江連洲,李佳妮,姜 楠,李 楊,隋曉楠,伍 丹,張 璟,張菀坤,王中江
(東北農(nóng)業(yè)大學食品學院,哈爾濱 150030)
納米乳液制備技術及功能應用研究進展
江連洲,李佳妮,姜 楠,李 楊,隋曉楠,伍 丹,張 璟,張菀坤,王中江
(東北農(nóng)業(yè)大學食品學院,哈爾濱 150030)
隨著科學技術在食品領域的發(fā)展,納米技術在食品、藥物、化妝品、石油、農(nóng)業(yè)及涂料等領域被廣泛應用,引起了社會的高度關注。納米科技包括眾多科學技術,其中包埋技術是納米科技中的重要技術之一。在功能性食品組分的運輸載體構建方面,納米包埋技術展現(xiàn)出了極大的潛力。該文綜合敘述了納米乳液結構、性能、制備方法以及應用情況。同時,該文以納米乳液在食品中的應用為基礎,圍繞著被包埋物的人體利用率以及可能存在的被包埋納米顆粒潛在的生物毒性,闡述了當前納米乳液技術存在的關鍵性問題,并分析了問題的產(chǎn)生原因,為納米乳液技術在日后的研究提供依據(jù)。
納米乳液;結構性能;制備方法;生物利用率;潛在毒性
近幾年來,伴隨著科學技術的發(fā)展,納米技術的研究與應用在世界范圍內(nèi)受到普遍關注。由于該技術制備的納米乳液分散體穩(wěn)定性較好,不易發(fā)生聚合或分離的現(xiàn)象[1],較傳統(tǒng)乳狀液又兼具有高粘性或凝膠狀特性[2-3],使得納米乳化技術日漸滲透到眾多科技領域,也因此成為了全球范圍內(nèi)擁有巨大應用前景及發(fā)展?jié)摿Φ难芯繉ο?。該文主要圍繞納米乳液的結構性能、制備方法及應用領域進行詳細敘述。此外,在食品科學方面,針對食品中存在的諸如類胡蘿卜素等功能性營養(yǎng)成分創(chuàng)建出了納米級顆粒輸送載體,這種載體隨后逐漸演化成為納米技術研究的核心部分[4-7]。相較于其他種類載體而言,食品級納米載體表現(xiàn)出了更強的穩(wěn)定性能與更突出的體內(nèi)消化、控釋及靶向性功能。然而隨著納米乳液添加量的擴大,食品安全也存在著不可避免的隱患[8-10],從而引起生物體內(nèi)一些不確定的潛在的變化。綜上,本文闡述了人體胃腸道內(nèi)納米乳液在吸收、分布、代謝以及排泄過程中發(fā)生的一系列物理或化學變化。并借助前人各項研究結論,推測了造成人體內(nèi)納米乳液中所包埋的各營養(yǎng)成分在體內(nèi)綜合利用度差異的種種原因,同時分析了引發(fā)納米乳液潛在毒性的可能原因。
納米乳液被定義為是一種包含極小顆粒的普通乳狀液[1-2],粒徑在50~200 nm之間[11],也被稱為微小乳液[12]、超細乳液[13]或不穩(wěn)定微乳液[14]等。由于其粒徑極小,所以往往呈現(xiàn)出透明到半透明狀態(tài)。根據(jù)液滴分布情況,可將其分為三大類:即油包水型納米乳(W/O型)、水包油型納米乳(O/W型)及雙連續(xù)型納米乳(B.C型)[15]。針對納米乳液而言,加入表面活性劑不僅會使形成的乳液更穩(wěn)定更難于凝聚,而且在提升該乳液動力學穩(wěn)定性方面也會有顯著效果[16]。與此同時,復合表面活性劑較單一表面活性劑的使用能更容易地制備出穩(wěn)定性能良好的納米乳液。在一般情況下,納米乳液的組分包含水、油及以乳化劑等為代表的表面活性劑,有時還添加助表面活性劑以達到更理想的乳化效果。
2.1 壁材與芯材
壁材及芯材是構成納米乳液顆粒的重要組成部分,壁材常由一種/多種水溶性物質(zhì)構成,常見壁材包含司盤及吐溫等;芯材一般包含一種/多種脂溶性非極性成分,以甘油單酯、甘油三酯及各類營養(yǎng)素為多見[17]。
2.2 乳化劑類型
2.2.1 小分子乳化劑 通常情況下,食品添加劑的國際通用標準中允許在納米乳液內(nèi)添加一些諸如司盤、吐溫等小分子表面活性劑。由于這些表面活性劑能夠相對容易地在油水界面展開,并兼有降低表面張力的能力,從而使乳液顆粒粒徑縮小,故受到研究學者們的親睞。然而,因納米乳液的吸收模式較特殊以及這類通過化學手段合成的表面活性劑在人體中的應用,研究者們對其安全性產(chǎn)生了顧慮。因此,研究者開始尋找天然的生物大分子乳化劑[18-19],旨在納米乳液的制備過程中使其代替小分子表面活性劑。
