本發(fā)明屬于食品加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種加入橄欖油的柑橘特征香氣納米乳，還涉及該納米乳的的制備方法，應(yīng)用于緩釋香精制備方面。

背景技術(shù)：

柑橘(Citrus Reticulata Blanco)屬于蕓香科(Rutaceae)下屬植物中的柑橘果樹(shù)類植物(citrus fruit trees group)，性喜溫暖濕潤(rùn)，是熱帶、亞熱帶除枳以外的常綠果樹(shù)。柑橘在中國(guó)擁有四千多年的栽培歷史，種類繁多，數(shù)量龐大。柑橘位居百果之首，我國(guó)柑橘種植面積和產(chǎn)量均位居世界第一。柑橘果實(shí)色澤鮮艷，香味清新，味道爽口，既可以直接食用也能加工成各種產(chǎn)品。柑橘外果皮中含有大量色素和芳香油、中果皮中有多糖、半纖維、維生素等，內(nèi)果皮含有纖維素等，因此可以將皮渣加工成精油、橙皮苷、精油等產(chǎn)品，具有廣闊的市場(chǎng)前景。柑橘特征香氣物質(zhì)廣泛應(yīng)用于食品生產(chǎn)(例如飲料和餅干中的香氣、矯味劑)，生活用品(例如花露水、香水、牙膏和香皂)，醫(yī)藥工業(yè)(祛痰、抑菌、鎮(zhèn)痛、消炎)。

納米乳液(nanoemulsion)是一類粒徑大小為10～100nm的膠體分散系統(tǒng)，主要由油、水、表面活性劑和助表面活性劑四種成分組成，具有大小均勻的透明或半透明、熱壓滅菌或高速離心穩(wěn)定的性質(zhì)，是動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定體系。1943年英國(guó)化學(xué)家Schulman和Hoar等人首次提出納米乳液nanoemulsion這一概念。

與傳統(tǒng)乳液相比，納米乳液細(xì)小的粒徑幫其克服貯藏過(guò)程中產(chǎn)生的沉降、絮凝和聚結(jié)等問(wèn)題，近幾年來(lái)，在生活用品、食品領(lǐng)域、化妝品行業(yè)、醫(yī)藥領(lǐng)域等方面的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。由于柑橘特征香氣物質(zhì)在光照和高溫條件下不穩(wěn)定，容易揮發(fā)及氧化，影響其在食品中的應(yīng)用。目前，主要通過(guò)低溫和去除氧氣的方式來(lái)提高其穩(wěn)定性，但這種方式在實(shí)際生產(chǎn)中受到很大限制；也有采用制作微膠囊的方式緩解香氣的釋放，這種方法存在壁材選擇困難、壁材本身不穩(wěn)定、成本高等缺點(diǎn)。本發(fā)明的目的是在于提供一種柑橘特征香氣的納米乳及其制備方法，以解決納米乳液中柑橘特征香氣物質(zhì)容易揮發(fā)及氧化問(wèn)題，提高其在食品加工中的穩(wěn)定性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是在于提供一種柑橘特征香氣納米乳，該納米乳中添加的柑橘特征香氣物質(zhì)在光照和高溫條件下可以穩(wěn)定保存，不易揮發(fā)及氧化，柑橘香氣的可長(zhǎng)時(shí)間緩慢釋放，生產(chǎn)成本低。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是在于提供一種柑橘特征香氣納米乳制備方法，方法易行，操作簡(jiǎn)便，在含有柑橘特征香氣物質(zhì)的納米乳液中添加特定濃度的橄欖油，橄欖油作為特征香氣物質(zhì)的載體，將香氣物質(zhì)包裹起來(lái)，延長(zhǎng)其釋放時(shí)間，同時(shí)橄欖油的低溶解度能抑制奧氏熟化現(xiàn)象，延長(zhǎng)柑橘特征香氣的納米乳液的貨架時(shí)間。

