摘要：綠色、穩定具有生物安全性的包埋遞送體係是目前食品領域的研究熱點之一。脂肪結晶皮克林乳液因具有易調控顆粒的界麵性質、製備方式簡單和可控的消化速率等特點在近年來引起了研究者們的關注,但是目前的研究集中在體係的構建上,該乳液的結晶結構與其體外消化和活性物質的釋放之間的內在關係尚不清楚。因此,本論文構建了一係列組成相同但是結晶結構不同的脂肪晶體顆粒(Solid Lipid Particles,SLPs)及脂肪結晶皮克林乳液,並在此基礎上探究SLPs的結晶結構與界麵性質、顆粒在界麵上的組裝和排列行為、皮克林乳液的穩定性以及其體外消化和活性物質釋放之間的內在規律,為脂肪結晶皮克林乳液生物活性物質遞送體係的構建及應用提供更多的理論指導和數據支撐。

主要研究內容及結果如下:

1、不同結晶結構的SLPs的構建和界麵性質研究

選擇全氫化大豆油為脂質,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)製備了一係列組成相同但結晶結構不同的SLPs(2T-4、2T-25、4T-4、4T-25、2SC-4、2SC-25、4SC-4和4SC-25),並探究結晶結構與SLPs的界麵性質之間的關係。結果表明,不同處理溫度製備的SLPs的結晶結構及其界麵性質有所差異。其中,對於2T-4和4T-4體係而言,SLPs的晶型為α型和β型,其形態為規則的球狀與板條狀,處理溫度增高後,SLPs(2T-25和4T-25)轉變為β型晶體的不規則棒狀。對於2SC-4和4SC-4體係而言,SLPs的晶型為α型,形態為規則球狀,處理溫度增高後,SLPs(2SC-25和4SC-25)中出現了少量的β型晶體,形態為球狀伴隨少量不規則的多邊形。處理溫度的增高,以上SLPs的接觸角和粒徑(4T體係除外)都增大,界麵張力值則減小。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型晶體含量增多會促使SLPs的粒徑和疏水性減小。

2、脂肪結晶皮克林乳液的儲藏穩定性研究

將具有不同結晶結構的SLPs與玉米油混合後超聲製備得到脂肪結晶皮克林乳液,並對其28天儲藏穩定性進行研究。結果表明,所有SLPs均可成功製備出穩定的脂肪結晶皮克林乳液,但是不同體係的乳液的儲藏穩定性有所不同。其中,2SC-4、2SC-25、4SC-4和4SC-25所穩定的乳液在儲藏期內平均粒徑變化不大,具有良好的儲藏穩定性,且儲藏穩定性好於2T-4、2T-25、4T-4、4T-25所穩定的乳液。對於2T-25和4T-25體係而言,其所製備的乳液在儲藏7天後的平均粒徑有所下降,隨後粒徑基本不變;而2T-4和4T-4所穩定的乳液在儲藏7天後平均粒徑顯著下降,隨後粒徑基本不變。

3、不同結晶結構的SLPs界麵自組裝行為研究

采用耗散石英晶體微量天平(Dissipative quartz crystal microbalance,QCM-D)技術考察不同結晶結構的SLPs在油-水界麵的吸附組裝行為及其對界麵膜力學性能的影響規律。SLPs在界麵上堆積地越疏鬆、SLPs形態上的差異越大,所形成的界麵膜的越厚。並且,SLPs在界麵上的堆積程度受到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,對於2T體係的SLPs而言,大尺寸的不規則的β型SLPs(2T-25)傾向於在界麵上疏鬆地堆積從而形成更厚的界麵膜。對於4T體係的SLPs而言,大尺寸的不規則的β型SLPs(4T-25)雖然在界麵上堆積的更加疏鬆,但是4T-4體係中含量相近的α的球狀顆粒和β的板條狀顆粒之間的形態差異過大,因而所形成的界麵膜更軟和更厚。對於2SC體係的SLPs而言,大顆粒(2SC-25)之間的相互作用更強,在界麵上堆積地更緊密,所形成的界麵膜更薄並且具有一定的剛性結構。對於4SC體係的SLPs而言,顆粒接觸角接近70°親水性較強,當衝水洗脫時親水性更強的顆粒(4SC-25)容易從界麵解吸,在界麵上的堆積比較疏鬆,所形成的界麵膜更軟更厚。

4、脂肪結晶皮克林乳液的體外消化和釋放行為研究

以薑黃素為模型,研究了不同結晶結構的SLPs形成的脂肪結晶皮克林乳液的體外消化和薑黃素的釋放規律。結果表明,T40-SLPs形成的乳液在胃中較為穩定,而SCSLPs形成的乳液在胃消化後粒徑顯著增大並且出現破乳現象。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麵容易被破壞,從而使得脂肪酸以及薑黃素釋放量均高於SC-SLPs體係乳液的。

隨著SLPs處理溫度的增高,2TSLPs體係的乳液在小腸中消化的脂肪酸釋放速率和釋放量均減小,薑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、薑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、薑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、薑黃素的生物可及性及釋放量均減小。