高压微射流制备岩藻黄素纳米乳液的影响因素及其理化分析

徐丽青，朱雪梅*，熊 华

（南昌大学 食品科学与技术国家重点实验室，江西 南昌 330047）

高压微射流制备岩藻黄素纳米乳液的影响因素及其理化分析

徐丽青，朱雪梅*，熊 华

（南昌大学 食品科学与技术国家重点实验室，江西 南昌 330047）

采用高压微射流制备岩藻黄素纳米乳液（fucoxanthin nanoemulsion，FCNE），研究均质条件、乳化剂类型和质量分数、乳化温度、助乳化剂（甘油）对FCNE理化性质的影响。结果表明：FCNE粒径和多分散指数（polydispersity index，PDI）随均质压强和次数的增加而减小，压强120 MPa、 均质4 次后FCNE粒径基本达到最小（154 nm，PDI=0.19）。不同乳化剂（吐温80、十二烷基硫酸钠（sodium dodecyl sulfate，SDS）、酪蛋白酸钠）制备的FCNE粒径大小为：SDS＜吐温80＜酪蛋白酸钠，且随着乳化剂质量分数和乳化温度的升高，FCNE粒径显著减小（P＜0.05）。此外，添加不同质量分数的甘油后，吐温80和SDS制备的FCNE粒径显著减小（P＜0.05），而酪蛋白酸钠制备的FCNE粒径变化较小，表明SDS和吐温80制备的FCNE比酪蛋白酸钠制备的FCNE对水相 黏度变化更敏感。在不同的pH值条件下，吐温80制备的FCNE可稳定存在，表面电荷基本不变；而SDS和酪蛋白酸钠制备的FCNE在酸性条件下稳定性较差，且pH值从7变化至3时，其粒径变化显著（P＜0.05）。在37℃条件下储存30d后，纳米乳液中岩藻黄素残留量明显高于有机相，表明将岩藻黄素制成FCNE显著提高了岩藻黄素的储存稳定性。

岩藻黄素；纳米乳液；高压微射流；影响因素

岩藻黄素（fucoxanthin）又称岩藻黄质、褐藻黄素，是一种具有共轭双键，且含丙二烯和环氧烷结构的胡萝卜素类色素，广泛存在于各种海带、裙带菜、海洋植物、羊栖菜中[1]，约占海带类胡萝卜素总量的60%[2]。目前有关岩藻黄素的研究主要集中在岩藻黄素的提取及其功能特性的分析，诸多生物学活性如减肥、抗肿瘤、抗高血压、调节血糖等已被证实[3-4]。KKAy小鼠实验表明摄入岩藻黄素可以使得糖尿病小鼠体重减轻并且通过调节肿瘤坏死因子mRNA，有效调节体内血糖含量[5]。Hosokawa等[6]研究证明岩藻黄素能使结肠癌细胞诱导DNA断裂，使诱导细胞凋亡，从而抑制结肠癌细胞的增殖。岩藻黄素的良好生物活性使其备受关注，然而岩藻黄素不溶于水，易受光、热、高温、氧气等因素的影响而发生氧化降解[7]。这些问题都极大地限制了岩藻黄素在食品、医药以及其他领域的应用，如何提高岩藻黄素的稳定性和生物利用率是目前面临的主要问题。

纳米乳液是一种液相以液滴形式分散于第2相、粒径为20～500nm、呈动力学稳定的胶体分散体系[8]。与普通乳液相比，纳米乳液具有粒径小、稳定性高、比表面积大等特点，将其作为生物活性脂质、药物、香料、抗氧化物质等功能成分的传输系统，可以很大程度地改善其水溶性、稳定性，提高生物利用率[9-10]。目前制备纳米乳液的方法大致可分为低能乳化法和高能乳化法[11-12]，高能乳化法常借用高压均质机、微射流、超声等设备提供的高机械能将体系的分散相粒子进行破碎，而低能乳化法多通过转相法制备。高压微射流作为制备纳米乳液的主要方法，能在短时间内实现高速撞击、剪切、气蚀、瞬时压降等综合作用，达到流体的细化、乳化、均质，获得超精细的均一流体[13]，而均质条件、乳液组成和连续相性质则是影响纳米乳液理化性质的主要因素。

