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納米乳液改善多酚性能及在食品中的應用進展

2023-10-10 07:55:26王思宇蔡軼男王宇加王婷婷張頔樊梓鸞
現(xiàn)代食品科技 2023年9期
關鍵詞:乳化劑乳液乳化

王思宇,蔡軼男,王宇加,王婷婷,張頔,樊梓鸞,2*

(1.東北林業(yè)大學林學院,黑龍江哈爾濱 150040)(2.黑龍江省森林食品資源利用重點實驗室,黑龍江哈爾濱 150040)

植物多酚是近年來廣受關注的天然來源抗氧化劑之一,其本質是具有多個酚羥基的植物次生代謝產(chǎn)物[1]。多酚獨特的化學結構使其具有清除體內各種自由基、抗菌、抗氧化、抗衰老、清除亞硝酸根離子等多種生物活性[2]。但是大多數(shù)多酚的溶解度差,致使其胃腸道吸收少;多酚穩(wěn)定性不佳,在光照、高溫、極端pH條件下易喪失原有的生物活性,導致生物利用率低[3],極大限制了植物多酚在食品工業(yè)中的應用。乳液運輸體系可有效解決植物多酚具有的光熱不穩(wěn)定性、溶解度差、苦澀等負面性質。乳狀液根據(jù)粒徑及自身形式的差異可分為宏觀乳狀液、微乳液、納米乳液(Nanoemulsion)三類[4]。宏觀乳狀液如牛奶、蛋黃醬等粒徑直徑通常為100 nm~100 μm,是熱力學不穩(wěn)定體系,易產(chǎn)生奧式熟化、分層等不穩(wěn)定現(xiàn)象。而微乳液和納米乳液結構相似,主要區(qū)別在于熱力學是否穩(wěn)定,微乳液無需外界機械能即可自發(fā)形成小于100 nm的小粒徑,屬于熱力學穩(wěn)定體系。納米乳液為熱力學不穩(wěn)定體系,但穩(wěn)定性優(yōu)于常規(guī)乳。利用納米乳作為運載酚類的載體,制得的乳液粒徑小、油水兩相分散均勻、乳液體系穩(wěn)定性佳、生物相容性良好,除具有緩釋和控釋作用外,生物利用率也得以提升[5]。相較于微乳液,納米乳液使用少劑量的乳化劑,更具實用價值,在靶向性方面擁有更廣的應用[6]。隨著納米乳液包埋天然植物多酚的研究的推進,納米乳液的配方與性質被不斷優(yōu)化,越來越多具有健康益處的納米乳液被應用于食品工業(yè)中。植物性健康食品已成為未來食品的發(fā)展大趨勢,因此多酚納米乳液或成為極具潛力的未來食品。

1 多酚的作用及分類

植物多酚中含有的活性酚羥基具有抗氧化活性,可通過釋放氫離子實現(xiàn)對氧化鏈式反應的破壞。除此之外,部分酚類物質還具有捕獲自由基的還原活性[7]。植物多酚作為天然抗菌劑可抑制肉及肉制品中的致病菌以及腐敗菌的生長,使產(chǎn)品品質不被破壞延長貨架期[8]。多酚可以作為天然著色劑,例如:姜黃素是一種被FDA認可的可添加到食品中的防腐劑和著色劑,具有防止血小板聚集、降低血液膽固醇水平等生物活性[9]。槲皮素作為一種果蔬中廣泛分布的類黃酮,已被證實在抗氧化、抗炎、抗高血壓等方面有光明的應用前景[10]。酚類中的黃酮類化合物具有很高的抗癌潛力,體外研究發(fā)現(xiàn)具有抑制腫瘤細胞的增殖與轉移,并激發(fā)凋亡細胞程序化死亡功效[11]。目前多酚主要有兩種分類方式:Ⅰ按照多酚的碳原子骨架分類[12];Ⅱ按照酚環(huán)數(shù)量以及與其它環(huán)不同的結合元素作用分類,按照此種分類方式可將多酚分為類黃酮、芪、木酚類以及酚酸四大類。如圖1所示。

