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利用LumiSizer研究分析DHA乳液的穩(wěn)定性

更新更新時間:2021-09-03      點擊次數(shù):2587

利用LumiSizer研究分析DHA乳液的穩(wěn)定性

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1.介紹

二十二碳六烯酸(DHA)是一種ω-3長鏈多不飽和脂肪酸(ω-3 LCPUFA)。DHA具有很好的保健作用,如預(yù)防心血管疾病的發(fā)生、抗炎、促進(jìn)視覺和神經(jīng)發(fā)育、改善大腦功能、降低癌癥風(fēng)險以及預(yù)防其他代謝和慢性疾病。然而,DHA的結(jié)構(gòu)由雙烯丙基亞甲基組成,所有-CH=CH-鍵均以順式構(gòu)型存在,故DHA在有氧、光照、熱等環(huán)境下很不穩(wěn)定。據(jù)報道,ω-3 LCPUFA氧化會形成對人體有害的化合物和難聞的異味,極易氧化和低水溶性會降低DHA的生物利用度,這都大大限制DHA了在加工食品和飲料中的利用。

 

近年來很多研究致力于研究包埋DHA的乳液載體系統(tǒng),這類系統(tǒng)可用于包埋DHA,以提高其水溶性、物理化學(xué)穩(wěn)定性及其生物利用度。已開發(fā)出越來越多的基于乳液的系統(tǒng),這些系統(tǒng)具有不同的特性,以滿足特定加工應(yīng)用中膠囊成分的結(jié)構(gòu)和功能要求,包括多重乳液、膠體體、微團簇、聚合物復(fù)合物、填充水凝膠微球和脂質(zhì)體。上述每種系統(tǒng)都有各自的優(yōu)缺點。因此,應(yīng)根據(jù)應(yīng)用條件選擇合適的載體系統(tǒng)。一般來說,蛋白乳液受環(huán)境條件的影響,如pH值、溫度和離子強度。乳狀液本質(zhì)上是熱力學(xué)不穩(wěn)定的系統(tǒng)。當(dāng)pH值接近吸附蛋白質(zhì)的等電點(pI)時,或在存在高離子強度時,由于液滴之間的靜電斥力減少,可能發(fā)生聚結(jié)、絮凝、乳狀化和相分離。

 

Ningning Ma等人利用利用LumiSizer研究分析DHA乳液和微粒在不同的pH條件下的穩(wěn)定性。這也為DHA乳液設(shè)計和制造微粒提供理論和數(shù)據(jù)的支持,使得DHA今后可更好地添加在食品、飲料和醫(yī)藥產(chǎn)品中,發(fā)揮其有益的功能特性。

 

2.實驗

2.1溶液制備

分別制備2 wt% NaCas(酪蛋白酸鈉)和2 wt% ALG(海藻酸鈉)溶液。通過將兩者與磷酸鹽緩沖液(1.0 mM,pH 7.0)混合,在50°C水浴中攪拌至少2小時,然后在4°C下儲存過夜,以確保*溶解。

 

 

DHA乳液和微粒的制備如圖1所示。

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測試條件:NIR近紅外光源870nm、轉(zhuǎn)速2000 rpm,在10℃條件下測試30min。

 

 

3.結(jié)果與分析

 

依據(jù)空間和時間消光圖譜(STEP技術(shù)),通過多樣本分析測定pH值對單一DHA乳液和DHA微粒物理穩(wěn)定性的影響。STEP技術(shù)可以實現(xiàn)在任意時間從上到下同時觀察整個樣品的狀態(tài),并且已被證明是研究顆粒懸浮液和乳液的高效的分析技術(shù)。具體分析結(jié)果如圖所示,其中圖a為不同pH下乳液的穩(wěn)定性變化,圖b為不同pH下微粒的穩(wěn)定性變化。

 

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從上圖中可以看出,DHA乳液和微粒的原始圖譜變化很大,無論是相同的樣品具有不同的pH值,還是相同的pH值具有不同的樣品。總的來說,具有不同pH值的乳液最終透光率(最后一條綠色曲線)增加到約90%(圖a),高于微粒(圖b),這表明DHA微粒比單一乳液穩(wěn)定得多。尤其當(dāng)pH值接近或低于吸附的NaCas分子的pI(4.6)(pH值5.0-3.0)時,乳液的初始透光率(第一條紅色譜線)非常高,并且很快達(dá)到最終透光率,在pH值4.5時表現(xiàn)得更為明顯(圖a)。在離心過程中,NaCas包裹的DHA液滴移動非??欤⒃诙虝r間內(nèi)形成上浮層。單一DHA乳液的物理穩(wěn)定性主要取決于其較大的粒徑以及在此pH范圍內(nèi)相對較小的zeta電位絕對值,因此DHA乳液中出現(xiàn)了較大的聚集和快速乳狀化。然而,從pH值5.0到3.5,DHA微粒的光譜幾乎沒有變化,其最終透光率小于10%(圖b)。因此,與單一DHA乳液相比,DHA微粒表現(xiàn)出更高的等電絮凝穩(wěn)定性和上浮穩(wěn)定性,這是因為ALG能夠在NaCas包覆的DHA液滴和NaCas分子周圍形成高電荷層,同時其空間位阻和靜電排斥作用也加大了這一差異。有趣的是,DHA微粒在pH值為3.0時傾向于形成沉淀(圖b),這與所有其他樣品不同。原因可能是當(dāng)pH值低于ALG上帶負(fù)電羧基的pKa值,減弱了NaCas涂層DHA液滴、NaCas和ALG分子之間的靜電吸引,顯著增大了微粒的粒徑導(dǎo)致。

 

4 總結(jié)

LUMiSizer®分散體系分析儀,應(yīng)用STEP®技術(shù),為DHA乳液的穩(wěn)定性分析提供了快捷有效的工具。不僅一次可以測試12個樣本,而且可多波長(近紅外865nm+藍(lán)光410nm)靈活的應(yīng)用于樣品性能測試,為用戶可提供更多更深入的分析信息,大大提高了用戶的工作效率。

 

 


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