本实验采用高压微射流制备水包油（油/水）型岩藻黄素纳米乳液（fucoxanthin nanoem ulsion，FCNE），研究了均质条件、乳化剂类型和质量分数、乳化温度、助乳化剂（甘油）对FCNE理化性质的影响，并考察了FCNE在不同的pH值条件下的稳定性和储存稳定性，为制备稳定均一的FCNE、提高岩藻黄素的稳定性和生物利用率提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

玉米油 当地超市；聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯（吐温80）、酪蛋白酸钠 上海Aladdin试剂有限公司；十二烷基硫酸钠（sodium dodecyl sulfate，SDS） 美国Sigma公司；岩藻黄素（纯度≥99.3%） 北京三区生物技术有限公司；其余试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

Model 101高压微射流 美国Newton 公司；Ultra Turrax T25高速分散机RCT basic1恒温搅拌器 德国IKA公司；Nano-ZS90粒度分析仪 英国马尔文公司；UV-2450紫外分光光度计 日本岛津公司；BS 224S型电子天平 北京赛多利斯科学仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 FCNE的制备[14]

0.02 %（质量分数，下同）岩藻黄素溶于10%玉米油中，搅拌至充分溶解，然后分别加入不同质量分数（1%～8%）的乳化剂（吐温80、SDS、酪蛋白酸钠），预先混合加热至不同温度（25、50、75℃），持续搅拌加热40 min，然后用注射器逐滴滴入水相中（水相质量分数82%～89%，pH 7.0）中，混合搅拌1 h后，采用高速分散机以7 500 r/min转速剪切4 min，制备得到粗乳液。粗乳液进一步采用微射流均质机通过不同均质压强（30～150 MPa）和均质次数（1～8 次）处理得到FCNE。

1.3.2 制备FCNE的影响因素

1.3.2.1 均质条件

吐温80质量分数1%、乳化温度25 ℃时制备的粗乳液经过微射流均质机在30、60、90、120、150 MPa条件下分别处理1、2、3、4、5、6、7、8 次。

1.3.2.2 乳化剂类型和质量分数

乳化剂（吐温80、SDS、酪蛋白酸钠）质量分数分别为1%、2%、4%、6%、8%，乳化温度25℃，制备的粗乳液在120MPa条件下均质4 次。

1.3.2.3 乳化温度

吐温80质量分数分别为1%和8%，油和乳化剂混合，分别加热至25、50、75 ℃，持续搅拌加热40 min后，滴加至水相中（pH 7.0），制备的粗乳液在120 MPa条件下均质4 次。

1.3.2.4 助乳化剂（甘油）质量分数

乳化剂（吐温80、SDS、酪蛋白酸钠）质量分数为1%，分别添加质量分数为10%、20%、30%、40%、50%的甘油至水相中，乳化温度25 ℃，制备的粗乳液在120 MPa条件下均质4 次。

1.3.3 FCNE理化性质分析

1.3.3.1 粒径和电位分析[14]

将制备的FCNE用去离子水稀释100 倍，以避免多重散射的影响，采用激光粒度仪于室温条件下分析FCNE的粒径、粒径分布（多分散指数（polydispersity index，PDI）、粒径分布图）和电位。

1.3.3.2 pH值稳定性

乳化剂（吐温80、SDS、酪蛋白酸钠）质量分数为1%，将乳化温度25 ℃、120MPa条件下均质4 次制备的FCNE分装于4 支试管中，分别调节pH值至3.0、5.0、7.0、9.0，于室温条件下密封避光保存5 d后，测定FCNE的电位和粒径。

1.3.3.3 储存稳定性[15]

