王 勇 許 晶 連子騰 郭明輝

(1.東北林業(yè)大學(xué)生物質(zhì)材料科學(xué)與技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 哈爾濱 150040；2.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)生工作處， 哈爾濱 150030； 3.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)文理學(xué)院， 哈爾濱 150030；4.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院， 哈爾濱 150030)

0 引言

麻瘋樹(shù)(JatrophacurcasL.)屬于大戟科麻瘋樹(shù)屬的灌木或者小喬木，在我國(guó)主要種植或半野生于熱帶、亞熱帶地區(qū)，分布廣泛，資源豐富。麻瘋樹(shù)籽大，結(jié)實(shí)多，含有豐富的油脂，約占其質(zhì)量的50%左右，是制備生物柴油的一種理想原料[1-4]。同時(shí)麻瘋樹(shù)籽含有萜類(lèi)、酚類(lèi)、黃酮類(lèi)等多種活性成分，具有殺螺、殺蟲(chóng)、抗菌等功效[5]。目前，常見(jiàn)的油料提油方法主要分為機(jī)械壓榨法和溶劑浸提法，這兩種方法均不能有效分離細(xì)胞壁和包裹在細(xì)胞壁中的蛋白質(zhì)，容易使油脂殘留在餅粕中，導(dǎo)致殘油率較高[6-7]。隨著近年來(lái)生物技術(shù)的快速發(fā)展，酶劑制備工藝簡(jiǎn)化、價(jià)格大幅降低。由于水酶法提油技術(shù)具有作用條件溫和、環(huán)境友好等特性，同時(shí)能夠降低高溫對(duì)油脂中活性生物質(zhì)的破壞，已被認(rèn)為是一項(xiàng)極具前途的植物油提取技術(shù)[8]。

水酶法處理麻瘋樹(shù)籽后，可得到游離麻瘋樹(shù)籽油、酶解液及殘?jiān)?。酶解液中含有佛波醇酯、植物凝集素、胰蛋白酶抑制劑等抗?fàn)I養(yǎng)因子和毒素。佛波醇酯是麻瘋樹(shù)中的一類(lèi)二萜酯，常溶解于麻瘋樹(shù)籽油中，被認(rèn)為是麻瘋樹(shù)籽中的主要毒性物質(zhì)之一，不僅能導(dǎo)致溫血?jiǎng)游镏卸?，而且?duì)無(wú)脊椎動(dòng)物的蝦、蟹和多種軟體動(dòng)物也具有殺滅作用[9-10]。許多學(xué)者對(duì)麻瘋樹(shù)籽油中佛波醇酯的殺蟲(chóng)活性以及對(duì)人體細(xì)胞毒性機(jī)制進(jìn)行了研究[11-13]。佛波醇酯可作為植物源生物農(nóng)藥的有效成分，但其化合物不穩(wěn)定，對(duì)熱、光、氧氣、酸和堿較敏感，容易發(fā)生氧化、酯化和差向異構(gòu)化，因此，使用過(guò)程中需要在無(wú)氧環(huán)境、避光等條件下貯存[14]。

