CN115990442A - 一种具有双层核壳结构的茶油微胶囊及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于生物材料制备技术领域,具体涉及一种具有双层核壳结构的茶油微胶囊及其制备方法与应用。本发明提供了一种油体细胞乳液,所述油体细胞乳液由油体细胞和油茶花提取物溶液组成;并基于此进一步提供了茶油微胶囊,利用脂溶性成分作为核层,油体细胞乳液作为脂溶性成分的第一壳层,后添加的蛋白质或多糖作为第二壳层,形成双层核壳结构;该茶油微胶囊具有尺寸大小可控、较高的脂溶性成分包埋率和较好的贮藏稳定性等优点;并且该茶油微胶囊制备过程操作简单,反应条件温和,且不另外添加固化剂或表面活性剂,绿色安全,具有较大的应用价值。
Description
技术领域
本发明属于生物材料制备技术领域。更具体地,涉及一种具有双层核壳结构的茶油微胶囊及其制备方法与应用。
背景技术
微胶囊作为一种新型载体技术,在医药、食品、化妆品等领域展现出了良好的应用前景。对外界敏感的脂溶性功效成分通过微胶囊包覆技术克服了很多的应用缺点和局限,扩大了其应用范围。微胶囊化的方法有很多种,主要包括挤压法、喷雾干燥法、超临界流体法、空气悬浮法和复合凝聚法等。其中复合凝聚法作为一种新兴的技术,具有安全性高、反应条件温和、包埋效率高、控释性好等特点,目前,复合凝聚法是最常用的包埋疏水性功效成分的微胶囊化方法之一,如重要营养素维生素E的包埋。但该方法均需要额外添加固化剂作为交联剂或表面活性剂来提高体系的稳定性,通常采用醛类固化剂,但化学交联剂的残留和化学交联大分子在体内的生物降解都存在毒性,这严重限制了产品的应用。
为了解决上述问题,已有研究人员就复合凝聚微胶囊法在维生素E微胶囊的应用技术上进行了改良,如冯岩学者(冯岩.复合凝聚法制备维生素E微胶囊的研究[D].江南大学,2008.)公开了以谷氨酰胺转氨酶为固化剂,明胶和阿拉伯胶为壁材,采用复凝聚法制备维生素E微胶囊;强军锋学者(强军锋.壁材比例对复合凝聚法天然VE微胶囊包埋效果的影响[J].食品与机械,2017,33(02):175~178.DOI:10.13652/j.issn.1003~5788.2017.02.037.)公开了以明胶和海藻酸钠为壁材,5%氯化钙溶液为固化剂,采用复合凝聚法制备了一种平均粒径为35.17μm的天然维生素E微胶囊,维生素E的包埋率高达74.7%。但即使采用的是无毒的固化剂或表面活性剂,也存在使用成本高的问题,以谷氨酰胺转氨酶为固化剂还存在反应时间长、需要加热等缺陷。
随着经济和社会的发展,人们越来越关注于微胶囊原料的安全性、无毒性和环保性。因此,研发新型的、安全无毒、不需要额外添加固化剂或表面活性剂、成本低廉且能提高活性成分稳定性的微胶囊具有重要意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有微胶囊技术需要额外添加固化剂或表面活性剂,有毒固化剂存在安全隐患,无毒固化剂或表面乳化剂存在反应时间长、需要加热等使用成本高的缺陷和不足,提供一种油体细胞乳液。
本发明的目的是提供一种绿色安全、具有双层核壳结构的茶油微胶囊。
本发明的目的是提供所述茶油微胶囊的制备方法。
本发明的另一目的是提供所述油体细胞乳液或所述茶油微胶囊在制备药品、食品或化妆品中的应用。
本发明上述目的通过以下技术方案实现:
一种油体细胞乳液,由油体细胞和油茶花提取物溶液组成;
所述油体细胞和油茶花提取物溶液的质量体积比为2.5~7.5:50g/mL;
所述油体细胞的制备方法,包括以下步骤:往油茶籽中加入缓冲溶液,调节pH,加入植物复合酶酶解,灭酶活,破壁,过滤,离心,取上层即得油体细胞。
油体细胞作为一种天然乳化剂、天然水包油乳液,富含三酰甘油和少量极性脂质,它们被特定的磷脂膜和蛋白质包埋,作为一种天然产品,油体细胞的优点满足了消费者的需求,如无乳化过程、提取简单且环保、安全且营养丰富等。
进一步地,所述油茶籽为新鲜或者烘干的油茶籽。
