黃酮類(lèi)乳化技術(shù)及其在飲料中的研究

吳紅燕，馮佳洛，雷 婷，胡 珊，馬欣然，孫隆基

（西南科技大學(xué)，四川綿陽(yáng) 621010）

蘆丁（Rutin）又名蕓香苷，是一種從植物中提取的黃酮類(lèi)化合物，具有多方面的藥理活性，并且價(jià)廉易得。蘆丁是廣泛分布在自然界植物中一種具有代表性的黃酮類(lèi)化合物，它的I臨床應(yīng)用效果肯定，副作用少，具有廣泛的藥理作用，如具有抗炎、抗氧化、胃黏膜保護(hù)、鎮(zhèn)痛、抗癌、增強(qiáng)血管壁的彈性、韌度和致密性等作用，同時(shí)還具有降血糖、尿糖、血脂等藥理作用[1-3]。隨著蘆丁藥用價(jià)值的不斷完善，近年來(lái)在食品領(lǐng)域運(yùn)用廣泛，并達(dá)到一定的深度。這些特性使其在功能性食品領(lǐng)域具有巨大的發(fā)展前景。因此，蘆丁受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛研究，但蘆丁因具不穩(wěn)定、水溶性差導(dǎo)致其功能在食品領(lǐng)域中的應(yīng)用受到了極大的限制。

乳化劑是指能改善乳化體系中各種構(gòu)成相之間的表面張力，形成均勻分散體或乳化體的物質(zhì)，也稱(chēng)為表面活性劑。添加少量即可顯著降低油水兩相界面張力。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，單一食品乳化劑對(duì)產(chǎn)品功能性質(zhì)改善存在一定的局限性，因此經(jīng)常對(duì)單一的食品乳化劑進(jìn)行復(fù)配[4]。兩種或兩種以上食品乳化劑復(fù)配使用，可以充分發(fā)揮乳化劑的作用，其協(xié)同增效效應(yīng)可賦予產(chǎn)品更好的品質(zhì)。目前常見(jiàn)的食品乳化劑復(fù)配方法有以下3種[5-7]。①將2個(gè)親水親油平衡值（Hydrophile-Lipophile Balance Number，HLB）相差較大的非離子乳化劑復(fù)配。當(dāng)將高、低親水親油平衡值的兩種乳化劑混合后，會(huì)在界面上吸附形成走向排列緊密、具有較高強(qiáng)度的“復(fù)合物”，從而能很好地防止聚結(jié)，增加乳狀液的穩(wěn)定性。②將分子結(jié)構(gòu)相似的乳化劑進(jìn)行復(fù)配，有較明顯的協(xié)同作用。特別是當(dāng)一種乳化劑是另一種乳化劑的衍生物時(shí)，將二者混合往往可以產(chǎn)生令人滿(mǎn)意的效果。③采用離子和非離子乳化劑進(jìn)行復(fù)配。一般來(lái)說(shuō)，單一非離子型乳化劑的乳化能力較強(qiáng)，將離子型乳化劑和非離子型乳化劑復(fù)配使用，效果優(yōu)于單一非離子型乳化劑。目前，食品乳化劑的復(fù)配已被廣泛應(yīng)用到食品生產(chǎn)中，食品乳化劑正向系列化、高效化、多功能化以及使用方便等方向發(fā)展，因此對(duì)乳化劑復(fù)合配方技術(shù)的研究至關(guān)重要。

在3種常見(jiàn)的乳化劑復(fù)配方法中，HLB值的高低搭配是乳化劑復(fù)配中最主要的復(fù)配技術(shù)，筆者對(duì)于復(fù)配乳化劑的選擇也是基于這個(gè)原理。每種乳化劑都有特定的HLB值，單一乳化劑往往很難滿(mǎn)足復(fù)雜體系的乳化要求，也不能達(dá)到很好的乳化效果，所以將高、低HLB值的乳化劑進(jìn)行復(fù)配可以達(dá)到乳化目的[8]。本研究選用3種食品乳化劑，即蔗糖酯、單甘脂、β-環(huán)糊精及其復(fù)合乳化劑和蘆丁混合后在飲料中的應(yīng)用，并通過(guò)多種手段確定其最佳乳化劑組合及其最佳比例，以此提高蘆丁在飲料中的溶解度。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