以1%吐温80作为乳化剂、乳化温度25 ℃、120 MPa条件下均质4 次制备的FCNE，与相同质量分数同样处理方法溶解在正己烷-乙醇（1∶1，V/V）中的岩藻黄素，共同置于37 ℃条件下密封避光保存30 d。每隔5 d定期取样1 mL，以正己烷-乙醇（1∶1，V/V）萃取FCNE中的岩藻黄素，445 nm波长处分别测定吸光度，以正己烷-乙醇溶液作为空白，根据岩藻黄素标准曲线计算岩藻黄素残留量。

1.4 数据分析

所有实验均重复3 次，采用Origin 8.0和S PSS 19.0对实验数据进处理，使用Duncan法比较平均值之间的差异性（P＜0.05）。

2 结果与分析

2.1 均质压强和次数对FCNE粒径的影响

表1 不同均质压强和次数条件下FCNE粒径比较Table 1 Size comparison of FCNE under different pressure and homogenization numbers nm

由表1可以看出，粗乳液（粒径d=9 031 nm）经过不同压强分别均质1 次后，粒径减小至401、295、223、195、182 nm，表明微射流均质对粗乳液的粒径有显著影响。在同一压强条件下，随着均质次数的增加，FCNE粒径显著减小（P＜0.05），经过4～5 次处理后再增加均质次数，此时FCNE粒径变化不明显，这是因为微射流均质1 次并不能达到100%的效率，当FCNE多次通过射流阀时，FCNE颗粒受到巨大剪切力、撞击和空穴效应等作用，从而使得FCNE粒径不断减小[13]，而FCNE经过多次处理后，粒径基本达到“饱和”[16]，此时增加均质次数不能无限减小FCNE的粒径。当均质次数一定时，随着处理压强的增加，FCNE粒径显著减小（P＜0.05），当压强达到120MPa后，继续增大压强，FCNE 粒径变化较小，这与康波等[17]对乳铁蛋白纳米乳液的研究结果相一致。综合考虑均质压强和次数对FCNE的影响，实验中选取120MPa均质4 次制备FCNE。

PDI也是表明乳液稳定性的重要参数，PDI值反映了液滴的尺寸分布，PDI值越小，表明乳液粒度分布越集中。图1a、b分别是均质4 次和压强为120 MPa时的粒径分布图，可以看出随着处理压强和次数的增加，FCNE粒径分布逐渐变窄，PDI值逐渐减小。

图1 均质压强（a）和均质次数（b）对FCNE粒径分布的影响Fig.1 Effect of homogenization pressure (a) and number (b) on droplet size distribution of FCNE

2.2 不同乳化剂类型和质量分数对FCNE粒径的影响

目前，应用于食品中的乳化剂主要包括小分子乳化剂、磷脂、蛋白质和多糖等，不同乳化剂对纳米乳液的理化性质有显著影响。本实验考察了3 种不同质量分数的乳化剂对FCNE粒径的影响。

图2 乳化剂类型和质量分数对FCNE粒径的影响Fig.2 Effect of emulsifier type and concentration on droplet diameter of FCNE

图2 显示，随着乳化剂质量分数升高，3 种不同乳化剂（吐温80、SDS、酪蛋白酸钠）制备的FCNE粒径均减小，当乳化剂质量分数达到8%时，FCNE粒径分别为90、77、185 nm。这是由于乳化剂质量分数较高时，更多的乳化剂分子覆盖在油分子表面，油/水界面表面积增大，乳化剂吸附速率加快，可防止小液滴间的重新聚合[18]。此外，吐温80和SDS制备的FCNE粒径明显小于酪蛋白酸钠制备的FCNE，主要原因是吐温80和SDS为小分子乳化剂，吸附到油/水界面速率快，而酪蛋白酸钠为大分子乳化剂，吸附速率慢[19]；同时，吐温80和SDS分子结构较为紧凑，空间位阻作用小，容易在油水界面形成致密的乳化剂层，从而迅速降低界面张力，促进小液滴的形成[20]，因而吐温80和SDS制备的FCNE粒径较小。考虑到实验结果和乳化剂的实际添加量，实验中选取质量分数为1%的吐温80制备FCNE考察其储存稳定性。