2.2.2 大分子乳化劑 界面上空間結構復雜的生物大分子能夠形成粘彈性吸附膜,不同于形成單分子層吸附的小分子乳化劑,大分子乳化劑能夠加大乳液顆粒間的空間排斥作用,還能有效阻隔乳化體系同外環(huán)境之間的接觸。故而,生物大分子對功能性組分以及對乳液穩(wěn)定性所產(chǎn)生的保護效果是小分子乳化劑無法達到的,同時生物大分子也可應用于具有生物兼容性的納米乳化體系的制備。部分食品大分子乳化劑使用情況見附表[20-23]。
附表 食品領域常用大分子乳化劑性能
納米乳液穩(wěn)定性好,分散均勻,粒徑小,表面積大且自由能大,使乳液能有效地傳遞系統(tǒng)能量。納米乳液為動力學穩(wěn)定體系,與微乳液(有表面活性劑能自發(fā)形成的熱力學穩(wěn)定體系)有所不同。由于納米乳液的粒徑較小,從而使體系能夠利用布朗運動抵抗重力因素。這不僅減少了儲存過程中可能存在的沉淀問題,還能夠防止體系產(chǎn)生絮凝現(xiàn)象,使納米乳液體系更加均一化。較大的油/水界面張力能提高納米乳液滲透及沉積、潤濕、鋪展能力。比表面積大的小粒徑納米顆粒能夠提高活性物質(zhì)的穿透力,使納米乳液更易穿透皮膚表面。
納米乳液不能自發(fā)形成,屬于非平衡系統(tǒng),利用乳液結構中的化學潛能、外界機械設備的能量等外加能量來制備納米乳液為其常用制備方式。
4.1 低能乳化技術
低能乳化技術是指通過體系內(nèi)能制備納米乳液的方式。自乳化技術、相轉變溫度技術和反相乳化技術都屬于低能乳化技術[27]。
4.2 高能技術
具有微小液滴的納米乳液還能用產(chǎn)生強烈破壞性力的機械設備制備。采用高能技術所形成的最小粒徑,取決于均質(zhì)機的類型、各相成分的理化性質(zhì)、樣品組成及操作條件等因素[24]。
5.1 光學透明體系
在食品加工領域內(nèi),納米乳液主要用途是把脂溶性功能組分包裹起來并轉運攜帶至澄清/稍有渾濁的產(chǎn)品內(nèi)[25-26]。對于此應用,為避免強烈的光散射效應,納米乳液的液滴半徑需足夠小,并且在產(chǎn)品長期儲藏時也需保證其粒徑維持在這一足夠小的標準上。依據(jù)米氏理論可知,若要制得光學透明的體系,乳液中大多數(shù)液滴的半徑需小于40 nm[27]。所以如果要生產(chǎn)具有一定透明度的食品級納米乳液,就要控制乳液內(nèi)絕大部分液滴的半徑不可高于某一臨界值并在此水平下維持穩(wěn)定,否則乳液經(jīng)過一段時間后便不再澄清透明。
5.2 改善乳液穩(wěn)定性
乳液是一種熱力學不穩(wěn)定體系,極易受到各種物化機理作用的影響而破乳[28~30]。然而雖與常規(guī)乳液組成成分相同,但納米乳液的穩(wěn)定性卻與常規(guī)乳液有著明顯差異。納米乳液能夠有效抵抗重力分離及液滴聚合等作用而維持其良好的穩(wěn)定性能,但因納米乳液的液滴較小,因此對于奧氏熟化的穩(wěn)定性比較差。除此之外,納米乳液的液滴粒徑較小也使其內(nèi)部組分相對于普通乳液內(nèi)的成分更易發(fā)生化學降解。
5.3 裝載和釋放特性
被納米乳液包裹的功能性成分的分子特性及納米乳液的組成、性質(zhì)和微觀結構決定了納米乳液裝載和釋放功能性成分的能力[29]。納米乳液可裝載與釋放的成分可分為揮發(fā)性成分和非揮發(fā)性成分兩大類。
5.3.1 非揮發(fā)性組分 非揮發(fā)性成分向周圍水相釋放的機理與過程是研究者們關注的焦點,即在人體的口腔、胃部及十二指腸內(nèi)的釋放。因此,構建一種觸發(fā)機制來促使非揮發(fā)性成分的釋放是至關重要的。即使納米乳液的組分與常規(guī)乳液內(nèi)的組分十分相近,但它們裝載及釋放非揮發(fā)性組分的能力卻有明顯差異,這是由于乳液中油成分的溶解度會隨乳液中油滴粒徑的變化而發(fā)生改變造成的。
5.3.2 揮發(fā)性組分 由于揮發(fā)性組分能夠以極快的速率由乳液中擴散而出,所以納米乳液的顆粒粒徑對于這類揮發(fā)性組分的釋放速率沒有明顯的影響。然而,體系內(nèi)所含總油脂的量會明顯地影響納米乳液液滴釋放揮發(fā)性組分的速率。若乳液中油脂含量比較高,則其中風味物質(zhì)的釋放就會較持續(xù),反之,則風味物質(zhì)便會短暫而強烈地釋放。
