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大豆亲脂蛋白-甲基纤维素W/O/W乳液稳定性研究

2022-08-08李礼佳和铭钰杨浩冬

农业机械学报 2022年7期
关键词:复合物液滴乳液

李 杨 李礼佳 和铭钰 杨浩冬 孔 洋 滕 飞

(1.东北农业大学食品学院, 哈尔滨 150030; 2.国家大豆工程技术研究中心, 哈尔滨 150030)

0 引言

双层乳液常指乳液以小液滴的形态分散在另一种乳液系统中[1]。作为双层乳液的一种,W/O/W型双层乳液的内水相分散在油相中,油相又均匀分散在外水相中从而形成一种两膜三相结构[2]。这种特殊的结构使W/O/W乳液在医疗、化妆品、食品领域中有广泛的应用前景。食品中W/O/W型双重乳液常用于低热量食物的制备,活性物质的包埋和控释以及动物脂肪替代品制备[3-5]。然而,双层乳液在热力学上不稳定,其失稳机制常表现为内水相或油相的聚集、内外水相之间的成分迁移[6]。有研究表明,将生物大分子作为乳化剂应用于双层乳液体系中能很好地提高其稳定性[7]。常见的食品级生物大分子有蛋白,如乳清蛋白、牛血清蛋白、大豆分离蛋白,多糖如果胶、阿拉伯胶、羧甲基纤维素等,这些生物大分子主要靠空间阻力和静电斥力来稳定乳液[8]。将蛋白-多糖复合物作为乳化剂可以结合蛋白的乳化性和多糖的功能性,并通过吸附在双层乳液的油水界面来影响其稳定性。

大豆亲脂蛋白(LP)是一种富含磷脂的大豆蛋白组分[9],主要成分是油体蛋白和磷脂。近年来,LP因其良好的理化特性和营养效益在食品工业中被广泛应用[10-11]。文献[12]研究发现,LP能降低界面张力,提高大豆分离蛋白的溶解性以及改善界面特性;文献[10]发现LP作为乳化剂有巨大的潜力。

甲基纤维素(MC)是一种长链的非离子纤维素醚,易溶于水,水溶液在常温下高度稳定。MC应用广泛,常作为乳化剂、稳定剂、增稠剂应用于食品工业中。由MC制成的膜可以有效地阻止水分、油脂的迁移。文献[13]发现MC与玉米醇溶蛋白复合形成的膜具有良好的拉伸强度以及包裹性。

本文通过将LP与MC相互作用形成的混合物作为亲水性乳化剂添加到外水相,并以维生素B12为指示剂制备W/O/W双层乳液,来改善油水界面的性质并增强双层乳液的稳定性。通过对比不同比例下LP与MC、初乳与外水相制备乳液的微观结构、流变学性质、稳定性等的表征来确定双层乳液的最优工艺条件。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

橄榄油,聚甘油蓖麻醇酸酯,甲基纤维素,维生素B12,正己烷、甲醇、乙醇、冰醋酸、β-巯基乙醇;尼罗红、尼罗蓝,实验用大豆(东农42,含有41.2%的粗蛋白,11.7%的水分,23.6%的脂肪和4.1%的灰分),十二烷基硫酸钠(Sodium dodecyl sulfate,SDS)、考马斯亮蓝R250;所用水均为蒸馏水。

1.2 仪器与设备

电泳仪,美国BIO-RAD公司;制备型冷冻干燥机,北京博医康实验仪器有限公司;Mastersizer 2000型激光粒度分析仪,Nano-ZS型电位测定仪,英国Malvern公司;GLH-220型高速乳化均质机,美国Omni公司;科研级正置显微成像系统,中国奥林巴斯有限公司;TSC SP8型激光共聚焦显微镜,德国徕卡公司;实验型高压均质机,英国安盛联合科技有限公司;HJ-3恒温磁力搅拌器,江苏金坛市中大仪器厂;紫外可见光分光光度计,日本岛津仪器有限公司;MCR302型旋转流变仪,奥地利安东帕公司。

