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(江南大學(xué)食品科學(xué)與技術(shù)國家重點實驗室,江蘇無錫 214122)

不同配方制備紫檀芪納米乳液
及其穩(wěn)定性

劉錢媛,陳靜靜,張濤,江波*

(江南大學(xué)食品科學(xué)與技術(shù)國家重點實驗室,江蘇無錫 214122)

以葵花籽油、橄欖油和中鏈脂肪酸甘油三酯(MCT)為載體油相,以吐溫80(Tween 80)和酪蛋白酸鈉(SC)為乳化劑,采用高壓均質(zhì)法制備紫檀芪納米乳液(pterostilbene nanoemulsions,PTSNE)。研究了油相種類和質(zhì)量分?jǐn)?shù)、乳化劑類型和質(zhì)量分?jǐn)?shù)以及添加助乳化劑(甘油)對PTSNE粒徑大小的影響。同時考察了環(huán)境因素pH(3～9)、熱處理(40～100 ℃,60 min)和離子強度(0～500 mmol/L NaCl,0～500 mmol/L CaCl2)對PTSNE穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明:不同載體油相制備的PTSNE粒徑大小為:葵花籽油≈橄欖油>MCT,隨著油相質(zhì)量分?jǐn)?shù)升高達(dá)到20%時,粒徑變大,且儲藏穩(wěn)定性變差。不同乳化劑制備的PTSNE粒徑大小為:Tween 80

紫檀芪,納米乳液,穩(wěn)定性,影響因素

圖1 PTSNE制備的工藝流程圖Fig.1 The flowchart of the preparation of PTSNE

紫檀芪(3,5-二甲氧基-4′-羥基二苯乙烯,pterostilbene)是主要來源于葡萄、藍(lán)莓、紫檀木、花櫚木和龍血樹等[1-5]植物的天然活性化合物。近年來的研究表明,紫檀芪能夠改善血液膽固醇水平、預(yù)防糖尿病、抗癌、抗氧化、抗菌、抗炎和抗輻射等[6-12]。與同樣是具有1,2-二苯乙烯結(jié)構(gòu)的芪類化合物[13]白藜蘆醇相比,紫檀芪的生物利用率要高出4倍,白藜蘆醇和紫檀芪的生物利用率分別為20%和80%[14]。白藜蘆醇的水溶性大,會隨血液進(jìn)入肝臟被迅速代謝分解并排出體外;而紫檀芪的脂溶性更好,可吸收進(jìn)入小腸后隨淋巴循環(huán)被運送到各器官,在體內(nèi)停留時間長[14]。紫檀芪近年來在醫(yī)藥、食品和保健品等領(lǐng)域備受關(guān)注,David Stipp在《美國科學(xué)人》雜志中發(fā)文將其譽為“下一代白藜蘆醇”,然而紫檀芪的水溶性差,因此其應(yīng)用受到了一定的限制。

為了改善紫檀芪的溶解性和生物利用率,Zhang Y等人[5]和Sun Y等人[15]均使用納米乳液體系來包埋紫檀芪形成納米乳液藥物遞送系統(tǒng)。納米乳液通常是一種液相以液滴形式分散于另一相中,其液滴比較均勻且液滴尺寸比較小,通常在幾十納米至幾百納米的范圍內(nèi)[16-17]。水包油納米乳液能夠高效包埋脂溶性藥物增加其溶解度。而且對于包埋的藥物來說,納米乳液能使其隔絕空氣和光,納米乳液也極大程度地保護(hù)了藥物的氧化和分解等,同時大量研究表明納米乳液運載體系能增加脂溶性藥物的生物利用率[18-19]。納米乳液作為水不溶性活性分子以及藥物成分運載體系已經(jīng)廣泛應(yīng)用于食品及醫(yī)藥領(lǐng)域,解決其水溶性差、化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定、生物利用率低等問題。