為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

柑橘特征香氣納米乳的制備方法，其步驟是：

(1)配制11種等量的柑橘香氣標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)混合溶液，所述的香氣標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)分別為乙酸乙酯、α-蒎烯、β-月桂烯、D-檸檬烯、苯甲醇、1-辛醇、壬醛、α-松油醇、癸醛、丁香酚、β-紫羅蘭酮，每種物質(zhì)分別取31.25mg，獲得混合液；

(2)在上述混合液中加入質(zhì)量比(w/w)為2-7％的橄欖油，混合均勻后制成油相；

(3)按照乳化劑與上述油相質(zhì)量比為6:4加入乳化劑吐溫80，按照吐溫80與無(wú)水乙醇質(zhì)量比為7:1加入無(wú)水乙醇，混合均勻，添加去離子水定容至10mL；

(4)配制質(zhì)量濃度為0.1％的NaCl溶液10mL，作為水相；

(5)將水相緩慢加入步驟(3)制成的混合液中，混合均勻，并用均質(zhì)器進(jìn)行均質(zhì)處理，條件為20000rpm，8－11min，按此處理后，即得柑橘特征香氣的納米乳。

作為優(yōu)選，橄欖油的添加比例(w/w)為5％。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果：

1、本發(fā)明采用吐溫80作為乳化劑，價(jià)格優(yōu)惠。乳化劑為吐溫80制成的納米乳液，其香氣物質(zhì)的釋放量隨吐溫80濃度變化波動(dòng)幅度較小，因此選擇吐溫80為乳化劑劑可以排除乳化劑對(duì)香氣釋放的影響。

2、本發(fā)明所述的柑橘特征香氣納米乳，具有良好的穩(wěn)定性，添加橄欖油的納米乳液與未加橄欖油的柑橘特征香氣物質(zhì)納米乳液相比，未加橄欖油的納米乳液不穩(wěn)定，粒徑隨著時(shí)間變化快速增加。添加適量橄欖油能抑制奧氏熟化作用，解決了普通納米乳液奧氏熟化現(xiàn)象。

3、本發(fā)明中，加入橄欖油后的納米乳液香氣物質(zhì)釋放受到抑制，有效延長(zhǎng)了香氣物質(zhì)的釋放時(shí)間。

附圖說(shuō)明

圖1-4為吐溫80對(duì)柑橘香氣標(biāo)準(zhǔn)品釋放的影響圖。

其中圖1為吐溫80對(duì)柑橘香氣標(biāo)準(zhǔn)品中乙酸乙酯釋放的影響圖；圖2為吐溫80對(duì)β-月桂烯、丁香酚釋放的影響圖；圖3為吐溫80對(duì)ɑ-松油醇、苯甲醇、1-辛醇釋放的影響圖；圖4為吐溫80對(duì)α-蒎烯、D-檸檬烯、壬醛、癸醛、β-紫羅蘭酮釋放的影響圖。

圖5-8為大豆卵磷脂對(duì)柑橘香氣標(biāo)準(zhǔn)品釋放的影響圖。

其中圖5為大豆卵磷脂對(duì)柑橘香氣標(biāo)準(zhǔn)品中乙酸乙酯釋放的影響圖；圖6為大豆卵磷脂對(duì)β-月桂烯、丁香酚釋放的影響圖；圖7為大豆卵磷脂對(duì)ɑ-松油醇、苯甲醇、1-辛醇釋放的影響圖；圖8為大豆卵磷脂對(duì)α-蒎烯、D-檸檬烯、壬醛、癸醛、β-紫羅蘭酮釋放的影響圖。

圖9-12為蔗糖脂肪酸酯對(duì)柑橘香氣標(biāo)準(zhǔn)品釋放的影響圖。

其中圖9為蔗糖脂肪酸酯對(duì)柑橘香氣標(biāo)準(zhǔn)品中乙酸乙酯釋放的影響圖；圖10為蔗糖脂肪酸酯對(duì)β-月桂烯、丁香酚釋放的影響圖；圖11為蔗糖脂肪酸酯對(duì)ɑ-松油醇、苯甲醇、1-辛醇釋放的影響圖；圖12為蔗糖脂肪酸酯對(duì)α-蒎烯、D-檸檬烯、壬醛、癸醛、β-紫羅蘭酮釋放的影響圖。