蘆丁，江西佰草源生物科技有限公司提供；β-環(huán)糊精，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司提供；蔗糖酯SE-15、單甘酯，河南萬(wàn)邦化工科技有限公司提供（均為食品級(jí)）；超純水；其他試劑均為分析純?cè)噭?/p>

集熱式恒溫加熱磁力攪拌器，河南省予華儀器有限公司提供；數(shù)顯恒溫水浴鍋，HH-2常州越新儀器制造有限公司提供；BSA223S電子分析天平，賽多利斯科學(xué)儀器有限公司提供（萬(wàn)分之一）、G1315D DAD型紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

蘆丁標(biāo)準(zhǔn)溶液配制：精確稱(chēng)取蘆丁12.30 mg，用適量50%甲醇溶液溶解，定容至10 mL，轉(zhuǎn)移至50 mL容量瓶中，50%甲醇定容，制成0.246 mg/mL蘆丁標(biāo)準(zhǔn)溶液。

2 結(jié)果與分析

2.1 蘆丁標(biāo)準(zhǔn)溶液最大吸收波長(zhǎng)的確定

取1 mL蘆丁標(biāo)準(zhǔn)溶液，用50%甲醇定容至10 mL，用50%甲醇作空白對(duì)照，光譜掃描，在波長(zhǎng)300～420 nm確定檢測(cè)波長(zhǎng)[9]。由圖1可知，在波長(zhǎng)360 nm處，蘆丁標(biāo)準(zhǔn)溶液吸光度有最大值，確定最大吸收波長(zhǎng)為360 nm。

圖1 不同波長(zhǎng)條件下蘆丁標(biāo)準(zhǔn)溶液的平均吸光度

2.2 蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

分 別 取 0.5 mL、1.0 mL、1.5 mL、2.0 mL和2.5 mL蘆丁標(biāo)準(zhǔn)溶液，用50%甲醇溶液定容至25 mL，以50%甲醇溶液作為空白對(duì)照組，在360 nm處測(cè)定吸光度值，記錄數(shù)據(jù)，重復(fù)3次，取吸光度的平均值，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線為y=23.357x-0.006 6，R2=0.994 3，相關(guān)系數(shù)R2在0.99以上，表明線性關(guān)系良好，結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2 蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線圖

2.3 蘆丁與單類(lèi)乳化劑的最佳比例確定

精確稱(chēng)取蘆丁15.0 mg 12組，分別置于50 mL錐形瓶中，按蘆丁∶乳化劑1∶1.5、1∶2.0、1∶2.5、1∶3.0的比例稱(chēng)取乳化劑于錐形瓶中，加入蒸餾水定容至50 mL，放入磁力攪拌子，在恒溫加熱磁力攪拌器下（70 ℃，轉(zhuǎn)速適宜且相同）攪拌10 min，取出，于恒溫水浴鍋中70 ℃保溫，趁熱抽濾后取濾液1.5 mL于25 mL容量瓶中，再加入純甲醇1.5 mL，用50%甲醇溶液定容至25 mL；以50%甲醇為對(duì)照液，在波長(zhǎng)360 nm處測(cè)吸光度值，重復(fù)3次，記錄數(shù)據(jù)，據(jù)據(jù)吸光值確定單一乳化劑的最佳添加比例。結(jié)果表明，蘆丁與乳化劑的比例在1∶2.5及1∶3.0時(shí)，分光光度值較高，考慮1∶3.0時(shí)測(cè)量計(jì)算更方便，因此在后續(xù)復(fù)配試驗(yàn)中，筆者選擇蘆丁∶乳化劑的比例為1∶3.0進(jìn)行復(fù)配乳化劑的實(shí)驗(yàn)。