納米乳液以納米材料吸附或包裹活性物質(zhì)，其具有納米級(jí)粒徑和較大比表面積，可以有效提高活性物質(zhì)的分散性和穩(wěn)定性，具有在儲(chǔ)藏、運(yùn)輸過(guò)程中無(wú)絮凝、無(wú)聚集的優(yōu)點(diǎn)，可作為有效酯類(lèi)物質(zhì)載體[15-19]。目前，納米乳液制備技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟，納米乳液具有抗沉降和乳析的動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定特性，吸收迅速完全，能增強(qiáng)保健效果，降低毒副作用，具有很大的發(fā)展?jié)摿?，在特定條件下能長(zhǎng)期保持動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性，在儲(chǔ)存過(guò)程中無(wú)絮凝、聚集、沉淀、奧斯特瓦爾德成熟現(xiàn)象，被看成是一種近熱力學(xué)穩(wěn)定體系。高壓均質(zhì)機(jī)在食品領(lǐng)域中常用于制備納米乳劑、納米粒、脂質(zhì)體等，制備工藝一般為先進(jìn)行粗乳制備，再經(jīng)高壓均質(zhì)得到較小粒徑和均勻一致的制劑。高壓均質(zhì)機(jī)的可控設(shè)備參數(shù)有均質(zhì)壓力、循環(huán)次數(shù)、循環(huán)時(shí)間和溫度等，制劑粒子大小和分布一般隨著均質(zhì)壓力增大和循環(huán)次數(shù)增多明顯下降，到達(dá)一定壓力和循環(huán)次數(shù)后漸趨平衡；也有的制劑當(dāng)壓力和循環(huán)次數(shù)超過(guò)一定值后，平均粒徑和分布反而增大；在制備納米乳液時(shí)需選擇合適的均質(zhì)壓力、均值次數(shù)等。

鑒于此，本文對(duì)高壓均質(zhì)納米乳液的制備工藝進(jìn)行優(yōu)化，以獲得高穩(wěn)定性、高功能性納米乳液。應(yīng)用麻瘋樹(shù)籽水酶法產(chǎn)物中的乳狀液及水解液為復(fù)合乳化劑，通過(guò)高壓均質(zhì)技術(shù)制備麻瘋樹(shù)籽酶解液納米乳液，評(píng)價(jià)其平均粒徑及分散性、ζ-電位變化、濁度以及穩(wěn)定性。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

麻瘋樹(shù)(JatrophacurcasL.)籽，云南神宇新能源有限公司；酸性蛋白酶(200 000 U/g)，北京索萊寶科技有限公司；其他試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

FW-200型萬(wàn)能粉碎機(jī)，北京中興偉業(yè)儀器有限公司；索氏提取儀，瑞士步琪公司；HH-S型數(shù)顯恒溫水浴鍋，濟(jì)南海能儀器股份有限公司；SPX-250B-Z型生化培養(yǎng)箱，寧波江南儀器廠；101-1A型數(shù)顯恒溫干燥箱，上海東美建材試驗(yàn)設(shè)備有限公司；RE-52B型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器，上海隆拓儀器設(shè)備有限公司；AL204型電子天平，梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司；分樣篩(40目)，Zetasizer Nano-ZS 90型光散射粒度分析儀，英國(guó)馬爾文儀器有限公司；紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)，上海光譜儀器有限公司；Turbiscan Lab Expert 型濃縮體系穩(wěn)定性分析儀，法國(guó)Formulaction公司；BX53型OLYMPUS顯微鏡，日本奧林巴斯公司；激光共聚焦顯微鏡，匯佳生物股份(中國(guó))有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1麻瘋樹(shù)籽酶解液

將麻瘋樹(shù)籽剝殼除雜后，先經(jīng)粉碎機(jī)粉碎，過(guò)40目分樣篩，得到麻瘋樹(shù)籽仁粉。稱(chēng)取10 g麻瘋樹(shù)籽仁粉，常壓蒸汽熱處理5 min滅酶，冷卻后，調(diào)節(jié)液料比為6.31 mL/g、加酶量為3.5%、酶解溫度為56℃、酶解時(shí)間為2.13 h，酶解結(jié)束后升溫至90℃、10 min滅酶。滅酶處理后經(jīng)高速離心分離，獲得游離麻瘋樹(shù)籽油、乳狀液、水解液及殘?jiān)?/p>

1.3.2麻瘋樹(shù)籽酶解液納米乳液

在1.3.1節(jié)制備得到的酶解液(乳狀液和水解液)中，加入一定比例的水，采用磁力攪拌器充分?jǐn)嚢韬?，用高速分散器?5℃、20 000 r/min下分散5 min，在高壓均質(zhì)機(jī)內(nèi)進(jìn)行納米乳液制備。

