影響冷榨核桃油貨架期內穩定性因素的研究

李亞萍

(安康學院 化學化工學院，陜西 安康 725000)

研究發現, 在常見的植物油中，核桃油中的α-亞麻酸占比最高，同時富含亞油酸，這兩種物質在人體內可衍生出腦黃金DHA。核桃油中還含有黃酮和磷脂，黃酮可以緩解頭痛、耳鳴等病狀；磷脂具有促進造血、保護腦神經的功能[1～2]。核桃油良好的生物活性, 使其在食品、藥品以及化工等領域逐步被廣泛應用，前景廣闊。采用冷榨工藝提取核桃油，更有利于保持它的生物活性，但會使核桃油中形成一定量的水包油乳狀液[3]，而水包油乳狀液的不穩定，使得核桃油整體穩定性降低，易產生浪費變質而浪費。所以本論文利用乳狀液粒徑分布及其變化來研究幾種因素對水包核桃油乳狀液貨架期內穩定性的影響, 為核桃油的儲存和應用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 儀器試劑及材料

KH-250DE數控超聲波清洗器，昆山禾創超聲儀器有限公司；101-2AB電熱鼓風干燥箱，天津市泰斯特儀器有限公司；MODEL0406-1低速離心機，上海醫療器械有限公司手術器械廠；DK-2000-ШL電熱恒溫水浴鍋，天津市泰斯特儀器有限公司；UV-1700A紫外分光光度計，上海奧析科學儀器有限公司。試驗所用試劑均為分析純。冷榨核桃油由陜西燁林現代生態農業發展有限公司提供。

1.2 試驗方法

1.2.1 水包核桃油乳狀液的配制 利用電子分析天平，在50 mL水中稱取0.5 g乳化劑，采用磁力攪拌儀攪拌3 min速度為2 000 r·min-1，使水與表面活性劑充分混合。取500 mL燒杯加1.0 g油及表面活性劑水溶液，加水至500 mL，使用磁力攪拌器2 000 r·min-1的轉速對其進行乳化剪切5 min，高壓均質兩次，得到水包核桃油乳狀液。

1.2.2 油濃度—吸光度標準曲線的制作 準確稱取0.1 g核桃油，用石油醚定容至100 mL，配成標準溶液，濃度為1mg·mL-1。放在冰箱中備用。取0、2、4、6、8 mL標準溶液，用石油醚定容至100 mL，最終質量濃度分別為0、200、400、600、800 ug·mL-1。測定配制的核桃油標準液在波長為510 nm時的吸光度，制作標準曲線。

1.2.3 水包油乳狀液穩定性的表征 采用高速離心分析法，該方法利用高速離心作用(2000 r·min-1)，加快水包核桃油乳狀液中油滴上浮和水相下沉降速度，從而達到快速分析乳狀液穩定性的目的[4,5]，以穩定性性系數表示不同因素對乳狀液穩定性的影響程度。乳狀液的穩定系數=A1/A2(1)

式中 A1——離心后乳狀液吸光度值

A2——離心前乳狀液吸光度值

1.3 影響水包核桃油乳狀液穩定性的單因素試驗

1.3.1 溫度的影響 取1.5 g冷榨核桃油，置于250 ml的燒杯中，添加1.0 g十二烷基苯磺酸鈉，加蒸餾水至250 mL，采用磁力攪拌儀乳化剪切5 min、剪切速度為2 000 r·min-1，密封避光靜置。將配置的乳狀液分別放置在不同溫度(0℃、20℃、25℃、30℃、40℃)下，靜置1 d、3 d、7 d、15 d、30 d后分別測定其吸光度。取不同溫度下的乳狀液10 mL于離心管中，以2 000 r·min-1離心5 min后(后期離心速度、離心時間均相同)，取下層液于比色皿中，測定吸光度值A。測定吸光度后根據公式(1)計算乳狀液的穩定性系數。

取靜置后的下層液體于分液漏斗中，用石油醚對下層液中的核桃油進行萃取，測量其吸光度A。測量吸光度后根據公式(2)計算油濃度五組不同溫度下核桃油乳狀液的油濃度(mg·L-1)。

1.3.2 乳化劑種類的影響 試驗選用三種不同的乳化劑：十二烷基苯磺酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨和乳清分離，實驗開始時使用不同的乳化劑配制核桃油乳狀液，取不同乳化劑各1 g，核桃油1.5 g，500 mL水，剪切離心后，乳狀液的靜置時間同1.3.1。測定吸光度后計算其穩定系數。

1.3.3 乳化劑濃度的影響 按1.3.2的結論，本次試驗的乳化劑選用十二烷基苯磺酸鈉。

取三個500 mL燒杯，分別加入核桃油1.5 g，加入濃度為0.05%、0.10%、0.50%的乳化劑，剪切離心后，靜置時間同上。測量其吸光度再計算乳狀液穩定系數。

1.3.4 水相pH的影響 取三個500 mL燒杯，分別加入1.5 g核桃油、1.0 g十二烷基苯磺酸鈉，依次加蒸餾水調節pH為4.0、7.0和10.0。剪切離心靜置參數均同上，測量其吸光度，計算穩定性系數。

