一种改性吐温-20的制备方法及其在维生素e乳液制备过程中的应用
技术领域
1.本发明属于维生素e微胶囊技术领域，具体涉及一种改性吐温-20的制备方法，及改性吐温-20在维生素e乳液制备过程中的应用。
背景技术：2.维生素e在人体生理机能中作为一种抗氧化剂，也是一种重要的强自由基清除剂。它能够保护机体细胞完整性，预防心血管疾病的发生，抗衰老，强化机体免疫功能等。但维生素e作为脂溶性维生素，难以在水溶产品中应用，并且维生素e在碱性、氧和紫外条件下能够快速被氧化破坏。
3.为了使维生素e能够在食品、药品和化妆品等领域广泛应用，需要制备出稳定、水溶性好的微胶囊产品。目前市场上维生素e微胶囊制备过程中，由于其较高的载油率、储存稳定等特点，维生素e乳液的制备也成为了一个难点。在制备维生素e乳液过程中乳化剂的选择和应用作为至关重要的一步，因此需要开发出乳化性能优越的乳化剂。传统的吐温-20乳化剂乳化效果较差，单一乳化剂难以实现高载油率的维生素e产品的制备。
技术实现要素：4.本发明的目的之一在于提供一种改性吐温-20的制备方法，以单糖作为起始原料，经过氧化、酯化两步反应得到乳化性能优越的改性吐温-20乳化剂。
5.本发明的另一目的是采用上述改性吐温-20作为油性乳化剂制备ve乳液，经过与其他水性乳化剂复配乳化得到高载油率、粘度范围广、ve含量稳定的乳液。
6.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下:
7.一种改性吐温-20的制备过程，包括如下步骤：
8.1)单糖酸的制备：称取一定量的单糖、磷钼酸钠、盐酸和反应溶剂加入到反应釜中，在室温下保温一段时间，然后升温并加入过氧化氢，在该温度下继续进行反应一段时间，结束反应。在反应液中加入无机盐水溶液进行水洗除去反应体系中的磷钼酸钠，同时降低单糖酸在水中的溶解度，将水洗后的反应液脱除溶剂和水得到单糖酸粗品。
9.2)改性吐温-20的合成：将上述制备的单糖酸粗品加入到反应釜中，然后加入吐温-20和反应溶剂，加入lewis酸性催化剂，升温进行反应，待反应体系中未检测出单糖酸时，反应结束。反应结束，分离除去溶剂得到纯度＞82％的改性吐温-20。
10.所述改性吐温-20制备过程中，步骤1)中，所述单糖为甘油醛、葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖中的一种或多种，优选葡萄糖；
11.所述反应溶剂为甲苯、氯仿、四氯化碳中的一种或多种，优选氯仿；
12.所述室温保温时间为1～5h，优选2～3h；
13.升温的温度为50～100℃，优选70～90℃；升温后加入过氧化氢的反应时间为4～10h，优选6～8h；
14.所述无机盐溶液为饱和氯化钠水溶液、饱和硫酸钠水溶液、饱和氯化铵水溶液中的一种或多种，优选饱和氯化钠水溶液；
15.所述单糖与磷钼酸钠的摩尔用量比为1:0.05～0.15，优选1:0.08～0.10；
16.所述单糖与盐酸的摩尔用量比为1:0.01～0.05，优选1:0.02～0.04；
17.所述单糖与反应溶剂摩尔用量比为1:20～100，优选1:40～60；
18.所述单糖与过氧化氢的摩尔用量比为1:1～2，优选1:1.4～1.8；
19.所述无机盐水溶液与反应液质量用量比为1:8～20，优选1:10～15；
20.步骤2)中，所述反应溶剂为丙酮、异丙醇、乙醚中的一种或多种，优选丙酮；所述lewis酸性催化剂为氯化铁、氯化亚铁、溴化铜中的一种或多种，优选溴化铜；
21.所述反应温度为50～120℃，优选65～80℃；
22.所述单糖酸与吐温-20的摩尔用量比为1:2～10，优选1:3～5；
23.单糖酸与反应溶剂的摩尔用量比为1:50～200，优选1:100～150；
24.单糖酸与lewis酸性催化剂摩尔用量比为1:0.02～0.08，优选1:0.04～0.06。
25.本发明的第二个方面，涉及上述改性吐温-20在制备维生素e乳液中的应用。
26.本发明中使用上述改性吐温-20进行制备维生素e乳液的步骤如下：
27.1)油相制备：分别称取一定量的维生素e醋酸酯和改性吐温-20加入到反应釜中，加热至一定温度进行溶油；
28.2)水相制备：称取水溶性壁材、水性乳化剂和水加入到另一反应釜中进行加热混合搅拌一段时间得到水相；
29.3)然后将油相一次性加入到水相中，继续进行混合搅拌制备得到稳定的维生素e乳液。
30.步骤1)中，所述维生素e醋酸酯与改性吐温-20的质量用量比为1:0.005～0.05，优选1:0.01～0.02；