1.3.3制備工藝優(yōu)化

以納米乳液的平均粒徑、分散性指數(shù)(Polydispersity index, PDI)及乳化產(chǎn)率為考察指標(biāo)，通過(guò)單因素試驗(yàn)考察乳狀液添加量、水解液添加量、高壓均質(zhì)壓力、均質(zhì)次數(shù)對(duì)3個(gè)指標(biāo)的影響。進(jìn)一步利用Design-Expert軟件進(jìn)行響應(yīng)面分析設(shè)計(jì)優(yōu)化試驗(yàn)，選取乳狀液添加量、水解液添加量、高壓均質(zhì)壓力3個(gè)因素為自變量，以平均粒徑R1、乳液穩(wěn)定性指數(shù)(Turbiscan stability index, TSI)R2及乳化產(chǎn)率R3為響應(yīng)值，設(shè)置三因素三水平進(jìn)行試驗(yàn)。

1.3.4納米乳液粒徑分布、PDI及ζ-電位

用光散射粒度分析儀分別測(cè)定納米乳液的粒徑分布規(guī)律及ζ-電位變化，油滴折射率設(shè)置為1.45，水相溶液折射率設(shè)置為1.33。為了降低多重光散射效應(yīng)，分析前用pH值 7.5的磷酸鹽緩沖液稀釋納米乳液1 000倍測(cè)定平均粒徑及PDI，稀釋50倍測(cè)定ζ-電位。

1.3.5納米乳液濁度

將納米乳液用pH值 7.5的磷酸鹽緩沖液溶液稀釋40倍，以pH值 7.5的磷酸鹽緩沖液為空白對(duì)照，用紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)測(cè)定600 nm處的吸光度，濁度計(jì)算公式為

(1)

式中A——稀釋納米乳液在600 nm處的吸光度

V——稀釋倍數(shù)

I——光程差，取0.01 m

1.3.6納米乳液乳化產(chǎn)率

以乙醇/正己烷(體積比1∶1)混合有機(jī)相分別萃取乳狀液、水解液、納米乳液中的麻瘋樹(shù)籽油，納米乳液的乳化產(chǎn)率Q計(jì)算公式為

(2)

式中W1——納米乳液中麻瘋樹(shù)籽油質(zhì)量

W2——乳狀液、水解液、納米乳麻瘋樹(shù)籽油的總質(zhì)量

1.3.7納米乳液穩(wěn)定性

利用濃縮體系穩(wěn)定性分析儀對(duì)納米乳液的穩(wěn)定性進(jìn)行分析。試驗(yàn)中，取18 mL麻瘋樹(shù)籽酶解液納米乳液于Turbiscan穩(wěn)定性分析儀專(zhuān)用的圓柱形玻璃杯中。在55℃條件下每30 min掃描一次，掃描6 h。由此獲得反映納米乳液穩(wěn)定性的差值反射光量(ΔBS)隨時(shí)間的動(dòng)態(tài)變化，即可作出衡量納米乳液穩(wěn)定性的圖譜，記錄TSI。

1.3.8納米乳液界面蛋白吸附量

界面蛋白含量測(cè)定參照文獻(xiàn)[20]的方法。將新制備的納米乳液經(jīng)12 000 r/min離心60 min，離心溫度為20℃。離心結(jié)束后，將離心管頂部的乳清層小心轉(zhuǎn)移到濾紙上，濾去多余水分，然后用水復(fù)溶到初始體積。用注射器轉(zhuǎn)移離心管下層的清液，并用0.22 μm的濾膜過(guò)濾。采用凱氏定氮法測(cè)定下清液中的蛋白含量。界面蛋白吸附量計(jì)算公式為

(3)

