(19)国家知识产权局
(12)发明专利
(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 202010744604.2
(22)申请日 2020.07.29
(65)同一申请的已公布的文献号
申请公布号 CN 111820291 A
(43)申请公布日 2020.10.27
(73)专利权人 暨南大学
地址 510632 广东省广州市天河区黄埔大
道西601号
(72)发明人 仇超颖 刘颖尉 汪勇 张震
(74)专利代理机构 广州市华学知识产权代理有
限公司 44245
专利代理师 雷月华
(51)Int.Cl.
A23D 7/01(2006.01)
A23D 7/04(2006.01)
A61K 8/37(2006.01)A61K 8/73(2006.01)A61K 8/92(2006.01)A61K 8/06(2006.01)A61Q 19/00(2006.01)审查员 王鸿赋 (54)发明名称
(57)摘要
本发明公开了一种油包水型高内相
Pickering乳液及其制备方法与应用。所述方法 包括以下步骤：将乳化剂聚甘油蓖麻醇酸酯和甘
油二酯溶解分散于油相中；随后将水相以恒定的
速度缓慢加入到混合油相中，用搅拌器进行预
混，再将粗乳液进行高速剪切乳化；均质结束后，
快速用冰水浴冷却至室温，得到水相体积百分比
为75～85％的油包水型高内相Pickering乳液，
较高的营养特性。本发明方法中乳液在制备过程
无需大型设备，环保无污染，成本低廉且不需要
复杂的工序，易于生产，可作为新型健康功能配
料应用于食品、
化妆品等众多领域。权利要求书1页 说明书8页 附图5页CN 111820291 B 2022.06.10
C N 111820291
B
1.一种油包水型高内相Pickering乳液的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）油包水型高内相乳液制备：向植物油中加入乳化剂和甘油二酯，加热搅拌使其充分溶解，获得油相；将水相预热至50~85℃，并以恒定的速度在3~6min内加入混合均匀的油相中，同时使用搅拌器以500~1000 rpm的转速使水相与油相充分混合；水相全部加入后，继续在搅拌下混合3~6 min得到粗乳液，混合过程中乳液温度维持在50~85℃；再将粗乳液立即在12000~15000rpm高速剪切均质3~6 min，均质过程水浴保持温度维持在50~85℃，得到水相体积百分比不低于75%的甘油二酯基高稳定高内相油包水乳液；
（2）降温冷却：均质结束后，冷却至室温，并低温储存;
步骤（1）中所述甘油二酯纯度为50%以上，甘油二酯中所含脂肪酸碳原子数为10‑18，为癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸或硬脂酸中的一种以上；所述乳化剂为聚甘油蓖麻醇酸酯；所述植物油为大豆油、玉米油、橄榄油、葵花籽油、花生油、茶籽油、棉籽油、米糠油、亚麻籽油中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的一种油包水型高内相Pickering乳液的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所添加甘油二酯占油相质量比为4~8%，添加乳化剂占水相质量比为0.5~1.5%，水相体积占总体积百分比为75~85%。
3.根据权利要求1所述的一种油包水型高内相Pickering乳液的制备方法，其特征在于，步骤（1）中甘油二酯与植物油混合体系需搅拌5~15 min，溶液温度达到50~85℃，保证甘油二酯完全熔化并与油相
混合均匀；
步骤（1）中所述水相为水或多糖溶液中的一种；多糖溶液质量浓度为0.5‑1.5%；所述多糖为ι‑卡拉胶、κ‑卡拉胶、琼脂、结冷胶中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种油包水型高内相Pickering乳液的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，将乳液置于冰水浴中，同时用搅拌器以500~1000 rpm的搅拌速率搅拌冷却至室温，之后放置于5℃保存。
5.一种由权利要求1‑4任一项所述方法制得的油包水型高内相Pickering乳液。
6.权利要求5所述的油包水型高内相Pickering乳液在食品和化妆品领域中的应用。
权 利 要 求 书1/1页CN 111820291 B
一种油包水型高内相Pickering乳液及其制备方法与应用
技术领域
[0001]本发明属于食品领域，具体涉及一种基于甘油二酯稳定的油包水型(W/O)高内相Pickering乳液及
其制备方法与应用。克服了目前多采用饱和氢化油、蜡或非食品级颗粒制备油包水型高内相乳液的难题。
背景技术