圖1 多酚分類Fig.1 Classification of polyphenol

雖然多酚有諸多功效,但在實際應用中,其穩(wěn)定性較差導致實際生物利用率較低。未被包埋的天然多酚會與口腔唾液蛋白結合,產(chǎn)生獨特的澀味,令人不喜食用。構建多酚納米乳液不但提升了游離態(tài)多酚較差的生物利用率,且解決了澀味問題,拓寬了多酚物質的應用[13]。目前,白藜蘆醇、姜黃素、槲皮素等天然植物多酚的納米乳遞送體系的構建已被廣泛研究。

2 多酚納米乳液的制備新技術

2.1 新型改性納米乳化劑特點

選擇合適的乳化劑與助乳化劑可降低兩相間界面漲落與張力,從而提升納米乳穩(wěn)定性、延長納米乳貨架期。目前新型聚合物乳化劑展現(xiàn)了良好的乳液穩(wěn)定能力。

Ⅰ改性多糖:多糖是相對較大的分子,吸附到脂滴表面的速度較慢,在產(chǎn)生細滴時效率較低,且大多天然多糖主要由親水單糖組成,乳化性較差。Xu等[14]利用乙酸酐法制備乙?;扇苄源蠖苟嗵?,接入疏水的乙?;螅蠖苟嗵翘嵘藘捎H性而改善了多糖乳化性。改性大豆多糖穩(wěn)定的納米乳液展現(xiàn)出良好的pH、貯藏穩(wěn)定性,改性大豆多糖的優(yōu)良性質為納米乳的乳化劑選擇提供了新方向。在改性多糖中,改性淀粉在食品工業(yè)中應用較多,改性淀粉穩(wěn)定的精油納米乳通常具有良好的貯存穩(wěn)定性。

Ⅱ改性蛋白:目前,蛋白改性主要以酸堿化,酰化,糖基化,磷酸化等化學改性方法為主。與其他化學改性方法相比,Maillard共價交聯(lián)改性由于不需要額外的化學交聯(lián)劑而更綠色、無毒。這種簡單的改性方法通過改變蛋白質結構,大大改善蛋白質在高鹽濃度和溫度下的生理化學特性,包括溶解度、酸熱穩(wěn)定性和膠體穩(wěn)定性。有研究表明,與單獨使用乳清分離蛋白(Whey Protein Isolate,WPI)作為乳化劑相比,經(jīng)過Maillard共價交聯(lián)改性的乳清分離蛋白-乳糖/表沒食子兒茶素沒食子酸酯(Epigallocatechingallate,EGCG)穩(wěn)定的乳劑表現(xiàn)出更均勻的液滴分布、更強的熱穩(wěn)定性和更高的姜黃素保留率[15]。Wang等[16]研究發(fā)現(xiàn)Maillard共價交聯(lián)改性的乳清蛋白分離物-EGCG納米復合物穩(wěn)定的乳液比乳清蛋白分離物-EGCG納米復合物具有更大的儲存、鹽離子和熱穩(wěn)定性。此外,該乳液對活性化合物的降解產(chǎn)生了相當大的抑制作用。因此,使用新型共聚物乳化劑構建多酚納米乳為改善乳液理化性質提供了可能。

除了被廣泛研究應用的化學改性方法外,還可利用化學-物理復合改性方法對蛋白質進行改性。如天然豌豆蛋白在中性pH條件下的水溶性較低,功能性質較差,限制了應用,利用極端堿性pH值偏移與超聲波相結合對豌豆分離蛋白進行改性處理,可使嵌在緊密蛋白質結構內的氨基酸側鏈暴露,提高豌豆分離蛋白的乳化能力,具有輸送多酚等親脂生物活性物的潛能[17]。

2.2 加入乳液體系的新型油相、水相

近年來,深共晶溶劑及離子液體正逐漸被研究加入乳液體系,二者具有類似的優(yōu)良性質:良好的穩(wěn)定性、高溶質溶解度、皆為有潛能的生物相容介質。離子液體可以替代水相形成油包離子液體體系,此種乳液體系可以改善疏水性藥物的溶解度。在偽三元相圖中離子液體比水相具有更大的能區(qū)[18],有潛力用于構建搭載疏水性多酚的納米乳液。

