胶体化学翻译

生物聚合乳化剂对水包油型橘汁乳浊液的形成和稳定性的比较

摘要：本实验检验了不同类型的生物聚合乳化剂对橘汁乳浊液的形成和稳定性方面的影响。乳球蛋白（BLG），阿拉伯胶（GA）传统改性淀粉（MS-old）和新型改性淀粉(MS-new) 以及经过高压均质处理后的水包油型橘汁乳浊液（含油量5℅）。对于分别添加BLG，MS-old，MS-new以及GA的样品乳浊液来说，所测得的最小微滴颗粒直径分别是171nm，254nm，222nm和497nm，相应的，为获得小微滴所需的最小乳化剂与油的质量比分别是0.5:5, 1:5, 3:5和5:5。本实验还检验了ph（3-8），离子强度（0-500mM，NaCl, 0–50 mM CaCl2），热处理（30–90 _C）对乳浊液稳定性的影响。对BLG稳定体系的乳浊液来说，当溶液的PH处在其等电点（pH≈5）附近，或是在高盐浓度(≥300 mM NaCl, ≥10 mM CaCl2, pH7)下，或是高温处理(＞70℃, 200 mM NaCl, pH 7)时，由于静电和疏水作用的相互变化，导致小微滴的大量凝聚。但是对于添加阿拉伯胶和改性淀粉的稳定的乳浊液来说，由于体系内具有很强的空间斥力(而不是静电作用)，因此PH，离子强度，和温度的变化对乳浊液的稳定性几乎没有影响。在本实验中，我们利用是新型改性淀粉。这种淀粉能够以较低的浓度形成具有小液滴的稳定乳浊液。

关键词：乳浊液，纳米乳浊液，橘油，风味油，乳清蛋白，阿拉伯胶，改性淀粉，乳化稳定性

前言

许多软饮料和果汁都是水包油型（即油滴分散于水相中）的乳浊

液，液滴中所包裹的油滴类型主要取决于饮料乳液是清淡型还是芳香型的。清淡型乳状液的液滴主要有非风味油组成（如蔬菜油和萜类油），芳香型乳状液的液滴主要有风味油（如柑橘油）或风味油和非风味油的混合物组成。在本研究中，利用水包油型橘汁乳液作为饮料乳液样品，橘油作为调味剂已经应用了数百年。最近的研究表明，在橘油中发现的植物素可能对提高人体健康有帮助，如抗癌和消炎作用。将乳化的橘油添加到不同的食品中可能是一个很实用的方法，这样，消费者可以从其潜在的促进健康的效应中获益。

乳化剂是一种能够快速吸附于油滴表面的表面活性大分子物质，它能使饮料乳液在均质过程中形成的小微滴处于稳定状态。乳化剂在饮料乳液中具有两方面的主要作用。（1）促进乳状液的形成，（2）提高乳状液的稳定性。均质过程中形成的微滴大小取决于乳化剂能以多快的速度吸附于微滴的表面，能多么有效的降低界面张力，以及阻止微滴在均值过程中发生凝聚的能力。要想得到长期稳定的乳浊液，则取决于乳浊液中的吸附乳化剂层在终产品的储藏，运输和应用的过程中所具有的抑制微滴聚集的能力。

许多种类的乳化剂适用于食品和饮料工业中，这包括小分子表面活性剂，磷脂质，蛋白质和多糖。先前的研究已经检验了不同类型及复合的人工合成表面活性剂对饮料乳液的形成和稳定性的影响。但是，我们对生物聚合乳化剂的应用比对人工合成乳化剂更有兴趣，这是因为它们通常被认为是“标签友好型”的。目前，在饮料乳液中最常应用的生物聚合乳化剂是两亲性多糖，阿拉伯胶和改性淀粉。然而，

研究也表明，蛋白质和蛋白质-多糖复合物也能促使样品饮料乳液形成和稳定。

每一种生物聚合乳化剂在使乳浊液形成和稳定的过程中都有其优点和缺点。特别的，在均质的过程中，球蛋白比多糖更易形成较小微滴。但是当环境条件（如PH,离子强度，温度）改变时，球蛋白却更易于是微滴发生聚集。相反的，多糖则具有能够形成对环境变化有良好稳定性的乳状液的能力，但是这种乳浊液在均质过程倾向于形成较大的微滴，并且相对与蛋白质来说，它们必须在明显很高的浓度条件下应用。例如，研究表明要使20％的水包油型橘汁乳饮处于稳定状态，所需的阿拉伯胶的质量比要大于12％，并且富含蛋白质的大分子物质优先吸附于水油界面。由于在乳化过程中只有一小部分的阿拉伯胶被利用，因此要得到稳定的乳状液所需阿拉伯胶的总浓度比使用蛋白质乳化剂要高出很多。

近年来，在改性淀粉的生产中有许多技术革新，由此导致了具有高效功能的生物聚合乳化剂的商业化应用。我们的研究目的是比较球蛋白，阿拉伯胶和两种改性淀粉乳化剂对样品饮料乳液的形成和稳定性方面的影响。其中一种改性淀粉已经商业化应用了很长时间，而另一种才刚刚被引进过来。本研究所得的信息将对筛选出应用于食品和饮料业中最合适的生物聚合乳化剂提供帮助。

材料和方法：

材料：橘油，食品级-乳球蛋白，阿拉伯胶，两种改性淀粉，即简称为‘‘MS-old’’的传统改性淀粉和简称为‘‘MS-new.’’的新型改性淀

粉，NaCL，CaCL2，柠檬酸钠和叠氮化钠（N3Na）。在整个水溶液和乳浊液中都是用双蒸馏水。

方法：

水包油型乳浊液的制备：

分别将BLG, GA 和MS分散于缓冲液（10.0 mM的柠檬酸钠，0.01 wt%的叠氮化钠，pH 3.0）中，得到水相。在环境温度为25℃左右的条件下，将5.0 wt%的油相和95.0 wt%的水相混合液通过均质而得到水包油型橘汁乳液。将预混合的乳状液经高速搅拌后，再通过以9000psi（磅/平方英寸）运转的高压微流控机三次，然后得到水包油型橘汁乳浊液。初始的乳化剂浓度(0.1–10 wt%)对在这些均质条件下形成的微滴大小的影响，被用来比较不同类型的乳化剂对促使乳浊液形成的相对作用。经过这些实验后，我们选择BLG, GA和一种新型改性淀粉作为进一步的研究对象。

环境条件对乳浊液稳定性的影响

本实验测定了不同乳状液对PH，离子强度和温度的稳定性，通过添加不同的乳化剂和所要求的浓度制备三种5 wt%的水包油型橘汁乳液，即BLG (0.5 wt%); GA (10.0 wt%)和MS(1.0 wt%)。

PH稳定性将乳状液样品至于缓冲液中，然后用NaOH或NaCL溶液调整混合液的PH使其达到所需的值(pH 2–8)，最后取乳状液样品10ml并转移到玻璃试管（(160 9 15 mm）中，分析之前需在25℃左右的环境温度下保存一夜。

盐稳定性利用不同量的NaCL溶液和缓冲溶液稀释PH7.0的乳状