式中?！缑娴鞍孜搅?，mg/m2

Ctotal——最初乳狀液中總的蛋白質(zhì)量比，g/g

Cserum——乳清層中的蛋白質(zhì)量比，g/g

S——液滴的比表面積，m2/g

1.3.9納米乳液顯微觀察

使用載玻片及蓋玻片處理納米乳液，通過(guò)光學(xué)顯微鏡觀察納米乳液的顯微結(jié)構(gòu)。

1.3.10納米乳液激光共聚焦顯微觀察

分別將0.001 g/mL尼羅紅和0.001 g/mL尼羅藍(lán)溶解在丙醇中，漩渦混合30 s后對(duì)堿納米乳液染色30 min。染色結(jié)束后取10 μL乳液于載玻片上，采用激光共聚焦顯微鏡觀測(cè)納米乳液的顯微結(jié)構(gòu)。

1.3.11數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及分析

所有試驗(yàn)均進(jìn)行3次平行測(cè)定，利用SPSS Statistics 22軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行ANOVA差異顯著性分析，P<0.05為顯著性差異。采用Origin 9.1軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、圖表處理及圖譜分析處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)

2.1.1乳狀液添加量

控制水解液添加量40%、高壓均質(zhì)壓力120 MPa、均質(zhì)次數(shù)3次，調(diào)節(jié)乳狀液添加量分別為5%、10%、15%、20%、25%、30%，考察乳狀液添加量對(duì)納米乳液平均粒徑、ζ-電位、PDI、乳化產(chǎn)率、濁度及TSI的影響。

由表1可知，隨著乳狀液添加量的增加，納米乳液平均粒徑及PDI呈先降低后增高的變化趨勢(shì)。這是由于隨著乳狀液添加量的提高，麻風(fēng)樹(shù)籽蛋白更多地覆蓋于油水界面處，降低了界面張力。當(dāng)乳狀液添加量為15%時(shí)，麻風(fēng)樹(shù)籽蛋白在液滴表面形成緊密的界面膜，納米乳液液滴粒徑相對(duì)較小且其分布較為集中，此時(shí)納米乳液處于均一、穩(wěn)定的狀態(tài)。而過(guò)多添加乳狀液會(huì)形成局部的麻風(fēng)樹(shù)籽蛋白聚集，影響麻風(fēng)樹(shù)籽蛋白在界面處的舒張展開(kāi)，增大納米乳液的粒徑。此情況在濁度隨乳狀液添加量增加而增大上可以得到印證。ζ-電位絕對(duì)值隨著乳狀液添加量的增加呈現(xiàn)逐漸增大后降低的變化趨勢(shì)，而納米乳液TSI呈現(xiàn)先降低后增加的變化趨勢(shì)。結(jié)果表明，適量增大乳狀液添加量可穩(wěn)定納米乳液，但過(guò)量添加乳狀液則易造成納米乳液失穩(wěn)。納米乳液的乳化產(chǎn)率呈現(xiàn)先增加后降低的變化趨勢(shì)，這與其平均粒徑及穩(wěn)定性的變化趨勢(shì)有關(guān)。綜合上述結(jié)果可知，應(yīng)選擇乳狀液添加量為15%進(jìn)行后續(xù)工藝優(yōu)化研究。

表1 乳狀液添加量對(duì)納米乳液穩(wěn)定性的影響Tab.1 Effect of additive amount of emulsion on stability of nanoemulsion

注：同一列數(shù)據(jù)后的不同字母代表樣品間差異顯著(P<0.05)，下同。

2.1.2水解液添加量

控制乳狀液添加量20%、均質(zhì)壓力120 MPa、均質(zhì)次數(shù)3次，調(diào)節(jié)水解液添加量分別為30%、35%、40%、45%、50%，考察水解液添加量對(duì)納米乳液平均粒徑、ζ-電位、PDI等的影響，如表2所示。

表2 水解液添加量對(duì)納米乳液穩(wěn)定性的影響Tab.2 Effect of additive amount of hydrolysate on stability of nanoemulsion

