Подготовка и стабилност на заредена с ресвератрол пикиране на емулсия, стабилизирана от орехов протеин/ цистаче за дезертикола, композитни наночастици

2 резултати и анализ

2.1 Характеристика на WP/CDPS композитни наночастици

Фигура 1А показва средния размер на частиците на WPN и всички WP/CDPS композитни наночастици. PDI на всички наночастици е по -нисък от 0. 2, което показва, че наночастиците са равномерно разпределени [21]. Фигура 1b показва разпределението на размера на капчиците на композитни наночастици WP/CDPS и WPN. Всички наночастици показват едномодално разпределение. Размерът на капчиците на WPN е около 17,20 μm, а размерът на капчиците на композитни наночастици WP/CDPS е значително по -малък от този на WPN, което показва, че CDPs променя повърхността и формата на WP, сред които C4W1 има най -голям размер на капчицата (8,891 µm). Размерите на C1W4, C3W2 и C2W3 са 7,063, 7. 868 съответно и 8,631 μm. Композитните наночастици WP/CDPS, образувани чрез комбиниране на CDP и WP, имат по -компактна структура. Полизахаридите и протеините са комплексирани, за да образуват хибридни частици. Частиците могат да бъдат необратимо адсорбирани върху повърхността на маслената вода, за да образуват силна и подредена интерфейсна структура. Полизахаридите и протеините са комплексирани. Взаимодействията между частиците, между емулгираните капчици от масло и между емулгираните капчици и частиците на маслото могат значително да стабилизират системата [22].

Когато съдържанието на WP е по -голямо от CDP (C1W4, C2W3) или по -малко от CDP (C3W2, C4W1), размерът на капчиците на WP/CDP показва нарастваща тенденция с намаляването на WP. Размерът на капчиците C1W1 наночастици е най -малкият при 5,927 µm, което е значително по -малко от другите композитни наночастици WP/CDPS. Частиците на WP и CDPS образуват най -добрата комбинация за покриване на повърхността на капчиците и образуване на стабилна структура около капчицата, която може ефективно да предотврати агрегацията на капчиците и допълнително да засили стабилността. Следователно, оптималното съотношение на масата на композитни наночастици WP/CDPS е 1: 1.
Зета потенциалът на различни дисперсии на наночастици е показан на фигура 1С. WPN суспензията показва положителен заряд, докато суспензията на CDP показва отрицателен заряд. Това показва, че WP и CDPS образуват WP/CDPS CORE-Shell Composite наночастици главно чрез електростатично взаимодействие. С увеличаването на съотношението на CDP, WP/CDPS комплекс
Зета потенциалът на комбинираните наночастици постепенно намалява от -22 mV до -37 mV.
Ниското количество включване на CDP може да неутрализира положителните заряди върху WP и да отслаби електростатичното отблъскване на частиците. С увеличаването на съдържанието на CDPS, зета потенциалът на композитни наночастици WP/CDPS намалява, което може да осигури достатъчно електростатично отблъскване между частиците, за да се предотврати агрегацията им.

Билков екстракт от цистанче с високо активна съставка

2.2 Междуфазно напрежение на пикиращата емулсия

Междуфазното напрежение, като индикатор за свойствата на повърхността, играе решаваща роля в характеристиките на емулсиите [23]. Фигура 2 показва промените в междуфазното напрежение с времето за различни емулсии за пикиране. С течение на времето междуфазното напрежение на всички емулсии за пикиране постепенно намалява и след това се стабилизира. Сравнявайки междуфазното напрежение при стабилни условия, междуфазното напрежение на тези пикиращи емулсии показа тенденция на първо намаляване и след това се увеличава с увеличаването на съдържанието на WP в композитните наночастици.
C1W1R има най -ниско междуфазно напрежение и най -висока повърхностна активност. По -високата повърхностна активност подобрява ефективността на адсорбцията на интерфейса, което води до най -ниското междуфазно напрежение при адсорбционно равновесие (11,88 mn/m). В обобщение, при подходящо съотношение на масата на WP/CDPS, могат да се образуват WP/CDPS композитни наночастици с ниско междуфазно напрежение. Тази тенденция е в съответствие с резултатите от изследванията на междуфазното напрежение на Zein/карбоксилираните целулозни композитни наночастици от Qin Weili et al. [8]. Zein/карбоксилирано целулозна нанокристална композитна наночастици стабилизираните емулсии на Zein Zein с по -високо съдържание на протеини или карбоксилирани целулозни нанокристали имат по -високо междуфазно напрежение, което показва по -ниска ефективност на адсорбцията на техните наночастици.

