米紅波,王 聰,勞敏軍,馬永鈞,勵(lì)建榮,*,沈 琳,宋 強(qiáng),牟偉麗,張道旭

(1.渤海大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,遼寧省食品安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,生鮮農(nóng)產(chǎn)品貯藏加工及安全控制技術(shù)國(guó)家地方聯(lián)合工程研究中心,遼寧錦州 121013; 2.浙江興業(yè)集團(tuán)有限公司,浙江舟山 316120; 3.大連東霖食品股份有限公司,遼寧大連 116100; 4.蓬萊京魯漁業(yè)有限公司,山東煙臺(tái) 265600)

靜電層層自組裝技術(shù)及其在脂溶性功能因子中的應(yīng)用研究進(jìn)展

米紅波1,2,王 聰1,勞敏軍2,馬永鈞2,勵(lì)建榮1,*,沈 琳3,宋 強(qiáng)3,牟偉麗4,張道旭4

(1.渤海大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,遼寧省食品安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,生鮮農(nóng)產(chǎn)品貯藏加工及安全控制技術(shù)國(guó)家地方聯(lián)合工程研究中心,遼寧錦州 121013; 2.浙江興業(yè)集團(tuán)有限公司,浙江舟山 316120; 3.大連東霖食品股份有限公司,遼寧大連 116100; 4.蓬萊京魯漁業(yè)有限公司,山東煙臺(tái) 265600)

脂溶性功能因子的包埋、釋放及穩(wěn)定性研究一直受到廣泛的關(guān)注,利用層層自組裝技術(shù)將聚合物電解質(zhì)沉積在帶電油滴表面形成多層乳液可提高其貯藏穩(wěn)定性和消化吸收率。本文綜述了層層自組裝技術(shù)及制備多層乳液所需電解質(zhì)種類(lèi),介紹了多層乳液在脂溶性功能因子中的應(yīng)用及其結(jié)構(gòu)表征,并提出了目前需重視的問(wèn)題及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。

層層自組裝技術(shù),多層乳液,脂溶性功能因子,聚合物電解質(zhì)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生活水平的提高,人民對(duì)生活質(zhì)量和健康有了前所未有的關(guān)注,健康食品和功能食品在食品產(chǎn)業(yè)中極具蓬勃的發(fā)展活力。然而,許多功能因子如不飽和脂肪酸、β-胡蘿卜素、維生素、植物甾醇等水溶性較差,對(duì)氧、熱、光等敏感,在加工及貯藏過(guò)程中極易氧化變質(zhì),限制了其在食品中的應(yīng)用。食品乳液可以改善其水溶性,最大限度地保持功能因子的生物活性,提高其在功能食品中的穩(wěn)定性,控制其在人體內(nèi)的釋放速率[1]。

傳統(tǒng)的乳狀液是在每一個(gè)油滴周?chē)环植家环N乳化劑形成單層的水包油型(oil-in-water,O/W),物理穩(wěn)定性低,在加熱、冷卻、極端pH、高離子強(qiáng)度等條件下容易發(fā)生破乳現(xiàn)象[2]。將O/W型乳狀液再分散到油相中可形成油包水包油型(oil-in-water-in-oil,O/W/O)雙重乳狀液,例如,利用脫酰胺的小麥面筋蛋白包埋魚(yú)油制成O/W/O型雙重乳狀液,大大地改善了魚(yú)油的氧化穩(wěn)定性和釋放性能[3]。近年來(lái),利用層層自組裝技術(shù)將乳化劑和帶相反電荷的聚合物電解質(zhì)包裹在油滴周?chē)芍瞥啥鄬尤橐?得到較厚及較致密的界面層,較高的界面電荷密度及良好的界面流變特性,從而提高乳液穩(wěn)定性[4]。因此,本文主要介紹層層自組裝技術(shù),制備多層乳液所需的聚合物電解質(zhì)種類(lèi)和多層乳液在脂溶性功能因子中的應(yīng)用及結(jié)構(gòu)表征。

1 層層自組裝技術(shù)