2.3 乳化温度对FCNE粒径的影响

图3 乳化温度对FCNE粒径的影响Fig.3 Effect of emulsifying temperature on droplet diameter of FCNE

从图3可以看出，当吐温80的质量分数分别为1%和8%时，乳化温度由25 ℃升高至75 ℃，FCNE粒径分别由154 nm和90 nm显著减小至122 nm和73 nm（P＜0.05）。这主要是因为随着乳化温度的升高，油相的黏度不断降低，油/水界面张力显著下降，有利于乳化过程的进行[21]。同时，乳化温度升高将导致非离子表面活性剂分子的亲水头部脱水，几何结构和溶解性发生变化，进一步减小界面张力，促进乳化和小液滴的形成[22]。此外，乳化温度过高容易导致岩藻黄素的降解，因而实验中选取25 ℃制备FCNE。

2.4 添加助乳化剂（甘油）后FCNE粒径变化

图4 甘油质量分数对FCNE粒径的影响Fig.4 Effect of glycerol concentration on droplet size of FCNE

实际生产应用中，乳化剂的用量均有一定的限制，为了制备稳定的纳米乳液，可以添加适当的助乳化剂。研究表明添加助乳化剂可显著改善水相的黏度，直接影响到纳米乳液的性质[19]。如图4所示，随着甘油质量分数的增大，FCNE的粒径均有所减小。可能原因是甘油质量分数的增加导致水相黏度增大，从而增大剪切压强，使得对液滴作用力增大[23]；其次，黏度增加意味着液滴间碰撞频率减小，液滴重新聚合的机率减小[24]。此外，甘油分子极性比 水分子小，可以降低界面张力，促进乳化作用，形成均一稳定的FCNE[23]。

这种不同质量分数甘油引起的FCNE粒径变化的差异还可用以下方程来解释：

式中：A和b为经验常数；ηc为水相黏度；d为对应乳液的粒径[24]。

当b＞－0.03时，纳米乳液粒径受水相黏度影响较小，而b＜－0.03时，纳米乳液粒径随黏度增加而明显减小[25-26]。实验中，吐温80、SDS和酪蛋白酸钠对应的b值分别为－0.32、－0.24、－0.029[23,27]，对比三者的b值可以看出，酪蛋白酸钠制备的FCNE粒径受水相黏度变化的影响小，而SDS和吐温80制备的FCNE粒径受水相影响较大，表明SDS和吐温80制备的FCNE比酪蛋白酸钠制备的FCNE对水相黏度变化更敏感，在图4中则表现为随甘油质量分数的增大，SDS、吐温80制备的FCNE粒径显著减小（P＜0.05），而酪蛋白酸钠制备的FCNE粒径变化则较小。

2.5 pH值稳定性

图5 不同pH值对FCNE Z-电位的影响Fig.5 Effect of pH on droplet charge (Z-potential) of FCNE

如图5所示，当pH值在3～9范围内时，吐温80制备的FCNE电位变化较小，这主要是因为吐温80为非离子型乳化剂，受pH值影响较小[28]。而SDS为阴离子型乳化剂，分子中的OSO3－电离使得FCNE液滴表面带负电荷，当pH值由3增大至9时，Z-电位相应从－12.1mV显著降低至－66.9 mV（P＜0.05），这与Yang Ying等[29]采用阴离子乳化剂制备纳米乳液的研究结果一致。酪蛋白酸钠属于两性离子型乳化剂，等电点约为pH 4.6，当pH＜4.6时，NH3+使得FCNE液滴表面带正电荷；相反，当pH＞4.6时，COO－使得FCNE液滴表面带负电荷，当pH 4.6时，FCNE液滴表面电荷基本为零。对图5中的Z-电位进行分析可知，SDS和酪蛋白酸钠制备的FCNE易受pH值的影响，而吐温80制备的FCNE在不同pH值条件下较稳定。从表2可以更加明显地看出，在不同的pH值条件下，吐温80制备的FCNE粒径基本保持不变，而SDS和酪蛋白酸钠制备的FCNE在由中性（pH 7）变为酸性（pH 3）时粒径变化显著（P＜0.05）。