深共晶溶劑(Deep Eutectic Solvent,DES)是一種自締合液體混合物,將氫鍵供體和氫鍵受體以適當?shù)哪柋然旌显谝黄?,通過加熱、冷凍干燥或研磨即可獲得DES,其熔點低于每個單獨成分的熔點,相較于離子液體而言具有制備方便、價格低廉的優(yōu)勢,可與生物質的氫鍵系統(tǒng)產(chǎn)生有效相互作用[19]。DES具有高熱穩(wěn)定性、化學穩(wěn)定性、生物降解性、低毒性和高生物降解性。納米乳液中油相通常由傳統(tǒng)的有機溶劑組成,但部分有機溶劑存在著毒性、高揮發(fā)性等隱患。因此使用新型油相取代傳統(tǒng)有機溶劑,以期提高納米乳安全性,更具有實用價值。Divya等[20]使用摩爾比為1:2的四正丁基氯化銨和正癸酸混合組成的疏水深層共晶溶劑作為油相,制備搭載姜黃素的微乳。在不改變姜黃素結構完整性的條件下,可使姜黃素溶解度增加至51 mg/mL,極大地增溶了姜黃素。此類微乳體系為提高難溶性生物活性物質的溶解性及穩(wěn)定性提供了新途徑。

2.3 輸送水敏感型多酚的新型納米乳液類型

除傳統(tǒng)乳液類型外,使用膜乳化法、均質法和微通道乳化法三種制備方法可以獲得油包乙醇型(E/O)乳液,也可進一步將E/O型乳液制成水包油包乙醇(E/O/W)型乳液[21]。此種具有特殊結構的非傳統(tǒng)型納米乳液有望應用于食品、醫(yī)藥等領域。

非水乳液(O/O型)由互不相溶的極性(如甲醇、N,N-二甲基甲酰胺等)和非極性有機相(己烷、辛烷等)組成[22],可用于負載油水兩難溶物質,如多酚類物質中槲皮素就具有強疏水性。非水乳液已成為有前途的傳統(tǒng)乳液的非水替代品,為包埋輸送水敏感型化合物提供了可能。Lin等[23]將脫氧熊果苷包埋入O/O型非水乳液,與含水乳液相比非水乳液在25 ℃下放置100 d的脫氧熊果苷保留率顯著提高,在45 ℃下非水乳液中脫氧熊果苷可保持約40 d而含水乳液中脫氧熊果苷在兩周內完全腐壞。無水乳液系統(tǒng)可以提供一個相對穩(wěn)定的環(huán)境,可以延遲脫氧熊果苷在25和45 ℃下的降解。已有研究[24]成功制備了一種搭載槲皮素的非水多重自乳化體系(O/O/W型),顯著提高了槲皮素的口服利用率。雖然目前非水乳液的制備及其穩(wěn)定性提升還有待進一步完善,但在作為穩(wěn)定性差、油水兩不溶多酚的載體方面的應用潛能值得深入研究。

2.4 多酚納米乳液封裝技術

納米乳液是一種不能自發(fā)形成的非平衡、非熱力學穩(wěn)定系統(tǒng),只能利用乳液系統(tǒng)中自身化學潛能或是借助機械產(chǎn)能等外力形成納米乳液[25]。其制備方法一般根據(jù)乳化的能量來源分為借助外能的高能乳化法和利用自身潛能的低能乳化法。

2.4.1 高能乳化法

相較于超聲乳化法[26]、微射流乳化法[27]等其他高能乳化法,高壓均質乳化法較為多用。在實際制備過程中,要綜合考慮均質壓力的設定,過高的均質壓力會引起乳液的升溫,升溫會對乳液體系中的活性成分造成變性、失活等負面影響,也會對蛋白質交聯(lián)作用產(chǎn)生影響:蛋白質交聯(lián)作用增大,導致粒徑增大。高壓均質法并不適用于所有納米乳的乳化,在乳化黏性較大的乳液時高壓均質法表現(xiàn)欠佳[28]。

2.4.2 低能乳化法

低能乳化法無需外力只利用自身化學潛能的特點,使其近年來廣受關注。由于乳化過程不需借助昂貴的儀器僅靠簡單攪拌而完成,節(jié)省了成本與投入,因此更有利于實際工業(yè)化生產(chǎn),生產(chǎn)與應用前景光明[29]。如圖2[30]和表1、2總結了目前多酚納米乳封裝技術的原理及優(yōu)缺點。

表1 納米乳制備方法原理及優(yōu)缺點Table 1 Nanoemulsion’s principle of preparation methods and relative merits

表2 幾種多酚納米乳的制備方法及粒徑Table 2 Emulsification methods and particle sizes of several polyphenol nano emulsions