进一步地,对所述油体细胞进行检测,测得油体细胞主要由以下重量份的组分组成:0.3~3份蛋白质、0.6~1.5份磷脂、76~85份油脂和10~20份水。
进一步地,所述蛋白质包括油质蛋白、油体钙蛋白和油质固醇蛋白。
进一步地,所述油茶花提取物溶液为用水对油茶花进行提取得到。
具体地,所述油茶花提取物溶液的制备方法为:称取干燥粉碎的油茶花原料,按照1:15~30(g/mL)的料液比加入水,在40~80℃下进行提取20~60min后,抽滤,即得油茶花提取物溶液。
更具体地,所述油茶花提取物溶液的制备方法为:称取干燥粉碎的油茶花原料,按照1:20(g/mL)的料液比加入水,在69℃下进行提取52min后,抽滤,即得油茶花提取物溶液。
优选地,所述油茶花选自普通白花油茶或红花油茶的花。
进一步地,对所述油茶花提取物溶液进行检测,测得油茶花提取物溶液主要由以下组分组成:30~40mg/g的蛋白质、5~7mg/g粗脂肪、2~3.5mg/g氨基酸、200~280mg/g总糖、40~50mg/g多酚、170~230mg/g黄酮和30~50mg/g咖啡碱。不同品种油茶花的提取物溶液的主要成分略有不同。
进一步地,所述植物复合酶为维素酶、半纤维素酶、β~葡聚糖酶和果胶酶。
优选地,所述纤维素酶、半纤维素酶和β~葡聚糖酶和果胶酶的质量比为1~3:0~1:1~2:1~2。
优选地,所述油茶籽与缓冲溶液的质量体积比为1:(4~10)g/mL。
优选地,所述pH为4.5~9。
优选地,所述缓冲溶液为磷酸盐缓冲液。
更优选地,所述磷酸缓冲溶液的浓度为0.1~0.5mol/L。
优选地,所述植物复合酶的添加量为1%~6%。
优选地,所述植物复合酶的添加量为3%。虽然增大酶的添加量会使酶与底物的接触面积增大,从而使油茶籽细胞壁被充分破坏使得更多油体细胞被释放出来,但添加过量的酶会导致油体细胞的完整度被破坏,从而降低油体细胞的得率,并且不利于后续的脂溶性成分包埋。因此优选植物复合酶的添加量为3%。
优选地,所述酶解时间为0.5~3h。
更优选地,所述酶解时间为1h。由于酶解时间过长会导致体系中的油体细胞发生聚结而使体系失稳,因此优选降解时间为1h。
优选地,所述破壁条件为:18000~23000r/min,30~90s。在此破壁条件下破碎茶籽,油体细胞被充分释放出来的同时不会破坏其结构。
优选地,所述离心条件为8500~12000r/min,20~30min。在此离心条件下,油体细胞能很好分离出来,当使用更低转速时,油体细胞不能很好的分离,易于再次溶于缓冲溶液。
本申请提供一种具有双层核壳结构的茶油微胶囊,所述茶油微胶囊从内到外依次设置为核层、第一壳层和第二壳层;
所述核层为脂溶性成分;所述第一壳层由所述油体细胞乳液制成;所述第二壳层主要由蛋白质或多糖制成。
本发明首次将油体细胞和油茶花提取物溶液形成的油体细胞乳液作为脂溶性成分的第一壳层溶液制备茶油微胶囊,无需额外添加固化剂或表面活性剂,既可以达到安全环保的要求,又能提高体系的稳定性。将油茶花提取物溶液替换为等量的水时,所得茶油微胶囊的芯材的包埋率变低,且其贮藏稳定性也显著降低,这可能是因为油茶花提取物溶液含有多种活性物质,其中的活性物质通过共价作用或者非共价作用与油体细胞相互作用,起到抗氧化剂、稳定剂的作用,提高了微胶囊体系的稳定性,从而提高了芯材的包埋率和贮藏稳定性。
本发明还提供所述茶油微胶囊的制备方法,包括以下步骤:
S1.将油体细胞与油茶花提取物溶液充分混匀,形成油体细胞乳液;
S2.将脂溶性成分加入步骤S1所得油体细胞乳液中,充分混匀,得混合液;
S3.将蛋白质或多糖制成溶液加入步骤S2所得混合液中,充分混匀,调节pH,所得即为茶油微胶囊。
本申请的制备方法简单环保,无需额外添加固化剂或表面活性剂,也无需加热,在较短时间内即可得到稳定的微胶囊体系,将所述油体细胞与油茶花提取物溶液充分混匀形成油体细胞乳液,作为脂溶性成分的第一壳层溶液,后添加的蛋白质或多糖作为第二壳层原料,再利用酸性或碱性试剂调节体系的pH,从而使油体细胞乳液表面蛋白质的净电荷为正或者为负,与第二壳层溶液进行共价作用、非共价作用或静电络合作用,形成双层核壳结构,实现加固包覆,加强对脂溶性成分的保护作用,提升了脂溶性成分的包埋率和贮藏稳定性。