表2 不同pH值条件下的FCNE粒径Table 2 Droplet diameters of FCNE at different pH conditions nm

2.6 储存稳定性

图6 FCNE的储存稳定性Fig.6 Storage stability of FCNE

图6A为纳米乳液包覆的岩藻黄素与同质量浓度的溶解在有机溶剂中的岩藻黄素在37 ℃条件下储存，岩藻黄素残留量随时间的变化趋势。从图6A可以看出，溶于有机溶剂中的岩藻黄素含量随储存时间的延长迅速降低，储存20 d后，岩藻黄素残留量仅为5%，25 d后，岩藻黄素残留量为零。相比之下，纳米乳液包覆的岩藻黄素降解缓慢，由初始状态（93%，均质导致的少量损失）储存30 d后残留的岩藻黄素仍处在较高水平，为32%。对比储存过程中的颜色变化则更加明显，如图6B所示，可以看出，储存30d后，溶于有机溶剂的岩藻黄素基本变为无色，主要原因是岩藻黄素不稳定，对温度较为敏感，易发生降解，而纳米乳液包覆的岩藻黄素由棕红色变为浅黄色（图中未显示颜色），表明将岩藻黄素制成FCNE后，稳定性显著增强。

3 结 论

本研究采用高压微射流制备油/水型FCNE并研究了均质条件（压强、均质次数）、乳化剂类型和质量分数、乳化温度、助乳化剂（甘油）对FCNE理化性质影响。研究结果表明：增大均质压强和均质次数有利于减小FCNE粒径，形成均一稳定的FCNE；适当升高乳化温度可减小乳液黏度及油/水界面张力，从而加速乳化进程；小分子乳化剂如SDS和吐温80制备的FCNE比大分子乳化剂（酪蛋白酸钠）制备的FCNE粒径更小（SDS＜吐温80＜酪蛋白酸钠），主要是因为小分子乳化剂吸附油水界面的速率更快；不同质量分数的助乳化剂（甘油）加入到连续相中可以减小FCNE粒径，因而在乳化剂用量受到限制时，可适当添加助乳化剂。添加不同质量分数的甘油后，吐温80和SDS制备的FCNE粒径显著减小，而酪蛋白酸钠制备的FCNE粒径变化较小，表明SDS和吐温80制备的FCNE比酪蛋白酸钠制备的FCNE对水相黏度变化更敏感。此外，吐温80（非离子型乳化剂）制备的FCNE可在酸碱条件下稳定，而SDS（阴离子型乳化剂）和酪蛋白酸钠（两性型乳化剂）制备的FCNE对pH值变化较为敏感，因而采用非离子型乳化剂制备的FCNE具有较好的pH值稳定性，可适应消化道（如胃和小肠）内的不同pH值环境。实验中的FCNE在37 ℃条件下储存30 d后，残留的岩藻黄素明显高于溶解在有机相中的岩藻黄素，表明纳米乳液可以显著提高岩藻黄素的储存稳定性。高压微射流作为一种绿色安全的物理手段，将岩藻黄素制成FCNE，对制备岩藻黄素新剂型，提高 岩藻黄素的稳定性及生物利用 率具有积极意义。

[1] B EPPU F, NIWANO Y, TSUKUI T, et al. Single and repeated oral dose toxicity study of fucoxanthin (FX), a marine carotenoid in mice[J]. Journal of Toxicology and Environmental Health, 2009, 34(5): 501-510.

[2] 严小军, 范晓, 娄清香, 等. 海藻中类胡萝卜素的提取及含量测定[J].海洋科学集刊, 2001(43): 108-114.

