慢消化椰油乳液系列體系的構建及其微流變特性和體外消化特性對比

朱巧莎,侯占群,段盛林,張敬軒,郭 峰,牟德華,*

(1.河北科技大學生物科學與工程學院,河北石家莊 050000;2.內蒙古乳業技術研究院有限責任公司,北京 100020;3.中國食品發酵工業研究院有限公司,北京 100015;4.河北省食品質量與安全檢測技術創新中心,河北石家莊 051130)

肥胖是一個日益增長的健康問題,在過去的25年里,全球肥胖率增加了一倍多。肥胖是眾多慢病如心腦血管疾病、糖尿病和癌癥的重要誘因,是導致心血管疾病的主因[1],因此體重管理刻不容緩。目前研究較多的體重管理策略為輕斷食體重管理體系,該體系在飲食方面提倡低熱量的食物,但低熱量食物口感較差,而高熱量食物特別是飽和脂肪酸對食物的色香味有很好的調節作用[2-4]。可構建一種新型脂肪遞送體系,減少油脂在胃腸道中的消化,這樣新型油脂可用于調節低熱量食物的口感并且不增加熱量。

最近研究表明[5],載有蛋白質顆粒的復合物界面能有效提高水包油(O/W)乳液在胃中的穩定性。在Sarkar等[5]研究中,探索了陽離子蛋白和不同種類的纖維素晶體之間的靜電引力,研究出穩定性較好的具有復合蛋白-晶體界面的O/W乳劑。其中[6-9]高濃度(3 wt%)的纖維素晶體顆粒可提高蛋白質乳液的粘度近40倍,并且增加了界面蛋白對pH3條件下胃蛋白酶的抗性(胃消化后剩余60%完整的界面蛋白)。復合蛋白-纖維晶體界面層抑制胃相中的乳狀液液滴聚結,這種液滴聚結在由蛋白單獨穩定的乳液中自發地進行,其中經過胃消化后,幾乎沒有完整的界面蛋白。

近年來,國內外科學家熱衷于通過包埋技術來實現體外脂質的延遲消化[10]。接近70%～90%的脂質消化發生在十二指腸,在健康成年人的小腸上部。脂質消化本質上是界面過程[9,11],其涉及脂肪酶和膽汁鹽在油滴表面上的復雜吸附現象。膽汁鹽是生物表面活性劑[12],競爭性的吸附在油表面替換原有成分,進而促進胰脂舫酶-脂肪酶復合物對油脂的脂解。在過去的十年中,已經研究了兩種方法來延遲脂肪分解,其延遲程度可通過檢測腸末端未消化的脂質。第一種方法涉及調節乳液的界面參數[13-18],通過防止膽鹽對原始界面材料的競爭性位移和脂肪酶的吸附,從而延遲脂肪酶/脂肪酶復合物作用于膽汁涂層的油滴。第二種方法通過將乳液液滴包封在凝膠體系內[19-21],限制脂肪酶向乳化脂滴的轉運。

目前有關單獨蛋白穩定的脂肪乳液研究較多,但復合蛋白纖維素穩定的乳液對脂肪消化的研究較少,需要進一步的探索研究。另外,模擬體外消化過程耗時長,體系較為復雜,若能將乳液體系的體外消化特性和流變學特性建立聯系,那么就可以通過流變學特性初步推測其體外消化特性,這樣節省了大量的時間和成本。本文旨在構建慢消化椰油遞送體系,并建立乳液流變學特性和體外消化特性的聯系,為減肥飲品的研究提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

椰油 益海嘉里食品營銷有限公司;乳清分離蛋白(Whey Protein Isolate,WPI)、微晶纖維素(Microcrystalline cellulose,MCC) 丹尼斯克(中國)有限公司;纖維素納米晶體(Cellulose Nanocrystals,CNC) 桂林奇宏科技有限公司;羧甲基纖維素鈉(CMC)、殼聚糖(Chitosan,CNI)、黏液蛋白、胃蛋白酶、胰酶、膽汁鹽 美國Sigma-Aldrich公司;濃鹽酸、氫氧化鈉、磷酸氫二鈉、氯化鈉、氯化鉀、氯化鈣、氯化鎂、磷酸二氫鉀 北京化工廠;試劑均為分析純。