圖2 PIT法和PIC法制備納米乳液原理Fig.2 The principle of nanoemulsion prepared by PIT method and PIC method

2.5 提高納米乳液穩(wěn)定性的優(yōu)化措施

2.5.1 基于增厚界面層的優(yōu)化措施

納米乳液作為新型的遞送系統(tǒng)有著優(yōu)秀的緩釋作用,為拓寬納米乳液應用面,最關鍵是解決穩(wěn)定性問題。通常情況下,乳化劑界面越厚,空間斥力越強,斥力范圍越廣。乳化劑在油水界面的分子結構差異很大,這影響了它們在液滴間產(chǎn)生空間斥力的能力。例如,多糖類乳化劑可形成厚界面層,可以通過空間相互作用有效抑制液滴聚集。而球狀蛋白只能形成薄界面層,空間斥力較弱,不能有效地防止液滴聚集。通過靜電沉積形成多層界面,可使乳化劑界面層增厚從而獲得高界面電荷密度及良好的界面特性,為納米乳液小液滴間提供了更強的靜電排斥作用及空間位阻作用,同時具有較高的乳液穩(wěn)定性[49]。Li等[50]采用層層自組裝法制備了百里香精油納米乳,以帶陰離子的WPI為乳化劑制備單層乳液后,加入帶陽離子的殼聚糖鹽酸鹽(Chitosan Hydrochloride,CH),依靠陰陽離子的靜電吸引力完成CH的吸附形成雙層乳液。附著CH后乳液貯存穩(wěn)定性顯著提升,使用層層自組裝法加入多糖增加界面厚度有效阻止了液滴聚集。增加乳化劑界面厚度使其產(chǎn)生空間斥力是有效的提升納米乳穩(wěn)定性的方法,且加入多糖后還可提高WPI納米乳液的凍融穩(wěn)定性[51]。

2.5.2 抑制奧式熟化的優(yōu)化措施

在納米乳制備過程中,還可以通過抑制納米乳液的不穩(wěn)定機制來提高乳液穩(wěn)定性。有研究表明,在以異十六烷為基礎的O/W型納米乳液體系中添加角鯊烯后,隨著角鯊烷含量的增加,奧式熟化出現(xiàn)系統(tǒng)性下降,證明在水相中加入低溶解度的第二種油可以減輕乳液的奧式熟化[52]。對于乙氧基化的非離子表面活性劑體系,可以通過添加特定的第二種表面活性劑抑制奧式熟化,后加入的第二種表面活性劑需要具有與主表面活性劑相同的烷基鏈長度和更高的乙氧基化程度[53]。

2.5.3 新型固化技術的優(yōu)化措施

固化-將乳液干燥制作成固體粉末以期提高穩(wěn)定性具有可行性。通常食品工業(yè)常采用的固化方式為噴霧干燥,但是對于負載多酚物質的納米乳液體系而言,傳統(tǒng)噴霧干燥溫度較高易破壞納米乳搭載的活性成分。真空冷凍干燥技術是在單一冷凍技術的基礎上同時將真空技術有機結合起來的新型干燥技術,制出的成品復水性好、品質損失小。張瀟元等[54]利用真空冷凍干燥技術將維生素E納米乳液干燥成凍干粉末。經(jīng)過冷凍干燥制出的粉末具有表面有凹陷、無收縮的特點,此種結構對運載的物質起保護作用,有很好的穩(wěn)定性。且與正常的納米乳液相比,凍干粉末復原乳的特性沒有發(fā)生改變。石洪宇等[55]制備了一種干林蛙皮多肽凍干粉,凍干后多肽抑菌作用的損失很少,抑菌效果依然良好。使用真空冷凍干燥制得的粉末具有復水性好、水分含量少易儲運、凍干物活性損失少等優(yōu)點,可以很好解決納米乳液在后續(xù)貯存、運輸中的缺陷。

3 納米乳搭載對多酚性能的改善效果及作用機制

3.1 對多酚穩(wěn)定性的改善

姜黃素、白藜蘆醇等植物多酚因自身化學穩(wěn)定性差或水溶性低,難以應用于食品生產(chǎn)中。使用納米乳液作為運輸載體可以改善多酚物質穩(wěn)定性,賦予其深加工的可能。Li等[56]制備了殼聚糖包被的姜黃素納米乳液,在離子強度試驗中穩(wěn)定性良好且包埋抑制了熱處理和紫外輻照處理中姜黃素的降解。Kumar等[57]使用卵磷脂和Tween-80為乳化劑制備搭載白藜蘆醇的納米乳液,貯藏四個月后乳液仍不分層,在紫外輻照處理中,納米乳明顯起到減緩、抑制白藜蘆醇降解的作用。

