评估明胶和海藻酸钠的协同作用对乳液稳定性的影响

评估明胶和海藻酸钠的协同作用对乳液稳定性的影响

以油滴作为分散相，水相作为连续相的水包油(O/W)乳液被广泛用于食品、药品、化妆品、个人护理和其他一些领域。乳液是一种热力学不稳定的胶体体系，容易产生乳析、絮凝、聚结和奥斯特瓦尔德熟化等不稳定现象。合成乳化剂常被用于稳定食品工业中的乳液，但是它们可能对人类有毒并对环境产生污染。因此，近年来学者开始更加关注天然生物聚合物的开发。

利用LUMiFuge稳定性分析仪，能在短时间内实现明胶和海藻酸钠的协同作用对乳液稳定性的影响

1、测试原理

使用近红外光源（或多光源系统）不断照射整个样品，与之平行的检测器随时间连续监测并反应样品的透光率变化，从而形成样品在分离过程的空间和时间透光率图谱。

2、实验部分：

实验方法：

将明胶和海藻酸钠加入25 ℃的蒸馏水(含0.1%苯甲酸钠)中溶胀1 h，然后升温至40 ℃搅拌溶解过夜。为了测定ζ电位，将储备溶液总浓度在给定的pH值(3.5~7.0)的范围内稀释至0.05%。不同质量浓度比例的GE与AL(R=1∶0, 8∶1, 4∶1, 2∶1, 1∶1, 0∶1)溶液总浓度CT设为0.05%(W/V)。

将大豆油添加到提前制备好的明胶-海藻酸钠的复合水溶液中，使得最终溶液中大豆油含量为5%，明胶和海藻酸钠的总浓度CT为2%(R=1∶0，4∶1，2∶1，1∶1，1∶2)，接着使用均质器在21 200 r/min下乳化10 min。然后为了最大程度地降低稀释效果使用一系列浓度的氢氧化钠和盐酸溶液(10.0，5.0，2.0，1.0，0.5 mol/L)将乳液缓慢调节到不同的pH值(4.5~7.0)。之后，将乳液在室温下放置24 h，然后进行下一次分析。

取适量样品于样品管中，温度30℃，转速3000rpm，测试30min。使用LUMiFuge检测原浓度样品稳定性。

3、结果与分析

乳液产品在长期放置过程中会出现乳析分层现象。利用LUMiFuge110稳定性分析仪来

从表1中可以看出，在所有比例下，pH值为4.5时，积分透光率要比其他pH值条件下的值低，意味着酸性条件更有利于乳液的稳定。而产生这种稳定的原因是在酸性条件更有利于明胶和海藻酸钠形成更厚更致密的乳液界面层，来防止液滴在离心过程中破裂。随着pH值降低，由于明胶与海藻酸钠之间更强的静电相互作用可以产生更多更致密的复合凝聚物，因而在油滴表面形成了更厚更紧密的界面层。随着明胶海藻酸钠比例的降低(4∶1至1∶1)积分透光率逐渐降低。这表明乳液变得越来越更稳定。

此外，乳液生成乳析层的乳析速率由R为4∶1比例下的5.621 μm/s降低到R为1∶1比例时的1.433 μm/s。一方面是由于2种生物聚合物更好的协同作用使得乳液液滴产生更强的空间或静电斥力，另一方面也是由于体系中海藻酸钠含量的升高导致体系黏度比较大。依据斯托克斯定律，液滴的沉降速率与体系的黏度成反比，因此导致乳液析出速率的降低。这更加证明了2种聚合物分子在1∶1的比例下有着非常好的稳定乳液的协同作用。当pH值为4.5浓度比例为1∶1时，积分透光率为最低值12.23%，这意味着该乳液的乳析稳定性比在其他条件下更好。

4、总结

传统静置观察的测试方法时间慢，又无法定量比较，而LUM稳定性分析仪可以在很短的时间内即对样品进行快速的稳定性排序和对比，单次测试8个样品，为用户可提供更多更深入的分析信息，缩短研发周期，极大提高研发及品质控制中的工作效率。