优选地,以占油茶花提取物溶液体积的百分比计,脂溶性成分为20%~40%(g/mL)。
优选地,所述第二壳层原料制成的溶液在茶油微胶囊中的终浓度为0.3wt%~2wt%。第二壳层原料的过多加入会导致油体细胞絮凝,使油体细胞乳液稳定性降低,从而导致包埋效果较差。
优选地,步骤S3中,所述蛋白质或多糖制成溶液后需要调节溶液pH与步骤S1所得油体细胞乳液的pH一致,再加入步骤S2所得混合液中,这样会使得两者混合得更加均匀。
优选地,步骤S1中,所述充分混匀的转速为300~1000r/min。在此条件下,油体细胞能更好地与油茶花提取物溶液混合均匀,得到均一的油体细胞乳液的同时又不破坏油体细胞的结构。
优选地,步骤S1中,所述充分混匀的时间为10~30min。
优选地,步骤S2中,所述充分混匀的转速为30000~80000r/min。在此条件下,油体细胞的结构遭到破坏,使得脂溶性成分能进入油体细胞的内部。
优选地,步骤S2中,所述充分混匀的时间为1~5min。
优选地,所述蛋白质为明胶或乳清蛋白。
所述多糖为阴离子多糖或阳离子多糖。
优选地,所述阴离子多糖为果胶、阿拉伯胶、海藻酸钠、卡拉胶、黄原胶中的任意一种。
优选地,所述阴离子多糖为果胶或阿拉伯胶。
更优选地,所述阴离子多糖为果胶。
优选地,所述阳离子多糖为壳聚糖及其衍生物。
更优选地,所述阳离子多糖为壳聚糖季铵盐。
优选地,所述脂溶性成分为维生素E、β-胡萝卜素、虾青素、D-柠檬烯、白藜芦醇或亚麻酸。
更优选地,所述脂溶性成分为维生素E。
更优选地,所述维生素E成分为30%~40%(以占油茶花提取物溶液体积的百分比计)。当维生素E含量等于或大于50%时,微胶囊的大小不均匀,微胶囊有聚集和漏油现象;当脂溶性成分含量为30%~40%时,乳化充分,微胶囊分布大小均匀,未包埋及微胶囊表面附着的油较少,具有较高的包埋率;当维生素E含量小于20%时,由于油体细胞乳液体积占比较大,使得形成的微胶囊囊壁较厚,从而使包埋的维生素E的含量减少,因此优选脂溶性成分的含量为30%~40%。
本发明还提供所述油体细胞乳液或所述茶油微胶囊在制备药品、食品或化妆品中的应用。
优选地,所述化妆品为护肤乳。
优选地,所述护肤乳包括所述茶油微胶囊和保湿剂。
优选地,所述保湿剂为甘油或者透明质酸钠。
本发明具有以下有益效果:
(1)本发明提供了一种油体细胞乳液,所述油体细胞乳液由油体细胞和油茶花提取物溶液组成,可用于脂溶性成分的包埋。
(2)本发明还提供了一种茶油微胶囊,所述茶油微胶囊利用油体细胞乳液作为脂溶性成分的第一壳层,后添加的蛋白质或多糖作为第二壳层,形成双层核壳结构;该茶油微胶囊具有尺寸大小可控、较高的脂溶性成分包埋率和较好的贮藏稳定性等优点。
(3)本发明制备方法具有普适性,可根据不同的应用方向,制备不同的功能性微胶囊,制备过程操作简单,反应条件温和,适合工业化生产,且不另外添加固化剂或表面活性剂,绿色安全,具有较大的应用价值。
具体实施方式
以下利用具体实施例来进一步说明本发明,但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明,本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
除非特别说明,以下实施例所用试剂和材料均为市购。
油茶花提取物溶液的制备方法,包括以下步骤:
精确称取5g干燥粉碎的油茶花原料于三角瓶中,按照1:20(g/mL)的料液比加入蒸馏水,在69℃下进行提取52min后,抽滤,即得油茶花提取物溶液。
实施例1一种茶油微胶囊的制备方法
一种茶油微胶囊的制备方法,包括以下步骤:
S1.取40g油茶籽加入240mL pH为6.8的磷酸盐缓冲液中,加3%的植物复合酶(由纤维素酶、半纤维素酶、β~葡聚糖酶和果胶酶组成),酶解1h后破壁,用滤布过滤后在9000r/min下进行离心后取上层得油体细胞。