1.3 方法

1.3.1大豆亲脂蛋白提取

大豆亲脂蛋白的提取参考文献[9]的方法并作一定的修改。将大豆研磨成粉并过60目筛。过筛后的大豆粉加入正己烷并进行搅拌后离心,取沉淀继续加入正己烷搅拌,重复上述步骤3次以保证最大程度脱脂。将最后一次所得沉淀在70℃下处理2 h,此时氮溶解指数降为75%。称取干热后的脱脂大豆粉50 g加入到400 mL蒸馏水中,用NaOH调pH值为8,在20℃下搅拌1 h后4℃下4 000g离心15 min,取上清液加入10 mmol/L的Na2SO3并用H2SO4将pH值调至5.8,随后在4℃下4 000g离心15 min,取上清液并用H2SO4调节pH值至5.0,并在55℃下加热15 min。然后加入50 mmol/L NaCl并用NaOH调节pH值至5.5,并在4℃下4 000g离心15 min,收集沉淀,即为大豆亲脂蛋白,将收集后的沉淀进行冷冻干燥,20℃下保存备用。

1.3.2LP特征测定

蛋白质含量测定参照GB 5009.5—2016《食品中蛋白质的测定》中的凯氏定氮法;灰分含量的测定参照GB 5009.4—2016《食品中灰分的测定》;脂肪含量测定参照GB 5009.6—2016《食品中脂肪的测定》的索氏抽提法。将LP溶于去离子水中,配制成质量浓度为2 mg/mL的溶液,取0.5 mL样品溶液并加入0.5 mL样品缓冲液(0.2 mL 10%SDS和50 μL 0.01 mol/L的β-巯基乙醇),100℃煮沸5 min后上样,上样量为20 μL。使用浓缩胶体积分数5%、分离胶体积分数12%,电压恒定为120 V。胶板用考马斯亮蓝R-250染色1 h后,用甲醇-冰醋酸溶液脱色至胶板背景清晰。

1.3.3W/O/W型双层乳液制备

W/O/W型双层乳液的制备采用两步法。首先制备W1/O初级乳液:向0.2%的维生素B12溶液中加入0.1 mol/L NaCl制成W1;向橄榄油中加入聚甘油蓖麻醇酸酯(PGPR)使其质量分数为5%,制成油相(O);将W1与O以质量比1∶4混合并在25℃下以剪切速率10 000 r/min均质10 min得到W1/O初乳;W1/O/W2制备:将LP与MC分别按质量比3∶1、1∶1、1∶3混合并溶于蒸馏水中制得4%的LP-MC溶液,制得W2[14]。另取LP加入到蒸馏水中制成质量分数为4%溶液用作空白对照的W2;将W1/O与W2分别以质量比3∶7和2∶8混合,并在25℃下以剪切速率8 000 r/min均质10 min 制得W1/O/W2粗乳。将所得粗乳在40 MPa下高压均质制备成最终的W/O/W型双层乳液,并在4℃保存备用[15]。

1.3.4W/O/W乳液液滴微观结构测定

(1)光学显微镜

取一定量制备好的W/O/W双层乳液于载玻片上,用蒸馏水稀释后盖上盖玻片,用科研级正置显微成像系统在40倍和100倍镜下观察,并拍下双层乳液的显微图像[16]。

(2) 激光共聚焦显微镜

参考文献[17]的方法并做一定的修改,使用激光共聚焦显微镜对双层乳液进行显微观察。蛋白质和油脂分别用0.1%尼罗蓝和0.1%尼罗红染色。将乳液用去离子水稀释100倍,并将50 μL混合染料(尼罗蓝与尼罗红体积比为1∶1)加入到1 mL稀释后的乳液并在室温(20℃)下避光染色30 min。取大约30 μL样品于载玻片上并盖上盖玻片用40倍油镜观察。尼罗蓝的激发波长为510 nm,检测波长为530~590 nm且尼罗红的激发波长为561 nm,检测波长为570~620 nm。每个样品至少获得5幅图像。光学和激光共聚焦显微镜图像使用Adobe Illustrator软件处理。

