◎ 孫 俊,盧建龍,王 麗
(1.廣州市領(lǐng)航食品有限公司,廣東 廣州 511458;2.廣東嶺南職業(yè)技術(shù)學(xué)院,廣東 廣州 510663)
生姜是姜科多年生草本植物姜的新鮮根莖,高30~100 cm,我國(guó)大部分地區(qū)都有種植,在全國(guó)各地的市場(chǎng)均有出售,屬于國(guó)內(nèi)大宗農(nóng)貿(mào)產(chǎn)品,產(chǎn)量大,品種多,是人們重要的日常香辛料調(diào)味品之一[1-3]。生姜精油是生姜活性成分的富集物,由生姜辛辣成分組成,氣味芳香濃烈,因其油溶性大,揮發(fā)性強(qiáng),不溶于水的物理特點(diǎn),生姜精油在水溶性物質(zhì)中的使用很受限制,所以將生姜精油制備成一種水溶乳液是一種非常理想的方式。
膜乳化技術(shù)是制備乳液的一種新型技術(shù),其原理是分散相在氮?dú)鈮毫Φ淖饔孟峦高^微孔膜的膜孔,在膜表面形成液滴,在沿膜表面流動(dòng)的連續(xù)相的沖洗作用下,液滴的直徑達(dá)到一定值后,就從膜表面剝離,從而形成乳液。該技術(shù)自1994年開始引入中國(guó)后,一直由相關(guān)科研機(jī)構(gòu)不斷地探索完善,現(xiàn)已能夠?qū)崿F(xiàn)所制備乳液粒徑均一,大小可控,且過程能耗少,條件溫和[4-5]。目前采用膜乳化法制備生姜精油乳液的應(yīng)用未見報(bào)道,本實(shí)驗(yàn)研究了膜乳化法制備生姜精油乳液的效果,為擴(kuò)展生姜精油乳液的食品應(yīng)用打下理論基礎(chǔ)。
生姜精油,鄭州雪麥龍食品香料有限公司。
SPG快速膜乳化裝置,日本SPG公司;高速剪切均質(zhì)乳化機(jī)BRS500,安徽博進(jìn)化工機(jī)械有限公司;奧林巴斯顯微鏡400。
1.2.1 高速剪切均質(zhì)機(jī)乳化法
分別稱取1 g、3 g、5 g的乳化劑(吐溫80),分別加入純凈水50 g、生姜精油5 g置于燒杯中,用高速剪切均質(zhì)機(jī)乳化1 min(10 000 r·min-1),樣品分別標(biāo)識(shí)為乳液1號(hào)、乳液2號(hào)、乳液3號(hào)。
1.2.2 SPG快速膜乳化法
稱取乳化劑(吐溫80)1 g、純凈水50 g、生姜精油5 g置于燒杯中,用高速剪切均質(zhì)機(jī)乳化1 min(10 000 r·min-1),然后作為初乳液再通過SPG膜乳化裝置進(jìn)行膜乳化,樣品標(biāo)識(shí)為乳液4號(hào)。
用相同倍鏡電子顯微鏡觀察4種乳液的形態(tài)大小,1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)乳液微觀形態(tài)觀察圖分別如圖1、圖2、圖3、圖4所示。
圖1 乳液1號(hào)微觀形態(tài)圖
圖2 乳液2號(hào)微觀形態(tài)圖
圖3 乳液3號(hào)微觀形態(tài)圖
圖4 乳液4號(hào)微觀形態(tài)圖
通過顯微鏡觀察可看出,對(duì)于不同比例乳化劑制備的生姜精油乳液,高速剪切均質(zhì)機(jī)乳化法得到的乳液液滴大小均無法控制,形態(tài)大小不一,而在乳化劑最小用量條件下的SPG快速膜乳化法制備的生姜精油乳液形態(tài)均勻,大小均一,穩(wěn)定性較好。說明采用SPG快速膜乳化法制備生姜精油乳液,比常規(guī)方法——高速剪切均質(zhì)機(jī)乳化法有非常大的優(yōu)勢(shì):乳化劑用量少,乳液液滴大小均一,乳液狀態(tài)穩(wěn)定,為后續(xù)研究生姜精油乳液的應(yīng)用范圍打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
各乳液的穩(wěn)定性觀察結(jié)果如下表1。
表1 乳液的穩(wěn)定性表
通過長(zhǎng)時(shí)間的觀察發(fā)現(xiàn),乳液1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)均有破乳分層,上層有浮油,說明乳液1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)的乳液體系不穩(wěn)定,生姜精油沒有充分被乳化劑包埋,對(duì)照乳液1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)的顯微鏡圖片來看,乳化后的液滴直徑較大且不均勻,是導(dǎo)致體系不穩(wěn)定的內(nèi)在因素之一。而乳液4號(hào)經(jīng)過長(zhǎng)達(dá)1周以上的常溫觀察,仍然穩(wěn)定均一,和乳化初期一致,結(jié)合乳液4號(hào)的顯微鏡觀察來看,乳液4號(hào)液滴大小很小,約3~5 μm,整體均一,這是也乳液4號(hào)體系穩(wěn)定的一個(gè)重要因素。
結(jié)合以上觀察,要達(dá)到乳液體系穩(wěn)定,必須要做到乳液液滴直徑達(dá)到微米級(jí),且大小均一。液滴直徑越小,乳化體系越穩(wěn)定,越不容易破乳分層。同時(shí)乳化方法和乳化劑的用量對(duì)最終的乳化結(jié)果有直接影響,乳化劑的用量關(guān)系到生姜精油是否能被包埋乳化,乳化方法決定了乳液液滴的直徑大小,在兩者的協(xié)調(diào)作用下,液滴直徑越小,所用的乳化劑量也越少,
通過研究發(fā)現(xiàn),膜乳化技術(shù)相比傳統(tǒng)的均質(zhì)乳化技術(shù),在同等量生姜精油條件下,膜乳化技術(shù)使用的乳化劑量更少,乳液液滴直徑更小,乳液體系更穩(wěn)定。
生姜精油經(jīng)高剪切均質(zhì)機(jī)乳化后,再采用膜乳化法進(jìn)行乳化,液滴大小可控,形態(tài)均一,整體穩(wěn)定,相比常規(guī)乳化方法,乳化劑用量少,乳液整體狀態(tài)穩(wěn)定,說明膜乳化法的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)明顯。膜乳化法乳化生產(chǎn)的生姜精油乳液有利于擴(kuò)展生姜精油在水溶性食品中的應(yīng)用范圍。