本研究將紫檀芪溶解于油相中,通過高壓均質(zhì)法制備出包埋紫檀芪的納米乳液,以改善紫檀芪的溶解性和生物利用率。選擇葵花籽油、橄欖油、中鏈脂肪酸甘油三酯(MCT)作為三種不同種類的油相,以吐溫80(Tween 80)和酪蛋白酸鈉(SC)作為兩種不同種類的乳化劑,經(jīng)高速剪切和高壓均質(zhì)制備出紫檀芪納米乳液(pterostilbene nanoemulsions,PTSNE),分析了不同配方參數(shù)對納米乳液性質(zhì)的影響。對于商業(yè)產(chǎn)品來說,食品體系在制備、保藏到食用過程中可能會接觸到不同的pH、溫度及離子強度,且在該過程中需保持良好的理化穩(wěn)定性,因此本文研究了PTSNE的pH穩(wěn)定性、溫度穩(wěn)定性和鹽離子穩(wěn)定性,以期制備出一種理化性質(zhì)穩(wěn)定的紫檀芪納米乳液運載體系,為提高紫檀芪穩(wěn)定性、溶解性和生物利用率進(jìn)一步提供技術(shù)基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1材料與儀器

紫檀芪(純度≥99.8%) 杭州瑞樹生化有限公司;福臨門葵花籽油 當(dāng)?shù)爻?中鏈脂肪酸甘油三酯(medium chain triglycerides,MCT) 豐益油脂化學(xué)(連云港)有限公司;酪蛋白酸鈉(sodium caseinate,SC) 東京化成工業(yè)株式會社;橄欖油、吐溫80(Tween 80)、甘油、氯化鈉、氯化鈣、鹽酸、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、甲醇 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑公司。

Ultra-Turrax T25 digital高速分散器 德國IKA公司;Zetasizer nano ZS納米粒度及Zeta分析儀 英國馬爾文儀器有限公司;FE20 pH計 梅特勒-托利多儀器有限公司;AH-Basic高壓均質(zhì)機(jī) ATS有限公司;Waters e2695(配備2489紫外檢測器)高效液相色譜儀 美國Waters公司。

1.2實驗方法

1.2.1 PTSNE的制備 按照毛立科等[20]的方法并加以修改制備了PTSNE,制備的工藝流程圖如圖1所示,具體制備方法如下:

油相的制備:1%(質(zhì)量分?jǐn)?shù),下同)紫檀芪粉末溶解于油相(葵花籽油、橄欖油、MTC)中,加熱攪拌至充分溶解;水相的制備:將一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的乳化劑(Tween 80、SC)溶解于PBS緩沖液(10 mmol/L,pH7.0)中;粗乳液的制備:將一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的油相和一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的水相混合,使用高速分散器在10000 r/min轉(zhuǎn)速下高速剪切3 min得到粗乳液;納米乳液的制備:將粗乳液5次通過高壓均質(zhì)機(jī),均質(zhì)壓力為50 MPa,得到水包油紫檀芪納米乳液。

1.2.2 不同配方參數(shù)對PTSNE的影響

1.2.2.1 油相種類和質(zhì)量分?jǐn)?shù) 為了探究油相的種類和質(zhì)量分?jǐn)?shù)對PTSNE的影響,使用了葵花籽油、橄欖油、MCT作為油相,均選用了質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5%、5%、10%、20%的油相,因此對應(yīng)的水相質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為97.5%、95%、90%、80%,水相為1%的Tween 80溶解于PBS緩沖液中。水相和油相混合后,經(jīng)高速剪切、高壓均質(zhì)(條件同1.2.1 PTSNE的制備),得到相應(yīng)的納米乳液。

1.2.2.2 乳化劑類型和質(zhì)量分?jǐn)?shù) 水相中的乳化劑(Tween 80、SC)質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為1%、2%、3%、4%、5%,油相(葵花籽油)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%,水相質(zhì)量分?jǐn)?shù)為90%。水相和油相混合后,經(jīng)高速剪切、高壓均質(zhì)(條件同1.2.1 PTSNE的制備),制備得到相應(yīng)的納米乳液。

1.2.2.3 助乳化劑(甘油)質(zhì)量分?jǐn)?shù) 乳化劑(Tween 80、SC)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%,分別添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%、20%、30%、40%、50%的甘油至水相中,油相(葵花籽油)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%,水相質(zhì)量分?jǐn)?shù)為90%。水相和油相混合后,經(jīng)高速剪切、高壓均質(zhì)(條件同1.2.1 PTSNE的制備),制備得到相應(yīng)的納米乳液。

1.2.3 PTSNE理化性質(zhì)分析

1.2.3.1 納米乳液中紫檀芪包封率的測定 取1 mL制備的紫檀芪納米乳液,加入1 mL乙酸乙酯進(jìn)行萃取,重復(fù)萃取3次后合并萃取液,將萃取液稀釋后進(jìn)行HPLC分析,測定紫檀芪含量。色譜條件:色譜柱為C18柱;流動相為甲醇∶水(60∶40),流速為1.0 mL/min;紫外檢測器,305 nm下檢測;進(jìn)樣量10 μL;柱溫35 ℃。包封率(Encapsulation efficiency)使用下面公式進(jìn)行計算[21]:

式(1)

式(1)中:m1為使用HPLC測得的新鮮制備的乳液中紫檀芪的含量,mg;m0為該乳液體系均質(zhì)前添加到其中的紫檀芪的含量,mg。

1.2.3.2 粒徑和電位分析 將制備的PTSNE用PBS緩沖液(與納米乳液的pH相同)稀釋100倍,以避免多重散射的影響,采用納米粒度及Zeta電位分析儀測定納米乳液的粒徑大小和電位,儀器設(shè)定散射光角度為173°,測定溫度為25 ℃。測得的粒徑數(shù)據(jù)表示的是納米顆粒的平均液滴粒徑大小(Z-average),電位相關(guān)數(shù)據(jù)用Zeta電位值(ζ-potential)來表示,PDI(Poly dispersity index,多分散性指數(shù))值表示乳液的均一程度。

1.2.3.3 pH穩(wěn)定性 10%的油相(葵花籽油)和90%的水相混合,乳化劑(Tween 80、SC)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%,將制備好的納米乳液分裝于試管中,使用1 mol/L NaOH或者1 mol/L HCl溶液調(diào)節(jié)pH至3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0,在室溫放置過夜,稀釋100倍后,測定納米乳液的粒徑和Zeta電位值。

1.2.3.4 溫度穩(wěn)定性 10%的油相(葵花籽油)和90%的水相混合,乳化劑(Tween 80、SC)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%制備納米乳液。取10 mL納米乳液于試管中,分別在40、50、60、70、80、90、100 ℃下水浴保溫60 min,在室溫放置過夜,稀釋100倍后,測定納米乳液的粒徑和Zeta電位值。

1.2.3.5 鹽離子穩(wěn)定性 10%的油相(葵花籽油)和90%的水相混合,乳化劑(Tween 80、SC)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%制備納米乳液。用不同濃度的鹽溶液(NaCl溶液、CaCl2溶液)稀釋乳液,形成一系列具有相同液滴濃度的,但具有不同鹽濃度的樣品。最終乳液中鹽離子濃度分別為0、50、100、200、300、400、500 mmol/L。室溫下200 r/min攪拌過夜,稀釋100倍后,測定納米乳液的粒徑和Zeta電位值。

1.3數(shù)據(jù)處理

所有實驗至少進(jìn)行3次平行并采用平均值,使用Microsoft excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,采用SPSS 22.0軟件對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,使用Tukey法進(jìn)行差異顯著性分析(p<0.05)。

2 結(jié)果與討論

2.1油相種類和質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響

納米乳液的主要組成相之一是油相,水與油互不相溶,在乳化劑的穩(wěn)定作用下均質(zhì)時一相會以液滴形式較穩(wěn)定地分散于另一相中,油相的種類和質(zhì)量分?jǐn)?shù)都會在一定程度上影響著納米乳液的穩(wěn)定性。同時研究表明,油相的種類和質(zhì)量分?jǐn)?shù)會影響包埋的活性物質(zhì)的生物利用率[22]。表1所示的是三種不同油相制備的PTSNE的基本理化性質(zhì)。圖2表示的是不同油相種類和質(zhì)量分?jǐn)?shù)對PTSNE平均粒徑影響,以及PTSNE在37 ℃的情況下儲藏30 d后的穩(wěn)定性情況。

從圖2中可以看出,隨著油相質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加,PTSNE平均粒徑增大。當(dāng)油相質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5%、5%、10%,粒徑變化幅度較小,當(dāng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到20%時,粒徑均增大50 nm左右。而且經(jīng)MCT制備的納米乳液,在37 ℃的情況下儲藏了30 d后,當(dāng)油相質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到20%時,出現(xiàn)油水相分層現(xiàn)象(未顯示)。其他三種油相濃度,儲存30 d后粒徑?jīng)]有明顯變化,乳液體系仍然穩(wěn)定。油相用來溶解脂溶性營養(yǎng)素,所以油相的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大,載藥量更大[23]。但是油相質(zhì)量分?jǐn)?shù)太高時,乳化劑吸附層在油水界面會吸附過多的油滴,從而會導(dǎo)致液滴的凝聚現(xiàn)象發(fā)生[24]。所以在后續(xù)實驗中,選擇10%的油相既能保證其粒徑較小,穩(wěn)定性更好,也能包埋更多的紫檀芪。同時,從不同油相種類制備的納米乳液的粒徑變化可看到,長鏈脂肪酸大于中鏈脂肪酸,脂肪酸鏈長越長,形成的乳液粒徑相應(yīng)越大。MCT形成的納米乳液粒徑小于其他兩種油相制備的納米乳液的粒徑。

