Preparació i estabilitat de l'emulsió de recollida carregada amb resveratrol estabilitzada per proteïnes de noguera/ cistanche deserticola polisacàrids compostes compostes compostes

2 resultats i anàlisi

2.1 Caracterització de nanopartícules compostes WP/CDPS

La figura 1A mostra la mida mitjana de les partícules de WPN i totes les nanopartícules compostes WP/CDPS. La PDI de totes les nanopartícules és inferior a 0. 2, cosa que indica que les nanopartícules es distribueixen uniformement [21]. La figura 1B mostra la distribució de la mida de les gotes de les nanopartícules compostes WP/CDPS i WPN. Totes les nanopartícules mostren una distribució unimodal. La mida de les gotes de WPN és d’uns 17,20 μm i la mida de les gotes de les nanopartícules compostes WP/CDPS, entre les quals C4W1 té la mida més gran de la gota (8.891 μM). Les mides de C1W4, C3W2 i C2W3 són 7.063, 7. 868 i 8.631 μm respectivament. Les nanopartícules compostes WP/CDPs formades combinant CDP i WP tenen una estructura més compacta. Els polisacàrids i les proteïnes es complexen per formar partícules híbrides. Les partícules es poden adsorbir irreversiblement a la superfície de l’aigua d’oli per formar una estructura d’interfície forta i ordenada. Els polisacàrids i les proteïnes són complexes. Les interaccions entre partícules, entre gotetes d’oli emulsionades i entre gotetes d’oli emulsionades i partícules poden estabilitzar significativament el sistema [22].

Quan el contingut de WP és superior al CDPS (C1W4, C2W3) o inferior a CDPS (C3W2, C4W1), la mida de la gota de WP/CDPS mostra una tendència creixent amb la disminució de WP. La mida de gotes de nanopartícules C1W1 és la més petita a 5,927 μm, que és significativament menor que altres nanopartícules compostes WP/CDPS. Les partícules WP i CDPS formen la millor combinació per cobrir la superfície de les gotes i formen una estructura estable al voltant de la gota, que pot evitar eficaçment l’agregació de les gotes i millorar encara més l’estabilitat. Per tant, la proporció de massa òptima de nanopartícules compostes WP/CDPS és 1: 1.
El potencial zeta de diferents dispersions de nanopartícules es mostra a la figura 1C. La suspensió WPN mostra una càrrega positiva, mentre que la suspensió CDPS mostra una càrrega negativa. Això indica que WP i CDPs formen nanopartícules compostes de closca nucli WP/CDPS principalment mitjançant interacció electrostàtica. A mesura que augmenta la relació de CDP, el complex WP/CDPS
El potencial zeta de les nanopartícules combinades va disminuir gradualment de -22 mV a -37 mv.
La baixa quantitat d’incorporació de CDPs pot neutralitzar les càrregues positives del WP i debilitar la repulsió electrostàtica de les partícules. A mesura que el contingut de CDPS augmenta, el potencial zeta de les nanopartícules compostes WP/CDPS disminueix, cosa que pot proporcionar una repulsió electrostàtica suficient entre partícules per evitar la seva agregació.

Extracte d'herbes de Cistanche amb un alt ingredient actiu

2.2 Tensió interfacial de l’emulsió de Pickering

La tensió interfacial, com a indicador de les propietats superficials, té un paper crucial en les característiques de les emulsions [23]. La figura 2 mostra els canvis de tensió interfacials amb el temps per a diferents emulsions de recollida. Amb el pas del temps, la tensió interfacial de totes les emulsions de recollida va disminuir gradualment i es va estabilitzar. Si es compara la tensió interfacial en condicions estables, la tensió interfacial d’aquestes emulsions de recollida va mostrar una tendència de primer disminució i després augmentar amb l’augment del contingut de WP a les nanopartícules compostes.
C1W1R té la tensió interfacial més baixa i la més alta activitat superficial. L’activitat superficial més elevada millora l’eficiència d’adsorció a la interfície, donant lloc a la tensió interfacial més baixa a l’equilibri d’adsorció (11,88 mN/m). En resum, sota una proporció de massa WP/CDPS adequada, es poden formar nanopartícules compostes WP/CDPS amb baixa tensió interfacial. Aquesta tendència és coherent amb els resultats de la investigació de la tensió interfacial de les nanopartícules compostes compostes de zeina/cel·lulosa carboxilada de Qin Weili et al. [8]. Les nanopartícules compostes compostes de nanocristal de zeina/cel·lulosa carboxilada estabilitzaven les emulsions de zeina de zeina amb un major contingut de proteïnes o nanocristalls de cel·lulosa carboxilada tenien una tensió interfacial més elevada, cosa que indica una menor eficiència d’adsorció de les seves nanopartícules.

