脂质纳米颗粒封装百香果籽油:提升生物活性成分稳定性的创新策略及其在食品工业中的应用潜力

【字体: 时间:2025年08月04日 来源:European Journal of Lipid Science and Technology 1.8

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  本研究创新性地采用脂质纳米颗粒(LNp)封装技术,成功开发出百香果籽油(PFSO)纳米递送系统(LNp-PFSO)。通过23因子设计优化获得粒径126±1.5 nm、PDI 0.19±0.002的均质体系,FTIR证实其优异相容性。该系统显著保护PFSO中65%亚油酸等不饱和脂肪酸的抗氧化活性(DPPH•清除率从21.74%降至11.67%),为食品工业开发功能性包装和可持续解决方案提供新思路。

  

百香果籽油的生物活性与产业化挑战

热带水果百香果(Passiflora edulis)加工过程中产生的种子富含不饱和脂肪酸(亚油酸65%、油酸18.28%)、多酚和类胡萝卜素等生物活性成分,具有抗氧化、神经保护和抗炎特性。然而这些成分存在水溶性差、环境稳定性低等问题,制约其产业化应用。

脂质纳米颗粒的解决方案

研究采用热均质-超声法制备LNp-PFSO,通过中央复合旋转设计(CCRD)优化配方。关键发现包括:

  1. 最优配方含4.1%总脂质、41.9%油比例和0.5%表面活性剂比例

  2. 获得粒径126±1.5 nm、Zeta电位-43.5±1.9 mV的稳定体系

  3. 冷冻干燥粉末水分含量10.12%,水活度0.48,符合抗氧化保护要求

结构表征与保护机制

扫描电镜显示球形纳米颗粒(169.81 nm),XRD证实β和β'晶型稳定存在。FTIR光谱验证加热过程(85°C)未破坏PFSO结构,2925 cm-1处C-H键和1740 cm-1处C=O键特征峰保留完整。封装效率达56.39%,表面油含量47.59%。

功能性能评估

DPPH自由基清除实验显示:

  • 游离PFSO的EC50为77.61 mg/mL

  • 25 mg/mL浓度下,封装使清除率从20.74%降至13.84%(p<0.05)

  • 相当于3571.4 mg Trolox当量/克油的抗氧化容量

抗菌测试仅对鼠伤寒沙门氏菌在400 mg/mL时有效,对根霉等真菌无抑制,这与提取方法相关的活性成分变异有关。

应用前景与创新价值

该技术突破传统油脂应用的三大瓶颈:

  1. 解决脂溶性成分递送难题

  2. 延长货架期(60天稳定性验证)

  3. 为活性包装提供新方案

特别适用于:

  • 水果/蔬菜可食用涂层

  • 肉制品保鲜

  • 抗温度/湿度变化的保护体系

未来发展方向

研究揭示了纳米封装对多不饱和脂肪酸的保护作用机制,但需进一步探索:

  1. 不同提取工艺对生物活性的影响

  2. 在复杂食品基质中的释放动力学

  3. 规模化生产工艺优化

这项来自巴西合作农业机构(Cooperativa dos Agricultores Familiares)的研究,为农产品副产物高值化利用提供了典范,其采用的Precirol ATO 5(甘油棕榈酸硬脂酸酯)和卵磷脂复合系统,在保持纳米颗粒稳定性的同时,实现了对热敏感成分的有效保护,技术参数达到:PDI<0.2、包封率>50%,这些指标均优于同类研究报道的藏红花油(49%)和石榴籽油(55.9%)纳米体系。

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