本發(fā)明涉及一種裂片石莼多糖-殼聚糖復(fù)配精油乳液的制備方法。

(二)

背景技術(shù)：

植物精油，又稱為液體黃金，是一類植物源次生代謝物質(zhì)，分子量小，具有一定揮發(fā)性。因其良好的氣味和防腐保鮮作用，在食用香料、食品保鮮劑、抗菌劑等方面應(yīng)用廣泛。然而，精油化學(xué)性質(zhì)活潑，使用時(shí)利用率低，直接應(yīng)用具有刺激性等缺點(diǎn)。此外其具有良好的揮發(fā)性及易氧化性，在應(yīng)用和儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中容易損失和氧化，應(yīng)用存在很大的局限。利用層層組裝技術(shù)制備精油乳液是解決這些問(wèn)題的有效手段之一。利用相反電荷組裝體交替吸附將精油成分有效包埋，對(duì)精油起到了很好的保護(hù)和控制釋放作用。以該類型乳液形式應(yīng)用于食品時(shí)不僅可以提高乳液穩(wěn)定性、延長(zhǎng)有效作用時(shí)間，還能在很大程度上減少精油的使用量，降低生產(chǎn)成本。從提高精油使用效率角度考慮，將精油制備成乳液應(yīng)用具有非常廣的應(yīng)用前景。

穩(wěn)定性是食品乳狀液存在的主要問(wèn)題，選擇合適的乳化劑可以提高穩(wěn)定性，傳統(tǒng)的小分子表面活性劑具有毒性或環(huán)境污染等問(wèn)題，因此生物多糖、蛋白質(zhì)類乳化劑應(yīng)用日益廣泛。目前應(yīng)用的幾種多糖(如阿拉伯膠、果膠等)具有良好的表面活性，但用量較高。裂片石莼多糖是一種新型富含硫酸根的陰離子多糖(分子量在30萬(wàn)～100萬(wàn))，具有降血脂、抗腫瘤、抗氧化、抗氧化等多種生物活性及親水膠體的性質(zhì)，結(jié)構(gòu)中含有約1％的蛋白質(zhì)以及鼠李糖，因此具有一定的表面活性，作為乳化劑穩(wěn)定劑時(shí)用量在3％左右，較阿拉伯膠減少一半以上[Mahfoudhi N,Sessa M,Chouaibi M,et al.Assessment of emulsifying ability of almond gumin comparison with gum arabic using response surface methodology[J].Food Hydrocolloids,2014,37:49-59]，在作為新型乳化劑方面具有廣闊的研究前景。殼聚糖是一種直鏈陽(yáng)離子聚合物，是自然界唯一大量存在堿性氨基的天然多糖，多糖結(jié)構(gòu)中含有大量伯氨基，可與裂片石莼多糖等陰離子多糖發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，形成高分子半透膜。

已有專利CN102845512A公開了一種水溶性茶樹油/殼聚糖抗菌復(fù)合劑的制備方法，該復(fù)合劑以殼聚糖及殼聚糖衍生物為原料，以吐溫-80為乳化劑通過(guò)乳化復(fù)配制得茶樹油/殼聚糖乳液，該乳液克服了油溶性物質(zhì)和水溶性物質(zhì)不互溶的缺點(diǎn)，協(xié)同獲得更強(qiáng)抗菌活性的乳液，可用作水果保鮮及化妝品防腐等。韓光濤等以殼聚糖和阿拉伯樹膠為原料，包埋廣藿香油，成功解決了單一乳化劑在乳化過(guò)程中的“團(tuán)聚”問(wèn)題[Han G,Yang Z,Zheng P,et al.Preparation and Properties Analysis of Slow-release Microcapsules Containing Patchouli Oil[J].Materials Review,2013,641-642(3):935-938]，但該方法中，阿拉伯膠使用量大，且表面活性及生物活性較低，常用作穩(wěn)定劑使用。從已有專利及研究可知，利用兩種或兩種以上多糖為原料為乳化劑制備精油乳液不僅可以提高乳液的穩(wěn)定性，還能通過(guò)原料之間協(xié)同作用提高乳液的作用效果，同時(shí)精油易氧化、直接應(yīng)用刺激性大的問(wèn)題也得以解決。這暗示著該技術(shù)在食品領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用潛力。

(三)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種穩(wěn)定性良好、具有抑菌活性及緩釋功能的裂片石莼多糖-殼聚糖復(fù)配精油乳液的制備方法。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種裂片石莼多糖-殼聚糖復(fù)配精油乳液的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：

(1)水相配制：先將去離子水加入容器中，后加入裂片石莼多糖，控制水溶液中裂片石莼多糖含量在3-4wt％，調(diào)節(jié)pH值為4.0～5.0，持續(xù)攪拌下加熱至90-100℃使多糖充分水化，維持10-15min滅菌，后冷卻，待用；

(2)油相配制：將檸檬烯與大豆油按比例混合，使兩者充分混勻，待用；

(3)預(yù)乳化：按照油相和水相體積比為1：10～12的比例將步驟(2)制得的油相緩緩加入步驟(1)制得的水相中，攪拌使兩相初步混合后，使用高速剪切機(jī)在24000rpm-26000rpm條件下剪切3-5min，得到預(yù)乳化乳液；