圖2 油相種類和質(zhì)量分?jǐn)?shù)對PTSNE平均粒徑的影響Fig.2 Influence of the type and concentration the oil on the mean droplet diameter of PTSNE

表1 紫檀芪納米乳液的基本理化性質(zhì)Table 1 Physico-chemical characteristics of PTSNE

2.2乳化劑類型和質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響

食品工業(yè)中的乳化劑主要有兩種類型:小分子乳化劑(如Tween 80、單甘酯、卵磷脂等)和大分子乳化劑(蛋白質(zhì)和多糖等)[25]。通常情況下,乳化劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對液滴平均粒徑的影響在均質(zhì)過程中可分為兩個階段:第一階段,在該范圍內(nèi),隨著乳化劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加,液滴尺寸逐漸減小,因為沒有足夠的乳化劑覆蓋在新形成的液滴表面;第二階段,液滴尺寸保持相對恒定,因為有足夠多的乳化劑覆蓋到所有形成的液滴的表面[26-27]。如圖3表示的是不同乳化劑種類和質(zhì)量分?jǐn)?shù)對PTSNE平均粒徑影響。

從圖3中可得出,隨著乳化劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)升高,2種不同乳化劑(Tween 80、酪蛋白酸鈉)制備的PTSNE的平均液滴粒徑均顯著減小(p<0.05)。這是因為在較高乳化劑濃度時,均質(zhì)過程中更多的乳化劑能覆蓋在油分子表面,乳化劑能更快的吸附到油水界面,可防止液滴間重新聚合[28]。在高乳化劑濃度時,液滴粒徑變化不大,這可能是由于受到了均質(zhì)時提供的能量的限制[29]。在相同乳化劑濃度下,Tween 80制備出的乳液粒徑明顯小于SC制備的乳液粒徑。這是由于Tween 80為小分子類型乳化劑,分子結(jié)構(gòu)較為緊湊且空間位阻作用小,在油水界面較容易形成致密的乳化劑層,同時吸附到油水界面速率快,迅速降低界面張力,促進(jìn)小液滴的形成[30];而酪蛋白酸鈉為大分子乳化劑,吸附速率相對較慢。

圖3 乳化劑類型和質(zhì)量分?jǐn)?shù)對PTSNE平均粒徑的影響Fig.3 Influence of the type and concentration of the emulsifier on the mean droplet diameter of PTSNE

根據(jù)乳化劑添加的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%、1%、2%、3%、4%、5%的粒徑變化情況綜合來看,后續(xù)實驗中選取質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的Tween 80和SC來制備納米乳液考察其穩(wěn)定性。

2.3助乳化劑(甘油)對納米乳液平均粒徑的影響

食品級的納米乳液其乳化劑屬于添加劑,使用量有一定的限制,不能超過規(guī)定的最大口服量,為了在比較少的乳化劑使用量下制備更穩(wěn)定的納米乳液,可以添加適當(dāng)?shù)闹榛瘎?例如甘油,以形成更穩(wěn)定的納米乳液[31]。研究表明,助乳化劑能改變連續(xù)相的物化性質(zhì)(如介電常數(shù)、折射率、密度、界面張力),從而會改變液滴之間的膠體相互作用大小與范圍(如范德華力、靜電、疏水力)[32]。圖4表示的是助乳化劑(甘油)對納米乳液平均粒徑的影響。

圖4 甘油質(zhì)量分?jǐn)?shù)對PTSNE平均粒徑的影響Fig.4 Influence of glycerol concentration on the mean droplet diameter of PTSNE

如圖4所示,隨著添加的甘油質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大,納米乳液的粒徑有所減小(p<0.05)。這是由于甘油的添加會增加水相的黏度,從而使得均質(zhì)過程中的壓強增加,對液滴的作用力增大[23]。同時,水相的黏度增加降低了液滴間的碰撞頻率,減緩了液滴因碰撞而發(fā)生的重新聚合,從而形成的納米乳液更加穩(wěn)定且粒徑也有所減小[33]。

