主题：【分享】食品分析种的破乳化

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发表于：2019/02/18 22:34:33 楼主管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

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实验人员在萃取过程容易遇到乳化现象，即乳化液的产生。乳化液产生导致萃取液与样品无法有效分离，从而影响最终结果。我们就来讨论一下乳化液的产生与破乳化。
乳化液的产生，必须同时满足2个条件：①两种或以上不互溶的液体；②存在乳化剂（一般为表面活性剂）。
当乳化剂不存在，萃取过程中，液体分散成小液滴，两液体之间界面增大。（例如10立方厘米的油分散成0.1 μm小液滴，界面面积约为300平方米，增加了1000000倍。）界面的吉布斯函数增高，系统将自发地趋于吉布斯函数的降低，小液滴聚合成大液滴，然后两相分层。乳化剂的存在，能形成界面保护膜，大大减缓了液珠之间的聚并作用，也能降低吉布斯函数，系统暂时获得稳定，此时就出现了乳化现象。
既然乳化剂的作用是形成保护膜，那么乳化液就可以分成两类了。
即，①O/W型（水包油型）；②W/O型。（油包水型）（我一般会将/看成<号，O/W型翻译一下：O（oil）<W（water），所以水包油）结构见下图：

鉴别O/W及W/O型的方法是有的，但个人感觉作用不大，操作比较麻烦，大家可以参考一下，一、染色法，加入少量脂溶性染料如苏丹红，震荡后取乳状液在显微镜观察，内相变红为O/W型，反之为W/O型；二、稀释法，取少量乳液滴入水或油中，乳状液在水中能稀释，为O/W型，在油中能稀释为W/O型；三、导电法，O/W型乳液导电性能比W/O型好。
要达到破乳化的目的，应该想办法消除或者削弱乳化剂的保护能力（把膜戳破）。破乳的方法有很多，但适合食品分析的，一般有以下的方法：
① 重力、离心破乳。重力沉降也就是静置了（有一种佛系的感觉），效果有时不会太好。离心过程液珠下沉或上浮的速度会加快，从而加快了分离的速度，使界面膜不断变薄。适用于粒径较大的液珠。
② 过滤破乳法。脱脂棉经过丙酮索氏抽提消除污染物后，过滤有机相和破乳液。
③ 加热处理破乳、冷冻解冻法处理破乳。当温度发生改变时，大部分非离子表面活性剂的性质也随之发生改变。升高温度后，乳化剂的亲油性会有所增加、亲水性则有所降低；非离子表面活性剂在达到某一特定温度时，乳液的相态发生转变，当高于该温度时为W/O型，低于该温度为O/W型。同样，温度也会影响体系内的分子运动，导致破乳。
④ 超声破乳，微波破乳。物理破乳法，通过分子运动，电子波，热等破坏界面膜达到破乳目的。
⑤ 增大离子强度，加入氯化钠、氯化钙、氯化镁等。这些盐类会产生离子效应，能使界面膜上的电荷密度和界面膜强度降低，同时液珠间的电排斥力也减弱，水珠聚集速度加快，从而破乳。
⑥ 加入与乳状液相反表面活性剂（乳化剂）。若乳化是O/W型（水包油型），加入W/O型表面活性剂。W/O型。（油包水型），加入O/W型表面活性剂。或加入不能形成牢固膜的表面活性物质代替原来的乳化剂，如异戍醇、乙醇、正丁醇、仲丁醇、异丁醇等，他们碳链不长，碳链分叉，无法形成牢固的界面膜。
⑦ 加入破乳剂。食品分析一般较少用到专业的破乳剂，但可作参考。
破乳剂主要有：
1. 阴离子型破乳剂，羧酸盐类（脂肪酸盐、环烷酸盐），磺酸盐类（烷基磺酸盐、石油磺酸盐）、硫酸盐。缺点用量大，效果不佳，耐酸碱能力差；
2. 阳离子型破乳剂，用于去除O/W（水包盐乳状液），季铵盐破乳剂为主；
3. 非离子型破乳剂，非离子型主要有以胺类为起始剂的嵌段聚醚，以醇类为起始剂的嵌段聚醚，烷基酚醛树脂嵌段聚醚，酚胺醛树脂嵌段聚醚，含硅破乳剂，超高相对分子质量破乳剂，聚磷酸酯，嵌段聚醚的改性产物以及以咪唑啉原油破乳剂等；
4. 两性破乳剂。它在酸性溶液中呈阳离子型，在碱性溶液中呈阴离子型。分为1. SP型破乳剂、2. AP型破乳剂、3.AE型破乳剂、4. AR型破乳剂，现在大多用这种。
破乳的一些原则：
食品分析相对于石油、原油提取的破乳化，要求是更简单的，通常情况下，可将以上7种破乳方式挑选试验即可，不需要过分执着乳化类型。能达到目的，并且不要影响目标物的萃取就可以了。其次破乳过程添加的物质不要和化合物发生反应（加入会与目标物反应的破乳剂不如不破乳了）。再者不要让有机溶剂萃取到水（加入第三种溶剂，有可能导致助溶，要注意了）。热不稳定的物质就别加热了。
各位大佬，如果觉得这篇东西有用，我原创整理的，可以关注我公众号一下：食品安全与分析

参考资料：
孙成林. 接枝改性氟硅原油破乳剂的合成及性能研究.陕西科技大学,2016.
龙俊敏. 水乳化萃取与破乳化释放组合提取茶籽油工艺研究.南昌大学,2013.
李松林，周亚平，刘俊吉.物理化学.北京：高等教育出版社，2009:637-641

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