基于靜電紡絲法包封沙棘油納米纖維的制備與表征

曹 倩，王齊蕾，王 梟，王藝璇，史 嬋，呂新剛

（西北大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 西安 710069）

沙棘油（sea buckthorn oil，SBO）富含不飽和脂肪酸、類胡蘿卜素、生育酚、植物甾醇等生物活性物質(zhì)，營養(yǎng)價(jià)值豐富。因富含亞油酸和亞麻酸這兩種人體必需脂肪酸使SBO成為廣受歡迎的天然植物油之一[1]，但是SBO不穩(wěn)定，當(dāng)暴露于氧氣、光、濕和熱條件下時(shí)，易氧化變質(zhì)并導(dǎo)致?lián)]發(fā)性化合物的損失，造成SBO本身及其加工品的品質(zhì)降低。

富含不飽和脂肪酸的天然油脂的氧化酸敗是油脂在貯藏過程中普遍存在的問題。針對這一問題，通常采用向油脂中添加抗氧化劑（如丁基羥基茴香醚、2,6-二叔丁基對甲酚等）的方法解決。但人工合成抗氧化劑并不符合清潔標(biāo)簽要求，且會(huì)給消費(fèi)者在選擇過程中帶來一定的困擾。因此，天然抗氧化劑是替代人工合成抗氧化劑的良好選擇。

沙棘葉是沙棘種植過程中的一種副產(chǎn)物，通常作為廢棄物被處理。但研究證實(shí)沙棘葉提取物（sea buckthorn leaf extract，SBE）中含有豐富的多酚和黃酮化合物，顯示出很高的抗氧化活性；另外，SBE對金黃色葡萄球菌、單核細(xì)胞增生李斯特菌和蠟狀芽孢桿菌的生長具有強(qiáng)烈的抑制作用[2]，可被開發(fā)為天然食品防腐劑[3]。此外，SBE還具有降血糖[4]、提高免疫力[5]、調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝[6]和抗炎[7]的作用，可以抗心肌缺血和增強(qiáng)心功能[8]。因此，SBE具有作為天然抗氧化劑的潛力，可添加到SBO中用于提高油脂抗氧化性和穩(wěn)定性，并賦予SBO更多的生物學(xué)功效。

微膠囊包埋法是20世紀(jì)70年代興起的一種利用天然或合成聚合物材料覆蓋固體、液體或氣體材料并封裝在微膠囊中成為固體顆粒產(chǎn)品的包埋技術(shù)，近年來在食品工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。采用合適的壁材將油脂包裹起來不僅可以提高油脂的穩(wěn)定性，還可以改變油脂形態(tài)并遮蔽其不良風(fēng)味。將SBO微膠囊化，增加其溶解性和穩(wěn)定性，對提高其經(jīng)濟(jì)附加值十分必要。目前，用于SBO的物理包封方法主要有噴霧干燥[9]和冷凍干燥[10]。

靜電紡絲技術(shù)是指利用高靜壓電場作用實(shí)現(xiàn)將紡絲液制備為納米纖維的一項(xiàng)技術(shù)[11]，其制備的納米纖維具有比表面積大、結(jié)構(gòu)可控和生物相容性好等優(yōu)點(diǎn)，已在藥物載體、組織工程支架等方面有較好的應(yīng)用[12]。García-Moreno等[13]將乳清蛋白分離物與聚乙烯醇混合成乳液，通過靜電紡絲技術(shù)獲得高omega-3脂肪酸包封率（（92.4f2.3）%）的納米纖維。Karim等[14]將玉米醇溶蛋白（Zein）與肉桂醛制備成乳液，經(jīng)靜電紡絲處理后，能夠有效地封裝肉桂醛并使其免受環(huán)境條件的不利影響。鄧姣等[15]以紫膠銨鹽為壁材，用靜電紡絲法制備了白藜蘆醇/紫膠銨鹽固體分散體，白藜蘆醇的包封率、負(fù)載率分別為79.06%、7.91%。玉米醇溶蛋白有較強(qiáng)的疏水性，常用來制備疏水性的藥物、食品功能性成分及抗菌成分的輸送載體。隨著溶劑的蒸發(fā)，Zein的自組裝特性在在乙醇-水溶液中體現(xiàn)，在此過程中，部分二級結(jié)構(gòu)從α-螺旋轉(zhuǎn)變?yōu)棣?折疊，隨后β-折疊結(jié)構(gòu)會(huì)在疏水作用下首尾相連形成條帶，之后卷曲成環(huán)狀，從而逐漸自組裝成納米顆粒。此外，Zein在氫鍵、二硫鍵和疏水性相互作用下可以形成薄膜等微結(jié)構(gòu)。因此常被用于脂溶性成分的包封遞送[16]。

