Preparazione e stabilità di emulsione pickering caricata dal resveratrolo stabilizzato dalla proteina di noce/ cistanche deserticola polisaccaridica nanoparticelle composite

2 risultati e analisi

2.1 Caratterizzazione di nanoparticelle composite WP/CDPS

La Figura 1A mostra la dimensione media delle particelle di WPN e tutte le nanoparticelle composite WP/CDPS. Il PDI di tutte le nanoparticelle è inferiore a 0. 2, indicando che le nanoparticelle sono distribuite uniformemente [21]. La Figura 1b mostra la distribuzione delle dimensioni delle goccioline di nanoparticelle composite WP/CDPS e WPN. Tutte le nanoparticelle mostrano una distribuzione unimodale. La dimensione delle goccioline di WPN è di circa 17,20 μm e la dimensione delle goccioline delle nanoparticelle composite WP/CDPS è significativamente più piccola di quella di WPN, indicando che i CDP cambia la superficie e la forma di WP, tra cui C4W1 ha la dimensione della goccia più grande (8,891 μM). Le dimensioni di C1W4, C3W2 e C2W3 sono rispettivamente 7.063, 7. 868 e 8,631 μm. Le nanoparticelle composite WP/CDPS formate combinando CDP e WP hanno una struttura più compatta. I polisaccaridi e le proteine ​​sono complessati per formare particelle ibride. Le particelle possono essere irreversibilmente adsorbite sulla superficie dell'olio per formare una struttura di interfaccia forte e ordinata. I polisaccaridi e le proteine ​​sono complessati. Le interazioni tra particelle, tra goccioline di olio emulsilate e tra goccioline di olio emulsilate e particelle possono stabilizzare significativamente il sistema [22].

Quando il contenuto di WP è maggiore di CDPS (C1W4, C2W3) o inferiore a CDPS (C3W2, C4W1), la dimensione delle goccioline di WP/CDPS mostra una tendenza crescente con la diminuzione del WP. La dimensione della goccia di nanoparticelle C1W1 è la più piccola a 5,927 μm, che è significativamente più piccola rispetto ad altre nanoparticelle composite WP/CDPS. Le particelle WP e CDPS formano la migliore combinazione per coprire la superficie delle goccioline e formare una struttura stabile attorno alla goccia, che può effettivamente prevenire l'aggregazione delle goccioline e migliorare ulteriormente la stabilità. Pertanto, il rapporto di massa ottimale delle nanoparticelle composite WP/CDPS è 1: 1.
Il potenziale zeta di diverse dispersioni di nanoparticelle è mostrato nella Figura 1C. La sospensione WPN mostra una carica positiva, mentre la sospensione CDPS mostra una carica negativa. Ciò indica che WP e CDPS formano nanoparticelle composite WP/CDPS-guscio principalmente attraverso l'interazione elettrostatica. All'aumentare del rapporto tra CDPS, complesso WP/CDPS
Il potenziale zeta delle nanoparticelle combinate è gradualmente diminuito da -22 MV a -37 MV.
La bassa quantità di incorporazione di CDP può neutralizzare le cariche positive sul WP e indebolire la repulsione elettrostatica delle particelle. All'aumentare del contenuto di CDPS, il potenziale zeta delle nanoparticelle composite WP/CDPS diminuisce, il che può fornire una repulsione elettrostatica sufficiente tra le particelle per prevenirne l'aggregazione.

Estratto a base di erbe di cistanche con alto ingrediente attivo

2.2 Tensione interfacciale dell'emulsione Pickering

La tensione interfacciale, come indicatore delle proprietà della superficie, svolge un ruolo cruciale nelle caratteristiche delle emulsioni [23]. La Figura 2 mostra le modifiche alla tensione interfacciale con il tempo per diverse emulsioni di Pickering. Nel tempo, la tensione interfacciale di tutte le emulsioni di Pickering è gradualmente diminuita e quindi stabilizzata. Confrontando la tensione interfacciale in condizioni stabili, la tensione interfacciale di queste emulsioni di Pickering ha mostrato una tendenza di prima diminuzione e quindi aumentando con l'aumento del contenuto di WP nelle nanoparticelle composite.
C1W1R ha la più bassa tensione interfacciale e la più alta attività superficiale. La maggiore attività superficiale migliora l'efficienza di adsorbimento sull'interfaccia, con conseguente tensione interfacciale più bassa all'equilibrio di adsorbimento (11,88 mn/m). In sintesi, in un appropriato rapporto di massa WP/CDPS, è possibile formare nanoparticelle composite WP/CDPS con bassa tensione interfacciale. Questa tendenza è coerente con i risultati della ricerca della tensione interfacciale delle nanoparticelle composite di cellulosa di zeina/carbossilato da parte di Qin Weili et al. [8]. Le nanoparticelle di nanoparticelle composite di nanocristalli di nanocristalli di zeina/carbossilati hanno stabilizzato le emulsioni di zeina di zeina con un contenuto più elevato di nanocristalli di cellulosa proteica o carbossilati avevano una tensione interfacciale più elevata, indicando una minore efficienza di adsorpimento delle loro nanoparticole.

