Preparación y estabilidad de la emulsión de recolección cargada de resveratrol estabilizada por proteína de nogal/ cistanche deserticola polisacárido nanopartículas

2 resultados y análisis

2.1 Caracterización de nanopartículas compuestas de WP/CDPS

La Figura 1A muestra el tamaño de partícula promedio de WPN y todas las nanopartículas compuestas de WP/CDPS. El PDI de todas las nanopartículas es inferior a 0. 2, lo que indica que las nanopartículas se distribuyen uniformemente [21]. La Figura 1b muestra la distribución del tamaño de la gota de nanopartículas compuestas WP/CDPS y WPN. Todas las nanopartículas muestran una distribución unimodal. El tamaño de la gota de WPN es de aproximadamente 17.20 μm, y el tamaño de la gota de nanopartículas compuestas de WP/CDPS es significativamente menor que el de WPN, lo que indica que CDP cambia la superficie y la forma de WP, entre las cuales C4W1 tiene el tamaño de gotas más grande (8.891 μm). Los tamaños de C1W4, C3W2 y C2W3 son 7.063, 7. 868 y 8.631 μm respectivamente. Las nanopartículas compuestas de WP/CDPS formadas por CDP y WP tienen una estructura más compacta. Los polisacáridos y las proteínas están complejados para formar partículas híbridas. Las partículas pueden adsorberse irreversiblemente en la superficie del agua del aceite para formar una estructura de interfaz fuerte y ordenada. Los polisacáridos y proteínas están complejados. Las interacciones entre las partículas, entre las gotas de aceite emulsionadas y entre las gotas de aceite emulsionadas y las partículas pueden estabilizar significativamente el sistema [22].

Cuando el contenido de WP es mayor que los CDP (C1W4, C2W3) o menos que el CDP (C3W2, C4W1), el tamaño de la gota de WP/CDP muestra una tendencia creciente con la disminución de WP. El tamaño de la gota de nanopartículas C1W1 es el más pequeño a 5.927 μm, que es significativamente más pequeño que otras nanopartículas compuestas de WP/CDPS. Las partículas de WP y CDPS forman la mejor combinación para cubrir la superficie de las gotas y formar una estructura estable alrededor de la gota, lo que puede evitar efectivamente la agregación de gotas y mejorar aún más la estabilidad. Por lo tanto, la relación de masa óptima de las nanopartículas compuestas de WP/CDPS es 1: 1.
El potencial zeta de diferentes dispersiones de nanopartículas se muestra en la Figura 1c. La suspensión de WPN muestra una carga positiva, mientras que la suspensión de CDPS muestra una carga negativa. Esto indica que WP y CDP forman nanopartículas compuestas de núcleo WP/CDPS-Core-Shell principalmente a través de la interacción electrostática. A medida que aumenta la relación de CDP, el complejo WP/CDPS
El potencial zeta de las nanopartículas combinadas disminuyó gradualmente de -22 MV a -37 MV.
La baja cantidad de incorporación de CDP puede neutralizar las cargas positivas en el WP y debilitar la repulsión electrostática de las partículas. A medida que aumenta el contenido de CDP, el potencial zeta de las nanopartículas compuestas de WP/CDPS disminuye, lo que puede proporcionar suficiente repulsión electrostática entre las partículas para evitar su agregación.

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2.2 Tensión interfacial de la emulsión de recolección

La tensión interfacial, como indicador de propiedades superficiales, juega un papel crucial en las características de las emulsiones [23]. La Figura 2 muestra los cambios de tensión interfacial con el tiempo para diferentes emulsiones de recolección. Con el tiempo, la tensión interfacial de todas las emulsiones recolectadas disminuyó gradualmente y luego se estabilizó. Comparando la tensión interfacial en condiciones estables, la tensión interfacial de estas emulsiones recolectadas mostró una tendencia de primera disminución y luego aumentando con el aumento del contenido de WP en las nanopartículas compuestas.
C1W1R tiene la tensión interfacial más baja y la actividad superficial más alta. La mayor actividad superficial mejora la eficiencia de adsorción en la interfaz, lo que resulta en la tensión interfacial más baja en el equilibrio de adsorción (11.88 mn/m). En resumen, bajo una relación de masa WP/CDPs apropiada, se puede formar nanopartículas compuestas de WP/CDPS con baja tensión interfacial. Esta tendencia es consistente con los resultados de la investigación de la tensión interfacial de las nanopartículas compuestas de celulosa de Zein/carboxiladas por Qin Weili et al. [8]. Las nanopartículas compuestas de nanocristales de celulosa carboxilada/carboxilada estabilizaron las emulsiones de zeína de zeína con un mayor contenido de proteínas o nanocristales de celulosa carboxilada tenían una mayor tensión interfacial, lo que indica una menor eficiencia de adsorción de sus nanopartículas.