本實(shí)驗(yàn)以Zein為壁材，通過靜電紡絲技術(shù)制備富含SBO的納米纖維，并加入SBE，研究SBE及物理包封對SBO穩(wěn)定性、抗氧化性及體內(nèi)消化性能的影響，以期為高穩(wěn)定性及高抗氧化性SBO固態(tài)產(chǎn)品的開發(fā)提供技術(shù)和理論支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

沙棘葉由內(nèi)蒙古天驕實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司提供，將其風(fēng)干后用高速粉碎機(jī)細(xì)化，過4 mm篩孔，得到沙棘葉粉末；沙棘葉粉末利用乙醇回流提取后收集上清液，冷凍干燥得到SBE。

SBO購自北京高原圣果沙棘制品有限公司；Zein（純度98.1%，分析純）購自合肥博美生物有限公司；其他試劑均為國產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

100D靜電紡絲機(jī) 長沙納儀儀器科技有限公司；IRAffinity-1S傅里葉變換紅外光譜（Fourier transform infrared spectrometer，F(xiàn)TIR）儀 日本島津公司；STA 449F3熱重分析儀 德國耐馳公司；掃描電子顯微鏡德國蔡司公司；分光測色儀 深圳市三恩馳科技有限公司；分光光度計(jì) 上海儀電分析儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 靜電紡絲法制備SBO納米纖維

使用靜電紡絲法制備SBO納米纖維。首先配制聚合物溶液，將Zein溶于體積分?jǐn)?shù)80%乙醇溶液中，磁力攪拌均勻，制備終質(zhì)量濃度25 g/100 mL的Zein溶液，然后按照表1配制各聚合物溶液，繼續(xù)攪拌直至混合均勻，在10 ℃下貯藏過夜，以確保各樣品完全水合。核層為聚合物溶液，殼層為無水乙醇，將溶液吸入5 mL注射泵中，啟動(dòng)靜電紡絲機(jī)，以1 mL/h的流速連接內(nèi)外同軸不銹鋼針頭（22/17 G），在24 kV的施加電壓下進(jìn)行紡絲，于14 cm收集距離處放置滾筒進(jìn)行收集，滾筒繞卷速率為250 r/min，收集好的樣品放置于裝有干燥劑的密封袋中低溫貯藏備用。

表1 聚合物溶液配制Table 1 Preparation of polymer solutions

1.3.2 納米纖維的掃描電子顯微鏡觀察

通過掃描電子顯微鏡來觀察添加SBO和SBE納米纖維的外觀形態(tài)。工作電壓為5 kV，工作距離為6.5～7.5 mm，在觀察之前將樣品黏附到導(dǎo)電膠上，并在真空環(huán)境下用金濺射。

1.3.3 加速氧化實(shí)驗(yàn)

氧化穩(wěn)定性是評價(jià)油脂微膠囊質(zhì)量的重要參數(shù)，參照常明等[17]加速氧化實(shí)驗(yàn)方法，考察60 ℃加速氧化條件下游離SBO和被包封SBO納米纖維的氧化穩(wěn)定性。將游離的SBO和被包封SBO納米纖維放置在（60f2）℃恒溫干燥箱中，避光保存18 d。在第0、9、18天分別分析納米纖維的顏色、油脂過氧化值（peroxide value，PV）和總抗氧化性。