Фиг. 2 Междуфазно напрежение на пикиращата емулсия, стабилизирано от WP/ CDPS композитни наночастици

2.3 Вграждане на ефективността на емулсията за пикиране

Както е показано на фигура 3, ефективността на вграждане на RT в WPR след съхранение в продължение на 35 дни е 65,6%, което показва, че единичният WP като емулгатор също има определен защитен ефект върху RT. Ефективността на вграждането на емулсията на пикиране, стабилизирана от WP/CDPS композитни наночастици на RT, надвишава 85%, което е по -високо от тази на WPR. Когато съотношението WP/CDPS е 4: 1 и 3: 2, ефективността на вграждане на RT след съхранение в продължение на 35 дни е 89,2% и 88,6%, а когато съотношението WP/CDPS е съответно 1: 4 и 2: 3, ефективността на вграждане след съхранение за 35 дни е {19}}. 2% и 87,6%, съответно. В сравнение с други съотношения на WP/CDP, ефективността на вграждане от 1: 1 беше най -високата при 92,9% след съхранение за 35 дни. Zhang Yali et al. [24] използва Zein/хитозан, стабилизирана емулсия на пикиране, за да вгради RT. Експериментът доказа, че стабилността и устойчивото освобождаване на RT в тази емулсионна система са по -добри от тези на RT, вградени в наноемулсия в същото проучване. В този експеримент, когато коефициентът на добавяне на WP/CDP е 1: 1, RT е капсулиран в емулсия на пикиране, който има по -добра активност на почистване на свободни радикали, капацитет за зареждане и стабилност. Може да се счита, че когато коефициентът на добавяне на WP/CDP е 1: 1, той е ефективна система за доставяне на биоактивни съединения.

Фиг. 3 Ефект на времето за съхранение върху ефективността на капсулиране на RT в емулсията

2.4 Стабилност на съхранението на пикиране на емулсии

Фигура 4 показва промените в стабилността на съхранение на WPR и WP/CDPS композитни наночастици, стабилизирани от пикинг емулсии в рамките на 20 дни. Свежите емулсии, стабилизирани с различни наночастици, бяха равномерни и млечно бели. Малко количество воден слой се появи в WPR след 12 часа, което постепенно се увеличава с удължаването на времето за съхранение. Накрая, равновесието е достигнато на 240 часа, а делът на емулсионния слой е 63,8%.

Това се дължи главно на факта, че WP съдържа голямо количество неполярни аминокиселини, което води до агрегиране на WP в емулсията [25]. За композитни наночастици на WP/CDPS, C1W1R показа най-добрата стабилност на съхранението на 480 h, с емулсионен слой пропорция от 95,6%. Това е в съответствие с резултатите от междуфазното напрежение, наблюдавани при пикиране на емулсии. Колкото по -ниско е междуфазното напрежение, толкова по -голяма е повърхностната активност на композитните наночастици. Подобряването на повърхностната активност играе ключова роля за стабилизиране на емулсията. Композитните наночастици ефективно се адсорбират в интерфейса с масло-вода, образувайки защитен слой, намалявайки агрегацията и подобрява стабилността на емулсията на пикиране [26-27]. Когато съдържанието на CDP в композитните наночастици е високо, стабилността на емулсията намалява. На 240 часа емулсионният слой на C3W2R достига стабилно ниво от 72,5%. На 300 часа емулсионният слой на C4W1R достига стабилно ниво от 75,7%. Това се дължи главно на високата хидрофобност на композитните наночастици, съдържащи по -високи CDP. В емулсията има силно електростатично отблъскване и структурната стабилност на композитните наночастици е лоша, което води до нестабилността на емулсията. С течение на времето композитните наночастици се разпадат и потъват под действието на гравитацията. Стабилността на съхранението на C1W4R и C2W3R е по -добра от тази на C4W1R и C3W2R и двете остават в равномерно и стабилно състояние преди 96 h. Те достигат стабилно състояние съответно на 300 h и 252 h, а крайното съотношение на емулсионния слой е около 92,6%. Следователно в C1W1R може да се образува по -стабилна емулсия. Wu Bi et al. [28] приготви нова емулсия на пикиране на базата на нишесте чрез модифициране на нишесте с октал сукцинат нишестена анхидрид за капсулиране на RT. Тази система може да има добър ефект с продължително освобождаване върху RT и може да остане стабилна в продължение на 60 дни при 4 ° C и 25 ° C, с добра центрофугиране и стабилност на разреждането.