BS210S型電子天平 北京賽多利斯儀器系統有限公司;T25基本型ULTRA-TURRAX分散機 德國IKA公司;Homelab型高壓均質機 意大利FBF公司;S3500激光粒度分析儀 美國麥奇克有限公司;CKX41型倒置顯微鏡 日本奧林巴斯株式會社;Nano-ZS90激光粒度電位分析儀 馬爾文儀器有限公司;907自動電位滴定儀 瑞士萬通中國有限公司;Rheolaser Master光學法微流變儀 北京朗迪森科技有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品的制備

1.2.1.1 單層椰子油乳液的制備 準確稱取4 g的乳清分離蛋白溶于176 g去離子水中,高速攪拌使其充分溶解,將溶液以800 r/min的速度攪拌30 min以確保完全分散和溶解,配成蛋白溶液。蛋白溶液高速剪切,剪切過程中緩慢加入20 g椰子油形成粗乳狀液,再經高壓均質機(一級均質壓力25 MPa,二級均質壓力5 MPa)均質2 次,制得單層椰子油乳液,并用鹽酸調pH為5備用。

1.2.1.2 四種雙層椰子油乳液的制備 準確稱取2 g的乳清分離蛋白溶于88 g去離子水中,高速攪拌使其充分溶解,將溶液以800 r/min的速度攪拌30 min以確保完全分散和溶解,配成蛋白溶液,備用;準確稱取2 g的纖維素(CNC,CMC,CNI,MCC)溶于pH3的醋酸鹽緩沖液(88 g)中,攪拌過夜,配成纖維素溶液,備用。蛋白溶液高速剪切,剪切過程中緩慢加入20 g椰子油形成粗乳狀液,纖維素溶液高速剪切,并緩慢加入粗乳狀液,再經高壓均質機(一級均質壓力25 MPa,二級均質壓力5 MPa)均質2 次,制得四種雙層椰子油乳液,并用鹽酸調pH為5備用。

1.2.2 五種椰子油乳狀液的微觀流變學研究

1.2.2.1 椰子油乳狀液的均方位移(mean square displacement,MSD)曲線 采用Rheolaser Master光學法微流變儀對乳液的流變學特性進行分析。將準備好的透明石英樣品瓶(乳液約20 mL)放入25 ℃的等溫室中,經實時多次的激光光源(波長650 nm)掃描,得到乳液的強度去相關函數,接著得到粒子的均方位移。

1.2.2.2 椰子油乳狀液的彈性因子(elasticity,EI) 彈性因子根據MSD平臺區高度的倒數計算，計算公式見式(1)。

EI=1/(MSD)

式(1)

1.2.2.3 椰子油乳狀液的宏觀粘度因子(macroscopic viscosity index,MVI) 宏觀粘度因子根據MSD曲線斜率的倒數計算，計算方程為式(2)。

MVI=1/(MSD Slope)

式(2)

1.2.2.4 椰子油乳狀液的固液平衡值(soild-liquid-balance,SLB) SLB值根據MSD彈性平臺區的斜率計算。固液平衡值的計算方程為式(3)。

SLB=MSD Slope plateau

式(3)

1.2.3 五種椰子油乳狀液的體外消化過程 參考Minekus等[22]分別制備不同離子濃度的口腔消化液(SSF)、胃消化液(SGF)和小腸消化液(SIF)備用,具體組分如表1。

表1 消化液的組成Table 1 The constituent of simulated digestion fluids

口腔消化階段階段:取30 mL乳狀液于燒杯中,加入21 mL SSF(含粘蛋白0.9 g),用NaOH調pH=7,37 ℃恒溫水浴震蕩(150 r/min)10 min。

胃消化階段:取30 mL口腔消化后的乳狀液于燒杯中,加入21 mL SGF,加入胃蛋白酶3 mL(10.67 mg/mL),用HCl調pH=3,37 ℃恒溫水浴震蕩(150 r/min)40 min。

