郭 鑫，盧宇寧，張 濤，劉睿杰，常 明，金青哲，王興國(guó)

(江南大學(xué) 食品學(xué)院，國(guó)家功能食品工程技術(shù)研究中心，江蘇省食品安全與質(zhì)量控制協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇 無(wú)錫 214122)

亞麻籽，也稱胡麻籽，含油率在38%～45%，是重要的油料作物，加拿大、中國(guó)等國(guó)家為其主產(chǎn)國(guó)。大量實(shí)驗(yàn)證明n-3多不飽和脂肪酸在心腦血管、糖尿病、癌癥等疾病的預(yù)防和控制中起著重要作用[1]。很多國(guó)家和地區(qū)建議攝入富含n-3多不飽和脂肪酸的飲食。亞麻籽油中α-亞麻酸的含量很高。在人體代謝過(guò)程中，亞麻酸可以轉(zhuǎn)化為二十二碳六烯酸(DHA)和二十碳五烯酸(EPA)等n-3多不飽和脂肪酸[2]。大量研究也證實(shí)亞麻籽油的攝入可以降低患多種慢性疾病的風(fēng)險(xiǎn)[3]。隨著居民生活水平和健康意識(shí)的提升，市場(chǎng)上出現(xiàn)了越來(lái)越多的功能性食品，其中富含n-3多不飽和脂肪酸的功能性產(chǎn)品也逐漸增多。近年來(lái)，食品級(jí)的納米乳液已被廣泛應(yīng)用于功能性脂質(zhì)和脂溶性有益伴隨物的包埋和遞送。以納米乳液運(yùn)送脂質(zhì)不僅可以提高其氧化穩(wěn)定性，還可以明顯提高脂質(zhì)消化、吸收和代謝的效率[4]。

然而，乳液在制備、儲(chǔ)存和應(yīng)用的過(guò)程中，脂質(zhì)伴隨物對(duì)其化學(xué)穩(wěn)定性和氧化穩(wěn)定性存在顯著的影響。有研究表明向乳液中添加兒茶素和槲皮素可以降低乳液脂質(zhì)氧化產(chǎn)物，進(jìn)而提高乳液的氧化穩(wěn)定性[5]。通常，脂質(zhì)伴隨物可以與表面活性劑通過(guò)疏水反應(yīng)鍵鍵合，并在油水界面處阻止脂質(zhì)氧化的發(fā)生。生育酚是植物油中常見(jiàn)的內(nèi)源性抗氧化劑，基本結(jié)構(gòu)為有一條異戊二烯側(cè)鏈的色滿酚[6]，其具有很強(qiáng)的抗氧化性，在油脂氧化過(guò)程中，生育酚可以貢獻(xiàn)分子上的酚羥基，貢獻(xiàn)自身氫原子形成穩(wěn)定的氧化物，從而影響植物油的氧化穩(wěn)定性[7]。但是關(guān)于生育酚對(duì)乳液物理結(jié)構(gòu)和脂質(zhì)氧化的影響研究卻較少。

本文通過(guò)向亞麻籽油O/W納米乳液中添加生育酚，探究生育酚對(duì)亞麻籽油O/W納米乳液的物理穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性的影響，以期為提高富含n-3不飽和脂肪酸油脂的穩(wěn)定性提供參考。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

亞麻籽油來(lái)自寧夏君星坊食品科技有限公司，未添加抗氧化劑。乳清分離蛋白購(gòu)于美國(guó)Davisco公司。

氫過(guò)氧化枯烯、1,1,3,3-氯化四乙銨、脂肪酸混標(biāo)，Sigma公司；甲醇、正己烷、異丙醇為色譜純，F(xiàn)isher公司；正己烷、甲醇、無(wú)水乙醚、鹽酸、氫氧化鈉、氯化鈉為分析純，國(guó)藥試劑有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 亞麻籽油的柱層析純化[8]

取一定量的亞麻籽油，按體積比1∶1與正己烷混合，制成亞麻籽油溶液。層析柱為6 cm×80 cm，填料為氧化鋁、硅酸、硅藻土、活性炭、硅膠，填料比例為5∶2∶1∶2∶5。上樣量1 L，流速1 滴/s，洗脫劑為正己烷。