[0002]高内相乳液通常是指分散相体积百分比大于74％的乳液体系，在食品、化妆品、医药等领域应用十分广泛。
[0003]目前国内市场中的人造奶油、威化饼干等所用食品专用油脂多为饱和脂肪或氢化油，较高含量的饱和脂肪以及可能存在的反式脂肪易增加罹患动脉粥样硬化和心血管疾病的风险。高内相乳液外观和机械性能与人造奶油相似，有望成为传统塑性脂肪的替代品。通过高浓度的填充水相代替部分脂肪基质制备高内相W/O乳液，可有效降低产品脂肪含量，同时具有良好的塑性和稳定性，成为新一代的营养健康型低脂食品。同时，高内相W/O乳液可作为活性物质的递送体系，与普通乳液相比能包埋更多水溶性活性物质，并提高活性物质的稳定性和生物活性，或达到缓释的目的，在保健食品和药物递送等方面具有巨大的发展潜力。
[0004]传统高内相W/O乳液通常由大量表面活性剂稳定。基于固体颗粒制备的Pickering 高内相乳液能够避免合成表面活性剂的大量使用，改善产品性能，目前应用于Pickering乳液稳定的颗粒多为无机或有机合成颗粒，在食品、医药等行业应用受限。尽管已有报道一些食品级或生物来源的颗粒可用于Pic
kering乳液稳定，但多用于稳定高内相水包油(O/W)乳液，而适用于食品级高内相油包水乳液的材料与制备方法较为有限。
[0005]近年来，脂肪晶体在稳定Pickering乳液方面展现出巨大潜力。甘油二酯是一种功能性油脂，属于油脂的天然成分，可通过化学或酶法大批量合成，食用安全。具有抑制体内脂肪沉积预防肥胖，降低餐后血清甘油三酯和血糖含量等作用。甘油二酯是甘油三酯中一个脂肪酸残基被羟基取代的结构脂质，有两种异构体，分别为1,3‑甘油二酯和1,2‑甘油二酯。其亲水亲油平衡(HLB)值介于2‑5之间。由于同时拥有亲水基团和亲脂基团，与相同脂肪酸组成的甘油三酯相比，甘油二酯能更好地降低油‑水界面张力。其中中长链甘油二酯是一种同时含有中链脂肪酸(C10～C12)和长链脂肪酸(C14～C24)的结构脂质，除具有长链甘油二酯的优点，还具有中链脂肪酸独特的快速供能和降低血脂的功能。甘油二酯的高熔点及营养特性为其在W/O高内相乳液中的应用提供了有力依据。目前，尚未有文献报道使用甘油二酯来稳定高内相油包水乳液。
[0006]中国发明专利申请(CN102838773A)公开了一种以苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯三嵌段共聚物纳米粒子稳定的油包水型高内相乳液为前体，通过冷冻干燥制备超低密度聚合物多孔材料的方法。虽然该制备方法避免了表面活性剂的大量使用，但是所用原料非天然食品中可用原料。
[0007]中国发明专利申请(CN106578335A)公开了一种稳定高内相凝胶状小麦醇溶蛋白
Pickering乳液的制备方法。此发明可以得到稳定性高、粘弹性好，能够包埋大量油脂的小麦醇溶蛋白Pickering乳液，且在新型营养物质输送载体及食品结构修饰基料应用方面具有较好的前景。但该方法需要用到有机溶剂乙醇，制备过程较为复杂，且制备的是水包油型高内相乳液，内相为油相。
[0008]中国发明专利申请(CN110946285A)公开了一种基于植物甾醇稳定的油包水型Pickering乳液及其制备方法和应用。该方法与传统的油包水型颗粒稳定剂制备方法比较，无需添加表面活性剂或化学修饰即可生产出稳定性好的油包水型Pickering乳液，但此方法最高仅能稳定70％的内相水含量。同时该发明所用植物甾醇颗粒是通过反溶剂沉淀法制备，需用到有机试剂乙醇。
[0009]对于制备食品级高内相油包水乳液的研究，Lee等在论文中(Lee.,Ta n., Ravanfar.,et al.Ultrastable water‑in‑oil high internal phase emulsions featuring interfacial and biphasic network stabilization[J].ACS Applied Materials&Interfaces,2019,11(29):26433‑26441.)报道了采用乳化剂油酸单甘酯和凝胶剂蜂蜡制备高内相油包水乳液的方法，但并未涉及功能油脂甘油二酯在高内相乳液中的应用。同时该高内相乳液放置两天后便有大量水析出，稳定性较低，应用受到限制。鉴于此，我们发明了基于甘油二酯的高稳定性油包水型Pickering高内相乳液的制备方法。
发明内容
[0010]为解决上述现有技术的不足之处，开发更为营养健康的低脂食品，本发明的首要目的在于提供
一种油包水型高内相Pickering乳液的制备方法。本发明所提供的高内相乳液在储存和加工过程中具有良好的稳定性，甘油二酯的界面结晶和网络结晶特性同时起到固化内相的作用，乳化剂协同作用可降低液滴粒径，增加内相稳定性。内相也可采用多糖水凝胶填充，进一步增加高内相乳液的物理稳定性，所得高内相乳液在保持产品体积的同时大大降低脂肪含量，低饱和、无反式脂肪，且含功能性结构脂质甘油二酯，营养价值高。[0011]本发明的另一目的在于提供一种通过上述方法制备得到的甘油二酯高内相Pickering油包水乳液。