Fig. 2 Tensión interfacial de la emulsión de recolección estabilizada por nanopartículas compuestas WP/ CDPS

2.3 Eficiencia de incrustación de la emulsión Pickering

Como se muestra en la Figura 3, la eficiencia de incrustación de RT en WPR después del almacenamiento durante 35 días fue del 65,6%, lo que indica que WP único como emulsionante también tiene un cierto efecto protector en la RT. La eficiencia de incrustación de la emulsión de recolección estabilizada por las nanopartículas compuestas de WP/CDPS en RT excedió el 85%, que fue más alta que la de WPR. Cuando la relación WP/CDPS fue de 4: 1 y 3: 2, la eficiencia de incrustación de RT después del almacenamiento durante 35 días fue de 89.2% y 88.6%, y cuando la relación WP/CDPS fue 1: 4 y 2: 3, la eficiencia de incrustación después del almacenamiento durante 35 días fue 86. 2% y 87.6%, respectivamente. En comparación con otras relaciones WP/CDP, la eficiencia de incrustación de 1: 1 fue la más alta con 92.9% después del almacenamiento durante 35 días. Zhang Yali et al. [24] usó la emulsión de recolección estabilizada de partículas de Zein/quitosano para incrustar la RT. El experimento demostró que la estabilidad y la liberación sostenida de RT en este sistema de emulsión fueron mejores que las de la RT incrustada en nanoemulsión en el mismo estudio. En este experimento, cuando la relación de adición de WP/CDP fue 1: 1, la RT se encapsuló en la emulsión de recolección, que tenía una mejor actividad de eliminación de radicales libres, capacidad de carga y estabilidad. Se puede considerar que cuando la relación de adición de WP/CDP fue 1: 1, fue un sistema de entrega efectivo para compuestos bioactivos.

Fig. 3 Efecto del tiempo de almacenamiento en la eficiencia de encapsulación de RT en la emulsión

2.4 Estabilidad de almacenamiento de las emulsiones de recolección

La Figura 4 muestra los cambios en la estabilidad de almacenamiento de WPR y WP/CDPS compuesta de emulsiones de recolección estabilizadas con nanopartículas en nanopartículas en 20 días. Las emulsiones frescas estabilizadas con diferentes nanopartículas eran uniformes y blancos lechosos. Una pequeña cantidad de capa de agua apareció en WPR después de 12 h, lo que aumentó gradualmente con la extensión del tiempo de almacenamiento. Finalmente, se alcanzó el equilibrio a las 240 h, y la proporción de la capa de emulsión fue del 63.8%.

Esto se debe principalmente al hecho de que WP contiene una gran cantidad de aminoácidos no polares, lo que hace que WP se agregue en la emulsión [25]. Para las emulsiones estabilizadas con nanopartículas compuestas WP/CDPS, C1W1R mostró la mejor estabilidad de almacenamiento a las 480 h, con una proporción de capa de emulsión de 95.6%. Esto es consistente con los resultados de la tensión interfacial observados en las emulsiones de recolección. Cuanto menor sea la tensión interfacial, mayor es la actividad superficial de las nanopartículas compuestas. La mejora de la actividad superficial juega un papel clave en la estabilización de la emulsión. Las nanopartículas compuestas se adsorben efectivamente en la interfaz de agua de aceite, formando una capa protectora, reduciendo la agregación y mejorando la estabilidad de la emulsión de recolección [26-27]. Cuando el contenido de CDP en las nanopartículas compuestas es alta, la estabilidad de la emulsión disminuye. A las 240 h, la capa de emulsión de C3W2R alcanzó un nivel estable del 72.5%. A las 300 h, la capa de emulsión de C4W1R alcanzó un nivel estable del 75.7%. Esto se debe principalmente a la alta hidrofobicidad de las nanopartículas compuestas que contienen CDP más altas. Hay una fuerte repulsión electrostática en la emulsión, y la estabilidad estructural de las nanopartículas compuestas es pobre, lo que resulta en la inestabilidad de la emulsión. A medida que pasa el tiempo, las nanopartículas compuestas floculan y se hunden bajo la acción de la gravedad. La estabilidad de almacenamiento de C1W4R y C2W3R es mejor que la de C4W1R y C3W2R, y ambos permanecen en un estado uniforme y estable antes de 96 h. Llegan a un estado estable a 300 hy 252 h, respectivamente, y la relación final de la capa de emulsión es de aproximadamente 92.6%. Por lo tanto, se puede formar una emulsión más estable en C1W1R. Wu Bi et al. [28] preparó una nueva emulsión de recolección basada en almidón modificando el almidón con anhídrido de almidón de succinato octenil para encapsular la RT. Este sistema puede tener un buen efecto de liberación sostenida en la RT y puede permanecer estable durante 60 días a 4 ° C y 25 ° C, con buena centrifugación y estabilidad de dilución.