1.2.2 亞麻籽油納米乳液的制備

以乳清分離蛋白(WPI)為乳化劑，加水配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的乳清分離蛋白溶液，充分?jǐn)嚢韬髮⑷榍宸蛛x蛋白溶液與亞麻籽油溶液按質(zhì)量比9∶1混合，添加亞麻籽油溶液質(zhì)量2.4%的生育酚，20 000 r/min高速剪切2 min后，將乳液在均質(zhì)壓力120 MPa、循環(huán)次數(shù)4次的條件下均質(zhì)，得到亞麻籽油納米乳液。立即將樣品放入冰水混合物中，防止過(guò)熱。向其中加入乳液質(zhì)量0.02%的疊氮化鈉后密封放于37℃恒溫箱中貯藏，期間測(cè)定相關(guān)指標(biāo)變化，考察乳液的穩(wěn)定性。以未添加生育酚的亞麻籽油納米乳液為對(duì)照組。

1.2.3 亞麻籽油脂肪酸組成的測(cè)定

亞麻籽油脂肪酸組成測(cè)定參考Zheng等[9]的方法。

1.2.4 亞麻籽油脂質(zhì)伴隨物含量的測(cè)定

生育酚含量參考Guo等[10]的方法，采用液相色譜法進(jìn)行測(cè)定。甾醇含量參考Shi等[11]的方法，采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法進(jìn)行測(cè)定。

1.2.5 亞麻籽油納米乳液的物理表征

乳液的平均粒徑和多分散系數(shù)(PDI)測(cè)定參照Liang等[3]的方法，在25℃下測(cè)定。測(cè)定前需將樣品稀釋到合適的遮光度范圍以避免多重光散射效應(yīng)，稀釋后的樣品使用多角度粒度與Zeta電位分析儀測(cè)量。

Zeta電位采用多角度粒度與Zeta電位分析儀測(cè)定。樣品需采用超純水預(yù)稀釋以避免光散射效應(yīng)(應(yīng)使衰減指數(shù)在5～10之間)。

1.2.6 亞麻籽油納米乳液的脂質(zhì)氧化產(chǎn)物測(cè)定

乳液的氫過(guò)氧化物含量根據(jù)Liang等[3]的方法測(cè)定。乳液的硫代巴比妥酸反應(yīng)物(TBARS)含量參考Mi等[12]的方法測(cè)定。

1.2.7 數(shù)據(jù)分析

每個(gè)樣品測(cè)定重復(fù)3次，采用Excel2017和SPSS18.0進(jìn)行方差分析，數(shù)據(jù)以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。使用Origin軟件制圖。

2 結(jié)果與討論

2.1 純化前后亞麻籽油脂肪酸和微量伴隨物的組成

亞麻籽油本身含有一定量的微量伴隨物，主要包括生育酚、甾醇和多酚等。這些物質(zhì)的存在可能會(huì)對(duì)添加生育酚的結(jié)果存在一定的干擾。因此，在不影響亞麻籽油脂肪酸組成的前提下，首先通過(guò)柱層析純化處理盡可能去除微量伴隨物。

純化處理前后亞麻籽油的脂肪酸組成和微量伴隨物含量如表1所示。

表1 純化前后亞麻籽油脂肪酸組成和微量伴隨物含量

由表1可知，純化處理對(duì)亞麻籽油的脂肪酸組成和含量無(wú)顯著影響。亞麻籽油中共檢出7種脂肪酸，分別為棕櫚酸(C16∶0)、棕櫚油酸(C16∶1)、硬脂酸(C18∶0)、油酸(C18∶1)、亞油酸(C18∶2)、α-亞麻酸(C18∶3n3)、γ-亞麻酸(C18∶3n6)。其中α-亞麻酸(C18∶3n3)含量最高，純化后含量為48.77%。

亞麻籽油主要含有α-生育酚(16.32 mg/kg)和γ-生育酚(289.63 mg/kg)，經(jīng)過(guò)柱層析純化后，α-生育酚被全部去除，大部分的γ-生育酚被去除，去除率為98.88%。亞麻籽油中主要含有3種甾醇：β-谷甾醇、豆甾醇、菜油甾醇，甾醇的種類與文獻(xiàn)[13]報(bào)道結(jié)果一致。其中，β-谷甾醇的含量最高，為1 322.36 mg/kg，純化處理去除了67.98%的β-谷甾醇。豆甾醇和菜油甾醇的含量分別為180.55 mg/kg和323.66 mg/kg，純化后去除率分別為50.02%和53.59%。