圖13為吐溫80、大豆卵磷脂、蔗糖脂肪酸酯對(duì)柑橘總香氣釋放的影響圖。

圖14為不同濃度的吐溫80對(duì)柑橘特征香氣物質(zhì)的粒徑的影響圖。

圖15為在不同吐溫80濃度下柑橘特征香氣納米乳液的偽三元相圖。

在偽三元相圖中，可以通過(guò)比較納米乳區(qū)面積大小判斷納米乳體系的相對(duì)穩(wěn)定程度。由圖15可知，隨著Km值升高，納米乳區(qū)面積先增大后減小，當(dāng)Km值為7:1時(shí)，所形成的納米乳區(qū)面積最大，說(shuō)明此時(shí)助表面活性劑完全嵌入到表面活性劑中，此時(shí)含有最大油承載量，能被水無(wú)限稀釋。

圖16為納米乳粒徑立方在不同濃度橄欖油中的變化趨勢(shì)圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

實(shí)施例1：

篩選柑橘特征香氣納米乳中的最佳乳化劑，乳化劑種類、乳化劑的濃度等都會(huì)影響香氣的釋放量，為研究最佳乳化劑，本試驗(yàn)對(duì)比同種乳化劑的不同濃度、不同乳化劑對(duì)香氣緩釋的影響，以香氣物質(zhì)峰面積為指標(biāo)研究最佳乳化劑。選用乳化劑：吐溫80、大豆卵磷脂、蔗糖脂肪酸酯，分別由國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司、BIOSHARP公司、杭州瑞霖化工有限公司提供。具體步驟如下：

(1)選取乙酸乙酯、α-蒎烯、β-月桂烯、D-檸檬烯、苯甲醇、1-辛醇、壬醛、α-松油醇、癸醛、丁香酚、β-紫羅蘭酮這11種香氣標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，每種物質(zhì)稱取31.25mg，分別溶解于5mL無(wú)水乙醇中，得到柑橘香氣標(biāo)準(zhǔn)品母液；

(2)分別制備濃度(w/w)為0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％的蔗糖脂肪酸酯、大豆卵磷脂和吐溫80溶液，以去離子水為溶劑，分別加入10mL到柑橘香氣標(biāo)準(zhǔn)品母液中進(jìn)行GC-MS分析；

香氣物質(zhì)的提取方法：分別準(zhǔn)確量取5mL樣品于20mL鉗口頂空瓶中，用聚四氟乙烯隔墊密封，將SPME萃取頭通過(guò)隔墊插入頂空瓶，于磁力攪拌器上在37℃加熱平衡10min；平衡后，推出纖維頭，使纖維頭置于鉗口瓶頂空吸附30min，隨后將萃取頭插入GC-MS進(jìn)樣口2cm，并推出纖維頭，解析5min，進(jìn)行GC-MS分析；

GC-MS分析條件：

Agilent 6890N型氣相色譜儀，氣相色譜條件：毛細(xì)管柱為HP-5(30m×320μm×0.25μm)，程序升溫，起始溫度40℃，保持1min，以6℃/min升至220℃，保持1min，再以30℃/min升至250℃，進(jìn)樣口溫度250℃；

Agilent 5975B型氣相色譜質(zhì)譜儀，質(zhì)譜條件：離子源溫度230℃，四極桿溫度150℃，離子化方式EI，電子能量70eV，質(zhì)量范圍為45～550AMU/sec；

