新疆石河子大学（832000） 江发寿

微乳（microemulsion）由Hoar和Sehulman于1943年首次提出，是由水相、油相、表面活性剂和助表面活性剂按适当比例自发形成的一种透明或半透明的、低黏度、各向同性且热力学稳定的溶液体系。微乳不仅具有普通乳剂的性质，同时也具备许多液体的性质[1]。番茄红素（lycopene）是类胡萝卜素的一种，具有抗氧化和清除氧化自由基活性，在天然抗氧化剂、营养保健品及医药制剂等方面得到了广泛应用[2]。番茄红素因分子中含有共轭双键结构，遇氧、热和光易发生氧化还原反应。番茄红素的不稳定性及其溶解性使它的实际应用受到很大限制。目前国内外主要采用微胶囊、环糊精、脂质体等作为番茄红素的载体，以克服番茄红素易被氧化及不溶于水等不足，而以微乳液为番茄红素载体的研究报道尚不多见。

本研究试寻找一种合适的O／W型微乳液来包封番茄红素，并分析该载体的物理化学性质及番茄红素的稳定性，以期能够制备一种较为理想的番茄红素微乳液，克服番茄红素易被氧化及不溶于水等不足，提高其在实际应用中的水平。

1 仪器与试剂

1.1 仪器 UV-2401紫外分光光谱仪（日本岛津）、BP211D电子天平（Startorius）。

1.2 试剂 番茄红素油树脂（新疆中基公司）、苏丹Ⅰ对照品（sigma公司）、乙酸乙酯、油酸、丙酮、无水乙醇、丙三醇、Tween60，所用试剂均为分析纯。水为二次去离子水。

2 微乳的制备

根据番茄红素在油相中的溶解度确定油相，选择合适的表面活性剂和助表面活性剂，绘制微乳体系的伪三元相图，确定微乳的组成。

2.1 分光光度法测定番茄红素[3][4]

2.1.1 测定波长的选择 取番茄红素标准品丙酮溶液，照紫外分光光度法于350～500nm波长范围内扫描，在472nm处有最大吸收，故选472nm为测定波长。

2.1.2 标准曲线的制备[5]精密称取番茄红素标准品0.025g，用丙酮溶解并定容至50ml，摇匀。准确吸取上述溶液0.26、0.52、0.78、1.04、1.30ml分别注入一组50ml容量瓶中，用丙酮稀释至刻度，摇匀，取上述溶液，按照紫外分光光度法在472nm波长处测定吸光度（A），将浓度C对A进行线性回归分析，回归方程Y=93.7248X+0.9693，R2=0.9995，n=5，其浓度在0.5～2.5μg/ml范围内线性关系良好。

2.1.3 精密度试验 精密称取25mg番茄红素油树脂放入50ml容量瓶中，用丙酮定容，再用移液管精密量取2ml于10ml容量瓶中，用丙酮定容测吸光度，其RSD＜2.0%，说明精密度良好。

2.1.4 回收率试验 精密吸取番茄红素标准品丙酮溶液0.5、1.0、2.0ml分别注入一组50ml容量瓶中，用丙酮稀释至刻度，摇匀。另称取已知含量的番茄红素油树脂置50ml容量瓶中，用丙酮溶解，过滤，用丙酮定容至50ml，分别移取上述两种溶液5ml混合均匀，于472nm处测定其吸光度，并计算回收率，平均回收率为99.09%，RSD为2.00%。

2.2 番茄红素油树脂的结晶 取番茄红素油树脂50g加入丙三醇约50ml，混合均匀，再加入KOH的乙醇饱和溶液，充分反应后加入重蒸水混匀，静置分层。将油相水洗至中性，再用乙醇洗2～3次，用丙酮50℃溶解，弃去不溶物，在0℃左右放置8h，抽滤，将得到的不溶物用少量丙酮溶解，暗处冷冻干燥，即得。

2.3 油相的选择 由于番茄红素是11个共轭双键及2个非共轭碳-碳双键构成的高度不饱和直链型烃类化合物，为脂溶性色素，不溶于水，难溶于甲醇、乙醇，可溶于脂肪、乙醚、石油醚等[6]，因此，乙酸乙酯、油酸作为油相待选。