Fig. 2 Tensió interfacial de l'emulsió de recollida estabilitzada per nanopartícules compostes WP/ CDPS

2.3 Eficiència de l’emulsió Pickering

Tal com es mostra a la figura 3, l’eficiència d’incrustació de RT en WPR després de l’emmagatzematge durant 35 dies va ser del 65,6%, cosa que indica que el WP únic com a emulsionant també té un cert efecte protector sobre la RT. L’eficiència d’incrustació de l’emulsió de recollida estabilitzada per nanopartícules compostes WP/CDPS en RT va superar el 85%, que era superior a la de WPR. Quan la proporció WP/CDPS va ser de 4: 1 i 3: 2, l'eficiència de la incorporació de RT després de l'emmagatzematge durant 35 dies va ser del 89,2% i el 88,6%, i quan la relació WP/CDPS va ser d'1: 4 i 2: 3, l'eficiència de l'emmagatzematge després de l'emmagatzematge va ser de {{19}. 2% i 87,6%, respectivament. En comparació amb altres relacions WP/CDPS, l'eficiència d'incrustació d'1: 1 va ser la més alta al 92,9% després de l'emmagatzematge durant 35 dies. Zhang Yali et al. [24] va utilitzar l'emulsió de les partícules de zeina/quitosà estabilitzada per incrustar Rt. L’experiment va demostrar que l’estabilitat i l’alliberament sostingut de RT en aquest sistema d’emulsió eren millors que les de RT incrustades en nanoemulsió en el mateix estudi. En aquest experiment, quan la proporció d’addició de WP/CDPS va ser 1: 1, la RT es va encapsular en l’emulsió de Pickering, que tenia una millor activitat d’excavació de radicals lliures, capacitat de càrrega i estabilitat. Es pot considerar que quan la proporció d’addició de WP/CDPS era 1: 1, era un sistema de lliurament eficaç per a compostos bioactius.

Fig. 3 Efecte del temps d’emmagatzematge sobre l’eficiència d’encapsulació de la RT a l’emulsió

2.4 Estabilitat d'emmagatzematge de les emulsions de Pickering

La figura 4 mostra els canvis en l'estabilitat d'emmagatzematge de les emulsions de recollida estabilitzades en nanopartícules compostes de WPR i CDPS en un termini de 20 dies. Les emulsions fresques estabilitzades amb diferents nanopartícules eren uniformes i blanques. Una petita quantitat de capa d'aigua va aparèixer a WPR després de 12 h, que va augmentar gradualment amb l'extensió del temps d'emmagatzematge. Finalment, es va assolir l'equilibri a les 240 h i la proporció de la capa d'emulsió va ser del 63,8%.