1.3.4 體外模擬胃腸消化

功能食品或藥物輸送體系被人體攝入后主要經(jīng)過口腔、胃，再經(jīng)小腸吸收后進(jìn)入人體的血液循環(huán)中。對于理想的功能食品或藥物輸送體系，應(yīng)能夠在胃部強(qiáng)酸環(huán)境下保持相對穩(wěn)定，而進(jìn)入腸道環(huán)境后能充分釋放出功能因子，以提高功能因子生物利用度[18]。參考Ydjedd[19]和Tomas[20]等的方法制備模擬胃液（simulated gastric fluid，SGF）和模擬腸液（simulated intestinal fluid，SIF），然后將300 mg納米纖維加入至5 mL SGF（包含20 mg胃蛋白酶（25 000 U/mL）和2.5 μL CaCl2g6H2O溶液（0.3 mol/L）），用6 mol/L HCl溶液調(diào)節(jié)pH值至2，混合物在37 ℃恒溫水浴振蕩培養(yǎng)2 h，取樣1 mL液氮冷凍；然后將混合物加入10 mL SIF（包含37.5 mg胰蛋白酶（800 U/mL）和40 mg膽鹽），用1 mol/L NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值至7，37 ℃恒溫水浴振蕩培養(yǎng)2 h。向模擬消化后的消化液中加入異辛烷以提取消化液中的油相，12 000 r/min離心10 min后吸取上清液，并將其旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至恒質(zhì)量，稱質(zhì)量即為消化液中SBO質(zhì)量，按式（1）計(jì)算消化后SBO的釋放率，確定SBO的生物可及性。然后測定消化前后抗氧化活性的變化，評估消化對抗氧化性能的影響。

式中：mA為消化前添加納米纖維的質(zhì)量乘以負(fù)載量/mg；mB為消化液中提取的SBO質(zhì)量/mg。

1.3.5 指標(biāo)的測定

1.3.5.1 包封率和負(fù)載量的測定

通過測定納米纖維中實(shí)際包封SBO質(zhì)量，計(jì)算SBO納米纖維的包封率和負(fù)載量，用以評價(jià)SBO被包封的效果。準(zhǔn)確稱取100 mg納米纖維，將其溶解在6 mL正己烷中，浸泡1 min以去除表面未包封的SBO，然后以12 000 r/min離心10 min，取上清液，用氮吹儀將其吹干至恒質(zhì)量以去除溶劑，稱量前后的質(zhì)量差計(jì)算出游離SBO質(zhì)量，然后按照公式（2）和公式（3）分別計(jì)算包封率和負(fù)載量。

式中：mA為納米纖維中理論SBO質(zhì)量/mg；mB為上清液中游離SBO質(zhì)量/mg；mC為納米纖維的質(zhì)量/mg。

1.3.5.2 傅里葉變換紅外光譜分析

FTIR可以對化合物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行定性分析。參考Salas等[21]的方法，使用FTIR儀測定包封SBO和SBE納米纖維的紅外譜圖。掃描范圍為4 000～400 cm－1，分辨率為0.4 cm－1。

1.3.5.3 熱重分析

熱重分析采用STA 449F3熱重分析儀，動(dòng)態(tài)氮?dú)鈿夥眨魉贋?00 mL/min，升溫速率為10 ℃/min，從30 ℃加熱到900 ℃，結(jié)果用熱重（thermal gravity，TG）和微分熱重（differential thermal gravity，DTG）曲線來表示。TG和DTG曲線分別表征樣品質(zhì)量損失和質(zhì)量損失速率與溫度的關(guān)系。

1.3.5.4 色澤的測定

參考鄭君花[22]的方法，使用L*a*b*法測定不同貯藏條件下的SBO納米纖維的色澤。實(shí)驗(yàn)開始之前需要進(jìn)行測色儀的預(yù)熱和核對校準(zhǔn)，以減少儀器誤差。測色儀的預(yù)熱時(shí)間設(shè)定為15 min，核對的項(xiàng)目為黑白色。取納米纖維膜樣品置于試樣盒上，采用反射模式測定并記錄數(shù)值，每個(gè)樣品平行測定3 次。