由表2可知，隨著水解液添加量的增大，納米乳液的平均粒徑呈現(xiàn)先降低后增加的變化趨勢(shì)，PDI呈現(xiàn)先降低后增大再降低的變化趨勢(shì)。這可能是由于水解液中的多肽補(bǔ)充了納米乳液表面蛋白的乳化層間隙，進(jìn)而提高了納米乳液的乳液穩(wěn)定性，但過(guò)高的水解液添加量會(huì)稀釋納米乳液，不利于納米乳液的形成。納米乳液絮凝主要受界面層上發(fā)生的吸引和排斥作用影響，增強(qiáng)液滴間的靜電可提高納米乳液抗絮凝能力，液滴ζ-電位越大納米乳液穩(wěn)定性越好[21]。隨著水解液添加量的增加，更多帶負(fù)電荷的水解多肽吸附于納米乳液界面處，提高了納米乳液的ζ-電位電勢(shì)，提高了納米乳液的穩(wěn)定性，進(jìn)一步表現(xiàn)于TSI的降低上。雖然50%水解液添加量時(shí)乳液的ζ-電位絕對(duì)值最大，但卻造成了乳滴絮凝程度的增加，故而造成了TSI的增加。由于水解液添加量為45%時(shí)，納米乳液具有最佳的穩(wěn)定性及乳化特性，采用此值進(jìn)行后續(xù)響應(yīng)面優(yōu)化設(shè)計(jì)試驗(yàn)。

2.1.3高壓均質(zhì)壓力

控制乳狀液添加量20%、水解液添加量40%、均質(zhì)次數(shù)3次，調(diào)節(jié)均質(zhì)壓力分別為30、60、90、120、150 MPa，考察高壓均質(zhì)壓力對(duì)納米乳液平均粒徑、ζ-電位、PDI、乳化產(chǎn)率、濁度及TSI的影響。

表3結(jié)果表明，隨著均質(zhì)壓力增大，納米乳液平均粒徑呈現(xiàn)先降低后增大的變化趨勢(shì)。這是由于在高壓均質(zhì)納米乳液制備過(guò)程中，乳液分散相顆粒在巨大剪切、撞擊、空穴效應(yīng)的作用下，逐漸形成納米粒徑乳滴。隨著均質(zhì)壓力的不斷增加，機(jī)械作用力輸出強(qiáng)度增大，顆粒粒徑減小、分布更為均一。而當(dāng)均質(zhì)壓力高于90 MPa時(shí)，由于均質(zhì)壓力過(guò)高機(jī)械輸出作用過(guò)強(qiáng)，分散相粒徑的比表面積急劇增加, 有限的乳化劑不能被有效吸附到所有液滴表面上, 乳化作用下降，液滴相互聚集，出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象，粒徑反而變大，擴(kuò)大了納米乳液的粒徑分布范圍[22]。納米乳液乳化產(chǎn)率也呈先增大后降低的變化規(guī)律，在高均質(zhì)壓力下納米乳液乳化產(chǎn)率增加與乳滴聚集有關(guān)。當(dāng)均質(zhì)壓力達(dá)到90 MPa后，納米乳液平均粒徑增加與乳化產(chǎn)率降低均可能與過(guò)高均質(zhì)壓力造成的納米乳液乳滴裂解營(yíng)養(yǎng)素流失有關(guān)。但過(guò)高均質(zhì)壓力(150 MPa)輸出下，乳化界面伴隨著乳滴裂解發(fā)生了失穩(wěn)現(xiàn)象，此時(shí)納米乳液的ζ-電位絕對(duì)值顯著降低。均質(zhì)壓力低于90 MPa時(shí)，納米乳液濁度隨均質(zhì)壓力增大呈現(xiàn)逐漸降低的變化趨勢(shì)，表明納米乳液隨壓力增大呈現(xiàn)更均一的乳滴分布。而均質(zhì)壓力高于90 MPa時(shí)，納米乳液濁度的增大進(jìn)一步證實(shí)了乳滴裂解現(xiàn)象的發(fā)生。綜合納米乳液特性及穩(wěn)定性考慮，本研究擬選擇均質(zhì)壓力為90 MPa進(jìn)行后續(xù)研究。