小腸消化階段:取30 mL胃消化后乳狀液于燒杯中,加入21 mL SSF(含膽汁鹽0.28 g),加入胰脂肪酶3 mL(10 mg/mL),用NaOH調pH=7,使用激光粒度電位分析儀檢測體系pH,并用0.2 mol/L NaOH溶液滴定以維持體系pH恒為7,37 ℃恒溫水浴震蕩(150 r/min)2 h。

1.2.4 椰子油乳狀液消化過程脂肪酸釋放率測定 參考Yuan等[23]方法并進行修改。使用式(4)計算釋放的游離脂肪酸(FFA)的百分比。

式(4)

式中:VNaOH:滴定消耗NaOH體積(L);mNaOH:NaOH溶液濃度(mol/L);Mlipid:樣品相對分子質量(g/mol);Wlipid:樣品質量(g)。

1.2.5 椰子油乳狀液在體外消化過程中物理性質的變化

1.2.5.1 倒置顯微鏡觀察椰子油乳狀液消化液微觀結構 采用倒置顯微鏡對消化前后的椰子油乳狀液進行觀察,取1滴椰子油乳狀液,將其放于載玻片上,調節顯微鏡焦距,當視野畫面清晰后進行拍照。放大倍數為40×10倍。

1.2.5.2 椰子油乳狀液消化液粒徑的測定 采用激光粒度分析儀對消化前后的椰子油乳狀液進行粒徑和粒徑分布的測定,應用濕法分析,其中折光率設為1.59。粒徑大小以體積平均粒徑(D43)表示。

1.2.5.3 椰子油乳狀液消化液電位的測定 采用Nano-ZS90激光粒度電位分析儀對消化前后的椰子油乳狀液進行電位測量,折光率設為1.45,由原乳液稀釋500倍后放入電位池中測量電位。

家長在實施助教的過程中，教師應遵循一定的指導原則進行指導，把教育理念貫穿于指導過程中，并能根據出現的問題及時提供幫助和調整，既不要嚴管高控，也不能放任自流。應針對家長的具體情況采用相應的指導方法和策略，提高指導的針對性、實效性和科學性。

1.3 數據處理

每個實驗重復三次,采用DPS 7.5軟件對試驗數據進行分析,并采用Origin 8.5軟件進行作圖。

2 實驗結果與分析

2.1 椰子油乳狀液流變學特性分析

Xu等[24]發現殼聚糖的添加導致WPI-FG穩定的葉黃素乳液的宏觀粘度和彈性指數增加,而且殼聚糖還增加了乳液中葉黃素的化學穩定性,以防止降解。Kyujeory等[25]還使用動態光散射技術進行了微流變學測量用來表征纖維素納米原纖維懸浮液的粘彈性,表明含有高濃度鹽的纖維素納米原纖維懸浮液顯示更多類固體行為。在此基礎上,在WPI穩定的椰油乳液中分別添加CMC、CNI、MCC、CNC制備椰油乳液并對其流變學特性進行研究。

2.1.1 椰子油乳狀液的均方位移(MSD)曲線 MSD曲線表示樣品中的顆粒在給定的去相關時間內運動的平均面積。MSD曲線反應樣品的粘彈性特征,在純粘性流體(牛頓流體)中,粒子MSD曲線與時間呈線性增長;而在一個粘彈性流體中,粒子的均方位移受到限制,粒子被困在三維微觀結構網絡中,從而在MSD曲線與時間的關系曲線中形成一個平臺區。

