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利用LUMiSizer評估高壓均質(zhì)對脂質(zhì)體囊泡穩(wěn)定性的影響

更新更新時間:2023-06-28      點擊次數(shù):2050

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脂質(zhì)體同時具有包埋脂溶性和水溶性活性物質(zhì)的能力,極大提高了活性物質(zhì)的傳遞效率,其在食品工業(yè)領(lǐng)域中的研究受到越來越多的關(guān)注。由于磷脂易發(fā)生不可逆的氧化降解和脂質(zhì)體囊泡聚集沉降等現(xiàn)象,容易導致被包埋活性物質(zhì)的滲漏,極大限制了脂質(zhì)體在食品工業(yè)中的應用。

目前已有研究利用果膠、蛋白質(zhì)、殼聚糖及其衍生物等食品生物大分子物質(zhì)對脂質(zhì)體膜表面進行修飾,從而提高其理化穩(wěn)定性。但新殼層材料的引入提高了食品脂質(zhì)體的生產(chǎn)成本,使得制備工藝也更加復雜,規(guī)?;墓I(yè)生產(chǎn)容易因設備的限制導致產(chǎn)品質(zhì)量不理想。同時考慮到膳食膽固醇長期過量攝入對人體的影響,如何控制脂質(zhì)體中膽固醇的用量,以期得到穩(wěn)定性良好且膽固醇相對含量偏低的脂質(zhì)體是本研究的主要目的。高壓均質(zhì)法作為乳劑傳遞體系常用的破碎乳化制備方法,對提高乳劑的物理穩(wěn)定性有重要作用,目前已在工業(yè)化生產(chǎn)中大規(guī)模應用;因此在工業(yè)化生產(chǎn)中利用高壓均質(zhì)法制備食品脂質(zhì)體具備實際應用的可能。

本實驗采用傳統(tǒng)薄膜水化法輔助高壓均質(zhì)制備脂質(zhì)體,考察均質(zhì)壓力、均質(zhì)次數(shù)和膽固醇含量對脂質(zhì)體囊泡物理穩(wěn)定性的影響。

1. 材料和方法

1.1 高壓均質(zhì)法制備脂質(zhì)體

采用薄膜水化結(jié)合高壓均質(zhì)法制備脂質(zhì)體。準確稱取1g大豆卵磷脂和適量的膽固醇,用25 mL的san氯甲烷將其溶解,40 ℃條件下利用真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀減壓蒸發(fā)除去san氯甲烷,待有機相在圓底燒瓶底部形成薄膜后加入100 mL PBS(0.05 mol/L、pH 7.0),利用超聲水浴將磷脂膜洗脫,制成粗脂質(zhì)體混懸液。利用高速剪切儀將粗脂質(zhì)體混懸液高速剪切分散1 min(10 000 r/min),最后經(jīng)由高壓均質(zhì)機分別在20~80 MPa條件下循環(huán)均質(zhì)1~6 次得到脂質(zhì)體制劑。

1.2 SLN物理穩(wěn)定性分析

使用 LUMiSizer®進行測試,轉(zhuǎn)速:4000 rpm、測試時長:2h,時間間隔:20 s、溫度:25 ℃。以不穩(wěn)定性指數(shù)隨時間變化曲線以表示樣品在測試過程中的失穩(wěn)狀態(tài),不穩(wěn)定性指數(shù)越高代表體系越不穩(wěn)定,反之乳狀液穩(wěn)定。

2. 結(jié)果與分析

2.1 均質(zhì)壓力對脂質(zhì)體穩(wěn)定性的影響

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   圖1 不同均質(zhì)壓力制備的脂質(zhì)體透光率圖譜(A)及不穩(wěn)定性指數(shù)隨時間的變化曲線(B)