2.4pH穩(wěn)定性

圖5表示的是不同pH對Tween 80制備的PTSNE平均粒徑的影響。如圖5所示,Tween 80為乳化劑時,在不同pH環(huán)境中其粒徑基本無變化,這是由于Tween 80是非離子型乳化劑,其本身的分子結(jié)構(gòu)受pH影響小,且穩(wěn)定乳液的原理是通過較強的空間排斥力(而不是靜電斥力),所以形成的納米乳液其pH穩(wěn)定性好。

圖5 不同pH對Tween 80制備的PTSNE平均粒徑的影響Fig.5 Influence of pH on the mean droplet diameter of PTSNE stabilized by Tween 80

圖6顯示的是不同pH對SC制備的PTSNE平均粒徑的影響。蛋白類乳化劑穩(wěn)定的納米乳液主要依靠靜電斥力,因此其穩(wěn)定性易受溶液pH的影響[34]。從圖6可看到,在pH4、pH5時,乳液的粒徑值增加到大于1000 nm,而且乳液液滴發(fā)生聚集。由于該pH靠近酪蛋白酸鈉的等電點(pH4.6)[35],會造成體系的電位的降低,因此液滴之間的靜電斥力降低,不足以克服相互吸引力(范德華力和疏水相互作用力),從而造成液滴聚合。

圖6 不同pH對SC制備的PTSNE平均粒徑的影響Fig.6 Influence of pH on the mean droplet diameter of PTSNE stabilized by SC

圖7 不同pH對SC制備的納米乳液的ζ-電位的影響Fig.7 Influence of pH on the ζ-potential of PTSNE stabilized by SC

2.5溫度穩(wěn)定性

圖8 熱處理對PTSNE平均粒徑的影響Fig.8 Influence of thermal treatment on the mean droplet diameter of PTSNE

圖8表示的是PTSNE在熱處理(40～100 ℃,60 min)條件下的穩(wěn)定性情況。溫度變化可以通過多種機(jī)制影響乳狀液的穩(wěn)定性。首先,加熱會導(dǎo)致液滴碰撞頻率的增加,促進(jìn)液滴間的聚集。同時,加熱也會導(dǎo)致乳化劑分子構(gòu)象的變化,可能會造成液滴聚集及乳液失穩(wěn)[36]。例如,前人研究表明,對于球狀蛋白質(zhì)穩(wěn)定的乳液,在熱處理過程中或許會變得不穩(wěn)定,因為球狀蛋白質(zhì)在加熱過程中會展開,從而增加疏水相互作用以及形成二硫鍵,促進(jìn)液滴的聚集。但是,這種現(xiàn)象對于酪蛋白酸鈉不太適用[37]。如圖8所示,在熱處理(40～90 ℃,60 min)環(huán)境下,兩種乳化劑制備的納米乳液粒徑大小基本無變化,而且在熱處理之后也沒有出現(xiàn)相分離的現(xiàn)象。SC制備的PTSNE在40～100 ℃的熱處理過程中保持較穩(wěn)定狀態(tài),平均粒徑基本無變化,這是由于酪蛋白是無規(guī)則蛋白且缺乏半胱氨酸基團(tuán),很難通過疏水吸引力或二硫鍵促進(jìn)液滴聚集[36,38]。Tween 80為乳化劑在100 ℃熱處理時,其粒徑發(fā)生了增大,這是可能是因為Tween 80在高溫下發(fā)生了一定的降解,導(dǎo)致了部分液滴的聚集。

2.6離子強度穩(wěn)定性

如圖9所示,NaCl溶液對PTSNE平均粒徑的影響。在使用鹽離子處理納米乳液之前,Tween 80和SC制備的納米乳液粒徑的平均液滴粒徑分別約為200 nm和250 nm。Tween 80為乳化劑的納米乳液隨著NaCl和CaCl2溶液離子強度的增加,其液滴平均粒徑變化很小,這是因為乳化劑穩(wěn)定乳液主要是由于其空間斥力,而不是靜電相互作用。所以離子強度對Tween 80制備的納米乳液的穩(wěn)定性影響較小。然而,使用酪蛋白酸鈉乳化劑的乳液在NaCl≥50 mmol/L時,粒徑增加到約280 nm。圖10表示的是,不同CaCl2濃度對PTSNE穩(wěn)定性的影響。從圖片中可以看出,當(dāng)CaCl2濃度大于等于50 mmol/L時,乳液出現(xiàn)聚沉現(xiàn)象,下層呈水相,上層為絮凝狀;且隨著CaCl2濃度的增加,相分離愈加明顯,當(dāng)CaCl2處理濃度為500 mmol/L時,乳液失穩(wěn)分層現(xiàn)象更加嚴(yán)重。這是由于離子強度使得酪蛋白間的靜電排斥力降低,誘發(fā)納米液滴的聚沉或者絮凝。CaCl2溶液對乳液穩(wěn)定性的影響比NaCl溶液大,更容易使乳液失穩(wěn)。