5.4 提高脂溶性成分的生物利用率
研究表明,包埋在乳液液滴中的脂溶性功能成分的生物利用率會隨液滴粒徑的減小而提高[32-33]。但針對組成成分不同、液滴大小及表面性質(zhì)有所差異的納米乳液而言,科學界對其的作用機理的尚未有明確的結論,對于納米乳液提高脂溶性成分生物利用率的機理也有各種不同的解釋。近年來,Wang Xiaoyong[34]和Huang Qingrong[35]等人研究發(fā)現(xiàn),被納米乳液所包裹的姜黃素的口服效果有顯著提升。同時,很多的研究結論[36-39]也表明,各類脂溶性的營養(yǎng)成分及藥物的生物利用率都可以利用納米乳液技術而得到提升。
依據(jù)前人研究[40-41]能夠得出結論,胃腸道中各個部位提供了復雜的物化及生物學環(huán)境,納米乳液顆粒構造及其所包裹的營養(yǎng)成分存在形式會因這些環(huán)境的改變產(chǎn)生相應改變,從而會影響納米乳液的生物學效應及其生物學安全性。
6.1 納米乳液的消化代謝
納米乳液被人體攝入后,經(jīng)過口腔、胃部、十二指腸消化時,由于會受到各個部位酸堿度、表面活性組分、酶的種類與活性,以及剪切力等因素的影響,而產(chǎn)生結構的改變。最初在進入人體口腔(pH=7)時,由于強烈的咀嚼力度與咀嚼速率使得納米乳液的顆粒結構被部分的破壞[42]。隨后進入胃部開始被胃內(nèi)消化酶水解消化,由于胃部pH在2.3~3的較酸范圍內(nèi),這樣的強度酸會與乳液顆粒自身攜帶的電荷中和,造成乳液顆粒之間呈現(xiàn)部分聚集狀態(tài)[43-44]。隨后,已被大部分破壞的納米乳液顆粒進入小腸(pH=6~7)及大腸(pH=5.5~7)被進一步水解,此過程中,外源性及內(nèi)源性的表面活性成分會進行競爭性吸附以取代脂質(zhì)液滴表面上所存在的表面活性組分,此時脂質(zhì)消化產(chǎn)物以及親脂性的成分,便會進到膽鹽或磷脂形成的膠束/囊泡內(nèi)。一旦脂質(zhì)消化產(chǎn)物以膠束/囊泡的形式被轉運穿過粘膜層,它們便被腸道上皮細胞所吸收。這些被上皮細胞吸收后的納米乳液顆粒被細胞內(nèi)的酶進一步消化并被吸收利用。
6.2 包裹于納米乳液中的活性組分的生物學效價
消化吸收乳液顆粒的整個過程中,對包埋于顆粒中的活性組分的吸收將會產(chǎn)生一定程度的影響,乳液顆粒的生物利用率(F)按下式計算:F=FB×FA×FM,等式中的FB為生物可以利用的、經(jīng)納米載體的釋放進入胃及腸道的所包含的所有具有生理活性的物質(zhì);FA為經(jīng)納米載體釋放后、可以直接被人體小腸上皮細胞吸收的那部分具有生理活性的物質(zhì);FM為可到達全身各處、不被機體自身的代謝系統(tǒng)所消耗的被吸收成分內(nèi)所包含的所有活性物質(zhì)[45]。納米乳液在被攝入、消化和吸收的過程均從屬于以上三個部分,而乳液顆粒在其中發(fā)生的變化將起著決定作用,并隨顆粒的組成成分以及理化性能的變化而有所不同[33]。
6.3 構建納米乳液對其中所包裹著的有益物質(zhì)的生物生理活性影響因素
6.3.1 納米乳液顆粒粒徑 人體腸道內(nèi)進行消化時,如果粒子過小,可相對增大粒徑的表面積,顆粒與消化酶接觸時,表面積也會增大,這樣能對乳液的消化效率以及營養(yǎng)物的生物轉化率起到一定的促進作用[46]。Mcclements等人[47]進行了一項有關利用細胞模型進行攝取消化過程的實驗。研究表明:在含有橘皮素的納米乳液中,β-乳球蛋白包裹橘皮素時的攝取吸收率要明顯強于溶解于水中或者油系中的攝取率,且其效率會因粒徑的不斷減小而明顯增強。但也存在部分的納米載體顆粒,結構牢固、穩(wěn)定性較強,經(jīng)過上皮細胞吸收并進入體內(nèi)循環(huán)的過程后,仍能夠以納米顆粒的穩(wěn)定形式存在,不會輕易被細胞代謝,其中的營養(yǎng)素也無法釋放,因此難以被利用??梢姡跇嫿恳粋€納米乳液體系時,應當使粒徑范圍控制至某一合適的區(qū)間內(nèi),這樣才能使其生物學價值最優(yōu)化。
