姜黄素纳米乳液稳定性受高压微射流均质条件的影响 Part-1

姜黄素连载系列之一

姜黄素（curcumin，二阿魏酰基甲烷）是一种从姜黄根茎中获得的天然黄色色素，姜黄素独特的风味和颜色，被广泛作为香料或着色剂等在国内外使用。研究发现其具有抗氧化、抗炎，护肝、抗癌和抗肿瘤等多种生物和药理活性，已成为国内外研究热点。然而其在碱性和光照条件下易分解，稳定性及水溶解性差，纯水中的溶解度约为11ng/mL。此外，直接口服姜黄素后几乎都以粪便和尿液形式被排泄出去，仅有少量被人体吸收，严重影响其在功能性食品和医药品中的应用。如何提高姜黄素的生物利用率、稳定性与水溶性是目前的研究重点及难点。

最近研究表明，将一些脂溶性的，具有生物活性的化合物植入运载体系中，如制备姜黄素纳米乳液，姜黄素磷脂复合物，姜黄素多糖复合物等，姜黄素经处理，其液滴尺寸较小，对姜黄素起到保护作用，大大提高了其稳定性及水溶解性等。

本研究目的是通过高压微射流均质建立4种（蛋白质类、多糖类、小分子合成乳化剂、磷脂类）稳定的姜黄素乳液运载体系，采LUMiSizer快速稳定性分析仪研究不同均质压力、均质次数、乳化剂浓度对姜黄素乳液稳定性的影响。

1，实验方法

1.1，姜黄素纳米乳液的制备

称取0.04g姜黄素粉末，将其加入热MCT（10mL，80℃）中，磁力搅拌至完全溶解，形成油相。称取一定量的乳化剂（吐温80、卵磷脂、乳清蛋白和阿拉伯胶）分别溶解于90mL磷酸盐缓冲溶液（10mmol/L，pH7）中，形成水相。将油相缓慢滴加到水相中并高速分散（4 kW，4 min）得到粗乳液，然后将粗乳液通过微射流均质机（不同的均质条件）获得精细乳液，将其立即冷却至室温备用。

1.2，姜黄素乳液物理稳定性快速分析

用LUMiSizer稳定性分析仪测定乳液的稳定性。采用现有分析模式（Front tracking）确定合适的均质条件。取乳状液1.8mL，缓慢注射至样品试管底部（试管壁上禁止有残留和气泡），温度设定为25℃，离心转速4000 r/min，每30s记录1次样品的透射率特征线，共255次。

2，结果与讨论

2，1 均质条件对姜黄素乳液稳定性的影响

采用LUMiSizer稳定性分析仪，因连续相中粒子在不同时间会有所移动，进而造成对应位置的光透射强度发生变化，将每个位置的光强度值连接起来，可得到完整的透光率曲线。且随着时间的变化，可得到不同时间段的透光率曲线，通过每条曲线之间的差异表征出稳定性的好坏。采用Front tracking的分析方法分析曲线，能更直观地描述乳液的稳定性。斜率图（正斜率代表沉降，负斜率代表悬浮）见图3a至图6d，斜率绝对值越大越不稳定。图3a，4a，5a，6a代表不同均质压力（10，20，40，60，80 MPa）对乳液稳定性的影响，图3b，4b，5b，6b均为不同均质次数（1，2，4，6，8 次）对乳液稳定性的影响。

图3a为乳清蛋白的添加量2%，均质次数3次时，不同均质压力下所得斜率值A-E（-8.511，-6.275，-4.435，-4.120，-3.920）。选60MPa作为其合适压强值。

图3b为乳清蛋白乳液在均质压力为60MPa，添加量为2%时，不同的均质次数所得斜率值A-E（-4.004，-1.763，-1.190，-1.007，-1.064），可看出均质次数超过4次，对其稳定性影响不明显。最终选用均质4次。

从图4a同样可看出，吐温80乳液的添加量为2%，均质3次时，随着均质压力的增大，乳液的稳定性变好，之后变化不大，斜率值分别为-28.38，-11.68，-5.917，-7.420，5.563，在均质压力在大于40MPa后对其稳定性影响逐渐减小。过高的压力容易引起蛋白变性，建议选择压力40MPa 做试验。

图4b显示，吐温8乳液的添加量2%，均质压力40MPa时，随着均质次数的增大，乳液稳定性变好，斜率值分别为-2.921，-1.884，-1.348，-1.189，-1.073。均质超过6次后基本稳定，6次为其合适的均质次数。

从图5a可看出，在乳化剂添加量为4%，均质3次时，均质压力与其稳定性呈负相关，斜率值分别为-4.162，-4.090，-4.195，-4.723，-5.069，在压力超60 MPa后稳定性开始下降，可能与卵磷脂在高温、高压下不稳定，结构发生变化有关，进而影响其乳化效果。最终选其适宜压力40 MPa。

图5b为卵磷脂在均质压力40 MPa，添加量4%时，乳液随着均质次数的增加，稳定性的变化，斜率值为-5.528，-4.107，-3.718，-3.491，-3.276。最终选均质6次。

图6a显示，阿拉伯胶乳液在添加量4%，均质3次时，随着均质压力的增大，其稳定性差，其斜率值为-2.654，-2.339，-3.587，-4.666，-4.054压力 20MPa 为其合适压力。这是因为阿拉伯胶是一种天然的多糖类大分子聚合物，其分子结构中含有2% 左右的蛋白质，且与多糖部分共价结合。在高压下阿拉伯胶与蛋白质共价结合，自身结构被破坏，影响其乳化效果。

图6b显示，阿拉伯胶乳液在均质压20 MPa，添加量为4%时，随着均质次数的增加，其稳定性先好后差，其斜率值分别为-2.403，-1.332，-1.396，-1.658，-1.724。最终选均质2次。