叶黄素(lutein)属于类胡萝卜素色素之一,高压广泛存在于蔬菜、微射花卉、流制水果等植物中。备叶研究发现,黄素叶黄素具有抗氧化、纳米保护视力等功能作用,乳液但叶黄素属于脂溶性色素,及稳不溶于水,定性易氧化,研究因此在食品工业中的高压应用受到了很大的限制。纳米乳液是微射一种液相以液滴形式分散于第二相的胶体分散体系,具有抗沉降和乳析的流制动力学稳定特性,将叶黄素制备为纳米乳液,备叶可增加其水溶解性和防止氧化;高压微射流是黄素采用100MPa以上的压力对乳液进行乳化均质的一种手段,近年来,在姜黄素、紫苏油等纳米乳液的制备上得到应用,但采用高压微射流制备叶黄素纳米乳液,目前还少见报道。因此,本文以叶黄素为主要原料,通过添加卵磷脂,采用高压微射流制备叶黄素纳米乳液,通过正交试验探讨压力、叶黄素用量、卵磷脂用量对纳米乳平均粒径的影响,为制备叶黄素油纳米乳液提供理论指导。
1材料和方法
1.1材料
1.1.1原料和试剂
叶黄素,分析纯,郑州正用化学试剂有限公司;大豆卵磷脂,分析纯,上海国药集团。
1.1.2仪器与设备
XHF-D高速分散机,宁波新芝生生物科技股份有限公司;Bench-top高压纳米均质机,英国SFP公司制造;HC-3618R高速冷冻离心机,安徽中科中佳科学仪器有限公司;纳米粒度和zeta电位及分子量分析仪,英国Malern仪器公司。
1.2实验方法
1.2.1叶黄素纳米乳液制备
在室温条件,将水、叶黄素和大豆卵磷脂混合,采用磁力搅拌器1000r/min下混合均匀,然后采用10000r/min的高速分散机分散,再通过高压纳米均质仪处理2次,即得叶黄素纳米乳液。
1.2.2叶黄素纳米乳液制备的单因素实验
以平均粒径为指标,分别研究高压微射流压力(100MPa、120MPa、140MPa、160MPa、180MPa)、叶黄素用量(2%、4%、6%、8%、10%)、大豆卵磷脂用量(1%、2%、3%、4%、5%)对纳米乳液平均粒径的影响。
1.2.3正交实验优化
在单因素实验的基础上,以纳米乳液的平均粒径为指标,采用L9(3)4正交实验表进行实验设计。实验的因素与水平见表1。
1.2.4叶黄素纳米乳液离心稳定性测定
取30mL的叶黄素纳米乳液加入到50mL离心管中,加盖密封,室温10000r/min离心不同时间,测定其粒径和Zeta电位。
1.2.5叶黄素纳米乳液稳定性研究
取10mL叶黄素纳米乳液避光放在25℃条件下储存15d,每隔3d测定其粒径和Zeta电位。
1.2.6叶黄素纳米乳液的粒径和Zeta电位分析
将叶黄素纳米乳液采用激光纳米粒度仪测定粒径和Zeta电位。
1.2.7数据处理
数值以“均值±标准偏差”表示,样品之间的差异性通过t检验比较(P<0.05)。
2结果与分析
2.1高压微射流压力对叶黄素纳米乳液粒径的影响
不同高压微射流压力对叶黄素纳米乳液粒径的影响见图1。
从图1可见,随着压力的增加,纳米乳液粒径减小,但压力达到160MPa后,压力增加后粒径变化差异不显著(P>0.05),高压可将纳米乳液液滴破碎,增加比表面积,但当压力超过160MPa后,表面积增加更多,表面活性剂不足以覆盖颗粒表面,导致表面颗粒之间的聚集作用增加,聚集作用和破碎作用达到平衡。因此,选择适宜的均质压力为160MPa。
2.2叶黄素用量对纳米乳液粒径的影响
不同叶黄素用量对叶黄素纳米乳液粒径的影响见图2。
由图可见,在叶黄素用量达到8%之间,叶黄素用量对纳米乳液粒径的影响不显著(P>0.05),但达到8%后,继续增加用量,粒径增加显著(P<0.05),这是由于叶黄素用量超过8%后,乳化剂不足以覆盖颗粒表面,颗粒发生聚集。因此,选择大豆卵磷脂适宜的用量为8%。
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