摘要：綠色、穩(wěn)定具有生物安全性的包埋遞送體系是目前食品領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。脂肪結(jié)晶皮克林乳液因具有易調(diào)控顆粒的界面性質(zhì)、制備方式簡單和可控的消化速率等特點(diǎn)在近年來引起了研究者們的關(guān)注,但是目前的研究集中在體系的構(gòu)建上,該乳液的結(jié)晶結(jié)構(gòu)與其體外消化和活性物質(zhì)的釋放之間的內(nèi)在關(guān)系尚不清楚。因此,本論文構(gòu)建了一系列組成相同但是結(jié)晶結(jié)構(gòu)不同的脂肪晶體顆粒(Solid Lipid Particles,SLPs)及脂肪結(jié)晶皮克林乳液,并在此基礎(chǔ)上探究SLPs的結(jié)晶結(jié)構(gòu)與界面性質(zhì)、顆粒在界面上的組裝和排列行為、皮克林乳液的穩(wěn)定性以及其體外消化和活性物質(zhì)釋放之間的內(nèi)在規(guī)律,為脂肪結(jié)晶皮克林乳液生物活性物質(zhì)遞送體系的構(gòu)建及應(yīng)用提供更多的理論指導(dǎo)和數(shù)據(jù)支撐。

主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下:

1、不同結(jié)晶結(jié)構(gòu)的SLPs的構(gòu)建和界面性質(zhì)研究

選擇全氫化大豆油為脂質(zhì),不同濃度(2 wt.%和4 wt.%)吐溫40(T40)以及酪蛋白鈉(SC)為乳化劑,通過改變處理溫度(4°C和25°C)制備了一系列組成相同但結(jié)晶結(jié)構(gòu)不同的SLPs(2T-4、2T-25、4T-4、4T-25、2SC-4、2SC-25、4SC-4和4SC-25),并探究結(jié)晶結(jié)構(gòu)與SLPs的界面性質(zhì)之間的關(guān)系。結(jié)果表明,不同處理溫度制備的SLPs的結(jié)晶結(jié)構(gòu)及其界面性質(zhì)有所差異。其中,對于2T-4和4T-4體系而言,SLPs的晶型為α型和β型,其形態(tài)為規(guī)則的球狀與板條狀,處理溫度增高后,SLPs(2T-25和4T-25)轉(zhuǎn)變?yōu)棣滦途w的不規(guī)則棒狀。對于2SC-4和4SC-4體系而言,SLPs的晶型為α型,形態(tài)為規(guī)則球狀,處理溫度增高后,SLPs(2SC-25和4SC-25)中出現(xiàn)了少量的β型晶體,形態(tài)為球狀伴隨少量不規(guī)則的多邊形。處理溫度的增高,以上SLPs的接觸角和粒徑(4T體系除外)都增大,界面張力值則減小。可見,SLPs中β型晶體含量增多促使了使SLPs的粒徑和疏水性的增大,而α型晶體含量增多會(huì)促使SLPs的粒徑和疏水性減小。

2、脂肪結(jié)晶皮克林乳液的儲(chǔ)藏穩(wěn)定性研究

將具有不同結(jié)晶結(jié)構(gòu)的SLPs與玉米油混合后超聲制備得到脂肪結(jié)晶皮克林乳液,并對其28天儲(chǔ)藏穩(wěn)定性進(jìn)行研究。結(jié)果表明,所有SLPs均可成功制備出穩(wěn)定的脂肪結(jié)晶皮克林乳液,但是不同體系的乳液的儲(chǔ)藏穩(wěn)定性有所不同。其中,2SC-4、2SC-25、4SC-4和4SC-25所穩(wěn)定的乳液在儲(chǔ)藏期內(nèi)平均粒徑變化不大,具有良好的儲(chǔ)藏穩(wěn)定性,且儲(chǔ)藏穩(wěn)定性好于2T-4、2T-25、4T-4、4T-25所穩(wěn)定的乳液。對于2T-25和4T-25體系而言,其所制備的乳液在儲(chǔ)藏7天后的平均粒徑有所下降,隨后粒徑基本不變;而2T-4和4T-4所穩(wěn)定的乳液在儲(chǔ)藏7天后平均粒徑顯著下降,隨后粒徑基本不變。

3、不同結(jié)晶結(jié)構(gòu)的SLPs界面自組裝行為研究

采用耗散石英晶體微量天平(Dissipative quartz crystal microbalance,QCM-D)技術(shù)考察不同結(jié)晶結(jié)構(gòu)的SLPs在油-水界面的吸附組裝行為及其對界面膜力學(xué)性能的影響規(guī)律。SLPs在界面上堆積地越疏松、SLPs形態(tài)上的差異越大,所形成的界面膜的越厚。并且,SLPs在界面上的堆積程度受到SLPs的粒徑、親水性以及顆粒之間的相互作用之間的共同影響。其中,對于2T體系的SLPs而言,大尺寸的不規(guī)則的β型SLPs(2T-25)傾向于在界面上疏松地堆積從而形成更厚的界面膜。對于4T體系的SLPs而言,大尺寸的不規(guī)則的β型SLPs(4T-25)雖然在界面上堆積的更加疏松,但是4T-4體系中含量相近的α的球狀顆粒和β的板條狀顆粒之間的形態(tài)差異過大,因而所形成的界面膜更軟和更厚。對于2SC體系的SLPs而言,大顆粒(2SC-25)之間的相互作用更強(qiáng),在界面上堆積地更緊密,所形成的界面膜更薄并且具有一定的剛性結(jié)構(gòu)。對于4SC體系的SLPs而言,顆粒接觸角接近70°親水性較強(qiáng),當(dāng)沖水洗脫時(shí)親水性更強(qiáng)的顆粒(4SC-25)容易從界面解吸,在界面上的堆積比較疏松,所形成的界面膜更軟更厚。

4、脂肪結(jié)晶皮克林乳液的體外消化和釋放行為研究

以姜黃素為模型,研究了不同結(jié)晶結(jié)構(gòu)的SLPs形成的脂肪結(jié)晶皮克林乳液的體外消化和姜黃素的釋放規(guī)律。結(jié)果表明,T40-SLPs形成的乳液在胃中較為穩(wěn)定,而SCSLPs形成的乳液在胃消化后粒徑顯著增大并且出現(xiàn)破乳現(xiàn)象。在小腸消化中,T40-SLPs乳液中β型板條狀和α型球狀或者β型棒狀堆積所形成的界面容易被破壞,從而使得脂肪酸以及姜黃素釋放量均高于SC-SLPs體系乳液的。

隨著SLPs處理溫度的增高,2TSLPs體系的乳液在小腸中消化的脂肪酸釋放速率和釋放量均減小,姜黃素的生物可及性也減小,但其釋放量卻增大,而4T-SLPs乳液脂肪酸的釋放量和釋放速率、姜黃素的生物可及性及釋放量均無顯著性變化。隨著SLPs處理溫度的增高,2SC-SLPs脂肪酸的釋放量和釋放速率、姜黃素的生物可及性及釋放量均增大,而4SC-SLPs乳液脂肪酸的釋放量和釋放速率、姜黃素的生物可及性及釋放量均減小。