1.1 層層自組裝技術(shù)的概述

層層自組裝是指利用兩種或多種高分子化合物之間的某種相互作用(如靜電作用力、共價(jià)鍵、氫鍵等),使其在模板物質(zhì)表面逐層交替沉積,形成多層界面膜的一種技術(shù)。19世紀(jì)90年代初期,Decher等人首次提出了基于聚合物靜電作用的層層自組裝概念[5]。隨后,利用層層自組裝技術(shù)制備的多層復(fù)合薄膜在光電器件、生物醫(yī)用材料、藥物緩釋、生物傳感器和分離膜等方面得到廣泛的應(yīng)用[6]。近年來(lái),利用層層自組裝靜電沉積技術(shù)制備多層水包油型乳液,由于具有較高的穩(wěn)定性及較好的控釋效果,而得到越來(lái)越多的關(guān)注。

1.2 靜電層層自組裝技術(shù)

靜電作用力是自組裝過(guò)程最常見(jiàn)的驅(qū)動(dòng)力,靜電層層自組裝技術(shù)的原理是利用表面帶有相反電荷的不同電解質(zhì)間的吸附作用,在經(jīng)活化帶電荷的基材表面逐層沉積,從而形成特定厚度的多層復(fù)合薄膜[7]。如圖1所示,利用乳化劑將脂溶性活性物質(zhì)乳化成微小液滴形成初級(jí)乳液,隨后滴入帶相反電荷的聚合物電解質(zhì)A形成二級(jí)乳液,再滴入帶相反電荷的聚合物電解質(zhì)B形成三級(jí)乳液,通過(guò)不斷重復(fù)這兩種吸附步驟形成多層乳液[8]。與傳統(tǒng)乳液相比,多層乳液由于具有較厚及較致密的界面層,較高的界面電荷密度及良好的界面流變特性,可更好地抵抗外界環(huán)境中pH、溫度、離子強(qiáng)度等條件的變化,顯著提高乳液的穩(wěn)定性,延長(zhǎng)脂溶性功能因子的貨架期[4]。

圖1 靜電層層自組裝技術(shù)原理示意圖[8]Fig.1 The principle diagram of electrostatic layer by layer self-assembly technology[8]

2 聚合物電解質(zhì)的種類(lèi)

在多層乳液的制備中,常用的帶電荷的生物聚合物是大分子物質(zhì)如蛋白質(zhì)、多糖等。由于這些生物大分子層為乳液液滴提供了更強(qiáng)的靜電排斥作用和空間位阻作用,因此制備而成的多層乳液相比于單層乳液而言具有更好的穩(wěn)定性,從而可以更好地抵抗外界環(huán)境中pH、溫度以及離子強(qiáng)度等條件的變化[2]。

2.1 蛋白質(zhì)

蛋白質(zhì)具有較好的乳化性和成膜性,廣泛應(yīng)用于多層乳液的制備中。蛋白質(zhì)分子屬于兩性電解質(zhì),在水包油的乳化體系中,疏水基團(tuán)吸附在油滴表面,而親水基團(tuán)插入水相內(nèi)部,聚集在油滴表面形成一層保護(hù)膜,降低乳液的界面張力,有利于形成穩(wěn)定的乳液[7]。蛋白質(zhì)所帶凈電荷由其等電點(diǎn)(pI)和溶液pH所決定,當(dāng)pH低于等電點(diǎn)時(shí),帶正電荷;當(dāng)pH高于等電點(diǎn)時(shí),帶負(fù)電荷。然而,蛋白質(zhì)表面的電荷分布隨著正負(fù)電荷的密度差異而多種多樣,盡管溶液pH在等電點(diǎn)時(shí),蛋白表面的凈電荷為0,但仍存在正負(fù)電荷區(qū)域,仍具有吸附或靜電排斥作用[9]。常用來(lái)制備多層乳液的蛋白質(zhì)有β-乳球蛋白、酪蛋白、牛血清白蛋白、乳清分離蛋白、大豆球蛋白、明膠等。

利用乳清分離蛋白和甜菜果膠自組裝制備β-胡蘿卜素乳狀液,可大大提高其穩(wěn)定性,在55 ℃下貯藏7 d乳狀液液滴粒徑和界面電荷均無(wú)明顯變化,β-胡蘿卜素剩余量仍有40.2%[10];新加坡學(xué)者Sadovoy等[11]通過(guò)層層自組裝牛血清白蛋白和單寧酸來(lái)包埋香料以達(dá)到緩釋的效果,將含有香料的乳液放入開(kāi)口的小瓶?jī)?nèi)加熱至40 ℃,發(fā)現(xiàn)玫瑰醚香料的含量隨著時(shí)間的延長(zhǎng)呈線性下降的趨勢(shì),并且在加熱5 d后仍能檢測(cè)到玫瑰醚的釋放。資料顯示,可利用大豆分離蛋白、辛烯基琥珀酸酐(OSA)改性淀粉和殼聚糖多層包埋香草醛來(lái)控制其在食品和藥物中的釋放[12]。此外,將大豆β-伴球蛋白和高甲氧基果膠層層自組裝可顯著提高魚(yú)油的穩(wěn)定性,在4 ℃下貯藏6 d液滴粒徑?jīng)]有明顯變化,而由單一的β-伴球蛋白包埋的魚(yú)油液滴由于缺少空間相互作用,導(dǎo)致液滴聚集,從而形成較大的液滴粒徑[13]。

