一种w/o/w型高内相Pickering乳液的制备及表征

背景介绍

   双乳液是指一个液相的分散液滴包含了另一相的较小液滴的体系，可作为递送活性成分的载体，特别是水包油包水（w/o/w）乳液。w/o/w  型双乳液不仅能保护营养活性成分，进行双重输送，还能降低脂肪含量。将HIPPE（高内相Pickering 乳液）和双乳液结合，则需把双乳液的形态纳入HIPPE，同时避免相反转。本研究介绍了一种w/o/w  型的HIPPE 的制备方法，该乳液是以玉米醇溶蛋白纳米颗粒和卵磷脂作为稳定剂，采用通用的两步乳化法制备而成，并研究了乳液的微观结构、油相比例对双乳液制备的影响，以及双乳液的消化特性。

研究方法

   本研究探究了玉米醇溶蛋白纳米颗粒和卵磷脂稳定w/o/w 型高内相Pickering 乳液的协同性能。采用激光共聚焦显微镜等对乳液进行表征，并探究了30%-85% 油相制备双乳液的可能性，最后，模拟消化实验观察了消化过程中乳液的形态变化。

结果与讨论

本研究首先探究了玉米醇溶蛋白纳米粒子稳定水包油（角鲨烷）HIPPE 的可能性。从图1A 和B 可以看出，当油体积分数为0.25 时，容易制备水包油（o/w） 乳液，当油水比为0.5 时，水包油乳液也会出现，但都有分层。进一步将油水比提高到3:1 ，超过了HIPPE 的临界油分数（0.74），乳液液滴紧密分布（图1C）。然而，在室温下5天内，三组乳液均发现严重的相分离。

图1 仅由玉米醇溶蛋白纳米颗粒稳定的单一水包油乳液（o/w），油水比分别为1:3（A）,2:2（B）和3:1（C）；D-F 为A-C 对应新鲜制备的o/w 乳液和室温下5 天后乳液外观

其次，通过添加卵磷脂来提高玉米醇溶蛋白稳定HIPPE 的稳定性。通过两步乳化法，在总油水比为3:1 的条件下，制备了具有双乳结构的 HIPPE（图2A）。不含卵磷脂的HIPPE 通过两步乳化仍形成o/w 乳液，当卵磷脂浓度为0.1% 时，在一些乳液液滴中可以观察到内水液滴（如图2C）。进一步增加卵磷脂的浓度会导致越来越多的w/o/w 乳液液滴（图2D和E）。当卵磷脂浓度从1%进一步增加到2%时，乳液液滴形态几乎没有明显差异。

 
图2（A）卵磷脂协同玉米醇溶蛋白纳米颗粒制备w/o/w型HIPPEs的示意图；B-G为玉米醇溶蛋白纳米颗和卵磷脂稳定乳液的CLSM图像，卵磷脂浓度分别为0%、0.1%、0.25%、0.5%、1%和2%；（H）是（F）放大图

然后，探究了30%-85%油相对制备双乳液的影响。将玉米醇溶蛋白纳米颗粒和卵磷脂的浓度保持在1%，而角鲨烷油总分数从30%提高到85%.结果表明只有当油总分数低于0.8时，才能制备出w/o/w乳液。当油分数小于0.7时，会出现乳化现象。进一步将油的比例提高到0.85，则会形成w/o乳液。另外，添加卵磷脂后，所有的乳液在室温保存一周的过程中都是稳定的，没有相分离。

图3 以玉米醇溶蛋白纳米颗粒和卵磷脂为稳定剂通过两步法乳化制备的不同角鲨烷/水比的乳液实物照片

最后，模拟胃液中进行消化实验，探究了在抗胃酸及营养输送方面的潜力。如图4A所示。在输送到胃后，虽然最外面的水相可能被胃液破坏，但内部的w/o乳液仍然可以保护内部的营养物质，确保更成功地输送到肠道。如图4B和D所示，在模拟胃液中消化120min后，内部w/o乳液形态保持完整。

图4（A）水-角鲨烷-水HIPPE的消化过程示意图；（B-D）在37℃分别消化30_，60和120 min后的w/o乳液的CLSM图像，油相呈蓝色

结论

本研究采用两步乳化工艺，制备了具有双乳液形态的高内相Pickering乳液。结果表明玉米醇溶蛋白纳米颗粒和卵磷脂对w/o/w型HIPPE的稳定具有协同作用，该双乳液结构对胃酸环境下的内部水相提供了良好的保护。本研究所制备的w/o/w型HIPPE也为递送活性物质的设计提供了思路。

原文链接

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0268005X20317057

供稿人

刘哲