響應(yīng)面法優(yōu)化茴香精油提取工藝及其微乳特性和貨架期研究

韓 冰，張?zhí)扃?，?野，韓 雪，姜曉涵，韓春然，張根生，遇世友

（哈爾濱商業(yè)大學(xué)食品工程學(xué)院，黑龍江哈爾濱 150028）

茴香（Mill.），傘形科茴香屬，具有調(diào)味、溫腎及暖肝等多種功效。茴香精油是茴香的主要成分之一，主要由茴香腦、單萜類及脂肪酸等有機(jī)化合物組成，具有抗氧化、抑菌及殺蟲等功效。但因其水溶性低、熱穩(wěn)定差且易揮發(fā)等弊端，大大降低了茴香精油的應(yīng)用范圍。目前，微膠囊技術(shù)是提高茴香精油穩(wěn)定性的主要手段，但由于微膠囊的制備存在工藝繁瑣、成本較高、聯(lián)動化生產(chǎn)受限等多種原因，限制了其在食品領(lǐng)域的應(yīng)用。因此，迫切需要一種合適的手段改善茴香精油的溶解性，提高茴香精油的穩(wěn)定性和生物活性。

微乳液是一種由水相、油相、表面活性劑及助表面活性劑在適合的比例下自發(fā)形成的一種油水混合物體系，由于具有良好的穩(wěn)定性，制作工藝簡單，且能夠保護(hù)生物活性及提高包埋物生物利用度等優(yōu)點，使其在工業(yè)、食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。據(jù)報道，Laothaweerungsawat 等探究可知大麥精油微乳對香芹酚具有良好的增溶效果和保護(hù)作用。湯友軍等通過三元相圖法制得柑橘精油微乳液，并對其部分特性進(jìn)行分析，結(jié)果表明，Tween 80 與Tween 40 復(fù)配（1:1）作為表面活性劑，正丁醇為助表面活性劑，去離子水為水相時，柑橘精油微乳穩(wěn)定性最好，對DPPH 自由基和ABTS 自由基清除能力良好。因此，可知微乳體系對于精油類物質(zhì)有很好的增容效果，能顯著提升脂溶性物質(zhì)的生物利用度，具有很高的實用價值。

目前，國內(nèi)外關(guān)于茴香精油的研究較多，而關(guān)于茴香精油微乳結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的研究卻未見報導(dǎo)。本文對茴香精油提取工藝進(jìn)行優(yōu)化，構(gòu)建微乳體系包埋茴香精油，并對其結(jié)構(gòu)、特性和貨架期進(jìn)行相關(guān)研究，為今后茴香精油及其微乳在食品行業(yè)的發(fā)展應(yīng)用提供相應(yīng)參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

小茴香 銅川市恒潤食品有限公司；無水乙醇、丙酮、石油醚 分析純，天津市富宇精細(xì)化工有限公司；乙酸乙酯 分析純，阿拉丁試劑（上海）有限公司；Tween 80、Tween 40 分析純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；丙三醇 食品級，天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司；磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉 分析純，天津市化學(xué)試劑一廠；硫代硫酸鈉 分析純，科密歐化學(xué)試劑有限公司；其他化學(xué)藥品和試劑均為分析純，商購可得。

800A 型中草藥粉碎機(jī) 天津市太斯特儀器有限公司；B-012511 型索氏提取器 鄭州東亞玻璃儀器廠；SHB-4 型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 鄭州長城科工貿(mào)有限公司；ALC-2100.2 型電子天平 賽多利斯科學(xué)儀器有限公司；GB/T6003.1-1997 型標(biāo)準(zhǔn)檢驗篩 浙江上虞市風(fēng)華五金儀器有限公司；HH-511 型電熱恒溫水浴鍋 海躍進(jìn)醫(yī)療器械廠；NDJ-1 型流變儀 美國博勒飛公司；DHP-9052 型恒溫培養(yǎng)箱 蘇州江東精密科學(xué)儀器有限公司；Alpha－1506 型紫外可見分光光度計 上海光譜有限公司；馬爾文激光粒度儀英國馬爾文儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 茴香精油提取工藝 取小茴香10 g 將其烘干后用粉碎機(jī)粉碎并分別過40～120 目篩，將過篩后的少量茴香粉置于濾紙袋中，隨后將其整體放置于索式提取管內(nèi)，加入一定量無水乙醇，進(jìn)行加熱回流提取，提取完成后將提取物在40 ℃下用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸發(fā)，去除溶劑后在殘留物質(zhì)中加入50 mL 蒸餾水和乙醚進(jìn)行萃取，并將萃取完成后的有機(jī)相轉(zhuǎn)入整流裝置，通過蒸餾去除乙醚，制得小茴香精油。

