pH值偏移大豆油体-姜黄素复合乳液的物理特性及稳定性_康梦雪.pdf

食品化学 食品科学 2023,Vol.44,No.04 1pH值偏移大豆油体-姜黄素复合乳液的 物理特性及稳定性康梦雪，孙禹凡，宋晗钰，钟明明，王 帅，齐宝坤*（东北农业大学食品学院，黑龙江 哈尔滨 150030）摘 要：以大豆油体为原料，利用油体天然水包油结构，借助pH值偏移法将姜黄素负载到油体油相内核中，制备姜黄素递送体系。通过乳液包封率、粒径、Zeta电位、显微结构等研究其包封特征，通过内源荧光光谱、十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳分析其结构变化，探讨其贮藏稳定性、pH值稳定性及氧化稳定性。结果表明：大豆油体借助pH值偏移可成功包封姜黄素，pH值偏移为1.0时，大豆油体对姜黄素的包封效果最佳，乳液包封率为65.55%；脂滴形状规则、大小均匀，平均粒径为590.5 nm；氧化稳定性良好，但贮藏稳定性、pH值稳定性较差；蛋白质结构与未处理油体相比，未发生明显改变。本研究为天然油体运载姜黄素等亲脂性多酚物质提供一定参考。关键词：油体；姜黄素；pH值偏移；稳定性Physical Characteristics and Stability of pH-Shifted Soybean Oil Body-Curcumin Composite EmulsionKANG Mengxue,SUN Yufan,SONG Hanyu,ZHONG Mingming,WANG Shuai,QI Baokun*(School of Food Science,Northeast Agricultural University,Harbin 150030,China)Abstract:A curcumin delivery system was prepared by using the pH-shift method to load curcumin into the oil phase core of soybean oil body,which has a natural oil-in-water structure.The encapsulation characteristics of the emulsion were studied in terms of its encapsulation efficiency,particle size,zeta potential,and microstructure.The structural changes were analyzed by endogenous fluorescence spectroscopy and sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis(SDS-PAGE),and the storage stability,pH stability and oxidation stability were evaluated.The results showed that curcumin was successfully encapsulated with soybean oil body by the pH-shift method.At pH 1.0,the highest encapsulation efficiency of 65.55%was observed,and the lipid droplets were regular in shape and uniform in size,with an average particle size of 590.5 nm.The oxidative stability was good,but the storage stability and pH stability were poor.Protein structure was not changed significantly compared to untreated oil body.This study may provide a reference for future research on natural oil body to carry lipophilic polyphenols such as curcumin.Keywords:oil body;curcumin;pH-shift;stabilityDOI:10.7506/spkx1002-6630-20220430-401中图分类号：TS214.2 文献标志码：A 文章编号：1002-6630（2023）04-0001-08引文格式：康梦雪,孙禹凡,宋晗钰,等.pH值偏移大豆油体-姜黄素复合乳液的物理特性及稳定性J.食品科学,2023,44(4):1-8.DOI:10.7506/spkx1002-6630-20220430-401.http:/KANG Mengxue,SUN Yufan,SONG Hanyu,et al.Physical characteristics and stability of pH-shifted soybean oil body-curcumin composite emulsionJ.Food Science,2023,44(4):1-8.(in Chinese with English abstract)DOI:10.7506/spkx1002-6630-20220430-401.http:/收稿日期：2022-04-30基金项目：国家自然科学基金面上项目（32172141）第一作者简介：康梦雪（1998）（ORCID:0000-0003-1673-5012），女，硕士研究生，研究方向为粮食、油脂及植物蛋白工程。E-mail:KangM*通信作者简介：齐宝坤（1986）（ORCID:0000-0001-6937-8763），男，副教授，博士，研究方向为粮食、油脂及植物蛋白工程。