Sisteme de livrare pe bază de emulsie ulei-în-apă încărcate cu fucoxantină Efectele emulgatorilor naturali asupra
Zhaoxiang Ma
† Școala de absolvire a științelor vieții și mediului, Universitatea Tsukuba, 1-1-1 Tennodai, Tsukuba, Ibaraki 305-8577, Japonia
Nauman Khalid
‡ Școala de științe alimentare și agricole, Universitatea de Management și Tehnologie, Lahore 54000, Pakistan
Gaofeng Shu
§ Spitalul Lishui, Școala de Medicină a Universității Zhejiang, Lishui 323000, PR China
Yiguo Zhao
∥ Școala de Agricultură și Biologie, Universitatea Shanghai Jiao Tong, Shanghai 200240, China
Isao Kobayashi
⊥ Institutul de Cercetări Alimentare, NARO, 2-1-12 Kannondai, Tsukuba, Ibaraki 305-8642, Japonia
Marcos A. Neves
† Școala de absolvire a științelor vieții și mediului, Universitatea Tsukuba, 1-1-1 Tennodai, Tsukuba, Ibaraki 305-8577, Japonia
Ambo Tuwo
# Facultatea de Științe Marine și Pescuit, Universitatea Hassanuddin, Makassar 90245, Indonezia
Mitsutoshi Nakajima
† Școala de absolvire a științelor vieții și mediului, Universitatea Tsukuba, 1-1-1 Tennodai, Tsukuba, Ibaraki 305-8577, Japonia
Abstract
Efectul emulgatorilor naturali (izolat de proteine din zer, WPI; lecitină modificată, ML; și gumă arabică, GA) asupra formulării, stabilității și bioaccesibilității emulsiilor ulei-în-apă (O/W) încărcate cu fucoxantină a fost determinată în acest studiu. Emulsiile fine au fost preparate sub omogenizare la presiune înaltă la 100 MPa pentru 4 treceri, utilizând 2% în greutate WPI, ML și GA, rezultând emulsii cu dimensiunile picăturilor de 136, 140 și respectiv 897 nm. Stabilitatea chimică a fucoxantinei în emulsii după depozitarea pe termen lung la temperatura ambiantă a scăzut în următoarea ordine: WPI> GA> ML. Eliberarea acizilor grași liberi de fucoxantină, studiată prin digestie in vitro, a scăzut în următoarea ordine: WPI> ML> GA> ulei vrac. Bioaccesibilitatea fucoxantinei în emulsii stabilizate de WPI, ML și GA după digestia in vitro a fost de 92,5 ± 6,8%, 44,6 ± 0,4 și respectiv 36,8 ± 2,5. Aceste rezultate indică faptul că tipul emulsifiantului natural și concentrația utilizată afectează în mod semnificativ formularea, stabilitatea, digestia lipidelor și bioaccesibilitatea fucoxantinei, care poate fi atribuită diferitelor proprietăți ale fiecărui emulgator. Bioaccesibilitatea fucoxantinei a fost îmbunătățită prin utilizarea sistemelor de livrare pe bază de emulsie.
1. Introducere
Emulsiile de calitate alimentară sunt utilizate pe scară largă în cosmetice, produse farmaceutice, alimente și băuturi. 15 Diverse studii au indicat că emulsiile ar putea îmbunătăți stabilitatea și biodisponibilitatea ingredientelor nutraceutice atunci când sunt încorporate în picăturile de fază dispersată. Sistemele de livrare pe bază de emulsie O/W sunt destul de potrivite pentru a încapsula ingrediente bioactive lipofile datorită dispersiei picăturilor lipidice mici în faza continuă. Aceste picături pot trece în mod eficient prin piele și sporesc penetrarea componentelor. 16.17
Studiile anterioare au demonstrat încapsularea cu succes a fucoxantinei foarte purificate în nanoemulsii, nanoparticule și alte pulberi uscate prin pulverizare. 10,18−21 Majoritatea s-au concentrat asupra stabilității și bioaccesibilității fucoxantinei, care au fost afectate de uleiurile purtătoare (ulei de porumb, ulei de triacilglicerol cu lanț mediu, ulei cu aromă de portocală și lipide restructurate) și dispersii (lapte integral și lapte degresat). Între timp, există informații limitate despre comparația diferitelor tipuri de emulgatori. De exemplu, nanoemulsiile încărcate cu fucoxantină au fost pregătite cu succes și caracterizate cu Tween 80. Nanoparticulele de cazeină și chitosan încărcate cu fucoxantină au prezentat o biodisponibilitate îmbunătățită datorită absorbției ridicate și a intrării în sânge. 18 Nu există rapoarte despre utilizarea extractului brut de fucoxantină și a diferiților emulgatori naturali pentru formularea emulsiilor încărcate cu fucoxantină.