Fig. 2 Tensione interfacciale dell'emulsione Pickering stabilizzata dalle nanoparticelle composite WP/ CDPS

2.3 Incorporamento dell'efficienza dell'emulsione pickering

Come mostrato nella Figura 3, l'efficienza di incorporamento di RT in WPR dopo lo stoccaggio per 35 giorni era del 65,6%, il che indica che il singolo WP come emulsionante ha anche un certo effetto protettivo su RT. L'efficienza di incorporamento dell'emulsione Pickering è stabilizzata dalle nanoparticelle composite WP/CDPS su RT ha superato l'85%, che era superiore a quello del WPR. Quando il rapporto WP/CDPS era 4: 1 e 3: 2, l'efficienza di incorporamento di RT dopo lo stoccaggio per 35 giorni era dell'89,2% e dell'88,6% e quando il rapporto WP/CDPS era 1: 4 e 2: 3, l'efficienza di incorporamento dopo la conservazione per 35 giorni era 86. 2% e 87.6%, rispettivamente. Rispetto ad altri rapporti WP/CDPS, l'efficienza di incorporamento di 1: 1 era la più alta al 92,9% dopo lo stoccaggio per 35 giorni. Zhang Yali et al. [24] ha usato l'emulsione pickering stabilizzata con particelle di zeina/chitosano per incorporare RT. L'esperimento ha dimostrato che la stabilità e il rilascio prolungato di RT in questo sistema di emulsione erano migliori di quelli di RT incorporati nella nanoemulsione nello stesso studio. In questo esperimento, quando il rapporto di aggiunta di WP/CDPS era 1: 1, RT era incapsulato nell'emulsione pickering, che aveva una migliore attività di evacuazione dei radicali liberi, capacità di caricamento e stabilità. Si può prendere in considerazione che quando il rapporto di aggiunta di WP/CDPS era 1: 1, era un sistema di consegna efficace per i composti bioattivi.

Fig. 3 Effetto del tempo di archiviazione sull'efficienza di incapsulamento di RT nell'emulsione

2.4 Stabilità di archiviazione delle emulsioni pickering

La Figura 4 mostra le variazioni della stabilità di archiviazione di WPR e WP/CDPS Composite Nanoparticelle stabilizzate le emulsioni di pickering entro 20 giorni. Le fresche emulsioni stabilizzate con diverse nanoparticelle erano uniformi e bianche latte. Una piccola quantità di strato d'acqua è apparsa in WPR dopo 12 ore, che gradualmente aumentava con l'estensione del tempo di conservazione. Infine, l'equilibrio è stato raggiunto a 240 ore e la proporzione dello strato di emulsione era del 63,8%.