圖1表示五種椰子油乳液的MSD曲線,WPI 與WPI-CMC乳液的MSD曲線為線性曲線,所以WPI和WPI-CMC為純牛頓流體,在相同的去相關時間內,WPI-CMC乳液的MSD值較WPI組低,運動的距離較短說明CMC的加入增加了乳液的粘彈性;WPI-CNI、WPI-MCC、WPI-CNC乳液 MSD曲線分為開始階段、平臺區(三維微觀結構網絡)、結束階段,因為出現平臺區,為粘彈性流體;WPI-MCC乳液的MSD曲線不平滑,說明儀器未能很好的捕捉到顆粒的運動軌跡,乳液中顆粒運動并不規律,因此該乳液體系并不穩定;WPI-CNC和WPI-CNI均出現了彈性平臺區,WPI-CNC曲線的斜率幾乎為0,但WPI-CNI平臺區并不明顯,WPI-CNC乳液的彈性平臺區較WPI-CNI乳液的低,說明WPI-CNC乳液體系在彈性平臺區運動的平均面積較少,粒子的位移受到限制,乳液表現出更多的彈性特征,突破平臺區后,WPI-CNC乳液的MSD曲線斜率明顯增高,且與去相關時間成線性關系,說明粒子的運動速度增加。綜合來看,WPI和WPI-MCC穩定的椰油乳液為純牛頓流體,乳液中粒子的運動是完全的自由運動,WPI-MCC乳液體系穩定性較差,WPI-CNC穩定的椰油乳液體系有明顯的粘彈性特征。

圖1 椰子油乳液的MSD曲線Fig.1 MSD curve of coconut oil emulsion

2.1.2 椰油乳狀液的彈性因子(EI) 圖2表示五種椰子油乳液的彈性因子(EI),EI用于評價樣品彈性特征,EI與傳統機械流變學中G′的物理意義相同,EI隨著彈性增加而增加。如圖2所示,與WPI穩定的椰油乳液體系相比,WPI與CNC復配后穩定的椰油乳液彈性因子較高,說明其彈性較好,這樣EI的升高通常歸因于較高的液滴間阻力,CNC的存在會導致致密的凝膠液滴的網絡形成和空間重排[24]。WPI-CNC的穩定的椰油乳液彈性因子最大(P<0.05),說明CNC的加入顯著增加了乳液的彈性,而彈性因子的值越大,乳液中的粒子可自由運動的空間越小。

圖2 椰油乳液的彈性因子Fig.2 Elasticity index of coconut oil emulsion注:*表示與WPI組相比有顯著性差異(P<0.05);圖3～圖4同。

2.1.3 椰子油乳狀液的宏觀粘度因子(MVI) 圖3表示五種椰子油乳液的宏觀粘度因子,宏觀粘度因子用于評價樣品的粘性特征,其物理意義與傳統機械流變中使用G″相同,宏觀粘度因子隨著粘度增加而增加。與單一蛋白體系相比,WPI與纖維素(MCC、CNC)復配后穩定的椰油乳液粘性因子均高于單一的蛋白乳液,說明復配體系的粘度大。與剪切流變學相比,光學微流變儀沒有提供任何類型的乳液改性,它監測液滴的布朗運動,并用微觀流變學對其進行解釋[26]。從微觀角度來看,粘度從側面反映了顆粒流動克服外力所需消耗的能量,液滴表面的粘性影響著能量消耗,粘性越高,對于剪切應力從連續相傳達到液滴的速度越慢,液滴的流動性越差,由此可見,WPI與纖維素(MCC、CNC)復配后穩定的椰油乳液液滴具有較低的粘性,較差的流動性。另外,WPI與CNC穩定的椰油體系存在架橋絮凝[27],粘度顯著升高。綜合來看,WPI穩定的椰油乳液粘性最小,WPI-CNC穩定的椰油乳液粘性最大(P<0.05)。

圖3 椰油乳液的粘性因子Fig.3 Macroscopic viscosity index of coconut oil emulsion

2.1.4 椰子油乳狀液的固液平衡值(SLB) 圖4表示五種椰子油乳液的固液平衡值,固液平衡值用于評價樣品的固液狀態。SLB=0.5時,樣品的固體特征和液體特征是相等的,SLB值越低,樣品表現出更多的固體特征。由圖4得,椰油乳液的固液平衡值大小順序為WPI-CNC

圖4 椰油乳液的固液平衡值Fig.4 Solid-liquid-balance of coconut oil emulsion

2.2 不同乳液體系對椰子油乳狀液小腸體外消化釋放率的影響

圖5 不同乳液體系對腸脂肪酸釋放率的影響Fig.5 Effect of different emulsion systems on intestinal fatty acid release rate