2.4 中性飲料中蘆丁與復(fù)配乳合劑最佳種類(lèi)及比例的確定

精確稱(chēng)取15.0 mg蘆丁，按蘆丁∶復(fù)配乳化劑1∶3比例加入對(duì)應(yīng)復(fù)配乳化劑（復(fù)配組合∶①蔗糖酯SE-15+單苷酯；②β-環(huán)糊精+蔗糖酯SE-15；③β-環(huán)糊精+單苷酯；3組組合的復(fù)配比例依次為3∶7、4∶ 6、5∶ 5、6∶ 4和 7∶ 3）， 置 于 50 mL錐形瓶中，蒸餾水定容至50 mL，放入磁力攪拌子，在恒溫加熱磁力攪拌器下（70 ℃，轉(zhuǎn)速適宜且相同）攪拌10 min，取出，趁熱抽濾。取濾液1.5 mL于25 mL容量瓶，加入純甲醇1.5 mL，再用50%甲醇定容；以50%甲醇為對(duì)照液，在波長(zhǎng)360 nm處測(cè)吸光度值，重復(fù)3次，記錄數(shù)據(jù)，結(jié)果見(jiàn)表1、表2、表3。數(shù)據(jù)采用SPSS軟件進(jìn)行處理，結(jié)果見(jiàn)表4、表5、表6。由表4可知，F(xiàn)檢驗(yàn)結(jié)果表明，乳化劑復(fù)配種類(lèi)之間和乳化劑復(fù)配比例之間的F1=88.663＞F0.01=7.71、F2=786.906＞F0.01=3.24，表明乳化劑復(fù)配種類(lèi)和乳化劑復(fù)配比例對(duì)提高蘆丁的溶解性均有極顯著影響。多重比較結(jié)果表明，復(fù)配種類(lèi)最優(yōu)為β-環(huán)糊精和蔗糖酯SE-15組合，乳化劑復(fù)配種類(lèi)間標(biāo)準(zhǔn)誤差為1.62%；最優(yōu)復(fù)配比例為3∶7，乳化劑復(fù)配比例間標(biāo)準(zhǔn)誤差為2.09%。

表1 蔗糖酯SE-15和單苷酯在不同復(fù)配比例下3次試驗(yàn)的吸光度

表2 β-環(huán)糊精和蔗糖酯SE-15在不同復(fù)配比例下3次試驗(yàn)的吸光度

表3 β-環(huán)糊精和單苷酯在不同復(fù)配比例下3次試驗(yàn)的吸光度

表4 不同乳化劑復(fù)配種類(lèi)與復(fù)配比例對(duì)蘆丁溶解性的方差分析表

表5 3種乳化劑復(fù)配種類(lèi)下對(duì)蘆丁溶解性的差異顯著性

表6 5種乳化劑復(fù)配比例下對(duì)蘆丁溶解性的差異顯著性

3 結(jié)論

研究結(jié)果表明，對(duì)3種乳化劑復(fù)配種類(lèi)和5種復(fù)配比例進(jìn)行多重比較，復(fù)配種類(lèi)最優(yōu)為β-環(huán)糊精和蔗糖酯SE-15組合，最優(yōu)復(fù)配比例為3∶7。代入3∶7比例下以及β-環(huán)糊精和蔗糖酯SE-15組合下的吸光度，求出蘆丁在中性條件下溶解度為91.637%，與添加單一乳化劑時(shí)相比較，蘆丁的溶解性顯著提高。這一研究對(duì)蘆丁在食品領(lǐng)域中飲料的生產(chǎn)發(fā)展提供了一定參考，相信蘆丁在功能性食品領(lǐng)域和藥用開(kāi)發(fā)等方面會(huì)有更大的應(yīng)用前景。