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维生素 D?因对热、湿、氧化和 pH 敏感,在食品基质中稳定性差。研究人员合成经聚乙烯醇(PVA)和 D-α- 生育酚琥珀酸酯改性的碳酸钙基载体(D?/X/CaCO?)负载维生素 D?,其具良好稳定性、负载效率和长货架期,为维生素 D?稳定性研究提供动力学思路。
维生素 D 在维持人体钙磷平衡中扮演关键角色,但其作为脂溶性维生素,对光、pH、热、氧化及水解等因素敏感,在复杂多样的食品基质中易降解,导致食品强化过程中稳定性不足。加之全球范围内维生素 D 缺乏问题普遍,通过食品强化补充维生素 D 的需求迫切,而现有维生素 D 直接添加存在稳定性差、释放快、分散不均等弊端,开发高效稳定的载体系统成为食品科学领域的重要挑战。
为解决上述问题,来自相关研究机构的研究人员开展了关于维生素 D?稳定化载体的研究。该研究成果发表在《Food Chemistry》上。
研究人员主要采用的关键技术方法包括吸附(ADS)和共沉淀(COPR)法合成载体,运用原子力显微镜(AFM)和 X 射线粉末衍射(XRPD)分析载体的纳米结构和晶体特性,通过动力学模型分析维生素 D?的物理化学行为。
合成系统
使用等摩尔的碳酸钠(Na?CO?)和氯化钙(CaCl?)溶液合成碳酸钙基载体,调节初始溶液 pH 分别为 8 和 12,将维生素 D?通过吸附和共沉淀方式负载到经聚乙烯醇(PVA)和 D-α- 生育酚琥珀酸酯(维生素 E 衍生物)改性的碳酸钙载体上,形成 D?/PVA/CaCO?ADS和 D?/vitE/CaCO?COPR,并制备仅含维生素 D 和裸露碳酸钙的对照载体(D?/CaCO?ADS和 D?/CaCO?COPR)。
AFM 和 XRPD 分析
2D 和 3D AFM 高度图像证实了所研究样品的纳米结构特征,纳米或微米结构基质因具有更大的可用表面积和定制的表面形态,被认为是食品强化过程中维生素 D 递送的有效且有前景的策略。
结论
本研究设计了一种简单、高效、可扩展且经济的维生素 D?强化载体,并成功利用动力学计算模型。新开发的纳米级固体颗粒载体系统具有独特的物理化学特性和表面形态,对模型化合物维生素 D?具有高吸附能力。
研究通过构建碳酸钙基纳米载体系统,结合动力学分析,显著提升了维生素 D?在食品基质中的热稳定性和长期储存稳定性,为解决维生素 D 强化食品的稳定性难题提供了新方案。所提出的动力学视角为维生素 D?稳定性研究提供了路线图,有助于推动食品工业中动力学研究与实际应用的结合,对优化食品加工参数、预测货架期及促进功能性食品开发具有重要意义。