從圖5可以看出WPI-CNC乳液在小腸中脂肪酸釋放比較緩慢,半數釋放時間最長(表2),且最大釋放率較其他組低,為23.51%(表2),這可歸因為WPI-CNC乳液的粘彈性較高(圖2、圖3),乳液中的粒子可自由運動的空間小,這就減少了乳液液滴與胰酶和膽汁鹽的接觸面積,暴露的酶接觸位點減少[30],從而抑制椰油的體外消化;乳液的SLB值低,乳液中粒子運動的速率低,減緩了乳液中脂滴與酶和膽汁鹽的接觸速度,因而椰油乳液中脂肪酸釋放比較緩慢。另外,有研究表明[5]可能是高濃度的CNC能夠螯合膽汁鹽,通過限制膽汁鹽向乳化脂質的緊密附近運輸,減少脂滴的乳化,進而阻礙了脂肪酶酶解作用,降低了脂肪酸的釋放率。但之前未有研究員探究過乳液的體消化特性和與流變學特性之間的聯系。

與僅WPI穩定的椰油乳液相比,WPI-CNI與WPI-MCC組FFA釋放率略有降低(圖1)。WPI-CNI和WPI-MCC穩定的椰油乳液的粘彈性較WPI組要高,乳液中的粒子可自由運動的空間小,因此最終的FFA釋放率較低;WPI-MCC穩定的椰油乳液穩定性差,更容易被酶破壞,因此半數釋放時間較短(表2)。另外有研究表明[31],在溶液中帶正電荷的CNI抑制油脂消化可歸因于其在胃腸道內具備誘發陰離子膠體顆粒和其它消化液組分聚集的能力,對于CNI分子參與構建的大型聚集體,一般結構緊湊,脂肪酶分子難以順利與暴露在乳液液滴表面的三酰甘油分子剪切位點接觸,因此可減慢脂肪消化的速度。

WPI-CMC穩定的椰油乳液的最大釋放率為44.18%(表2),與僅WPI包覆的乳液相比脂肪酸釋放率有了明顯的降低,可能是WPI在等電點以上時通過Ca2+與CMC復合成穩定的復合體系,一方面膽汁鹽不易將CMC進行置換,進而減少了膽汁鹽與脂滴的界面面積,阻礙了脂滴的乳化,抑制了脂肪的完全消化[32]。

表2 不同乳液體系的腸最大釋放率及半數釋放時間Table 2 Maximal intestinal release rate and half release time of different emulsion systems

2.3 不同乳液體系在體外消化過程中物理性質的變化

2.3.1 椰子油乳狀液消化液微觀結構 由圖6可以看出除WPI-MCC乳液外,其他乳液的脂滴相對較小且在整個混合物中均勻分布,WPI-MCC乳液中出現絮凝,可能是MCC的溶解性差,乳化效果不佳,出現耗盡絮凝;進入口腔階段后,WPI乳液和WPI-CNC乳液無明顯變化,WPI-MCC乳液的絮凝現象減弱,WPI-CMC乳液在口腔中出現輕微的液滴的聚集,可能是由于粘液蛋白的耗盡絮凝現象[23],WPI-CNI乳液在口腔中出現聚集可能是CNI在中性環境中不穩定,出現絮凝現象[33],與之前不同pH對不同乳液粒徑的影響中的結果相一致;進入胃消化階段,乳液均出現不同程度的絮凝現象,說明界面蛋白收到蛋白酶的破壞,出現損耗絮凝現象,油滴發生聚集[5]。僅WPI乳液在胃中的聚集現象較其他組明顯,說明纖維素對蛋白有保護作用,可以減少蛋白酶對蛋白的破壞。WPI-MCC乳液的聚集程度與WPI乳液相比,無明顯差異,說明MCC對蛋白的保護作用較弱,WPI-CNC乳液聚集程度輕微,說明MCC經處理后制成的CNC能有效減少蛋白的破壞,可能是CNC與WPI之間的作用力較強,不易被破壞[34]。另外,WPI-CMC的聚集現象相對于WPI、WPI-MCC、WPI-CNI乳液較輕微;進入小腸階段后,乳液液滴整體較胃階段減少,可能是部分被油滴被分解,同時,WPI-MCC、WPI-CNI、WPI-CMC乳液的聚集現象更加明顯,乳液變得不太穩定。