1.3.5粒径测定

采用Mastersizer 2000型激光粒度分析仪测定乳液的粒径以及粒度分布指数。将待测乳液用蒸馏水稀释1 000倍,制成质量分数为0.1%的水溶液;其中分散相W1/O的液滴折射率为1.50,连续相水折射率为1.33[18]。将样品放入样品皿中,试验结果采用体积加权平均值D4,3表示,每个样品测定3次,取平均值。

1.3.6Zeta-电位测定

参考1.3.3节,同样将W/O/W双层乳液用蒸馏水稀释1 000倍,用Nano-ZS型电位测定仪测定乳液液滴的Zeta-电位,每个样品测3次,取平均值。

1.3.7乳化活性与乳化稳定性测定

参考文献[19]的方法,并做一定改进。吸取制备后的双层乳液20 μL,将其加入到4 mL 0.1%十二烷基硫酸钠(SDS)溶液中混合均匀。测定其在500 nm波长下的吸光度A0,静置30 min后测定其吸光度A30。乳液活性指数(EAI)和乳液稳定性指数(ESI)计算公式为

(1)

(2)

式中EAI——乳化活性指数,m2/g

ESI——乳化稳定性指数,min

N——稀释倍数,取200

C——双层乳液形成前外水相添加的蛋白质的质量浓度,g/mL

θ——双层乳液中油相的体积分数

1.3.8乳液流变测定

采用MCR302型旋转流变仪测定双层乳液的流变性质。将每个样品取2 mL置于直径50 mm的平行板之间,测量间隙设置为1 mm,温度设置为25℃。剪切速率范围为0.1~100 s-1,以对数变化规律扫描黏度曲线;在0.1~100 rad/s的频率范围内,在线性粘弹性范围内施加1%的应变进行动态频率扫描[20]。

1.3.9储藏稳定性测定

参考文献[21]等的方法并做一定的修改,通过双层乳液重力分层的情况来测定储藏稳定性。将刚制备好的双层乳液以及在4℃下储藏0、7、14、28 d时的W/O/W乳液分别装入试管中,双层乳液在储藏过程中会出现分层,上层为乳液保留层,下层为透明或浑浊层。其稳定性指数计算公式为

(3)

式中S——乳液稳定性指数,%

H0——乳液样品高度,cm

H1——分层后乳液下层高度,cm

1.3.10维生素B12释放率测定

对制备完成的样品分别在储存0、7、14、28 d时测定所包裹的维生素B12的释放率。每个待测样品取10 mL装入离心管中,在23℃、3 000g下离心30 min后收集上层清液,利用紫外分光光度计在361 nm测定收集液体的吸光度,计算出维生素B12含量[11],并根据计算所得维生素B12浓度求出释放率。计算公式为

(4)

式中R——维生素B12释放率,%

C1——内水相初始维生素B12质量浓度,g/mL

C2——离心后收集清液中维生素B12质量浓度,g/mL

1.4 统计分析

所有实验重复3次,结果取平均值。利用SPSS 18.5软件对数据进行ANOVA差异显著性分析,以P<0.05为差异显著。采用Origin 8.5软件进行制图。

2 结果与讨论

2.1 LP基本特征

经实验测得,LP中蛋白质量分数为76.26%,脂肪质量分数为11.47%,灰分质量分数为5.58%。由于LP含有大量磷脂,所以LP中的脂肪含量较高,这也与文献[9]测定的结果相似。

由图1(图中Marker表示蛋白条带所对应的分子量)可知,LP蛋白主要含有7S和11S球蛋白,与大豆分离蛋白的结构相似,这可能是LP疏水性大且易与磷脂类物质结合的原因[9-10]。此外,LP还含有分子质量为17、18、24、34 ku的油性蛋白,其条带模糊的原因可能是蛋白-磷脂结合物对考马斯亮蓝的敏感度低。