2.3.1 油相中番茄红素溶解度的测定 称取过量的番茄红素结晶7份，分别置于125ml三角瓶中，加入50ml的待选油相，分别放在0℃、20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃冰箱及恒温水浴中，并不断搅拌到有结晶存留，直到溶解平衡为止；在此条件下，静置20min取出后立即用滤纸过滤，精密量取2ml滤液，用紫外分光光度法测定各滤液中番茄红素的含量。结果表明，乙酸乙酯、油酸对番茄红素都有较强的溶解力。

2.3.2 油相的确定 番茄红素的分子结构是1个直链的不饱和烯烃，11个共轭及2个非共轭碳-碳双键，不饱和双键的存在使得番茄红素非常不稳定，极易氧化，所以应选择具有抗氧化的油酸，可起到保护番茄红素的作用。

2.4 表面活性剂的选择 亲水-亲脂平衡值（HLB）对微乳配方的设计十分重要。一般而言，系统HLB值在3～6易形成W／O型微乳，HLB值在8～18易形成O／W型微乳。本实验中要制备的是O／W型微乳，选择的表面活性剂必须具有较大的HLB值。食品级的吐温类非离子表面活性剂由于价廉、无毒已被广泛地用于食品、化妆品及医药行业[7]。本实验中选用HLB值较大的Tween60（HLB值=14.9）作为表面活性剂。

附图1 不同的乙醇与油酸配比下乙醇-油酸-水体系的伪三元相图

2.5 助表面活性剂的选择 食品中常用的助表面活性剂有乙醇、甘油以及丙二醇。从本实验中发现甘油、丙二醇体系易形成液晶或凝胶，因而选用乙醇作助表面活性剂。在一般的伪三元相图中，常常把表面活性剂和助表面活性剂看作一组分，而在食品级微乳液常常把固定比例的油与短链的醇看作一个组分[8]。当乙醇作助表面活性剂时，由于乙醇与油酸互溶，为此，本实验把油酸和乙醇看作一个组分。分别选取油酸与乙醇的质量比为2／1、1／1、1／2，在25±1℃下用滴定法绘制相图来确定油酸与乙醇最佳配比，所得相图见附图1。

从附图1中看出，油酸与乙醇的质量比为1／2所形成的单相区最大，但考虑到该体系是用来包裹番茄红素的，所以应尽可能提高油相的含量，故选定油酸与乙醇的质量比为1／1。因此，本研究选择Tween60为表面活性剂，乙醇为助表面活性剂，油酸为油相，油酸与乙醇的质量比为1／1。

3 番茄红素的稳定性

制备相同浓度的番茄红素微乳液和番茄红素油酸溶液100ml，立即测定其吸光度，在不同光照和温度进行稳定性实验。

光照对番茄红素在不同介质中的影响见附图2（s代表番茄红素的残存溶度）。由附图2可以看出，无论是日光还是室内光，在微乳液中番茄红素都比它在油酸溶液中稳定。它的稳定性表现为番茄红素在微乳液中（室内光）＞番茄红素在微乳液中（日光）＞番茄红素在油酸溶液中（室内光）＞番茄红素在油酸溶液中（日光）。还可以看出日光对番茄红素有一定的破坏作用。

温度对番茄红素在不同介质中的影响见附图3。由附图3可见，随着温度的升高，番茄红素降解速度加快，说明温度对番茄红素有一定的破坏作用；番茄红素在油酸溶液中比在微乳液中降解得快。

附图2 光照对番茄红素稳定性的影响

附图3 温度对番茄红素稳定性的影响

4 结论

光照和温度对番茄红素稳定性的影响实验表明，番茄红素在O／W微乳液中有较好的稳定性。这可能是因为在O／W微乳液中，界面向油相弯曲，油相外面的表面活性剂排列得更加紧密，番茄红素分子是亲油性的，难以在弯曲的界面上聚集，只能定位于O／W微乳液液滴的油相内核里。

在微乳液中处于液滴膜相内侧的番茄红素与光热的接触机会极少，因而不易被氧化，而在油酸溶液中番茄红素直接与光热接触。同时还说明日光和温度对番茄红素有明显的破坏作用，室内自然光和室温对番茄红素的影响较小。所以用番茄红素的食品在储存和运输过程中应尽量避免高温和阳光直射，以保持食品色泽。

O／W型微乳液制备简单，具有良好的耐热、耐光稳定性。用该载体来包裹番茄红素，不仅解决了番茄红素在应用中的溶解性问题，而且明显提高了番茄红素的稳定性。因此，用其作为食品、化妆品、医药行业中的番茄红素载体具有广泛的开发应用前景。