S2.取5g油体细胞,溶于50mL油茶花提取物溶液中,采用磁力搅拌器在800r/min下搅拌20min,得油体细胞乳液,作为第一壳层溶液。
S3.取20g维生素E油,作为核层,加入步骤S2所得油体细胞乳液中,使用高速均质机在60000r/min下进行均质2min,得混合液。
S4.将0.6wt%果胶溶液的pH调至与步骤S2所得油体细胞乳液的pH一致。
S5.往步骤S3所得混合液加入50mL步骤S4所得果胶溶液,作为第二壳层溶液,搅拌混匀,使用0.1mol/L NaOH或0.1mol/L HCl调节乳液体系的pH为3,调节转速为800r/min进行静电络合,搅拌35min,即得茶油微胶囊。
实施例2一种茶油微胶囊的制备方法
一种茶油微胶囊的制备方法,包括以下步骤:
S1.取40g油茶籽加入160mL pH为5.0的磷酸盐缓冲液中,加1%的植物复合酶(由纤维素酶、半纤维素酶、β~葡聚糖酶和果胶酶组成),酶解30min后破壁,用滤布过滤后在9000r/min下进行离心后取上层得油体细胞。
S2.取2.5g油体细胞,溶于50mL油茶花提取物溶液中,采用磁力搅拌器在600r/min下搅拌30min,得油体细胞乳液,作为第一壳层溶液。
S3.取10g维生素E油,作为核层,加入步骤S2所得油体细胞乳液中,使用高速均质机在40000r/min下进行均质4min,得混合液。
S4.将0.3wt%阿拉伯胶溶液的pH调至与步骤S2所得油体细胞乳液的pH一致。
S5.往步骤S3所得混合液加入50mL步骤S4所得阿拉伯胶溶液,作为第二壳层溶液,搅拌混匀,使用0.1mol/L NaOH或0.1mol/L HCl调节乳液体系的pH为4,调节转速为600r/min进行静电络合,搅拌50min,即得茶油微胶囊。
实施例3一种茶油微胶囊的制备方法
一种茶油微胶囊的制备方法,包括以下步骤:
S1.取40g油茶籽加入280mL pH为8.0的磷酸盐缓冲液中,加6%的植物复合酶(由纤维素酶、半纤维素酶、β~葡聚糖酶和果胶酶组成),酶解1.5h后破壁,用滤布过滤后在9000r/min下进行离心后取上层得油体细胞。
S2.取7.5g油体细胞,溶于50mL油茶花提取物溶液中,采用磁力搅拌器在1000r/min下搅拌10min,得油体细胞乳液,作为第一壳层溶液。
S3.取20g维生素E油,作为核层,加入步骤S2所得油体细胞乳液中,使用高速均质机在80000r/min下进行均质1min,得混合液。
S4.将0.3wt%壳聚糖季铵盐溶液的pH调至与步骤S2所得油体细胞乳液的pH一致。
S5.往步骤S3所得混合液加入50mL步骤S4所得壳聚糖季铵盐溶液,作为第二壳层溶液,搅拌混匀,使用0.1mol/L NaOH或0.1mol/L HCl调节乳液体系的pH为8,调节转速为600r/min进行静电络合,搅拌50min,即得茶油微胶囊。
实施例4~5一种茶油微胶囊的制备方法
实施例4与实施例1的区别在于:步骤S2中称取的油体细胞为2.5g。
实施例5与实施例1的区别在于:步骤S2中称取的油体细胞为7.5g。
其它参数及操作均参考实施例1。
实施例6~9一种茶油微胶囊的制备方法
实施例6与实施例1的区别在于:步骤S4中果胶浓度为0.3wt%。
实施例7与实施例1的区别在于:步骤S4中果胶浓度为0.6wt%。
实施例8与实施例1的区别在于:步骤S4中果胶浓度为1.5wt%。
实施例9与实施例1的区别在于:步骤S4中果胶浓度为2wt%。
其它参数及操作均参考实施例1。
实施例10~11一种茶油微胶囊的制备方法
实施例10与实施例1的区别在于:步骤S3中称取的维生素E油为10g。
实施例11与实施例1的区别在于:步骤S3中称取的维生素E油为15g。
其它参数及操作均参考实施例1。
实施例12~14一种茶油微胶囊的制备方法
实施例12与实施例1的区别在于:步骤S5中调节乳液体系的pH为4。
实施例13与实施例1的区别在于:步骤S5中调节乳液体系的pH为5。
