乳液的稳定性;乳液的保存方法

Stability of Emulsions, Preservation of Emulsions

2020年4月17日Ankur Choudhary (noreply@blogger.com)AI 专业翻译

乳液稳定性

乳液是由两种或两种以上通常不相溶的液体混合而成的物质。从热力学的角度来看,乳液是一个不稳定的系统,因为液-液系统有自然的分离趋势,这会导致其界面能降低。

乳液的稳定性可以定义为该体系抵抗其物理化学性质随时间变化的能力。乳液的稳定性在许多工业应用中都非常重要,包括涂料、食品产品、农业配方、个人护理产品以及香水等。导致乳液破裂的机制有多种,例如形成、絮凝和凝聚等。

尽管乳液稳定性对于大多数工业产品和工艺来说是必要的,但在某些情况下,它是不希望出现的。例如,在石油回收过程中,需要将原油从水中分离出来以便运输;或者在废水处理中,油水乳液也是不需要的。

界面流变测量有助于评估乳液的稳定性。

界面流变学是流变学的一个分支,专门研究在界面处形成的独特二维流动系统。界面流变学关注的是液体界面的流动特性,而流变学本身则是研究宏观流体(即非界面区域的)流动行为。

食品和饮料中的界面流变学

食品产品中可能含有作为表面活性剂的蛋白质,尽管其他稳定剂也被广泛用于提高产品的稳定性。卵磷脂是少数几种天然表面活性剂之一。随着环境和健康问题受到越来越多的关注,天然表面活性剂正逐渐受到重视。

技术级非离子表面活性剂的表面特性

聚氧乙烯表面活性剂被广泛应用于工业领域,如涂料、食品产品、农业配方、个人护理产品以及润滑油中,因为在这些应用中乳化和泡沫的稳定性至关重要。然而,醇醚型聚氧乙烯表面活性剂的毒性通常比传统上用作乳化剂的烷基酚聚氧乙烯表面活性剂要高。尽管如此,直链型醇醚型聚氧乙烯表面活性剂并未展现出与烷基酚聚氧乙烯表面活性剂相当的良好乳化性能,这主要是由于后者分子结构中较长的尾部结构所致。这种差异源于极性头部和疏水尾部尺寸的不同,这些结构阻碍了在界面处形成紧密排列的薄膜。

基于 C10-Guerbet 酒精制备的两种技术级非离子表面活性剂的吸附性和表面性质进行了研究,这两种表面活性剂的环氧基团(EO groups)数量不同,分别被命名为 C10E06 和 C10E014。

两种表面活性剂的表面动力学研究表明,它们在空气/水界面形成了一层粘弹性层。然而,吸附膜的行为会根据乙烯基团的数量而有所不同:对于较小的表面活性剂,其吸附行为和表面动力学数据更符合扩散模型;而较大的C10EO14表面活性剂则更接近聚合物表面活性剂的行为。此外,两种表面活性剂的膨胀弹性和粘度比较表明,增加乙烯基团的数量可以增强其弹性。吸附表面活性剂的弹性与其胶束和乳液的稳定性直接相关。因此,C10EO14表面活性剂形成的层比较短的C10EO6表面活性剂更稳定。尽管如此,由于C10EO6表面活性剂的扩散性更高,使用C10EO6形成的胶束会更加稳定。这些结果在利用含有乙烯基团的非离子表面活性剂来合理开发稳定胶束和乳液时可能具有重要的应用价值。

芳香烃可以稳定油水乳液。

当油被回收后,就会形成复杂的油水乳液。吸附在油水界面的芳香烃会提高这些乳液的稳定性。然而,稳定的油水乳液通常是不希望出现的,因为它们会增加蒸馏和运输过程中的能耗,并腐蚀管道、蒸馏器和蒸馏塔。

这些蛋白质的表面活性可以通过使用原位张力计进行简单的界面张力测量来评估。通过将高压腔室集成到系统中,还可以在高压和高温条件下进行测量。

另一种广泛使用的方法是研究油水界面的界面流变学。界面处的弹性被认为与油水乳液的稳定性有关。吸附的砷层的界面流变学可以通过常规的滴落法进行研究。另一种方法是通过浮针流变法来表征界面剪切流变学(ISR),该方法基于砷的扩散密度。

布鲁斯特角显微镜(Brewster Angle Microscope)能够用于可视化空气-水界面的砷化物,从而进行分子学研究。

乳液的稳定性保持

某些乳化剂的成分会通过提供营养物质来促进微生物的生长,例如在非离子和离子表面活性剂上细菌可以生长,此外甘油和乳化剂(天然多糖)也会导致乳化剂的质量下降。例如,花生油会促进曲霉菌(Aspergillus)和根霉菌(Rhizopus)的生长,而液体石蜡则会促进某些酵母菌的生长。因此,乳化剂在配制时需要加入防腐剂。

乳液的稳定性控制应基于以下方面:
  • **受污染的乳化剂**
  • 去离子水(细菌在树脂床中生长)
  • 设备;仪器
  • Рооrly сlосед соntаiner
因此,乳液的制备需要使用高质量的原料和清洁的设备。此外,使用前必须先将水煮沸并冷却。使用乳液后,必须立即用密封良好的盖子封闭容器。

用于口腔或鼻腔的乳剂必须绝对无菌。虽然对于口腔或鼻腔使用的乳剂来说,不一定非要达到完全无菌的状态,但为了上述原因,这些乳剂必须被配制成能够抵抗微生物侵袭的形式。

微生物的生长会导致乳液性质发生某些不良变化。这些变化包括分层、溶解度下降、产生气体或异味,以及流变学性质的改变。

在将一种活性成分添加到乳液中时,存在一个主要问题,那就是如何在水相中获得足够的浓度,因为这种成分容易发生分解。需要记住的是,乳液是一种非均相体系,因此活性成分在油相和水相之间容易发生分离。不过细菌是在水相中生长的。

这种防腐剂必须被活化(以便能够穿透细菌的细胞膜)。随着水相的 pH 值升高,弱酸性防腐剂的活性会降低。

该防腐剂必须保持纯净,不能与其他防腐剂成分结合;例如,基于苯酚的、含有非离子型乙烯基团的防腐剂,如聚山梨酯20(Polyrosorbate 20)。

该制剂应具备以下特性:无毒(无刺激性)、具有杀菌作用(而非抑菌作用)、在酸性环境中稳定、作用范围广、不易被微生物降解(例如铜绿假单胞菌等微生物能够降解该制剂),并且即使在高浓度细菌存在的情况下也能有效发挥作用(某些细菌能够抵抗该制剂的作用,因此需要使用较低浓度)。

某种防腐剂的效力还受到乳化类型、产品的营养价值、充气程度以及所使用容器的类型的影响。常见的防腐剂例子包括苯甲酸钠(Sodium Benzoate)、对羟基苯甲酸(PARABEN)、山梨酸(Sorbic Acid)、氯丙醇(Chloropropanol)、氯酚(Chlorphenol)、甲基汞(Mercurial Soars)和苯甲酸 Sallycylic(Sallycylic Acid)。


📌 本文由 AI 翻译自 pharmaguideline.com,仅供内部参考查看英文原文