1.3.5.5 油脂過氧化值的測定

根據(jù)GB/T 5009.37ü2003《食用植物油衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法》中的分光光度比色法并參考于夕娟[23]和羅旋[24]等的方法，通過測定PV分析納米纖維在不同貯藏條件下的氧化穩(wěn)定性。樣品中的過氧化物會(huì)將Fe2＋氧化為Fe3＋，F(xiàn)e3＋可以與硫氰酸鹽反應(yīng)生成橘紅色的硫氰酸鐵絡(luò)合物。在510 nm波長處測定吸光度，以Fe3＋標(biāo)準(zhǔn)溶液繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線方程計(jì)算PV，結(jié)果以每千克油中的過氧化物當(dāng)量表示（單位為meq/kg）。準(zhǔn)確稱取1.0 g納米纖維樣品于試管中，向其中加入2 mL水和2 mL異辛烷，渦旋振蕩10 s，共計(jì)3 次，然后4 000 r/min離心10 min取上層萃取的有機(jī)相，加入一定體積的三氯甲烷-甲醇混合試劑（7∶3，V/V）稀釋，接著加入顯色劑硫氰酸銨和氯化鋇，室溫下準(zhǔn)確放置5 min后測定其在510 nm波長處的吸光度，以三氯甲烷-甲醇混合溶劑（7∶3，V/V）為參比。

1.3.5.6 1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基清除能力測定

1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）自由基清除能力測定參考Ortega-Vidal等[25]的方法，并稍作修改。取1.0 g納米纖維，加入3.0 mL體積分?jǐn)?shù)80%乙醇溶液，攪拌使其充分溶解，8 000 r/min離心10 min；取1 mL上清液，加入3 mL 0.1 mmol/L DPPH溶液，混合物在室溫黑暗環(huán)境中反應(yīng)30 min后，于517 nm波長處測定吸光度，對照組由1 mL無水乙醇和3 mL DPPH溶液組成。以抗壞血酸（VC）為對照物作標(biāo)準(zhǔn)曲線，樣品的DPPH自由基清除能力以每克提取物所含VC質(zhì)量表示，單位為mg/g。

1.3.5.7 抗氧化能力測定

抗氧化能力（ferric reducing ability of plasma，F(xiàn)RAP）的測定在de Morais等[26]的方法上略作改動(dòng)。3.6 mL FRAP試劑（300 mmol/L pH 3.6醋酸鹽緩沖液、10 mmol/L溶解在40 mmol/L鹽酸中的二硫代蘇糖醇、20 mmol/L FeCl3g6H2O，以10∶1∶1的體積比配制）中加入400 μL上清液（制備方法同1.3.5.6節(jié)），混合物在37 ℃水浴10 min后測定593 nm波長處吸光度。以七水硫酸亞鐵作標(biāo)準(zhǔn)曲線，結(jié)果以每克提取物所含F(xiàn)e2＋質(zhì)量表示，單位為mg/g。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

每組實(shí)驗(yàn)平行3 次，結(jié)果均表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差，采用SPSS Statistics 20軟件通過方差分析（analysis of variance，ANOVA）和Duncan多重比較來確定數(shù)據(jù)間的顯著性水平（P＜0.05表示差異顯著）。并用Origin Pro 8軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 SBO納米纖維掃描電子顯微鏡觀察結(jié)果

SBO納米纖維的掃描電子顯微鏡如圖1所示，整體來看納米纖維呈電紡纖維狀，形態(tài)良好、分布均勻，為靜電紡絲狀態(tài)。其中，Zein＋SBO＋SBE（圖1C）的納米纖維紡絲無結(jié)節(jié)、更加均一。和圖1A中的Zein納米纖維相比，可以發(fā)現(xiàn)壁材的濃度越大，越容易形成纖維狀的納米纖維[27]，但是應(yīng)合理地控制條件，如果溶液濃度過大，則噴射的液體容易不穩(wěn)定，很難噴出均勻的纖維，而濃度過小則聚合物溶液無法形成射流，將無法獲得纖維[28]?？傊{米纖維外觀形態(tài)取決于溶液的性質(zhì)、工藝參數(shù)和環(huán)境條件，合理控制條件可以生產(chǎn)出形態(tài)良好的微球顆粒或纖維薄膜。

