月桂酸甘油单酯微乳液及其制备方法和应用 技术领域
本发明涉及一种水包油型的月桂酸甘油单酯微乳液及其制备方法和应用。
背景技术
月桂酸甘油单酯(GML)具有良好的防腐功能，是一种安全、高效、广谱抗菌剂，其抗菌效果不受pH影响，优于山梨酸、苯甲酸、脱氢醋酸等酸性防腐剂，同时也优于在食品和化妆品中广泛使用的对羟基苯甲酸酯类防腐剂，早在1964年已被FAD(美国食品与药物管理局)批准为GRAS(一般公认安全)类食品添加剂。但是迄今为止GML作为一种防腐抗菌剂还没有得到广泛的应用，这主要由GML的物理特性引起。GML熔点高，难溶于水、甘油和一些矿物油等。正是由于得不到充分溶解或分散，使得GML在实际生产应用中很难有效地发挥其防腐作用。
发明内容
本发明的目的是提供一种水包油(O/W)型的热力学稳定的月桂酸甘油单酯微乳液及其制备方法，以使其防腐作用得到广泛应用。
本发明的月桂酸甘油单酯微乳液，它的组分和含量(按重量％)为：
1)表面活性剂 15-40％
2)助表面活性剂 10-30％
3)月桂酸甘油单酯 1-20％
4)水或氯化钠或有机弱酸盐 15-40％
由于本发明的微乳液是水包油(O/W)型，因此，上述的表面活性剂选用HLB值大于10的非离子表面活性剂，可以选自聚氧乙烯山梨醇酐单月桂酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐单棕榈酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐单硬脂酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯和蔗糖脂肪酸酯中的一种或其中几种的复合物。
上述的助表面活性剂为中短链脂肪醇，可选自正戊醇、正辛醇、正十二醇或它们的复合物。在微乳体系中，醇的加入在油-水界面上形成表面活性剂和醇的混合膜，进一步降低了界面张力，更有利于微乳液的形成，使微乳液的粒径更小，体系更稳定，同时有利于增加体系的增溶水量或油量。
月桂酸甘油单酯由于不溶于水，在微乳液中是作为油相加入的。在本发明中，月桂酸甘油单酯采用商品月桂酸甘油单酯，其单酯含量在40-95％，单酯含量低的商品制剂可以形成稳定的微乳液，但其防腐抗菌效果不及单酯含量高的制剂，在制备本发明的产品时，优选单酯含量为90-95％。
本发明中，所用地水可以是普通饮用水，所说的有机弱酸盐可以是山梨酸钾、苯甲酸钠和脱氢醋酸钠水溶液中的一种或几种混合。通常，制备月桂酸甘油单酯微乳液采用浓度为1-50％的氯化钠、山梨酸钾、苯甲酸钠和脱氢醋酸钠水溶液能够增强表面活性剂的功能，使乳化体系更稳定。本发明中优选山梨酸钾、脱氢醋酸钠和苯甲酸钠，其原因为：三者皆为典型的有机弱酸盐，具有良好的增强乳化功能，且它们也是常用的有机酸型防腐剂，可与月桂酸甘油单酯起协同抗菌作用。加入有机弱酸盐后，O/W型微乳区域增大，且有机弱酸盐的浓度越高，则O/W型微乳区域越大。
直观地判断一体系是否微乳液的方法是观察其是否清澈透明。
微乳区间长度即是在一定油、表面活性剂和助表面活性剂溶液体系中，慢慢地滴加水，当溶液由浑浊转为清澈时记下水的用量，此即为微乳区间的起点，再慢慢地加水，最终溶液又会由清澈透明变为浑浊，此时水的用量即为区间的终点。终点和起点之间的差值即为微乳区间长度，在微乳区间内溶液始终是清澈透明状的。
本发明的月桂酸甘油单酯微乳液的制备方法，步骤如下：
按重量百分比称取各组分，将表面活性剂、助表面活性剂和月桂酸甘油单酯混合，加热搅拌，加热温度为45-80℃，待此混合物全部融化后，再慢慢加入水或氯化钠或有机弱酸盐水溶液，边加边搅拌，直到混合液体由浑浊变清澈为止，即得本发明产品。