6.3.2 納米乳液顆粒構成 脂類為乳液的重要組分,且是生物活性物質(zhì)的重要溶劑。由于甘油三酯在人體胃腸道內(nèi)的消化吸收率及攝取吸收的程度各有不同,導致了乳液中所含有的活性物質(zhì)的生物利用率也不盡相同。在整個消化過程中,游離脂肪酸在水中因脂質(zhì)成分的不同而表現(xiàn)出不同的分散性,從而表現(xiàn)出了不同的消化特性[48-49]。
6.3.3 納米乳液液態(tài)顆粒的聚集狀態(tài) 在液態(tài)顆粒之間存在著膠體相互作用力,其對脂質(zhì)的攝取吸收速率和消化程度的不同對液態(tài)顆粒的聚集狀態(tài)起著決定性的作用。這些變化主要由乳化劑的類型及納米乳液在體內(nèi)所處的環(huán)境條件決定。當液滴出現(xiàn)聚結現(xiàn)象時,裸露在消化酶液中的脂類物質(zhì)的總表面積將會減少,這將會使消化速率減慢,導致消化過程緩慢。當液滴出現(xiàn)絮凝現(xiàn)象時,則消化酶系需要穿過液態(tài)顆粒體系后才能到達體系中絮凝物所形成的脂質(zhì)液滴中心,這時預期的消化吸收速率將會進一步降低,消化吸收過程進一步延緩。正因如此,可通過適當改變?nèi)橐旱某煞謽嫵蓙碚{(diào)控其在攝取吸收過程中的聚集狀態(tài),進而有效調(diào)控消化進程,根據(jù)需要來適當調(diào)整乳液中生物活性物質(zhì)組分的利用率。
6.3.4 納米乳液的界面組成 在人體胃腸道內(nèi),乳液的攝取吸收轉運過程發(fā)生在乳液界面處,乳液的表面活性物質(zhì)組分相競爭吸附,乳液的界面特性因而成為了乳液消化吸收效率高低的關鍵影響因素[50]。納米乳液的顆粒組成中,表面活性劑的特性是界面特性主要決定因素。合理地篩選制備乳液時所需的初始乳化劑,便可有效調(diào)控脂質(zhì)的攝取吸收速率及乳液中所含活性物質(zhì)的轉運情況。
6.4 潛在生物毒性
人體內(nèi)胃腸道的消化吸收過程會受到納米乳液的影響,食用納米乳液可能對人體產(chǎn)生某些不良作用,所以考究其是否存在對人體有害的潛在毒性并探明該毒理反應的機制是至關重要的。
由于微小液滴的比表面積和曲率相對較大,這便賦予了液滴的特殊表面反應活性。納米乳液顆粒在經(jīng)過口腔、胃和小腸時,在液滴界面位置,體內(nèi)脂肪酶、膽汁鹽及其他一些消化組分均有受乳液顆粒影響而發(fā)生改變的潛能,便造成了胃腸初始功能也發(fā)生不同程度的改變[51],除此之外,乳液顆粒能與細胞膜表面特異受體相結合,而使細胞原有的正常代謝體系遭到破壞,給生物系統(tǒng)帶來的影響也十分難預測。
在食品工業(yè)中,充分考慮到食品功能、性質(zhì)與營養(yǎng)成分等因素,從而建立了一系列對營養(yǎng)物質(zhì)進行包埋與傳遞運輸?shù)募{米乳液體系,這是一種極為簡單有效的食用體系[52]。即使是自身極易氧化、易變質(zhì)、難溶于水、難被機體吸收的脂溶性物質(zhì)在納米乳液體系中也能得到廣泛應用并使其更易被人體消化利用。
如今,在醫(yī)藥、食品和化妝品等各個領域中,納米乳液均得到了較好的應用。因此,納米乳液的應用和推廣也具有越來越重要的意義。通過對納米乳液的機理及制備方法的不斷優(yōu)化及探究,未來納米乳液必定會更具有普遍性,通用性和多用性?!?/p>
[1]Tadros T,et al.Formation and stability of nano-emulsions[J]. Advances in Colloid and Interface Science,2004,108:303-318.
[2]Mason T G,Wilking J N,Meleson K,et al.Nanoemulsions:formation,structure,and physical properties[J]. Journal of Physics:Condensed Matter,2006,18(41):R635.