(4)均質(zhì)：預(yù)乳化乳液經(jīng)60-75MPa高壓循環(huán)均質(zhì)3-4次得到粒徑均一的乳液；

(5)配制濃度0.5-2wt％、pH為4.0～5.0的殼聚糖水溶液；

(6)層層組裝：按照體積比4～7:1的比例將步驟(4)均質(zhì)后的乳液加入步驟(5)配制的殼聚糖水溶液中，震蕩混勻后得到裂片石莼多糖-殼聚糖復(fù)配精油乳液。

本發(fā)明步驟(2)中，檸檬烯與大豆油的混合比例可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)整，本發(fā)明優(yōu)選檸檬烯與大豆油的體積比為1:10。

本發(fā)明步驟(1)和(5)中，均可用磷酸鹽緩沖液(如磷酸二氫鈉緩沖液)調(diào)節(jié)水溶液的pH值。

本發(fā)明步驟(6)中，優(yōu)選按照體積比5:1的比例將步驟(4)均質(zhì)后的乳液加入步驟(5)配制的殼聚糖水溶液中。

本發(fā)明中，優(yōu)選所述制備方法由步驟(1)～(6)組成。

本發(fā)明中，殼聚糖、大豆油、檸檬烯均可使用市售商品。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可采用熱水浸提法自行制備裂片石莼多糖，本發(fā)明推薦按照如下制備：新鮮裂片石莼藻體經(jīng)水洗除雜、干燥后，用95％乙醇充分浸泡去除色素和雜質(zhì)，過(guò)濾、去除溶劑、粉碎后得到裂片石莼藻粉；將裂片石莼藻粉在沸水中充分提取，離心取上清液，濃縮后加入95％的乙醇使最終乙醇濃度為80％，靜置過(guò)夜，低溫(4℃)離心得到裂片石莼粗多糖，粗多糖經(jīng)Sevage法脫除蛋白后得到裂片石莼多糖。

本發(fā)明制得的裂片石莼多糖-殼聚糖復(fù)配精油在果蔬食品保鮮中具有較好的應(yīng)用前景。該復(fù)配精油克服了常用多糖乳化劑用量大、單一多糖乳化易聚集沉降的應(yīng)用局限，提高了天然精油的利用率，為易揮發(fā)、易氧化油溶性成分的應(yīng)用提供了一種技術(shù)支持。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和產(chǎn)生的有益效果：

1、本發(fā)明中，由于裂片石莼多糖具有較強(qiáng)表面活性，因此以裂片石莼多糖作為內(nèi)層，而殼聚糖對(duì)環(huán)境條件(溫度、水分等)耐受能力較強(qiáng)，且成膜性良好，因此作為外層吸附的陽(yáng)離子多糖，采用層層組裝技術(shù)，通過(guò)靜電結(jié)合獲得裂片石莼多糖-殼聚糖復(fù)合物，該復(fù)合物一方面結(jié)合了裂片石莼多糖良好的表面活性、生物活性與殼聚糖優(yōu)良的穩(wěn)定性、成膜性、阻水性特點(diǎn)，使包埋有檸檬精油的乳液具有突出的穩(wěn)定性及阻隔性。另一方面，由于原料均有抑菌效果，原料之間協(xié)同作用使得乳液抗菌效果優(yōu)于單一多糖乳化劑制得的乳液。

2、本發(fā)明的乳液安全無(wú)污染，制備全過(guò)程無(wú)防腐劑添加，且為簡(jiǎn)單物理過(guò)程，有利于最大限度保留乳液有效成分；該工藝具有環(huán)保、高效可連續(xù)操作等特點(diǎn)，適用于工業(yè)化生產(chǎn)。該乳液適用于食品加工、日用化工等行業(yè)。

(四)附圖說(shuō)明

圖1是常規(guī)的精油乳液的制備工藝流程圖。

圖2是本發(fā)明的裂片石莼多糖-殼聚糖復(fù)配精油乳液的制備工藝流程圖。

圖3是本發(fā)明乳液形成示意圖。

(五)具體實(shí)施方式

下面以具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此：

本發(fā)明實(shí)施例中，殼聚糖(C105801)、大豆油(S110244)、檸檬烯(L106923)均購(gòu)于阿拉丁(aladdin)試劑公司；

裂片石莼多糖采用熱水浸提法自提，裂片石莼取自浙江溫州平陽(yáng)縣南麓列島。

裂片石莼多糖提?。盒迈r藻體經(jīng)淡水反復(fù)沖洗至無(wú)雜質(zhì)后放入60℃烘箱烘干3h。取干燥藻體以95％的乙醇浸泡12h去除色素和雜質(zhì)，過(guò)濾、瀝干后置于空氣流通處使酒精充分揮發(fā)后放入60℃烘箱烘干，后經(jīng)粉碎機(jī)粉碎后過(guò)100目篩，得到裂片石莼藻粉。取干燥的裂片石莼藻粉500g，按料液比1：20在沸水浴中提取2h，5000r/min離心10min，取上層清液，重復(fù)提取3次。合并上清液并濃縮至原有體積的1/12，加入95％的乙醇溶液使最終乙醇濃度為80％，靜置過(guò)夜，4℃條件下以8000r/min離心5min，所得沉淀即為裂片石莼粗多糖。粗多糖經(jīng)Sevage法脫除蛋白后得到裂片石莼多糖(總糖：41.2％糖醛酸：36.1％硫酸根：20.5％蛋白質(zhì)：0.7％)。