Fig. 4 apariencias (a) y proporción de capa emulsionada (b) de emulsión de recolección estabilizada por nanopartículas compuestas WP/CDPS a 25 grados a 25 grados

2.5 Estabilidad térmica de la emulsión de recolección

La estabilidad térmica de las emulsiones recolectadas estabilizadas por las nanopartículas compuestas WPR y WP/CDPS se muestra en la Figura 5. El tamaño de partícula inicial de WPR es de 45,6 μm.
El tamaño de partícula inicial de la emulsión de recolección estabilizada por nanopartículas compuestas de WP/CDPS aumentó ligeramente. C1W1R tiene el tamaño de partícula más pequeño (53.8 μm). Cuando aumenta el contenido de WP o CDPS, el tamaño de partícula inicial de la emulsión aumenta, lo que puede estar relacionado con sus nanopartículas compuestas correspondientes. Durante el proceso de tratamiento térmico a diferentes temperaturas, cuando la relación de masa WP/CDPS es 1: 1, los polisacáridos y proteínas complejos para formar partículas híbridas, y las partículas están irreversiblemente adsorbidas en la superficie de agua de aceite para formar una estructura de interfaz fuerte y ordenada. WP La interacción entre /CDP forma un sistema significativamente estable. El tamaño de partícula de C1W1R cambia el más pequeño con la temperatura, lo que indica que tiene la mejor estabilidad térmica. Muestra que las partículas compuestas C1W1R forman la estructura de envoltura más fuerte fuera de las gotas de aceite. Cuanto mayor sea el contenido de WP, el tamaño de partícula de C1W4R y C2W3R también aumenta con el aumento de la temperatura. La razón principal puede ser que el tratamiento térmico causa desnaturalización de proteínas, expone grupos hidrofóbicos, promueve la agregación entre nanopartículas e induce la aglomeración de gotas. [29]. Después del tratamiento térmico, las diferentes emulsiones de recolección muestran diferentes grados de floculación, y el grado de floculación aumenta con el aumento de la temperatura de calentamiento. Entre las emulsiones estables de diferentes nanopartículas compuestas, C1W1R tiene el cambio aparente más pequeño y la mejor estabilidad térmica.

De acuerdo con estos resultados, Lu Siyi et al. [30] usó la emulsión del complejo de proteínas de pectina-walnut para estudiar su estabilidad y descubrió que después de 14 días de almacenamiento, el tamaño de partícula de la emulsión del complejo de proteína de pectina-walnut encapsulada por curcumina (D4, 3) hubo un ligero aumento sin separación de fase. La emulsión del complejo de albúmina de nuez con curcumina mostró una buena estabilidad para el tratamiento con NaCl (hasta 300 mmol/L) y el tratamiento térmico (hasta 90 grados), lo que indica que el complejo es un sistema de administración efectivo para los compuestos bioactivos y puede usarse ampliamente en alimentos funcionales.

