近日,應(yīng)用化學(xué)和食品科技頂級期刊《Food Hydrocolloids》(IF:9.147)在線發(fā)表了必贏bwin線路檢測中心翁杰課題組譚歡副教授的研究成果《Pickering emulsions stabilized by aminated gelatin nanoparticles: Are gelatin nanoparticles acting as genuine Pickering stabilizers or structuring agents?》。本論文受到國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(21802009)、四川省科技廳基礎(chǔ)應(yīng)用研究項(xiàng)目(2018JY0611)以及中央高?;究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)創(chuàng)新項(xiàng)目(2682020ZT93、2682021CX101)的資助。論文的第一作者和通訊作者為譚歡副教授,香港中文大學(xué)Ngai To教授為共同通訊作者。碩士研究生張瑞云也參與了部分工作。
Pickering乳液是由固體顆粒所穩(wěn)定的乳液,與表面活性劑穩(wěn)定的常規(guī)乳液相比,表現(xiàn)出獨(dú)特的抗聚結(jié)性、抗乳化性和抗Ostwald 熟化性,在制藥、食品、化妝品、材料科學(xué)等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。在眾多固體顆粒穩(wěn)定劑中,蛋白質(zhì)顆粒因其固有的兩親性和表面活性,可賦予Pickering乳液可生物降解和生物相容性的雙重優(yōu)勢。然而,蛋白質(zhì)粒子穩(wěn)定Pickering乳液的機(jī)制一直含糊不清,主要機(jī)制有兩種:(1)蛋白質(zhì)顆粒通過在液-液界面上的直接單層吸附起到真正的Pickering穩(wěn)定劑的作用;(2)蛋白質(zhì)顆粒主要作為油滴之間的“結(jié)構(gòu)劑”,而不一定在界面上吸附。事實(shí)上,這些粒子是否真的起到了Pickering穩(wěn)定劑的作用,在藥物載體和食品乳劑領(lǐng)域中存在諸多爭議。
本文以氨基化改性明膠納米顆粒(AGNPs)為穩(wěn)定劑,以不同食用油(MCT油和玉米油)為內(nèi)相,制備體積分?jǐn)?shù)高達(dá)85%的O/W型Pickering乳液。以β-胡蘿卜素為模型生物活性化合物,以實(shí)際應(yīng)用為重點(diǎn),研究了顆粒表面潤濕性,油相類型和模型化合物的加入對所得Pickering乳液微觀結(jié)構(gòu)和性能的影響。與天然明膠納米顆粒(GNP)相比,AGNPs具有更高的表面電荷、疏水性和可形變性。更重要的是,絕大多數(shù)AGNP傾向于不可逆地吸附在油?水界面形成獨(dú)立油滴,而GNP傾向于在水相中聚集,捕獲油滴形成三維網(wǎng)絡(luò)。這證明了界面吸附是穩(wěn)定Pickering乳液的首要因素。
圖1 GNPs(上排)和AGNPs(下排)穩(wěn)定的Pickering乳液的激光共聚焦顯微鏡圖
圖2 穩(wěn)定機(jī)理
AGNPs穩(wěn)定的 Pickering 乳液具有長期儲存、乳化和離心穩(wěn)定性。制得的Pickering乳液具有良好的抗pH變化能力,以及抑制脂質(zhì)氧化的能力。在封裝和保護(hù)食品、化妝品以及藥物中易氧化的脂溶性生物活性成分方面具有潛在的應(yīng)用價值。本研究發(fā)現(xiàn)也為具有獨(dú)立液滴的高性能蛋白質(zhì)納米顆粒穩(wěn)定的 Pickering 乳液提供一個視角,從而激發(fā)深入研究界面吸附層在Pickering乳液穩(wěn)定中的唯一作用及其相關(guān)的功能研究。
文章鏈接:https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2021.107151