2.2 多糖

多糖是由10個(gè)以上單糖通過(guò)糖苷鍵連接而成的生物高聚物,單糖的類(lèi)型、數(shù)量、連接順序及鍵合作用力的差異導(dǎo)致多糖的分子特征千差萬(wàn)別,如分子量、結(jié)構(gòu)、彈性、電荷等。反過(guò)來(lái),這些分子特征的差異導(dǎo)致多糖的功能特性,如溶解性、持水性、表面活性、乳化性、凝膠性等有所不同[9]。變性淀粉包埋的米糠油乳液的穩(wěn)定性明顯高于阿拉伯樹(shù)膠包埋的乳液穩(wěn)定性,這可能是由于不同聚合物電解質(zhì)的靜電特性對(duì)鐵離子與乳化的脂質(zhì)之間的相互作用的影響不同[14]。殼聚糖和卵磷脂制備的乳液可以降低金槍魚(yú)油在貯藏過(guò)程中的脂質(zhì)氧化,游離脂肪酸的釋放量隨著殼聚糖濃度的增加而逐漸減少,與殼聚糖分子量沒(méi)有相關(guān)性[15]。Hou等[16]以殼聚糖和可溶性大豆多糖為聚合物電解質(zhì),利用層層自組裝技術(shù)制備β-胡蘿卜素雙層乳液,結(jié)果表明殼聚糖分子量顯著影響β-胡蘿卜素乳液的ζ-電位、粒徑、流變特性和化學(xué)穩(wěn)定性,分子量在190～310 ku范圍內(nèi)的殼聚糖制成的乳液穩(wěn)定性最好。這是由于殼聚糖具有較好的抗氧化活性,且其抗氧化能力與分子量密切相關(guān),因此殼聚糖分子量會(huì)影響脂溶性活性因子的氧化穩(wěn)定性,但對(duì)其在乳液中的釋放性能并無(wú)影響。

3 層層自組裝技術(shù)在脂溶性功能因子中的應(yīng)用

3.1 多不飽和脂肪酸

ω-3多不飽和脂肪酸(ω-3 PUFA)主要包括α-亞麻酸(ALA)、二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)。其中,ALA是EPA和DHA的合成前體,主要存在于植物油中;而EPA和DHA主要存在于魚(yú)油中。流行病學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)和實(shí)驗(yàn)研究表明ω-3 PUFA能夠預(yù)防心血管疾病、腦疾病、關(guān)節(jié)炎和一些癌癥的發(fā)生[19-20]。利用層層自組裝技術(shù)制備ω-3 PUFA的多層乳液,可延緩其氧化變質(zhì),提高其在功能食品中的穩(wěn)定性,控制其釋放速率。

以乳清蛋白為乳化劑,果膠、殼聚糖為壁材,采用靜電層層自組裝技術(shù)制備亞麻籽油多層乳狀液及其微膠囊,不僅延長(zhǎng)了其貨架期,而且達(dá)到了在體內(nèi)緩慢釋放的效果[7]。Gudipati等[21]利用高速均質(zhì)法將魚(yú)油和檸檬酸單甘酯混合成初級(jí)乳液,通過(guò)靜電層層自組裝技術(shù)將殼聚糖和海藻酸鈉分別沉積在油滴表面形成二級(jí)乳液和三級(jí)乳液,將這三種乳液放在20 ℃下貯藏40 d,結(jié)果發(fā)現(xiàn)二級(jí)乳液中氫過(guò)氧化物和硫代巴比妥酸反應(yīng)物要明顯低于初級(jí)乳液和三級(jí)乳液,這是因?yàn)槎?jí)乳液表面帶有大量的正電荷,會(huì)對(duì)過(guò)渡金屬離子產(chǎn)生靜電排斥作用,從而提高魚(yú)油的氧化穩(wěn)定性。同時(shí),隨著層數(shù)增加,脂質(zhì)消化速率逐漸降低。巖藻多糖可靜電沉積在酪蛋白包埋的魚(yú)油液滴表面,防止乳狀液絮凝,提高魚(yú)油穩(wěn)定性[22]。利用靜電層層自組裝技術(shù)將魚(yú)油制成單層乳液(十二烷基磺酸鈉SDS),雙層乳液(SDS-殼聚糖)和三層乳液(SDS-殼聚糖-果膠),貯藏8 d后,雙層乳液和三層乳液中脂質(zhì)氧化產(chǎn)物值僅為單層乳液的一半[8]。