實(shí)施例1

油相配制：將檸檬烯和大豆油以1:10比例混合，經(jīng)漩渦振蕩器振蕩30s，使兩者充分混勻，待用；

水相配制：先將去離子水加入燒杯，后將水溶性裂片石莼多糖加入，控制水溶液中裂片石莼多糖含量為3wt％，以磷酸二氫鈉緩沖液調(diào)節(jié)pH值為4.0，控制持續(xù)攪拌條件下加熱至90-100℃使多糖充分水化，維持10min滅菌，后冷卻，待用。

預(yù)乳化：按照油相和水相體積比為1：10的比例將上述油相緩緩加入水相中，玻璃棒攪拌使兩相初步混合后，使用26000rpm高速剪切機(jī)剪切3min。

均質(zhì)：預(yù)乳化乳液使用高壓均質(zhì)機(jī)在75MPa壓力下循環(huán)均質(zhì)4次形成粒徑均一的乳狀液，記為裂片石莼多糖精油乳液。

層層組裝：均質(zhì)后的乳液以體積比5:1(均質(zhì)后乳液乳液：殼聚糖水溶液)的比例加入0.5wt％殼聚糖水溶液(用磷酸二氫鹽緩沖液調(diào)pH為4.0)。震蕩混勻得到裂片石莼多糖-殼聚糖復(fù)配精油乳液。

精油乳液穩(wěn)定性研究：將上述制備的裂片石莼多糖精油乳液和裂片石莼多糖-殼聚糖復(fù)配精油乳液分別置于25℃和60℃下貯存3d、5d、7d，測(cè)定其粒徑變化及精油保留率。

表1貯存時(shí)間及溫度對(duì)乳液穩(wěn)定性的影響

保鮮處理：利用上述所得乳液對(duì)新鮮蘋果切片進(jìn)行噴淋處理，觀察1d、3d、5d后蘋果切片微生物總菌數(shù)變化。

操作方法為:隨機(jī)取25g切碎蘋果置于225mL 0.85％無(wú)菌生理鹽水中，振勻后梯度稀釋，取1mL稀釋液涂布于平板計(jì)數(shù)瓊脂(PCA)培養(yǎng)基中，37℃恒溫培養(yǎng)48h，菌落記數(shù)。每梯度3個(gè)平板，重復(fù)2次。

表2精油乳液對(duì)鮮切蘋果總菌數(shù)的影響

實(shí)施例2

油相配制：將檸檬烯與大豆油以1:10比例混合，經(jīng)漩渦振蕩器振蕩30s，使兩者充分混勻，待用；

水相配制：先將去離子水加入燒杯，以后將水溶性裂片石莼多糖加入，控制水溶液中裂片石莼多糖含量為4wt％，以磷酸二氫鈉緩沖液調(diào)節(jié)pH值為4.0，控制持續(xù)攪拌條件下加熱至90-100℃使多糖充分水化，維持10min滅菌，后冷卻，待用。

預(yù)乳化：按照油相和水相體積比為1：12的比例將上述油相緩緩加入水相中，玻璃棒攪拌使兩相初步混合后，使用26000rpm高速剪切機(jī)剪切3min。

均質(zhì)：預(yù)乳化乳液使用高壓均質(zhì)機(jī)在75MPa壓力下循環(huán)均質(zhì)4次形成粒徑均一的乳狀液，記為裂片石莼多糖精油乳液。

層層組裝：均質(zhì)后的乳液以5:1(均質(zhì)乳液：殼聚糖水溶液)比例加入2％殼聚糖水溶液(用磷酸二氫鈉緩沖液調(diào)pH為4.0)。震蕩混勻得到所需乳液。

精油乳液穩(wěn)定性研究：將上述制備的乳液置于25℃和60℃下貯存3d、5d、7d，測(cè)定其粒徑變化及精油保留率。

表1貯存時(shí)間及溫度對(duì)乳液穩(wěn)定性的影響

保鮮處理：利用上述所得乳液對(duì)新鮮蘋果切片進(jìn)行噴淋處理，觀察1d、3d、5d后蘋果切片微生物總菌數(shù)變化。

操作方法為:隨機(jī)取25g切碎蘋果置于225mL 0.85％無(wú)菌生理鹽水中，振勻后梯度稀釋，取1mL稀釋液涂布于平板計(jì)數(shù)瓊脂(PCA)培養(yǎng)基中，37℃恒溫培養(yǎng)48h，菌落記數(shù)。每梯度3個(gè)平板，重復(fù)2次。

表2精油乳液對(duì)鮮切蘋果總菌數(shù)的影響