從圖1A透光率圖譜中可以看出,20 MPa和30 MPa處理后的脂質(zhì)體經(jīng)2 h測試后,樣品整體的透光率均有所增大,且不穩(wěn)定系數(shù)隨時間的延長而顯著增大,說明脂質(zhì)體的物理穩(wěn)定性相對較差。其中30 MPa處理樣品離心前后的透光率變化最大,與其粒徑和PDI增大的結(jié)果一致,脂質(zhì)體因更容易發(fā)生聚集沉淀而導致物理穩(wěn)定性降低。均質(zhì)壓力高于40 MPa時,脂質(zhì)體樣品在測試過程中的透光率幾乎無明顯變化,且不穩(wěn)定系數(shù)的變化幅度也降低,說明脂質(zhì)體粒徑的降低對樣品物理穩(wěn)定性的提高有促進作用。結(jié)合粒徑和PDI的數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)脂質(zhì)體整體粒徑與樣品物理穩(wěn)定性有直接關(guān)系,降低脂質(zhì)體的粒徑可提高其在室溫條件下的貯藏穩(wěn)定性。

2.2 均質(zhì)次數(shù)對脂質(zhì)體穩(wěn)定性的影響

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圖2 不同均質(zhì)次數(shù)制備的脂質(zhì)體透光率圖譜(A)及不穩(wěn)定性指數(shù)隨時間的變化曲線(B)

由圖2可知,在考察不同均質(zhì)次數(shù)處理后脂質(zhì)體的物理穩(wěn)定性時發(fā)現(xiàn),無高壓均質(zhì)處理的脂質(zhì)體,其物理穩(wěn)定性極差。經(jīng)過高壓均質(zhì)處理后,脂質(zhì)體的物理穩(wěn)定性顯著提高。但在50 MPa均質(zhì)壓力下,經(jīng)不同均質(zhì)次數(shù)形成的脂質(zhì)體樣品的透光率無顯著變化,說明提高均質(zhì)次數(shù)對脂質(zhì)體的物理穩(wěn)定性無顯著影響。綜合不同均質(zhì)壓力的實驗結(jié)果,當高壓均質(zhì)形成脂質(zhì)體的粒徑低于150 nm時,脂質(zhì)體樣品在測試過程中的物理穩(wěn)定性無明顯差異。


2.3 m(大豆卵磷脂):m(膽固醇)對脂質(zhì)體穩(wěn)定性的影響

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圖3 不同大豆卵磷脂于膽固醇質(zhì)量比制備的脂質(zhì)體透光率圖譜(A)

及不穩(wěn)定性指數(shù)隨時間的變化曲線(B)


由圖3可知,m(大豆卵磷脂)∶m(膽固醇)=2∶1脂質(zhì)體的物理穩(wěn)定性最差,說明過多膽固醇的載入不利于高壓均質(zhì)后脂質(zhì)體物理穩(wěn)定性的提高,而適量膽固醇的載入對其物理穩(wěn)定性無顯著影響。從不穩(wěn)定系數(shù)曲線的局部放大圖中可以發(fā)現(xiàn),當m(大豆卵磷脂)∶m(膽固醇)從10∶1降低至3∶1時,曲線變化的斜率逐漸降低,說明適當提高磷脂膜中膽固醇的相對含量對高壓均質(zhì)脂質(zhì)體物理穩(wěn)定性的提高有促進作用。

3. 結(jié)論

(1)增加均質(zhì)壓力和均質(zhì)次數(shù)可顯著提高脂質(zhì)體囊泡的物理穩(wěn)定性,但均質(zhì)壓力和均質(zhì)次數(shù)分別高于50 MPa和3 次后,脂質(zhì)體囊泡物理穩(wěn)定性的提高效果不再顯著。

(2)m(大豆卵磷脂)∶m(膽固醇)=3∶1對未來利用高壓均質(zhì)法制備包埋有活性物質(zhì)的脂質(zhì)體在提高樣品穩(wěn)定性上有一定的參考價值。

(3)LUMiSizer分散體系分析儀,應用STEP技術(shù),對配方穩(wěn)定性分析提供了快捷有效的工具。不僅可以同時檢測12個樣品,而且多波長(近紅外865nm、藍光410nm)覆蓋多品類樣品的測試,為用戶可提供更多更深入的分析信息,極大提高了工作效率。



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