(3)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析：采用外標(biāo)法進(jìn)行香氣物質(zhì)的定量分析，根據(jù)標(biāo)品標(biāo)準(zhǔn)曲線和樣品的峰面積，計(jì)算得到每種香氣物質(zhì)的含量；由三次平行實(shí)驗(yàn)測(cè)定和外標(biāo)法計(jì)算得到的各實(shí)驗(yàn)平均值及標(biāo)準(zhǔn)偏差采用Microsoft Office Excel 2010進(jìn)行計(jì)算，不同組別間的顯著性采用SPSS Statistics 19.0軟件進(jìn)行one-way ANOVA分析；

根據(jù)上述不同乳化劑(蔗糖脂肪酸酯、大豆卵磷脂和吐溫80)下的香氣緩釋情況比較(見(jiàn)圖1-13)，發(fā)現(xiàn)乳化劑吐溫80制成的單一樣品在濃度范圍0.1％～0.5％內(nèi)，其香氣物質(zhì)的釋放量有著小幅度的波動(dòng)，然而乳化劑大豆卵磷脂、蔗糖脂肪酸酯樣品的香氣物質(zhì)釋放量則有較大波動(dòng)，因此本發(fā)明選擇吐溫80作乳化劑。

實(shí)施例2：

確定柑橘特征香氣納米乳中吐溫80的濃度及Km值，其步驟是：

(1)向5mL柑橘特征香氣標(biāo)準(zhǔn)品母液中加入5％(w/w)的玉米油混勻，并按乳化劑與油相比(SOR比)為(即吐溫80與玉米油的質(zhì)量比)9:1、8:2、7:3、6:4、5:5、4:6、3:7、2:8、1:9加入吐溫80，助表面活性劑無(wú)水乙醇按乳化劑與助乳化劑比(Km，即吐溫80與無(wú)水乙醇的質(zhì)量比)為7:1、9:1、5:1量取，在燒杯中將無(wú)水乙醇與去離子水混合均勻，定容至10mL；然后用玻棒逆時(shí)針均速緩慢攪拌，并以1mL/min的速度向小燒杯中加入去離子水10mL；最后放入攪拌轉(zhuǎn)子，置于磁力攪拌器上，轉(zhuǎn)速1500rpm，攪拌6h。

(2)利用馬爾文激光粒徑儀Nano-ZS90在25℃下測(cè)量柑橘精油納米乳液粒徑。樣品用去離子水稀釋1000倍，以防止多次散射效應(yīng)；在塑料比色皿中加入柑橘特征香氣物質(zhì)納米乳液1mL，插入樣品槽中，蓋上倉(cāng)蓋，設(shè)定測(cè)量波長(zhǎng)658nm，散射角173°，平衡時(shí)間為60s，間隔時(shí)間為10s，軟件自動(dòng)記錄粒徑分組數(shù)據(jù)，每個(gè)樣掃描三次，得平均值。根據(jù)粒徑和數(shù)目，繪制其分布圖。

(3)由三次平行實(shí)驗(yàn)測(cè)定的各實(shí)驗(yàn)平均值及標(biāo)準(zhǔn)偏差采用Microsoft Office Excel 2010進(jìn)行計(jì)算，不同組別間的顯著性采用SPSS Statistics 19.0軟件進(jìn)行one-way ANOVA分析。

結(jié)果表明(見(jiàn)圖14、15)，隨吐溫80濃度增大，平均粒徑先急劇下降然后平緩。乳化劑量少乳化不徹底，量多增加成本且有苦味，因此選擇乳化劑吐溫80的濃度(w/w)為5.16％，即SOR比(乳化劑與油相質(zhì)量比)為6:4。當(dāng)Km值(乳化劑與助乳化劑質(zhì)量比)為7:1時(shí)，所形成的納米乳區(qū)面積最大，故選擇Km為7:1最合適。