圖1 負(fù)載SBO的納米纖維掃描電子顯微鏡圖Fig. 1 SEM images of nanofibers loaded with SBO, zein + SBO and zein + SBO + SBE

2.2 SBO納米纖維FTIR分析結(jié)果

從圖2可以看出，SBO的FTIR光譜由7 個(gè)峰組成，波數(shù)范圍在2 924～721 cm－1。其中，2 924、2 854 cm－1處吸收峰為油烯烴基上的CüH振動(dòng)所引起，1 743 cm－1處吸收峰為C＝O雙鍵拉伸振動(dòng)所引起，1 157、1 097、721 cm－1處為CüO酯鍵吸收峰[29]。Zein＋SBE和Zein＋SBO＋SBE納米纖維中，1 652 cm－1附近為酰胺I帶的C＝O吸收峰，1 539 cm－1處為酰胺II帶的NüH吸收峰。與Zein、Zein＋SBE相比，Zein＋SBO、Zein＋SBO＋SBE均有游離SBO油烯烴基上CüH的吸收峰，且CüO酯鍵吸收峰略有偏移，說明靜電紡絲制備Zein＋SBO＋SBE過程是物理包封。此外，光譜中的峰均沒有分裂，說明SBO在納米纖維中分散均勻、體系良好。綜上分析可得，Zein＋SBE對SBO進(jìn)行了有效的物理包封，形成了穩(wěn)定的SBO納米纖維。

圖2 負(fù)載SBO納米纖維等的傅里葉變換紅外光譜Fig. 2 Fourier transform infrared spectra of SBO nanofibers loaded with SBO

2.3 SBO納米纖維熱重分析結(jié)果

通過熱重分析可以了解納米纖維的耐熱性。由圖3A可知，SBO在389.3～459.0 ℃溫度范圍內(nèi)質(zhì)量最終下降了99.31%，在419 ℃處質(zhì)量損失速率達(dá)到最大，為－13.74%/min。由圖3B、C可知，Zein在292.1～362.3 ℃溫度范圍內(nèi)質(zhì)量下降了78.38%，在362.3 ℃處質(zhì)量損失速率達(dá)到最大，為－9.54%/min；Zein＋SBE在283.5～358.1 ℃溫度范圍內(nèi)質(zhì)量下降了76.56%，在323.4 ℃處質(zhì)量損失速率達(dá)到最大，為－8.46%/min；Zein＋SBO在289.8～410.2 ℃溫度范圍內(nèi)質(zhì)量下降了90.46%，在324.8 ℃處質(zhì)量損失速率達(dá)到最大，為－6.79%/min；Zein＋SBO＋SBE在286.5～389.6 ℃溫度范圍內(nèi)質(zhì)量下降了89.01%，在317.5 ℃處質(zhì)量損失速率達(dá)到最大，為－7.2%/min。

圖3 SBO納米纖維的TG曲線和DTG曲線Fig. 3 Thermogravimetric and differential thermogravimetric analysis curves of SBO nanofibers

可以看出，SBO納米纖維具有高耐熱性，在300 ℃左右開始降解。添加SBE的SBO納米纖維最終保留的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10.99%，未添加SBE的SBO納米纖維最終保留的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9.54%，游離SBO最終保留的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.69%并且降解速率的峰值最大（－13.74%/min），可見包封可以提高油的熱穩(wěn)定性。另外，沙棘葉酚類提取物是一種有效的抗氧化劑，可以使物質(zhì)免受高溫而降解。這可能是酚類物質(zhì)與Zein之間形成的氫鍵相互作用力使得蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化[30]，從而增強(qiáng)了蛋白質(zhì)的耐熱性能，提高了SBO的熱穩(wěn)定性。

