玉米油基负载叶黄素提取物的纳米乳液工艺优化：粒径调控与功能强化

本研究针对叶黄素（lutein）的低生物利用度与稳定性难题，通过单因素实验设计优化纳米乳液（LELN）制备工艺。研究发现：玉米油为最佳油相（粒径≈120 nm），Tween 80为最优表面活性剂（粒径≈106 nm）；在SOR（表面活性剂/油相比）2:1、30°C超声35 min条件下实现最小粒径（125 nm）。该配方显著提升叶黄素的递送效率，为功能性食品饮料开发提供技术框架，助力柑橘加工废料高值化利用。

　　

论文解读

在食品工业可持续发展浪潮中，柑橘加工业每年产生约1000万吨废弃物（占原料50-70%），却富含叶黄素等高价值类胡萝卜素。叶黄素作为脂溶性晶体，具有抗氧化与护眼功能，但因其低水溶性、易降解特性，生物利用度受限。传统递送系统难以兼顾稳定性与吸收效率，而纳米乳液技术通过"表面-体积比"效应可突破此瓶颈，其对抗奥斯特瓦尔德熟化（Ostwald ripening）的动力学稳定性尤为关键。

为开发高效叶黄素纳米乳液（LELN），来自印度的研究团队以柑橘（Citrus reticulata）果皮提取物为原料，采用单因素实验设计优化工艺。研究人员通过超声乳化法（20 kHz，振幅30%）构建油包水体系，利用动态光散射（Zetasizer NanoZS90）精确测定粒径，并结合透射电镜（TEM）表征形貌。实验涵盖油相（玉米油、橄榄油、肉桂油、亚麻籽油）、表面活性剂（Tween 20/60/80）、SOR（1:10至2:1）、温度（10–40°C）及超声时间（3–35 min）等关键变量。

3.1. 油相选择
玉米油凭借独特脂肪酸组成，实现最小平均粒径（120±5 nm），显著优于其他油相（P<0.05）。其单/多不饱和脂肪酸比例降低界面张力，而橄榄油（235 nm）、亚麻籽油（297 nm）因高粘度导致乳化效率下降。

3.2. 表面活性剂筛选
Tween 80（HLB≈15）因最佳分子几何构型，形成106±6.24 nm均匀液滴；Tween 20（HLB≈17）因过度亲水性导致粒径增大至228 nm，验证HLB值对乳化效能的核心影响。

3.3. 表面活性剂-油相比（SOR）
SOR提升显著降低粒径：2:1时达125±9.22 nm，单峰分布表明体系均一性增强。低SOR（1:10）因界面膜覆盖不足引发液滴聚并（570 nm），高SOR则通过降低浊度提升光学稳定性。

3.4. 温度效应
30°C为临界点：升温降低相粘度促进乳化（10→30°C：434→120 nm），但超过30°C因液滴热运动加剧导致粒径反弹（40°C：250 nm），凸显冷却控温必要性。

3.5. 超声时间优化
24 min内粒径从757 nm锐减至223 nm，延长至35 min后趋于稳定（145 nm），归因于空化效应能量饱和。TEM证实优化条件下形成球形单分散液滴（图7），与动态光散射结果一致。

结论与意义
该研究确立LELN黄金工艺：2%玉米油+10 mg叶黄素+2% Tween 80+97%水相，30°C超声35 min（SOR=1:1），实现120 nm级超小粒径。此配方突破性降低乳化剂用量，规避高Tween含量导致的异味问题，同时提升经济性与合规性。作为天然色素载体，LELN可增强果汁等透明饮料的色泽稳定性；在医药领域，其高效递送能力为年龄相关性黄斑变性（AMD）治疗提供新思路。研究发表于《Measurement: Food》，为柑橘废料增值与功能性食品开发提供可工业化推广的技术范式，推动"零废弃"目标实现。

（注：第一作者单位依据材料来源地"Longowal, Punjab (India)"及试剂采购信息判定为国外；机构名称未明确故未标注）