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为解决疏水活性成分姜黄素水溶性差、易降解等问题,研究人员以山羊乳清蛋白(GWP)和阿拉伯胶(GA)构建不同界面结构的水包油乳剂。发现 GWP-GA 共轭物乳剂性能最佳,还可改善羊奶饮料品质,为功能食品开发提供新思路。
姜黄素是姜黄中含有的一种疏水多酚,虽有抗炎、抗癌等多种健康益处,但其水溶性差、易降解、口服生物利用度低,限制了在食品中的应用。而水包油乳剂因油滴的疏水核心可溶解姜黄素,亲水外壳能增加其水分散性,成为理想的递送系统。不过,乳剂的性能很大程度上取决于油滴周围的油水界面特性,如何优化界面结构来提升乳剂稳定性和递送能力是关键问题。
西北农林科技大学的研究人员开展了相关研究,旨在探究阿拉伯胶调控界面结构对水包油乳剂性能的影响,及其在姜黄素递送和实际应用中的潜力。研究发现,山羊乳清蛋白(GWP)与阿拉伯胶(GA)形成的共轭物乳剂性能最优,不仅在多种环境压力下稳定性强,还能提高姜黄素生物利用度,且在羊奶饮料中应用效果良好。该研究为功能食品和饮料配方中乳剂的开发提供了重要参考,相关成果发表在《Carbohydrate Polymers》。
研究主要采用的关键技术方法包括:制备含有不同界面结构(仅 GWP、仅 GA、GWP-GA 物理混合物、GWP/GA 双层、GWP-GA 共轭物)的水包油乳剂;通过多种手段检测乳剂的理化性质、物理稳定性、递送特性等,如纳米粒度分析仪、zeta 电位仪等;进行姜黄素的包封和生物利用度测定;开展羊奶饮料的比色、电子鼻和感官评价等。
外观和微观结构
GA 单独作为乳化剂的乳剂(GA-E)出现明显油层,发生相分离,而 GWP-E、MIX-E、GWP/GA-E 和 CON-E 组乳剂外观均匀,抗重力相分离能力较强。
界面结构对乳剂性能的影响
GA 的存在显著增加了蛋白质吸附量和油滴周围界面厚度。与其他乳剂相比,含 GWP 和 GA 界面的乳剂对加热、加盐和脂质氧化具有更好的抗性。界面层同时含有 GWP 和 GA 的油滴光稳定性增强,姜黄素生物利用度提高,其中 GWP-GA 共轭物在改善乳剂性能方面最有效。
在羊奶饮料中的应用评估
通过比色、电子鼻和感官评价测试评估了使用 GWP-GA 共轭物乳剂作为羊奶饮料添加剂的潜力。结果表明,这些乳剂能够掩盖羊奶的不愉快味道,并改善其颜色。
研究结论表明,多糖调控的界面设计在增强基于乳剂的递送系统的稳定性、功能性和应用方面起着关键作用。本研究开发的由食品蛋白质和多糖制成的混合、双层或共轭涂层包裹的水包油乳剂,其界面结构影响乳剂对各种环境压力的抗性。GWP-GA 共轭物乳剂在稳定性、姜黄素递送和实际应用(如羊奶饮料改良)中表现出优异性能。该研究为通过多糖调控界面工程方法改善营养食品和饮料性能提供了有价值的见解,有助于推动功能性食品领域的发展,为解决疏水活性成分在食品体系中的应用难题提供了新策略。