2.4 SBO納米纖維包封率和負(fù)載量

表2列出了Zein＋SBO和Zein＋SBO＋SBE納米纖維的包封率和負(fù)載量，二者接近。許多研究證明，納米纖維包封率的差異主要取決于封裝方法、封裝的化合物和所用的涂層材料，另外芯材與壁材的質(zhì)量比也至關(guān)重要[31]。納米纖維的包封率均大于90%，實(shí)際負(fù)載量與理論負(fù)載量接近?？梢钥闯鯶ein＋SBO和Zein＋SBO＋SBE均具有較高的包封率和負(fù)載量。表明靜電紡絲是一種有效的包封技術(shù)，可用來包封SBO，也體現(xiàn)出靜電紡絲工藝條件的有效可行性。

表2 SBO納米纖維的包封率和負(fù)載量Table 2 Encapsulation efficiency and loading capacity of SBO nanofibers

2.5 加速氧化過程中SBO納米纖維的變化

2.5.1 SBO納米纖維色澤變化情況

表3列出了納米纖維在不同貯藏時(shí)間下色澤的變化情況?？梢钥闯鎏砑覵BE的SBO納米纖維顏色偏綠，這是因?yàn)镾BE本身偏綠色。未添加SBE的SBO納米纖維在第0天和第9天的色差?E在2.17～3.02范圍內(nèi)，可以發(fā)現(xiàn)，前9 d納米纖維的顏色變化明顯，為較小色差，第18天色差超過3，為較大色差，說明隨時(shí)間的延長，SBO的顏色發(fā)生變化。添加SBE的SBO納米纖維色差先升后降，在第18天結(jié)束時(shí)色差小于3，表明添加SBE可以減弱顏色的變化，對SBO顏色具有保護(hù)作用。第9天時(shí)Zein＋SBO＋SBE組L*值與a*值相比第0天都有較大變化，導(dǎo)致?E明顯增大，但因?yàn)轭伾珌碓吹亩鄻有院妥兓膹?fù)雜性，具體導(dǎo)致該組樣品顏色先升后降的原因還有待于后續(xù)深入研究。

表3 SBO納米纖維在貯藏期間色差的變化Table 3 Changes in color parameters of SBO nanofibers during storage

2.5.2 SBO納米纖維過氧化值變化情況

圖4反映了游離油和包封油在加速氧化過程中PV的變化情況。酸敗的變化趨勢直接影響PV曲線的走向，PV的增加速率變化越快，油脂酸敗的變化速率也將隨之變快，表明氧化穩(wěn)定性逐漸變差。從圖4可以看出，隨著貯藏時(shí)間的延長，SBO的PV呈不斷上升趨勢，至第18天時(shí)PV增加4.1 倍，表明油脂氧化產(chǎn)生的過氧化物含量明顯增加；Zein＋SBO組PV緩慢上升，至第18天僅增加0.3 倍；而Zein＋SBO＋SBE組的PV在18 d的貯藏期內(nèi)沒有顯著變化，以上結(jié)果與高雅馨等[32]的研究結(jié)果一致。包封可以減緩SBO氧化速率，提高其穩(wěn)定性，加入SBE可以進(jìn)一步提高對SBO的保護(hù)作用，即包封與加入抗氧化成分是提高SBO氧化穩(wěn)定性的有效手段。

圖4 SBO納米纖維在貯存期間PV的變化Fig. 4 Changes in PV of SBO nanofibers during storage

2.5.3 SBO納米纖維抗氧化活性變化情況

圖5A顯示了SBO及SBO納米纖維DPPH自由基清除能力的變化，圖5B顯示了SBO及SBO納米纖維FRAP的變化?？偟膩碚f，隨著貯藏時(shí)間的延長，DPPH自由基清除能力和FRAP不斷下降，這是由于抗氧化成分在加速氧化貯藏期間的降解，其中游離SBO抗氧化能力最低。另外可以看出，加入SBE的SBO納米纖維抗氧化能力遠(yuǎn)高于未加SBE的納米纖維，這歸因于SBE中活性物質(zhì)本身所具有的抗氧化性。綜上，SBE是一種有效的天然抗氧化劑，通過包封并加入SBE可以高效地提高SBO的穩(wěn)定性和抗氧化性，是一種前景良好的復(fù)配技術(shù)。

