一种利用纳米纤维素稳定的甜橙油皮克林乳液及其制备方法与流程

本发明属于食品化工领域，涉及一种甜橙油皮克林乳液，具体来说是一种利用纳米纤维素稳定的甜橙油皮克林乳液及其制备方法。

背景技术

甜橙油是由橙子的全果或者皮经过冷榨法、冷磨法或水蒸气蒸馏法生产的，是一种风味油，具有独特的芳香味，深受消费者青睐，现已广泛应用于食品、烟草、化妆品和医药等领域中。可以用来调配各种不同的橙味香精，同时也可以和其他香精搭配，以增加香精在感官上的清新飘逸感。此外，甜橙油中萜烯、柠檬烯等含量较高，能够抑制食品中细菌生长，食品行业中常用其作为抗菌剂来提高食品安全性。

然而，甜橙油是由苧烯及其它一些挥发性很强的风味物质所组成，极易挥发，难溶于水，且留香时间短，只能作为“头香香料”使用。且对光、热和o2十分敏感，在贮藏和加工过程中损失及变质现象十分严重，尤其在高温的加工环境下损失更大。因此，在食品加工生产过程中，需要对甜橙油进行保护，从而降低其挥发性，防止香气逸失，避免氧化变质。目前多采用微胶囊化技术对甜橙油进行包埋。

在食品加工工艺中，以乳液为基础的运载体系应用广泛，可以有效地运载、保护和释放亲脂成分，从而使其在保存期间不易被氧化，提高产品的质量，延长其货架期。应用乳化技术，将甜橙油进行乳化，可以增大其溶解性，保护芳香物质免遭外界环境的影响，从而降低甜橙油香气物质的挥发性，扩大其在食品工业中的应用范围。

皮克林乳液是一种采用固体颗粒稳定的新型乳液，与小分子表面活性剂稳定的乳液相比，该体系具有抗聚集、抗絮凝、抗奥氏化成熟和稳定性好等优势。近年来，科研工作者以多糖、蛋白质等一系列可食用固体颗粒，制备了稳定的食品级皮克林乳液，具有生物相容性和环境友好性等优点，可将其用作输送生物活性物质的载体，还可用于包覆不稳定化合物。以纳米纤维素为固体颗粒乳化剂，通过高速均质，制备甜橙油皮克林乳液，使得甜橙油水溶性提高的同时很好的提高了其稳定性，该方法具有制备工艺简单和成本低等优点，且乳液稳定性强，不易受体系ph值、盐浓度以及温度等因素的影响。目前以纳米纤维素为固体颗粒乳化剂，制备甜橙油皮克林乳液的相关研究尚未报道。

技术实现要素：

针对现有技术中的上述技术问题，本发明提供了一种甜橙油皮克林乳液及其制备方法，所述的这种甜橙油皮克林乳液及其制备方法要解决现有技术中甜橙油香气质量不佳，易氧化变质的技术问题。

本发明提供了一种利用纳米纤维素稳定的甜橙油皮克林乳液，所述的乳液以纳米纤维素为固体颗粒乳化剂，甜橙油为油相，甜橙油的包埋率为79.60~88.36%。

本发明还提供了上述的一种利用纳米纤维素稳定的甜橙油皮克林乳液的制备方法，包括以下步骤：

1）一个制备过硫酸铵水溶液的步骤；

将过硫酸铵溶于去离子水中，搅拌直至充分溶解，形成过硫酸铵水溶液，在所述的过硫酸铵水溶液中，所述的过硫酸铵的浓度为0.5~2mol/l；

2）一个制备纳米纤维素悬浮液的步骤；

称取微晶纤维素加入到步骤1）得到的过硫酸铵水溶液中，在转速1000r/min磁力搅拌下，放入60℃水浴锅恒温搅拌4~16h，充分反应后，停止搅拌加热，得到纳米纤维素悬浮液；微晶纤维素和过硫酸铵水溶液的物料比为1~2.5克：1l，

3）一个制备纳米纤维素粉末的步骤；

将步骤2）得到的纳米纤维素悬浮液在10000rpm下离心，除去未反应完的过硫酸铵，离心至少两次，直至悬浮液的ph为7；将离心完后的悬浮液置于-70℃条件下预冷冻4h，然后在冷阱温度为-70℃、真空度为5pa条件下冷冻干燥24h，得到纳米纤维素粉末；