圖9 NaCl濃度對PTSNE平均粒徑的影響Fig.9 Influence of NaCl concentration on the mean droplet diameter of PTSNE

圖10 CaCl2濃度對PTSNE穩(wěn)定性的影響Fig.10 Influence of CaCl2 concentration on the stability of PTSNE

3 結(jié)論

通過高壓均質(zhì)法制備了PTSNE,研究了不同配方參數(shù)(油相種類和質(zhì)量分?jǐn)?shù)、乳化劑種類和質(zhì)量分?jǐn)?shù)、助乳化劑的添加)對納米乳液粒徑大小及電位的影響,發(fā)現(xiàn)油相含有的脂肪酸鏈長越長,形成的乳液粒徑相應(yīng)越大,三種載體油制備的PTSNE粒徑大小為:葵花籽油≈橄欖油>MCT,且隨著油相質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加粒徑變大;小分子乳化劑(Tween 80)制備的PTSNE粒徑小于蛋白類乳化劑(SC)制備的乳液粒徑,且隨著乳化劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)升高,粒徑均顯著減小;在水相中添加助乳化劑(甘油)后,PTSNE粒徑顯著減小。同時考察了PTSNE的pH穩(wěn)定性、溫度穩(wěn)定性和鹽離子強度穩(wěn)定性。結(jié)果表明:Tween 80制備的PTSNE在pH(3～9)、熱處理(40～90 ℃,60 min)和離子強度(0～500 mmol/L NaCl,0～500 mmol/L CaCl2)環(huán)境下均有良好的穩(wěn)定性。SC制備的PTSNE具有較好的溫度穩(wěn)定性,但在其等電點(pH≈4.6)附近和高離子強度(≥50 mmol/L CaCl2)環(huán)境下出現(xiàn)明顯的液滴聚集現(xiàn)象。由此可見,小分子乳化劑Tween 80制備的納米乳液具有較好的理化穩(wěn)定性;大分子蛋白類乳化劑SC制備的納米乳液在等電點附近的pH內(nèi)以及高離子強度其穩(wěn)定性不好。因此,對于蛋白類的乳化劑其pH及離子強度穩(wěn)定性有待提高。本研究為紫檀芪及其他脂溶性營養(yǎng)素的納米乳液運載體系的合理設(shè)計提供了重要的信息,對提高紫檀芪及食品中脂溶性營養(yǎng)素的穩(wěn)定性、溶解性及生物利用率具有實際意義。

[1]Manickam M,Ramanathan M,Jahromi M A,et al. Antihyperglycemic activity of phenolics from Pterocarpus marsupium[J]. Journal of natural products,1997,60(6):609-610.

[2]Lu W,Wang X,Chen J,et al. Studies on the chemical constituents of chloroform extract of Dracaena cochinchinensis[J].Yao xue xue bao=Acta pharmaceutica Sinica,1998,33(10):755-758.

[3]Adrian M,Jeandet P,Douillet-breuil A C,et al. Stilbene content of mature Vitis vinifera berries in response to UV-C elicitation[J]. Journal of agricultural and food chemistry,2000,48(12):6103-6105.

[4]Rimando A M,Kalt W,Magee J B,et al. Resveratrol,pterostilbene,and piceatannol in vaccinium berries[J]. Journal of agricultural and food chemistry,2004,52(15):4713-4719.

[5]Zhang Y,Shang Z,Gao C,et al. Nanoemulsion for solubilization,stabilization,andinvitrorelease of pterostilbene for oral delivery[J]. AAPS Pharm Sci Tech,2014,15(4):1000-1008.

[6]Amarnath Satheesh M,Pari L. The antioxidant role of pterostilbene in streptozotocin-nicotinamide-induced type 2 diabetes mellitus in Wistar rats[J]. The Journal of pharmacy and pharmacology,2006,58(11):1483-1490.

[7]Caruso F,Mendoza L,Castro P,et al. Antifungal Activity of Resveratrol against Botrytis cinerea Is Improved Using 2-Furyl Derivatives[J]. Plos One,2011,6(10):25421.