實(shí)施例3：

橄欖油濃度對(duì)柑橘特征香氣納米乳奧氏熟化的影響，其步驟是：

(1)分別制備濃度(w/w)為0％、1％、3％、5％、10％、15％的橄欖油-納米乳液，以混合香氣標(biāo)準(zhǔn)溶液(按表1所示體積添加)和橄欖油為油相，按SOR比(乳化劑與油相質(zhì)量比)為6:4添加吐溫80為乳化劑，按Km值(乳化劑與助乳化劑質(zhì)量比)7:1添加無(wú)水乙醇為助表面活性劑，以去離子水為水相定容至10mL，采用相轉(zhuǎn)變法制備柑橘特征香氣納米乳。

表1香氣標(biāo)準(zhǔn)品溶液的制作

(2)利用馬爾文激光粒徑儀Nano-ZS90在25℃下測(cè)量柑橘特征香氣納米乳粒徑，樣品用去離子水稀釋1000倍，以防止多次散射效應(yīng)，每隔12h測(cè)定一次；在塑料比色皿中加入柑橘特征香氣物質(zhì)納米乳液1mL，插入樣品槽中，蓋上倉(cāng)蓋；設(shè)定測(cè)量波長(zhǎng)658nm，散射角173°，平衡時(shí)間為60s，間隔時(shí)間為10s，軟件自動(dòng)記錄粒徑分組數(shù)據(jù)；根據(jù)粒徑和數(shù)目，繪制其分布圖；每個(gè)樣掃描三次，得平均值。

由圖16可知，在28℃條件下保存，添加1％、3％、5％、10％和15％(w/w)橄欖油的納米乳液與未加橄欖油柑橘特征香氣納米乳液相比，未加橄欖油的納米乳液非常不穩(wěn)定，粒徑隨著時(shí)間變化快速增加。橄欖油濃度在1％～5％之間時(shí)，隨著濃度增高，納米乳粒徑增長(zhǎng)速度變緩慢，但不足以抑制粒徑的增長(zhǎng)。當(dāng)橄欖油濃度達(dá)到10％和15％時(shí)，粒徑能維持一定大小，但此時(shí)納米乳粒徑較大。因此，添加5％橄欖油的納米乳液貯藏穩(wěn)定性最好。

實(shí)施例4：

橄欖油濃度對(duì)柑橘特征香氣納米乳的香氣緩釋的影響，其步驟是：

(1)將11種香氣標(biāo)準(zhǔn)品按照表1中所示的量溶解于乙醇中，定容至25mL，得到每一種標(biāo)品濃度為1250μg/mL的混合標(biāo)品，11種香氣標(biāo)準(zhǔn)品在體系中的比例為1:1。

香氣物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制：以表1混合標(biāo)樣中各香氣物質(zhì)的濃度為標(biāo)準(zhǔn)含量n，按照表2中制作七個(gè)濃度梯度的香氣標(biāo)品；用移液槍準(zhǔn)確移取200μL混合標(biāo)品于裝有5mL蒸餾水的頂空瓶中，用聚四氟乙烯隔墊密封，將SPME萃取頭通過(guò)隔墊插入頂空瓶，于磁力攪拌器上在37℃加熱平衡10min；平衡后，推出纖維頭，使纖維頭置于鉗口瓶頂空吸附30min，隨后將萃取頭插入GC-MS進(jìn)樣口2cm，并推出纖維頭，解析5min，利用GC-MS進(jìn)行定量分析；得出在相應(yīng)濃度下各香氣成分的峰面積，然后對(duì)不同的香氣成分制作濃度-峰面積的標(biāo)準(zhǔn)曲線圖。

表2標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作

香氣物質(zhì)的提取方法：分別準(zhǔn)確量取5mL樣品于20mL鉗口頂空瓶中，用聚四氟乙烯隔墊密封，將SPME萃取頭通過(guò)隔墊插入頂空瓶，于磁力攪拌器上在37℃加熱平衡10min。平衡后，推出纖維頭，使纖維頭置于鉗口瓶頂空吸附30min，隨后將萃取頭插入GC-MS進(jìn)樣口2cm，并推出纖維頭，解析5min，進(jìn)行GC-MS分析。