实施例14与实施例1的区别在于:步骤S5中调节乳液体系的pH为6。
其它参数及操作均参考实施例1。
实施例15一种茶油护肤乳的制备方法
将实施例1所得茶油微胶囊与预乳化的5mL透明质酸钠和5mL水混合,通过高速均质机在转速为30000r/min均质2.5min,调节pH至4,得茶油护肤乳液。
实施例16一种茶油护肤乳的制备方法
将实施例2所得茶油微胶囊与预乳化后的3mL甘油、9mL的水混合,通过高速均质机在均质速度为30000r/min下均质2.5min,调节pH至4,得茶油护肤乳液。
实施例17一种茶油护肤乳的制备方法
将实施例3所得茶油微胶囊与预乳化的5mL透明质酸钠和5mL水混合,通过高速均质机在均质速度为40000r/min下均质2min,调节pH至8,得茶油护肤乳液。
对比例1~9一种茶油微胶囊的制备方法
对比例1与实施例1的区别在于:步骤S2中的油茶花提取物溶液替换为等量的蒸馏水。
对比例2与实施例1的区别在于:步骤S2中称取的油体细胞为10g。
对比例3与实施例1的区别在于:步骤S3中称取的维生素E油为25g。
对比例4与实施例1的区别在于:步骤S5中调节乳液体系的pH为2。
对比例5与实施例1的区别在于:步骤S5中调节乳液体系的pH为7。
对比例6与实施例1的区别在于:步骤S5中调节乳液体系的pH为8。
对比例7与实施例1的区别在于:步骤S2中称取的油体细胞替换为吐温80。
其它参数及操作均参考实施例1。
对比例8与实施例2的区别在于:步骤S2中称取的油体细胞替换为吐温80。
其它参数及操作均参考实施例2。
对比例9与实施例3的区别在于:步骤S2中称取的油体细胞替换为吐温80。
其它参数及操作均参考实施例3。
对比例10一种保湿护肤乳的制备方法
将对比例7所得茶油微胶囊与预乳化的5mL透明质酸钠和5mL水混合,通过高速均质机在转速为30000r/min均质2.5min,调节pH至4,得保湿护肤乳液。
对比例11一种保湿护肤乳的制备方法
将对比例8所得茶油微胶囊与预乳化后的3mL甘油、9mL的水混合,通过高速均质机在均质速度为30000r/min下均质2.5min,调节pH至4,得保湿护肤乳液。
对比例12一种保湿护肤乳的制备方法
将对比例9所得茶油微胶囊与预乳化的5mL透明质酸钠和5mL水混合,通过高速均质机在均质速度为40000r/min下均质2min,调节pH至8,得保湿护肤乳液。
实验例1粒径、电位、包埋率或保留率的测定
(1)油体细胞的电位的测定
测定实施例1所得油体细胞的电位,结果如表1所示,油体细胞的等电点在4.0~5.0间,当pH处于该范围内时,此时油体细胞的表面电荷接近于零,液滴表面电荷的减少和液滴之间的静电相互作用减弱,油体细胞容易聚集和合并,无法对维生素E正常进行包埋。当pH低于油体细胞等电点时,油体细胞的表面带正电荷,易于与带负电荷的多糖进行复合凝聚反应,实现静电包覆,得到具有双层核壳结构的茶油微胶囊;当pH处于5.0~6.0时,略高于油体细胞的等电点,此时油体细胞带弱负电,依然能够与带负电的多糖结合;当pH远高于油体细胞等电点时,油体细胞的表面带负电荷,易于与带正电荷的多糖进行复合凝聚反应,实现静电包覆,得到具有双层核壳结构的茶油微胶囊。
表1不同pH油体细胞的电位
pH | 电位/mV |
2 | 10.6 |
3 | 4.8 |
4 | 2.5 |
5 | -5.4 |
6 | -9.9 |
7 | -15.4 |
8 | -18.7 |
9 | -21.3 |
(2)使用吐温80和油体细胞对茶油微胶囊包埋效果的对比
测定实施例1~3和对比例7~9所得茶油微胶囊的粒径、维生素E包埋率和贮藏一段时间后的维生素E的保留率,结果如表2所示,使用吐温80替代油体细胞制备茶油微胶囊时,吐温80组为一种乳化剂,不能作为壁材包埋维生素E,因此所得微胶囊不具有双层核壳结构,虽然微胶囊均呈均一乳液状态,但维生素E的包埋率显著下降,经25℃贮藏15天后维生素E的保留率也是显著差于对应的实施例制备得到的茶油微胶囊。这说明油体细胞具有优异的乳化性能,无需额外添加乳化剂或固化剂即可制备均一稳定的茶油微胶囊,且油体细胞的特殊结构能够作为维生素E的第一壳层成分,形成单层核壳结构,再与后面添加的多糖进行静电络合,形成具有双层核壳结构的茶油微胶囊,显著提高了维生素E的包埋率以及改善了其贮藏稳定性。
