Pikeringa emulsijas, kas stabilizēta ar valriekstu olbaltumvielu/ cistanche Deserticola polisaharīdu kompozītmateriālu nanodaļiņām, sagatavošana un stabilitāte, ko stabilizē valriekstu olbaltumvielu/ cistanche Deserticola polisaharīdu polisaharīdu kompozītu nanodaļiņas

2 Rezultāti un analīze

2.1 WP/CDPS kompozītu nanodaļiņu raksturojums

1.a attēlā parādīts WPN un visu WP/CDP kompozītmateriālu nanodaļiņu vidējais daļiņu izmērs. Visu nanodaļiņu PDI ir zemāks par 0. 2, norādot, ka nanodaļiņas ir vienmērīgi sadalītas [21]. 1.b attēlā parādīts WP/CDP kompozītmateriālu nanodaļiņu un WPN pilienu lieluma sadalījums. Visām nanodaļiņām ir neimodāls sadalījums. WPN pilienu lielums ir aptuveni 17,20 μm, un WP/CDP kompozītmateriālu nanodaļiņu pilienu lielums ir ievērojami mazāks nekā WPN, norādot, ka CDPS maina WP virsmu un formu, starp kurām C4W1 ir lielākais pilienu lielums (8,891 μm). C1W4, C3W2 un C2W3 izmēri ir attiecīgi 7,063, 7. 868 un 8,631 μm. WP/CDPS kompozītmateriālu nanodaļiņām, kas veidojas, apvienojot CDP un WP, ir kompaktāka struktūra. Polisaharīdi un olbaltumvielas ir sarežģīti, veidojot hibrīdas daļiņas. Daļiņas var neatgriezeniski adsorbēt uz eļļas ūdens virsmas, veidojot spēcīgu un sakārtotu saskarnes struktūru. Polisaharīdi un olbaltumvielas ir sarežģīti. Mijiedarbība starp daļiņām, starp emulģiem eļļas pilieniem un starp emulģiem eļļas pilieniem un daļiņām var ievērojami stabilizēt sistēmu [22].

Kad WP saturs ir lielāks par CDP (C1W4, C2W3) vai mazāks par CDP (C3W2, C4W1), WP/CDP pilienu lielums parāda pieaugošu tendenci, samazinoties WP. C1W1 nanodaļiņu pilienu lielums ir mazākais pie 5,927 μm, kas ir ievērojami mazāks nekā citas WP/CDPS kompozītu nanodaļiņas. WP un CDPS daļiņas veido labāko kombināciju, lai aptvertu pilienu virsmu, un veido stabilu struktūru ap pilienu, kas var efektīvi novērst pilienu agregāciju un vēl vairāk uzlabot stabilitāti. Tāpēc WP/CDP kompozītmateriālu nanodaļiņu optimālā masas attiecība ir 1: 1.
Dažādu nanodaļiņu dispersiju zeta potenciāls ir parādīts 1.c attēlā. WPN balstiekārta parāda pozitīvu lādiņu, savukārt CDP suspensija parāda negatīvu lādiņu. Tas norāda, ka WP un CDP veido WP/CDPS serdes čaumalas kompozītmateriālu nanodaļiņas galvenokārt ar elektrostatisko mijiedarbību. Palielinoties CDP attiecībai, WP/CDPS komplekss
Kombinēto nanodaļiņu zeta potenciāls pakāpeniski samazinājās no -22 mv līdz -37 mv.
Zemais CDP iekļaušanas daudzums var neitralizēt pozitīvos lādiņus uz WP un vājināt daļiņu elektrostatisko atgrūšanu. Palielinoties CDPS saturam, samazinās WP/CDP kompozītmateriālu nanodaļiņu Zeta potenciāls, kas var nodrošināt pietiekamu elektrostatisko atgrūšanos starp daļiņām, lai novērstu to agregāciju.