表3 均質(zhì)壓力對(duì)納米乳液穩(wěn)定性的影響Tab.3 Effect of homogenization pressure on stability of nanoemulsion

2.1.4高壓均質(zhì)次數(shù)

控制乳狀液添加量20%、水解液添加量40%、均質(zhì)壓力120 MPa，調(diào)節(jié)均質(zhì)次數(shù)分別為1、2、3、4、5次，考察高壓均質(zhì)次數(shù)對(duì)納米乳液平均粒徑、ζ-電位、PDI、乳化產(chǎn)率、濁度及TSI的影響，如表4所示。

由表4可以看出，隨著均質(zhì)次數(shù)的不斷增加，納米乳液的平均粒徑整體呈不斷減小的變化規(guī)律，ζ-電位絕對(duì)值呈現(xiàn)逐漸增大的變化規(guī)律。FLOURY等[23]研究指出，在一定均質(zhì)壓力下，隨著均質(zhì)次數(shù)的增加，粒徑有不斷下降的趨勢(shì)，這可能是由于隨著均質(zhì)循環(huán)次數(shù)的不斷增加，其機(jī)械作用的時(shí)間變長(zhǎng)，之前未被均質(zhì)細(xì)化的大顆?；蛐☆w粒聚集體在多次均質(zhì)后粒徑減小，乳液乳滴更加穩(wěn)定。但當(dāng)納米乳液均質(zhì)次數(shù)為5次時(shí)，納米乳液的平均粒徑增大及ζ-電位絕對(duì)值降低，這是由于均質(zhì)過(guò)程中提供大量能量導(dǎo)致新液滴的快速重聚集，即過(guò)處理現(xiàn)象[24]。高頻的聚集現(xiàn)象和極高的能量密度是產(chǎn)生過(guò)處理現(xiàn)象發(fā)生的主要原因之一[25-26]。在此條件下的較大納米乳液濁度也說(shuō)明了聚集行為的發(fā)生。乳液的PDI呈現(xiàn)先降低后增大的變化趨勢(shì)，這可能與更多小乳滴及過(guò)渡態(tài)中尺寸乳滴伴隨這均質(zhì)次數(shù)增加逐漸形成有關(guān)，而均質(zhì)5次時(shí)過(guò)處理現(xiàn)象導(dǎo)致的聚集行為則是納米乳液PDI增大的可能原因。大豆蛋白-磷脂酰膽堿納米乳液的乳化產(chǎn)率隨均質(zhì)次數(shù)增多呈逐漸增大的變化趨勢(shì)，而均質(zhì)次數(shù)超過(guò)4次后，納米乳液乳化產(chǎn)率不再繼續(xù)增大。在實(shí)際應(yīng)用中，均質(zhì)壓力與均質(zhì)次數(shù)的合適比率對(duì)節(jié)約成本、減少機(jī)器工作時(shí)間、實(shí)現(xiàn)目標(biāo)粒徑乳狀液的制備有重要作用，但均質(zhì)壓力過(guò)高、均質(zhì)次數(shù)過(guò)多，乳狀液粒徑減小趨緩，甚至重新聚集而使平均粒徑增大，分布變寬。綜合考慮，本研究擬設(shè)計(jì)均質(zhì)4次進(jìn)行后續(xù)納米乳液制備試驗(yàn)。

2.2 響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)

本試驗(yàn)利用統(tǒng)計(jì)軟件Design-Expert進(jìn)行響應(yīng)曲面法優(yōu)化，以乳狀液添加量、水解液添加量、均質(zhì)壓力為自變量，納米乳液的平均粒徑、TSI 及乳化產(chǎn)率為響應(yīng)值，根據(jù)中心組合設(shè)計(jì)原理，確定高壓均質(zhì)法制備納米乳液的最佳工藝條件，響應(yīng)面試驗(yàn)方案及結(jié)果見(jiàn)表5、6，表6中A、B、C分別表示乳狀液添加量、水解液添加量、高壓均質(zhì)壓力的編碼值。