Això es deu principalment al fet que la WP conté una gran quantitat d’aminoàcids no polars, cosa que fa que WP s’agregui en l’emulsió [25]. Per a les emulsions estabilitzades en nanopartícules compostes WP/CDP, C1W1R va mostrar la millor estabilitat d’emmagatzematge a 480 h, amb una proporció de la capa d’emulsió del 95,6%. Això és coherent amb els resultats de la tensió interfacial observats en les emulsions de Pickering. Com més baixa sigui la tensió interfacial, més gran és l’activitat superficial de les nanopartícules compostes. La millora de l’activitat superficial té un paper clau en l’estabilització de l’emulsió. Les nanopartícules compostes s’absorbeixen eficaçment a la interfície d’aigua petrolífera, formant una capa protectora, reduint l’agregació i millorant l’estabilitat de l’emulsió de recollida [26-27]. Quan el contingut de CDPS a les nanopartícules compostes és elevada, l’estabilitat de l’emulsió disminueix. A les 240 h, la capa d’emulsió de C3W2R va assolir un nivell estable del 72,5%. A les 300 h, la capa d’emulsió de C4W1R va assolir un nivell estable del 75,7%. Això es deu principalment a l’elevada hidrofobicitat de les nanopartícules compostes que contenen CDP més altes. Hi ha una forta repulsió electrostàtica en l’emulsió i l’estabilitat estructural de les nanopartícules compostes és pobra, donant lloc a la inestabilitat de l’emulsió. A mesura que passa el temps, les nanopartícules compostes floculen i s’enfonsen sota l’acció de la gravetat. L’estabilitat d’emmagatzematge de C1W4R i C2W3R és millor que la de C4W1R i C3W2R, i tots dos es mantenen en un estat uniforme i estable abans de les 96 h. Arriben a un estat estable a les 300 h i a 252 h, respectivament, i la proporció final de la capa d’emulsió és d’uns 92,6%. Per tant, es pot formar una emulsió més estable a C1W1R. Wu Bi et al. [28] va preparar una nova emulsió basada en midó modificant el midó amb anhidrur de midó de succinat octenil per a la RT encapsulant. Aquest sistema pot tenir un bon efecte d’alliberament sostingut sobre la RT i pot romandre estable durant 60 dies a 4 ° C i 25 ° C, amb una bona centrifugació i estabilitat de dilució.

Fig. 4 Aparicions (a) i proporció de capa emulsionada (b) de l'emulsió de recollida estabilitzada per nanopartícules compostes WP/CDPS a 25 graus a 25 graus

2.5 Estabilitat tèrmica de l'emulsió de Pickering

L’estabilitat tèrmica de les emulsions de recollida estabilitzada per nanopartícules compostes de WPR i WP/CDPS es mostra a la figura 5. La mida inicial de partícula de WPR és de 45,6 μm.
La mida inicial de les partícules de l'emulsió de recollida estabilitzada per nanopartícules compostes WP/CDPS va augmentar lleugerament. C1W1R té la mida de partícula més petita (53,8 μm). Quan augmenta el contingut de WP o CDPS, augmenta la mida inicial de partícula de l’emulsió, que pot estar relacionada amb les seves nanopartícules compostes corresponents. Durant el procés de tractament tèrmic a diferents temperatures, quan la proporció de massa WP/CDPS és 1: 1, els polisacàrids i les proteïnes complexes per formar partícules híbrides i les partícules són irreversiblement adsorbides a la superfície de l’aigua d’oli per formar una estructura d’interfície forta i ordenada. WP La interacció entre /CDPs forma un sistema significativament estable. La mida de les partícules de C1W1R canvia la més petita amb la temperatura, cosa que indica que té la millor estabilitat tèrmica. Demostra que les partícules compostes C1W1R formen l'estructura d'embolcall més forta fora de les gotes d'oli. Com més gran sigui el contingut de WP, la mida de les partícules de C1W4R i C2W3R també augmenta amb l’augment de la temperatura. El motiu principal pot ser que el tractament tèrmic provoqui desnaturalització de proteïnes, exposa grups hidrofòbics, afavoreix l’agregació entre nanopartícules i indueix aglomeració de gotes. [29]. Després del tractament tèrmic, diferents emulsions de recollida mostren diferents graus de floculació i el grau de floculació augmenta amb l’augment de la temperatura de calefacció. Entre les emulsions estables de diferents nanopartícules compostes, C1W1R té el canvi aparent més petit i la millor estabilitat tèrmica.