E-mail:2 2023,Vol.44,No.04 食品科学 食品化学姜黄素是一种存在于姜黄根茎中的低分子质量亲脂性多酚化合物1。姜黄隶属于姜科，被东南亚等地用作香料、调味剂、着色剂、防腐剂和传统药物。姜黄素是姜黄中最具生物活性的成分，具有抗炎、抗氧化、抗菌、抗糖尿病、抗肿瘤和抗癌等活性；但其水溶性差、化学不稳定、光降解、代谢降解率较高、生物利用度较低等缺点阻碍着姜黄素在食品中的应用2。近年来，研究人员通过包埋，利用乳液、凝胶、脂质体、纳米晶体等递送体系稳定姜黄素，提高其生物利用度3。油体是植物种子细胞中贮存脂质的细胞器，是具有内核为三酰甘油、被单层磷脂和蛋白质包裹、直径为0.52 m的球形结构，蛋白质、磷脂和油脂含量分别为0.59%3.46%、0.59%1.57%和94.28%98.17%4。由于其天然单层磷脂-蛋白膜结构，油体能均匀分散在水中，形成天然水包油乳液且具有良好稳定性5。同时，油体的疏水内核可用于溶解油溶性维生素、多酚等非极性生物活性物质，为油体作为天然运载体提供了可能，但由于其稳定的结构较难封装疏水性营养成分，使得该特性并未得到充分利用6。近年来，研究人员试图利用油体作为载体，通过加热法、pH值驱动法、油溶乳化等方法包埋营养成分进行应用6-7，但由于营养成分的不稳定性，探究如何将活性物质装载到油体中仍具有重要意义。pH值偏移法是一种有效改变蛋白质结构和功能的方法8。其通过将蛋白质等置于碱性或酸性环境，导致蛋白质构象发生变化，然后调整到中性环境，使蛋白质分子发生完全或部分展开和重新折叠9。蒋将10和Kuwajima11发现极端pH值偏移处理有效诱导了大豆蛋白熔球态，即一种处于变性与未变性之间的稳定态，具有与未变性蛋白相似的二级结构，但三级结构松散。Wang Yuying等12研究了pH值偏移处理过程中大豆蛋白的去折叠-重折叠过程，并成功制备姜黄素大豆蛋白纳米颗粒。本研究以大豆为原料，采用湿法磨浆的方式从原料中分离富集油体，试图通过pH值偏移法使油体蛋白处于熔球态，制备姜黄素油体乳液，并探究不同pH值偏移法制备姜黄素油体乳液的包封率、粒子特性、显微结构、蛋白质结构及稳定性，从而考察油体对亲脂性多酚的包埋效果，为油体应用提供一种新途径。1 材料与方法1.1 材料与试剂大豆（东农52号）东北农业大学大豆研究所；姜黄素 上海源叶生物科技有限公司；尼罗红、尼罗蓝 美国Sigma公司；其他化学试剂均为分析纯。1.2 仪器与设备GL-21M高速冷冻离心机 湖南湘仪离心机仪器有限公司；HK-02万能粉碎机 广州鸿兴机械有限公司；JY92-IIN超声波细胞破碎仪 宁波新芝生物科技股份有限公司；F-4500型荧光分光光度计 日本Hitachi公司；Zetasizer Nano ZS9型粒度及电位分析仪 英国马尔文仪器有限公司；UV-6100紫外-可见分光光度计 日本岛津公司；PHSJ-4A型实验室pH计 上海仪电科学仪器股份有限公司；AUY120分析天平（0.000 1 g）北京赛多利斯仪器系统有限公司。1.3 方法1.3.1 油体的提取参照Tzen13和李杨14等的方法，并稍作修改。清洗大豆，在46 下与蒸馏水以1 5（g/mL）的比例浸泡1820 h，用组织捣碎机以18 000 r/min磨浆5 min，用4 层脱脂纱布过滤，除去豆渣、收集滤液。向滤液中加入20%蔗糖溶液，冰水浴搅拌15 min，并用2 mol/L NaOH溶液将pH值调节至11.0，转移至离心桶内，4、15 000 r/min离心30 min，收集上层乳状物，并重复此步骤2 次，获得大豆油体富集物。用去离子水清洗大豆油体富集物即得大豆油体，置于4 冰箱中保存备用。1.3.2 姜黄素-油体的制备取适量姜黄素粉末分散于去离子水中，置于搅拌器上搅拌至分散均匀。用去离子水将油体稀释，并用2 mol/L NaOH溶液将pH值调至11.0，搅拌均匀，分别用4 mol/L HCl溶液将pH值调至6.0、5.0、4.0、3.0、2.0、1.0。加入姜黄素分散液，充分搅拌混合、超声（100 W，4 min）使其接触均匀。用4 mol/L NaOH溶液将各样品pH值调至中性，加去离子水至乳液中油体含量为10%、姜黄素质量浓度为2.4 mg/10 mL，并结合超声（150 W，8 min）促使其作用均匀。4、2 000 r/min离心2 min去除未包封姜黄素，透析2 d（截留分子质量8 000 Da）去除乳液中盐离子。1.3.3 包封率的测定参考Zheng Bingjing等15的方法，并稍作改动。取1 mL乳液与9 mL二甲基亚砜混合，3 000 r/min离心10 min，离心后收集有机层，重复萃取2 次合并萃取液。将萃取液稀释至适宜浓度，420 nm处测定其吸光度，根据标准曲线y0.135 4x0.049 8，相关系数（R2）0.999 1，计算姜黄素含量。按式（1）计算包封率：包封率/%=100CICE（1）式中：CE为乳液中姜黄素的添加质量浓度/（mg/mL）；CI为样品中测定的姜黄素质量浓度/（mg/mL）。1.3.4 粒径、Zeta电位和多相分散指数的测定将油体乳液均匀分散于磷酸盐缓冲液（phosphate buffered saline，PBS）中，利用Zetasizer Nano ZS90型粒度与电位分析仪于25 下测定0.05%油体乳液Zeta电位、食品化学 食品科学 2023,Vol.44,No.04 3平均粒径和多相分散指数（polydispersity index，PDI），分散相和连续相的折射率分为1.456和1.330。1.3.5 超高分辨显微镜观察参考Sun Yufan等16的方法，并稍作改动。将制备好的样品用PBS（pH 7.4，10 mmol/L）稀释15 倍，将尼罗蓝、尼罗红溶于异丙醇中，制成1.0%尼罗蓝染液和0.1%尼罗红染液。向1 mL样品中分别加入50 L尼罗蓝染液、50 L尼罗红染液，混合均匀，各避光