Фиг. 4 Изявления (а) и пропорция на емулгиран слой (б) на пикиране на емулсия, стабилизирана от WP/CDPS композитни наночастици на 25 градуса

2.5 Термична стабилност на пикиращата емулсия

Топлинната стабилност на пикиране на емулсии, стабилизирана от WPR и WP/CDPS композитни наночастици, е показана на фигура 5. Първоначалният размер на частиците на WPR е 45,6 µm.
Първоначалният размер на частиците на пикиращата емулсия, стабилизирана от WP/CDPS композитни наночастици, се увеличава леко. C1W1R има най -малкия размер на частиците (53,8 μm). Когато съдържанието на WP или CDP се увеличи, първоначалният размер на частиците на емулсията се увеличава, което може да бъде свързано със съответните им композитни наночастици. По време на процеса на обработка на топлината при различни температури, когато съотношението на масата на WP/CDPS е 1: 1, полизахаридите и протеините са комплекс, за да образуват хибридни частици, а частиците се адресират необратимо върху повърхността на маслена вода, за да образуват силна и подредена интерфейсна структура. WP Взаимодействието между /CDPS образува значително стабилна система. Размерът на частиците на C1W1R променя най -малката с температура, което показва, че има най -добрата термична стабилност. Той показва, че C1W1R композитните частици образуват най -силната структура на опаковане извън маслените капчици. Колкото по -високо съдържание на WP, размерът на частиците на C1W4R и C2W3R също се увеличава с повишаването на температурата. Основната причина може да е, че топлинната обработка причинява денатурация на протеини, излага хидрофобни групи, насърчава агрегацията между наночастиците и индуцира агломерация на капчици. [29]. След топлинната обработка, различните емулсии за пикиране показват различни степени на флокулация, а степента на флокулация се увеличава с повишаването на температурата на нагряване. Сред стабилните емулсии от различни композитни наночастици, C1W1R има най -малката видима промяна и най -добрата термична стабилност.

В съответствие с тези резултати, Lu Siyi et al. [30] използва белтовата емулсия на протеиновата комплекс на пектин-валнут, за да изследва неговата стабилност и установи, че след 14 дни съхранение, размерът на частиците на капсулираната от куркумин пектин-валнус емулсия (D4, 3) имаше леко увеличение без разделяне на фазата. Комплексната емулсия на албурините с капсулиран албум на куркумин показва добра стабилност на лечението с NaCl (до 300 mmol/L) и топлинна обработка (до 90 градуса), което показва, че комплексът е ефективна система за доставка на биоактивни съединения и може да се използва широко във функционални храни.

Фиг. 5 Промяна на размера на частиците на пикиращата емулсия, стабилизирана от WP/ CDPS композитни наночастици

2.6 Стабилност на липидното окисляване на пикиращата емулсия

Основните продукти на окисляването на липидите са един от показателите за определяне на оксидативната стабилност на емулсията [31]. Както е показано на фигура 6, с удължаването на времето за съхранение, POV на пикиране на емулсии, стабилизирани от WP/CDPS композитни наночастици в различни пропорции, постепенно се увеличава, което е причинено от автоокисляването на маслата.
С увеличаването на дела на CDPs, POV на емулсията намалява значително в началото, което показва, че CDPS има ефект на забавяне на окисляването на маслото. Въпреки това, тъй като делът на CDP продължава да се увеличава, POV на емулсията постепенно се увеличава; Когато съотношението WP/CDPS е 1: 1 (C1W1R), производството на POV е най -ниско в емулсиите. Wang Ran [32] използва наночастици от полифеноли на чай, за да стабилизира пикиране на емулсии. Проучването установи, че чайните полифеноли могат значително да намалят POV в емулсията и ефективно да забавят окисляването на маслото, което е в съответствие с приключването на това проучване.

Фиг. 6 POV от пикови емулсии, стабилизирани от различни WP/CDPS композитни наночастици като функция от времето за съхранение до 30 дни

2.7 Микроструктура на пикиращата емулсия

Микроструктурата на пикиращата емулсия, приготвена с WP/CDPs в масово съотношение 1: 1 и разпределението на RT в емулсионната система, се наблюдават чрез CLSM. Фигура 7А е изображение на състоянието на подреждане под едновременно възбуждане при 488 nm и 633 nm, което се показва в жълто (наслагвани цветове на зелено и червено). Наблюдава се мрежовата структура на WP/CDP около увитите капчици с масло, което може да се дължи на силното електростатично взаимодействие между WP/CDP. Фигура 7b показва зелено изображение на WPN, оцветено с лазерно багрило на FITC при 488 nm лазерно възбуждане на дължината на вълната, което показва, че извън капчиците на маслените капчици има WPN слой. Фигура 7в показва червено изображение на RT, оцветено с нил червено под 633 nm лазерно възбуждане.
В изображението на CLSM може да се отбележи, че сферичните капчици от маслено масло от емулсия за пикиране на WP/CDPS са разпръснати. Припокриващите се флуоресцентни микрографии показват, че RT (червената част) е гъсто капсулирана от WP/CDP (зелена част), което показва, че WP/CDP с масово съотношение 1: 1 може да бъде адсорбиран върху интерфейса на маслена вода за ефективно стабилизиране на пикинг емулсията. Yang Tang et al. [15] изследва нов тип ядлив висок вътрешен фазов емулсиращ гел, който е ефективно стабилизиран от уникални полизахаридни-протеинови хибридни наночастици и наблюдава сферична дисперсия, подобна на емулсията в изследването.

