界面活性劑乳化精油之原理及應用

界面活性劑乳化精油之原理及應用

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2003

黃世吉

大葉大學 食品工程研究所

利用不同的非離子型界面活性劑 Tween 系列及 Span 系列， 將油溶性的柑橘精油乳化成水溶性之乳液，利用位相差顯微鏡及雷射粒徑測定儀，觀測安定性與粒徑之變化。探討利用高壓釜 (autoclave) 乳化與常壓下乳化之不同。最後，更以Tween 20，Tween 60， Span 20，Span 60及其混合型界面活性劑，觀察在水溶液中濃度與表面張力之關係。

本論文研究包括下列重點： (1) 混合 Tween/Span 界面活性劑：以 Tween 20， Tween 60， Tween85 及 Span 20，Span 60 等非離子型界面活性劑，依 HLB 值計算方式，找出各種不同混 合型界面活性劑來乳化柑橘精油，發現以 Tween 20/Span 60 混合方式效果最好。 (2) 最適當條件： 混合 Tween 20 與 Span 60 兩種非離子型界面活性劑在 HLB 值為 13.1，添加量為 5%，在轉速 300 rpm，溫度為 55 ± 3 ℃； 且水與油 之比為 1:1 （重量比），反應時間 24 小時之條件下， 柑橘精油可與水形成穩定 之乳液； 同時若添加少量之共界面活性劑 (cosurfactant) 如乙醇， 添加約 1:1 （乙醇對界面活性劑莫耳數比）， 更可增加乳化安定性， 得到更小之乳液，大約 1.5~2.5(m 的直徑大小。 (3) 乳液安定性： 在安定性探討上， 以不同比例之乙醇作為共界面活性劑 (cosurfactant)，置於室溫及恆溫 40 ℃下觀察，以乙醇對界面活性劑莫耳數比為 1:1 時的添加安定性最好；並且在恆溫 40 ℃下其粒徑變化比在室溫下要來的大。 (4) 高壓下乳化速率：在高溫高壓乳化系統中，以 110 ℃，250psi， 400rpm 條件下， 於高壓釜中進行乳化，在 180 分鐘之內即可達到一穩定之乳液，經粒徑 分析， 約 1.1(m 直徑大小，反應時間遠比常壓 (55 ℃, 14.7psi, 24hr) 下之反 應快。 (5) 界面性質：利用 Tween 20， Tween 60，Span 20，Span 60，並以不同混 合方式為界面活性劑，觀察活性劑濃度與表面張力之變化，發現表面張力會隨非離 子型界面活性劑 (Tween/Span) 濃度之增高而逐漸變小，經作圖，可看出各種活性 劑的臨界微胞濃度 (critical micelle concentration， CMC) 值， 大約 0.01~1 重量百分比濃度之間。