表5 試驗(yàn)因素編碼Tab.5 Encode of factors

通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析軟件Design-Expert進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，建立平均粒徑R1二次響應(yīng)面回歸模型為

R1=300.68-19.30A-11.04B-10.91C+2.77AB+
13.38AC+1.65BC+31.26A2+25.18B2+ 25.99C2

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表6 試驗(yàn)安排及結(jié)果Tab.6 Experiment scheme and results

表7 平均粒徑回歸與方差分析結(jié)果Tab.7 Results of regression and variance analysis of average particle size

圖1 各因素對(duì)納米乳液平均粒徑影響的響應(yīng)面圖Fig.1 Response surface diagrams showing effect of factors on average particle size of nanoemulsion

圖2 各因素對(duì)納米乳液TSI影響的響應(yīng)面圖Fig.2 Response surface diagrams showing effect of factors on TSI of nanoemulsion

通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析軟件Design-Expert進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，建立TSI(R2)二次響應(yīng)面回歸模型為

R2=3.00+0.013A+0.12B+0.087C+0.025AB-0.01AC+0.020BC+0.81A2+0.12B2+0.30C2

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表8 TSI回歸與方差分析結(jié)果Tab.8 Results of regression and variance analysis of TSI

通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析軟件Design-Expert進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，建立乳化產(chǎn)率R3二次響應(yīng)面回歸模型為

R3=92.09+0.50A+0.35B+0.99C+0.28AB+
0.12AC+0.18BC-1.30A2-2.36B2-1.78C2

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表9 乳化產(chǎn)率回歸與方差分析結(jié)果Tab.9 Results of regression and variance analysis of emulsion productive rate

圖3 各因素對(duì)納米乳液乳化產(chǎn)率影響的響應(yīng)面圖Fig.3 Response surface diagrams showing effect of factors on emulsion productive rate of nanoemulsion

采用聯(lián)合求解法確定平均粒徑、TSI及乳化產(chǎn)率最優(yōu)條件為：乳狀液添加量15.55%、水解液添加量45.25%、高壓均質(zhì)壓力91.3 MPa，此條件下平均粒徑297.8 nm，TSI為3.03，乳化產(chǎn)率92.24%。為適應(yīng)生產(chǎn)，將制備條件優(yōu)化為乳狀液添加量15.55%，水解液添加量45.25%，高壓均質(zhì)壓力91 MPa，此條件下納米乳液平均粒徑297.2 nm，TSI為2.98，乳化產(chǎn)率92.47%。說(shuō)明響應(yīng)值的試驗(yàn)值與回歸方程預(yù)測(cè)值吻合良好。

通過(guò)光學(xué)顯微鏡對(duì)納米乳液進(jìn)行觀察，結(jié)果如圖4所示。由圖可知，通過(guò)本研究制備的納米乳液粒徑均一、乳液狀態(tài)穩(wěn)定。且通過(guò)界面蛋白含量分析，本研究制備的納米乳液界面蛋白吸附量高達(dá)31.20 mg/m2，高界面蛋白含量起到了穩(wěn)定乳液的作用。

圖4 納米乳液顯微及激光共聚焦顯微成像圖Fig.4 Microscopic observation images of nanoemulsion

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)響應(yīng)曲面法優(yōu)化確定了以水酶法處理麻風(fēng)樹(shù)籽得到的乳狀液及水解液為復(fù)合乳化劑，調(diào)配制備納米乳液的工藝，確定的最優(yōu)工藝為：乳狀液添加量15.55%、水解液添加量45.25%、高壓均質(zhì)壓力91 MPa、均質(zhì)次數(shù)4 次，此條件下納米乳液平均粒徑297.2 nm，TSI為2.98，乳化產(chǎn)率為92.47%。本研究制備的納米乳液粒徑均一、乳液狀態(tài)穩(wěn)定，且納米乳液界面蛋白吸附量高達(dá)31.20 mg/m2，高界面蛋白含量起到了穩(wěn)定乳液的作用。