1.2.2 單因素實驗 固定條件為：取60 目的茴香粉末10 g，料液比1:8，浸提溶劑無水乙醇，浸提溫度80 ℃，浸提時間4 h。再分別考察浸提溶劑（無水乙醇、石油醚、乙酸乙酯、正己烷及丙酮）、料液比（1:5、1:6、1:7、1:8、1:9、1:10 g/mL）、浸提時間（1、2、3、4、5、6 h）、浸提溫度（70、75、80、85、90 ℃）、顆粒粒度（40、60、80、100、120 目）等因素對茴香精油得率的影響。

1.2.3 響應(yīng)面優(yōu)化試驗 通過單因素實驗進(jìn)行優(yōu)選，確定料液比（A），浸提時間（B），粒度（C）作為響應(yīng)系數(shù)，茴香精油得率（Y）作為響應(yīng)值。根據(jù)Box-Behnken 實驗原理，進(jìn)行了設(shè)計實驗、顯著性檢驗和實驗結(jié)果的線性分析。試驗因子水平設(shè)計表如表1所示。

表1 響應(yīng)面因素水平表Table 1 Response surface factor level table

1.2.4 茴香精油得率的計算

1.2.5 茴香精油微乳制備工藝 參考Corswant 等方法并稍作修改。準(zhǔn)確稱量4:2 的混合表面活性劑（Tween 80:Tween 40=1:1）和助表面活性劑（丙三醇），混勻作為混合乳化劑備用。再將混合乳化劑和茴香精油按照4:1 的比例在室溫下以1000 r/min 的轉(zhuǎn)速磁力攪拌1 h，攪拌過程中，逐滴緩慢加入去離子水，直至體系由澄清變渾濁或由渾濁變澄清，此后若繼續(xù)滴加去離子水，狀態(tài)無任何變化，即形成微乳液。

1.2.6 茴香精油微乳的性質(zhì)測定

1.2.6.1 構(gòu)型的測定 按照Tween 80+40（Tween 80:Tween 40=1:1）/丙三醇/茴香精油=4:2:1.5 的比例，制備水相含量為10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%和90%的茴香精油微乳。將樣品放在距離4 cm 平板0.5 mm 處，采用流變儀在取樣數(shù)50，間隔6 s 的條件下，測定不同含水量的茴香精油微乳液在不同剪切速率下（0～100 s）的黏度變化。

1.2.6.2 粒徑的測定 采用馬爾文激光粒度儀于波長659 nm、溫度25 ℃、散射角90°的條件下，測定茴香精油微乳粒徑大小。

1.2.6.3 總還原力的測定 分別取不同濃度的茴香精油乙醇溶液及其微乳乙醇溶液2 mL，分別加入磷酸鹽緩沖液和鐵氰化鉀，50 ℃下恒溫水浴鍋反應(yīng)2 min，立即取出并添加2 mL 三氯乙酸，在3000 r/min下離心10 min，取上清液依次添加蒸餾水和三氯化鐵溶液，移至50 ℃下恒溫水浴鍋，反應(yīng)10 min，測定吸光值，還原力的大小用吸光度表示。

1.2.7 茴香精油微乳貨架期

1.2.7.1 貯藏溫度對茴香精油微乳過氧化值影響將茴香精油及其微乳液分別置于20、35、50 和65 ℃的恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)貯藏，測定48、96、144、192 和240 h時的過氧化值，探討貯藏溫度對茴香精油及其微乳液過氧化值的影響，按GB 5009.227-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中過氧化值的測定》中的方法測定過氧化值。

1.2.7.2 茴香精油微乳貯藏期模型建立 根據(jù)化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)原理，茴香精油微乳不同溫度下POV值，分別與動力學(xué)方程C=C-kt 和lnC=C-kt 進(jìn)行擬合（C 為POV 值；C為樣品初始POV 值），通過比較反應(yīng)回歸系數(shù)（），確定反應(yīng)速率k，然后通過Arrhenius 方程，即可推導(dǎo)出茴香精油微乳氧化動力學(xué)模型，Arrhenius 方程如下：

