_胡萝卜素液晶的制备及其稳定性研究

12 2009, Vol. 30, No. 11

食品科学※基础研究

β－胡萝卜素是类胡萝卜素中最重要的一种，是应用最为广泛的天然食品着色剂［５］，β－胡萝卜素为对称性分子，在其共轭多烯键两端有两个紫罗兰酮环，因此极易氧化，对光和氧及重金属离子不稳定。β－胡萝卜素不溶于水，在油中也是微溶的，β－胡萝卜素本身又极易氧化，因此其应用受到很大的限制。如何提高β－胡萝卜素的稳定性是一个重要课题。

目前国内外主要采用微胶囊、环瑚精、脂质体等作为β－胡萝卜素的载体以克服β－胡萝卜素易被氧化及不溶于水等不足［６］，Ｍｅｌｅ［７］等采用水溶液法和研磨法利用β－环糊精对β－胡萝卜素进行包合，周怡平［８］等研究了采用超声法进行包合。Ｔａｎ等［９］研究出β－胡萝卜素的纳米分散体系，该体系提高β－胡萝卜素在储存期间的物理稳定性，但化学性质极不稳定。Ｐａｌｏｚｚａ等［６］研究出了以囊泡作为β－胡萝卜素的载体，利用该载体包封β－胡萝卜素提高β－胡萝卜素的稳定性，但制备过程比较复杂。本实验尝试用非离子表面活性制备β－胡萝卜素液晶体系。利用偏光显微镜和流变仪研究ＥＬ－３５／丁酸乙酯／水溶致液晶的结构，并研究液晶中β－胡萝卜素的稳定性。１１．１

材料与方法

下逐渐加入水，在混匀器上充分混匀并离心，观察并记录相态变化。接近相边界的样品在２５．０±０．１℃恒温箱中静置６ｄ左右以达到平衡。１．３．２

偏光显微镜测量

在相图的液晶区域内，按一定规律选取点，配制样品，离心后恒温２５℃放置２～６ｄ。取少量样品置于载玻片，压上盖玻片，在偏光显微镜下获取纹理照片。１．３．３

流变性质测量

流变性质测量在ＨＡＡＫＥ公司的控制应力ＲＳ７５型流变仪上进行。测量前样品在３０００ｒ／ｍｉｎ离心１５ｍｉｎ以保证其中没有气泡，并静置６ｄ使液晶相达到平衡。测量转子选用Ｃ３５／２°锥板传感器（直径３５ｍｍ，锥角２°），样品在传感器中央的厚度为０．１０５ｍｍ。测量过程中，样品始终处于饱和水蒸气的环境中，测量温度最大允许偏差为±０．１℃。样品在传感器中恒温１０ｍｉｎ，刮去锥板周围挤出的样品（避免边缘效应）后开始测量。

频率实验采用ＯＳＣ模式。首先在固定频率１．０Ｈｚ下，进行应力扫描，确定体系的线性黏弹区。然后确立体系的线性黏弹区，而后选择线性黏弹区内的某一应力值，对样品进行频率谱扫描，得到体系动态黏弹性的信息。１．３．４

ｐＨ值对液晶相图的影响

将液晶应用到食品行业，考虑到一般的饮料都是酸性的，且β－胡萝卜素在碱性条件下是稳定的，在酸性条件下不稳定。本实验考虑ｐＨ值为７．６、６．４、５．６、３．６下丁酸乙酯／ＥＬ－３５／水体系的相图。以测定ｐＨ值对体系的影响　。１．３．５

防腐剂对液晶相图的影响

电解质的存在可破坏水溶液中的氢键，　导致非离子

材料与试剂

β－胡萝卜素　（纯度＞９９％）　　　　浙江新昌制药厂；Ｔｗｅｅｎ８０（化学纯）　　　　上海医药工业（集团）公司；油酸乙酯、丁酸乙酯、辛酸乙酯、正己烷、盐酸、无水乙醇均为分析纯；ＥＬ－３５表面活性剂　　　　上海运宏化工制剂辅料技术有限公司；二次去离子水。１．２

仪器与设备

配备ＣＣＤ的偏光显微镜　　　　北京Ｍｏｔｉｃ公司；ＨＡＡＫＥ

ＲＳ　７５流变仪　　　　德国；ＣＪＪ７９－１型磁力加热搅拌器　　　　金坛大地自动化仪器厂；ＴＵ－１９０１型双光束紫外可见分光光度计　　　　北京普析通用仪器有限责任公司。１．３１．３．１

方法

流晶相图的绘制

食品级液晶比一般工业用液晶有着更严格的要求，选用的材料须无毒或低毒，实验初期分别选用了食品中常用的表面活性剂Ｔｗｅｅｎ８０，　ＥＬ－３５和Ｓｐａｎ配制体系，但因Ｓｐａｎ类ＨＬＢ值较小，水溶性较差，复配制得的液晶区域很小，所以不选用Ｓｐａｎ，故最终选定ＨＬＢ值较大且水溶性较好的Ｔｗｅｅｎ８０和ＥＬ－３５作为表面活性剂［１０］。绘制三元相图或拟三元相图，以确定体系中的液晶区域，进行一系列的相关研究。

称取一定量的油相和表面活性剂于一具塞试管中，其质量比由１０：０逐渐变化到０：１０。试管中样品在６０～７０℃水浴中快速搅拌３０ｍｉｎ使其混合均匀，然后在磁力搅拌

表面活性剂亲水性减弱，　油溶性增加［１１］，考虑到液晶使用时的环境条件，本实验中分析０．０１、０．１ｍｏｌ／Ｌ的苯甲酸钠溶液对丁酸乙酯／ＥＬ－３５／水体系的影响。１．３．６

β－胡萝卜素对液晶相图的影响

β－胡罗卜素的加入可能对体系产生一定的影响，

所以本实验中用β－胡萝卜素丁酸乙酯的饱和溶液代替体系中的油相，绘制相图，与原来的相图比较，观察影响。１．３．７

体系中加水量的确定

分别选取图５中的Ａ５５线上的Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４

四个点的组份比例，配制成等质量浓度的β－胡萝卜素，放置在同样的条件下，定期取样，用正己烷定容到１０ｍｌ，测定紫外吸光光度，计算β－胡萝卜素的残存率。１．３．８

光照对β－胡萝卜素色素的稳定性影响

各制备两份同浓度的β－胡萝卜素液晶和油溶液，立刻测其吸光度，一份液晶和油溶液在室内自然光条件下放置，另一份用日光进行照射，定期移取定量样品