植物复方精油纳米乳液涂膜技术已经广泛应用于食品保鲜领域。但是传统载体材料力学性能较差,成膜后柔韧性不足。同时肉桂精油具有挥发性和不稳定性。二者复合后结构致密性和形态规整性减弱,导致乳液稳定性差,长时间静置易分层。乳清分离蛋白(whey protein isolate,WPI)具有优异的乳化性与成膜性,但刚性不足易使膜材料产生脆性。细菌纤维素纳米纤维(bacterial cellulose nanofibers,BCNFs)的引入可有效弥补这一缺陷。
本研究将WPI/BCNFs复合乳化剂与青花椒精油(Zanthoxylum schinifolium essential oil,ZSEO)、肉桂醛(cinnamaldehyde,CA)复配,构建新型纳米乳液涂膜体系,以期为保鲜技术提供新思路。

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以WPI/BCNFs作为复合乳化剂,二者质量比为1:5,WPI质量分数为2%,乳化剂质量分数为0.7%,以ZSEO/CA植物复方精油为油相,油相质量分数为7%,高压均质(30 MPa均质10 次),按照表1配方制备4 种不同ZSEO/CA比例(1∶0、9∶1、7∶1、6∶1,m/m)的水包油(oil-in-water,O/W)型植物复方精油纳米乳液。

表1 4种不同ZSEO/CA比例精油纳米乳液配方
各乳液样品均未出现明显分层,其中A纳米乳液液滴形态呈现非均匀球形,尺寸分布不均一,内部存在大量微小油滴,表明油滴在乳液体系中并未得到充分包覆,导致液滴聚集,体系呈现不稳定状态。B、D纳米乳液稳定性稍优于A,但也存在轻微聚集与絮凝现象。结果表明,当ZSEO与CA质量比为7∶1时,所得纳米乳液分散均匀,无明显聚集与絮凝现象,证明适量的CA能够有效提升植物复合精油纳米乳液的乳化效能和稳定性。

图2 不同ZSEO/CA比例纳米乳液宏观图像(a)与微观结构(b)
A、B、C纳米乳液粒径分布曲线均呈单峰,而D纳米乳液呈双峰,粒径大小分散且不均一。

图3 不同ZSEO/CA比例纳米乳液粒径分布曲线
本研究以WPI/BCNFs为复合乳化剂,ZSEO/CA为油相,成功制备了O/W型植物复方精油纳米乳液。本研究结果可为植物精油纳米乳液涂膜技术在果蔬保鲜中的产业化应用提供理论依据!
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