式中：k為方程值前因子；E為活化能，kJ/mol；R 為8.314 J/（mol·K）；T 為熱力學(xué)溫度，K。

對上述公式兩邊同時取對數(shù)可得：

式中：lnk 與1/T 呈正相關(guān)，-E/R 為斜率，lnk為常數(shù)項，k 為反應(yīng)速率常數(shù)，對k 進(jìn)行線性擬合，即可確定E和k，進(jìn)而確定茴香精油微乳氧化動力學(xué)模型。

1.2.7.3 茴香精油微乳貨架期預(yù)測 以1.2.7.1 和1.2.7.2 為基礎(chǔ)，采用茴香精油微乳氧化動力學(xué)模型，推導(dǎo)出不同溫度下的反應(yīng)速率常數(shù)k，再根據(jù)以上公式即可預(yù)測出茴香精油微乳的貨架期。

式中：A 為POV 值，g/100 g；A為樣品初始POV 值，g/100 g；K 為氧化反應(yīng)速率常數(shù)；t 為貯藏時間, h。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excle 2010、Origin2018 作圖，Design-Expert（Version 8.0）進(jìn)行響應(yīng)面分析，SPSS（Version 17.0）進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析，＜0.05 認(rèn)為有統(tǒng)計學(xué)顯著性差異，＜0.01 認(rèn)為有統(tǒng)計學(xué)極顯著性差異，平行實驗3 次。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素實驗

2.1.1 浸提溶劑對茴香精油得率的影響 由圖1 可知，當(dāng)浸提溶劑為無水乙醇時，茴香精油得率顯著高于（＜0.05）石油醚、乙酸乙酯、丙酮和正乙烷浸提組，此時制得的茴香精油顏色呈深綠色，具有天然茴香風(fēng)味，這可能因為無水乙醇是插入界面膜的乳化劑，進(jìn)而降低界面膜的表面張力，增加體系的穩(wěn)定性和流動性，促進(jìn)界面膜的伸張和彎曲，這與李琴等的研究結(jié)果相似。

圖1 浸提溶劑對茴香精油得率的影響Fig.1 Effect of solvent extraction on the yield of fennel essential oil

2.1.2 料液比對茴香精油得率的影響 由圖2 可知，隨著料液比的提高，茴香精油得率呈先上升后下降的趨勢，且當(dāng)料液比為1:8 g/mL 時，茴香精油得率最大。這可能由于當(dāng)乙醇添加量過少時，茴香顆粒在溶劑中無法分散均勻，不能充分溶出；而乙醇添加量過多時，后續(xù)長時間減壓蒸餾濃縮，降低茴香精油得率。

圖2 料液比對茴香精油得率的影響Fig.2 Effect of material to liquid ratio on yield of fennel essential oil

2.1.3 浸提時間對茴香精油得率的影響 由圖3 可知，茴香精油得率隨著浸提時間的增加，呈現(xiàn)先升高后趨于穩(wěn)定的趨勢，當(dāng)浸提時間為4 h 時，茴香精油得率高達(dá)14.99%。這是由于浸提初期，浸提時間延長促進(jìn)茴香精油的充分溶出，當(dāng)浸提時間為4 h 時，茴香精油溶液趨于飽和，此后，隨著浸提時間的延長，反而可能會導(dǎo)致少量茴香精油的揮發(fā)損失。

圖3 浸提時間對茴香精油得率的影響Fig.3 Effect of extraction time on yield of fennel essential oil

2.1.4 顆粒粒度對茴香精油得率的影響 由圖4 可知，茴香精油得率隨著顆粒粒度的減小，呈先快速上升后下降的趨勢，當(dāng)茴香粒度為80 目時，茴香精油得率高達(dá)15.76%，這可能由于，茴香顆粒粒度越小，與浸提溶劑接觸表面積越大，浸提更充分，提高了茴香精油的得率。但顆粒粒度過低時，顆粒間吸附力增強(qiáng)，反而導(dǎo)致溶劑在顆粒間和顆粒內(nèi)擴(kuò)散度變小。

圖4 顆粒粒度對茴香精油得率的影響Fig.4 Effect of particle size on yield of fennel essential oil

2.1.5 浸提溫度對茴香精油得率的影響 由圖5 可知，茴香精油得率隨浸提溫度的升高呈先上升后平緩的趨勢，這可能是由于當(dāng)浸提溫度低于乙醇沸點（78 ℃）時，4 h 的浸提過程中僅發(fā)生一次虹吸，嚴(yán)重降低了茴香精油的提取效率。當(dāng)浸提溫度高于乙醇沸點時，浸提較為充分，茴香精油得率無顯著差異（＞0.05）。因此，浸提溫度不作為后續(xù)響應(yīng)面試驗的響應(yīng)因素，且將后續(xù)實驗浸提溫度設(shè)定為80 ℃。