31.所述溶油温度控制在40～80℃，优选50～70℃；
32.步骤2)中，所述水相制备时水溶性壁材为明胶、阿拉伯胶、变性淀粉、乳清蛋白中的一种或多种，优选变性淀粉；
33.所述水性乳化剂为聚甘油-10油酸酯、吐温-20、吐温80、蔗糖酯中的一种或多种，优选蔗糖酯；
34.所述水相加热温度为40～80℃，优选50～65℃；所述搅拌时间为0.5～2h，优选1～1.5h；
35.所述水溶性壁材与维生素e醋酸酯质量用量比为1:0.2～2，优选1:0.5～1.3；维生素e醋酸酯与水性乳化剂质量用量比为1：0.01～0.08，优选1：0.04～0.06；乳液固含率为20～70％，优选40～60％；
36.步骤3)中，所述油相加入到水相后继续混合搅拌时间为0.5～3h，优选1～2h；
37.所述搅拌转速为200～1500rpm，优选500～800rpm。
38.本发明的有益效果在于：
39.1、提供了一种改性吐温20的合成方法，所制备出的改性吐温20具有较为优异的乳化性能；
40.2、采用上述改性吐温-20作为油性乳化剂，经过与其他水性乳化剂复配乳化得到
高载油率、粘度范围广、ve含量稳定的乳液。
具体实施方式
41.下面通过具体实施例对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此。
42.实施例1
43.改性吐温-20的制备：称取36g葡萄糖、37.8g磷钼酸钠、0.4g稀盐酸(36％wt)和720g氯仿加入到反应釜中，在室温下保温2.5h，然后升温至75℃，并加入31.7g过氧化氢(30％wt)，继续进行反应6h，结束反应。在反应液中加入78g饱和氯化钠水溶液进行水洗，将水洗后的反应液静置分相后分离出有机相，然后减压蒸馏脱除溶剂得到葡糖糖酸粗品。
44.称取上述制备的葡萄糖酸粗品19.6g加入到反应釜中，然后加入157g吐温-20和580g丙酮，最后加入0.49g氯化铁，升温至65℃，待反应体系中未检测出单糖酸时，反应结束。分离除去溶剂得到纯度为82.5％的改性吐温-20。
45.维生素e乳液制备：称取50g维生素e醋酸酯和0.6g上述制备的改性吐温-20于反应釜中加热至60℃进行溶解；称取100g明胶、2g吐温-20和356g水加入到另一个反应釜中加热至55℃，混合搅拌1.5h得到水相；然后将油相一次性倒入水相中继续搅拌2h，控制搅拌速度为300rpm。将上述制备的乳液进行粒径分布测试，乳液粒径d90为0.3μm，粘度测试结果为112cp，ve测试含量为9.70％，且乳液在室温下放置24h其含量和粒径均未发生变化，乳液稳定性较好。
46.实施例2
47.改性吐温-20的制备：称取18g甘油醛、45.4g磷钼酸钠、0.7g稀盐酸(36％wt)和1010g甲苯加入到反应釜中，在室温下保温2h，然后将反应升温至95℃，并加入36.3g过氧化氢(30％wt)，继续进行反应8h，结束反应。在反应液中加入92.5g饱和氯化铵水溶液进行水洗，将水洗后的反应液静置分相后分离出有机相，然后减压蒸馏脱除溶剂得到甘油酸粗品。
48.称取上述制备的甘油酸粗品10.6g加入到反应釜中，然后加入261g吐温-20和631g异丙醇，最后加入0.89g氯化亚铁，将反应升温至80℃，待反应体系中未检测出甘油酸时，反应结束。分离除去溶剂得到纯度为83.8％的改性吐温-20。
49.维生素e乳液制备：称取50g维生素e醋酸酯和1.0g上述制备的改性吐温-20于反应釜中加热至68℃进行溶解；称取42g变性淀粉、2.3g蔗糖酯和143g水加入到另一个反应釜中加热至60℃，混合搅拌1h得到水相；然后将油相一次性倒入水相中继续搅拌2.5h，控制搅拌速度为500rpm。将上述制备的乳液进行粒径分布测试，乳液粒径d90为0.4μm，粘度测试结果为65cp，ve测试含量为20.1％，且乳液在室温下放置24h其含量和粒径均未发生变化，乳液稳定性较好。
50.实施例3
51.改性吐温-20的制备：称取36g半乳糖、34.1g磷钼酸钠、0.32g稀盐酸(36％wt)和900g氯仿加入到反应釜中，在室温下保温3h，然后将反应升温至60℃，并加入27.2g过氧化氢(30％wt)，继续进行反应7h，结束反应。在反应液中加入83g饱和氯化钠水溶液进行水洗，将水洗后的反应液静置分相后分离出有机相，然后减压蒸馏脱除溶剂得到半乳糖酸粗品。
52.称取上述制备的半乳糖酸粗品19.6g加入到反应釜中，然后加入313g吐温-20和1100g乙醚，最后加入1.0g溴化铜，将反应升温至50℃，待反应体系中未检测出半乳糖酸时，