[3]Sonneville-Aubrun O,Simonnet J T,L’alloret F.Nanoemulsions:a new vehicle for skincare products[J]. Advances in Colloid and Interface Science,2004,108:145-149.
[4]Yang X,et al.Inhibition of citral degradation by oil-in-water nanoemulsions combined with antioxidants[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry,2011,59(11):6113-6119.
[5]Liang R,Xu S,Shoemaker C F,et al.Physical and antimicrobial properties of peppermint oil nanoemulsions[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry,2012,60(30):7548-7555.
[6]Yu H,Huang Q.Improving the oral bioavailability of curcumin using novel organogel-based nanoemulsions[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry,2012,60(21):5373-5379.
[7]Qian C,Decker E A,Xiao H,et al.Inhibition of β-carotene degradation in oil-in-water nanoemulsions:influence of oil-soluble and water-soluble antioxidants[J]. Food Chemistry,2012,135(3):1036-1043.
[8]Tarver T.Food Nanotechnology[J]. Food Technology-Champaign then chicago-,2006,60(11):22.
[9]Chen H,Weiss J,Shahidi F.Nanotechnology in nutraceuticals and functional foods[J]. Food Technology,2006.
[10]Weiss J,et al.Functional materials in food nanotechnology[J]. Journal of Food Science,2006,71(9):R107-R116.
[11]Meleson K,Graves S,Mason T G.Formation of concentrated nanoemulsions by extreme shear[J]. Soft Materials,2004,2(2-3):109-123.
[12]Sznitowska M,et al.Submicron emulsions as drug carriers:Studies on destabilization potential of various drugs[J]. European Journal of Pharmaceutical Sciences,2001,12(3):175-179.
[13]El-Aasser M S,et al.Miniemulsions:overview of research and applications[J]. JCT Research,2004,1(1):21-32.
[14]Industrial Applications of Microemulsions[M]. CRC Press,1996.
[15]鄧伶俐,余立意,張輝.納米乳液與微乳液的研究進展[J]. 中國食品學報,2013 (8):173-180.
[16]McClements D J.Food emulsions:principles,practices,and techniques[M]. CRC press,2015.