3.2 類(lèi)胡蘿卜素

類(lèi)胡蘿卜素是分布廣泛的天然色素的總稱(chēng),包括β-胡蘿卜素、葉黃素、番茄紅素、蝦青素和玉米黃質(zhì)等600多種化合物。類(lèi)胡蘿卜素是人體獲得維生素A的重要來(lái)源,具有抗氧化、清除自由基及提高免疫力等生理功能。但類(lèi)胡蘿卜素為脂溶性物質(zhì),由于含有不飽和雙鍵對(duì)氧、光、熱都不穩(wěn)定,且口服利用度低,使其在食品領(lǐng)域的應(yīng)用受到一定限制[23]。

Hou等[24]利用大豆多糖-殼聚糖多層乳液來(lái)防止β-胡蘿卜素降解,發(fā)現(xiàn)殼聚糖層的吸附能夠顯著降低β-胡蘿卜素在不同溫度下貯藏過(guò)程中的損失。以乳鐵蛋白-多酚偶合物作為β-胡蘿卜素乳液的第一層,多糖(可溶性大豆多糖和甜菜果膠)作為第二層,可自組裝成穩(wěn)定的乳液,而且二級(jí)乳液在pH3.0～9.0之間均具有較高的穩(wěn)定性,可防止β-胡蘿卜素在熱和光條件下的降解[25]。采用靜電層層組裝技術(shù),以乳清分離蛋白(WPI)、亞麻籽膠(FG)、殼聚糖(CTS)形成不同界面層的葉黃素乳狀液,發(fā)現(xiàn)雙層WPI+FG、3層WPI+FG+CTS 葉黃素乳狀液對(duì)溫度、鹽離子的耐受性提高,而且不同界面層葉黃素乳狀液的凍融穩(wěn)定性為3層>雙層>單層[26]。

3.3 脂溶性維生素

脂溶性維生素包括維生素A、D、E、K,均含有環(huán)結(jié)構(gòu)和長(zhǎng)的脂肪族烴鏈,部分對(duì)氧、酸、堿、光、熱等敏感,容易被分解,遭到破壞[27]。因此,利用乳液來(lái)包埋、保護(hù)和載運(yùn)脂溶性維生素已在食品、醫(yī)藥和化妝品領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。

阿拉伯樹(shù)膠和酪蛋白酸鈉可自組裝成穩(wěn)定的納米復(fù)合物,Loveday等[28]認(rèn)為利用這種蛋白-多糖納米粒子可以有效地運(yùn)載維生素A。利用聚苯乙烯-十二烷基三甲基溴化銨復(fù)合物和殼聚糖層層自組裝制備維生素E多層乳液及微膠囊,可明顯降低維生素E的釋放速率,穩(wěn)定的釋放時(shí)間可持續(xù)80 h[29]。利用乳清分離蛋白和阿拉伯樹(shù)膠制備納米乳液基的維生素E運(yùn)載系統(tǒng),可使其在高溫(90 ℃)和高離子強(qiáng)度(500 mmol/L NaCl)下均處于穩(wěn)定狀態(tài),液滴粒徑和界面電荷均無(wú)明顯變化[30]。以多聚賴(lài)氨酸和海藻酸鈉為壁材,通過(guò)層層自組裝技術(shù)包埋維生素K3,發(fā)現(xiàn)隨著壁材厚度(聚合物電解質(zhì)層數(shù))的增加,維生素K3的釋放速率逐漸降低,在0、5、10、15層下,釋放95%的維生素K3所需的時(shí)間分別為80、125、240、335 s[31]。