形成稳定的微乳体系的关键是选择合适的表面活性剂和助表面活性剂，并确定其适宜的比例。本发明由于将所述的四种组分按适宜比例混合，因此所得体系会自发生成稳定的O/W微乳液。制得的清澈透明的微乳液在温度低于10℃时，有可能变成不透明的均一半固态，但当加温后可重新恢复其原澄清透明状，且其功能不会受到影响。
由于本发明产品——月桂酸甘油单酯微乳液的所有配料成分均为食品添加剂，因此，可将其应用于食品和化妆品，起到防腐、防霉，延长保质期的作用。
本发明产品适用于中偏碱性的传统食品如面包、糕点、馒头和月饼，还可用于肉制品、乳制品及果蔬产品的防腐保鲜。本发明产品可直接加入到这些产品的配料中，添加量(按重量)为0.1％-1％时，它能够显著延长食品的保质期。
化妆品中需加入防腐剂，以保证产品在整个使用过程中微生物不能大量繁殖。将本发明产品用于各类水性的化妆品如水剂或乳液，可在配料时直接加入，添加量(按重量)为0.1％-2％，试验表明本产品用于化妆品，在起到防腐功能的同时，还可促进皮肤渗透，增加营养物质的吸收。
本发明的月桂酸甘油单酯微乳液是由油、表面活性剂、水和助表面活性剂自发形成的透明均相体系，具有很高的热力学稳定性，分散颗粒直径达到10～100nm，久置不分相，甚至在强力离心器中也不会发生相分离。将GML制成微乳液可大大提高其分散性。微乳体系可以是油分散在水中(O/W型)，也可以是水分散在油中(W/O型)。本发明采用将油分散在水中(O/W)型，因O/W型的GML微乳液能很好地分散在食品水相中，而微生物只有在食品水相体系中才能生长繁殖，又因为GML本身是亲酯性的，它能够穿入微生物细胞，破坏微生物细胞膜；再由于微乳液分散相的超细微粒子使它具有高度均匀性以及超低界面张力，将引起在微生物细胞表面的强渗透性和润湿、铺展作用，这些都使得GML能充分发挥其抗菌效能。本发明制备方法简单，所得产品可广泛用于食品和化妆品，起到防腐、防霉，延长产品保质期的作用。
附图说明
图1是本发明产品用于典型的中性食品糯米糕团的防霉效果图。
图中：0——空白；1——0.1％月桂酸甘油单酯微乳液；2——0.1％山梨酸；3——0.1％山梨酸钾；4——0.1％苯甲酸钠；5——0.01％对羟基苯甲酸乙酯；6——0.02％对羟基苯甲酸乙酯。
具体实施方式
实施例1
按重量百分数比例称取：24％聚氧乙烯山梨醇酐单月桂酸酯、12％聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯、8％月桂酸甘油单酯、16％正戊醇、9％月桂醇和31％水，先将聚氧乙烯山梨醇酐单月桂酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯、月桂酸甘油单酯、正戊醇和月桂醇在40℃温度下搅拌混合，待此混合物全部融化后，再慢慢加入水，边加边搅拌，直到混合液体由浑浊变清澈为止。
实施例2
按重量百分数比例称取：35％聚氧乙烯山梨醇酐单月桂酸酯、10％月桂酸甘油单酯、10％正戊醇、15％月桂醇和浓度为20％的山梨酸钾溶液30％，先将聚氧乙烯山梨醇酐单月桂酸酯、月桂酸甘油单酯、正戊醇和月桂醇在40℃温度下搅拌混合，待此混合物全部融化后，再慢慢加入山梨酸钾溶液，边加边搅拌，直到混合液体由浑浊变清澈为止。
在糯米糕团中按重量添加0.1％的本发明产品，按照常规的生产制作方法制作糯米糕团。制作完成后，将糯米糕团存放于30℃饱和湿度的恒温培养箱中，并于第2天，3天，4天，5天，6天和7天记录其霉变情况，使用直尺测定糕团表面的霉斑直径大小。糕团的霉变程度用霉斑直径大小相对应的负分值来表示，负的绝对值越大，霉变越严重。同时，以食品中目前常用的防霉防腐剂山梨酸、山梨酸钾、苯甲酸钠和对羟基苯甲酸乙酯作为对照，后者的用量为生产厂家推荐的用量。从图1中看出，0.1％的月桂酸甘油单酯微乳液，其防霉效果好于山梨酸(0.1％)、山梨酸钾(0.1％)、苯甲酸钠(0.1％)及对羟基苯甲酸乙酯(0.01％及0.02％)。