[17]梁蓉.以 OSA 變性淀粉為乳化劑的納米乳液制備及特性研究[D]. 江南大學,2013.
[18]Kralova I,Sj?blom J.Surfactants used in food industry:a review[J]. Journal of Dispersion Science and Technology,2009,30(9):1363-1383.
[19]He C X,He Z G,Gao J Q.Microemulsions as drug delivery systems to improve the solubility and the bioavailability of poorly water-soluble drugs[J]. Expert Opinion on Drug Delivery,2010,7(4):445-460.
[20]Mao L,Yang J.Effects of homogenization models and emulsifiers on the physicochemical properties of β-carotene nanoemulsions[J]. Journal of Dispersion Science and Technology,2010,31(7):986-993.
[21]Mao L,Xu D,Yang J,et al.Effects of small and large molecule emulsifiers on the characteristics of b-carotene nanoemulsions prepared by high pressure homogenization[J]. Food Technology and Biotechnology,2009,47(3):336-342.
[22]Qian C,Decker E A,Xiao H,et al.Physical and chemical stability of β-carotene-enriched nanoemulsions:Influence of pH,ionic strength,temperature,and emulsifier type[J]. Food Chemistry,2012,132(3):1221-1229.
[23]Cornacchia L,Roos Y H.Stability of β-carotene in protein-stabilized oil-in-water delivery systems[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry,2011,59(13):7013-7020.
[24]Kentish S,Wooster T J,Ashokkumar M,et al.The use of ultrasonics for nanoemulsion preparation[J]. Innovative Food Science & Emerging Technologies,2008,9(2):170-175.
[25]Graves S M,Mason T G.Transmission of visible and ultraviolet light through charge-stabilized nanoemulsions[J]. The Journal of Physical Chemistry C,2008,112(33):12669-12676.
[26]Given P S.Encapsulation of flavors in emulsions for beverages[J]. Current Opinion in Colloid & Interface Science,2009,14(1):43-47.
[27]Wooster T J,Golding M,Sanguansri P.Impact of oil type on nanoemulsion formation and Ostwald ripening stability[J]. Langmuir,2008,24(22):12758-12765.
[28]Friberg S,Larsson K,Sjoblom J.Food Emulsions[M]. 4thed.New York:Marcel Dekker,2004.
[29]McClements DJ.Food emulsions:principles,practice,and techniques[M]. Boca Raton:CRC Press,2005.
[30]Dickinson E.Introduction to food colloids[M]. Oxford University Press,1992.
[31]陳冬,張曉陽,劉堯政,等.姜油納米乳液特性與貯藏穩(wěn)定性研究[J]. 農(nóng)業(yè)機械學報,2016,47(8):233-240.
[32]Kesisoglou F,Panmai S,Wu Y.Application of nanoparticles in oral delivery of immediate release formulations[J]. Current Nanoscience,2007,3(2):183-190.
[33]Acosta E.Bioavailability of nanoparticles in nutrient and nutraceutical delivery[J]. Current Opinion in Colloid & Interface Science,2009,14(1):3-15.
[34]Wang X,Jiang Y,Wang Y W,et al.Enhancing anti-inflammation activity of curcumin through O/W nanoemulsions[J]. Food Chemistry,2008,108(2):419-424.
[35]Huang Q,Yu H,Ru Q.Bioavailability and delivery of nutraceuticals using nanotechnology[J]. Journal of Food Science,2010,75(1):R50-R57.
[36]Talegaonkar S,Mustafa G,Akhter S,et al.Design and development of oral oil-in-water nanoemulsion formulation bearing atorvastatin:in vitro assessment[J]. Journal of Dispersion Science and Technology,2010,31(5):690-701.
[37]Ozaki A,Muromachi A,Mika S,et al.Emulsification of coenzyme Q10 using gum arabic increases bioavailability in rats and human and improves food-processing suitability[J]. Journal of Nutritional Science and Vitaminology,2010,56(1):41-47.
[38]Hatanaka J,Kimura Y,Lai-Fu Z,et al.Physicochemical and pharmacokinetic characterization of water-soluble Coenzyme Q 10 formulations[J]. International Journal of pharmaceutics,2008,363(1):112-117.
[39]Nielsen F S,Petersen K B,Müllertz A.Bioavailability of probucol from lipid and surfactant based formulations in minipigs:influence of droplet size and dietary state[J]. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics,2008,69(2):553-562.
