酪蛋白酸钠稳定的海藻油纳米乳液制备

2018-04-20 16:23:56

        现代食品工业对食品的保健功能的要求日益提高，生物活性物质常用于食品中以强化其促进健康、预防疾病等、辅助治疗等功能。DHA为ω-3多不饱和脂肪酸，是人脑和视网膜脂质的主要组分，能促进儿童大脑发育，并且能抑制血小板聚集，降低血液粘稠度，延缓血栓形成，改善机体的微循环功能，对防治冠心病和心脑血管的栓塞有显著作用。海藻油含有丰富的DHA，因难溶于水、极易氧化，难以在食品中应用，制备海藻油乳液是解决这个问题的良好策略。
        近年来纳米乳液的研究受到广泛关注，尤其当纳米乳液粒径100nm以下时，具有以下显著优势：呈现透明或者半透明状态、抵抗沉降和乳析的物理稳定性强；可用于荷载、包封和保护的疏水性功能物质，提高其水溶性，能提高疏水性活性物质的生物利用度，也可用于包埋药物及用于化妆品的生产。研究表明，DHA 在海藻油纳米乳液中有更高的生物利用度。
        高压均质法是食品工业中常用的制备乳液的方法。有研究使用高压均质制备了大豆分离蛋白、乳清蛋白、酪蛋白稳定的乳液，其中乳清蛋白乳液的粒径小至，平均粒径为161.2nm，未能达到100nm 以下。酪蛋白酸钠是是FDA批准的GRAS（一般公认为安全的）天然的食品材料，无不良风味，生产工艺成熟，易大量获得，因而在食品行业广泛使用。蛋白质作为乳化剂，在液滴表面形成保护层,  防止乳液聚合；在酪蛋白酸钠稳定的溶液中，酪蛋白酸钠在油相和水相之间形成屏障。酪蛋白酸钠能螯合过渡金属离子,清除自由基，具有抗氧化作用。
        本研究以酪蛋白酸钠为乳化剂，乙酸乙酯为辅助溶剂，利用微射流高压均质结合溶剂蒸发法制备了酪蛋白酸钠稳定的海藻油乳液EAE-nano。以未用溶剂辅助蒸发的AE-nano为对照，通过对EAE-nano一般性质的研究及测定不同的pH值、离子强度以及加热处理等不同环境下的粒径、电位等数值，揭示EAE-nano的一般性质及环境因素对其物理稳定性的影响。

仪器和原料
        高压均质机NanoDeBEE(苏州微流纳米生物技术有限公司);ζ-电位及纳米粒度分析Nano-ZS（英国Malvern公司）;RV10digital旋转蒸发仪、T25高速剪切仪器（德国IKA公司）;Brion3 STAR pH计（美国Thermo公司）;CR22G高速冷冻离心机（日本Hitachi公司）;HSG-IB恒温水浴锅（上海仪表(集团)供销公司）。
        酪蛋白酸钠购自澳洲MG公司，食品级；海藻油购自湖南佳格生物技术有限公司，DHA含量大于≥35%；乙酸乙酯、无水乙醇购自国药集团，分析纯；其他试剂均为分析纯。

试验方法
        水相溶液的准备：将酪蛋白酸钠溶解于5mmol/L的磷酸缓冲液中形成1%（m/V）的溶液，加入0.02%的叠氮化钠防止腐败，在4℃下贮藏过夜。乳液的制备：取上述的酪蛋白酸钠溶液作为水相，占乳液体积的90%（V/V），以海藻油与乙酸乙酯的混合物（海藻油10%，乙酸乙酯90%）作为有机相，占乳液的体积的10%（V/V）。用T25高速剪切机以6000r/min的速度预均质2min，制成粗乳液，然后经微射流高压均质机以150MPa的压力均质两次制成细乳液。在预均质及均质的过程中，均使用冰浴冷却防止乙酸乙酯挥发。均质后，将样品在旋转蒸发仪中减压、在45℃下加热20min，将有机相中的乙酸乙酯除去，制成EAE-nano。以海藻油作为有机相，同上的条件进行预均质和微射流高压均质，均质后也同样将样品在旋转蒸发仪中减压加热45℃、20min制成细乳液AE-nano，作为对照。

试验结果
        经测定酪蛋白酸钠稳定的AE-nano，平均粒径为180.9±2.1nm，与Jo and Kwon微射流技术制备酪蛋白酸钠稳定的β-胡萝卜素己烷乳液，用120MPa的压力均质三次，得到的酪蛋白酸钠稳定的乳液的平均粒径为171.4±2.7nm。用10%的Tween20作乳化剂时，乳液的平均粒径为97.2±2.2nm，然而这种乳液不能用于食品体系。因作为油相的海藻油与乙酸乙酯混合物（乙酸乙酯占90%）与水相的界面张力远小于海藻油与水相的界面张力，在均质的过程中有利于乳液液滴的减小。尤其是经减压加热处理，乙酸乙酯蒸发导致乳液液滴收缩，经测定 EAE-nano的其平均粒径为76.8±0.5nm。将AE-nano稀释10倍后，与未经稀释的EAE-nano同样含1%的油相，两种乳液的外观形貌显著不同，EAE-nano的粒径远小于可见光的波长，光散射较弱，因此显示出透光性，呈半透明状，适合作为食品配料应用于透明饮料中，而AE-nano是乳白色。

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