Cistanche augu ekstrakts ar augstu aktīvo sastāvdaļu

2.2 Pikeringa emulsijas saskarnes spriedze

Saskarnes spriedzei kā virsmas īpašību indikatoram ir izšķiroša loma emulsiju īpašībās [23]. 2. attēlā parādītas interfeisa spriedzes izmaiņas ar laiku dažādām pikeringa emulsijām. Laika gaitā visu Pickering emulsiju saskarnes spriedze pakāpeniski samazinājās un pēc tam stabilizējās. Salīdzinot saskarnes spriedzi stabilos apstākļos, šo pikeringa emulsiju saskarnes spriegums parādīja tendenci vispirms samazināties un pēc tam palielinoties, palielinoties WP satura palielināšanai kompozītmateriālu nanodaļiņās.
C1W1R ir zemākā saskarnes spriegums un augstākā virsmas aktivitāte. Augstāka virsmas aktivitāte uzlabo interfeisa adsorbcijas efektivitāti, kā rezultātā rodas zemākais saskarnes spriegojums ar adsorbcijas līdzsvaru (11,88 mn/m). Rezumējot, saskaņā ar atbilstošām WP/CDPS masas attiecību var veidot WP/CDPS kompozītu nanodaļiņas ar zemu interfeisu spriegojumu. Šī tendence saskan ar Zeīna/karboksilēto celulozes kompozītmateriālu nanodaļiņu starpsekas sprieguma rezultātiem, ko veic Qin Weili et al. [8]. Zeīna/karboksilētās celulozes nanokristāla kompozītmateriālu nanodaļiņas stabilizēja zeīna zeīna emulsijas ar lielāku olbaltumvielu vai karboksilēto celulozes nanokristālu saturu bija lielāks saskarnes spriegojums, kas norāda uz to nanodaļiņu zemāku adsorbcijas efektivitāti.

2. attēls

2.3 Pikeringa emulsijas iegulšanas efektivitāte

Kā parādīts 3. attēlā, RT iegulšanas efektivitāte WPR pēc uzglabāšanas 35 dienas bija 65,6%, kas norāda, ka vienam WP kā emulgatoram ir arī noteikta aizsargājoša iedarbība uz RT. Pikeringa emulsijas iegulšanas efektivitāte, ko stabilizēja WP/CDPS kompozītu nanodaļiņas uz RT, pārsniedza 85%, kas bija augstāks nekā WPR. Kad WP/CDPS attiecība bija 4: 1 un 3: 2, RT iegulšanas efektivitāte pēc uzglabāšanas 35 dienas bija 89,2% un 88,6%, un, kad WP/CDPS attiecība bija 1: 4 un 2: 3, iegulšanas efektivitāte pēc 35 dienām bija 86. 2% un 87,6%. Salīdzinot ar citām WP/CDPS attiecībām, iegulšanas efektivitāte 1: 1 bija visaugstākā - 92,9% pēc uzglabāšanas 35 dienas. Zhang Yali et al. [24] izmantoja Zein/hitozāna daļiņu stabilizētu Pikeringa emulsiju, lai iegultu RT. Eksperiments pierādīja, ka RT stabilitāte un ilgstoša izdalīšanās šajā emulsijas sistēmā bija labāka nekā RT, kas tajā pašā pētījumā iestrādāta nanoemulsijā. Šajā eksperimentā, kad WP/CDP pievienošanas attiecība bija 1: 1, RT tika iekapsulēta Pikeringa emulsijā, kurai bija labāka brīvo radikāļu samazināšanas aktivitāte, iekraušanas spēja un stabilitāte. Var uzskatīt, ka tad, kad WP/CDP pievienošanas attiecība bija 1: 1, tā bija efektīva bioaktīvo savienojumu piegādes sistēma.

3. attēls

2.4 Pikeringa emulsiju uzglabāšanas stabilitāte

4. attēlā parādītas izmaiņas WPR un WP/CDP kompozītmateriālu nanodaļiņu stabilizētu pikeringa emulsiju uzglabāšanas stabilitātē 20 dienu laikā. Svaigas emulsijas, kas stabilizētas ar dažādām nanodaļiņām, bija vienveidīgas un piena baltas. Pēc 12 stundām WPR parādījās neliels ūdens slānis, kas pakāpeniski palielinājās, pagarinot uzglabāšanas laiku. Visbeidzot, līdzsvars tika sasniegts ar 240 stundām, un emulsijas slāņa īpatsvars bija 63,8%.