Ciò è dovuto principalmente al fatto che WP contiene una grande quantità di aminoacidi non polari, che fa sì che WP si aggrega nell'emulsione [25]. Per emulsioni stabilizzate con nanoparticelle composite WP/CDPS, C1W1R ha mostrato la migliore stabilità di archiviazione a 480 ore, con una proporzione di strato di emulsione del 95,6%. Ciò è coerente con i risultati della tensione interfacciale osservati nelle emulsioni di Pickering. Più bassa è la tensione interfacciale, maggiore è l'attività superficiale delle nanoparticelle composite. Il miglioramento dell'attività superficiale svolge un ruolo chiave nella stabilizzazione dell'emulsione. Le nanoparticelle composite vengono effettivamente adsorbite all'interfaccia olio-acqua, formando uno strato protettivo, riducendo l'aggregazione e migliorando la stabilità dell'emulsione pickering [26-27]. Quando il contenuto di CDPS nelle nanoparticelle composite è elevato, la stabilità dell'emulsione diminuisce. A 240 ore, lo strato di emulsione di C3W2R ha raggiunto un livello stabile del 72,5%. A 300 ore, lo strato di emulsione di C4W1R ha raggiunto un livello stabile del 75,7%. Ciò è dovuto principalmente all'alta idrofobicità delle nanoparticelle composite contenenti CDP più elevati. Esiste una forte repulsione elettrostatica nell'emulsione e la stabilità strutturale delle nanoparticelle composite è scarsa, con conseguente instabilità dell'emulsione. Col passare del tempo, le nanoparticelle composite flocculano e affondano sotto l'azione della gravità. La stabilità di archiviazione di C1W4R e C2W3R è migliore di quella di C4W1R e C3W2R, ed entrambi rimangono in uno stato uniforme e stabile prima di 96 ore. Raggiungono uno stato stabile a 300 ore e 252 ore, rispettivamente, e il rapporto di strato di emulsione finale è di circa il 92,6%. Pertanto, un'emulsione più stabile può essere formata in C1W1R. Wu Bi et al. [28] hanno preparato una nuova emulsione Pickering a base di amido modificando l'amido con anidride di amido succinato octenyl per incapsulando RT. Questo sistema può avere un buon effetto a rilascio prolungato su RT e può rimanere stabile per 60 giorni a 4 ° C e 25 ° C, con una buona centrifugazione e stabilità di diluizione.

Fig. 4 Apparizioni (a) e proporzione di strato emulsionato (b) di emulsione pickering stabilizzata da nanoparticelle composite WP/CDPS a 25 gradi

2.5 Stabilità termica dell'emulsione pickering

La stabilità termica delle emulsioni pickering stabilizzate dalle nanoparticelle composite WPR e WP/CDPS è mostrata nella Figura 5. La dimensione iniziale delle particelle di WPR è di 45,6 μm.
La dimensione iniziale delle particelle dell'emulsione Pickering stabilizzata dalle nanoparticelle composite WP/CDPS è aumentata leggermente. C1W1R ha la più piccola dimensione delle particelle (53,8 μm). Quando aumenta il contenuto di WP o CDPS, aumenta la dimensione iniziale delle particelle dell'emulsione, che può essere correlata alle corrispondenti nanoparticelle composite. Durante il processo di trattamento termico a temperature diverse, quando il rapporto di massa WP/CDPS è 1: 1, polisaccaridi e proteine ​​complesse per formare particelle ibride e le particelle sono irreversibilmente adsorbite sulla superficie dell'acqua olio per formare una struttura di interfaccia forte e ordinata. WP L'interazione tra /CDPS forma un sistema significativamente stabile. La dimensione delle particelle di C1W1R cambia la più piccola con la temperatura, indicando che ha la migliore stabilità termica. Mostra che le particelle composite C1W1R formano la struttura di avvolgimento più forte al di fuori delle goccioline di olio. Maggiore è anche il contenuto di WP, la dimensione delle particelle di C1W4R e C2W3R aumenta anche con l'aumento della temperatura. Il motivo principale potrebbe essere che il trattamento termico provoca denaturazione delle proteine, espone gruppi idrofobici, promuove l'aggregazione tra le nanoparticelle e induce l'agglomerato di gocce. [29]. Dopo il trattamento termico, diverse emulsioni di pickering mostrano diversi gradi di flocculazione e il grado di flocculazione aumenta con l'aumento della temperatura di riscaldamento. Tra le emulsioni stabili di diverse nanoparticelle composite, C1W1R ha il più piccolo cambiamento apparente e la migliore stabilità termica.

Coerentemente con questi risultati, Lu Siyi et al. [30] hanno utilizzato l'emulsione del complesso proteico di pectina-walnut per studiare la sua stabilità e ha scoperto che dopo 14 giorni di conservazione, la dimensione delle particelle di emulsione del complesso proteico di pectina-walnut incapsulato dalla curcumina (D4, 3) si è verificata un leggero aumento senza separazione di fase. L'emulsione complessa di albumina in noce incapsulata dalla curcumina ha mostrato una buona stabilità al trattamento NaCl (fino a 300 mmol/L) e il trattamento termico (fino a 90 gradi), indicando che il complesso è un sistema di consegna efficace per i composti bioattivi e può essere ampiamente utilizzato negli alimenti funzionali.

