一种香榧精油微乳液及其制备方法与应用

本发明属于食品工业，尤其涉及一种香榧精油微乳液及其制备方法与应用。

背景技术：

1、果蔬等生鲜食品是人们日常生活中不可缺少的食物，它们富含多种营养素和生物活性物质，对人体健康有益。然而，由于果蔬等生鲜食品具有较高的水分含量和较强的生理活性，采后很容易受到微生物、酶和氧化等因素的影响，导致腐烂变质，失去食用价值和商业价值。据统计，我国每年因果蔬等生鲜食品的采后损失达到2000亿元以上。因此，如何有效地延长果蔬等生鲜食品的保鲜期，减少采后损失，提高产品质量和安全性，是当前食品科技领域面临的重要课题。

2、目前，国内外常用的果蔬等生鲜食品保鲜方法主要有冷藏、气调、热处理、辐照、化学防腐剂等。这些方法虽然在一定程度上可以延缓果蔬等生鲜食品的新陈代谢和微生物的繁殖，但也存在一些缺点和问题。例如，冷藏会导致冷害；气调会增加成本和环境负担；热处理会破坏细胞结构、影响色泽和口感；辐照会产生辐射残留、改变物理性质和感官品质；化学防腐剂会残留于果蔬表面或内部、引起消费者担忧或不良反应。因此，迫切需要开发一种安全、高效、环保的生鲜食品保鲜剂，以满足消费者对果蔬等生鲜食品的需求和期望。

3、天然植物精油是植物体内的次生代谢产物，具有多种化学成分和复杂的结构，是一类具有广谱抗菌、抗真菌、抗氧化、抗炎等多种生物活性的天然物质。近年来，天然植物精油作为一种新型的生鲜食品保鲜剂受到了广泛的关注和研究。研究表明，天然植物精油可以通过多种途径和机制抑制果蔬等生鲜食品表面或内部的微生物的生长和代谢，延缓果蔬等生鲜食品的呼吸作用和乙烯释放，减少果蔬等生鲜食品中水分、营养素和色素等成分的流失或降解，从而有效地延长果蔬等生鲜食品的保鲜期，保持其品质和安全性。与传统的化学防腐剂相比，天然植物精油具有以下优点：来源广泛、成本低廉、毒性小、易降解、无残留、无抗药性、无公害、无副作用、有益健康等。因此，天然植物精油是一种理想的生鲜食品保鲜剂，具有广阔的应用前景。

4、香榧(torreya grandis)是一种特有的中国植物，其种子可食用，又称“榧子”。香榧精油是从香榧假种皮中提取的一种天然植物精油，具有清香的气味和淡黄色的外观，是一种潜在的生鲜食品保鲜剂。香榧精油主要由萜烯类化合物组成，其中d-柠檬烯、α-蒎烯、3-蒈烯等为主要成分。这些化合物具有较强的抗菌、抗真菌和抗氧化活性，可以有效地抑制果蔬等生鲜食品上常见的细菌和霉菌，如大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、青霉菌和灰霉菌等。此外，香榧精油还可以通过调节果蔬等生鲜食品的呼吸强度和乙烯释放量，延缓果蔬等生鲜食品的成熟和衰老过程。因此，香榧精油作为一种天然植物精油，具有良好的生鲜食品保鲜效果和优势。

5、然而，香榧精油也存在一些不足和问题，限制了其在生鲜食品保鲜中的应用。首先，香榧精油是一种水溶性差的油性物质，难以与水相溶或分散，在水相介质中不易形成稳定的体系，导致其在水相介质中的有效浓度低，保鲜效果不理想。其次，香榧精油是一种易挥发的物质，在空气中容易发生氧化或光解反应，导致其活性成分降低或变质，稳定性差。因此，如何提高香榧精油在水相介质中的溶解度或分散性，以及提高其在空气中的稳定性，是实现香榧精油在生鲜食品保鲜中广泛应用的关键技术。

技术实现思路

1、发明目的：为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种香榧精油微乳液，提高了香榧精油在水相中的溶解度和稳定性，同时还具有良好的抗菌性能，能够有效抑制大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、青霉菌等常见食品腐败菌的生长。