图1 LP聚丙烯酰胺凝胶电泳图谱Fig.1 Polyacrylamide gel electrophoresis map of LP

2.2 W/O/W乳液微观形态表征

2.2.1光学显微镜表征

图2为由LP-MC复合物和LP稳定的W/O/W乳液在光学显微镜下的微观结构图像。由图2可知,W/O/W乳液的液滴为球型,大小均匀,且在液滴内部形成了大小不一的小液滴,符合W/O/W乳液“两膜三相”的结构。当连续相由LP与MC质量比为3∶1的复合物稳定时,W/O/W乳液的液滴大小、分布最为均匀。当外水相占比较大时,液滴更容易发生聚集,这是由于外水相中复合物含量更高,附着在液滴表面的复合物之间相互吸引导致液滴发生了桥连絮凝现象[15,22];这种现象在复合物中LP与MC质量比为1∶3时最明显,这是由于较高含量的MC增加了复合物的黏度,使其牢牢吸附在液滴表面的同时也提高了整个连续相的黏度,导致液滴之间更容易相互吸引。而由LP与MC质量比为1∶1的复合物和LP稳定的W/O/W乳液虽然液滴大小均匀,但液滴之间发生了奥斯特熟化作用,打破了液滴的稳定状态[23],这可能是由于较小的液滴表面存在较大的表面张力,而附着在液滴表面的乳化剂不能很好地降低张力对液滴的影响,造成了小液滴被大液滴逐步吸收的情况[24]。而由复合物稳定的W/O/W乳液中这种情况得以改善,说明将MC与LP复合对提高W/O/W乳液的稳定性有积极作用。

图2 LP和LP-MC W/O/W乳液光学显微镜图像Fig.2 Optical microscope images of LP and LP-MC W/O/W emulsions

2.2.2激光共聚焦显微镜表征

图3为W/O/W乳液在激光共聚焦显微镜下的微观结构。在W/O/W乳液中,油滴呈红色球状分布,LP-MC复合物呈绿色颗粒状分布在油滴表面和连续相中,油滴内部水相呈黑色球状分布。由图3可知,LP-MC与LP相比具有更大的黏度和更好的吸附性,但当外水相比例更大时,液滴更易发生聚集,这是由高含量的复合物使液滴之间发生粘连所造成的。当LP与MC质量比为3∶1时,可以清楚地看到LP-MC复合物在油滴外侧形成的圆环,说明此时复合物对油滴形成了较好的包裹;当LP与MC质量比为1∶1时,尽管液滴呈现均匀分布,但液滴尺寸出现差异,且液滴周围存在较多的蛋白,这可能是在此比例下,LP-MC复合物不能很好地包裹住液滴,导致部分液滴一侧有更多的蛋白聚集并改变了液滴的形状;当LP与MC质量比为1∶3时,可以明显地观察到液滴之间的复合物使其发生了不同程度的粘连,造成液滴大小不一,这也与前面的结论一致;当外水相仅有LP时,分布在液滴周围的蛋白形成膜不明显,蛋白分散程度高,且较小液滴趋向聚集。以上结果也证明,LP-MC复合物稳定的W/O/W乳液可以对液滴形成更好地包裹,且当LP与MC质量比为3∶1时对液滴的包裹效果最好,液滴也更均一。

图3 LP和LP-MC W/O/W乳液激光共聚焦图像Fig.3 Laser confocal images of LP and LP-MC W/O/W emulsions