2. Rezultate și discuții
2.1. Influența tipului de emulgator și a concentrației asupra formulării emulsiilor O/W încărcate cu fucoxantină
Efectul diferitelor tipuri de emulgatori și concentrațiile acestora asupra formulării emulsiilor, încapsulând fucoxantina, preparată utilizând omogenizarea la presiune înaltă la 100 MPa pentru 4 treceri. (a) Distribuția mărimii picăturilor de emulsii stabilizate de ML (d4,3 = 140 nm), WPI (d4,3 = 136 nm) și GA (d4,3 = 897 nm). (b) d4,3 de emulsii stabilizate de diferite concentrații de emulgatori.
2.2. Influența presiunilor de omogenizare și a numărului de treceri asupra formulării emulsiilor O/W încărcate cu fucoxantină
Efectul presiunii de omogenizare și numărul de treceri asupra formulării emulsiilor. D4,3 de emulsii formulate folosind diferite (a) presiune și (b) numărul de treceri. Stabilitatea chimică în timpul omogenizării a fost, de asemenea, determinată pe emulsii omogenizate de un număr diferit de treceri. Pasul 0 se referă la rezultatele omogenizării rotor-stator.
2.3. Stabilitatea la depozitare a Fucoxantinei în emulsiile O/W
Stabilitatea emulsiei este un factor critic pentru a determina durata de valabilitate a alimentelor și băuturilor. Stabilitatea de stocare a fucoxantinei în emulsii stabilizate de diferite tipuri de emulgatori (WPI, ML sau GA) a fost investigată în timpul depozitării la 25 ° C, până la 15 zile. Datorită structurii nesaturate, fucoxantina este sensibilă la căldură, lumină și degradare oxidativă în timpul procesării și depozitării. Prin urmare, toate probele au fost acoperite cu folie de aluminiu și depozitate în întuneric.
2.4. Stabilitatea fizică a stocării pe termen lung
Figura Figura 3 ilustrează rezultatele d4,3 ale emulsiilor încărcate cu fucoxantină stabilizate de diferiți emulgatori (WPI, ML sau GA) în timpul depozitării până la 15 zile, la 25 ° C. În timpul depozitării, emulsiile au prezentat o stabilitate fizică excelentă și nu a existat nicio lărgire proeminentă în d4,3, când a fost stabilizată de WPI sau ML. WPI poate forma straturi fizice puternice, care ar putea evita coalescența picăturilor prin obstacole sterice la interfața dintre petrol și apă. 29 de emulsii stabilizate cu ML conțineau particule minuscule care ar putea contracara forța gravitațională cu mișcare browniană. În plus, picăturile au o sarcină negativă, care ar putea inhiba flocularea. 30 Între timp, a apărut o cremare vizibilă deasupra emulsiei stabilizate de GA. GA este un emulgator cu o structură moleculară mare și o tensiune interfațială ridicată, care ar putea duce la picături relativ mari care să ducă la o forță de flotabilitate mai mare.
Efectul diferitelor tipuri de emulgatori asupra stabilității fizice a emulsiilor încărcate cu fucoxantină pe parcursul a 15 zile de depozitare la 25 ° C.