2、本发明还提供了香榧精油微乳液的制备方法及其应用，利用香榧精油制备成为水包油型香榧精油微乳液，进一步提高了香榧精油的稳定性和抑菌活性，解决香榧精油由于水溶性差、易挥发和有效成分不稳定而导致其应用困难的技术问题。

3、技术方案：为了实现上述目的，本发明所述一种香榧精油微乳液，包括香榧精油、表面活性剂、助表面活性剂和水。

4、进一步地，所述香榧精油在香榧精油微乳液中的质量百分含量为1.43％-5.71％，所述表面活性剂在香榧精油微乳液中的质量百分含量为6.43％-25.71％，所述助表面活性剂在香榧精油微乳液中的质量百分含量为2.14-8.57％，余量为水。

5、作为优选，本发明所述香榧精油微乳液，由吐温40、吐温80、正丁醇、香榧精油、去离子水组成，所述香榧精油在香榧精油微乳液中的质量百分含量为1.43％-5.71％，所述吐温40和吐温80混合物在香榧精油微乳液中的质量百分含量为6.43％-25.71％，所述正丁醇在香榧精油微乳液中的质量百分含量为2.14-8.57％。

6、进一步地，所述香榧精油微乳液粒径小于15nm。

7、本发明所述香榧精油微乳液的制备方法，包括如下步骤：

8、(1)在表面活性剂中加入助表面活性剂，再加入助表面活性剂，搅拌，得到表面活性剂-助表面活性剂复配物；

9、(2)向步骤(1)制备的表面活性剂-助表面活性剂复配物中加入香榧精油，滴加去离子水，搅拌，得到香榧精油微乳液。

10、进一步地，所述步骤(1)表面活性剂由吐温40和吐温80混合而成，所述吐温40和吐温80的质量比为1:1～9:1。

11、作为优选，所述步骤(1)中吐温40和吐温80的质量比为9:1。

12、进一步地，所述步骤(1)中助表面活性剂为正丁醇、乙醇、甘油中任意一种。

13、作为优选，所述步骤(1)中助表面活性剂为正丁醇。

14、进一步地，所述步骤(1)中助表面活性剂与表面活性剂的质量比为1:1～1:4。

15、作为优选，所述步骤(1)中助表面活性剂与表面活性剂的质量比为1:3。

16、进一步地，所述步骤(2)中香榧精油与表面活性剂-助表面活性剂复配物的质量比为1:4～1:9，所述步骤(2)中搅拌的温度为20～35℃，搅拌转速为200～400rpm。

17、作为优选，所述步骤(2)中香榧精油与表面活性剂-助表面活性剂复配物的质量比为1:6，所述步骤(2)中搅拌的温度为20～30℃，搅拌转速为300rpm。

18、进一步地，所述步骤(2)中滴加去离子水的速度为每秒0.5～1％体系总质量的水。

19、作为优选，所述步骤(2)中滴加去离子水的速度为每秒0.7％体系总质量的水。

20、作为优选，本发明所述一种香榧精油微乳液的制备方法，包括如下步骤：

21、(1)将吐温40和吐温80混合，得到表面活性剂混合物；

22、(2)将正丁醇加入到步骤(1)中的表面活性剂混合物搅拌混匀，得到表面活性剂-助表面活性剂复配物；

23、(3)将香榧精油与吐温和正丁醇复配的混合表面活性剂混合，得到混合油相；

24、(4)向步骤(3)中所得的混合油相，边搅拌边缓慢滴加去离子水，直到体系变均匀，澄清透明，由此获得香榧精油微乳液。

25、本发明所述香榧精油微乳液在水果防腐保鲜剂或生鲜食品保鲜剂中的应用。

26、进一步地，所述应用过程为：将香榧精油微乳液作为保鲜剂，通过浸泡或涂抹到果实或食品表面即可。

27、本发明采用了一种特定的微乳化技术，该技术能够在表面活性剂或助表面活性剂的作用下，将两种互不相溶的液体形成均匀透明或半透明的单分散体系。本发明特定的微乳化技术可以将香榧精油以微小的液滴形式分散在水相中，形成稳定的香榧精油微乳液，从而提高香榧精油在水相中的溶解度或分散性，增加其与果蔬等生鲜食品的接触面积，提高其保鲜效果。同时，本发明特定的微乳化技术也可以有效地降低香榧精油的挥发性和氧化性，提高其在空气中的稳定性，延长其保质期。此外，本发明的方法还可以改善香榧精油的感官特性，减少其对果蔬等生鲜食品的色泽、气味和口感的影响。因此，本发明特定的微乳化技术有效保证了香榧精油在生鲜食品保鲜中的应用，并且效果显著。