4 多層乳液的結(jié)構(gòu)表征

目前,多種技術(shù)分析手段已被應(yīng)用于多層乳液的性能研究,如粒徑分布、界面電荷分布、厚度及組成,制備過(guò)程中絮凝程度,制備后乳液體系的長(zhǎng)期穩(wěn)定性等。

粒徑分布是乳液的重要性能指標(biāo),一般來(lái)說(shuō),多層乳液的平均粒徑隨著自組裝層數(shù)的增加而增加,主要是因?yàn)榻缑婺ぷ兒窈途酆衔镫娊赓|(zhì)與脂質(zhì)體之間橋連作用[32]。小的粒徑能夠增加顆粒的比表面積,提高乳液的消化效率,從而提高脂溶性物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化率[33]。玉米油納米乳液粒徑由86 nm下降到30 nm后,消化率由61%上升到71%[34]。然而,Tan等[35]發(fā)現(xiàn)β-胡蘿卜素乳液在貯藏12周后,粒徑由77.7 nm下降到55.7 nm,乳液中β-胡蘿卜素的保留率也從32.1%降低到25.2%。因此,在構(gòu)建多層乳液時(shí),應(yīng)充分考慮乳液的生物化學(xué)和物理化學(xué)特性,使得脂溶性功能因子在多層乳液體系中既具有較高的穩(wěn)定性,又可表現(xiàn)出較高的生物利用率。

ζ-電位是多層乳液穩(wěn)定性的另一個(gè)重要參數(shù),常用來(lái)監(jiān)測(cè)體系pH和離子強(qiáng)度對(duì)多層乳液界面電位分布的影響[9]。電位絕對(duì)值越大,表明界面電荷量越高,顆粒間的排斥力就越大,體系越穩(wěn)定[32]。多層乳液制備過(guò)程中,隨著界面層數(shù)的增加,界面電位的正負(fù)值交替變化。基于靜態(tài)光散射和動(dòng)態(tài)光散射原理可測(cè)定多層乳液的粒徑分布和界面電位。

制備后的乳狀液在長(zhǎng)期貯藏過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)乳析、絮凝、沉降、聚結(jié)等現(xiàn)象,將樣品放入透明的試管中靜置一段時(shí)間,通過(guò)視覺(jué)或儀器觀察乳狀液的相分離程度可確定其穩(wěn)定性。另外,乳狀液失穩(wěn)后,粒徑變大,電位分布不均,因此可以通過(guò)定期測(cè)定乳狀液的粒徑及ζ-電位來(lái)判斷其是否穩(wěn)定[10]。測(cè)量多層乳液的流變特性可為其絮凝發(fā)生的趨勢(shì)提供重要信息,粘度和剪切變稀程度越高,表示系統(tǒng)內(nèi)形成的絮體越多,越強(qiáng)[8]。脂溶性活性因子極易氧化變質(zhì),可通過(guò)測(cè)定脂質(zhì)氧化產(chǎn)物如氫過(guò)氧化物和硫代巴比妥酸反應(yīng)物含量等表征活性因子在多層乳液中的氧化穩(wěn)定性[21]。

除粒徑和電位分布外,可以利用顯微鏡如掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、激光共聚焦熒光顯微鏡(CLSM)、原子力顯微鏡(AFM)和光譜學(xué)如傅里葉變換紅外光譜(FTIR)、熒光光譜等對(duì)多層乳液進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征。SEM、TEM和AFM可以為油滴周?chē)鄬咏缑娴男纬商峁┛梢暬淖C明,并可直接觀察到乳狀液在制備及貯藏過(guò)程中的絮凝程度。林傳舟[7]利用SEM觀察到初級(jí)乳液制備的微膠囊部分表面出現(xiàn)破損,皺縮和凹陷嚴(yán)重,而三級(jí)乳液制備的微膠囊表面光滑,無(wú)裂紋和破損,顆粒大小均一。通過(guò)SEM和TEM發(fā)現(xiàn)由大豆β-伴球蛋白包埋的魚(yú)油滴液表面為纖維結(jié)構(gòu),而由大豆β-伴球蛋白和高甲氧基果膠自組裝包埋的魚(yú)油液滴為表面光滑的球狀結(jié)構(gòu),同時(shí),經(jīng)過(guò)500 psi壓強(qiáng)均質(zhì)的乳液形成較大的液滴,但是并無(wú)滴液聚集現(xiàn)象,而經(jīng)過(guò)3000 psi壓強(qiáng)均質(zhì)的乳液雖然粒徑較小,但是滴液聚集現(xiàn)象明顯,這可能是因?yàn)樾∫旱蔚男纬蓪?dǎo)致界面面積增大,而大豆β-伴球蛋白和高甲氧基果膠未及時(shí)覆蓋新生成的界面,導(dǎo)致一些滴液聚集[13]。AFM不僅可以通過(guò)三維圖像表征多層乳液的界面形貌,還能定量地測(cè)定多層膜的厚度及乳液粒徑大小及分布[9]。CLSM可以清楚的觀察到熒光標(biāo)記的聚合物電解質(zhì)在多層乳液界面的分布,但由于其分辨率有限,只能測(cè)量粒徑較大的微粒,限制了它在多層乳液中的應(yīng)用[36]。FTIR可以顯示多層乳液制備過(guò)程中特征峰的偏移情況,并用來(lái)分析界面聚合物電解質(zhì)間的作用力及作用形式、界面組成及結(jié)構(gòu)等[37]。Szczepanowica等[38]利用油溶性染料香豆素-6標(biāo)記聚合物電解質(zhì)表征多層納米微膠囊的微觀結(jié)構(gòu),可明顯觀察到熒光顆粒的存在,且熒光強(qiáng)度隨著界面層數(shù)的增加而逐漸增強(qiáng)。