[8]Chiou Y S,Tsai M L,Nagabhushanam K,et al. Pterostilbene Is More Potent than Resveratrol in Preventing Azoxymethane(AOM)-Induced Colon Tumorigenesis via Activation of the NF-E2-Related Factor 2(Nrf2)-Mediated Antioxidant Signaling Pathway[J]. Journal of agricultural and food chemistry,2011,59(6):2725-2733.

[9]Lee M F,Pan M H,Chiou Y S,et al. Resveratrol modulates MED28(Magicin/EG-1)expression and inhibits epidermal growth factor(EGF)-induced migration in MDA-MB-231 human breast cancer cells[J]. Journal of agricultural and food chemistry,2011,59(21):11853-11861.

[10]Zhang L,Zhou G,Song W,et al. Pterostilbene protects vascular endothelial cells against oxidized low-density lipoprotein-induced apoptosisinvitroandinvivo[J]. Apoptosis:an international journal on programmed cell death,2012,17(1):25-36.

[11]Hsu C L,Lin Y J,Ho C T,et al. The Inhibitory Effect of Pterostilbene on Inflammatory Responses during the Interaction of 3T3-L1 Adipocytes and RAW 264.7 Macrophages[J]. Journal of agricultural and food chemistry,2013,61(3):602-610.

[12]白佳利,于程程,王德芝,等. 對比評價紫檀芪和白藜蘆醇的抗輻射活性[J]. 醫(yī)藥導(dǎo)報,2013,32(4):415-418.

[13]Nutakul W,Sobers H S,Qiu P,et al. Inhibitory effects of resveratrol and pterostilbene on human colon cancer cells:a side-by-side comparison[J]. Journal of agricultural and food chemistry,2011,59(20):10964-10970.

[14]Kapetanovic I M,Muzzio M,Huang Z H,et al. Pharmacokinetics,oral bioavailability,and metabolic profile of resveratrol and its dimethylether analog,pterostilbene,in rats[J]. Cancer Chemoth Pharm,2011,68(3):593-601.

[15]Sun Y,Xia Z Y,Zheng J K,et al. Nanoemulsion-based delivery systems for nutraceuticals:Influence of carrier oil type on bioavailability of pterostilbene[J]. Journal of Functional Foods,2015,13:61-70.

[16]Sole I,Maestro A,Gonzalez C,et al. Optimization of nano-emulsion preparation by low-energy methods in an ionic surfactant system[J]. Langmuir,2006,22(20):8326-8332.

[17]Jaiswal M,Dudhe R,Sharma P K. Nanoemulsion:an advanced mode of drug delivery system[J]. Biotech,2015,5(2):123-127.

[18]Bhushani J A,Karthik P,Anandharamakrishnan C. Nanoemulsion based delivery system for improved bioaccessibility and Caco-2 cell monolayer permeability of green tea catechins[J]. Food Hydrocolloids,2016,56(3):72-82.

[19]Salvia-trujillo L,Mcclements D J. Improvement of beta-Carotene Bioaccessibility from Dietary Supplements Using Excipient Nanoemulsions[J]. Journal of agricultural and food chemistry,2016,64(22):4639-4647.

[20]毛立科,許朵霞,楊佳,等. 不同乳化劑制備β-胡蘿卜素納米乳液研究[J]. 食品工業(yè)科技,2008(4):64-67.

[21]李達(dá)鴻,李璐,解新安,等. OSA變性淀粉的乳化特性及其對納米乳液構(gòu)建影響的研究[J]. 食品工業(yè)科技,2017,38(1):59-64.

[22]Qian C,Decker E A,Xiao H,et al. Nanoemulsion delivery systems:influence of carrier oil on beta-carotene bioaccessibility[J]. Food chemistry,2012,135(3):1440-1447.

[23]Yang Y,Mcclements D J. Encapsulation of vitamin E in edible emulsions fabricated using a natural surfactant[J]. Food Hydrocolloids,2013,30(2):712-720.

[24]齊軍茹,翁靜宜,康燕輝,等. 大豆酸溶蛋白/大豆多糖納米乳液的制備及表征[J]. 現(xiàn)代食品科技,2015(6):136-141.

[25]Xu X F,Zhong J Z,Chen J,et al. Effectiveness of partially hydrolyzed rice glutelin as a food emulsifier:Comparison to whey protein[J]. Food chemistry,2016,213:700-707.