圖5 浸提溫度對茴香精油得率的影響Fig.5 Effect of extraction temperature on yield of fennel essential oil

2.2 響應(yīng)面試驗

2.2.1 響應(yīng)面試驗結(jié)果分析 響應(yīng)曲面試驗共完成三因素三水平共17 組試驗，其中12 個為試驗分析點，另外5 個為試驗中心點，用以檢驗試驗誤差。試驗結(jié)果如表2 所示。

表2 Box-Behnken 試驗設(shè)計Table 2 Experimental scheme of Box-Behnken design

通過Design Expert 對表2 數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得到關(guān)于茴香精油得率（Y）的二次回歸方參數(shù)模型及顯著性檢驗數(shù)據(jù)，結(jié)果如表3 所示。

表3 回歸模型及方差分析Table 3 Analysis of regression equation

由表3 可知，模型的值為66.45，值為0.0001＜0.01。二次方程模型之間的差異極顯著，模型與響應(yīng)值擬合得非常好。決定系數(shù)=0.9884，校正決定系數(shù)=0.9736，說明該模型能反映響應(yīng)值的變化，可用于分析和預(yù)測茴香精油的制備工藝。失擬項為2.45，=0.2036＞0.05，說明模型是穩(wěn)定的。此外，AC 的值為0.0012 小于BC 的值0.0073，所以交互作用顯著性從大到小依次為AC＞BC＞AB。同時，一次項中A、B 顯著（＜0.05），二次項極顯著（＜0.01），交互項AB 不顯著（＞0.05），三個因素精油得率影響大小的順序為料液比（A）＞浸提時間（B）＞顆粒粒度（C）。綜上，各種因素對茴香精油得率的影響不是簡單的線性關(guān)系，回歸方程如下：

2.2.2 交互作用分析 通過曲面圖判斷因素之間相互作用是否顯著，表面曲率和顏色深淺與顯著性也正相關(guān)。且等高圖形狀橢圓明顯也說明交互作用越顯著。由圖6、圖7 可知，料液比（A）、浸提時間（B）、顆粒粒度（C）任意兩因素交互時，當(dāng)交互作用中某一因素水平上升時，另一因素水平同時上升，導(dǎo)致響應(yīng)值隨之變化。料液比（A）和浸提時間（B）的輪廓是圓形的，兩因素的相互作用不顯著，顆粒粒度（C）與料液比（A）、浸提時間（B）與顆粒粒度（C）為橢圓形，并且響應(yīng)曲面圖的斜率很陡，表明兩者之間的相互作用極顯著。

圖6 料液比與顆粒粒度交互作用圖Fig.6 The interaction diagram of solid-liquid ratio and particle size

圖7 浸提時間與顆粒粒度交互作用圖Fig.7 The interaction diagram of extraction time and particle size

2.2.3 最優(yōu)工藝確定與驗證 根據(jù)Design Expert 8.0.6 軟件分析，當(dāng)料液比為1:8.4 g/mL，浸提時間為4.09 h，顆粒粒度為78.99目時，模型預(yù)測值為16.09%，茴香精油得率最高。為驗證結(jié)果，從而得到茴香精油最優(yōu)的提取條件。考慮實驗可操作情況，調(diào)整提取條件為：料液比1:8.4 g/mL、浸提時間為4.09 h、顆粒粒度80 目，在此條件下提取3 次，平均得率為15.99%，該結(jié)果僅與模型預(yù)測值存在0.10%誤差，說明該模型可靠。