Consistent amb aquests resultats, Lu Siyi et al. [30] va utilitzar l'emulsió del complex de proteïnes de pectina-walnut per estudiar la seva estabilitat i va trobar que després de 14 dies d'emmagatzematge, la mida de partícula de l'emulsió del complex de proteïnes de la pectina-walnut encapsulada per la curcumina (D4, 3) hi va haver un lleuger augment sense separació de fase. L’emulsió del complex d’albúmina de la noguera encapsulada per la curcumina va mostrar una bona estabilitat al tractament amb NaCl (fins a 300 mmol/L) i el tractament tèrmic (fins a 90 graus), cosa que indica que el complex és un sistema de lliurament eficaç per a compostos bioactius i es pot utilitzar àmpliament en aliments funcionals.

Fig. 5 Canvi de mida de partícules de l'emulsió de recollida estabilitzada per nanopartícules compostes WP/ CDPS

2.6 Estabilitat de l’oxidació de lípids de l’emulsió de Pickering

Els productes principals de l’oxidació dels lípids són un dels indicadors per determinar l’estabilitat oxidativa de l’emulsió [31]. Com es mostra a la figura 6, amb l’extensió del temps d’emmagatzematge, el POV d’emulsions de recollida estabilitzada per nanopartícules compostes WP/CDPS en diferents proporcions va augmentar gradualment, la qual cosa va ser causada per l’auto-oxidació d’olis.
A mesura que la proporció de CDPs augmenta, el POV de l’emulsió disminueix significativament al principi, cosa que indica que els CDP tenen l’efecte de retardar l’oxidació del petroli. No obstant això, a mesura que la proporció de CDP continua augmentant, el POV de l'emulsió augmenta gradualment; Quan la relació WP/CDPS és 1: 1 (C1W1R), la producció de POV és la més baixa en les emulsions. Wang Ran [32] va utilitzar nanopartícules de polifenols de te per estabilitzar les emulsions de recollida. L’estudi va trobar que els polifenols de te poden reduir significativament el POV en l’emulsió i retardar eficaçment l’oxidació d’oli, que és coherent amb la conclusió d’aquest estudi.

Fig. 6 POV de les emulsions de Pickering estabilitzades per diferents nanopartícules compostes WP/CDPS en funció del temps d'emmagatzematge fins a 30 dies

2.7 Microstructura d’emulsió de Pickering

La microestructura de l'emulsió de Pickering preparada amb WP/CDPs a una proporció de massa d'1: 1 i la distribució de RT al sistema d'emulsió es va observar per CLSM. La figura 7a és una imatge d’estat d’apilament sota excitació simultània a 488 nm i 633 nm, que es mostra en groc (colors superposats de verd i vermell). S’observa l’estructura de xarxa de WP/CDP al voltant de les gotes d’oli embolicades, que pot ser deguda a la forta interacció electrostàtica entre WP/CDPS. La figura 7B mostra una imatge verda de WPN tacada amb colorant proteïna FITC sota excitació làser de longitud d’ona de 488 nm, cosa que indica que hi ha una capa d’embolcall WPN fora de les gotes d’oli. La figura 7C mostra una imatge vermella de RT tacada amb vermell Nil de 633 nm excitació làser.
A la imatge CLSM, es pot observar que es dispersen les gotes d’oli esfèriques de l’emulsió de recollida WP/CDPS. Les micrografies de fluorescència superposades mostren que RT (part vermella) està densament encapsulada per WP/CDP (part verda), cosa que indica que WP/CDPs amb una proporció de massa d’1: 1 es pot adsorbir a la interfície d’oli-aigua per estabilitzar eficaçment l’emulsió de recollida. Yang Tang et al. [15] va investigar un nou tipus de gel d'emulsió de fase interna comestible que es va estabilitzar efectivament per nanopartícules híbrides de proteïna de polisacàrids úniques i va observar una dispersió esfèrica similar a l'emulsió de l'estudi.

