电子束辐照制备细菌纤维素纳米纤维并包封姜黄素增强卵清蛋白的酸洗作用

摘 要

本研究研究了电子束辐照制备的细菌纤维素纳米纤维 （BCNF） 对卵清蛋白 （OVA） 的皮克林效应的增强，并通过不同比例的 OVA/BCNFs 配合物 （1：0.2、1：0.4、1：0.6、1：0.8、1：1） 和油相浓度 （10 %、20 %、30 %、 40 %, 50 %, 60 %).Pickering 乳液的液滴尺寸随着 BCNFs 比例的增加而减小，而 Pickering 乳液的粘度和储能模量 （G'） 增加。Pickering 乳液的凝胶强度与油相含量呈正相关。经 OVA/BCNFs 复合物稳定的 Pickering 乳液在不同 pH 值、离子强度和热条件下具有优异的环境稳定性。此外，将姜黄素封装在 Pickering 乳液中后，姜黄素的保留率在室温、紫外线和热处理下显着提高。本研究将有助于新型蛋白质/多糖稳定剂的发展，并为研究 Pickering 乳液的稳定性和递送亲脂性生物活性化合物提供新的见解。

引 言

随着可持续发展目标 （SDG） 的引入，世界各国都在各个领域做出努力。在食品领域的一个方面，天然生物活性成分的开发利用引起了研究学者的关注 。姜黄素是一种黄色疏水性多酚，是从姜黄 （Curcuma longa） 的根中提取的，由于酚羟基、邻位甲氧基、不饱和键和 β-二酮的存在，具有显着的抗氧化、抗炎、抗肿瘤和免疫调节特性 。这些功能使姜黄素可用于食品、药品和营养保健品等应用 。然而，亲水性酚羟基被姜黄素的高极性脂肪链、酚基和烯醇分离，导致姜黄素的水溶性低。此外，姜黄素很容易被光、热和碱性条件破坏和降解。因此，迫切需要提高姜黄素的稳定性，以促进其在功能性食品中的应用。

目前，有一种很好的策略可以通过将姜黄素封装在水包油皮克林乳液中来提高其稳定性。与传统的乳液不同，由固体颗粒稳定的Pickering乳液具有更好的稳定性，因为固体颗粒在油水界面处不可逆地吸附，形成优异的物理屏障，防止乳液液滴之间的聚集和聚结。此外，由生物基颗粒稳定的Pickering乳液具有良好的生物相容性，即清洁标签特性，可用作生物活性化合物递送的最佳候选者。由于无毒、易于提取和广泛可用，蛋白质和多糖是最受欢迎的生物基皮克林稳定剂 。

卵清蛋白 （OVA） 是蛋清中含量最丰富的蛋白质，是一种天然球状蛋白质，营养价值高，加工和生物学特性好 。OVA 因其安全特性而成为 Pickering 稳定剂的理想选择。然而，大多数疏水性氨基酸都隐藏在结构内，天然 OVA 的两亲性较差，尤其是暴露在极端条件下 。此外，基于 OVA 的 Pickering 乳液在 pH 值接近 OVA 的等电点 （pI） 时容易发生乳化 。蛋白质/多糖复合物的制备是一种绿色且有前途的方法，可以提高乳糖、海藻酸钠和羧甲基纤维素等OVA的界面活性和乳化能力。细菌纤维素 （BC） 因其高纯度、高结晶度和生物相容性而被认为是一种很有前途的细胞外多糖 。减小 BC 的大小后，制备了细菌纤维素纳米纤维 （BCNF） 并用于提高蛋白质的乳化能力 。制备BCNFs最有效的方法是化学法，该方法会使用大量的有机试剂。为了环境友好，我们之前的研究中已经使用电子束照射制备了 BCNFs，这是一种反应条件温和的简单方法。通过电子束辐照制备的 BCNF 被赋予了高纵横比，并促进了致密堆积界面层和三维网络的形成。此外，多糖和蛋白质之间的相互作用可以减轻皮克林乳液在蛋白质 pI 处的不稳定 。扩大 OVA 在食品领域的应用以制备 OVA 和 BCNFs 的复合物，并将这些复合物用作稳定剂制备 Pickering 乳液并提高其稳定性。

在本工作中，通过电子束辐照制备 BCNFs，并用于制备 OVA/BCNFs 复合物，以提高 OVA 的乳化能力并制备姜黄素封装的 Pickering 乳液。通过透射电子显微镜 （TEM） 对 OVA/BCNFs 配合物、浊度、zeta 电位和表面疏水性测量进行表征，然后用 OVA/BCNFs 配合物制备 Pickering 乳液作为 Pickering 稳定剂。通过光学显微镜、液滴粒径测量和流变特性研究了 OVA/BCNFs 配合物比和油相含量对 Pickering 乳液稳定性的影响。探讨了 OVA/BCNFs 配合物稳定的 Pickering 乳液的离心稳定性和冻融稳定性，以及环境稳定性。最后，以 Pickering 乳剂为稳定体系包埋姜黄素，并经室温储存、紫外线照射和热处理，评价姜黄素的保护能力。本研究旨在为提高OVA的乳化能力提供理论依据，扩大蛋白质/多糖复合物稳定Pickering乳液的应用。