2.3 茴香精油微乳性質(zhì)探究

2.3.1 茴香精油微乳的構(gòu)型 黏度是微乳重要的物理指標(biāo)參數(shù)，微乳屬于牛頓流體，其微觀結(jié)構(gòu)影響宏觀黏度。采用流變儀測定不同剪切速率下，茴香精油微乳的水相占比與黏度之間的關(guān)系，進(jìn)一步分析該微乳體系相轉(zhuǎn)變行為。由圖8 可知，剪切速率小于25 s時，黏度不穩(wěn)定。隨剪切速率的增大，微乳黏度變化不明顯，最后趨于穩(wěn)定的牛頓流體。為方便直觀的判斷茴香精油微乳黏度變化與水相占比的關(guān)系，需在60～80 s范圍內(nèi)選擇剪切速率，設(shè)定為65 s，研究茴香精油微乳的水相占比與黏度之間的關(guān)系，結(jié)果見圖9。由圖9 可知，茴香精油微乳體系內(nèi)的黏度隨水分含量的增加呈先上升后下降的趨勢，此過程可能伴有微乳類型轉(zhuǎn)化的過程。這和墻夢婕對艾葉精油微乳類型轉(zhuǎn)化的研究一致。當(dāng)水分低于50%時，隨著水分的增加，體系內(nèi)顆粒體積變大，分子間作用力增大，聚集密切，此時為W/O 型微乳。當(dāng)水分占比從50%增至60%的過程中，黏度上升速度最快，水分占比為60%時黏度有最大值，此階段微乳為連續(xù)性微乳，60%為連續(xù)性微乳與O/W 型微乳的臨界點，水分超過60%，水不斷稀釋茴香精油微乳，分子間作用力減小，黏度也隨之減小，微乳不斷接近水的黏度，此時微乳為O/W 型。

圖8 不同剪切速率下不同含水量微乳黏度Fig.8 The viscosity of microemulsion with different water content under different shear rate

圖9 65 s-1 剪切速率下不同含水量微乳黏度Fig.9 Microemulsion viscosities with different water content at 65 s-1 shear rate

2.3.2 茴香精油微乳粒徑的測定 以茴香精油為油相、Tween 80+40（Tween 80:Tween 40=1:1）為混合表面活性劑、丙三醇為助表面活性劑制備茴香精油微乳。經(jīng)馬爾文激光粒度儀測得微乳粒徑為30.92±0.13 nm，PDI 值為0.27±0.02。

粒徑和多分散指數(shù)（PDI）是考察微乳特性的重要指標(biāo)，PDI 值越小粒徑越符合正態(tài)分布，微乳體系越穩(wěn)定。由圖10 可得，茴香微乳液的粒徑范圍值在10～100 nm 之間，且PDI 值較小、外觀均呈現(xiàn)澄清透明的狀態(tài)，同時，張宇航等對刺五加總苷微乳粒徑研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)粒徑為26.47±0.04 nm，PDI 為0.118±0.03 時，刺五加總苷微乳具有良好的穩(wěn)定性，因此，微乳體系可以有效提高茴香精油的穩(wěn)定性，是茴香精油的優(yōu)良載體。

圖10 茴香精油微乳粒徑分布圖Fig.10 Distribution of particle size of fennel essential oil microemulsion

2.3.3 茴香精油微乳總還原力測定 吸光值與總還原力呈正比，總還原力的大小代表抗氧化能力的高低，是評價茴香精油及其微乳液抗氧化活性的重要指標(biāo)。由圖11 可知，隨著茴香精油質(zhì)量濃度的增加，茴香精油及其微乳的總還原力呈先快速上升后趨于平穩(wěn)的趨勢，茴香精油濃度為5 mg/mL 時，兩者的還原力達(dá)到最優(yōu)，吸光值分別為0.52、0.58，這是因為微乳體系作為載體能夠有效保護(hù)茴香精油中的活性物質(zhì)不被破壞，使其均勻分布在微乳體系內(nèi)，增加活性成分的作用效果。這與Mostafa 等研究微乳液對植物營養(yǎng)素抗氧化性的研究結(jié)果一致。

圖11 茴香精油及微乳液的總還原力Fig.11 Total reducing power of fennel essential oil and microemulsion

2.4 茴香精油微乳貨架期

2.4.1 貯藏溫度對茴香精油微乳抗氧化影響 由圖12可知，溫度對茴香精油微乳及茴香精油的POV 值影響較大，溫度越高，茴香精油微乳和茴香精油的貨架期越短，且茴香精油微乳的抗氧化性要優(yōu)于茴香精油，這是因為隨著溫度的升高，表面活性劑中氫鍵與水結(jié)合并斷裂，導(dǎo)致液界膜受到破壞，使茴香精油與氧氣接觸面增大。這與易醒等對紫蘇子油微乳氧化穩(wěn)定性的研究結(jié)果一致。

圖12 茴香精油微乳及茴香精油過氧化值隨貯藏時間的變化Fig.12 Changes in peroxide value of fennel essential oil microemulsion and fennel essential oil with storage time注：a：茴香精油微乳；b：茴香精油。

