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使用高压微射流均质机研究藻黄素纳米乳液的制备和分析

2021-10-26 14:31:01

       广泛存在于各种海带、裙带菜、海洋植物、羊栖菜中的岩藻黄素又称岩藻黄质、褐藻黄素,是一种具有共轭双键,且含丙二烯和环氧烷结构的胡萝卜素类色素。目前有关岩藻黄素的研究主要集中在岩藻黄素的提取及其功能特性的分析,诸多生物学活性如减肥、抗肿瘤、抗高血压、调节血糖等已被证实。岩藻黄素的良好生物活性使其备受关注,但岩藻黄素不溶于水,易受光、热、高温、氧气等因素的影响而发生氧化降解,这些问题都极大地限制了岩藻黄素在食品、医药以及其他领域的实际应用,如何用有效方法提高岩藻黄素的稳定性和生物利用率是其真正商用化的急迫需求。纳米乳液是一种液相以液滴形式分散于第2相、粒径为20~500nm、呈动力学稳定的胶体分散体系。与普通乳液相比,纳米乳液具有粒径小、稳定性高、比表面积 大等特点,将其作为生物活性脂质、药物、香料、抗氧 化物质等功能成分的传输系统,可以很大程度地改善其 水溶性、稳定性,提高生物利用率。目前制备纳米乳的高能乳化法常借用高压均质机、高压微射流均质机等设备,高压微射流均质机也成为纳米均质机,能提供高机械能将体系的分散相粒子进行破碎,而低能乳化法多通过转相法制备。高压微射流作为制备纳米乳液的主要方法,能在短时间内实现高速撞击、剪切、气蚀、瞬 时压降等综合作用,达到流体的细化、乳化、均质,获 得超精细的均一流体,而均质条件、乳液组成和连续相性质则是影响纳米乳液理化性质的主要因素。

实验方法:0.02%(质量分数,下同)岩藻黄素溶于10%玉米 油中,搅拌至充分溶解,然后分别加入不同质量分数 (1%~8%)的乳化剂(吐温80、SDS、酪蛋白酸钠),预先混合加热至不同温度(25、50、75 °C),持续搅 拌加热40min,然后用注射器逐滴滴入水相中(水相质量分数82%~89%,pH 7.0)中,混合搅拌1h后,采用高速分散机以7500r/min转速剪切4min,制备得到粗 乳液。粗乳液进一步采用微射流均质机通过不同均质压强(30~150 MPa)和均质次数(1~8次)处理得到 FCNE。结果表明:藻黄素纳米乳粒径和多分散指数随均质压强和次数的增加而减小,压强120MPa、均质4次后藻黄素纳米乳粒径基本达到最小(154nm,PDI=0.19)。不同乳化剂(吐温80、十二烷基硫酸钠、酪蛋白酸钠) 制备的藻黄素纳米乳粒径大小为:SDS<吐温80<酪蛋白酸钠,且随着乳化剂质量分数和乳化温度的升高,藻黄素纳米乳粒径显 著减小(P<0.05)。此外,添加不同质量分数的甘油后,吐温80和SDS制备的FCNE粒径显著减小(P<0.05), 而酪蛋白酸钠制备的藻黄素纳米乳粒径变化较小,表明SDS和吐温80制备的FCNE比酪蛋白酸钠制备的藻黄素纳米乳对水相黏度变 化更敏感。在不同的pH值条件下,吐温80制备的藻黄素纳米乳可稳定存在,表面电荷基本不变;而SDS和酪蛋白酸钠制备 的藻黄素纳米乳在酸性条件下稳定性较差,且pH值从7变化至3时,其粒径变化显著(P<0.05)。在37 °C条件下储存30 d 后,纳米乳液中岩藻黄素残留量明显高于有机相,表明将岩藻黄素制成藻黄素纳米乳显著提高了岩藻黄素的储存稳定性。

NanoGenizer高压微射流均质机

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