2.3 W/O/W乳液粒径和Zeta-电位

乳液粒径及其分布是乳液的重要性能指标,常用于评价乳液的稳定性[25]。表1为不同蛋白与多糖比例形成的复合物以及外水相下的W/O/W乳液的粒径和电位。由表1可知,在乳化剂相同的情况下,外水相大的W/O/W乳液具有更大的粒径,这是由于乳液外水相的生物大分子含量高,且液滴间的作用力不同导致较大液滴的形成;此外,当外水相比例相同时,LP与MC质量比为1∶3的复合物稳定的W/O/W乳液具有最大的粒径,这可能是由于此比例下的复合物黏度较大,高含量的MC同样也提高了外水相的黏度,最终导致液滴之间发生了桥连絮凝[14];当外水相仅有LP时,乳液也拥有较大粒径,这可能是由于大量的蛋白吸附在水-油界面导致界面张力的变化从而打破了乳液体系的平衡,造成小液滴破乳并被较大液滴吸收,这也与显微镜观察的结果一致。

Zeta-电位一般用来评价或预测乳液的物理稳定性,其在一定程度上可以反映乳液液滴间相互作用的大小,Zeta-电位绝对值越高,粒子间的静电斥力也就越大,物理稳定性也就越好[26]。由表1可知,外水相质量分数为80%的乳液的电位绝对值略低于外水相质量分数为70%的乳液,这可能是由于高比例的外水相中液滴分散程度大,导致液滴之间的静电斥力减弱;随着LP含量在复合物中的提高,W/O/W乳液的电位绝对值呈增长趋势,且在LP与MC质量比为3∶1时达到最大,说明此时乳液液滴之间的静电斥力最强,这可以防止液滴之间发生聚集,提高乳液的稳定性[27-28]。当LP与MC质量比为1∶3时,乳液的电位绝对值与仅有LP稳定的乳液相似,这可能是由于油滴间因复合物黏性过大发生了聚集,液滴之间的斥力减弱,由于MC为非离子型多糖,所以过多的MC存在并不会增加液滴的表面电荷[29],这也是此比例下乳液电位绝对值不高的原因。

表1 LP和LP-MC W/O/W乳液的粒径和电位Tab.1 Particle size and potential of LP and LP-MC W/O/W emulsions

2.4 LP-MC乳化活性和乳化稳定性

不同复合物及外水相比例制备的W/O/W双层乳液对LP-MC复合物乳化活性指数(EAI)和乳化稳定性指数(ESI)的影响如图4(图中不同字母表示差异显著,P<0.05,下同)所示。由图4可知,与LP相比,LP-MC复合物具有更高的EAI,这可能由于MC与LP的复合物的形成使外水相中较分散的蛋白质分子分布更加致密从而使蛋白质分子间的静电相互作用增强[30]。当外水相质量分数为70%时,LP-MC的EAI较高,但当外水相质量分数为80%时,LP与MC质量比为1∶3的复合物具有更高的EAI,这可能是由于较多的MC使外水相黏度增加,更多的复合物吸附到了乳滴的表面,导致界面张力升高,影响了LP-MC复合物在界面上的乳化能力[31];仅由LP稳定W/O/W乳液时,LP的EAI最低,这是由于LP在乳滴界面上的吸附量达到饱和,其余高度分散在外水相中的LP与界面上的LP之间的相互作用导致了乳液体系的紊乱,从而影响了其乳化能力。

图4 不同比例下的LP-MC的EAI和ESIFig.4 EAI and ESI of LP-MC in different proportions

由图4可知,在LP-MC复合物稳定的W/O/W乳液中,随着MC比例的增加,LP-MC复合物的乳化稳定性逐渐下降,这可能是由于较高含量的MC会使复合物及外水相黏性增加,更多的复合物吸附到了乳滴的表面,界面上较高含量的复合物不仅与添加的亲脂性乳化剂PGPR产生竞争,同时也会使液滴之间相互吸附造成液滴的聚集或破乳从而导致LP-MC复合物乳化稳定性下降,这也与2.1节中结论一致;而由LP稳定的乳液中,LP的乳化稳定性最低,这可能是由于外水相中游离的蛋白质之间的吸附力较大,从而加速了蛋白质和液滴的聚集,造成了LP乳化稳定性下降[32]。