圖6 椰油乳液消化液的微觀結構(400×)Fig.6 Microstructure of different emulsion digestive juices(400×)

2.3.2 椰子油乳狀液消化液的粒徑分析

2.3.2.1 椰子油乳狀液消化液的平均粒徑 如圖7所示,WPI-MCC乳液的粒徑較高,與顯微鏡中的觀察到微觀結構保持一致;到口腔后,由于乳液的pH高于原液,MCC在口腔的中性環境中較原液的酸性環境穩定,液滴分散性較好,因此粒徑較小。

圖7 椰油乳液消化液的平均粒徑Fig.7 Average particle size of coconut oil digestive emulsion注:原液、口腔、胃、腸的pH分別為5、7、3、7。

WPI-CNI乳液在進入口腔后粒徑迅速上升,與之前的微觀結構保持一致;WPI、WPI-CMC、WPI-CNC乳液隨著體外消化的進行粒徑逐漸增大,說明消化過程中的酶對乳液液滴界面進行了不同程度的破壞。WPI-CNC乳液在口腔和胃中的粒徑差別不大,可能的原因一是WPI-CNC在pH為3的環境中粒徑較pH為7要小,二是在胃中CNC與WPI作用力較強,WPI的界面面積較小,不易被蛋白酶破壞,乳液在胃中相對較穩定[32]。而進入小腸后,膽汁鹽將乳液界面中的部分CNC進行置換,蛋白的界面面積增加,被之前加入的胃蛋白酶所分解。部分油滴暴露在乳液體系中,出現耗盡絮凝,乳液粒徑增加。

2.3.2.2 椰子油乳狀液消化液的粒徑分布 如圖8所示,大多數WPI乳液液滴的粒徑范圍是0.2～2 μm,且只有單峰,說明乳液較為均一,和顯微鏡中觀察到的微觀結構相一致;乳液進入口腔后,液滴的粒徑范圍為0.3～20 μm,出現雙峰,且與原液相比,分布在0.2～2 μm的液滴峰面積減少,說明部分原乳液液滴出現了聚集,可歸因為模擬中粘蛋白分子引起的耗竭或架橋效應[23];進入胃后,液滴出現多峰,且粒徑分布在2～20 μm之間,說明大部分乳液液滴出現了絮凝;進入小腸后,粒徑分布在2～30 μm,且最大的峰集中分布在6～30 μm之間,說明乳液出現絮凝現象,與膽汁鹽的置換作用相關[35]。綜合來看,消化對僅有蛋白包被的椰油乳液的粒徑影響較大,對乳液的穩定性有破壞作用。

圖8 椰油乳液消化液的粒徑分布Fig.8 Particle size distribution of coconut oil emulsion digest

WPI-CMC乳液的粒徑分布在0.3～10 μm之間;進入口腔后粒徑分布仍在0.3～10 μm之間,但其中最大的峰范圍為0.7～4 μm,分布相對較為集中,粒徑整體分布右移,少量乳液液滴發生絮凝;進入胃消化后,乳液的粒徑分布在2～11 μm,分布明顯右移,說明乳液發生聚集,可能因為胃中pH為3,WPI帶正電,CNC帶正電,加上胃蛋白酶對WPI蛋白的分解,WPI的量不足以中和CNC的負電荷,出現了架橋絮凝。進入小腸后粒徑分布變化不大,但峰向左移,歸因于脂酶對脂質小滴的消化。

WPI-CNC乳液粒徑分布在0.3～11 μm之間,其中主峰分布在1～3 μm之間,分布相對集中;進入口腔后,分布范圍沒有顯著變化,但出現了雙峰,部分乳液發生絮凝;在胃中粒徑分布為1～11 μm,為單峰,分布相對較集中;進入小腸階段后,出現了多峰的現象,且峰向右移,這些樣品的多峰分布可能是由于消化物中存在不同類型的膠體顆粒,例如不溶性鈣鹽[36]。