表2使用吐温80和油体细胞对茶油微胶囊包埋效果的对比
表2:实验数据采用SPSS软件进行显著性分析分析,统计学差异(P值)用独立样本T检验计算;其中,P>0.05表示无显著性差异;0.01<P<0.05表示显著性差异;P<0.01表示极显著性差异。
(3)使用蒸馏水和油茶花提取物溶液对茶油微胶囊包埋效果的对比
比较实施例1和对比例1所得茶油微胶囊的粒径、维生素E包埋率和贮藏一段时间后的维生素E的保留率,结果如表3所示,使用蒸馏水直接溶解油体细胞时,所得微胶囊的粒径为2.2μm左右;当向油体细胞中加入油茶花提取物溶液后,所得茶油微胶囊的粒径略有增加,但利用油茶花提取物溶液制备的茶油微胶囊对维生素E的保护效果更好,无论是包埋率还是贮藏一定时间后的保留率均显著高于蒸馏水制备的茶油微胶囊。这说明油茶花提取物溶液中的活性物质通过共价作用或者非共价作用与油体细胞相互作用,起到抗氧化剂、稳定剂的作用,使茶油微胶囊体系更加稳定,从而延长产品货架期。
表3使用蒸馏水和油茶花提取物溶液溶解油体制备微胶囊的效果对比
组别 | 粒径/μm | <![CDATA[V<sub>E</sub>包埋率/%]]> | <![CDATA[25℃贮藏7天后V<sub>E</sub>保留率/%]]> |
实施例1 | 2.48 | 94.5 | 85.9 |
对比例1 | 2.20 | 81.9(P<0.01) | 65.7(P<0.01) |
表3:实验数据采用SPSS软件进行显著性分析分析,统计学差异(P值)用独立样本T检验计算;其中,P>0.05表示无显著性差异;0.01<P<0.05表示显著性差异;P<0.01表示极显著性差异。
(4)不同油体细胞浓度对维生素E包埋效果的影响
测定实施例1、4、5和对比例3所得茶油微胶囊的粒径和维生素E包埋率,结果如表4所示,当油体细胞含量低于5%时,油体细胞表面电荷不能发挥足够的静电排斥力来保持乳液稳定,因此选择5%以上的油体细胞用于包埋维生素E;当油体细胞含量过高时,油体细胞表面的两亲性物质,如蛋白质和磷脂,在均质过程中充分覆盖在油滴表面,这些两亲性物质加强了静电排斥并削弱了颗粒之间的范德华引力,导致乳液体系不均一,说明油体细胞浓度过高也会导致乳液体系不稳定,因此优选20%以下的油体细胞含量。
表4油体细胞浓度对维生素E包埋效果的影响
组别 | 油体细胞浓度/% | <![CDATA[V<sub>E</sub>包埋率/%]]> | 乳液状态 |
实施例4 | 5 | 82.3 | 均一稳定 |
实施例1 | 10 | 94.5 | 均一稳定 |
实施例5 | 15 | 80.7 | 均一稳定 |
对比例2 | 20 | 75.4 | 轻微漏油以及絮凝 |
表4:油体细胞浓度以占油茶花提取物溶液体积的百分比计。
(5)果胶浓度对维生素E包埋效果的影响
测定实施例1、6~9所得茶油微胶囊的粒径和维生素E包埋率,结果如表5所示,随着果胶浓度的增大,所得微胶囊的粒径也逐渐增大,说明多糖的添加量并非越多越好,多糖的过多加入会导致油体细胞絮凝,使油体细胞乳液的稳定性降低,从而导致包埋效果较差,因此优选果胶的浓度为0.3wt%~2wt%。
表5果胶浓度对维生素E包埋效果的影响
组别 | 果胶浓度/wt% | 粒径/μm | <![CDATA[V<sub>E</sub>包埋率/%]]> | 乳液状态 |
实施例6 | 0.3 | 2.54 | 86.1 | 均一稳定 |
实施例1 | 0.6 | 2.48 | 94.5 | 均一稳定 |
实施例7 | 1 | 2.63 | 80.5 | 均一稳定 |
实施例8 | 1.5 | 2.69 | 75.3 | 均一稳定 |