5 結(jié)論與展望

層層自組裝技術(shù)作為材料領(lǐng)域的一項(xiàng)新興技術(shù),通過(guò)不斷的更新和發(fā)展,已在食品領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。利用靜電作用力將聚合物電解質(zhì)(蛋白質(zhì)、多糖等)交替沉積在帶電油滴表面,形成多層水包油型乳液,可顯著提高脂溶性功能因子(不飽和脂肪酸、類(lèi)胡蘿卜素、脂溶性維生素等)的穩(wěn)定性,控制其釋放速度,增強(qiáng)生物利用率。然而,對(duì)于不同的脂溶性功能因子,在制備多層乳液過(guò)程中,其與不同聚合物電解質(zhì)間的作用力及作用形式不盡相同,環(huán)境條件對(duì)乳液的穩(wěn)定性影響差異較大。因此,針對(duì)特異的脂溶性功能因子,加強(qiáng)對(duì)多層乳液穩(wěn)定性影響的一系列因素包括油相濃度、電解質(zhì)特性、環(huán)境條件和制備方法等的研究,使層層自組裝技術(shù)逐漸應(yīng)用到工業(yè)化生產(chǎn)中是科研工作者需要重視的問(wèn)題。

成本效益分析是一項(xiàng)技術(shù)得以應(yīng)用的重要前提。和傳統(tǒng)乳液相比,利用層層自組裝技術(shù)制備多層乳液需要多種電解質(zhì)及多步操作程序,額外的費(fèi)用也會(huì)隨之增加。因此,從天然植物中提取價(jià)格低廉的電解質(zhì)及尋找簡(jiǎn)單、易操作的加工方法也是今后的重要研究方向。

[1]許朵霞,曹雁平,齊雅萌,等. 食品功能因子輸送體系的研究進(jìn)展[J]. 食品工業(yè)科技,2014,35(11):368-371.

[2]毛麗娟,劉夫國(guó),簡(jiǎn)俊麗,等. 乳狀液及其在功能食品中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 中國(guó)食品添加劑,2014(9):147-153.

[3]Liao L,Luo Y C,Zhao M M,et al. Preparation and characterization of succinic acid deamidated wheat gluten microspheres for encapsulation of fish oil[J]. Colloids and Surfaces B:Biointerfaces,2012,92:305-314.

[4]Shchukina E M,Shchukin D G. LbL coated microcapsules for delivering lipid-based drugs[J]. Advanced Drug Delivery Reviews,2011,63(9):837-846.

[5]Decher G. Fuzzy nano assemblies:Toward layered polymeric Multicomposites[J]. Science,1997,277(24):1232-1237.

[6]楊耀彬,蘇麗娜,王婀娜. 層層自組裝技術(shù)應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 化學(xué)世界,2014(10)：636-640.

[7]林傳舟. 亞麻籽油多層乳液及其微膠囊的制備研究[D]. 無(wú)錫:江南大學(xué),2015.

[8]Guzey D,McClements D J. Formation,stability and properties of multilayer emulsions for application in the food industry[J]. Advance in Colloid and Interface Science,2006,128-130:227-248.

