復合維生素納米乳液的表征及性能評價

馬愈迪，李琳琳，夏 強

(1.東南大學 生物科學與醫學工程學院，南京 210096； 2.東南大學 成賢學院，南京 210088)

維生素A也稱視黃醇，是脂溶性的醇類物質[1]。維生素A是復雜機體必需的一種營養素，能維持正常的視覺反應，維持上皮組織的正常形態與功能[2-3]。維生素E是一種脂溶性功能成分，是最主要的抗氧化劑之一，具有抗衰老、增強免疫力、維持造血系統的正常功能等作用[4]。維生素E與維生素A一同作用時，還可以抵御大氣污染、保護肺臟[5]。維生素A、維生素E常以黏稠油狀物的形式存在，因其難溶于水、對氧敏感、易氧化、生物利用率低等缺點，使其功能的發揮受到了一定的限制。

納米乳液是油、水、表面活性劑、助表面活性劑混合所形成的均一乳液，粒徑一般在200 nm以下，可通過對載體的包裹，減少敏感活性物質的降解，并能發揮一定的緩釋功效[6-7]。納米乳液因外觀澄清均一、穩定性較好等優勢，在食品領域得到了廣泛的應用[8]。本文將維生素A油與維生素E油制備成復合維生素納米乳液，增強其水溶性，在一定程度上保持維生素A、維生素E的穩定性，并提高二者的生物可給率，使其在食品領域能夠發揮更好的作用。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

維生素A油，山東優索化工科技有限公司；維生素E油，山東康勤生物科技有限公司。吐溫80(Tw80)，山東優索化工科技有限公司；聚甘油蓖麻醇酯(PGPR)，河南正通食品科技有限公司；無水乙醇，Adamas試劑公司；三氯乙酸(TCA)，國藥集團化學試劑有限公司；鹽酸(HCl)，國藥集團化學試劑有限公司；硫代巴比妥酸(TBA)，Adamas試劑公司。

TCL-16臺式高速冷凍離心機，755B單光束紫外可見分光光度計，HCJ-6D磁力攪拌水浴鍋，電子天平，SB-100DT超聲波清洗機。

1.2 實驗方法

1.2.1 復合維生素納米乳液的制備

選用Tw80作為主乳化劑，PGPR作為助乳化劑，在常溫下制備復合維生素納米乳液：取0.6 g維生素A油、0.6 g維生素E油與0.7 g Tw80、0.3 g PGPR混合，攪拌均勻后，加入去離子水7.8 g，以800 r/min的轉速攪拌30 min，即得到復合維生素納米乳液。

1.2.2 透射電鏡分析

將制備的復合維生素納米乳液稀釋100倍，用移液槍滴1滴于覆蓋有碳膜的銅網上，自然干燥后滴1滴2%的磷鎢酸溶液對其進行負染，自然干燥，透射電鏡下觀察顆粒形貌結構[7]。

1.2.3 包封率的測定

取400 μL復合維生素納米乳液于超濾離心管中，10 000 r/min轉速下離心10 min，下清液用無水乙醇稀釋至適當濃度，分別在326、284 nm處測吸光值，計算游離的維生素A、維生素E的含量；將復合維生素納米乳液用無水乙醇稀釋至適當濃度后超聲破乳30 min，分別在326、284 nm處測吸光值，計算乳液中總的維生素A、維生素E的含量。以維生素A為例按下式計算包封率。

(1)

1.2.4 粒度分析

用去離子水將樣品稀釋200倍，使用激光粒度儀對復合維生素納米乳液的粒徑以及分散度(PDI)進行檢測。

1.2.5 穩定性分析

分別對新制備的復合維生素納米乳液進行3項穩定性分析。①稀釋穩定性：將制備的復合維生素納米乳液分別稀釋至10、20、30、40、50倍，測其粒徑、PDI。②離心穩定性：將制備的復合維生素納米乳液在10 000 r/min下分別離心5、10、15、20 min，測其粒徑、PDI。③儲存穩定性：將制備的復合維生素納米乳液分別儲存于4℃冰箱、常溫(25℃)、40℃恒溫箱中，每隔一段時間測其粒徑、PDI。

1.2.6 抗氧化能力分析

取0.5 mL不同質量濃度的樣品溶液(對照組使用相同質量濃度的復合維生素乙醇溶液)，依次加入1 mL大豆磷脂溶液(10 g/L)，1 mL PBS緩沖液(0.2 mol/L，pH 7.4)，1 mL 新鮮配制FeSO4溶液(5 mmol/L)，混勻后于37℃避光水浴1 h，隨后加入3 mL TBA-TCA-HCl溶液，95℃水浴15 min，立即冰浴，隨后3 500 r/min離心10 min，取上清液于532 nm處測吸光值As。空白以0.5 mL去離子水代替樣品溶液，測得吸光值Ab。TBARS抑制率計算公式如下：

(2)

1.2.7 體外模擬消化分析

模擬胃消化：將10 mL待測物(對照組：0.6 g維生素A油與0.6 g維生素E油的混合物)與10 mL 模擬胃液(含胃蛋白酶3.2 mg/mL)混合，在37℃、100 r/min條件下消化1.5 h。模擬小腸消化：胃消化后，調節混合物pH至7.5，再向其中加入10 mL 模擬腸液緩沖液、47.6 mg胰酶與51.6 mg膽酸鹽，模擬小腸消化2 h。