实施例9 | 2 | 2.73 | 68.9 | 均一稳定 |
表5:果胶浓度指果胶配置成溶液的质量分数浓度。
(6)不同维生素E含量对维生素E包埋效果的影响
测定实施例1、10、11和12所得茶油微胶囊的粒径、维生素E包埋率,结果如表6所示,当维生素E含量50%时,微胶囊的大小不均匀,微胶囊有聚集和漏油现象;当维生素E含量为40%时,乳化充分,微胶囊分布大小均匀,未包埋及微胶囊表面附着的油较少;当维生素E含量小于20%时,由于油体细胞乳液体积占比较大,使得形成的微胶囊的囊壁较厚,从而使包埋的维生素E的含量减少,因此优选维生素E的含量为20%~40%。维生素E的包封率最高可达94.5%,
表6维生素E含量对维生素E包埋效果的影响
组别 | 维生素E含量/% | 粒径/μm | <![CDATA[V<sub>E</sub>包埋率/%]]> | 乳液状态 |
实施例10 | 20% | 2.63 | 81.3 | 均一稳定 |
实施例11 | 30% | 2.57 | 86.8 | 均一稳定 |
实施例1 | 40% | 2.48 | 94.5 | 均一稳定 |
对比例3 | 50% | 2.69 | 75.6 | 絮凝、漏油 |
表6:维生素E含量以占油茶花提取物溶液体积的百分比计。
(7)pH调节对维生素E包埋效果的影响
测定实施例1、13~15和对比例4~6所得茶油微胶囊的粒径和维生素E包埋率,结果如表7所示,通过pH调节油体细胞的表面蛋白与果胶之间的静电相互作用,静电络合物通常在pH 3.0时形成。果胶是阴离子多糖,油体细胞包含许多阳离子基团,如-NH3+,在油体细胞等电点附近(4.0~5.0),油体细胞表面电荷接近于零,油体细胞容易聚集和合并,但加入果胶后,果胶会提供负电荷来破坏油体细胞的聚集。但在较高的pH值下,油体细胞和果胶之间存在很强的静电斥力,这抑制了络合物的形成,因此,在酸性条件下油体细胞表面蛋白与果胶结合力强,形成的络合物有利于茶油微胶囊体系的稳定。
表7pH对维生素E包埋效果的影响
组别 | pH | 粒径/μm | <![CDATA[V<sub>E</sub>包埋率/%]]> | 乳液状态 |
对比例4 | 2 | 3.05 | 74.3 | 不均一 |
实施例1 | 3 | 2.48 | 94.5 | 均一稳定 |
实施例12 | 4 | 2.59 | 93.6 | 均一稳定 |
实施例13 | 5 | 2.75 | 85.4 | 均一稳定 |
实施例14 | 6 | 2.83 | 82.7 | 均一稳定 |
对比例5 | 7 | 3.08 | 77.6 | 轻微分层 |
对比例6 | 8 | 3.29 | / | 明显分层,不稳定 |
实验例2茶油微胶囊的温度和光照稳定性实验
1、实验方法
(1)温度处理方法
取等量维生素E含量的维生素E微胶囊和游离维生素E油(作空白对照),分别于4℃、25℃、45℃的恒温培养箱中贮藏15天后,按下列式计算维生素E保留率。
(2)日照处理方法
取等量维生素E含量的维生素E微胶囊和游离维生素E油(作空白对照),分别置于室内光、避光条件下保存15d,按下列式计算维生素E保留率。
不同温度和日照条件下维生素E保留率的计算公式:
保留率(%)=(温度或光照处理后维生素E的含量/温度或光照处理前维生素E的总含量)×100%
2、实验结果
(1)贮藏温度对茶油微胶囊贮藏稳定性的影响
测定实施例1~3和对比例1~3所得茶油微胶囊的粒径、维生素E包埋率和不同贮藏条件下维生素E的保留率,结果如表8所示,随着贮存温度的升高,维生素E的保留率逐渐降低,说明维生素E更加适合在低温条件下贮藏。与游离维生素E或使用吐温80代替油体细胞制备的茶油微胶囊的数据相比,具有双层核壳结构的茶油微胶囊在不同的贮藏条件下均保持较好的稳定性,具有较高的维生素E保留率。
表8不同贮藏温度对茶油微胶囊贮藏稳定性的影响
表8:实验数据用SPSS软件进行显著性分析,统计学差异(P值)用独立样本T检验计算;其中,P>0.05表示无显著性差异;0.01<P<0.05表示显著性差异;P<0.01表示极显著性差异。