因此，通過(guò)純化處理，可以去除亞麻籽油中的大部分微量伴隨物，脂肪酸組成幾乎無(wú)變化。

2.2 亞麻籽油納米乳液的粒徑、PDI、Zeta電位(見(jiàn)圖1～圖3)

圖1 貯藏期間生育酚對(duì)亞麻籽油納米乳液平均粒徑的影響

圖2 貯藏期間生育酚對(duì)亞麻籽油納米乳液PDI的影響

圖3 貯藏期間生育酚對(duì)亞麻籽油納米乳液Zeta電位的影響

由圖1可知，在整個(gè)貯藏期間，對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組平均粒徑的變化不大，均保持在較低的水平，且組間差異不大。

PDI通常用來(lái)衡量乳液的穩(wěn)定狀況。由圖2可知，初始對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組納米乳液的PDI分別為0.163 和0.150，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，兩組的PDI呈波動(dòng)狀態(tài)，但均小于0.3，且組間無(wú)顯著性差異。說(shuō)明制得的納米乳液在整個(gè)30 d的貯藏期間顆粒高度均勻且尺寸的分布范圍較窄。綜上，向亞麻籽油納米乳液中添加生育酚，不會(huì)對(duì)納米乳液的粒徑和PDI產(chǎn)生影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與Liang等[3]構(gòu)建的亞麻籽油乳液的結(jié)果一致。

由圖3可知，在整個(gè)貯藏期間，兩組乳液的Zeta電位均呈上升趨勢(shì)，對(duì)照組乳液的Zeta電位范圍為-34.70～-17.45 mV，實(shí)驗(yàn)組的變化范圍為-34.28～-17.63 mV，無(wú)顯著性差異(P>0.05)。說(shuō)明向亞麻籽油納米乳液中添加生育酚不會(huì)影響乳液的Zeta電位，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與Cheng等[4]構(gòu)建的亞麻籽油乳液結(jié)果一致。

2.3 亞麻籽油納米乳液的氧化穩(wěn)定性(見(jiàn)圖4)

關(guān)于乳液的氧化穩(wěn)定性，氫過(guò)氧化物常用來(lái)衡量脂質(zhì)一級(jí)氧化產(chǎn)物的含量，TBARS是TBA與醛、酮類物質(zhì)反應(yīng)生成的終產(chǎn)物，常用來(lái)衡量脂質(zhì)二級(jí)氧化產(chǎn)物的含量。

由圖4可知，在貯藏實(shí)驗(yàn)的開(kāi)始階段，對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組的氫過(guò)氧化物含量均呈現(xiàn)緩慢上升趨勢(shì)。隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，對(duì)照組的氫過(guò)氧化物含量明顯升高，并在貯藏24 d達(dá)到最高(2.48 mmol/kg)。實(shí)驗(yàn)組的氫過(guò)氧化物含量則呈現(xiàn)波動(dòng)，且氫過(guò)氧化物含量明顯低于對(duì)照組(P<0.05)。對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組貯藏期間的TBARS含量的變化趨勢(shì)類似，均緩慢上升，然而實(shí)驗(yàn)組的TBARS含量明顯低于對(duì)照組(P<0.05)，且大部分貯藏時(shí)間里實(shí)驗(yàn)組的TBARS含量不到對(duì)照組的一半。說(shuō)明添加生育酚可以一定程度上抑制亞麻籽油納米乳液脂質(zhì)氧化的一級(jí)氧化產(chǎn)物和二級(jí)氧化產(chǎn)物。此外，其他脂質(zhì)伴隨物也被證明具有降低乳液脂質(zhì)氧化水平的能力[14]。

3 結(jié) 論

本文采用乳清分離蛋白乳化劑制備亞麻籽油納米乳液，研究了生育酚對(duì)亞麻籽油納米乳液物理穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性的影響。研究表明，添加生育酚可以顯著降低貯藏期間亞麻籽油納米乳液中的一級(jí)、二級(jí)氧化產(chǎn)物的含量，但對(duì)乳液的物理穩(wěn)定性無(wú)明顯影響。由此可見(jiàn)，生育酚可以作為亞麻籽油納米乳液的添加劑改善乳液的氧化穩(wěn)定性并且有應(yīng)用于功能性食品或者飲料中的潛力。