3.2 對多酚生物可及性的改善

生物可及性表示胃腸道內食物基質中釋放的食物化合物數(shù)量,它同時影響著多酚物質的生物利用度。由于多酚物質在極端pH值下易被破壞,在消化過程中易被酶降解,僅有少量殘余多酚釋放于胃腸道,故而生物可及性較低。納米乳液包載避免了多酚與極端pH值接觸,使未被破壞的多酚于胃腸道中釋放,極大提高了酚類物質的生物可及性。Pool等[58]建立了體外小腸模擬模型,槲皮素生物可及性可通過測量小腸末端收集的膠束相中槲皮素濃度來定量分析,游離態(tài)槲皮素生物可及性不足5%,而經(jīng)納米乳包埋后槲皮素生物可及性最高可達53%。Huang等[59]制備了共包埋熊果苷和香草酸的W/O/W型納米乳液,利用體外模型測得熊果苷與香草酸在多相乳狀液中的生物可及性分別為:65%、60%,均顯著高于單相乳狀液及游離態(tài)熊果苷,兩種生物活性物質都在包埋后大幅度提升了生物可及性。此外,生物可及性可能會被油相種類所影響,脂肪酸的長度和不飽和度將會影響多酚納米乳的生物可及性,多酚分子結構與不同脂肪酸組成的混合膠束之間的關系還有待深入研究[60]。

3.3 對多酚生物利用度的改善

通過封裝改善多酚生物可及性是遞送酚類物質的第一步,酚類生物利用度同樣重要,它代表了第二步:多酚釋放入胃腸道后可被吸收進入血漿。多酚類物質對酸堿敏感且不易被胃腸消化吸收的特性大大降低了生物利用度,不易發(fā)揮原有的功能活性。已有研究表明若乳液顆粒尺寸<500 nm(低于細胞大小),則可以通過增強腸壁被動轉運機制來提高生物活性物質的吸收率,其中納米乳液更是能顯著增強被封裝物的生物利用度[61]。納米乳的小粒徑提供了大比表面積及小表面張力,可與細胞發(fā)生相互作用,使生物膜滲透性增強以提高內容物生物利用度。通常評價多酚及其納米乳液的生物利用度的方法為構建Caco-2單層細胞模型,Tran等[62]構建了Caco-2模型以測試60 min的槲皮素運輸量,表明槲皮素納米乳液累積運輸量約為槲皮素對照液的2倍。但隨著研究的推進,人們發(fā)現(xiàn)體外模型忽略了試樣流量和胃腸轉運的影響,利用生物體為模型得出結果更嚴謹。Zeng等[63]使用大鼠乳糜微流阻斷模型探究納米乳包埋對橙皮素生物利用率的影響,由于納米乳液體系中含豐富的脂類物質,橙皮素納米乳可通過增加淋巴轉運和增強腸道通透性的方式令橙皮素的生物利用率得以提高。目前許多研究都證實了納米乳包埋對多酚物質生物利用度的改善,納米乳已廣泛應用于提高難溶性藥物的生物利用度。

3.4 對多酚抗氧化性的改善

多酚類物質因在水溶液體系中溶解不完全而限制了其實際應用中的抗氧化活性,而使用納米乳包載多酚可使多酚極大程度地增溶,從而更好地發(fā)揮多酚的抗氧化性。研究表明,將白藜蘆醇制備為白藜蘆醇納米乳后其DPPH自由基清除能力及鐵離子還原能力都有了顯著的提升,白藜蘆醇納米乳的DPPH抑制率高達83.93%,較未包埋白藜蘆醇溶液提高了近13%[64]。且納米乳包埋對多酚物質的抗氧化活性有良好的保持效果,兒茶素納米乳在椰奶中抗氧化活性的保持性優(yōu)于未包埋兒茶素,造成這種現(xiàn)象的原因可能是納米乳包埋阻斷了兒茶素與外界環(huán)境因素的相互作用,增強了兒茶素穩(wěn)定性,故兒茶素納米乳高效保存了兒茶素的抗氧化活性,同時延緩了椰奶的腐敗[65]。

