聚甘油酯稳定超稳定β-胡萝卜素乳液的构建及其热稳定机制研究

本文推荐：本研究通过复配不同亲水亲油平衡值（HLB）的聚甘油酯（PGEs），成功构建了超稳定β-胡萝卜素（β-carotene）乳液体系。高HLB值聚甘油-10肉豆蔻酸酯（10-1-M）与低HLB值聚甘油-10油酸酯（10-10-O）协同形成复合界面结构（~3.7 nm），显著提升乳液在120°C高温及加速老化（55°C/4周）下的稳定性（ΔD[4,3]<9 nm，ΔE<1.0 CIELAB）。该机制为热加工食品中热敏性生物活性成分的保护提供了新策略。

　　

Highlight

本研究亮点在于通过混合聚甘油酯（PGEs）构建了具有超强热稳定性的β-胡萝卜素乳液体系。

Materials

材料

聚甘油-10油酸酯（10-10-O）、聚甘油-10月桂酸酯（10-1-L）和聚甘油-10肉豆蔻酸酯（10-1-M）购自日本大阪Sakamoto Yakuhin Kogyo公司。补充表S1列出了上述乳化剂的亲水亲油平衡值（HLB），分别为3.1（10-10-O）、14.7（10-1-L）和15.7（10-1-M）。乳化剂的化学结构见补充图S1，其中10-1-M的疏水尾链最长。

Preparation of β-carotene emulsions using 10-1-L with or without 10-10-O as emulsifiers

β-胡萝卜素乳液的制备：10-1-L单独或与10-10-O复配作为乳化剂

评估了不同HLB值PGEs对乳液稳定性的必要性。如图1a所示，βC-loaded 10-1-L的D_4,3远大于βC-loaded 10-10-O/10-1-L（0.342 μm vs 0.220 μm），表明10-10-O的加入提高了乳化效率。相应地，βC-loaded 10-1-L的多分散指数（PDI）也更高（0.731 vs 0.484）。PDI值大于0.7表明粒径分布较宽。

Conclusion

结论

成功利用混合PGEs体系制备了超稳定β-胡萝卜素乳液。0:1乳液在120°C加热3小时后表现出最细小且均匀的粒径分布，显示出优异的化学稳定性。储存期间未观察到β-carotene显著降解或颜色变化。通过QCM-D、界面张力测定和热重分析（TGA）揭示了其形成机制：10-10-O加速了10-1-L在界面的吸附并形成复合结构，而10-1-M通过热诱导形成坚固的界面膜（约3.7 nm）。该乳液体系同时具备较高的β-carotene生物可及性（21.95%~24.88%）。