(2)光处理条件对茶油微胶囊贮藏稳定性的影响
测定实施例1~3和对比例1~3所得茶油微胶囊的粒径、维生素E包埋率和不同光处理条件下维生素E的保留率,结果如表9所示,与游离维生素E或使用吐温80代替油体细胞制备的茶油微胶囊的数据相比,具有双层核壳结构的茶油微胶囊在不同的光处理条件下均保持较好的稳定性,具有较高的维生素E保留率。
表9不同光处理条件对油体微胶囊贮藏稳定性的影响
表9:实验数据用SPSS软件进行显著性分析,统计学差异(P值)用独立样本T检验计算;其中,P>0.05表示无显著性差异;0.01<P<0.05表示显著性差异;P<0.01表示极显著性差异。
实验例3茶油护肤乳的稳定性测试
根据GB/T 29665~2013《中华人民共和国国家标准-护肤乳液》对实施例15~17和对比例10~12所得护肤乳液进行理化指标测试,结果如表10所示,实施例15~17制备得到的茶油护肤乳具有较好的耐热性、耐寒性和离心稳定性,符合护肤乳液的国家标准;而将利用吐温80替代油体细胞制备得到的微胶囊用于制备茶油护肤乳液,将所得护肤乳液分别进行耐热性实验、耐寒性实验和离心稳定性实验,乳液均发生分层,说明利用吐温80制备得到的护肤乳液的稳定性较差。
表10实施例15~17和对比例10~12制备得到的茶油护肤乳的稳定性结果
组别 | pH | 耐热性实验 | 耐寒性实验 | 离心稳定性实验 |
实施例15 | 4 | 无分层 | 无分层 | 无分层 |
实施例16 | 4 | 无分层 | 无分层 | 无分层 |
实施例17 | 8 | 无分层 | 无分层 | 无分层 |
对比例10 | 4 | 分层 | 分层 | 分层 |
对比例11 | 4 | 分层 | 分层 | 分层 |
对比例12 | 8 | 分层 | 分层 | 分层 |
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种油体细胞乳液,其特征在于,由油体细胞和油茶花提取物溶液组成;
所述油体细胞和油茶花提取物溶液的质量体积比为2.5~7.5:50g/mL;
所述油体细胞的制备方法,包括以下步骤:往油茶籽中加入缓冲溶液,调节pH,加入植物复合酶酶解,灭酶活,破壁,过滤,离心,取上层即得油体细胞。
2.根据权利要求1所述油体细胞乳液,其特征在于,所述油茶花提取物溶液为用水对油茶花进行提取得到。
3.根据权利要求1所述油体细胞乳液,其特征在于,所述植物复合酶为纤维素酶、半纤维素酶、β~葡聚糖酶和果胶酶。
4.根据权利要求3所述油体细胞乳液,其特征在于,所述纤维素酶、半纤维素酶和β~葡聚糖酶和果胶酶的质量比为1~3:0~1:1~2:1~2。
5.根据权利要求1所述油体细胞乳液,其特征在于,所述油茶籽与缓冲溶液的质量体积比为1:(4~10)g/mL。
6.根据权利要求1所述油体细胞乳液,其特征在于,所述pH为4.5~9。
7.一种具有双层核壳结构的茶油微胶囊,其特征在于,所述茶油微胶囊从内到外依次设置为核层、第一壳层和第二壳层;
所述核层为脂溶性成分;所述第一壳层由权利要求1~6任一所述油体细胞乳液制成;所述第二壳层主要由蛋白质或多糖制成。
8.权利要求7所述茶油微胶囊的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1.将油体细胞与油茶花提取物溶液充分混匀,形成油体细胞乳液;
S2.将脂溶性成分加入步骤S1所得油体细胞乳液中,充分混匀,得混合液;
S3.将蛋白质或多糖制成溶液加入步骤S2所得混合液中,充分混匀,调节pH,所得即为茶油微胶囊。
9.根据权利要求8所述制备方法,其特征在于,以占油茶花提取物溶液体积的百分比计,所述脂溶性成分为20%~40%(g/mL)。
10.权利要求1~6任一所述油体细胞乳液或权利要求7所述茶油微胶囊在制备药品、食品或化妆品中的应用。
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