3.5 對多酚抗腫瘤活性的改善

多酚納米乳液相比于未包埋多酚的抗腫瘤活性顯著增強,可能由于納米乳抑制侵襲活性機制有別于多酚水溶液。Chen等[66]研究發(fā)現(xiàn),20 μmol/L以上的EGCG可抑制H1299肺癌細胞的增殖,而EGCG納米乳僅需5 μmol/L即可顯著抑制H1299細胞的活力,對H1299細胞的IC50也遠低于未包埋EGCG,表明與未包埋EGCG相比EGCG納米乳有更強的抗腫瘤活性,可顯著抑制肺癌細胞的增殖、集落形成、遷移和侵襲活性。而EGCG納米乳的抑制侵襲活性機制有別于未包埋EGCG,可能依賴于AMPK信號通路的激活。EGCG納米乳液對肺癌細胞的抑制機制、靶向性仍需進一步研究探討。表3總結了一些納米乳搭載對多酚性能的改善效果。

表3 納米乳搭載對多酚性能的改善效果Table 3 Improvement effect of nano emulsion on polyphenol performance

4 多酚納米乳液在食品中的應用

4.1 在飲料中的應用

與傳統(tǒng)乳液相比,納米乳液粒徑小、動力學穩(wěn)定且光學透明度高,還可以調節(jié)產(chǎn)品質地,使其在許多技術應用中具有優(yōu)勢。目前,負載多酚的納米乳液在醫(yī)藥品和功能性食品領域有著光明的前景和工業(yè)化生產(chǎn)的可能性。但納米乳的實際應用與工業(yè)化生產(chǎn)并未成熟,有待更深入地考察和完善。多酚納米乳由于其穩(wěn)定性和高透明度可用于飲料生產(chǎn),Aquanova公司利用納米技術提供了一種飲料生產(chǎn)方案,可以生產(chǎn)含天然色素(葉黃素、β-胡蘿卜素、姜黃素等)的飲料,且Aquanova公司聲稱此方案增強了封裝的功能化合物和標準添加劑濃度的穩(wěn)定性[4]。

4.2 在乳制品中的應用

多酚納米乳有望應用于乳制品中,Gaetano等[72]將富含多酚的擬愛神木粗提物制成納米乳液加入牛奶中,顯著提高了乳中總多酚含量使乳的抗氧化性也隨之增加。且與直接向牛奶中加入擬愛神木粗提物相比,加入粗提物納米乳液能減小添加物帶來的感官變化,使人們更易接受。

4.3 在保鮮中的應用

多酚納米乳也有望應用于果蔬保鮮技術中,作為可食性涂膜達到抑菌、氣調、減緩失水的效果。目前使用的化學防腐劑會對人體產(chǎn)生不利影響,而塑料包裝材料缺少抗菌性且造成環(huán)境負擔。以多酚納米乳液作為可食性涂膜可以解決上述食品安全問題及環(huán)境問題,此種可食用涂膜對果蔬的感官性質影響小、甚至可以改善果蔬光澤[73]、延長果蔬貨架期[74]。除了果蔬保鮮外,多酚納米乳液還可應用于肉類、魚類保鮮,研究表明以多酚納米乳作為涂膜能顯著延長豬肉的貨架期,降低pH值和色澤變化,延緩脂肪和蛋白質氧化,保持嫩度,抑制微生物生長[75]。以丁香酚殼聚糖納米乳液作為保鮮涂層能有效地阻斷氧氣和微生物對帶魚的影響,保持帶魚的品質,延緩脂質和蛋白質的氧化[76]。