Tas galvenokārt ir saistīts ar faktu, ka WP satur lielu daudzumu nepolāro aminoskābju, kas izraisa WP emulsiju [25]. WP/CDP kompozītmateriālu nanodaļiņu stabilizētām emulsijām C1W1R parādīja labāko uzglabāšanas stabilitāti 480 h ar emulsijas slāņa proporciju 95,6%. Tas saskan ar interfeisa spriedzes rezultātiem, kas novēroti Pickering emulsijās. Jo zemāks saskarnes spriegums, jo lielāka ir salikto nanodaļiņu virsmas aktivitāte. Virsmas aktivitātes uzlabošanai ir galvenā loma emulsijas stabilizēšanā. Saliktās nanodaļiņas tiek efektīvi adsorbētas eļļas un ūdens saskarnē, veidojot aizsargājošu slāni, samazinot agregāciju un uzlabojot Pickering emulsijas stabilitāti [26-27]. Kad CDPS saturs saliktajā nanodaļiņās ir augsts, emulsijas stabilitāte samazinās. Pēc 240 stundām C3W2R emulsijas slānis sasniedza stabilu līmeni 72,5%. Pēc 300 stundām C4W1R emulsijas slānis sasniedza stabilu līmeni 75,7%. Tas galvenokārt ir saistīts ar kompozītmateriālu nanodaļiņu augsto hidrofobitāti, kas satur augstāku CDP. Emulsijā ir spēcīga elektrostatiskā atgrūšanās, un kompozītmateriālu nanodaļiņu strukturālā stabilitāte ir slikta, kā rezultātā tiek iegūta emulsija. Laikam ejot, saliktās nanodaļiņas flokulē un nogrimst gravitācijas iedarbībā. C1W4R un C2W3R uzglabāšanas stabilitāte ir labāka nekā C4W1R un C3W2R, un abi paliek formas tērpā un stabilā stāvoklī pirms 96 stundām. Viņi sasniedz stabilu stāvokli attiecīgi 300 stundu un 252 h, un galīgā emulsijas slāņa attiecība ir aptuveni 92,6%. Tāpēc C1W1R var veidoties stabilāka emulsija. Wu Bi et al. [28] sagatavoja jaunu uz cieti balstītu pickering emulsiju, modificējot cieti ar oktenila sukcinātu cietes anhidrīdu RT iekapsulēšanai. Šai sistēmai var būt laba ilgstoša darbības ietekme uz RT un 60 dienas var palikt stabila 4 ° C un 25 ° C temperatūrā ar labu centrifugēšanas un atšķaidīšanas stabilitāti.

4. attēls

2.5. Pikeringa emulsijas termiskā stabilitāte

Pikeringa emulsiju termiskā stabilitāte, ko stabilizē WPR un WP/CDPS kompozītu nanodaļiņas, parādīta 5. attēlā. WPR sākotnējais daļiņu lielums ir 45,6 μm.
Pikeringa emulsijas sākotnējais daļiņu lielums, kas stabilizēts ar WP/CDPS kompozītmateriālu nanodaļiņām, nedaudz palielinājās. C1W1R ir mazākais daļiņu izmērs (53,8 μm). Kad palielinās WP vai CDPS saturs, palielinās emulsijas sākotnējais daļiņu lielums, kas var būt saistīts ar to atbilstošajām saliktajām nanodaļiņām. Siltuma apstrādes procesa laikā dažādās temperatūrās, kad WP/CDPS masas attiecība ir 1: 1, polisaharīdi un olbaltumvielu komplekss, veidojot hibrīdas daļiņas, un daļiņas ir neatgriezeniski adsorbētas uz eļļas ūdens virsmas, veidojot spēcīgu un sakārtotu saskarnes struktūru. WP Mijiedarbība starp /cdPS veido ievērojami stabilu sistēmu. C1W1R daļiņu lielums maina vismazāko ar temperatūru, norādot, ka tai ir vislabākā termiskā stabilitāte. Tas parāda, ka C1W1R kompozītu daļiņas veido spēcīgāko iesaiņošanas struktūru ārpus eļļas pilieniem. Jo augstāks WP saturs, C1W4R un C2W3R daļiņu lielums palielinās, palielinoties temperatūrai. Galvenais iemesls var būt tas, ka siltuma apstrāde izraisa olbaltumvielu denaturāciju, pakļauj hidrofobiskas grupas, veicina agregāciju starp nanodaļiņām un izraisa pilienu aglomerāciju. [29]. Pēc termiskās apstrādes dažādas pickering emulsijas uzrāda atšķirīgu flokulācijas pakāpi, un flokulācijas pakāpe palielinās, paaugstinoties sildīšanas temperatūrai. Starp dažādu kompozītu nanodaļiņu stabilām emulsijām C1W1R ir vismazākās acīmredzamās izmaiņas un labākā termiskā stabilitāte.