反应结束。分离除去溶剂得到纯度为83.0％的改性吐温-20。
53.维生素e乳液制备：称取50g维生素e醋酸酯和1.5g上述制备的改性吐温-20于反应釜中加热至60℃进行溶解；称取83g阿拉伯胶、2.5g聚甘油-10油酸酯和320g水加入到另一个反应釜中加热至70℃，混合搅拌1h得到水相；然后将油相一次性倒入水相中继续搅拌2h，控制搅拌速度为400rpm。将上述制备乳液进行粒径分布测试，乳液粒径d90为0.3μm，粘度测试结果为45cp,ve测试含量为10.8％，且乳液在室温下放置24h其含量和粒径均未发生变化，乳液稳定性较好。
54.对比例
55.维生素e乳液制备：
56.称取50g维生素e醋酸酯于反应釜中加热至68℃进行溶解；称取42g变性淀粉、2.3g蔗糖酯和143g水加入到另一个反应釜中加热至60℃，混合搅拌1h得到水相；然后将油相一次性倒入水相中继续搅拌2.5h，控制搅拌速度为500rpm。所制备乳液表面出现大量浮油液滴，经过粒径测试，其粒径d90达20μm，未形成稳定均一的水包油乳液。
技术特征：1.一种改性吐温-20的制备方法，包括：1)称取一定量的单糖、磷钼酸钠、盐酸和反应溶剂加入到反应釜中，升温并加入过氧化氢，反应一段时间，结束反应；在反应液中加入无机盐水溶液进行水洗，脱除溶剂和水得到单糖酸粗品；2)将单糖酸粗品、吐温-20、反应溶剂、lewis酸性催化剂加入到反应釜中，升温进行反应，反应结束后分离除去溶剂得到改性吐温-20。2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤1)中，所述单糖为甘油醛、葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖中的一种或多种；和/或：单糖与磷钼酸钠的摩尔比为1:0.05～0.15；和/或：单糖与盐酸的摩尔比为1:0.01～0.05；和/或：单糖与过氧化氢的摩尔比为1:1～2。3.根据权利要求1-2任一项所述的方法，其中，步骤1)中，无机盐溶液为饱和氯化钠水溶液、饱和硫酸钠水溶液、饱和氯化铵水溶液中的一种或多种；优选地，无机盐水溶液与反应液质量比为1:8～20。4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其中，步骤2)中，单糖酸与吐温-20的摩尔比为1:2～10。5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其中，步骤2)中，lewis酸性催化剂为氯化铁、氯化亚铁、溴化铜中的一种或多种；优选地，单糖酸与lewis酸性催化剂摩尔比为1:0.02～0.08。6.一种制备维生素e乳液的方法，包括如下步骤：1)油相制备：分别称取一定量的维生素e醋酸酯和权利要求1-5任一项所述改性吐温-20加入到反应釜中，加热进行溶油；2)水相制备：称取水溶性壁材、水性乳化剂和水加入到另一反应釜中进行加热混合搅拌一段时间得到水相；3)将油相与水相混合，继续进行混合搅拌制备得到维生素e乳液。7.根据权利要求6所述的方法，其中，步骤1)中，维生素e醋酸酯与改性吐温-20的质量比为1:0.005～0.05。8.根据权利要求6或7所述的方法，其中，步骤2)中，水溶性壁材为明胶、阿拉伯胶、变性淀粉、乳清蛋白中的一种或多种；优选地，水溶性壁材与维生素e醋酸酯质量用量比为1:0.2～2。9.根据权利要求6-8任一项所述的方法，其中，步骤2)中，所述水性乳化剂为聚甘油-10油酸酯、吐温-20、吐温80、蔗糖酯中的一种或多种；优选地，维生素e醋酸酯与水性乳化剂质量比为1：0.01～0.08。10.根据权利要求6-9任一项所述的方法，其中，乳液固含率为20～70％。
技术总结本发明提供了一种改性吐温-20的制备方法，及其在维生素E微胶囊制备过程中的应用。改性吐温-20的制备方法包括以下步骤：1）以单糖作为起始原料，在磷钼酸钠作为催化剂条件下发生氧化反应得到单糖酸；2）单糖酸与吐温-20发生酯化反应得到乳化性能优越的改性吐温-20产品。本发明还提供了一种在维生素E乳液制备过程中，采用上述改性吐温-20作为油性乳化剂，经过与其他水性乳化剂复配乳化得到高载油率、粘度范围广、VE含量稳定的乳液。VE含量稳定的乳液。
技术研发人员：龚旭 张涛 李莉 郭劲资 高洪坤 姜天岳 刘英瑞
受保护的技术使用者：万华化学集团股份有限公司
技术研发日：2022.07.25
技术公布日：2022/11/1