[9]Bortnowska G. Multilayer oil-in-water emulsions:formation,characteristics and application as the carriers for lipophilic bioactive food components-a review[J]. Polish Journal of Food and Nutrition Science,2015,65(3):157-166.

[10]Xu D X,Wang X Y,Yuan F,et al. Stability of beta-carotene in oil-in-water emulsions prepared by mixed layer and bilayer of whey protein isolate and beet pectin[J]. Journal of Dispersion Science and Technology,2013,34(6):785-792.

[11]Sadovoy A V,Lomova M V,Antipina M N,et al. Layer-by-layer assembled multilayer shells for encapsulation and release of fragrance[J]. ACS Applied Materials & Interfaces,2013,5(18):8948-8954.

[12]Noshad M,Mohebbi M,Shahidi F,et al. Effect of layer-by-layer polyelectrolyte method on encapsulation of vanillin[J]. International Journal of Biological Macromolecules,2015,81:803-808.

[13]Xiang N,Lyu Y,Narsimhan G. Characterization of fish oil in water emulsion produced by layer by layer deposition of soy beta-conglycinin and high methoxyl pectin[J]. Food Hydrocolloids,2016,52:678-689.

[14]Charoen R,Jangchud A,Jangchud K,et al. Influence of interfacial composition on oxidative stability of oil-in-water emulsions stabilized by biopolymer emulsifiers[J]. Food Chemistry,2012,131:1340-1346.

[15]Klinkesorn U,McClements D J. Influence of chitosan on stability and lipase digestibility of lecithin-stabilized tuna oil-in-water emulsions[J]. Food Chemistry,2009,114:1308-1315.

[16]Hou Z,Zhang M,Liu B,et al. Effect of chitosan molecular weight on the stability and rheological properties of b-carotene emulsions stabilized by soybean soluble polysaccharides[J]. Food Hydrocolloids,2012,26:205-211.

[17]Fioramonti S A,Martinez M J,Pilosof A M R,et al. Multilayer emulsions as a strategy for linseed oil microencapsulation:Effect of pH and alginate concentration[J]. Food Hydrocolloids,2015,43:8-17.

[18]Mao L,Roos Y H,O’Callaghan D J,et al. Volatile release from whey protein isolate-pectin multilayer stabilized emulsions:effect of pH,salt,and artificial salivas[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry,2013,61(26):6231-6239.

[19]Chaddha A,Eagle K A. Omega-3 fatty acids and heart health[J]. Circulation,2015,132(22):e350-e352.

[20]Yashodhara B M,Umakanth S,Pappachan J M,et al. Omega-3 fatty acids:a comprehensive review of their role in health and disease[J]. Postgraduate Medical Journal,2009,85(1000):84-90.

[21]Gudipati V,Sandra S,McClements D J,et al. Oxidative stability andinvitrodigestibility of fish oil-in-water emulsions containing multilayered membranes[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry,2010,58(13):8093-8099.

[22]Chang Y G,McClements D J. Interfacial deposition of an anionic polysaccharide(fucoidan)on protein-coated lipid droplets:impact on the stability of fish oil-in-water emulsions[J]. Food Hydrocolloids,2015,51:252-260.

[23]譚晨. 類(lèi)胡蘿卜素脂質(zhì)體的研究[D]. 無(wú)錫:江南大學(xué),2015.

[24]Hou Z,Gao Y,Yuan F,et al. Investigation into the physicochemical stability and rheological properties of bcarotene emulsion stabilized by soybean soluble polysaccharides and chitosan[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry,2011,58(15):8604-8611.

[25]Liu F G,Wang D,Sun C X,et al. Influence of polysaccharides on the physicochemical properties of lactoferrin-polyphenol conjugates coated b-carotene emulsions[J]. Food Hydrocolloids,2016,52:661-669.

[26]許朵霞,祖麗皮亞·艾合麥提,王旭. 層層組裝對(duì)葉黃素乳狀液環(huán)境響應(yīng)物理穩(wěn)定性的影響[J]. 中國(guó)食品學(xué)報(bào),2016,16(5):38-45.

[27]張沖. 典型脂溶性營(yíng)養(yǎng)素納米脂質(zhì)體的制備和穩(wěn)定性研究[D]. 無(wú)錫:江南大學(xué),2009.

[28]Loveday S M,Singh H. Recent advances in technologies for vitamin A protection in foods[J]. Trends in Food Science and Technology,2008,19:657-668.