[26]Qian C,Decker E A,Xiao H,et al. Comparison of Biopolymer Emulsifier Performance in Formation and Stabilization of Orange Oil-in-Water Emulsions[J]. J Am Oil Chem Soc,2011,88(1):47-55.

[27]Charoen R,Jangchud A,Jangchud K,et al. Influence of biopolymer emulsifier type on formation and stability of rice bran oil-in-water emulsions:whey protein,gum arabic,and modified starch[J]. Journal of food science,2011,76(1):165-172.

[28]Seekkuarachchi I N,Tanaka K,Kumazawa H. Formation and charaterization of submicrometer oil-in-water(O/W)emulsions,using high-energy emulsification[J]. Ind Eng Chem Res,2006,45(1):372-390.

[29]Ozturk B,Argin S,Ozilgen M,et al. Formation and stabilization of nanoemulsion-based vitamin E delivery systems using natural biopolymers:Whey protein isolate and gum arabic[J]. Food chemistry,2015,188(2):56-63.

[30]Dalgleish D G. Food emulsions-their structures and structure-forming properties[J]. Food Hydrocolloids,2006,20(4):415-422.

[31]Li P-H,Lu W-C. Effects of storage conditions on the physical stability of d-limonene nanoemulsion[J]. Food Hydrocolloids,2016,53(2):18-24.

[32]Chanasattru W,Decker E A,Mcclements D J. Influence of glycerol and sorbitol on thermally induced droplet aggregation in oil-in-water emulsions stabilized by beta-lactoglobulin[J]. Food Hydrocolloids,2009,23(2):253-261.

[33]Chanasattru W,Decker E A,Mcclements D J. Inhibition of droplet flocculation in globular-protein stabilized oil-in-water emulsions by polyols[J]. Food Research International,2007,40(9):1161-1169.

[34]Dickinson E. Flocculation of protein-stabilized oil-in-water emulsions[J]. Colloid Surface B,2010,81(1):130-140.

[35]Gumus C E,Davidov-pardo G,Mcclements D J. Lutein-enriched emulsion-based delivery systems:Impact of Maillard conjugation on physicochemical stability and gastrointestinal fate[J]. Food Hydrocolloids,2016,60:38-49.

[36]Davidov-pardo G,Gumus C E,Mcclements D J. Lutein-enriched emulsion-based delivery systems:Influence of pH and temperature on physical and chemical stability[J]. Food chemistry,2016,196:821-827.

[37]Liu X J,Mcclements D J,Cao Y,et al. Chemical and Physical Stability of Astaxanthin-Enriched Emulsion-Based Delivery Systems[J]. Food Biophysics,2016,11(3):302-310.

[38]O’kennedy B T,Mounsey J S. Control of heat-induced aggregation of whey proteins using casein[J]. Journal of agricultural and food chemistry,2006,54(15):5637-5642.

Preparationofpterostilbenenanoemulsionswithdifferentformulationanditsstability

LIUQian-yuan,CHENJing-jing,ZHANGTao,JIANGBo*

(State Key Laboratory of Food Science and Technology,Jiangnan University,Wuxi 214122,China)

Pterostilbene nanoemulsions(PTSNE)were prepared by high-pressure homogenization using sunflower oil,olive oil and medium chain triglycerides(MCT)as carrier oil phase,Tween 80 and sodium caseinate(SC)as emulsifiers. The influence of the type and concentration of the oil phase,the type and concentration of the emulsifier and co-emulsifier on the droplet diameter of PTSNE were investigated. The influence of pH(3～9),thermal treatment(40～100 ℃,60 min)and ionic strength(0～500 mmol/L NaCl,0～500 mmol/L CaCl2)on the physical stability of the emulsions were examined. The results showed that the droplet diameter of PTSNE depended on the type of the oil phase:sunflower oil ≈ olive oil>MCT. The droplet size became larger,and the storage stability became worse with the increase of the concentration of the oil phase up to 20%. The droplet diameter also depended on the type of the emulsifier:Tween 80

pterostilbene;nanoemulsion;stability;factor

2017-03-29

劉錢媛(1994-),女,碩士研究生,研究方向:食品加工新技術(shù),E-mail:18352538094@163.com。

*

江波(1962-),男,博士,教授,研究方向:食品科學(xué),E-mail:18352538094@163.com。

TS201.1

A

1002-0306(2017)21-0069-07

10.13386/j.issn1002-0306.2017.21.014