Saskaņā ar šiem rezultātiem Lu Siyi et al. [30] izmantoja pektīna-balnu riekstu olbaltumvielu kompleksa emulsiju, lai izpētītu tā stabilitāti, un atklāja, ka pēc 14 dienu ilgas uzglabāšanas kurkumīna-iekapsulētā pektīna-karuļu olbaltumvielu kompleksa emulsijas (D4, 3) daļiņu lielums Bija neliels pieaugums bez fāzes atdalīšanas. Kurkumīnu iekapsulētais valriekstu albumīna kompleksa emulsija parādīja labu stabilitāti NaCl ārstēšanai (līdz 300 mmol/L) un termiskās apstrādes (līdz 90 grādiem), norādot, ka komplekss tā ir efektīva bioaktīvu savienojumu piegādes sistēma un to var plaši izmantot funkcionālā pārtikas produktos.

5. attēls. Pikeringa emulsijas daļiņu lieluma maiņa, kas stabilizēta ar WP/ CDPS kompozītmateriālu nanodaļiņām

2.6 Pikeringa emulsijas lipīdu oksidācijas stabilitāte

Primārie lipīdu oksidācijas produkti ir viens no rādītājiem emulsijas oksidatīvās stabilitātes noteikšanai [31]. Kā parādīts 6. attēlā, ar pagarinājumu uzglabāšanas laiku Pikeringa emulsiju POV stabilizēja ar WP/CDPS kompozītu nanodaļiņām dažādās proporcijās, ko pakāpeniski palielinājās, ko izraisīja eļļu automātiskā oksidācija.
Palielinoties CDP proporcijai, emulsijas POV sākumā ievērojami samazinās, norādot, ka CDPS kavē eļļas oksidāciju. Tomēr, tā kā CDP īpatsvars turpina palielināties, emulsijas POV pakāpeniski palielinās; Kad WP/CDPS attiecība ir 1: 1 (C1W1R), POV ražošana ir zemākā emulsijās. Vangs skrēja [32], lai stabilizētu pikeringa emulsiju stabilizēšanu, tika izmantoti tējas polifenoli-cieti nanodaļiņas. Pētījumā atklājās, ka tējas polifenoli var ievērojami samazināt POV emulsijā un efektīvi aizkavēt eļļas oksidāciju, kas atbilst šī pētījuma noslēgumam.

6. attēls.

2.7 Pikeringa emulsijas mikrostruktūra

CLSM tika novērota pikeringa emulsijas mikrostruktūra, kas sagatavota ar WP/CDP ar masas proporciju 1: 1 un RT sadalījums emulsijas sistēmā. 7.a attēls ir sakraujoša stāvokļa attēls vienlaicīga ierosināšanā pie 488 nm un 633 nm, kas tiek parādīts dzeltenā krāsā (zaļā un sarkanā krāsā uzliktajā krāsā). Tiek novērota WP/CDP tīkla struktūra ap iesaiņotajām eļļas pilieniem, kas var būt saistīta ar spēcīgu elektrostatisko mijiedarbību starp WP/CDP. 7.b attēlā parādīts zaļš WPN attēls, kas iekrāsots ar FITC olbaltumvielu krāsu ar 488 nm viļņa garuma lāzera ierosmi, norādot, ka ārpus eļļas pilieniem ir WPN iesaiņojuma slānis. 7.c attēlā parādīts sarkanais RT attēls, kas iekrāsots ar Nīlu sarkanu zem 633 nm lāzera ierosmes.
CLSM attēlā var novērot, ka WP/CDP Pickering emulsijas sfēriskās eļļas pilieni ir izkliedēti. Fluorescences mikrogrāfiju pārklāšanās parāda, ka RT (sarkanā daļa) ir blīvi iekapsulēts ar WP/CDP (zaļā daļa), norādot, ka WP/CDP ar masas attiecību 1: 1 var adsorbēt uz eļļas un ūdens saskarnes, lai efektīvi stabilizētu pikeringa emulsiju. Yang Tang et al. [15] izpētīja jauna veida ēdamās augstas iekšējās fāzes emulsijas gēlu, ko efektīvi stabilizēja unikālas polisaharīdu-olbaltumvielu hibrīdu nanodaļiņas, un novēroja sfērisku izkliedi, kas līdzīga emulsijai pētījumā.