[29]Sharipova A A,Aidarova S B,Grigoriev D,et al. Polymer-surfactant complexes for microencapsulation of vitamin E and its release[J]. Colloids and Surfaces B:Biointerfaces,2016,137:152-157.

[30]Ozturk B,Argin S,Ozilgen M. Formation and stabilization of nanoemulsion-based vitamin E delivery systems using natural biopolymers:Whey protein isolate and gum Arabic[J]. Food Chemistry,2015,188:256-263.

[31]Dai Z F,Heilig A,Zastrow H,et al. Novel formulations of vitamins and insulin by nanoengineering of polyelectrolyte multilayers around microcrystals[J]. Chemistry-A European Journal,2004,10(24):6369-6374.

[32]彭盛峰,劉偉,鄒立強(qiáng). 層層自組裝技術(shù)在脂質(zhì)體修飾中的應(yīng)用[J]. 食品工業(yè)科技,2015,36(9):391-399.

[33]梁蓉,麻建國(guó),鐘芳. 納米乳液包埋技術(shù)在功能性食品中的研究進(jìn)展[J]. 食品與生物技術(shù)學(xué)報(bào),2013,32(6):561-568.

[34]Troncoso E,Aguilera J M,McClements D J. Fabrication,characterization and lipase digestibility of food-grade nanoemulsions[J]. Food Hydrocolloids,2012,27(2):355-363.

[35]Tan C P,Nakajima M. Beta-carotene nanodispersions:Preparation,characterization and stability evaluation[J]. Food Chemistry,2005,92(4):661-671.

[36]Johnston A P,Zelikin A N,Lee L,et al. Approaches to quantifying and visualizing polyelectrolyte multilayer film formation on particles[J]. Analytical Chemistry,2006,78(16):5913-5919.

[37]Vlachos N,Skopelitis Y,Psaroudaki M,et al. Applications of Fourier transform infrared spectroscopy to edible oils[J]. Analytica Chimica Acta,2006,573-574.

[38]Szczepanowicz K,Hoel H J,Szyk-Warszynska L,et al. Formation of biocompatible nanocapsules with emulsion core and pegylated shell by polyelectrolyte multilayer adsorption[J]. Langmuir,2010,26(15):12592-12597.

Research progress of electrostatic layer-by-layer self-assembly technology and application in lipophilic functional component

MI Hong-bo1,2,WANG Cong1,LAO Min-jun2,MA Yong-jun2,LI Jian-rong1,*, SHEN Lin3,SONG Qiang3,MU Wei-li4,ZHANG Dao-xu4

(1.College of Food Science and Technology,Bohai University,Food Safety Key Lab of Liaoning Province, National & Local Joint Engineering Research Center of Storage,Processing and Safety Control Technology for Fresh Agricultural and Aquatic Products,Jinzhou 121013,China; 2.Zhejiang Industrial Group Co.,Ltd.,Zhoushan 316120,China; 3.Dalian Donglin Food Co.,Ltd.,Dalian 116100,China; 4.Penglai Jinglu Fishery Co.,Ltd.,Yantai 265600,China)

Studies on encapsulation,release and stability of lipophilic functional component have been paid much attention. Multilayer emulsions,which are formed through polyelectrolytes’ being deposited onto the surfaces of charged oil droplets using layer-by-layer self-assembly technology,increase the storage stability and digestibility of lipophilic functional component. In this paper,the layer-by-layer self-assembly technology and kinds of polyelectrolyte required for preparation of multilayer emulsion were introduced,the applications and structural characterization of multilayer emulsions in lipophilic functional component were illustrated. In addition,problems and future development trends related with multilayer emulsions were summarized.

layer-by-layer self-assembly technology;multilayer emulsions;lipophilic functional component;polyelectrolytes

2016-09-22

米紅波(1986-)，女，博士，講師，研究方向：水產(chǎn)品貯藏與加工，E-mail:mihongbo1001@163.com。

*通訊作者:勵(lì)建榮(1964-)，男，博士，教授，研究方向：水產(chǎn)品和果蔬貯藏加工、食品安全，E-mail：lijr6491@163.com。

中國(guó)博士后科學(xué)基金(2016M592021);遼寧省科技廳攻關(guān)項(xiàng)目(2015103020)。

TS201.4

A

1002-0306(2017)08-0390-06

10.13386/j.issn1002-0306.2017.08.067