界面与油相抗氧化剂协同调控维生素A/D乳液稳定性的机制研究:基于抗氧化分布、界面特性及氧扩散的优化策略

【字体: 时间:2025年06月16日 来源:Food Hydrocolloids 11.0

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  为解决O/W乳液中界面与油相氧化反应导致活性物质(如VA /VD )降解的问题,研究人员通过结合界面抗氧化剂单宁酸(TA)与脂溶性抗氧化剂(TPP/ASP/TCP),构建双抗氧化系统。研究发现TA/TPP组合通过氢键和疏水作用增强界面吸附,形成粘弹性屏障,将脂质氧化滞后时间延长至14-18天,VA /VD 保留率提升20.20%。该研究为功能性物质递送体系的高效抗氧化设计提供了新思路。

  

在食品和医药领域,油水(O/W)乳液是递送维生素A(VA
)和维生素D(VD
)等活性成分的重要载体。然而,乳液的氧化稳定性一直是制约其应用的瓶颈。界面和油相作为氧化反应的主战场,溶解氧的渗透和自由基攻击会导致活性成分异构化或降解。更棘手的是,传统单一抗氧化策略往往顾此失彼:界面抗氧化剂难以清除油相深处的氧自由基,而油相抗氧化剂又无法有效保护界面结构。这种两难局面促使科学家们开始探索双抗氧化系统的协同机制。

针对这一挑战,江南大学的研究团队在《Food Hydrocolloids》发表了一项突破性研究。他们创新性地将界面固定化单宁酸(TA)与三种脂溶性抗氧化剂(茶多酚棕榈酸酯TPP、棕榈酸抗坏血酸酯ASP、α-生育酚TCP)联用,系统考察了其对OSAS/CS基乳液稳定性的影响。研究采用离心稳定性分析、界面流变学测试、氧渗透测定等技术,结合红外光谱和分子动力学模拟,揭示了双抗氧化剂的协同机制。

材料与方法
研究以辛烯基琥珀酸淀粉钠(OSAS)和壳聚糖(CS)为乳化剂基质,通过接枝TA构建界面抗氧化层,并分别负载TPP、ASP或TCP于油相。通过LUMisizer分析离心稳定性,采用动态光散射测定粒径,利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)解析分子相互作用,结合界面张力仪和流变仪表征界面特性,并通过顶空氧分析评估氧渗透率。

Effect of liposoluble antioxidants on the centrifugal stability of emulsions
高速离心分析显示,含双抗氧化剂的乳液透光率变化显著减缓,其中TA/TPP组合表现最优,底部沉淀减少最明显。这表明TPP与界面组分OSAS/CS/TA的强相互作用有效抑制了液滴聚集。

Antioxidant distribution and interfacial properties
FTIR证实TPP通过酚羟基与TA形成分子间氢键,其C=O键位移达12 cm-1
,远高于ASP(5 cm-1
)。这种强相互作用使TPP在界面的吸附量提升37%,界面张力降低至18.2 mN/m。流变学测试显示TA/TPP组界面弹性模量(G')达45 Pa,形成致密的"三维网络"屏障。

Oxygen diffusion and vitamin retention
顶空分析表明TA/TPP组氧渗透系数降低62%,将氧化滞后时间延长至18天。这种"双锁"机制(界面阻氧+油相淬灭)使VA
和VD
的30天保留率分别达89.3%和91.7%,较单一TA组提高约20%。

Conclusions
该研究证实界面与油相抗氧化剂的协同效应取决于其分子相互作用模式:TA/TPP通过氢键和疏水作用形成"分子协同",而TA/ASP仅为简单叠加。TPP强界面吸附诱导形成的粘弹性膜,既抑制了氧扩散,又保护了界面完整性,实现了"1+1>2"的抗氧化效果。这一发现为设计高效递送系统提供了理论依据,特别适用于婴幼儿配方奶粉等VA
/VD
强化食品的开发。研究同时指出,未来可基于此构建"界面-油相-水相"三级抗氧化网络,进一步提升敏感成分的稳定性。

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