Fig. 5 Cambio de tamaño de partícula de la emulsión de recolección estabilizada por nanopartículas compuestas WP/ CDPS

2.6 Estabilidad de oxidación lipídica de la emulsión de recolección

Los productos principales de la oxidación lipídica son uno de los indicadores para determinar la estabilidad oxidativa de la emulsión [31]. Como se muestra en la Figura 6, con la extensión del tiempo de almacenamiento, el POV de las emulsiones de recolección estabilizadas por las nanopartículas compuestas de WP/CDPS en diferentes proporciones aumentó gradualmente, causada por la autoxidación de aceites.
A medida que aumenta la proporción de CDP, el POV de la emulsión disminuye significativamente al principio, lo que indica que los CDP tienen el efecto de retrasar la oxidación del aceite. Sin embargo, a medida que la proporción de CDP continúa aumentando, el POV de la emulsión aumenta gradualmente; Cuando la relación WP/CDPS es 1: 1 (C1W1R), la producción de POV es más baja en emulsiones. Wang corrió [32] usó nanopartículas de té polifenoles-estrella para estabilizar las emulsiones de recolección. El estudio encontró que los polifenoles del té pueden reducir significativamente el POV en la emulsión y retrasar efectivamente la oxidación del aceite, lo que es consistente con la conclusión de este estudio.

Fig. 6 POV de emulsiones de recolección estabilizadas por diferentes nanopartículas compuestas de WP/CDPS en función del tiempo de almacenamiento hasta 30 días

2.7 Microestructura de emulsión Pickering

La microestructura de la emulsión de recolección preparada con WP/CDP en una relación de masa de 1: 1 y la distribución de RT en el sistema de emulsión se observó por CLSM. La Figura 7a es una imagen de estado de apilamiento bajo excitación simultánea a 488 nm y 633 nm, que se muestra en amarillo (colores superpuestos de verde y rojo). Se observa la estructura de red de WP/CDP alrededor de las gotas de aceite envueltas, lo que puede deberse a la fuerte interacción electrostática entre WP/CDP. La Figura 7b muestra una imagen verde de WPN teñida con tinte de proteína FITC bajo excitación láser de longitud de onda de 488 nm, lo que indica que hay una capa de envoltura WPN fuera de las gotas de aceite. La Figura 7c muestra una imagen roja de RT manchada con rojo nilo bajo excitación con láser de 633 nm.
En la imagen CLSM, se puede observar que las gotas de aceite esféricas de la emulsión de Pickering WP/CDP se dispersan. Las micrografías de fluorescencia superpuesta muestran que la RT (parte roja) está densamente encapsulada por WP/CDP (parte verde), lo que indica que WP/CDP con una relación de masa de 1: 1 se puede adsorberse en la interfaz de agua de aceite para estabilizar efectivamente la emulsión de recolección. Yang Tang et al. [15] investigó un nuevo tipo de gel de emulsión de fase interna alta comestible que se estabilizó efectivamente por nanopartículas híbridas de polisacárido y proteínas únicas, y observó una dispersión esférica similar a la emulsión en el estudio.

Fig. 7 Micrografías confocales de emulsión de recolección estabilizada por nanopartículas compuestas C1W1

3 conclusión

Las nanopartículas compuestas de WP/CDPS se construyeron utilizando WP y CDP, y las emulsiones de recolección se prepararon con ellas como estabilizadores, y su estabilidad y tasa de encapsulación de RT se investigaron más a fondo. El tamaño de la gota de las nanopartículas compuestas de WP/CDPS fue significativamente menor que el de WPN. Los CDP cambiaron la superficie y la forma de WP, y se combinaron con WP para formar una estructura más compacta de las nanopartículas compuestas de WP/CDPS, lo que puede evitar efectivamente la agregación de gotas y mejorar aún más la estabilidad. Entre ellos, cuando la relación de masa de WP a CDP fue 1: 1, el tamaño de partícula promedio de la emulsión de recolección fue la más pequeña (5.927 μm), la tensión interfacial fue la más baja (11.88 mn/m), y tenía buena estabilidad de almacenamiento y estabilidad térmica. Después de 480 h de almacenamiento, la tasa de estratificación de emulsión fue del 95,6%. Durante el tratamiento térmico a diferentes temperaturas, el tamaño de partícula de emulsión de C1W1R cambió menos con la temperatura. Los resultados de la prueba CLSM muestran que WP/CDP puede encapsular efectivamente la RT. La eficiencia de incrustación de RT de la emulsión de recolección estabilizada por las nanopartículas compuestas de WP/CDPS excedió el 85%, que fue más alta que la de la emulsión de WPR. La eficiencia de incrustación de RT fue tan alta como 92.9% después del almacenamiento durante 35 días.

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