2.4.2 茴香精油微乳貨架期模型建立 為了探究茴香精油微乳液與溫度之間的關(guān)系，分別用零級反應(yīng)動力學(xué)方程（C=C-kt）和一級反應(yīng)動力學(xué)方程（lnC=C-kt），對茴香精油微乳液在各貯藏溫度下的POV 值進(jìn)行擬合，結(jié)果如表4 所示。

反應(yīng)回歸系數(shù)是判定反應(yīng)擬合哪種動力學(xué)模型的標(biāo)準(zhǔn)，由表4 可以看出，在相同溫度下，一級反應(yīng)動力學(xué)方程的回歸系數(shù)均大于零級反應(yīng)動力學(xué)方程，且均大于0.97，說明茴香精油微乳液的氧化反應(yīng)可以擬合一級反應(yīng)動力學(xué)方程。

表4 茴香精油微乳在不同儲藏溫度下的反應(yīng)動力學(xué)方程Table 4 The reaction kinetics equation of fennel essential oil microemulsion at different storage temperatures

由圖13 可知，-E/R=-4297.9、lnk=7.8551，=0.989，說明lnk 與1/T 的線性關(guān)系良好。經(jīng)計算，E=35583.09，k=2578.85，此時氧化反應(yīng)速率常數(shù)k 與貯藏溫度（T）之間的Arrhenius 方程為：k=2518.85·。

圖13 反應(yīng)速率常數(shù)與貯藏溫度的線性回歸分析Fig.13 Linear regression analysis of reaction rate constant and storage temperature

2.4.4 茴香精油微乳理論貨架期預(yù)測及驗證 GB2716-2018《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 植物油》中規(guī)定，當(dāng)植物油脂過氧化值超過0.25 g/100 g 即為變質(zhì)，由茴香精油微乳液氧化動力學(xué)模型，能計算出不同貯藏溫度下反應(yīng)速率常數(shù)k，與將測得的POV 值初始值A(chǔ)=0.0272 g/100 g，代入公式A =Ae中，即可預(yù)測出不同貯藏溫度下茴香精油微乳液的貨架期理論值，同時，為驗證該模型準(zhǔn)確性，對不同溫度下茴香精油微乳貨架期的預(yù)測值與實測值進(jìn)行比較，如表5 所示。

由表5 可知，本研究建立的茴香精油微乳體系貨架期模型預(yù)測值最大誤差為8.73%，誤差較小，證實在20～65 ℃下可用該模型預(yù)測茴香精油微乳的貨架期。由茴香精油及其微乳的貨架期實測值可知，微乳體系能夠有效提高茴香精油的氧化穩(wěn)定性。

表5 不同貯藏溫度下茴香精油微乳液的貨架期預(yù)測值和實測值Table 5 Shelf life predicted and measured value of fennel essential oil microemulsion at different storage temperatures

3 結(jié)論

本研究通過單因素實驗和響應(yīng)面試驗，確定茴香精油最優(yōu)提取工藝為：料液比1:8.4 g/mL，浸提時間4.09 h，顆粒粒度80 目，浸提溫度80 ℃。在此條件下，在以茴香精油為油相，Tween 80+40（Tween 80:Tween 40=1:1）為混合表面活性劑，丙三醇為助表面活性劑制備茴香精油微乳。最后，采用流變法、馬爾文激光粒度儀、體外實驗及加速實驗對該微乳的構(gòu)型、粒徑、抗氧化性及貯藏期進(jìn)行探究。結(jié)果表明，茴香精油微乳粒徑為30.92±0.13 nm，當(dāng)微乳體系水分含量小于50%時，為W/O 型微乳，水分繼續(xù)上升轉(zhuǎn)化為雙連續(xù)型微乳，水分含量大于60%時，為O/W 型微乳，溶解在微乳體系的茴香精油抗氧化性得到明顯提高，在一級反應(yīng)動力學(xué)方程（lnC=C-kt）基礎(chǔ)上，建立Arrhenius 方程為：k=2518.85·e，可測得茴香精油微乳在20 ℃下，貨架期約為79.13 d。本研究研制的茴香精油微乳操作簡單，狀態(tài)穩(wěn)定，是一種天然綠色的新型保鮮劑，這對茴香精油的潛在應(yīng)用與開發(fā)具有指導(dǎo)意義。