4.4 在食品中的潛在應用

多酚納米乳也有作為抗菌劑應用于食品中的潛能。精油中含有豐富的多酚類物質,如丁香精油含有丁香酚、乙酰丁香酚等[77];百里香精油中含有百里香酚、香芹酚等;牛至精油中主要有香芹酚、松油烯-4-醇等[78]。精油中豐富的多酚賦予其優(yōu)良的抗菌性及抗氧化性,但是精油水溶性差、揮發(fā)性強的特點為精油在食品中的應用帶來了困難。以納米乳液為載體封裝富含多酚的精油可以提高精油的抗菌活性、增強生物活性化合物的溶解度、穩(wěn)定性和生物功能性,使之得以在食品中應用。納米級的乳液液滴可以與細菌的細胞膜或病毒包膜發(fā)生融合,從而破壞微生物脂質包膜的穩(wěn)定性,改變膜通透性,使胞內物質泄漏,致使細胞死亡。在菌群失活動力學研究中,1 mL丁香酚納米乳在1 min內即可使1.5×106CFU金黃色葡萄球菌活性完全喪失,將丁香酚納米乳加入到橙汁中,可減少24 h內細菌數(shù)量,證明多酚納米乳有用作食品抗菌劑、防腐劑的潛能[79]。與純精油相比,經(jīng)納米乳包埋的百里香精油對金黃色葡萄球菌的抑菌作用更強,在長期貯存過程中對大腸桿菌抑菌作用更明顯[50]。目前納米乳已被研制搭載各種精油如:牛至精油[80]、褚橙精油[81]、茴香精油[82]、百里香精油[83]、肉桂精油、黑胡椒精油[84]等,為納米乳液封裝精油用作食品防腐劑、抗菌劑提供了可能。

多酚納米乳還可以作為乳液模板制備納米顆粒,目前主要通過乳液聚合法、溶劑蒸發(fā)法以構建納米顆粒,納米顆粒在食品、化妝品等領域也展現(xiàn)出了良好的發(fā)展?jié)摿85]。

5 結語

多酚納米體系的構建以及工業(yè)化生產(chǎn)仍存在許多問題。納米乳液中發(fā)生的聚結、奧式熟化等不穩(wěn)定機制會影響體系穩(wěn)定性進而影響產(chǎn)品貨架期。故制備多酚納米乳液時需注意使用合適的制備方法及選擇相宜的表面活性劑及助活性劑以降低或阻止納米乳液失穩(wěn)。人們仍需探究如何降低低能乳化法中乳化劑添加量,人工合成的乳化劑大劑量使用仍對人體有潛在危害,故使用低能乳化法可供選擇的乳化劑種類較少,限制了低能乳化法的實際應用;Ⅲ現(xiàn)階段運載多酚的納米乳液大多只起緩釋作用,不能實現(xiàn)對運載物質的靶向釋放以及靶向吸收。近年來,藥物納米遞送系統(tǒng)利用生物仿生等技術實現(xiàn)了納米乳液的靶向釋放,為多酚納米遞送體系的靶向性實現(xiàn)提供了可能。已有研究表明,鼻內納米乳是一種很有前途的腦靶向遞送治療方法[86]。目前,納米乳液的釋放機制尚未明確,其可能的釋放機制有:①基于擴散過程的釋放②基于滲透現(xiàn)象的釋放③基于聚合物涂層的降解的釋放④基于聚合物涂層溶脹的釋放⑤基于聚合物對pH值和離子強度響應的釋放,研究探明納米乳的釋放機制更有利于控制內容物釋放以及生物利用率的提升。納米乳液作為多酚遞送系統(tǒng)具有優(yōu)異的適用性,但其可能潛在的毒性卻少見報道。納米乳液僅有20~500 nm的小粒徑不僅使其穩(wěn)定性大為增加,同時也使納米乳液擁有大曲率和較大的比表面積。當納米乳進入人體內消化道時,由于其特殊的表面反應活性,可能引起胃腸道初始功能的變化。納米載體主要用于藥物遞送和功能性食品開發(fā),因此必須進一步研究以探明其毒性及毒性作用機制以確定納米乳液的每日允許攝入量。改性共聚物等新型乳化劑由于經(jīng)過改性操作,并不在“綠色食品”之列,隨著人們健康意識的覺醒,為了今后多酚納米乳在食品中的廣泛應用,人們仍需將目光投向未改性天然乳化劑。Ⅶ為了使多酚納米乳液便于貯存、運輸,應探尋損失小、成本低、可用于大規(guī)模生產(chǎn)的固化技術,真空冷凍干燥技術雖然可較完整地保存包埋物生物活性,但是成本高昂,層層自組裝法構建納米顆粒具有廣闊的發(fā)展前景。

未來,多酚納米乳液體系應著重于全材料的天然、無毒、綠色,使構建的遞送體系能廣泛應用于食品及醫(yī)藥領域。高能乳化法需要復雜的儀器且需要消耗、浪費極多的能量,應開發(fā)利用可投入大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的低能乳化法。構建可以靶向遞送、靶向吸收的多酚納米乳液將極大的提高運載多酚的生物利用率。

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