1.4 不同因素對水包核桃油乳狀液穩定性的正交試驗

以溫度、乳化劑濃度、水相pH等單因素試驗為依據，以水包核桃油乳狀液穩定性系數為試驗指標，按三因素三水平L9(34)正交試驗設計。

表1 水包核桃油乳狀液穩定性影響因素正交試驗設計

2 結果與分析

2.1 油濃度與吸光度標準曲線

按照1.2.2配制不同濃度的核桃油石油醚溶液，于510 nm處測其吸光度，標準曲線如圖1所示，油濃度與吸光度之間的關系式：

C=(A-0.0961)×m/0.0127

(2)

式中 A——吸光度

C——含油濃度 mg·L-1。

2.2 溫度對水包核桃油乳狀液穩定性的影響

按照1.3.3 進行試驗，得出水包核桃油的穩定性系數隨溫度的變化規律如圖2所示，油濃度隨溫度的變化規律如圖3所示。

由圖2的變化趨勢看，隨著溫度的不斷升高，水包核桃油乳狀液的穩定性系數在不斷變??；由圖3可知水包核桃油乳狀液的油濃度隨著溫度的持續升高逐漸降低，乳狀液穩定性持續下降。因此，隨著溫度的升高水包核桃油乳狀液的穩定性逐漸降低。

2.3 乳化劑種類對水包核桃油乳狀液的影響

按照1.3.4 進行試驗，得出水包核桃油的穩定性系數隨乳化劑種類的變化規律如圖4所示，油濃度隨乳化劑種類的變化規律如圖5所示。

由4可知不同乳化劑中以十二烷基苯磺酸鈉的穩定性系數最高，且隨時間變化相比于其它兩種乳化劑更為緩慢，由圖5可知油濃度隨靜置時間變化較小，十二烷基苯磺酸鈉為乳化劑時，油濃度最大，且乳化液中隨著油濃度變大，油滴散布越均勻，乳狀液穩定性越高；所以主乳化劑選用十二烷基苯磺酸鈉。歸因于水包油乳狀液中油滴因為帶異種電荷沒有被乳化劑包裹，從而聚集合并成較大的油滴，使得乳化液粒徑增大，從而影響乳狀液的穩定性[6]，添加乳化劑可有效地降低油滴與水之間的界面張力，乳化后的油滴分布更為均勻，保持了乳狀液的物理穩定性，從而保證了貨架期內的穩定性。

2.4 乳化劑的量對水包核桃油乳狀液穩定性的影響

按照1.3.4 進行試驗，選擇十二烷基磺酸鈉作為乳化劑，得出水包核桃油的穩定性系數隨乳化劑用量的變化規律如圖6所示，油濃度隨乳化劑種類的變化規律如圖7所示。

由圖6可見，隨著乳化劑濃度的越大，水包核桃油乳狀液穩定性系數增大，放置時間增長，乳狀液穩定性系數緩慢降低，乳化劑濃度為0.10%的時乳化液較穩定。由圖7可見，油濃度隨濃度變化較慢的乳化劑濃度為0.10%，且在貨架期內較為穩定。綜合來說，乳化劑濃度為0.10%時，乳狀液較為穩定。

2.5 水相pH值對水包核桃油乳狀液穩定性的影響

按照1.3.4 進行試驗，得出水包核桃油的穩定性系數隨乳化劑用量的變化規律如圖8所示，油濃度隨乳化劑種類的變化規律如圖9所示。

由圖8，圖9可知，乳狀液的穩定性、油濃度都隨pH 值變化顯著，pH=7時，穩定性系數最大，油濃度也最大，綜合上述兩個因素，調節水相pH=7，有助于更好地保持乳狀液貨架期的物理穩定性。

2.6 影響乳狀液穩定性的因素正交試驗

結合上述單因素試驗結論，對影響水包核桃油乳狀液貨架期物理穩定性的因素進行正交試驗。數據分析如表2所示。

由表2試驗結果可知，對水包核桃油乳狀液貨架期內物理穩定性影響大小順序為B>C>A，即乳化劑濃度是顯著性影響因素，其次為水相pH值，溫度對其影響最小。保持水包核桃油乳狀液穩定性的最佳試驗方案為A1C2B3，即當乳化劑濃度為0.50%，水相pH為7.0，溫度為0 ℃時，水包核桃油乳狀液物理穩定性最好。

表2 正交試驗

3 結論

研究通過單因素試驗和正交試驗發現，決定水包核桃油物理穩定性的多個因素中，乳化劑的種類及其用量是起決定性作用的，筆者研究選擇十二烷基磺酸鈉作為乳化劑，當儲存溫度為0 ℃，十二烷基苯磺酸鈉乳化劑的濃度為0.50%，水相pH為7.0時，水包核桃油乳狀液表現最為穩定。這些因素的控制有效降低了冷榨核桃油工藝的局限性，保證了冷榨核桃油的物理穩定性，延長了其貨架期。