[3] MAEDA H, HOSOKAWA M, SASHIMA T, et al. Fucoxanthin and its metabolite, fucoxanthinol, suppress adipocyte differentiation in 3T3-L1 cells[J]. International Journal of Molecular Medicine, 2006, 18(1): 147-152.

[4] 秦云, 孟丽媛, 王凤舞. 复合酶法提取海带岩藻黄素及其抗氧化活性分析[J]. 食品科学, 2013, 34(16): 279-283.

[5] MAEDA H, HOSOKAWA M, SASHIMA T, et al. Dietary combination of fucoxanthin and fish oil attenuates the weight gain of white adipose tissue and decreases blood glucose in obese/diabetic KK-Ay mice[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2007, 55(19): 7701-7706.

[6] HOSOKAWA M, KUDO M, MAEDA H, et al. Fucoxanthin induces apoptosis and enhances the antiproliferative effect of the PPARγ ligand, troglitazone, on colon cancer cells[J]. Biochimicaet et Biophysica Acta (BBA)-General Subjects, 2004, 1675(1): 113-119.

[7] DELGADO-VARGAS F, JIMENEZ A R, PAREDES-LOPEZ O. Natural pigments: carotenoids, anthocyanins, and betalainscharacteristics, biosynthesis, processing, and stability[J]. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 2000, 40(3): 173-289.

[8] SOL˚ I, MAESTRO A, PEY C M, et al. Nano-emulsions preparation by low energy methods in an ionic surfactant system[J]. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 2006, 288(1): 138-143.

[9] HU Jiahui, JOHNSTON K P, WILLIAMS Ⅲ R O. Nanoparticle engineering processes for enhancing the dissolution rates of poorly water soluble drugs[J]. Drug Development and Industrial Pharmacy, 2004, 30(3): 233-245.

[10] HUANG Qingrong, YU Hailong, RU Qiaomei. Bioavailability and delivery of nutraceuticals using nanotechnology[J]. Journal of Food Science, 2010, 75(1): R50-R57.

[11] LEONG T S H, WOOSTER T J, KENTISH S E, et al. Minimising oil droplet size using ultrasonic emulsification[J]. Ultrasonics Sonochemistry, 2009, 16(6): 721-727.

[12] TADROS T, IZQUIERDO P, ESQUENA J, et al. Formation and stability of nano-emulsions[J]. Advances in Colloid and Interface Science, 2004, 108: 303-318.

[13] LIU Wei, LIU Jianhua, XIE Mingyong, et al. Characterization and high-pressure microfluidization-induced activation of polyphenoloxidase from Chinese pear (Pyrus pyrifolia Nakai)[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2009, 57(12): 5376-5380.

[14] SESSA M, BALESTRIERI M L, FERRARI G, et al. Bioavailability of encapsulated resveratrol into nanoemulsion-based delivery systems[J]. Food Chemistry, 2014, 147: 42-50.

[15] KIM S M, KANG S W, KWON O N, et al. Fucoxanthin as a major carotenoid in Isochrysis aff. galbana: Characterization of extraction for commercial application[J]. Journal of the Korean Society for Applied Biological Chemistry, 2012, 55(4): 477-483.

[16] MELESON K, GRAVES S, MASON T G. Formation of concentrated nanoemulsions by extreme shear[J]. Soft Materials, 2004, 2(2/3): 109-123.

[17] 康波, 齐军茹, 杨晓泉. 微射流均质制备乳铁蛋 白纳米乳液的研究[J].食品工业科技, 2009, 30(8): 182-184.

[18] JAFARI S M, ASSADPOOR E, He Yinghe, et al. Re-coalescence of emulsion droplets during high-energy emulsificatio n[J]. Food Hydrocolloids, 2008, 22(7): 1191-1202.

[19] SCHUBERT H, ENGEL R. Product and formulation engineering of emulsions[J]. Chemical Engineering Research and Design, 2004, 82(9): 1137-1143.

[20] DALGLEISH D G. Food emulsionstheir structures and structureforming properties[J]. Food Hydrocolloids, 2006, 20(4): 415-422.

