基于水包油乳液的Monascus红色素稳定性提升研究：制备、表征与机制解析

针对Monascus红色素(MRPs)在食品应用中易受光热影响的问题，研究人员创新性地采用聚甘油聚蓖麻酸酯(PGPR)和大豆油构建水包油(W/O)乳液体系。通过优化水油比(3:7)和PGPR浓度(5% w/w)，获得粒径281 nm、离心(5000g)和冻融(3次循环)稳定性优异的乳液，使MRPs保留率显著提升。该研究为天然色素稳定化提供了低成本解决方案，具有重要产业应用价值。

　　

在食品工业追求清洁标签的背景下，天然色素Monascus红色素(MRPs)因其鲜艳色泽和降血脂、抗氧化等生物活性备受青睐。然而这些由红曲霉(Monascus)发酵产生的次级代谢产物，在实际应用中面临严峻挑战——当环境温度超过50℃或遭遇光照时，色素分子会快速降解，导致食品色泽衰减和功能丧失。更棘手的是，MRPs主要活性成分如红曲红胺(monascorubramine)和红斑胺(rubropunctamine)具有强水溶性，使得传统油溶性保护体系难以奏效。

针对这一技术瓶颈，来自中国的研究团队创新性地提出水包油(W/O)乳液封装策略。不同于以往采用微胶囊或水凝胶的复杂工艺，该研究选择食品级乳化剂聚甘油聚蓖麻酸酯(PGPR)构建简单高效的乳液输送系统。PGPR分子中亲水的聚甘油长链与疏水的蓖麻油酸尾链，使其HLB值(亲水亲油平衡值)低至1.5，成为稳定W/O乳液的最佳选择。通过高压均质技术精准控制液滴尺寸，研究人员成功将MRPs"锁"在水相微环境中，再通过油相屏障隔绝外界不利因素，这种"水牢油盾"的双重保护机制为色素稳定性提升提供了新思路。

研究主要采用高压均质结合高速剪切技术制备乳液，通过激光粒度分析仪监测粒径变化，采用离心沉淀率和冻融循环评估物理稳定性，并利用紫外分光光度法测定不同环境条件下MRPs的保留率。实验设计系统考察了水油比(从4:6到3:7)、PGPR浓度(3%-7% w/w)等关键参数的影响。

Effect of water-to-oil ratio and PGPR concentration
研究发现水油比为3:7时，新鲜乳液的粒径仅为242.5 nm，显著小于4:6组的709.4 nm(p<0.05)。PGPR浓度提升至5%时，体系达到最佳稳定状态，7天储存后粒径仅增长至281 nm，乳化指数维持在0.15%的低水平。这种小尺寸、窄分布(PDI<0.2)的液滴结构有效延缓了奥斯特瓦尔德熟化现象。

Conclusions
最终优化体系在5000g离心20分钟后仍保持稳定，经受3次-20℃/25℃冻融循环后未出现相分离。在光照加速实验中，封装MRPs的保留率比游离色素提高47.2%；70℃热处理8小时后，乳液组的色素降解速率降低至对照组的1/3。

该研究不仅证实W/O乳液能显著提升MRPs的环境耐受性，更揭示了PGPR通过降低界面张力(<1 mN/m)和形成三维网络结构的稳定机制。相比文献报道的微胶囊技术，这种乳液体系制备成本降低60%，且更适用于液态食品体系。作为首个将W/O乳液应用于MRPs保护的研究，其成果发表于《Food Chemistry》，为天然色素在肉制品、调味品等含脂食品中的应用开辟了新途径，同时为其他水溶性生物活性物质的递送提供了技术参考。未来研究可进一步探索该体系在肠道控释和生物利用度提升方面的潜力。