黃酮類乳化技術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，四川綿陽 621010）

蘆丁（Rutin）又名蕓香苷，是一種從植物中提取的黃酮類化合物，具有多方面的藥理活性，并且價廉易得。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化合物，它的I臨床應用效果肯定，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、鎮痛、抗癌、增強血管壁的彈性、韌度和致密性等作用，同時還具有降血糖、尿糖、血脂等藥理作用[1-3]。隨著蘆丁藥用價值的不斷完善，近年來在食品領域運用廣泛，并達到一定的深度。這些特性使其在功能性食品領域具有巨大的發展前景。因此，蘆丁受到國內外學者的廣泛研究，但蘆丁因具不穩定、水溶性差導致其功能在食品領域中的應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成相之間的表面張力，形成均勻分散體或乳化體的物質，也稱為表面活性劑。添加少量即可顯著降低油水兩相界面張力。在實際應用過程中，單一食品乳化劑對產品功能性質改善存在一定的局限性，因此經常對單一的食品乳化劑進行復配[4]。兩種或兩種以上食品乳化劑復配使用，可以充分發揮乳化劑的作用，其協同增效效應可賦予產品更好的品質。目前常見的食品乳化劑復配方法有以下3種[5-7]。①將2個親水親油平衡值（Hydrophile-Lipophile Balance Number，HLB）相差較大的非離子乳化劑復配。當將高、低親水親油平衡值的兩種乳化劑混合后，會在界面上吸附形成走向排列緊密、具有較高強度的“復合物”，從而能很好地防止聚結，增加乳狀液的穩定性。②將分子結構相似的乳化劑進行復配，有較明顯的協同作用。特別是當一種乳化劑是另一種乳化劑的衍生物時，將二者混合往往可以產生令人滿意的效果。③采用離子和非離子乳化劑進行復配。一般來說，單一非離子型乳化劑的乳化能力較強，將離子型乳化劑和非離子型乳化劑復配使用，效果優于單一非離子型乳化劑。目前，食品乳化劑的復配已被廣泛應用到食品生產中，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展，因此對乳化劑復合配方技術的研究至關重要。

在3種常見的乳化劑復配方法中，HLB值的高低搭配是乳化劑復配中最主要的復配技術，筆者對于復配乳化劑的選擇也是基于這個原理。每種乳化劑都有特定的HLB值，單一乳化劑往往很難滿足復雜體系的乳化要求，也不能達到很好的乳化效果，所以將高、低HLB值的乳化劑進行復配可以達到乳化目的[8]。本研究選用3種食品乳化劑，即蔗糖酯、單甘脂、β-環糊精及其復合乳化劑和蘆丁混合后在飲料中的應用，并通過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-環糊精，天津市科密歐化學試劑有限公司提供；蔗糖酯SE-15、單甘酯，河南萬邦化工科技有限公司提供（均為食品級）；超純水；其他試劑均為分析純試劑。

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，賽多利斯科學儀器有限公司提供（萬分之一）、G1315D DAD型紫外-可見分光光度計。

1.2 實驗方法

蘆丁標準溶液配制：精確稱取蘆丁12.30 mg，用適量50%甲醇溶液溶解，定容至10 mL，轉移至50 mL容量瓶中，50%甲醇定容，制成0.246 mg/mL蘆丁標準溶液。

2 結果與分析

2.1 蘆丁標準溶液最大吸收波長的確定

取1 mL蘆丁標準溶液，用50%甲醇定容至10 mL，用50%甲醇作空白對照，光譜掃描，在波長300～420 nm確定檢測波長[9]。由圖1可知，在波長360 nm處，蘆丁標準溶液吸光度有最大值，確定最大吸收波長為360 nm。

圖1 不同波長條件下蘆丁標準溶液的平均吸光度

2.2 蘆丁標準曲線的繪制

分 別 取 0.5 mL、1.0 mL、1.5 mL、2.0 mL和2.5 mL蘆丁標準溶液，用50%甲醇溶液定容至25 mL，以50%甲醇溶液作為空白對照組，在360 nm處測定吸光度值，記錄數據，重復3次，取吸光度的平均值，繪制標準曲線。蘆丁標準曲線為y=23.357x-0.006 6，R2=0.994 3，相關系數R2在0.99以上，表明線性關系良好，結果見圖2。

圖2 蘆丁標準曲線圖

2.3 蘆丁與單類乳化劑的最佳比例確定

精確稱取蘆丁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%甲醇為對照液，在波長360 nm處測吸光度值，重復3次，記錄數據，據據吸光值確定單一乳化劑的最佳添加比例。結果表明，蘆丁與乳化劑的比例在1∶2.5及1∶3.0時，分光光度值較高，考慮1∶3.0時測量計算更方便，因此在后續復配試驗中，筆者選擇蘆丁∶乳化劑的比例為1∶3.0進行復配乳化劑的實驗。

2.4 中性飲料中蘆丁與復配乳合劑最佳種類及比例的確定

精確稱取15.0 mg蘆丁，按蘆丁∶復配乳化劑1∶3比例加入對應復配乳化劑（復配組合∶①蔗糖酯SE-15+單苷酯；②β-環糊精+蔗糖酯SE-15；③β-環糊精+單苷酯；3組組合的復配比例依次為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%甲醇為對照液，在波長360 nm處測吸光度值，重復3次，記錄數據，結果見表1、表2、表3。數據采用SPSS軟件進行處理，結果見表4、表5、表6。由表4可知，F檢驗結果表明，乳化劑復配種類之間和乳化劑復配比例之間的F1=88.663＞F0.01=7.71、F2=786.906＞F0.01=3.24，表明乳化劑復配種類和乳化劑復配比例對提高蘆丁的溶解性均有極顯著影響。多重比較結果表明，復配種類最優為β-環糊精和蔗糖酯SE-15組合，乳化劑復配種類間標準誤差為1.62%；最優復配比例為3∶7，乳化劑復配比例間標準誤差為2.09%。

表1 蔗糖酯SE-15和單苷酯在不同復配比例下3次試驗的吸光度

表2 β-環糊精和蔗糖酯SE-15在不同復配比例下3次試驗的吸光度

表3 β-環糊精和單苷酯在不同復配比例下3次試驗的吸光度

表4 不同乳化劑復配種類與復配比例對蘆丁溶解性的方差分析表

表5 3種乳化劑復配種類下對蘆丁溶解性的差異顯著性

表6 5種乳化劑復配比例下對蘆丁溶解性的差異顯著性

3 結論

研究結果表明，對3種乳化劑復配種類和5種復配比例進行多重比較，復配種類最優為β-環糊精和蔗糖酯SE-15組合，最優復配比例為3∶7。代入3∶7比例下以及β-環糊精和蔗糖酯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相比較，蘆丁的溶解性顯著提高。這一研究對蘆丁在食品領域中飲料的生產發展提供了一定參考，相信蘆丁在功能性食品領域和藥用開發等方面會有更大的應用前景。