[0012]本发明的再一目的在于提供上述甘油二酯高内相Pickering油包水乳液的应用。本发明所得乳液总脂肪含量低，富含不饱和脂肪，呈现半固体状，具有良好的可塑性、涂抹性和稳定性，适用于代替传统饱和脂肪和反式脂肪作为食品专用油脂用于食品中，也可用于荷载水溶性多酚、维生素等活性物质，赋予产品相应的功能性质与营养特性。
[0013]本发明的目的通过下述技术方案实现：
[0014]一种油包水型高内相Pickering乳液的制备方法，包括以下步骤：
[0015](1)油包水型高内相乳液制备：向植物油中加入乳化剂和甘油二酯，加热搅拌使其充分溶解，获得油相；将水相以恒定的速度加入到油相中，用搅拌器进行预混，获得粗乳液；再将粗乳液进行高速剪切均质，得到水相体积百分比不低于75％的甘油二酯稳定的高内相油包水乳液；
[0016](2)降温冷却：均质结束后，冷却至室温，并低温储存。
[0017]优选的，所述甘油二酯含10‑18个碳原子，熔点范围为40‑70℃，纯度不低于50％，甘油二酯中所含脂肪酸碳原子数为10‑18，为癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸或硬脂酸的一
种以上；所述乳化剂为聚甘油蓖麻醇酸酯(PGPR)；所述植物油为大豆油、玉米油、橄榄油、葵花籽油、花生油、茶籽油、棉籽油、米糠油、亚麻籽油中的至少一种。
[0018]优选的，步骤(1)中所述甘油二酯可通过含10‑18个碳原子脂肪酸的单甘酯和含10‑18个碳原子的脂肪酸或相应的甘油三酯在脂肪酶的催化作用下酯化或酯交换制备，也可通过甘油和含10‑18个碳原子的脂肪酸酯化制备；所述含10‑18个碳原子的脂肪酸为癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸或硬脂酸中的一种以上。用分子蒸馏或溶剂法纯化粗产物，得到纯度不小于50％的甘油二酯。
[0019]优选的，步骤(1)中油相和水相的体积比为15：85～25：75，向植物油中添加甘油二酯的量为油相的4～8wt％，乳化剂的量为水相的0.5～1.5wt％，油相由植物油、甘油二酯和乳化剂组成。
[0020]优选的，步骤(1)中甘油二酯与植物油混合体系需搅拌5～15min，溶液温度达到50～85℃，保证甘油二酯融化并与油相混合均匀。
[0021]优选的，步骤(1)中所述水相为水或多糖溶液中的一种，油相和水相的体积比为15：85～25：75；
所述多糖为ι‑卡拉胶、κ‑卡拉胶、琼脂、结冷胶中的至少一种；多糖溶液质量浓度为0.5‑1.5％，更优选为1％。
[0022]优选的，步骤(1)中水相需预热至50～85℃，并以恒定的速度在3～6min内加入混合均匀的油相中，同时使用搅拌器以500～1000rpm的转速使水相与油相充分混合；水相全部加入后，继续在搅拌下混合3～6min得到粗乳液，混合过程中乳液温度维持在50～85℃；[0023]步骤(1)中粗乳液需立即在12000～15000rpm高速剪切均质3～6min，均质过程水浴保持温度维持在50～85℃左右。
[0024]优选的，步骤(2)中，将所述乳液置于冰水浴中，同时用搅拌器以500～1000rpm的搅拌速率冷却至室温，之后放置于5℃保存。
[0025]上述高内相油包水乳液使用功能油脂甘油二酯结晶作为稳定剂，利用甘油二酯的高熔点与Pickering界面结晶特性实现高含量内相的固定化，通过少量乳化剂的协同作用实现脂肪晶体表面润湿性的调节及吸附能力的增强，制备的高内相乳液具有良好的涂抹性和储藏稳定性，脂肪含量大大降低，在食品或化妆品中具有广泛用途。例如，应用于烘焙产品，代替氢化植物油为主要成分的人造奶油；还可应用于低脂食品如巧克力产品、奶油制品或糖果等的制备，在保持体积不变的条件下大量的内相降低了产品脂肪用量；此外，高内相W/O乳液还具有封装和保护更多的水溶性生物活性物质(例如多酚类、维生素、矿物质、多肽)的优势，也可用于化妆品如乳液、护肤油、霜等产品中，制备工艺简单、易于操作。[0026]本发明与现有技术相比，优点和有益效果在于：
[0027](1)本发明使用的原料天然健康，营养价值高，生理活性强，甘油二酯作为一种功能性结构脂质，具有优异的生物活性和功能性，具有降血脂，抑制体重增加等作用。解决了以往高内相乳液多采用非食品级固体颗粒或涉及有机溶剂使用等安全问题。
[0028](2)本发明通过将添加甘油二酯、乳化剂的植物油与水相简单混合剪切均质形成粘弹性的乳液，可包裹75～85％的高内相水相或多糖溶液，乳液粒径较小，具有良好的储藏稳定性和柔软的塑性结构。体系富含不饱和脂肪酸，无反式脂肪酸，同体积的条件下大大降低了体系的脂肪含量，可替代含较多饱和脂肪的氢化植物油为主要成分的涂抹用人造奶油产品，或用于生产低热量的保健食品。
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