[21] SAHIN S, SUMNU S G. Physical properties of foods[M]. New York: Springer, 2006: 143-157.

[22] ISRAELACHYILI J N. Intermolecular and surface forces[M]. Waltham: Academic Press, 2011: 291-338.

[23] YANG Ying, MCCLEMENTS D J. Encapsulation of vitamin E in edible emulsions fabricated using a natural surfactant[J]. Food Hydrocolloids, 2013, 30(2): 712-720.

[24] SEEKKUARACHCHI I N, TANAKA K, KUMAZAWA H. Formation and charaterization of submicrometer oil-in-water (O/W) emulsions, using high-energy emulsification[J]. Industrial and Engineering Chemistry Research, 2006, 45(1): 372-390.

[25] HAKANSSON A, TRAGARDH C, BERGENSTAHL B. Dynamic simulation of emulsion formation in a high pressure homogenizer[J]. Chemical Engineering Science, 2009, 64(12): 2915-2925.

[26] SCHULTZ S, WAGNER G, URBAN K, et al. High-pressure homogenization as a process for emulsion formation[J]. Chemical Engineering and Technology, 2004, 27(4): 361-368.

[27] QIAN Chen, MCCLEMENTS D J. Formation of nanoemulsions stabilized by model food-grade emulsifiers using high-pressure homogenization: factors affecting particle size[J]. Food Hydrocolloids, 2011, 25(5): 1000-1008.

[28] HSU J P, NACU A. Behavior of soybean oil-in-water emulsion stabilized by nonionic surfactant[J]. Journal of Colloid and Interface Science, 2003, 259(2): 374-381.

[29] YANG Ying, LESER M E, SHER A A, et a l. Formation and stability of emulsions using a natural small molecule surfactant: Quillaja saponin (Q-Naturale®)[J]. Food Hydrocolloids, 2013, 30(2): 589-596.

Preparation of Fucoxanthin Nanoemulsion Using High-pressure Homogenization: Factors Affecting Droplet Size

XU Li-qing, ZHU Xue-mei*, XIONG Hua
(State Key Laboratory of Food Science and Technology, Nanchang University, Nanchang 330047, China)

Using high-pressure homogenization, we have examined the effects of different homogenization conditions such as emulsifier t ype and concentration, temperature and co-emulsifier on the physicochemical properties of fucoxanthin nanoemulsion (FCNE). The results showed that the droplet diameter decreased with increasing homogenization pressure and number. The minimum droplet diameter (154 nm, PDI = 0.19) could be produced after 4 consecutive treatments at 120 MPa. The droplet diameter also depended strongly on emulsifier type: SDS < Tween 80 < sodium caseinate, and decreased with emulsifier concentration and holding temperature (P < 0.05). For Tween 80 and SDS stabilized FCNEs, the droplet size decreased appreciably with glycerol concentration, while changed little for the sodium caseinate stabilized one, indicating that Tween 80 and SDS stabilized FCNEs were more sensitive to viscosity than sodium caseinate stabilized FCNE. The electrical charge and droplet diameter were constant at different pH conditi ons for Tween 80 stabilized FCNE, while SDS and sodium caseinate stabilized ones underwent great changes both in charge and diameter at acid conditions (P < 0.05). After storage at 37 ℃ for 30 days, the amount of residual fucoxant hin was higher in FCNE than in organic phase, suggesting FCNE could enhance the stability of fucoxanthin obviously.

fucoxanthin; nanoemulsion; high-pressure microfluidization; factor

TS201.1

A

1002-6630（2014）24-0045-06

10.7506/spkx1002-6630-201424009

2014-06-11

“十二五”国家科技计划农村领域课题（2013AA102203-05）；留学回国人员科研启动基金项目（教外司留20130693）

徐丽青（1988—），女，硕士研究生，主要从事纳米乳液研究。E-mail：xuliqing134@126.com

*通信作者：朱雪梅（1982—），女，讲师，博士，主要从事功能性油脂和油脂化学研究。E-mail：zhuxuemei2005@gmail.com