2.5 W/O/W乳液流变学性质

2.5.1W/O/W乳液黏度

流变学是研究物质在外力作用下变形和流动的科学,研究对象主要是流体。乳液的流变特性与其内部体系密切相关,反映乳液的微观结构。食品中的乳液体系,大部分都有剪切变性的行为[33],包括剪切变稀和剪切增稠。图5是W/O/W乳液在剪切速率0.1~100 s-1下的黏度变化曲线。由图5可知,随着剪切速率的增加乳液的黏度不断降低,表现出剪切稀释现象。随着LP-MC复合物的添加,乳液的黏度有了明显提高,当LP与MC质量比为1∶3且外水相占比更大时,W/O/W乳液的黏度最大,这也与之前的结论一致;随着剪切速率的提高,外水相占比80%的W/O/W乳液黏度下降速率逐渐大于占比70%的W/O/W乳液,这可能是由于剪切的过程中液滴间网络的断裂,且外水相占比大的W/O/W乳液液滴分散程度大,断裂后的液滴间网络重组速度小于网络断裂速度,导致分子间作用力降低,进而使黏度降低[34]。当外水相仅有LP时,W/O/W乳液在剪切区间表现出较低的黏度,这可能是在剪切过程中油滴表面吸附的蛋白与油滴发生分离,乳液的流动性变大,最终导致乳液的黏度最小。

图5 LP和LP-MC W/O/W乳液黏度Fig.5 Viscosity of LP and LP-MC W/O/W emulsions

2.5.2W/O/W乳液储能模量和损耗模量

乳液的粘弹性可以用储能模量G′和损耗模量G″来表征,LP-MC复合物稳定的W/O/W乳液G′和G″随频率变化的关系如图6所示。由图6可知,W/O/W乳液的G′及G″在剪切频率范围内表现出很强的频率依赖性,随频率增加而明显增加,这可能是由于LP-MC复合物的添加使乳液的粘弹性增加;另外,剪切一方面促进分子网络结构的形成,增大弹性模量,一方面又使乳液体系剪切变稀,增大了流动性。在测试区间,LP-MC复合物稳定的W/O/W乳液G′明显大于G″,并且G′和G″之间没有交叉,表现出较好的弹性行为,也说明了W/O/W液滴间形成了以弹性为主的网络结构[14]。当LP与MC质量比为1∶3时,外水相占比大的W/O/W乳液表现出更好的弹性形变,这可能是由于外水相高含量的复合物提高了连续相的黏度,这也与激光共聚焦的观察结果一致。而由LP稳定的W/O/W乳液G″高于G′,乳液在剪切时主要发生黏性形变,乳液呈液态,这也说明仅由LP稳定的W/O/W乳液黏性较低。以上结果说明将LP-MC复合物添加到W/O/W乳液连续相中可以提高乳液的抗形变能力[24],且MC的引入更加利于液滴间凝胶网络的形成[35]。

图6 LP和LP-MC W/O/W乳液的储能模量和损耗模量Fig.6 Storage modulus and loss modulus of LP and LP-MC W/O/W emulsions

2.6 W/O/W乳液储藏稳定性

W/O/W乳液的储藏稳定性与其产品的货架期密切相关,不同条件制备乳液的稳定性如图7所示。由图7可知,随着储藏时间的增加,W/O/W乳液的稳定性都出现了一定的下降,这可能是由于双层乳液在储藏过程中发生了一定程度的相分离或聚合[2]。经过28 d的存储,由LP-MC复合物稳定的W/O/W乳液稳定性指数保持在60%以上,但外水相为80%的W/O/W乳液稳定性略低于外水相为70%的乳液,这可能是由于高外水相的乳液中液滴分散程度不均一且复合物含量较高导致液滴间相互作用力不同,造成了乳液的稳定性降低。当LP与MC质量比为1∶3时液稳定性下降趋势较大,这可能是由于外水相中过量的多糖可能会产生絮凝现象使乳液的稳定性下降[27,36],由LP稳定的W/O/W乳液稳定性下降趋势与其相同,这可能是由于过多的蛋白颗粒会使液滴表面张力增加从而产生交联,最终导致破乳[24]。