7. attēls

3 Secinājums

WP/CDPS kompozītmateriālu nanodaļiņas tika konstruētas, izmantojot WP un CDP, un ar tām tika sagatavotas pickering emulsijas kā stabilizatori, un to stabilitātes un RT iekapsulēšanas ātrums tika tālāk izpētīts. WP/CDP kompozītmateriālu nanodaļiņu pilienu lielums bija ievērojami mazāks nekā WPN. CDP mainīja WP virsmu un formu un apvienojumā ar WP, lai veidotu kompaktu WP/CDP kompozītmateriālu nanodaļiņu struktūru, kas var efektīvi novērst pilienu agregāciju un vēl vairāk uzlabot stabilitāti. Starp tiem, kad masas attiecība pret WP pret CDP bija 1: 1, pikeringa emulsijas vidējais daļiņu lielums bija mazākais (5,927 μm), saskarnes spriegums bija zemākais (11,88 mn/m), un tam bija laba uzglabāšanas stabilitāte un siltuma stabilitāte. Pēc 480 h glabāšanas emulsijas noslāņošanās līmenis bija 95,6%. Siltuma apstrādes laikā dažādās temperatūrās C1W1R emulsijas daļiņu lielums mainījās vismazāk ar temperatūru. CLSM testa rezultāti parāda, ka WP/CDP var efektīvi iekapsulēt RT. RT iegulšanas efektivitāte, kas saistīta ar Pikeringa emulsijas efektivitāti, kas stabilizēta ar WP/CDPS kompozītmateriālu nanodaļiņām, pārsniedza 85%, kas bija augstāks nekā WPR emulsija. RT iegulšanas efektivitāte bija pat 92,9% pēc uzglabāšanas 35 dienas.

Atsauces:

[1] Tian BR, Liu J Y. Resveratrol: Augu avotu, sintēzes, stabilitātes, modifikācijas un pārtikas pielietošanas pārskats [J]. Zinātnes žurnāls
Pārtikas un lauksaimniecības, 2020., 100 (4): 1392-1404. Doi: 10.1002/jsfa.10152.
[2] Tian Yanjie, Shi Aimin, Liu Hongzhi, et al. Resveratrola un tā piegādes sistēmas bioaktivitātes progress [J]. Pārtikas zinātne, 2023, 44 (1): 371-379. Doi: 10.7506/spkx 1002-6630-20220308-104.
[3] Xie ZF, Chen X. Veselīgas priekšrocības un ēdamās piegādes sistēmas ofre-veratrol: pārskats [J]. Food Reviews International, 2023, 39 (7): 3879-3905. Doi: 10.1080/87559129.2021.2013873. [4] Kumar S, Chang YC, Lai KH, et al. Resveratrols, molekula ar pretiekaisuma un pretvēža darbībām: dabisks produkts uz ķīmisko sintēzi [J]. Pašreizējā medicīniskā ķīmija, 2021, 28 (19): 3773-3786. Doi: 10.2174/092986732799200918100746. [5] Huang XL, Liu Y, Zou Y, et al. Resveratrola iekapsulēšana zeīnā/pektīna kodola čaumalas nanodaļiņās: stabilitāte, bioaktivitāte un antioksidantu spēja pēc imitētas kuņģa-zarnu trakta novērtējuma [J]. Pārtikas hidrokoloīdi, 2019, 93: 261-269. Doi: 10.1016/j.foodhyd.2019.02.039.
[6] Meng Lingli, Zhang Han, Hou Huijing, et al. Ovalbumīna-garā skābes-dextran kopolimerona ietekme Resveratrola stabilitāte un antioksidantu aktivitāte [J]. Pārtikas zinātne, 2022, 43 (16): 135-144. Doi: 10.7506/spkx 1002-6630-20220320-235.
[7] Chen FP, Li BS, Tang C H. Nano komplekss starp kurkumīna un sojas olbaltumvielu izolātu: ietekme uz kurkumīna stabilitāti/bioloģisko pieejamību un in vitro olbaltumvielu sagremojamība [J]. Lauksaimniecības un pārtikas ķīmijas žurnāls, 2015, 63 (13): 3559-3569. Doi: 10.1021/acs.jafc.5b00448.

[8] Qin WL, Tang ST, Chen CW, et al. Cinnamon ēteriskās eļļas pickering emulsijas sagatavošana un raksturojums, kas stabilizēts ar zein/karboksilētām celulozes nanokristālu kompozītmateriālu nanodaļiņām [J]. Pārtikas hidrokoloīdi, 2024, 147: 109321. Doi: 10.1016/j.foodhyd.2023.109321.