4）一个制备甜橙油皮克林乳液的步骤；

将步骤3）得到的纳米纤维素粉末溶于去离子水中，充分搅拌后，得到纳米纤维素悬浮液，在所述的纳米纤维素悬浮液中，所述纳米纤维素浓度为5~20g/l。在10000~19000rpm高速均质下，在纳米纤维素悬浮液中按体积百分比逐滴加入2~8%量的甜橙油，高速均质时间为2~5min，得到甜橙油皮克林乳液。

本发明的一种甜橙油皮克林乳液，是以经过硫酸铵氧化形成的纳米纤维素为固体颗粒乳化剂，然后加入甜橙油所形成的乳液。

本发明的一种利用利用纳米纤维素稳定的甜橙油皮克林乳液的制备方法是以市售微晶纤维素为原材料，经过硫酸铵氧化改性后，通过水洗得到纳米纤维素悬浮液；将此悬浮液冷冻干燥，得到纳米纤维素粉末；将纳米纤维素粉末分散于去离子水中，形成纳米纤维素悬浮液，随后向上述悬浮液中加入甜橙油，通过高速均质，得到稳定的甜橙油皮克林乳液。

纤维素是自然界蕴藏丰富的可再生资源，价廉易得，对环境无污染，而且具有可再生的优势，具有低密度、环境可持续性、可调性和低成本等性质。微晶纤维素是纤维素的一种重要衍生物，是由天然纤维素经酸解或者机械处理得到，具有比表面积大、高吸水性和极好的流动性等特性，鉴于其独特的结构和性质，可作为乳化剂和抗凝结剂。但是微晶纤维素具有较强的分子间和分子内作用力，导致其难溶于水，大大限制了其乳化性能。经过硫酸铵改性得到的纳米纤维素具有较高的表面活性、较高的长宽比和高强度等优良性质，是稳定皮克林乳液理想的乳化材料。

本发明和已有技术相比，其技术进步是显著的。本发明制备的甜橙油皮克林乳液，粒径小且粒径分布均匀，纳米纤维素紧密排列在油水界面，在油水界面发生不可逆吸附形成稳定乳液，有效防止乳液聚合和奥氏熟化，且甜橙油的包埋率高达79.60~88.36%，从而有效防止甜橙油香气逸失，增大其稳定性。而且，本发明制备的甜橙油皮克林乳液具有纳米纤维素用量少、制备过程简单及应用成本低等特点。

附图说明

图1是本发明实施例2所制备的甜橙油皮克林乳液外观图。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图对本发明进一步详细描述，但并不限制本发明。

实施例1

（1）过硫酸铵水溶液的制备

将过硫酸铵溶解在1l去离子水中，搅拌直至充分溶解，形成过硫酸铵水溶液，在所述的过硫酸铵水溶液中，所述的过硫酸铵的浓度为0.5mol/l；

（2）纳米纤维素悬浮液的制备

将1.5克市售微晶纤维素加入到步骤（1）得到的1l过硫酸铵水溶液中，在转速1000r/min磁力搅拌下，放入60℃水浴锅恒温搅拌4h，充分反应后，停止搅拌加热，得到纳米纤维素悬浮液；

（3）纳米纤维素粉末的制备

将步骤（2）得到的纳米纤维素悬浮液在10000rpm下离心，除去未反应完的过硫酸铵，离心数次，直至悬浮液的ph为7；将离心完后的悬浮液置于-70℃条件下预冷冻4h，然后在冷阱温度为-70℃、真空度为5pa条件下冷冻干燥24h，得到纳米纤维素粉末；

（4）甜橙油皮克林乳液的制备

将1g步骤（3）得到的纳米纤维素粉末溶于100ml去离子水中，充分搅拌后，得到纳米纤维素悬浮液。在所述的纳米纤维素悬浮液中，所述纳米纤维素浓度为10g/l。在13000rpm高速均质下，将8ml甜橙油逐滴加入到纳米纤维素悬浮液中，高速均质时间为3min，形成稳定的甜橙油皮克林乳液。

经紫外分光光度法测定，所得的甜橙油皮克林乳液中甜橙油包埋率为79.60%。

包埋率的测定方法如下：取2ml乳液加入5ml无水乙醇中，漩涡震荡3min后，静置3h，取上层乙醇层，将其稀释40倍，于最大吸收波长处测其吸光度，根据标准曲线测定乙醇层中甜橙油的浓度，根据下列公式计算包埋率：

e（包埋率）=（m-m1）/m×100%

m：乳液制备过程中甜橙油的加入量，g；

m1：未包埋的甜橙油的量，g。

实施例2

（1）过硫酸铵水溶液的制备

将过硫酸铵溶解在1l去离子水中，搅拌直至充分溶解，形成过硫酸铵水溶液，在所述的过硫酸铵水溶液中，所述的过硫酸铵的浓度为2mol/l；

（2）纳米纤维素悬浮液的制备

将1克微晶纤维素加入到步骤（1）得到的1l过硫酸铵水溶液中，在转速1000r/min磁力搅拌下，放入60℃水浴锅恒温搅拌16h，充分反应后，停止搅拌加热，得到纳米纤维素悬浮液；