GC-MS分析條件：

Agilent 6890N型氣相色譜儀，氣相色譜條件：毛細(xì)管柱為HP-5(30m×320μm×0.25μm)，程序升溫，起始溫度40℃，保持1min，以6℃/min升至220℃，保持1min，再以30℃/min升至250℃，進(jìn)樣口溫度250℃。

Agilent 5975B型氣相色譜質(zhì)譜儀，質(zhì)譜條件：離子源溫度230℃，四極桿溫度150℃，離子化方式EI，電子能量70eV，質(zhì)量范圍為45～550AMU/sec。

(2)分別配制添加0％、1％、3％、5％、10％(w/w)橄欖油的納米乳液，以混合香氣標(biāo)準(zhǔn)溶液(按表1所示體積添加)和橄欖油為油相，吐溫80為乳化劑，按SOR比為6:4添加，無(wú)水乙醇為助表面活性劑，按Km7:1添加，以去離子水為水相定容至10mL，采用相轉(zhuǎn)變法制備柑橘特征香氣納米乳。

(3)分別準(zhǔn)確量取5mL上述柑橘特征香氣納米乳的樣品于20mL鉗口頂空瓶中，用聚四氟乙烯隔墊密封，將SPME萃取頭通過(guò)隔墊插入頂空瓶，于磁力攪拌器上在37℃加熱平衡10min。平衡后，推出纖維頭，使纖維頭置于鉗口瓶頂空吸附30min，隨后將萃取頭插入GC-MS進(jìn)樣口2cm，并推出纖維頭，解析5min，進(jìn)行GC-MS分析。

根據(jù)本實(shí)驗(yàn)中香氣從柑橘特征香氣納米乳體系中釋放結(jié)果來(lái)看(表3)，大部分的香氣物質(zhì)釋放都會(huì)在橄欖油濃度增加的過(guò)程中受到一定的抑制。橄欖油濃度越高，疏水作用越強(qiáng)烈，釋放出來(lái)的香氣濃度越小。

表3不同濃度橄欖油對(duì)柑橘特征香氣納米乳香氣釋放的影響

綜上所述，橄欖油加入到柑橘特征香氣納米乳中既能抑制奧氏熟化現(xiàn)象，又能緩解香氣釋放速度，是該技術(shù)提高產(chǎn)品香氣穩(wěn)定性和延遲釋放的重要方面。試驗(yàn)結(jié)果表明，乳化劑為吐溫80，濃度(w/w)為5.16％，Km值(乳化劑與助乳化劑質(zhì)量比)為7:1，植物油為5％(w/w)橄欖油時(shí)，可制取澄清透明、性質(zhì)穩(wěn)定的柑橘特征香氣納米乳。

實(shí)施例5：

柑橘特征香氣納米乳的制備方法，其步驟是：

(1)配制11種等量的柑橘香氣標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)混合溶液，香氣標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)分別為乙酸乙酯、α-蒎烯、β-月桂烯、D-檸檬烯、苯甲醇、1-辛醇、壬醛、α-松油醇、癸醛、丁香酚、β-紫羅蘭酮，獲得混合液；

(2)加入質(zhì)量比為2％或4％或6％或7％的橄欖油，混合后制成油相；

(3)按照吐溫80與上述的油相質(zhì)量比為6:4，在上述油相中加入乳化劑吐溫80，按照吐溫80與無(wú)水乙醇質(zhì)量比為7:1加入無(wú)水乙醇，混合均勻，加去離子水定容至10mL；

(4)配制質(zhì)量濃度為0.1％的NaCl溶液10mL，作為水相；

(5)將水相緩緩加入步驟(3)制成的混合液中，用玻璃棒攪拌使其混合均勻，用Poly Tron均質(zhì)器進(jìn)行均質(zhì)處理，條件為20000rpm，8或10或11min，按此處理后，即得柑橘特征香氣納米乳。