Fig. 5 Mano

2.6 Stabilità di ossidazione lipidica dell'emulsione pickering

I prodotti primari dell'ossidazione lipidica sono uno degli indicatori per determinare la stabilità ossidativa dell'emulsione [31]. Come mostrato nella Figura 6, con l'estensione dei tempi di conservazione, il POV delle emulsioni di Pickering si stabilizzava da nanoparticelle composite WP/CDPS in diverse proporzioni aumentate gradualmente, causato dall'auto-ossidazione degli oli.
All'aumentare della percentuale di CDP, il POV dell'emulsione diminuisce in primo luogo, indicando che i CDP hanno l'effetto di ritardare l'ossidazione dell'olio. Tuttavia, poiché la proporzione di CDP continua ad aumentare, il POV dell'emulsione aumenta gradualmente; Quando il rapporto WP/CDPS è 1: 1 (C1W1R), la produzione di POV è più bassa nelle emulsioni. Wang Ran [32] ha usato le nanoparticelle di polifenoli-starca del tè per stabilizzare le emulsioni pickering. Lo studio ha scoperto che i polifenoli del tè possono ridurre significativamente il POV nell'emulsione e ritardare efficacemente l'ossidazione dell'olio, il che è coerente con la conclusione di questo studio.

Fig. 6 POV di emulsioni Pickering stabilizzate da diverse nanoparticelle composite WP/CDPS in funzione del tempo di archiviazione fino a 30 giorni

2.7 Microstruttura di emulsione pickering

La microstruttura dell'emulsione Pickering preparata con WP/CDPS con un rapporto di massa di 1: 1 e la distribuzione di RT nel sistema di emulsione è stata osservata da CLSM. La Figura 7A è un'immagine di stato di impilamento sotto eccitazione simultanea a 488 nm e 633 nm, che viene visualizzata in giallo (colori sovrapposti di verde e rosso). Si osserva la struttura di rete di WP/CDP attorno alle goccioline di olio avvolte, che può essere dovuta alla forte interazione elettrostatica tra WP/CDPS. La Figura 7b mostra un'immagine verde di WPN colorato con colorante proteico FITC sotto l'eccitazione laser a lunghezza d'onda di 488 nm, indicando che esiste uno strato di avvolgimento WPN fuori dalle goccioline di olio. La Figura 7C mostra un'immagine rossa di RT colorata con rosso Nilo sotto l'eccitazione laser a 633 nm.
Nell'immagine CLSM, si può osservare che le goccioline di olio sferico dell'emulsione di Pickering WP/CDPS sono disperse. Le microfotografie a fluorescenza sovrapposte mostrano che RT (parte rossa) è densamente incapsulata da WP/CDPS (parte verde), indicando che WP/CDPS con un rapporto di massa di 1: 1 può essere assorbito sull'interfaccia olio-acqua per stabilizzare efficacemente l'emulsione del pickering. Yang Tang et al. [15] ha studiato un nuovo tipo di gel di emulsione di fase interna commestibile che è stato effettivamente stabilizzato da nanoparticelle ibride di proteina polisaccaridica unica e ha osservato una dispersione sferica osservata simile all'emulsione nello studio.

Fig. 7 Micrografie confocali di emulsione pickering stabilizzate da nanoparticelle composite C1W1

3 Conclusione

Le nanoparticelle composite WP/CDPS sono state costruite utilizzando WP e CDPS e le emulsioni di Pickering sono state preparate con loro come stabilizzatori e la loro stabilità e il tasso di incapsulamento RT sono stati ulteriormente studiati. La dimensione delle goccioline delle nanoparticelle composite WP/CDPS era significativamente più piccola di quella di WPN. I CDP hanno cambiato la superficie e la forma di WP e combinati con WP per formare una struttura più compatta di nanoparticelle composite WP/CDPS, che possono effettivamente prevenire l'aggregazione delle goccioline e migliorare ulteriormente la stabilità. Tra questi, quando il rapporto di massa tra WP e CDPS era 1: 1, la dimensione media delle particelle dell'emulsione Pickering era la più piccola (5,927 μm), la tensione interfacciale era la più bassa (11,88 mn/m) e aveva una buona stabilità di stoccaggio e stabilità termica. Dopo 480 ore di conservazione, il tasso di stratificazione dell'emulsione era del 95,6%. Durante il trattamento termico a diverse temperature, la dimensione delle particelle di emulsione di C1W1R ha cambiato il minimo con la temperatura. I risultati del test CLSM mostrano che WP/CDPS può incapsulare efficacemente RT. L'efficienza di incorporamento di RT dell'emulsione Pickering stabilizzata dalle nanoparticelle composite WP/CDPS superava l'85%, che era superiore a quella dell'emulsione del WPR. L'efficienza di incorporamento RT è stata alta fino al 92,9% dopo lo stoccaggio per 35 giorni.

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