圖5 SBO納米纖維在貯藏期間抗氧化能力的變化Fig. 5 Changes in antioxidant capacity of SBO nanofibers during storage

2.6 模擬消化過程中SBO的釋放率和抗氧化活性變化情況

2.6.1 SBO的釋放率

任何營養(yǎng)物質(zhì)只有經(jīng)歷胃腸消化仍被保留才有可能被人體吸收利用。因此，測定消化后納米纖維中SBO的釋放率非常重要。如表4所示，納米纖維在腸液中的釋放率高于在胃液中的釋放率，說明納米纖維在胃腸消化過程中被逐步釋放。另外，添加SBE的SBO納米纖維在胃液和腸液中的釋放率均高于未加SBE的納米纖維，說明SBE有助于提高SBO在腸液中的釋放率，這可能是因?yàn)镾BE的存在增強(qiáng)了SBO對胃腸液中酶、pH值等環(huán)境條件的耐受性，從而使SBO更多地被保留并在腸液中釋放出來，提高了油的生物可及性。

表4 SBO納米纖維在消化過程中的釋放率Table 4 Release rate of SBO nanofibers during digestion

2.6.2 SBO納米纖維抗氧化活性變化情況

模擬消化過程中納米纖維抗氧化活性的變化情況見表5。對于DPPH自由基清除能力而言，游離SBO的DPPH自由基清除能力隨著消化過程的進(jìn)行不斷下降，顯而易見，消化過程降解了大部分活性成分，使得SBO的抗氧化能力下降。然而，SBO納米纖維的DPPH自由基清除能力先下降后上升，這種現(xiàn)象可用表4中SBO的釋放率來解釋，活性物質(zhì)在胃腸液中緩慢釋放，腸液中的釋放率大于胃液，使得腸液中的抗氧化能力提高。另外，添加SBE的SBO納米纖維DPPH自由基清除能力在消化結(jié)束后約為游離SBO的24 倍，約為未加SBE的SBO納米纖維的4 倍。同樣的，Neo等[33]將食品級沒食子酸添加到Zein靜電紡絲纖維后，發(fā)現(xiàn)沒食子酸仍保留了其抗氧化活性，從而增強(qiáng)了纖維的抗氧化能力。對于FRAP而言，游離SBO同樣在消化過程中不斷下降，而SBO納米纖維則先下降后上升，消化結(jié)束后添加SBE的SBO納米纖維的FRAP分別約為游離SBO和未加SBE的SBO納米纖維的50 倍和8 倍。可見包封與加入抗氧化劑結(jié)合的復(fù)配不僅保護(hù)了活性成分免受胃腸液降解，而且還提高了SBO納米纖維的抗氧化能力。

表5 消化過程中SBO納米纖維抗氧化活性的變化Table 5 Changes in antioxidant activity of SBO nanofibers during digestion

3 結(jié) 論

本研究將SBE加入到SBO中，并通過靜電紡絲方法制備了一種高穩(wěn)定性和高抗氧化性的SBO納米纖維，所得納米纖維形態(tài)良好、分布均勻。通過包封以及加入SBE的復(fù)配手段，提高了SBO的熱穩(wěn)定性、耐熱性和抗氧化能力。通過模擬胃腸消化實(shí)驗(yàn)證明包封可使SBO在胃腸內(nèi)的消化達(dá)到緩釋效果，且消化后仍保留了活性成分的抗氧化能力?？傮w而言，SBE的高抗氧化性使其具有成為營養(yǎng)補(bǔ)充劑和功能強(qiáng)化劑的潛力，添加SBE的高穩(wěn)定性和高抗氧化性SBO納米纖維具有顯著提升的商品屬性；同時(shí)，靜電紡絲是一種能夠生產(chǎn)增值生物聚合物微纖維和納米纖維的技術(shù)，該方法溫和的加工條件使其在食品加工行業(yè)中十分具有潛力。