图7 LP和LP-MC W/O/W乳液的储藏稳定性Fig.7 Storage stability of LP and LP-MC W/O/W emulsions

图8为W/O/W乳液储藏期间的图像记录。由图8可知,所有新制备的W/O/W乳液均为粉白色,且乳液没有油脂析出,流动性良好。随着储藏时间的延长,W/O/W乳液发生了不同程度的分层,主要表现为乳脂层上浮和水相的析出,析出的水相逐渐由浑浊变为清澈,这是由于经过长时间的储藏,乳液的液滴发生了聚集,部分液滴裂解,而油相又受疏水作用影响重新聚集;由复合物形成的界面膜在储藏过程中也可能变得不稳定,并从油滴上脱落,这也是造成水相浑浊的原因之一。与由LP稳定的W/O/W乳液相比,LP-MC复合物可以有效地抑制液滴的聚集以保持乳液的稳定。以上结果也说明了LP-MC在维持乳液稳定性上明显优于LP。

图8 LP和LP-MC W/O/W乳液储藏稳定性图像Fig.8 Storage stability images of LP and LP-MC W/O/W emulsions

2.7 W/O/W乳液释放率

通过对离心后样品水相中维生素B12浓度的测定与计算,得到了如图9所示的W/O/W乳液释放率。从图9以及图8可知,随着储藏时间的延长,所有样品中的维生素B12都发生了一定程度的迁移,主要由内水相迁移到了外水相[24],这可能是由于内水相与油界面发生了聚合导致部分内水相进入到外水相。当外水相比例更大时,W/O/W乳液的释放率更高,这是由于外水相生物大分子含量高,导致内外水相出现了渗透压差,引起了内水相的膨胀导致油膜破裂进而导致包埋维生素B12的泄漏[5];当LP与MC质量比为1∶3时维生素B12的释放率高于其他两组复合物稳定的W/O/W乳液,这可能是由于W/O/W乳液外水相黏性较大,液滴发生了聚集,液滴体积增大,比表面积降低,较大的液滴表面无法被LP-MC复合物完全覆盖[37]。当LP与MC质量比为3∶1时,维生素B12释放率提高得缓慢,这可能是由于此时LP-MC复合物形成的膜更致密且能最大程度地覆盖在油滴的表面,对内水相起到了更好的包封作用。与LP相比,随着储藏时间的增加,由LP-MC复合物稳定的W/O/W乳液维生素B12释放率更低,说明LP-MC提高了双层乳液的稳定性与包封效果,这也与前面的分析一致。

图9 LP和LP-MC W/O/W乳液的释放率曲线Fig.9 Release rates of LP and LP-MC W/O/W emulsions

3 结束语

本文研究了在不同外水相比例下,LP-MC复合物和LP分别作为W/O/W乳液的外水相乳化剂对乳液稳定性的影响。结果表明,当外水相比例较高时,复合物之间的作用力不均匀,有聚集或破乳现象的发生,且复合物的存在提高了外水相的黏度,容易造成液滴间的桥连絮凝;LP-MC复合物对W/O/W乳液稳定性提高有着明显影响,当复合物中LP比例逐渐增加时,LP-MC在液滴界面上的稳定性不断提高,液滴间的作用力也不断增强;随着储藏时间的增加,LP-MC复合物对复合物稳定性的提高比LP更强;当LP与MC质量比为3∶1时,W/O/W乳液的粒径较小,Zeta-电位绝对值较大,对包埋物质的保护性更强,储能模量及稳定性最高。本研究也说明生物大分子复合物在食品级乳液中有较大潜力,并为大豆亲脂蛋白和甲基纤维素在W/O/W乳液中的进一步开发和应用提供参考,为提高生物活性物质的递送体系的稳定性提供了新的思路。

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