近期,国际学术期刊《Food Research International》,发表了东北农业大学理学院许晶教授团队的题为“Fabrication of β-conglycinin-stabilizednanoemulsions via ultrasound process and influence of SDS and PEG 10000co-emulsifiers on the physicochemical properties of nanoemulsions”的研究论文。
纳米乳是指一种液相以细小液滴(粒径<500 nm)的形式分散于另一种不相溶的液相中所形成的胶体分散系,通常按照组成结构的不同,纳米乳可以分为水包油型(O/W)、油包水型(W/O)和双连续型。这样的结构特点使得纳米乳的稳定性较传统乳液(粒径>500 nm)更高,同时还可以有效地增加姜黄素、维生素E、多不饱和脂肪、黄酮类、类胡萝卜素等亲脂类生物活性物质的运载效率,防止运载物质氧化,提高运载物质在人体内的生物利用率。因此,纳米乳运载系统在营养物质加工和制药等领域都有着重要的研究意义。为了制备稳定的纳米乳,乳化剂的使用必不可少。乳化剂分子一般同时具有亲水性基团和疏水性基团,能够吸附在水油界面上,形成一层有韧性的乳化薄膜,既起到维持分散相的稳定作用,还能够降低界面张力,有利于分散相在乳化过程中被撕裂形成纳米尺寸的液滴。除此之外,共乳化剂的存在也是影响纳米乳粒径和稳定性的重要因素。目前,单一、天然蛋白纳米乳已经很难满足人们对纳米乳性能越来越高的需求,而共乳化剂的添加能够有效改善纳米乳的各项性能,因此,研究不同共乳化剂对纳米乳运载系统的影响,逐渐成为现在纳米乳运载系统的研究热点。
本研究以β-伴大豆球蛋白(7S)为原料,采用高能超声法,制备了中链甘油三酯(MCT)纳米乳,确定了纳米乳制备的最佳工艺。之后,分别采用阴离子表面活性剂十二烷基磺酸钠(SDS)和非离子表面活性剂聚乙二醇10000(PEG10000)作为共乳化剂,与7S混合制备纳米乳。结果表明:天然β-伴大豆球蛋白纳米乳的液滴粒径小、粒径分布窄,在不同pH、盐浓度、温度和储存时间下,均表现出较好的稳定性。在添加阴离子表面活性剂SDS之后,蛋白质的zeta-电位值升高,静电阻力增强,所制纳米乳的粒径变小,不同环境条件下的稳定性明显增强,并且随着SDS浓度的提高,这种增强效果愈加明显。但是,在添加非离子表面活性剂PEG10000后,蛋白质的界面张力减小,有利于液滴的分散,因此纳米乳的粒径变小,但是同时蛋白质的zeta-电位降低,液滴间静电阻力减小,纳米乳的稳定性变差,随着PEG10000浓度的提高,纳米乳的稳定性降低明显。由此可见,β-伴大豆球蛋白是一种理想的制备纳米乳的天然蛋白质,而阴离子表面活性剂的添加有利于减小纳米乳的平均粒径,提高纳米乳的环境稳定性,然而,非离子表面活性剂的添加虽然也能够降低纳米乳粒径,却对纳米乳的环境稳定性有消极影响。
论文的第一作者为讲师金花,通讯作者为许晶教授,该项研究受到黑龙江省自然科学基金和黑龙江省博士后科研启动基金的支持。