（3）纳米纤维素粉末的制备

将步骤（2）得到的纳米纤维素悬浮液在10000rpm下离心，除去未反应完的过硫酸铵，离心数次，直至悬浮液的ph为7；将离心完后的悬浮液置于-70℃条件下预冷冻4h，然后在冷阱温度为-70℃、真空度为5pa条件下冷冻干燥24h，得到纳米纤维素粉末；

（4）甜橙油皮克林乳液的制备

将0.5g步骤（3）得到的纳米纤维素粉末溶于100ml去离子水中，充分搅拌后，得到纳米纤维素悬浮液。在所述的纳米纤维素悬浮液中，所述纳米纤维素浓度为5g/l。在10000rpm高速均质下，将4ml甜橙油逐滴加入到纳米纤维素悬浮液中，高速均质时间为5min，形成稳定的甜橙油皮克林乳液。

经紫外分光光度法测定，所得的甜橙油皮克林乳液中甜橙油包埋率为88.36%。

实施例3

（1）过硫酸铵水溶液的制备

将过硫酸铵溶解在1l去离子水中，搅拌直至充分溶解，形成过硫酸铵水溶液，在所述的过硫酸铵水溶液中，所述的过硫酸铵的浓度为1.5mol/l；

（2）纳米纤维素悬浮液的制备

将2克微晶纤维素加入到步骤（1）得到的1l过硫酸铵水溶液中，在转速1000r/min磁力搅拌下，放入60℃水浴锅恒温搅拌12h，充分反应后，停止搅拌加热，得到纳米纤维素悬浮液；

（3）纳米纤维素粉末的制备

将步骤（2）得到的纳米纤维素悬浮液在10000rpm下离心，除去未反应完的过硫酸铵，离心数次，直至悬浮液的ph为7；将离心完后的悬浮液置于-70℃条件下预冷冻4h，然后在冷阱温度为-70℃、真空度为5pa条件下冷冻干燥24h，得到纳米纤维素粉末；

（4）甜橙油皮克林乳液的制备

将2g步骤（3）得到的纳米纤维素粉末溶于100ml去离子水中，充分搅拌后，得到纳米纤维素悬浮液。在所述的纳米纤维素悬浮液中，所述纳米纤维素浓度为20g/l。在19000rpm高速均质下，将6ml甜橙油逐滴加入到纳米纤维素悬浮液中，高速均质时间为2min，形成稳定的甜橙油皮克林乳液。

经紫外分光光度法测定，所得的甜橙油皮克林乳液中甜橙油包埋率为84.93%。

实施例4

（1）过硫酸铵水溶液的制备

将过硫酸铵溶解在1l去离子水中，搅拌直至充分溶解，形成过硫酸铵水溶液，在所述的过硫酸铵水溶液中，所述的过硫酸铵的浓度为1mol/l；

（2）纳米纤维素悬浮液的制备

将2.5克微晶纤维素加入到步骤（1）得到的1l过硫酸铵水溶液中，在转速1000r/min磁力搅拌下，放入60℃水浴锅恒温搅拌8h，充分反应后，停止搅拌加热，得到纳米纤维素悬浮液；

（3）纳米纤维素粉末的制备

将步骤（2）得到的纳米纤维素悬浮液在10000rpm下离心，除去未反应完的过硫酸铵，离心数次，直至悬浮液的ph为7；将离心完后的悬浮液置于-70℃条件下预冷冻4h，然后在冷阱温度为-70℃、真空度为5pa条件下冷冻干燥24h，得到纳米纤维素粉末；

（4）甜橙油皮克林乳液的制备

将1.5g步骤（3）得到的纳米纤维素粉末溶于100ml水中，充分搅拌后，得到纳米纤维素悬浮液。在所述的纳米纤维素悬浮液中，所述纳米纤维素浓度为15g/l。在16000rpm高速均质下，将2ml甜橙油逐滴加入到纳米纤维素悬浮液中，高速均质时间为4min，形成稳定的甜橙油皮克林乳液。

经紫外分光光度法测定，所得的甜橙油皮克林乳液中甜橙油包埋率为80.68%。