[40]Singh H,Ye A,Horne D.Structuring food emulsions in the gastrointestinal tract to modify lipid digestion[J]. Progress in Lipid Research,2009,48(2):92-100.
[41]McClements D J,Decker E A,Park Y.Controlling lipid bioavailability through physicochemical and structural approaches[J]. Critical Reviews in Food Science and Nutrition,2008,49(1):48-67.
[42]van Aken G A.Modelling texture perception by soft epithelial surfaces[J]. Soft Matter,2010,6(5):826-834.
[43]Ferrua M J,Singh R P.Modeling the fluid dynamics in a human stomach to gain insight of food digestion[J]. Journal of Food Science,2010,75(7):R151-R162.
[44]Kong F,Singh R P.Disintegration of solid foods in human stomach[J]. Journal of food science,2008,73(5).
[45]Moreira de Morais J,David Henrique dos Santos O,Delicato T,et al.Physicochemical Characterization of Canola Oil/Water Nano‐emulsions Obtained by Determination of Required HLB Number and Emulsion Phase Inversion Methods[J]. Journal of Dispersion Science and Technology,2006,27(1):109-115.
[46]Lundin L,Golding M,Wooster T J.Understanding food structure and function in developing food for appetite control[J]. Nutrition & Dietetics,2008,65(s3):S79-S85.
[47]McClements D J,Xiao H.Potential biological fate of ingested nanoemulsions:influence of particle characteristics[J]. Food & Function,2012,3(3):202-220.
[48]Pouton C W,Porter C J H.Formulation of lipid-based delivery systems for oral administration:materials,methods and strategies[J]. Advanced Drug Delivery Reviews,2008,60(6):625-637.
[49]Porter C J H,Trevaskis N L,Charman W N.Lipids and lipid-based formulations:optimizing the oral delivery of lipophilic drugs[J]. Nature Reviews Drug Discovery,2007,6(3):231-248.
[50]Nik A M,Langmaid S,Wright A J.Digestibility and β-carotene release from lipid nanodispersions depend on dispersed phase crystallinity and interfacial properties[J]. Food & Function,2012,3(3):234-245.
[51]Chaudhry Q,Scotter M,Blackburn J,et al.Applications and implications of nanotechnologies for the food sector[J]. Food Additives and Contaminants,2008,25(3):241-258.
[52]Shah P,Bhalodia D,Shelat P.Nanoemulsion:a pharmaceutical review[J]. Systematic Reviews in Pharmacy,2010,1(1):24.
(責任編輯 李婷婷)
Research Advancement of Preparation and Application of Nanoemulsion
JIANG Lian-zhou,LI Jia-ni,JIANG Nan,LI Yang,SUI Xiao-nan,WU Dan,ZHANG Jing,ZHANG Wan-kun,WANG Zhong-jiang
(College of Food Science,Northeast Agricultural University,Harbin 150030,China)
With the development of science and technology in the field of food,nanotechnology in food,medicine,cosmetics,petroleum,agriculture,coating material and other fields is widely used,causing a high degree of social concern.Nano technology is concerned with many aspects of science and technology.Embedding technology is one of the important technologies.Embedding technology has shown great potential in the construction of carriers which transport functional components (such as:fragrance,nutrients,colorants,etc.).This paper described the structure,properties,preparation methods and application of nanoemulsion.At the same time,based on the worldwide application of nanoemulsion in food,this paper expounded buried nano-particles’ bioavailability and potential bio-toxicity.This paper also stated present crucial problems which exist in the field of nano-emulsion technology,analyzed the causes of these problems,and provided the basis for the research of nanoemulsion technology in the future.
nanoemulsion;structure and function;preparation method;bioavailability;potentialbio-toxicity
國家自然科學基金面上項目“大豆蛋白結構柔性與界面功能的構效關系研究”(項目編號:31671807);國家自然科學基金面上項目大豆蛋白—磷脂酰膽堿納米乳液的穩(wěn)定機制及營養(yǎng)素運載代謝途徑(項目編號:31571876)。
江連洲 (1960— ),男,博士,教授,研究方向:糧食、油脂及植物蛋白工程。
王中江 (1987— ),男,博士研究生,研究方向:糧食、油脂及植物蛋白工程。