Fig. 7 Micrografies confocals de l'emulsió de Pickering estabilitzades per nanopartícules compostes C1W1

3 Conclusió

Les nanopartícules compostes de WP/CDP es van construir mitjançant WP i CDP, i es van preparar emulsions de recollida amb elles com a estabilitzadors i es va investigar més la seva estabilitat i la seva taxa d'encapsulació RT. La mida de les gotes de les nanopartícules compostes WP/CDPS era significativament menor que la de WPN. Els CDP van canviar la superfície i la forma de WP, i combinades amb WP per formar una estructura més compacta de nanopartícules compostes WP/CDPS, que poden evitar eficaçment l’agregació de les gotes i millorar l’estabilitat. Entre ells, quan la proporció de massa de WP a CDPS va ser d’1: 1, la mida mitjana de les partícules de l’emulsió de recollida era la més petita (5,927 μm), la tensió interfacial era la més baixa (11,88 mn/m) i tenia una bona estabilitat d’emmagatzematge i estabilitat tèrmica. Després de 480 h d’emmagatzematge, la taxa d’estratificació d’emulsió va ser del 95,6%. Durant el tractament tèrmic a diferents temperatures, la mida de les partícules d’emulsió de C1W1R va canviar el mínim amb la temperatura. Els resultats de les proves CLSM mostren que WP/CDPs pot encapsular eficaçment la RT. L’eficiència d’incrustació de RT de l’emulsió de recollida estabilitzada per nanopartícules compostes WP/CDPS va superar el 85%, que era superior a la de l’emulsió de WPR. L’eficiència d’incrustació de RT va ser fins al 92,9% després de l’emmagatzematge durant 35 dies.

Referències:

[1] Tian BR, Liu J Y. Resveratrol: una revisió de fonts de plantes, síntesi, estabilitat, modificació i aplicació d'aliments [J]. Journal of the Science
de menjar i agricultura, 2020, 100 (4): 1392-1404. Doi: 10.1002/jsfa.10152.
[2] Tian Yanjie, Shi Aimin, Liu Hongzhi, et al. Prova de la investigació sobre la bioactivitat del resveratrol i el seu sistema de lliurament [J]. Science Food, 2023, 44 (1): 371-379. Doi: 10.7506/spkx 1002-6630-20220308-104.
[3] Xie ZF, Chen X. Beneficis saludables i sistemes de lliurament comestibles OFRESVERATROL: A Review [J]. Food Review International, 2023, 39 (7): 3879-3905. Doi: 10.1080/87559129.2021.2013873. [4] Kumar S, Chang YC, Lai KH, et al. Resveratrol, una molècula amb activitats antiinflamatòries i anti-càncer: producte natural a la síntesi química [J]. Química medicinal actual, 2021, 28 (19): 3773-3786. Doi: 10.2174/0929867327999200918100746. [5] Huang XL, Liu Y, Zou Y, et al. Encapsulat de resveratrol en nanopartícules de closca nucli de zein/pectina: estabilitat, bioaccessibilitat i capacitat antioxidant després de simular GastrointestinalDigestion [J]. Food Hydrocolloids, 2019, 93: 261-269. Doi: 10.1016/j.foodhyd.2019.02.039.
[6] Meng Lingli, Zhang Han, Hou Huijing, et al. Efecte del copolimeró d’àcid ovalbumin-galic-Dextran L’estabilitat i l’activitat antioxidant del resveratrol [J]. Science Food, 2022, 43 (16): 135-144. Doi: 10.7506/spkx 1002-6630-20220320-235.
[7] Chen FP, Li BS, Tang C H. Nano Complexació entre la curcumina i l’aïllat de proteïnes de soja: Influència sobre l’estabilitat de la curcumina/bioaccessibilitat i la digestibilitat de proteïnes in vitro [J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2015, 63 (13): 3559-3569. Doi: 10.1021/acs.jafc.5B00448.

[8] Qin WL, Tang ST, Chen CW, et al. Preparació i caracterització de l’emulsió de l’oli essencial de canyella estabilitzada per nanocristalls compostes de zeina/nanocristalls de cel·lulosa carboxilada [J]. Food Hydrocolloids, 2024, 147: 109321. Doi: 10.1016/j.foodhyd.2023.109321.