WPI-CNI乳液的粒徑分布2～12 μm;在口腔階段,粒徑分布為10～1000 μm,分布范圍廣,且出現了明顯的右移,一方面可歸因為粘蛋白的絮凝或架橋作用[37],另外口腔pH為7,在等電點之上,WPI帶有強負電荷,CNI具有強正電荷,出現了CNI架橋效應,與電位測定結果保持一致。在胃階段,粒徑分布為2～200 μm,粒徑分布左移,可能原因是pH為3,WPI帶正電,架橋作用減弱,另一方面部分WPI被胃蛋白酶水解;進入小腸階段,粒徑分布變化較小。

WPI-MCC乳液粒徑分布4～100 μm,分布較廣,乳液在pH為5時穩定性較差;在口腔階段,粒徑分布在2～10 μm之間;在胃階段,粒徑分布為1.5～60 μm,出現雙峰并右移,可歸因于WPI的水解成多肽物質以及絮凝或架橋效應;在小腸階段,出現三峰且出現右移,這些樣品的多峰分布可能是由于消化物中存在不同類型的膠體顆粒,例如不溶性鈣鹽[36]。

整體來看,口腔階段,除WPI-MCC乳液體系外,其他乳液體系進入口腔后出現了峰右移或者雙峰現象;在胃階段,除WPI-CNI體系外,其他乳液體系出現峰右移現象;在腸階段,均出現了多峰現象。

2.3.3 椰子油乳狀液消化液的電位分析 如圖9所示,WPI乳液的電位為-42.2 mV,是因為WPI在pH為7時大于等電點,帶負電,當其與CNI復配后,乳液轉變為正電位,是因為CNI在溶液中帶正電荷,CNI的正電荷通過靜電作用在WPI界面累積,使乳液呈現負電荷;WPI-MCC復配時電位-8.24 mV,接近0 mV,乳液不太穩定,與之前的粒徑測定相一致。

圖9 椰油乳液消化液的電位分析Fig.9 Potential analysis of coconut oil digestive emulsion

口腔消化后,乳液的電位普遍減小,表面電位的降低可歸因于模擬唾液中礦物離子的靜電篩選以及粘蛋白吸附到脂滴表面的結合效應[23,35]。

胃消化后,乳液的電位均減小,向0 mV靠近,可能是包覆在脂滴表面的蛋白質(WPI)可能已被胃液中的蛋白酶部分消化,或蛋白質分子在低于其等電點的低pH下帶正電荷(pI≈4.5),陰離子分子(來自模擬口腔階段的黏液蛋白)被吸收到陽離子液滴表面,導致電荷中和。

腸消化后,與胃相(ζ=-13.43～-35.77 mV)相比,所有樣品在通過模擬小腸期(ζ=-24.50～-89.77 mV)后具有更高的負電荷。這種相對高的負電荷可歸因于各種類型的陰離子膠體包括膽鹽,甘油單酯,游離脂肪酸,多肽存在于模擬小腸液中[23,38-39]。

3 結論

本實驗的主要目的是構建慢消化椰油遞送體系,并建立乳液微流變特性和體外消化特性之間的聯系,為設計和開發減肥產品提供理論依據和技術支撐。結果表明,WPI-CNC穩定的椰油乳液體系粘彈性最高(P<0.05),乳液中的粒子不能自由運動,乳液的固液平衡值最低(P<0.05),乳液中粒子運動的速率低;WPI-CNC穩定的椰油乳液有最低的腸釋放率且釋放速率最為緩慢;除WPI-CNC穩定的椰油乳液外,各乳液體系經胃相消化后均出現明顯聚集,小腸消化后聚集程度增加;WPI、WPI-CNC、WPI-CMC穩定的椰油乳液經過口腔、胃、腸消化后平均粒徑依次增加,粒徑分布出現多峰現象;腸消化后,各乳液表面負電位增大。綜上,椰油乳液的流變學特性顯著影響其體外消化特性,WPI-CNC穩定的椰油乳液體外消化程度最低且消化最慢,因此研究具有一定的現實意義。