90mL蒸馏水，油浴加热，温度为50℃，搅拌0.5h，得阳离子淀粉-胆酸钠复配物乳化剂溶液。
步骤二：将步骤一中所得阳离子淀粉-胆酸钠复配物乳化剂溶液在4℃下密封保存5h，然后在-30℃下真空冷冻干燥30h，即得到4.5g阳离子淀粉-胆酸钠复配物乳化剂。
实施例6
一种复配物乳化剂，其制备方法包括以下步骤：
步骤一：将3.5g胆酸钠、2g取代度为0.1的阳离子淀粉混合后，加入160mL蒸馏水，油浴加热，温度为60℃，搅拌2h，得阳离子淀粉-胆酸钠复配物乳化剂溶液。
步骤二：将步骤一中所得阳离子淀粉-胆酸钠复配物乳化剂溶液在4℃下密封保存5h，然后在-30℃下真空冷冻干燥36h，即得到5.5g阳离子淀粉-胆酸钠复配物乳化剂。
对比例1
单一成分乳化剂的制备方法：
分别取0.6g，1.5g，2.4g，3.6g胆酸钠后分别加入到29.4mL，28.5mL，27.6mL，26.4mL蒸馏水中，油浴加热，温度为50℃，搅拌1h，即得质量分数分别为2％，5％，8％，12％胆酸钠乳化剂溶液。
对比例2
单一成分乳化剂的制备方法：
分别取0.6g，1.5g，2.4g，3.6g取代度为0.1的阳离子淀粉后分别加入到29.4mL，28.5mL，27.6mL，26.4mL蒸馏水中，油浴加热，温度为50℃，搅拌1h，即得质量分数分别为2％，5％，8％，12％阳离子淀粉乳化剂溶液。
2、乳化剂乳化性能的评价
评价方法：离心法测定复合体系的乳化性和乳化稳定性，等体积的水相和油相乳化，离心后看分层情况。将上述复配物乳化剂的冷冻干燥制剂分别溶于蒸馏水中，分别配制成总质量分数为2％，5％，8％，12％的乳化剂溶液。取10mL乳化剂溶液和10mL缬草油混合均匀后乳化，离心后测定乳化层高度，依据以下公式计算乳化性和乳化稳定性。
Figure BSA0000276229290000051
表1实施例1-6和对比例1-2中不同乳化剂的乳化性能
Figure BSA0000276229290000052
3、复配物对植物油乳化的乳化效果
采用离心法评价复配物的乳化性能，取6g胆酸钠，3g取代度为0.1的阳离子淀粉溶于150mL蒸馏水中，油浴加热，温度为50℃，搅拌2h，得所述的阳离子淀粉-胆酸钠复配物乳化剂溶液。取10mL乳化剂溶液分别和10mL花生油、大豆油、亚麻油、蓖麻油、菜子油、缬草油、葵花籽油，混合均匀后乳化，离心后测定乳化层体积，乳化性能评分定义为：
表2胆酸钠∶阳离子淀粉＝2∶1对不同植物油的乳化效果
Figure BSA0000276229290000053
Figure BSA0000276229290000061
上表说明阳离子淀粉-胆酸钠复配物乳化剂对不同植物油的乳化效果不同，这可能是由于不同植物油的组分不同，复配物对于葵花籽油，花生油，菜子油这三种精油均具有较强的乳化能力。

Claims (8)

1.一种复配物乳化剂及其制备方法与应用，其特征在于，所述的复配物乳化剂按照如下方法进行制备：
步骤一：将胆酸钠与阳离子淀粉混合后，加入蒸馏水，在油浴50～60℃下加热搅拌0.5～2h，即得所述阳离子淀粉-胆酸钠复配物乳化剂溶液；所述阳离子淀粉与胆酸钠的质量比为1∶1～3；
步骤二：将步骤一中所得阳离子淀粉-胆酸钠复配物乳化剂溶液在4℃下密封保存3～5h，然后在-30℃下真空冷冻干燥24～36h，即得到阳离子淀粉-胆酸钠复配物乳化剂。
2.根据权利要求1所述的一种复配物的乳化剂，其特征在于，所述阳离子淀粉与胆酸钠的质量比为1∶1～3，优选1∶2。
3.根据权利要求1所述的一种复配物的乳化剂，其特征在于，油浴温度为50～60℃，磁力搅拌时间为0.5～2h，优选1.5～2h。
4.根据权利要求1所述的一种复配物的乳化剂，其特征在于，所述蒸馏水的加入量以所述的阳离子淀粉和胆酸钠混合后的总质量计为15-40mL/g。
5.根据权利要求1所述的一种复配物的乳化剂，其特征在于，所述阳离子淀粉的取代度为0.08～0.12。
6.一种如权利要求1-5任一项所述的阳离子淀粉-胆酸钠复配物乳化剂溶液作为植物油的乳化剂的应用。
7.如权利要求6所述的应用，其特征在于，所述应用为：将所述植物油与所述阳离子淀粉-胆酸钠复配物乳化剂溶液混合，所述阳离子淀粉-胆酸钠乳化剂与所述植物油的体积比为50～60％∶40～50％(优选60％∶40％)。
8.如权利要求6所述的应用，其特征在于，所述的植物油为花生油、豆油、亚麻油、蓖麻油、菜子油、缬草油、葵花籽油。
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