Фиг. 7 Конфокални микрографии на пикиране на емулсия, стабилизирани от C1W1 композитни наночастици

3 Заключение

WP/CDPS композитни наночастици са конструирани с помощта на WP и CDP, а пикиращите емулсии се приготвят с тях като стабилизатори, а стабилността им и скоростта на капсулиране на RT бяха допълнително изследвани. Размерът на капчиците на композитни наночастици WP/CDPS е значително по -малък от този на WPN. CDPs промениха повърхността и формата на WP и в комбинация с WP, за да образуват по -компактна структура на композитни наночастици WP/CDPS, което може ефективно да предотврати агрегацията на капчиците и допълнително да засили стабилността. Сред тях, когато съотношението на масата на WP към CDP е 1: 1, средният размер на частиците на пикиращата емулсия е най -малкото (5.927 μm), междуфазното напрежение е най -ниското (11,88 mn/m) и има добра стабилност на съхранението и термична стабилност. След 480 часа съхранение, степента на стратификация на емулсията е 95,6%. По време на топлинната обработка при различни температури размерът на частиците от емулсията C1W1R се промени най -малко с температура. Резултатите от CLSM теста показват, че WP/CDP могат ефективно да капсулират RT. Ефективността на вграждането на RT на пикиращата емулсия, стабилизирана от WP/CDPS композитни наночастици, надвишава 85%, което е по -високо от тази на WPR емулсията. Ефективността на вграждането на RT е била 92,9% след съхранението за 35 дни.

Референции:

[1] Tian BR, Liu J Y. Resveratrol: Преглед на растителни източници, синтез, стабилност, модификация и прилагане на храна [J]. Списание на науката
на храна и селско стопанство, 2020, 100 (4): 1392-1404. Doi: 10.1002/jsfa.10152.
[2] Tian Yanjie, Shi Aimin, Liu Hongzhi и др. Напредъкът на научните изследвания върху биоактивността на ресвератрола и неговата система за доставяне [J]. Наука за храните, 2023, 44 (1): 371-379. Doi: 10.7506/spkx 1002-6630-20220308-104.
[3] Xie ZF, Chen X. Здравословни ползи и ядливи системи за доставка OFRESVERATROL: Преглед [J]. Food Reviews International, 2023, 39 (7): 3879-3905. Doi: 10.1080/87559129.2021.2013873. [4] Kumar S, Chang YC, Lai KH, et al. Ресвератрол, молекула с противовъзпалителни и антиракови дейности: естествен продукт към химическия синтез [J]. Текуща лекарствена химия, 2021, 28 (19): 3773-3786. Doi: 10.2174/0929867327999200918100746. [5] Huang XL, Liu Y, Zou Y, et al. Капсулиране на ресвератрол в наночастиците на Zein/Pectin Core-Shell: стабилност, био-аксесоари и антиоксидантна способност след симулирана стомашно-чревна дигара [J]. Хранителни хидроколоиди, 2019, 93: 261-269. Doi: 10.1016/j.foodhyd.2019.02.039.
[6] Meng Lingli, Zhang Han, Hou Huijing и др. Ефект на овалбумин-галинова киселина-декстран кополимерон стабилността и антиоксидантната активност на ресвератрол [J]. Наука за храните, 2022, 43 (16): 135-144. Doi: 10.7506/spkx 1002-6630-20220320-235.
[7] Chen FP, Li BS, Tang C H. Комплекс на нано между куркумин и изолат на соевия протеин: Влияние върху стабилността на куркумин/био -активността и усвояемостта на протеина in vitro [J]. Списание за селскостопанска и хранителна химия, 2015, 63 (13): 3559-3569. Doi: 10.1021/acs.jafc.5b00448.

[8] Qin WL, Tang ST, Chen CW и др. Приготвяне и характеристика на емулсията за етерично масло за етерично масло от канела, стабилизирана от Zein/карбоксилирани целулозни нанокристали, композитни наночастици [J]. Хранителни хидроколоиди, 2024, 147: 109321. Doi: 10.1016/j.foodhyd.2023.109321.