28、本发明的设计原理是利用微乳化技术将香榧精油乳化为粒径小于15nm的微乳液，提高其在水相中的溶解度和稳定性，从而增强其抗菌性能和防腐保鲜效果。选择吐温与正丁醇复配的混合物作为表面活性剂体系，因为这种体系具有良好的亲水亲油平衡，能够有效降低香榧精油与水相之间的界面张力，促进乳化过程的进行。通过调节表面活性剂体系的种类和用量，控制微乳液的粒径分布和稳定性，优化微乳液的制备工艺和条件，使其具有最佳的分散性、透明度、感官性等性质。

29、本发明中，采用吐温与正丁醇复配的混合物作为表面活性剂体系，通过微乳化技术将香榧精油乳化为粒径小于15nm的微乳液，是本发明首次提出或者发现的设计。这一设计与现有技术拉开了差距，因为现有技术中，香榧精油通常以原液或者乳化液的形式使用，其粒径较大，溶解度和稳定性较低，抗菌性能和防腐保鲜效果较差。而本发明通过微乳化技术，使香榧精油分散成极细的液滴，提高了其在水相中的溶解度和稳定性，从而增强了其抗菌性能和防腐保鲜效果。为了证明本发明的优越性，本发明还与粒径大于15nm的香榧精油微乳液(原料同本发明)进行了对比实验，结果表明，当粒径为30nm时，香榧精油微乳液的抑菌效果和稳定性均显著降低。因此，本发明通过控制粒径在特定的15nm左右，实现了香榧精油微乳液的高效保鲜和贮藏功能。

30、本发明的保鲜水平与现有的保鲜剂相比，有明显优势。本发明制备的香榧精油微乳液作为保鲜剂，涂抹到枇杷果实上，可以有效降低枇杷果实mda含量，保持抗坏血酸和总酚类化合物的含量，调节cat、pod和ppo酶的活性，减少果实腐烂和维持营养价值。与之相比，现有的防腐保鲜剂主要是化学合成物质如苯甲酸钠、山梨酸钾等，虽然也能起到一定的防腐作用，但是对人体和环境有一定的危害，而且可能影响食品的口感和品质。因此，本发明的香榧精油微乳液作为一种天然、安全、高效的保鲜剂，具有很大的优势和发展空间。

31、有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：

32、本发明采用吐温与正丁醇复配的混合物作为表面活性剂体系，通过微乳化技术将香榧精油乳化为粒径小于15nm的微乳液，提高了香榧精油在水相中的溶解度和稳定性，解决了植物精油作为防腐保鲜剂时存在的水溶性低、稳定性差等问题，增加了香榧精油的利用率和效果。

33、本发明提供的香榧精油微乳液具有良好的抗菌性能，能够有效抑制大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、青霉菌等常见食品腐败菌的生长。其抗菌机理是通过破坏微生物细胞膜的结构和功能，抑制麦角固醇合成，阻断atp供给，增加细胞膜的通透性，导致细胞死亡，从而延缓食品的腐败变质过程。本发明制备的香榧精油微乳液的抗菌效果优于香榧精油原液。

34、本发明制备香榧精油微乳液的原料易于获取且安全性高，工艺简单易行，成本低廉。本发明制备出的香榧精油微乳液对枇杷的防腐保鲜效果显著提升，在生鲜食品的防腐保鲜方面具有良好的应用前景，符合绿色环保和可持续发展的理念。

35、本发明利用了香榧精油的天然成分和功能，制备出稳定性好、分散性好、透明度高、感官性好的微乳液，可以提高香榧精油的溶解度和抗菌活性。本发明香榧精油微乳液作为保鲜剂，均匀涂抹到枇杷果实上，对枇杷的防腐保鲜效果显著提升，减少果实腐烂和维持营养价值，延长其保质期。