模擬小腸消化結束后，取4 mL消化液10 000 r/min離心10 min，將上清液稀釋至適當濃度，分別測定其中維生素A、維生素E含量，記為W0，計算生物可給率(W1為對應的維生素A或維生素E初始含量)。

(3)

2 結果與分析

2.1 復合維生素納米乳液的基本參數

經測定，復合維生素納米乳液中維生素A的含量為(5.67±0.27)%，包封率為(93.67±1.93)%；維生素E的含量為(5.54±0.31)%，包封率為(94.05±2.18)%；通過激光粒度儀對復合維生素納米乳液進行粒徑以及PDI的檢測，其平均粒徑為(84.1±3.2)nm，PDI為0.106±0.013。

通過透射電鏡觀察復合維生素納米乳液顆粒形貌結構，結果如圖1所示。

圖1 復合維生素納米乳液透射電鏡圖

由圖1可知，復合維生素納米乳液顆粒為球形液滴，分布較均勻，其粒徑在80～90 nm之間，與激光粒度儀測得的結果符合。

2.2 穩定性

2.2.1 稀釋穩定性

對復合維生素納米乳液進行不同倍數的稀釋，考察復合維生素納米乳液的稀釋穩定性，結果如圖2所示。

圖2 復合維生素納米乳液不同稀釋倍數下的粒徑與PDI變化

由圖2可知，復合維生素納米乳液在不同的稀釋倍數下，平均粒徑與PDI均無明顯變化，表明所制備的復合維生素納米乳液具有較好的稀釋穩定性。

2.2.2 離心穩定性

對復合維生素納米乳液進行不同時間的高速離心，考察復合維生素納米乳液的離心穩定性，結果如圖3所示。

圖3 復合維生素納米乳液不同離心時間下的粒徑與PDI變化

由圖3可知，復合維生素納米乳液在不同的離心時間下，平均粒徑無明顯變化，PDI也在合理的范圍內波動，表明所制備的復合維生素納米乳液具有良好的離心穩定性。

2.2.3 儲存穩定性

復合維生素納米乳液在各個儲存溫度下的粒徑與PDI變化如表1所示。

表1 復合維生素納米乳液不同儲存溫度下粒徑與PDI的變化

由表1可知，40 d的儲存時間里，4℃及25℃條件下儲存的復合維生素納米乳液的粒徑和PDI變化很小，但在40℃下儲存的復合維生素納米乳液粒徑與PDI的增加量均大于另外兩種溫度，其粒徑增加5.11 nm，結果表明復合維生素納米乳液在低溫條件下可以更好地維持穩定的狀態。因此，復合維生素納米乳液應選擇低溫保存。

2.3 復合維生素納米乳液的抗氧化能力

選用大豆磷脂作為脂質成分，利用亞鐵離子將磷脂分子過氧化而產生過氧化產物丙二醛(MDA)，隨后MDA與硫代巴比妥酸在酸性高溫下可產生復合物(TBARS)[9]，而加入抗氧化劑可反映其對于脂質成分的抗氧化保護作用。復合維生素納米乳液的抗氧化能力分析見圖4。

圖4 復合維生素納米乳液的TBARS抑制率

由圖4可知，在質量濃度為1 mg/mL時，復合維生素納米乳液的TBARS抑制率為46.78%，復合維生素乙醇溶液的TBARS抑制率為45.21%，隨著質量濃度的增加，復合維生素納米乳液的TBARS抑制率依然高于復合維生素乙醇溶液，分析原因可能為形成納米乳液后維生素的外部有乳化劑包裹，受到保護，而未被包裹的維生素A、維生素E對氧及高溫敏感，發生了一定的降解[10]，導致其抗氧化能力降低。

2.4 納米乳液模擬胃腸道消化

實驗后觀察發現對照組的維生素A、維生素E油消化后大部分浮于消化液上層，成油狀聚集狀態；復合維生素納米乳液消化后均勻混合在消化液中。

通過體外模擬消化后維生素A、維生素E的生物可給率結果見圖5。

圖5 維生素A、維生素E的生物可給率

由圖5可知，維生素A、維生素E的生物可給率極低，而制成復合維生素納米乳液之后，二者的生物可給率有顯著提高(P<0.01)，分別為(87.41±2.89)%和(80.63±3.47)%。這可能是由于復合維生素納米乳液配方能維持活性成分在胃腸道環境下的溶解狀態，且納米乳液粒徑小[11-13]，有利于活性成分的溶出及胃腸道吸收，從而提高了維生素A、維生素E的生物可給率。

3 結 論

以食品級Tw80及PGPR為乳化劑穩定維生素A、維生素E油，制備出平均粒徑在100 nm以下的復合維生素納米乳液，乳液呈半透明狀，具有良好的稀釋穩定性及離心穩定性，低溫儲存40 d其物理穩定性未有明顯變化；復合維生素納米乳液在一定程度上保護維生素A、維生素E，提高其抗脂質過氧化能力；模擬體外胃腸消化結果顯示，復合維生素納米乳液可以大幅度提高維生素A、維生素E的生物可給率，為脂溶性維生素在食品領域的應用提供了更多可能。